JPS616211A - ２相ステンレス鋼の熱間加工方法 - Google Patents
２相ステンレス鋼の熱間加工方法Info
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- JPS616211A JPS616211A JP59128151A JP12815184A JPS616211A JP S616211 A JPS616211 A JP S616211A JP 59128151 A JP59128151 A JP 59128151A JP 12815184 A JP12815184 A JP 12815184A JP S616211 A JPS616211 A JP S616211A
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、常温付近でフェライト相とオーステナイト
相の２相を呈する、ｌ”ｅ 、 Ｃｒ及びＮ＋を主成分
とした２相ステンレス鋼の熱間加工方法に関するもので
ある。
相の２相を呈する、ｌ”ｅ 、 Ｃｒ及びＮ＋を主成分
とした２相ステンレス鋼の熱間加工方法に関するもので
ある。
一般に、２相ステンレス鋼は、耐食性に優れた効果を発
揮するのみならず、強度、靭性及び溶接性等においても
優れた性質を具備することが知られており、各種の分野
で幅広く使用されるようになってきた材料の１つである
が、これはまた所謂難加ＩＩの部類に属するものとして
も知られているものでもあった。
揮するのみならず、強度、靭性及び溶接性等においても
優れた性質を具備することが知られており、各種の分野
で幅広く使用されるようになってきた材料の１つである
が、これはまた所謂難加ＩＩの部類に属するものとして
も知られているものでもあった。
〈背慎技術〉
そこで、２相ステンレス鋼の有する上記特性を生かした
製品のｍ産手段を模索したこれまでの研究結束をふまえ
、例えば熱間加工に有害なＳやＯを低減する等の対策が
とられるようになってきて、板や管のように形状の単純
なものや、比較的簡単な形状の鍛造品の製造は可能とな
ってきている。
製品のｍ産手段を模索したこれまでの研究結束をふまえ
、例えば熱間加工に有害なＳやＯを低減する等の対策が
とられるようになってきて、板や管のように形状の単純
なものや、比較的簡単な形状の鍛造品の製造は可能とな
ってきている。
しかしながら、複雑な形状の部品、例えば管継手やバル
ブ等の製造は極めて困難であり、未だに歩留りや能率の
悪い機械加工に頼らざるを得ないのが現状であった。
ブ等の製造は極めて困難であり、未だに歩留りや能率の
悪い機械加工に頼らざるを得ないのが現状であった。
〈発明の目的〉
この発明は、上述のような状況の下でなされたものであ
り、その主たる目的は、２相ステンレス鋼に任意の形状
を安定して付与し得る熱間加工方法を提供することにあ
る。
り、その主たる目的は、２相ステンレス鋼に任意の形状
を安定して付与し得る熱間加工方法を提供することにあ
る。
〈発明の構成〉
本発明者等は、この発明をなすにあたり、まず耐食性を
はじめとして諸性質に優れている２相ステンレス鋼の熱
間加工性を改善することを１指して、該２相ステンレス
鋼の熱間加工性に及ぼす組織状態や変形条件等の影響に
ついて系統的な検討を加えながら研究を行った結果、 所定の組織をもたせた２相ステンレス鋼材に温度や歪速
度を厳密に管理した状態で変形を句えると、その延性が
飛躍的に向上する、所謂超塑性を呈するようになる、 との知見が得られたのである。
はじめとして諸性質に優れている２相ステンレス鋼の熱
間加工性を改善することを１指して、該２相ステンレス
鋼の熱間加工性に及ぼす組織状態や変形条件等の影響に
ついて系統的な検討を加えながら研究を行った結果、 所定の組織をもたせた２相ステンレス鋼材に温度や歪速
度を厳密に管理した状態で変形を句えると、その延性が
飛躍的に向上する、所謂超塑性を呈するようになる、 との知見が得られたのである。
しかしながら、超塑性現象を実現するには、一般に低歪
速度変形に条件が限られるので塑性加工に比較的長時間
を要する上、それがために加工中の温度低下防止策とし
て加熱しながらの加工が必要となるなどの制約も多い。
速度変形に条件が限られるので塑性加工に比較的長時間
を要する上、それがために加工中の温度低下防止策とし
て加熱しながらの加工が必要となるなどの制約も多い。
そこで、本発明者等は上記のような問題点をふまえた上
で更に研究を進めたところ、 熱間加工の際の前組織の調整をより一層厳密に行うと、
歪速度を通常の圧延加工並に上げた場合でも超塑性の実
現が十分に可能である、との新たな知見を得るに至った
。
で更に研究を進めたところ、 熱間加工の際の前組織の調整をより一層厳密に行うと、
歪速度を通常の圧延加工並に上げた場合でも超塑性の実
現が十分に可能である、との新たな知見を得るに至った
。
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、
２相ステンレス鋼の加工を、通常では考えられないよう
な大きな変形が可能となる超塑性現象を利用して行う方
法に関するもので、現在の加工方法では製造できないよ
うな複雑な形状の製品であってもその製造を可能とし、
また、切削■稈を伴なって既に製造がなされているよう
なものであっても、その切削工程を不要として歩留りの
向上やコストの低減を図ろうとするものであって、その
特徴とするところは、 Ｆｅ、Ｃｒ及びＮｉを主成分とし、常温付近でフェライ
ト相とＡ−ステナイト相の２相を？する２相ステンレス
鋼を、〔フェライト単相となる温度−２００℃〕〜フェ
ライト単相となる温度未満の温度域で、かつ１０００℃
以上の温度に加熱後、水冷又は強制冷却によって５００
℃以下に冷却し、その後、必要に応じて２００℃以下の
温度域にて加工率＝１０％以上の加工を加え、次いで８
５０℃〜〔フェライト単相となる温度−２００℃〕の温
度域に再加熱して１ Ｘ １０’ ／ｓｅｃを越え５×
１０／ｓｅｃ未渦の歪速度で変形することにより、容易
に任意形状の物品とすること、 に存するものである。
２相ステンレス鋼の加工を、通常では考えられないよう
な大きな変形が可能となる超塑性現象を利用して行う方
法に関するもので、現在の加工方法では製造できないよ
うな複雑な形状の製品であってもその製造を可能とし、
また、切削■稈を伴なって既に製造がなされているよう
なものであっても、その切削工程を不要として歩留りの
向上やコストの低減を図ろうとするものであって、その
特徴とするところは、 Ｆｅ、Ｃｒ及びＮｉを主成分とし、常温付近でフェライ
ト相とＡ−ステナイト相の２相を？する２相ステンレス
鋼を、〔フェライト単相となる温度−２００℃〕〜フェ
ライト単相となる温度未満の温度域で、かつ１０００℃
以上の温度に加熱後、水冷又は強制冷却によって５００
℃以下に冷却し、その後、必要に応じて２００℃以下の
温度域にて加工率＝１０％以上の加工を加え、次いで８
５０℃〜〔フェライト単相となる温度−２００℃〕の温
度域に再加熱して１ Ｘ １０’ ／ｓｅｃを越え５×
１０／ｓｅｃ未渦の歪速度で変形することにより、容易
に任意形状の物品とすること、 に存するものである。
次に、この発明の方法において、加工条件を上記の如く
に限定した理由を詳述する。
に限定した理由を詳述する。
２相ステンレス鋼の主成分をＦｅ、Ｃｒ及びＮｉと限定
したのは、他の元素を用いた組合せでもフェライト相と
オーステナイト相の２相混合相織゛を得ることができる
けれども、それによって待られる材料の性質とコストと
を考慮した場合に、Ｆｅ −０ｒ−Ｎｉの３元素を基本
とした方が有利となるからであり、この発明の方法で対
象となる２相ステンレス鋼には、これらの成分の他に、
必要に応じて、 ＭＯ：５％以下（以下、成分割合を表わす％は重−％と
する）。
したのは、他の元素を用いた組合せでもフェライト相と
オーステナイト相の２相混合相織゛を得ることができる
けれども、それによって待られる材料の性質とコストと
を考慮した場合に、Ｆｅ −０ｒ−Ｎｉの３元素を基本
とした方が有利となるからであり、この発明の方法で対
象となる２相ステンレス鋼には、これらの成分の他に、
必要に応じて、 ＭＯ：５％以下（以下、成分割合を表わす％は重−％と
する）。
ＣＬＩ：１％以下、 Ｔｉ ： １．０％以
下。
下。
Ｚｒ ： １．０％以下、 Ｎｂ ： １．０
％以下。
％以下。
Ｖ：１．０％以下、 Ｗ ： １．０％［Ｆ。
Ｃ：０．１％以下、Ｎ：０．２％以下。
を含有し、或いは更に、溶解時の脱酸剤としてＳｉ：５
％以下、 Ｍｎ：３％以下。
％以下、 Ｍｎ：３％以下。
のうちの１種以上を含んだものや、更には、少量のＲｅ
、Ｌａ、Ｃｅ及びＣａや、或いは不可避的不純物を含ん
だものも入ることはもちろんのことである。
、Ｌａ、Ｃｅ及びＣａや、或いは不可避的不純物を含ん
だものも入ることはもちろんのことである。
第１回目の加熱温度を、〔フェライト単相となる湯度−
２００℃〕〜フェライト単相となる温度未満の温度域で
、かつ１０００℃以上の温度とし、水冷又は強制冷却す
るのは、変形前の再加熱時に、７トリツクスであるフェ
ライトの粒径をある程度以下に微細とし、その中にオー
ステナイトを微細に析出させるためであり、このように
して得られたフェライトとオーステナイトの微細混合組
織を変形前にもつことが超塑性実現にとって更に好都合
な条件となるのである。
２００℃〕〜フェライト単相となる温度未満の温度域で
、かつ１０００℃以上の温度とし、水冷又は強制冷却す
るのは、変形前の再加熱時に、７トリツクスであるフェ
ライトの粒径をある程度以下に微細とし、その中にオー
ステナイトを微細に析出させるためであり、このように
して得られたフェライトとオーステナイトの微細混合組
織を変形前にもつことが超塑性実現にとって更に好都合
な条件となるのである。
この第１０目の加熱温度は、フェライト粒の成長を抑制
する程度に、わずかにオーステナイトが残存する温度と
することが好ましく、フェライト単相域ではフェライト
粒の巽常成長が起るので避けるべきである。また、この
温度が余りにも低いと、島状に凝集し粗大化したオース
テナイトが残留して超塑性に悪影響を及ぼすこととなる
。従って、第１回目の加熱温度を１記のように定めた。
する程度に、わずかにオーステナイトが残存する温度と
することが好ましく、フェライト単相域ではフェライト
粒の巽常成長が起るので避けるべきである。また、この
温度が余りにも低いと、島状に凝集し粗大化したオース
テナイトが残留して超塑性に悪影響を及ぼすこととなる
。従って、第１回目の加熱温度を１記のように定めた。
なお、通常組成の２相ステンレス鋼では、（フェライト
単相となる温度−２００℃〕で表わされる温度は１００
０℃以上となるが、化学成分組成によっては該温度が１
０００℃を下■る場合も！１じ、このような場合、加熱
温度が１０００℃未満であるとやはり超塑性に悪影響を
及ぼすこととなるので、加熱温度を１０００℃以１−と
することと定めた。そして、この条件を満足せしめるこ
とにＪ：す、超塑性変形温度に加熱した際、細かいフェ
ライト粒と微細オーステナイト粒の分散を図ることがで
き、超塑性変形の実現が有利となるのである。
単相となる温度−２００℃〕で表わされる温度は１００
０℃以上となるが、化学成分組成によっては該温度が１
０００℃を下■る場合も！１じ、このような場合、加熱
温度が１０００℃未満であるとやはり超塑性に悪影響を
及ぼすこととなるので、加熱温度を１０００℃以１−と
することと定めた。そして、この条件を満足せしめるこ
とにＪ：す、超塑性変形温度に加熱した際、細かいフェ
ライト粒と微細オーステナイト粒の分散を図ることがで
き、超塑性変形の実現が有利となるのである。
また、加熱後の冷却速度は、新たなオーステナイトが析
出して粗大化することがないためにも大きい稈良く、水
冷が好ましいが、噴霧冷却等の強制冷却でもかまわない
。
出して粗大化することがないためにも大きい稈良く、水
冷が好ましいが、噴霧冷却等の強制冷却でもかまわない
。
そして、この場合の急冷を５００℃以下まで行うのは、
その温度が５００℃よりも高いとオーステナイトの粗大
化が起るとの理由からであり、この処理の後、そのまま
変形温度域に再加熱しても良いが、一旦、２００℃以下
の温度域で１０％以上の加工を行う方が再加熱時に微細
なオーステナイトを析出させ易くするので、強く推奨さ
れる手段である。この際の加工温度を２００℃以Ｆと定
めたのは、この温度を越えた領域で加工を行うと、加工
中或いは加工後にフェライトの回復が起って、再加熱時
のオーステナイト微細析出の核となる転位密度が減少す
るためである。
その温度が５００℃よりも高いとオーステナイトの粗大
化が起るとの理由からであり、この処理の後、そのまま
変形温度域に再加熱しても良いが、一旦、２００℃以下
の温度域で１０％以上の加工を行う方が再加熱時に微細
なオーステナイトを析出させ易くするので、強く推奨さ
れる手段である。この際の加工温度を２００℃以Ｆと定
めたのは、この温度を越えた領域で加工を行うと、加工
中或いは加工後にフェライトの回復が起って、再加熱時
のオーステナイト微細析出の核となる転位密度が減少す
るためである。
熱間変形を施す前の再加熱温度及び変形温度を８５０℃
〜〔フェライト単相となる温度−２００℃〕と定めたの
は、８５０℃未満の温度ではオーステナイトの析出に長
時間を要することに加えて、超塑性変形に重要な意味を
もつσ相の析出が著しく抑制されるからであり、一方上
記範囲を越える高い温度に加熱すると微細析出したオー
ステプイトが凝集粗大化するので好ましくないからであ
る。
〜〔フェライト単相となる温度−２００℃〕と定めたの
は、８５０℃未満の温度ではオーステナイトの析出に長
時間を要することに加えて、超塑性変形に重要な意味を
もつσ相の析出が著しく抑制されるからであり、一方上
記範囲を越える高い温度に加熱すると微細析出したオー
ステプイトが凝集粗大化するので好ましくないからであ
る。
なお、この場合、化学成分組成によっては変形中のσ相
の析出もありうるが、変形中に生成するσ相は極めて微
細であり、これがオーステナイＩ・やフェライト粒の粗
大化を防止し、それ自身でも組織の微細化に寄与するの
でそれほど有害なものではなく、むしろ超塑性変形に対
して好都合なものであることを付記しておく。
の析出もありうるが、変形中に生成するσ相は極めて微
細であり、これがオーステナイＩ・やフェライト粒の粗
大化を防止し、それ自身でも組織の微細化に寄与するの
でそれほど有害なものではなく、むしろ超塑性変形に対
して好都合なものであることを付記しておく。
変形を施す直前の所定温度域での保持時間は、１０００
℃以上の高温であれば１分間程度で良く、８５０〜９０
０℃近辺の温度域では１０〜３０分間程度と長くする方
が上述のフェライトとＡ−ステナイト、若しくはフェラ
イトとオーステナイトとσ相との微細混合組織を得やす
いので好ましい。
℃以上の高温であれば１分間程度で良く、８５０〜９０
０℃近辺の温度域では１０〜３０分間程度と長くする方
が上述のフェライトとＡ−ステナイト、若しくはフェラ
イトとオーステナイトとσ相との微細混合組織を得やす
いので好ましい。
変形時の歪速度を１ ｘ １０−１／ｓｅｃ 〜５ｘ
１０／ ５ＣＩＣと定めたのは、歪速度が５Ｘ１０／ｓ
ｅｃ以上であると超塑性による、大変形が望めなくなり
、他方、歪速度が１×１０°ｉ／ｓｅｃよりも小さいと
、延性は向上するものの作業能率が著しく低下するばか
りか、変形時の温度低下を補償するための加熱設備費が
かさむこととなって好ましくないからである。そして、
このような超塑性領域での変形抵抗は極めて低いもので
あり、しかも上述したような特筆すべき延性の向上が高
歪速度下においてももたらされることと相俟って、２相
ステンレス鋼の大変形が極めて容易となるのである。
１０／ ５ＣＩＣと定めたのは、歪速度が５Ｘ１０／ｓ
ｅｃ以上であると超塑性による、大変形が望めなくなり
、他方、歪速度が１×１０°ｉ／ｓｅｃよりも小さいと
、延性は向上するものの作業能率が著しく低下するばか
りか、変形時の温度低下を補償するための加熱設備費が
かさむこととなって好ましくないからである。そして、
このような超塑性領域での変形抵抗は極めて低いもので
あり、しかも上述したような特筆すべき延性の向上が高
歪速度下においてももたらされることと相俟って、２相
ステンレス鋼の大変形が極めて容易となるのである。
次いで、この発明を実施例により比較例と対比しながら
説明する。
説明する。
〈実施例〉
まず、第１表に示される如き成分組成の２相ステンレス
鋼を通常の方法によって溶製し、分解鍛造、熱間圧延を
経て、厚さ：１２ａｍの板材とした。
鋼を通常の方法によって溶製し、分解鍛造、熱間圧延を
経て、厚さ：１２ａｍの板材とした。
この板材を使用して、第２表に示されるよ゛うな条件の
処理を行ってから熱間引張変形を施し、伸びを求めた。
処理を行ってから熱間引張変形を施し、伸びを求めた。
得られた結束を第２表に併せて示した。
第２表に示される結果からも、本発明方法によれば、各
２相ステンレス鋼は高い歪速度の変形であるにもかかわ
らずいずれも１００％以上の極めて良好な伸びを示して
おり、この条件での大変形が容易に可能であることが明
らかである。
２相ステンレス鋼は高い歪速度の変形であるにもかかわ
らずいずれも１００％以上の極めて良好な伸びを示して
おり、この条件での大変形が容易に可能であることが明
らかである。
これに対して、第２表中にて※印で示す条件が本発明範
囲から外れた比較法では、いずれも伸びが大きな値を示
していないことが明らかである。
囲から外れた比較法では、いずれも伸びが大きな値を示
していないことが明らかである。
〈総括的な効果〉
上述のように、この発明によれば、耐食性等の諸性質が
優れているにもかかわらず、難加工材とされていた故に
その適用分野が今一つ制限されていた２相ステンレス鋼
に、塑性加工のみによって複雑な形状を極めて能率良く
付与することが可能となり、その応用分野を一層拡大す
ることができるなど、産業上有用な効果がもたらされる
のである。
優れているにもかかわらず、難加工材とされていた故に
その適用分野が今一つ制限されていた２相ステンレス鋼
に、塑性加工のみによって複雑な形状を極めて能率良く
付与することが可能となり、その応用分野を一層拡大す
ることができるなど、産業上有用な効果がもたらされる
のである。
Claims (2)
- （１）Ｆｅ、Ｃｒ及びＮｉを主成分とし、常温付近でフ
ェライト相とオーステナイト相の２相を呈する２相ステ
ンレス鋼を、〔フェライト単相となる温度−２００℃〕
〜フェライト単相となる温度未満の温度域で、かつ１０
００℃以上の温度に加熱後、水冷又は強制冷却によって
５００℃以下に冷却し、次いで８５０℃〜〔フェライト
単相となる温度−２００℃〕の温度域に再加熱して１×
１０＾−＾１／ｓｅｃを越え５×１０／ｓｅｃ未満の歪
速度で変形することを特徴とする、２相ステンレス鋼の
熱間加工方法。 - （２）Ｆｅ、Ｃｒ及びＮｉを主成分とし、常温付近でフ
ェライト相とオーステナイト相の２相を呈する２相ステ
ンレス鋼を、〔フェライト単相となる温度−２００℃〕
〜フェライト単相となる温度未満の温度域で、かつ１０
００℃以上の温度に加熱後、水冷又は強制冷却によって
５００℃以下に冷却し、その後、２００℃以下の温度域
にて加工率：１０％以上の加工を加え、次いで８５０℃
〜〔フェライト単相となる温度−２００℃〕の温度域に
再加熱して１×１０＾−＾１／ｓｅｃを越え５×１０／
ｓｅｃ未満の歪速度で変形することを特徴とする、２相
ステンレス鋼の熱間加工方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59128151A JPS616211A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | ２相ステンレス鋼の熱間加工方法 |
| US06/747,433 US4637841A (en) | 1984-06-21 | 1985-06-21 | Superplastic deformation of duplex stainless steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59128151A JPS616211A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | ２相ステンレス鋼の熱間加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS616211A true JPS616211A (ja) | 1986-01-11 |
| JPS648047B2 JPS648047B2 (ja) | 1989-02-13 |
Family
ID=14977643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59128151A Granted JPS616211A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | ２相ステンレス鋼の熱間加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS616211A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015116595A (ja) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 日本碍子株式会社 | 熱伝導部材の製造方法 |
-
1984
- 1984-06-21 JP JP59128151A patent/JPS616211A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015116595A (ja) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 日本碍子株式会社 | 熱伝導部材の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS648047B2 (ja) | 1989-02-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |