JPS6246623B2

JPS6246623B2 -

Info

Publication number: JPS6246623B2
Application number: JP10982081A
Authority: JP
Inventors: Furunori Kuromoto; Hironori Kuroki; Kazuyoshi Tamura
Original assignee: Kuroki Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Kuroki Kogyosho Co Ltd
Priority date: 1981-07-13
Filing date: 1981-07-13
Publication date: 1987-10-02
Also published as: JPS5743968A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は高強度でしかも衝撃抵抗が大なる強
靭性を有する耐酸耐食性合金に関する。一般に鋼の耐食性を向上させる為にCrを合金
化させ、焼入れによつてマルテンサイト組織とな
るべく組成を選んだ鋼をマルテンサイト系ステン
レス鋼と称している。この種の鋼はCrを約９〜
15重量％含有し高強度、耐熱、耐食性の鋼として
常用されているが、耐衝撃性の点において今一歩
難点があると共に耐熱、耐食性の面においても更
に優れた合金が要望されるに至つた。この発明では従前からのマルテンサイト系ステ
ンレス鋼に更にCoを添加し、他元素の量的関係
を適宜調整することにより上記の要望を満足すべ
き合金を提供しようとするものであり、その要旨
はMo0.3〜1.5重量％、Ni1.5〜4.5重量％、Co0.5
〜2.5重量％、Cr9〜13重量％、C0.08重量％以下
で残部が実質的にFeより成る強靭性を有する耐
酸耐食性合金である。なお本願合金は上記のFe、Cr、Mo、Ni、Co及
びＣの他にSi0.1〜1.0重量％、Mn0.1〜2.0重量％
はそれぞれ脱酸剤として必要な為に含有されてお
り、Ｐ、Ｓも極く少量は不純物として含まれてい
るものである。以下本願合金を開発するに至つた試験及びその
結果を示す。 (1) 試験片溶解により得た合金をTIG溶接法により軟鋼
の母材に肉盛溶接をして得られたもの（以下Ｘ
で示す）及びその後650℃×2hr焼鈍して得られ
たもの（以下Ｙで示す）をそれぞれ供試材とし
た。その化学成分を下記第１表に示す。

【表】 (2) 試験条件 (a) 硬さ試験（ビツカース硬さ、荷重500ｇ）硬さの値は１mm間隔で測定した10点のデー
タの平均置であり、その標準偏差は硬さの均
一性をあらわす。 (b) 引張試験引張強さ及び伸びの値はJISA2号の試験片
２個について室温にて測定した平均値であ
る。 (c) 衝撃試験衝撃値はJIS4号（幅５mm）の試験片３個に
ついて０℃にて測定した平均値である。 (d) 耐食性試験体積比で水１：塩酸なる液（20℃）中に20
×10×５mmの試験片を48時間浸漬した後の腐
食減量を測定した。 (e) 高温硬さ試験（ビツカース硬さ、荷重500
ｇ）硬さの値は５×10×５mmのＹの試験片につ
いて、各温度について５点のデータの平均値
を求めた。 (3) 試験結果上記(a)〜(d)の試験結果を下記第２表に、又(e)
の試験結果を第３表に、又試験片No.１〜No.29の
顕微鏡組織写真を第１図〜第２９図にそれぞれ
示す。なおこの顕微鏡組織写真はＹについてのもの
であり、各写真は写真中の１目盛が10μであ
る。

【表】

【表】以上述べて来た試験結果をもとにして各合金元
素の適量を考察する。なお第２表に示す試験結果のうち、硬さ、引張
強さ、伸び、衝撃値について判り易く図示したも
のが第３０図及び第３１図である。即ち第３０図
はＸについてのもので各プロツトの下に示す数値
は上段より衝撃値、引張強さ（伸び）、硬さ（硬
さの標準偏差）であり、第３１図はＹについての
もので各プロツトの下に示す数値は第３０図と同
様である。又第３２図はCo重量％の変化に対するＹの衝
撃値の変化を第２表の結果からプロツトしたグラ
フである。マルテンサイト系ステンレス鋼の代表的鋼種と
しての試料No.１、５、９、13、17にそれぞれCo
を１、２、３重量％ずつ添加した場合第３０図及
び第３１で明らかな如く２重量％添加までは、特
に衝撃値の増大が見られその他の機械的性質につ
いても向上し、２重量％を越えるとCoの効果は
頭打ちの状態でCoの最適量（１〜２重量％）の
場合よりはむしろ性質が低下するものさえ見られ
る。又第３表に示す高温硬さの結果を見てもCoの
量が１、２、３重量％と増すにつれて大きくなつ
ている。更に顕微鏡組織写真を見ると、第１図〜第４図
から明らかな如くCoを添加するにつれて遊離フ
エライト（δフエライト）が次第に減少しCo3重
量％ではほとんど全マルテンサイト組織になつて
いる事が判る。以上からCoはマルテンサイト系ステンレス鋼
の機械的性質を向上させ、その添加量は高々３重
量％までが有効であるという事が判る。次にNiを５重量％以下添加しCoの添加量を各
種変化させた場合のグラフである第３２図から明
らかな如く、Ni添加量が５重量％になれば上記
したCo添加による機械的性質の向上が見られず
Co添加量を増すにつれかえつて性質の劣化が見
られる。又Niを全く添化しない試料については
Co添加量を増すにつれて衝撃値は向上するもの
の引張強さ、硬さが不十分であるし、Ni1重量％
のものについてはCo添加の影響がほとんど見ら
れない等の理由からNi添加量は1.5〜4.5重量％、
又Co添加量は0.5〜2.5重量％が好ましい添加量と
いえる。次いでCrの量について考察するに、Crは一般
的に鋼の耐食性を向上させる元素でありその耐食
性を維持する為には少なくとも９重量％は必要で
あるが、本試験の結果から観るとNi、Mo、Coの
量が同一でCr量が異なるNo.14、No.27、No.28のデ
ータより、Cr量が9.01重量％、10.83重量％、
12.74重量％と変化しても耐食性、靭性、強度等
の諸性能にはほとんど差は観られず、いずれも良
好であるが13重量％となれば靭性が低下する傾向
があるのでCrの上限値としては13重量％とし
た。又炭素の含有量については、多すぎると切欠靭
性及び伸びが低下すると共に溶接性が悪くなるの
で多くとも0.08重量％に留めるべきである。次にMoの添加量について検討するに、今まで
述べて来た様に高強度を保有しながら衝撃抵抗が
大である様にNi、Co量を選んだ各種試料につい
てMo添加量を変化させ、腐食減量を調べた結果
（第２表）によると、Mo添加に従つて腐食量は少
なくなり約１重量％をピークとしそれ以上になれ
ば又腐食量は加し1.82重量％になるとほとんど
Mo耐食性寄与の効果が見られない事が判る。又Mo添加による衝撃抵抗の影響を見ると、Mo
を0.55重量％加えた試料No.29ではMo無添加の試
料No.25のものに比べて衝撃値が大となり、同様に
約１重量％加えた各種試料についても衝撃値は大
となつているが、Moを1.83重量％加えた試No.26
では衝撃値が急激に低下している事が判る。その他引張強さや高温かたさ等の試験結果から
も同様の事がいえ、従つてMoの添加量は大体0.3
〜1.5重量％が望ましいものと考えられる。以上述べて来たことから明らかな如く本願の含
コバルトマルテンサイト合金は、従来のマルテン
サイト系合金に比べ下記の様な優れた性質を有し
優れた強靭性、耐食性合金である。 (i) 切欠靭性が10〜15倍良い。 (ii) 高強度で硬く耐摩耗性に優れている。 (iii) 耐食性特に塩酸に対する耐食性に優れてい
る。 (iv) 高温硬さの低下が少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第２９図はそれぞれ試料No.１〜No.29に
ついてのＹの顕微鏡組織写真、第３０図〜第３２
図はそれぞれ試験結果をまとめたグラフ。

Claims

【特許請求の範囲】

１ Mo0.3〜1.5重量％、Ni1.5〜4.5重量％、
Co0.5〜2.5重量％、Cr9〜13重量％、C0.08重量
％以下で残部が実質的にFeより成る強靭性を有
する耐酸耐食性合金。