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JP2022003160A - Austenitic stainless steel - Google Patents

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JP2022003160A
JP2022003160A JP2020107727A JP2020107727A JP2022003160A JP 2022003160 A JP2022003160 A JP 2022003160A JP 2020107727 A JP2020107727 A JP 2020107727A JP 2020107727 A JP2020107727 A JP 2020107727A JP 2022003160 A JP2022003160 A JP 2022003160A
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JP
Japan
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stainless steel
press
less
mass
heat treatment
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Pending
Application number
JP2020107727A
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Japanese (ja)
Inventor
太一朗 溝口
Taichiro Mizoguchi
康人 藤本
Yasuto Fujimoto
富美夫 札軒
Tomio Satsunoki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Stainless Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Stainless Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Stainless Steel Corp filed Critical Nippon Steel Stainless Steel Corp
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  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

To achieve a stainless steel that has improved workability during press molding, and also has small dimensional change due to heat treatment after press molding.SOLUTION: In the inventive austenitic stainless steel, a value of Md30 calculated by the formula (1) is -60 or more and -20 or less, and a volumetric change index value calculated by the formula (2) is 14.5 or less. Md30=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo (1). Index value=Cr+6(Si+Al)+2Mo-0.5 Ni-Cu (2).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼に関する。 The present invention relates to austenitic stainless steel.

従来から、オーステナイト系ステンレス鋼(以下、ステンレス鋼と称する)をプレス成形することにより、各種のプレス成形品が製造されている。ここで、ステンレス鋼をプレス成形する際には、種々の問題が生じる。例えば、代表的なステンレス鋼であるSUS304では、プレス成形時の歪みによりステンレス鋼中のオーステナイト相の少なくとも一部がマルテンサイト相に変態(以下、マルテンサイト変態と称する)する。マルテンサイト変態によりステンレス鋼の加工硬化が進行すると、プレス成形品に加工欠陥、例えば割れが生じる虞がある。この問題を解決すべく、例えば特許文献1には、プレス成形品の加工欠陥を低減し得るステンレス鋼が開示されている。 Conventionally, various press-molded products have been manufactured by press-molding austenitic stainless steel (hereinafter referred to as stainless steel). Here, various problems arise when the stainless steel is press-formed. For example, in SUS304, which is a typical stainless steel, at least a part of the austenite phase in the stainless steel is transformed into a martensitic phase (hereinafter referred to as martensitic transformation) due to strain during press forming. If work hardening of stainless steel progresses due to martensitic transformation, there is a risk that work defects, such as cracks, will occur in the press-molded product. In order to solve this problem, for example, Patent Document 1 discloses stainless steel that can reduce processing defects of a press-molded product.

特開2006−291296号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-291296

プレス成形品の使用目的によっては、ステンレス鋼をプレス成形した後、歪み除去、ろう付けまたは拡散接合などを目的として熱処理が行われる場合がある。この熱処理により、ステンレス鋼中のマルテンサイト相の少なくとも一部がオーステナイト相に変態(以下、オーステナイト変態と称する)し、ステンレス鋼の体積が減少する。 Depending on the purpose of use of the press-molded product, after press-molding the stainless steel, heat treatment may be performed for the purpose of strain removal, brazing, diffusion bonding, or the like. By this heat treatment, at least a part of the martensite phase in the stainless steel is transformed into the austenite phase (hereinafter referred to as austenite transformation), and the volume of the stainless steel is reduced.

ここで、特許文献1に開示されたステンレス鋼については、上記熱処理が行われた場合に体積が減少することへの対策が必ずしも十分ではない。したがって、特許文献1に開示されたステンレス鋼では、プレス成形後に熱処理を行うことによりプレス成形品を製造した場合、プレス成形品の寸法が所望の寸法よりも許容範囲を超えて小さくなり、プレス成形品の寸法精度が低下する虞がある。 Here, with respect to the stainless steel disclosed in Patent Document 1, measures against the decrease in volume when the above heat treatment is performed are not always sufficient. Therefore, in the stainless steel disclosed in Patent Document 1, when a press-molded product is manufactured by heat treatment after press molding, the dimensions of the press-molded product become smaller than the desired dimensions beyond an allowable range, and the press-molding is performed. There is a risk that the dimensional accuracy of the product will decrease.

本発明の一態様は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、プレス成形時の加工性を向上させつつ、プレス成形後に熱処理が施された場合に生じる寸法変化が小さいステンレス鋼等を実現することにある。 One aspect of the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is stainless steel, which has a small dimensional change when heat treatment is applied after press molding while improving processability at the time of press molding. It is to realize steel etc.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るオーステナイト系ステンレス鋼は、C:0.025質量%以下、Si:1.00質量%以下、Mn:0.30質量%以上かつ3.50質量%以下、P:0.04質量%以下、S:0.015質量%以下、Ni:7.00質量%以上かつ12.00質量%以下、Cr:16.00質量%以上かつ20.00質量%以下、Cu:3.50質量%以下、N:0.025質量%以下、Al:0.1質量%以下、残部が不可避的不純物を除きFeであるオーステナイト系ステンレス鋼であって、(C+N):0.035質量%以下であり、下記式(1)で算出されるMd30の値が−60以上かつ−20以下であり、下記式(2)で算出され、マルテンサイト相からオーステナイト相への変態時の体積変化の程度を予測する指標である体積変化指標値が14.5以下である。 In order to solve the above problems, the austenitic stainless steel according to one aspect of the present invention has C: 0.025% by mass or less, Si: 1.00% by mass or less, Mn: 0.30% by mass or more and 3 .50% by mass or less, P: 0.04% by mass or less, S: 0.015% by mass or less, Ni: 7.00% by mass or more and 12.00% by mass or less, Cr: 16.00% by mass or more and 20 Austenitic stainless steel with .00% by mass or less, Cu: 3.50% by mass or less, N: 0.025% by mass or less, Al: 0.1% by mass or less, and the balance is Fe except for unavoidable impurities. , (C + N): 0.035% by mass or less, the value of Md 30 calculated by the following formula (1) is -60 or more and -20 or less, and the martensite phase is calculated by the following formula (2). The volume change index value, which is an index for predicting the degree of volume change during transformation from to austenitic phase, is 14.5 or less.

Md30=551−462(C+N)−9.2Si−8.1Mn−29(Ni+Cu)−13.7Cr−18.5Mo …(1)
体積変化指標値=Cr+6(Si+Al)+2Mo−0.5Ni−Cu …(2)
上記の構成によれば、Md30の値が−20以下であるので、ステンレス鋼のプレス成形時にオーステナイト相から変態するマルテンサイト相の量を低減することができる。したがって、プレス成形後のステンレス鋼に対して熱処理を施した場合に、マルテンサイト相から変態するオーステナイト相の量を低減することができる。
Md 30 = 551-462 (C + N) -9.2Si-8.1Mn-29 (Ni + Cu) -13.7Cr-18.5Mo ... (1)
Volume change index value = Cr + 6 (Si + Al) + 2Mo-0.5Ni-Cu ... (2)
According to the above configuration, since the value of Md 30 is −20 or less, the amount of martensite phase transformed from the austenite phase during press forming of stainless steel can be reduced. Therefore, when the stainless steel after press forming is heat-treated, the amount of the austenite phase transformed from the martensite phase can be reduced.

ここで、マルテンサイト相の結晶構造は体心立方格子(bcc)であり、オーステナイト相の結晶構造は面心立方格子(fcc)である。一般的に、bccよりもfccの方が原子の充填率が高いので、マルテンサイト相からオーステナイト相への変態は、ステンレス鋼の体積減少の原因となる。したがって、Md30の値を−20以下とし、熱処理時にマルテンサイト相から変態するオーステナイト相の量を低減することにより、プレス成形体の寸法変化を小さくすることができる。ひいては、熱処理が施されたプレス成形品の寸法精度を向上させることができる。 Here, the crystal structure of the martensite phase is a body-centered cubic lattice (bcc), and the crystal structure of the austenite phase is a face-centered cubic lattice (fcc). In general, fcc has a higher atomic packing factor than bcc, so the transformation from the martensite phase to the austenite phase causes a volume reduction in the stainless steel. Therefore, by setting the value of Md 30 to −20 or less and reducing the amount of the austenite phase that transforms from the martensite phase during the heat treatment, the dimensional change of the press-molded article can be reduced. As a result, the dimensional accuracy of the heat-treated press-molded product can be improved.

また、Md30の値が−60以上であるので、ステンレス鋼のプレス成形時にマルテンサイト変態を生じさせることができる。一般的に、マルテンサイト変態によってステンレス鋼のプレス成形時の加工性は向上する。したがって、Md30の値を−60以上とすることにより、ステンレス鋼のプレス成形時の加工性を向上させることができる。 Further, since the value of Md 30 is -60 or more, martensitic transformation can be caused during press forming of stainless steel. In general, martensitic transformation improves the workability of stainless steel during press forming. Therefore, by setting the value of Md 30 to -60 or more, the workability at the time of press forming of stainless steel can be improved.

また、式(2)で算出される体積変化指標値は14.5以下である。ここで、本発明者らの鋭意検討により、式(2)で算出される体積変化指標値は、マルテンサイト相からオーステナイト相への変態時の体積変化の程度を予測する指標となることが見出された。体積変化指標値が低い程、オーステナイト変態時の体積変化率が低下する。そのため、熱処理によりステンレス鋼の一部がマルテンサイト相からオーステナイト相へ変態する場合であっても、体積変化指標値が14.5以下になるようにステンレス鋼の合金成分を調整することにより、ステンレス鋼の体積変化を低減することができる。したがって、プレス成形後のステンレス鋼に対して熱処理を施した場合に生じるステンレス鋼の寸法変化を小さくし、熱処理が施されたプレス成形品の寸法精度をより確実に向上させることができる。 Further, the volume change index value calculated by the equation (2) is 14.5 or less. Here, through diligent studies by the present inventors, it is found that the volume change index value calculated by the equation (2) is an index for predicting the degree of volume change during the transformation from the martensite phase to the austenite phase. It was issued. The lower the volume change index value, the lower the volume change rate during austenite transformation. Therefore, even when a part of the stainless steel is transformed from the martensite phase to the austenite phase by heat treatment, the alloy component of the stainless steel is adjusted so that the volume change index value is 14.5 or less. It is possible to reduce the change in the volume of steel. Therefore, it is possible to reduce the dimensional change of the stainless steel that occurs when the stainless steel after the heat treatment is heat-treated, and to more reliably improve the dimensional accuracy of the press-molded product that has been heat-treated.

更に、(C+N)の値が0.035質量%以下である。ここで、CおよびNはいずれもステンレス鋼の強度を高めてプレス成形性を低下させるとともに、固溶強化作用が強いので、プレス成形後の時期割れを生じやすくする。したがって、CおよびNの個々の値のみならずそれらの合計値についても所定値以下に設定することにより、上記合金成分の個々の値のみが所定値以下に設定されている場合に比べて、ステンレス鋼のプレス成形時の加工性をより向上させることができる。 Further, the value of (C + N) is 0.035% by mass or less. Here, both C and N increase the strength of the stainless steel to lower the press formability, and also have a strong solid solution strengthening action, so that time cracking after press forming is likely to occur. Therefore, by setting not only the individual values of C and N but also their total values to the predetermined values or less, stainless steel is compared with the case where only the individual values of the alloy components are set to the predetermined values or less. The workability during press forming of steel can be further improved.

また、本発明の一態様に係るオーステナイト系ステンレス鋼は、Mo:1.0質量%以下、V:0.50質量%以下、B:0.0001質量%以上かつ0.01質量%以下である。上記の構成によれば、Mo:1.0質量%以下なので、ステンレス鋼のプレス成形品の熱処理による寸法変化を更に低減し、プレス成形品の寸法精度をさらに向上することができる。また、V:0.50質量%以下なので、フェライト相の生成を抑制し、オーステナイト相を安定化するとともに、ステンレス鋼の原料コストを低下させることができる。更に、B:0.0001質量%以上なので、ステンレス鋼の熱間加工性を改善するとともに、熱間圧延時の亀裂を低減することができる。そして、B:0.01質量%以下なので、CrBの析出を低減し、ステンレス鋼の耐食性を維持することができる。 The austenitic stainless steel according to one aspect of the present invention has Mo: 1.0% by mass or less, V: 0.50% by mass or less, B: 0.0001% by mass or more and 0.01% by mass or less. .. According to the above configuration, since Mo: 1.0% by mass or less, the dimensional change due to the heat treatment of the press-molded stainless steel product can be further reduced, and the dimensional accuracy of the press-molded product can be further improved. Further, since V: 0.50% by mass or less, the formation of a ferrite phase can be suppressed, the austenite phase can be stabilized, and the raw material cost of stainless steel can be reduced. Further, since B: 0.0001% by mass or more, it is possible to improve the hot workability of stainless steel and reduce cracks during hot rolling. Then, B: Since 0.01 wt% or less, to reduce the precipitation of Cr 2 B, it is possible to maintain the corrosion resistance of stainless steel.

また、本発明の一態様に係るオーステナイト系ステンレス鋼から、プレス成形により、オーステナイト系ステンレス鋼に対するマルテンサイト相の体積比が50%以下であるプレス成形品を製造することができる。上記のプレス成形品によれば、マルテンサイト相の体積比が50%以下であるので、プレス成形体の熱処理による寸法変化をより確実に低減でき、ひいてはプレス成形品の寸法精度をより確実に向上させることができる。 Further, from the austenitic stainless steel according to one aspect of the present invention, a press-formed product in which the volume ratio of the martensite phase to the austenitic stainless steel is 50% or less can be produced by press molding. According to the above-mentioned press-molded product, since the volume ratio of the martensite phase is 50% or less, the dimensional change due to the heat treatment of the press-molded product can be more reliably reduced, and the dimensional accuracy of the press-molded product is more reliably improved. Can be made to.

本発明の一態様によれば、プレス成形時の加工性を向上させつつ、プレス成形後に熱処理が施された場合に生じる寸法変化が小さいステンレス鋼等を実現することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to realize stainless steel or the like in which the dimensional change that occurs when heat treatment is applied after press molding is small while improving the workability during press molding.

本発明の一実施形態に係るオーステナイト系ステンレス鋼から、プレス成形によりプレス成形品を製造する方法を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the method of manufacturing the press-molded article by press-molding from the austenitic stainless steel which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。本発明の一実施形態に係るオーステナイト系ステンレス鋼(以下、ステンレス鋼)は、各合金元素の含有率が規定されており、(C+N):0.035質量%以下であり、Md30の値が−60以上かつ−20以下であり、体積変化指標値が14.5以下である。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail. In the austenitic stainless steel (hereinafter referred to as stainless steel) according to the embodiment of the present invention, the content of each alloy element is specified, (C + N): 0.035% by mass or less, and the value of Md 30 is It is -60 or more and -20 or less, and the volume change index value is 14.5 or less.

〔Md30の値〕
下記式(1)で算出されるMd30は、真歪み0.3の引張変形でオーステナイト相の50%がマルテンサイト変態する温度として定義される。Md30の値が高い程、オーステナイト相が不安定であることを表す。
[Value of Md 30]
Md 30 calculated by the following equation (1) is defined as the temperature at which 50% of the austenite phase undergoes martensitic transformation in a tensile deformation with a true strain of 0.3. The higher the value of Md 30, the more unstable the austenite phase.

Md30=551−462(C+N)−9.2Si−8.1Mn−29(Ni+Cu)−13.7Cr−18.5Mo …(1)
ここで、マルテンサイト相の結晶構造は体心立方格子(bcc)であり、オーステナイト相の結晶構造は面心立方格子(fcc)である。一般的に、単一の元素からなる結晶構造の場合、bccの原子の充填率は68%であり、fccの原子の充填率は74%であることが知られている。つまり、単一の元素からなる結晶構造の場合、bccよりもfccの方が原子の充填率が高い。
Md 30 = 551-462 (C + N) -9.2Si-8.1Mn-29 (Ni + Cu) -13.7Cr-18.5Mo ... (1)
Here, the crystal structure of the martensite phase is a body-centered cubic lattice (bcc), and the crystal structure of the austenite phase is a face-centered cubic lattice (fcc). Generally, in the case of a crystal structure composed of a single element, it is known that the filling rate of an atom of bcc is 68% and the filling rate of an atom of fcc is 74%. That is, in the case of a crystal structure composed of a single element, fcc has a higher atomic packing factor than bcc.

上記原子の充填率の一般論は、複数の元素からなる結晶構造についても当てはまる。複数の元素からなる結晶構造の場合でも、bccよりもfccの方が原子の充填率が高い。したがって、複数の元素を含む合金であるステンレス鋼についても、マルテンサイト相からオーステナイト相への変態により原子の充填率が高くなり、ステンレス鋼の密度が増大するので、単位質量当たりのステンレス鋼の体積が減少する。したがって、プレス成形後の熱処理において、オーステナイト相へ変態するマルテンサイト相の量が多い場合、熱処理での寸法変化が大きくなる。 The above general theory of atomic packing factor also applies to crystal structures composed of a plurality of elements. Even in the case of a crystal structure composed of a plurality of elements, fcc has a higher atomic packing factor than bcc. Therefore, even for stainless steel, which is an alloy containing multiple elements, the transformation from the martensite phase to the austenite phase increases the atomic filling rate and increases the density of the stainless steel, so the volume of the stainless steel per unit mass. Decreases. Therefore, in the heat treatment after press molding, when the amount of the martensite phase transformed into the austenite phase is large, the dimensional change in the heat treatment becomes large.

Md30の値が−20よりも高い場合、プレス成形により生じるマルテンサイト相の比率が高くなる。プレス成形後のマルテンサイト相の比率が高いと、その後の熱処理により、オーステナイト相に変態するマルテンサイト相の量が増加する。そのため、プレス成形体の熱処理による寸法変化が大きくなり、プレス成形品の寸法精度が低下する。したがって、Md30の値は−20以下に設定される。なお、プレス成形体は、ステンレス鋼をプレス成形することにより生成され、かつ、熱処理が施される前の状態の構造体である。したがって、熱処理が施されない場合、プレス成形体が最終製品としてのプレス成形品となる。 When the value of Md 30 is higher than -20, the proportion of martensite phase produced by press forming is high. When the ratio of the martensite phase after press molding is high, the amount of the martensite phase transformed into the austenite phase increases due to the subsequent heat treatment. Therefore, the dimensional change due to the heat treatment of the press-molded product becomes large, and the dimensional accuracy of the press-molded product deteriorates. Therefore, the value of Md 30 is set to -20 or less. The press-molded body is a structure produced by press-molding stainless steel and in a state before being heat-treated. Therefore, if heat treatment is not applied, the press-molded product becomes a press-molded product as a final product.

一方、Md30の値が−60よりも低い場合、オーステナイト相が必要以上に安定化されるので、プレス成形によるマルテンサイト変態が起こり難い。そのため、TRIP(Transformation Induced Plasticity)現象が生じ難く、プレス成形時の加工性(以下、プレス成形性と称する)、特に張出加工時の加工性が低下する。したがって、Md30の値は−60以上に設定される。 On the other hand, when the value of Md 30 is lower than -60, the austenite phase is stabilized more than necessary, so that martensitic transformation due to press molding is unlikely to occur. Therefore, the TRIP (Transformation Induced Plasticity) phenomenon is unlikely to occur, and the workability during press forming (hereinafter referred to as press formability), particularly the processability during overhanging, is lowered. Therefore, the value of Md 30 is set to -60 or more.

〔体積変化指標値〕
本発明者らの鋭意検討によると、マルテンサイト相の比率が同等であっても、熱処理による寸法変化が異なるケースがあった。本発明者らは、合金成分の各元素が、オーステナイト相およびマルテンサイト相の格子定数に影響を与えることが、熱処理による寸法変化に影響している可能性があると推測した。
[Volume change index value]
According to the diligent studies of the present inventors, there were cases where the dimensional change due to the heat treatment was different even if the ratio of the martensite phase was the same. The present inventors speculate that the influence of each element of the alloy component on the lattice constants of the austenite phase and the martensite phase may affect the dimensional change due to the heat treatment.

そして、本発明者らの鋭意検討により、下記式(2)で算出される体積変化指標値が、マルテンサイト相からオーステナイト相への変態時の体積変化の程度を予測する指標となることが見出された。 Then, through diligent studies by the present inventors, it has been found that the volume change index value calculated by the following equation (2) is an index for predicting the degree of volume change during the transformation from the martensite phase to the austenite phase. It was issued.

体積変化指標値=Cr+6(Si+Al)+2Mo−0.5Ni−Cu …(2)
ここで、体積変化指標値は、Feのマルテンサイト相およびオーステナイト相の格子定数を基準として、各元素がマルテンサイト相およびオーステナイト相の格子定数に与える影響に基づいて規定したものである。
Volume change index value = Cr + 6 (Si + Al) + 2Mo-0.5Ni-Cu ... (2)
Here, the volume change index value is defined based on the influence of each element on the lattice constants of the martensite phase and the austenite phase, based on the lattice constants of the martensite phase and the austenite phase of Fe.

具体的には、まず、Cr:18質量%、Ni:8質量%、C:0.06質量%、残部が不可避的不純物を除きFeであるステンレス鋼をベース組成とし、Cr、Ni、Si、Al、MoおよびCuの含有率を変化させた組成の複数種のステンレス鋼を用意する。次に、これらのステンレス鋼について、オーステナイト相が100%である状態の1gあたりの体積V100およびオーステナイト相とマルテンサイト相との体積比が50%:50%である状態の1gあたりの体積V50を求める。なお、オーステナイト相とマルテンサイト相との体積比が50%:50%である状態のステンレス鋼は、温度および歪みを調整して加工することにより、作製することができる。そして、各元素の含有率がV100とV50との間の比率に及ぼす影響に基づいて、上記式(2)を算出することができる。 Specifically, first, the base composition is stainless steel in which Cr: 18% by mass, Ni: 8% by mass, C: 0.06% by mass, and the balance is Fe excluding unavoidable impurities, and Cr, Ni, Si, Prepare a plurality of types of stainless steels having different compositions of Al, Mo and Cu. Next, for these stainless steels, the volume V100 per gram in the state where the austenite phase is 100% and the volume V50 per gram in the state where the volume ratio between the austenite phase and the martensite phase is 50%: 50%. demand. The stainless steel in a state where the volume ratio of the austenite phase and the martensite phase is 50%: 50% can be produced by processing by adjusting the temperature and strain. Then, the above formula (2) can be calculated based on the influence of the content of each element on the ratio between V100 and V50.

体積変化指標値が高い程、ステンレス鋼のプレス成形体の熱処理による寸法変化が大きくなり、結果としてプレス成形品の寸法精度が低下する。そのため、体積変化指標値は14.5以下に設定される。 The higher the volume change index value, the larger the dimensional change due to the heat treatment of the press-molded stainless steel, and as a result, the dimensional accuracy of the press-molded product decreases. Therefore, the volume change index value is set to 14.5 or less.

〔合金成分〕
本発明は、例えば以下に掲げる成分を含むステンレス鋼に適用されるが、本発明はこれに限定されない。本発明の一実施形態に係るステンレス鋼は、以下の合金成分の他に、各種の合金成分を含むことができる。なお、本明細書において、ステンレス鋼に対する各合金元素の含有率を、単に含有率と称し、単位:質量%で表す。
[Alloy component]
The present invention is applied to, for example, stainless steel containing the following components, but the present invention is not limited thereto. The stainless steel according to the embodiment of the present invention may contain various alloy components in addition to the following alloy components. In this specification, the content of each alloying element in stainless steel is simply referred to as the content, and is expressed in units:% by mass.

<CおよびN>
CおよびNはいずれもオーステナイト生成元素であり、オーステナイト相を得るために必要である。しかし、CおよびNはステンレス鋼の強度を高めてプレス成形性を低下させるとともに、固溶強化作用が強いので、プレス成形後の時期割れを生じやすくする。そのため、CおよびNの含有率はそれぞれ0.025質量%以下であり、CおよびNの含有率の合計(C+N)は、0.035質量%以下である。
<C and N>
Both C and N are austenite-forming elements and are required to obtain an austenite phase. However, C and N increase the strength of the stainless steel and lower the press formability, and also have a strong solid solution strengthening action, so that time cracking after press forming is likely to occur. Therefore, the contents of C and N are 0.025% by mass or less, respectively, and the total content of C and N (C + N) is 0.035% by mass or less.

<Cr>
Crは耐食性を高めるために必要であり、Crの含有率は16質量%以上に設定される。しかし、Crが過剰に添加されると、熱処理によるオーステナイト変態時の体積変化が大きくなる。そのため、Crの含有率は20.0質量%以下であり、好ましくは18.5質量%以下である。
<Cr>
Cr is necessary to enhance corrosion resistance, and the Cr content is set to 16% by mass or more. However, if Cr is excessively added, the volume change during austenite transformation due to heat treatment becomes large. Therefore, the Cr content is 20.0% by mass or less, preferably 18.5% by mass or less.

<Si>
Siは脱酸材として用いるために有効である。しかし、Siが過剰に添加されると、加工硬化を大きくしてプレス成形性を低下させることに加え、Crと同様に、熱処理によるオーステナイト変態時の体積変化が大きくなる。そのため、Siの含有率は1.00質量%以下であり、好ましくは0.70質量%以下である。
<Si>
Si is effective for use as a deoxidizing material. However, when Si is excessively added, in addition to increasing work hardening and lowering press formability, the volume change during austenite transformation due to heat treatment becomes large as in Cr. Therefore, the Si content is 1.00% by mass or less, preferably 0.70% by mass or less.

<Mn>
Mnはオーステナイト安定化元素であり、オーステナイト相を得るために有効である。である。しかし、Mnが過剰に添加されると、製鋼時に耐火物の損傷を促進させ、加工割れの起点となるMn系介在物を増加させる。そのため、Mnの含有率は0.30質量%以上かつ3.50質量%以下である。
<Mn>
Mn is an austenite stabilizing element and is effective for obtaining an austenite phase. Is. However, if Mn is excessively added, damage to the refractory is promoted during steelmaking, and Mn-based inclusions that are the starting points of machining cracks are increased. Therefore, the Mn content is 0.30% by mass or more and 3.50% by mass or less.

<Al>
Alは脱酸材として用いるために必要である。しかし、Alが過剰に添加されると、加工硬化を大きくしてプレス成形性を低下させることに加え、Crと同様に、熱処理によるオーステナイト変態時の体積変化が大きくなる。さらに、Alがアルミナ(Al)として存在する場合には、アルミナがプレス成形時の割れ起点となる。そのため、Alの含有率は0.1質量%以下である。
<Al>
Al is necessary for use as a deoxidizing material. However, when Al is excessively added, in addition to increasing work hardening and lowering press formability, the volume change during austenite transformation due to heat treatment becomes large as in Cr. Further, when Al exists as alumina (Al 2 O 3 ), the alumina serves as a cracking starting point during press molding. Therefore, the Al content is 0.1% by mass or less.

<Ni>
Niはオーステナイト生成元素であり、オーステナイト相を得るために必要である。さらにNiは、熱処理によるオーステナイト変態時の体積変化を低減するためにも有効である。そのため、Niの含有率は7.00質量%以上に設定される。ただしNiが過剰に添加されると、オーステナイト相が必要以上に安定化され、成形性の低下を招く。そのため、Niの含有率は12.00質量%以下であり、例えばステンレス鋼のコストを低下させるため、好ましくは9.00質量%以下である。
<Ni>
Ni is an austenite-forming element and is required to obtain the austenite phase. Further, Ni is also effective for reducing the volume change at the time of austenite transformation due to heat treatment. Therefore, the Ni content is set to 7.00% by mass or more. However, if Ni is added in excess, the austenite phase is stabilized more than necessary, resulting in deterioration of moldability. Therefore, the Ni content is 12.00% by mass or less, preferably 9.00% by mass or less in order to reduce the cost of stainless steel, for example.

<Cu>
Cuはオーステナイト生成元素であり、オーステナイト相を得るために有効である。また、Cuはオーステナイト相の加工硬化を低減するので、成形性を向上させる作用も有する。さらにCuは、熱処理によるオーステナイト変態時の体積変化を低減するためにも有効である。そのため、Cuの含有率は1.00質量%以上に設定されることが好ましい。ただしCuが過剰に添加されると、スラブの中心に融点の低いCuMn相が生じ、熱間加工性を低下させる。そのため、Cuの含有率は3.50質量%以下である。
<Cu>
Cu is an austenite-forming element and is effective for obtaining an austenite phase. In addition, Cu reduces work hardening of the austenite phase, and thus has an effect of improving moldability. Further, Cu is also effective for reducing the volume change during austenite transformation due to heat treatment. Therefore, the Cu content is preferably set to 1.00% by mass or more. However, if Cu is excessively added, a CuMn phase having a low melting point is formed in the center of the slab, which deteriorates hot workability. Therefore, the Cu content is 3.50% by mass or less.

<Mo>
Moは耐食性を得るために有効であり、必要に応じて添加することができる。ただし、Moが過剰に添加されると、熱処理によるオーステナイト変態時の体積変化が大きくなる。そのため、Moの含有率は1.00質量%以下である。Moの含有率が1.00質量%以下である場合、ステンレス鋼のプレス成形品の熱処理による寸法変化を更に低減し、プレス成形品の寸法精度をさらに向上することができる。
<Mo>
Mo is effective for obtaining corrosion resistance and can be added as needed. However, if Mo is added in excess, the volume change during austenite transformation due to heat treatment becomes large. Therefore, the Mo content is 1.00% by mass or less. When the Mo content is 1.00% by mass or less, the dimensional change due to the heat treatment of the press-molded stainless steel product can be further reduced, and the dimensional accuracy of the press-molded product can be further improved.

<PおよびS>
Pは耐食性を低下させる。そのため、Pの含有率は0.04質量%以下であることが好ましい。また、Sも耐食性を低下させる。そのため、Sの含有率は0.015質量%以下であり、より好ましくは0.003質量%以下である。
<P and S>
P reduces corrosion resistance. Therefore, the content of P is preferably 0.04% by mass or less. S also reduces corrosion resistance. Therefore, the content of S is 0.015% by mass or less, more preferably 0.003% by mass or less.

<V>
Vは耐食性を高めるために有効である。しかし、Vはフェライト生成元素であり、高価な原料である。したがって、フェライト相の生成を抑制し、オーステナイト相を安定化するとともに、ステンレス鋼の原料コストを低下させるために、Vの含有率は0.50質量%以下であることが好ましい。
<V>
V is effective for increasing corrosion resistance. However, V is a ferrite-forming element and is an expensive raw material. Therefore, in order to suppress the formation of the ferrite phase, stabilize the austenite phase, and reduce the raw material cost of stainless steel, the V content is preferably 0.50% by mass or less.

<B>
Bは、熱間加工性を改善し、熱間圧延時の亀裂を低減するために必要に応じて添加してよい。Bの含有率は、例えば0.0001質量%以上であることが好ましい。ただし、Bが過剰に添加されると、CrBとして析出し、耐食性を低下させる。そのため、Bの含有率は0.01質量%以下であることが好ましい。
<B>
B may be added as necessary in order to improve hot workability and reduce cracks during hot rolling. The content of B is preferably 0.0001% by mass or more, for example. However, when B is excessively added, precipitates as Cr 2 B, reducing the corrosion resistance. Therefore, the content of B is preferably 0.01% by mass or less.

〔ステンレス鋼帯の製造方法〕
本発明の一実施形態に係るステンレス鋼は、ステンレス鋼の一般的な製造方法、例えば溶製によって製造することができる。また、本発明の一実施形態に係るステンレス鋼からステンレス鋼帯を製造する場合にも、ステンレス鋼帯の一般的な製造方法を用いることができる。
[Manufacturing method of stainless steel strip]
The stainless steel according to the embodiment of the present invention can be produced by a general method for producing stainless steel, for example, melting. Further, also when the stainless steel strip is manufactured from the stainless steel according to the embodiment of the present invention, a general method for manufacturing the stainless steel strip can be used.

以下に、本発明の一実施形態に係るステンレス鋼からステンレス鋼帯を製造する方法の一例を説明する。まず連続鋳造によって製造したスラブを1100℃以上かつ1300℃以下で加熱した後、熱間圧延を施して熱延鋼帯とする。次に、熱延鋼帯を、必要に応じて焼鈍した後、酸洗する。焼鈍を施す場合は、熱延鋼帯を約900℃以上かつ1150℃以下で加熱することが好ましいが、焼鈍温度はこの範囲に限定されない。次に、酸洗後の熱延鋼帯を所定の板厚まで冷間圧延し、その後仕上焼鈍を行う。仕上焼鈍温度は、例えば700℃以上かつ1150℃以下であってもよいが、この範囲に限定されない。また、例えば仕上焼鈍後に要求される最終板厚が薄い場合には、必要に応じて、最終板厚にするための冷間圧延の前に、中間圧延および中間焼鈍を行ってもよい。例えば最終板厚が0.3mmの製品を製造する場合には、板厚3.5mmの熱延鋼帯を中間圧延により板厚1.0mmまで冷間圧延し、中間焼鈍した後、0.3mmまで更に冷間圧延して仕上焼鈍を行ってもよい。仕上焼鈍後、仕上酸洗を行ってもよい。 Hereinafter, an example of a method for manufacturing a stainless steel strip from stainless steel according to an embodiment of the present invention will be described. First, the slab produced by continuous casting is heated at 1100 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower, and then hot-rolled to obtain a hot-rolled steel strip. Next, the hot-rolled steel strip is annealed if necessary and then pickled. When annealing, it is preferable to heat the hot-rolled steel strip at about 900 ° C. or higher and 1150 ° C. or lower, but the annealing temperature is not limited to this range. Next, the hot-rolled steel strip after pickling is cold-rolled to a predetermined plate thickness, and then finish annealing is performed. The finish annealing temperature may be, for example, 700 ° C. or higher and 1150 ° C. or lower, but is not limited to this range. Further, for example, when the final plate thickness required after finish annealing is thin, intermediate rolling and intermediate annealing may be performed before cold rolling to obtain the final plate thickness, if necessary. For example, in the case of manufacturing a product with a final plate thickness of 0.3 mm, a hot-rolled steel strip with a plate thickness of 3.5 mm is cold-rolled to a plate thickness of 1.0 mm by intermediate rolling, and after intermediate annealing, it is 0.3 mm. It may be further cold-rolled to finish annealing. After the finish annealing, the finish pickling may be performed.

〔プレス成形品の製造方法〕
本発明の一実施形態に係るステンレス鋼帯から、一般的なプレス成形により、プレス成形品を製造することができる。プレス成形の種類として、例えば絞り加工、張出加工、伸びフランジ加工および曲げ加工を挙げることができる。なお、プレス成形品の材料として、上記ステンレス鋼帯の替わりに、本発明の一実施形態に係るステンレス鋼を用いて製造されたステンレス鋼板を使用してもよい。
[Manufacturing method of press-molded products]
A press-molded product can be produced from a stainless steel strip according to an embodiment of the present invention by general press molding. Examples of the types of press forming include drawing, overhanging, stretch flange processing, and bending processing. As the material of the press-formed product, a stainless steel plate manufactured by using the stainless steel according to the embodiment of the present invention may be used instead of the stainless steel strip.

プレス成形は、常温で行ってもよく、あるいは加熱して行ってもよい。本発明の一実施形態に係るステンレス鋼帯から製造されるプレス成形品は、常温、例えば10℃以下で上記ステンレス鋼帯をプレス成形し、例えばプレス成形後に熱処理を行わない場合でも、後述するマルテンサイト相の体積比が50%以下である。なお、マルテンサイト相の体積比を更に低下させるためには、ステンレス鋼の温度を高めに保持しながらプレス成形することが好ましい。ステンレス鋼の温度を高めに保持するために、例えば、プレス成形を行う室内を空調して10℃以上に保持してもよい。あるいは加熱金型を用いる、もしくは連続プレスによる加工発熱を利用することにより、金型の温度を10℃以上に保持してもよい。 The press molding may be carried out at room temperature or may be carried out by heating. In the press-molded product manufactured from the stainless steel strip according to the embodiment of the present invention, the stainless steel strip is press-molded at room temperature, for example, 10 ° C. or lower, and even when heat treatment is not performed after press molding, for example, martensite described later will be described. The volume ratio of the site phase is 50% or less. In order to further reduce the volume ratio of the martensite phase, it is preferable to press-mold while keeping the temperature of the stainless steel high. In order to keep the temperature of the stainless steel high, for example, the room where the press molding is performed may be air-conditioned and kept at 10 ° C. or higher. Alternatively, the temperature of the die may be maintained at 10 ° C. or higher by using a heating die or by utilizing the processing heat generated by the continuous press.

〔エリクセン高さ〕
プレス成形時の成形性は、例えばJIS Z2247に規定されるエリクセン高さによって評価することができる。エリクセン高さは、しわ押さえとダイスとの間に締め付けた試験片に対して、球形の端部をもったパンチを押し込み、貫通割れが発生するまでのパンチの移動距離、すなわちくぼみの深さとして定義される。そのため、エリクセン高さが高い程、プレス成形時の成形性が良好であると解釈される。エリクセン高さは、例えば厚さ1.0mmの試験片について測定する場合、13.0mm以上であることが好ましい。
[Eriksen height]
The formability at the time of press forming can be evaluated by, for example, the Eriksen height defined in JIS Z2247. The Eriksen height is the moving distance of the punch until a through crack occurs by pushing the punch with the spherical end into the test piece tightened between the wrinkle holder and the die, that is, the depth of the dent. Defined. Therefore, it is interpreted that the higher the Eriksen height, the better the formability at the time of press molding. The Eriksen height is preferably 13.0 mm or more when measuring, for example, a test piece having a thickness of 1.0 mm.

〔時期割れ〕
以下の説明では、便宜上、プレス成形後かつ熱処理前の状態のプレス成形体でも「プレス成形品」と表記する。プレス成形時の加工条件が過酷であると、プレス成形直後にはプレス成形品に異常がなくても、時間が経つにつれてプレス成形品に亀裂が生じることがある。この亀裂は、一般に時期割れと称される。時期割れは、発生しないことが好ましい。
[Time break]
In the following description, for convenience, the press-molded product in the state after press-molding and before heat treatment is also referred to as "press-molded product". If the processing conditions at the time of press molding are harsh, cracks may occur in the press molded product over time even if there is no abnormality in the press molded product immediately after press molding. This crack is commonly referred to as a timed crack. It is preferable that time cracking does not occur.

〔寸法変化〕
プレス成形品の熱処理における寸法変化は、例えば、円筒形状のプレス成形品について、下記式(3)で算出される収縮率SF(%)によって評価することができる。
[Dimensional change]
The dimensional change in the heat treatment of the press-molded product can be evaluated by, for example, the shrinkage rate SF (%) calculated by the following formula (3) for the cylindrical press-molded product.

SF(%)=100×(D1−D2)/D1 …(3)
式(3)中、D1はプレス成形品の熱処理前の外径であり、D2はプレス成形品を1050℃で熱処理した後の外径である。
SF (%) = 100 × (D1-D2) / D1 ... (3)
In the formula (3), D1 is the outer diameter of the press-molded product before heat treatment, and D2 is the outer diameter of the press-molded product after heat treatment at 1050 ° C.

収縮率SFは、0.3%以下であることが好ましい。 The shrinkage rate SF is preferably 0.3% or less.

〔マルテンサイト比率〕
プレス成形品のマルテンサイト相の体積比(以下、マルテンサイト比率)は、プレス成形品の熱処理時の寸法変化の指標の1つとして用いることができる。マルテンサイト比率が低い程、熱処理時にオーステナイト相へと変態し得るマルテンサイト相が少ないので、熱処理時の寸法変化が少ないと予測される。
[Martensite ratio]
The volume ratio of the martensite phase of the press-molded product (hereinafter referred to as the martensite ratio) can be used as one of the indexes of the dimensional change during the heat treatment of the press-molded product. The lower the martensite ratio, the less the martensite phase that can be transformed into the austenite phase during the heat treatment, so it is predicted that the dimensional change during the heat treatment will be small.

マルテンサイト比率は、例えばX線回折、電子線後方散乱回折または磁気誘導などを利用して測定することができる。本明細書では、比較的測定が簡便であることを考慮し、磁気誘導方式を利用したFischer製のFERITSCOPE FMP30を用いて、マルテンサイト比率を測定した。 The martensite ratio can be measured using, for example, X-ray diffraction, electron backscatter diffraction, magnetic induction, or the like. In the present specification, considering that the measurement is relatively easy, the martensite ratio was measured using FERITSCOPE FMP30 manufactured by Fischer using a magnetic induction method.

プレス成形品のマルテンサイト比率は、プレス成形時の歪みが最大となる箇所、例えば絞り加工時にフランジとなる箇所で最大値となる。プレス成形品におけるマルテンサイト比率は、プレス成形品のいずれの箇所でも、50%以下であることが好ましい。 The martensite ratio of the press-molded product becomes the maximum value at the place where the strain at the time of press-molding is maximum, for example, at the place where the flange is formed at the time of drawing. The martensite ratio in the press-molded product is preferably 50% or less at any point of the press-molded product.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

本発明の一実施例について以下に説明する。まず、表1に示す組成を有するステンレス鋼A1〜A4およびB1〜B4を溶製した後、熱間圧延、焼鈍、酸洗、冷間圧延、仕上焼鈍および仕上酸洗を順に行い、2D材として、厚さ1.0mmのステンレス鋼板A1〜A4およびB1〜B4をそれぞれ製造した。仕上焼鈍は、ステンレス鋼の目標温度を1050℃に設定し、炉温を調整して行った。また、仕上焼鈍後に生じる酸化スケールは、最終的に硝酸および弗酸を混合した水溶液にて仕上酸洗し、除去した。 An embodiment of the present invention will be described below. First, stainless steels A1 to A4 and B1 to B4 having the compositions shown in Table 1 are melted, and then hot rolling, annealing, pickling, cold rolling, finish annealing and finish pickling are performed in this order as a 2D material. , 1.0 mm thick stainless steel plates A1 to A4 and B1 to B4, respectively. Finish annealing was performed by setting the target temperature of stainless steel to 1050 ° C. and adjusting the furnace temperature. The oxidation scale generated after finish annealing was finally removed by finish pickling with an aqueous solution mixed with nitric acid and hydrofluoric acid.

Figure 2022003160
Figure 2022003160

表2は、ステンレス鋼A1〜A4およびB1〜B4の組成に基づいて算出した(C+N)、Md30および体積変化指標値を示す。表2に示すように、ステンレス鋼A1〜A4は、(C+N):0.035質量%以下であり、Md30の値が−60以上かつ−20以下であり、かつ体積変化指標値が14.5以下である。 Table 2 shows (C + N) Md 30 and volume change index values calculated based on the composition of stainless steels A1 to A4 and B1 to B4. As shown in Table 2, the stainless steels A1 to A4 have (C + N): 0.035% by mass or less, the value of Md 30 is -60 or more and -20 or less, and the volume change index value is 14. It is 5 or less.

一方、ステンレス鋼B1は、(C+N):0.035質量%以下であり、かつ体積変化指標値が14.5以下であるが、Md30の値が−60よりも低い。ステンレス鋼B2は、Md30の値が−60以上かつ−20以下であるが、(C+N)値が0.035質量%を超え、かつ体積変化指標値が14.5を超える。ステンレス鋼B3は、(C+N):0.035質量%以下であり、かつ体積変化指標値が14.5以下であるが、Md30の値が−20よりも高い。ステンレス鋼B4は、(C+N):0.035質量%以下であり、Md30の値が−60以上かつ−20以下であるが、体積変化指標値が14.5を超える。 On the other hand, the stainless steel B1 has (C + N): 0.035% by mass or less and the volume change index value is 14.5 or less, but the value of Md 30 is lower than -60. The stainless steel B2 has a value of Md 30 of -60 or more and -20 or less, but a (C + N) value of more than 0.035% by mass and a volume change index value of more than 14.5. The stainless steel B3 has (C + N): 0.035% by mass or less and the volume change index value is 14.5 or less, but the value of Md 30 is higher than -20. The stainless steel B4 has (C + N): 0.035% by mass or less, the value of Md 30 is -60 or more and -20 or less, but the volume change index value exceeds 14.5.

Figure 2022003160
Figure 2022003160

〔エリクセン高さ〕
厚さ1.0mmのステンレス鋼板A1〜A4およびB1〜B4について、エリクセン高さを測定した。表3に示すように、ステンレス鋼板A1〜A4およびB2〜B4のエリクセン高さは、13.0mm以上であり、成形性が良好であることが示された。一方、ステンレス鋼板B1のエリクセン高さは12.5mmと低かった。この理由は、ステンレス鋼B1のMd30の値が−124.0と低いので、オーステナイト相が必要以上に安定化され、マルテンサイト相によるTRIP現象が生じ難いためであると推測される。
[Eriksen height]
The Eriksen height was measured for stainless steel plates A1 to A4 and B1 to B4 having a thickness of 1.0 mm. As shown in Table 3, the Eriksen heights of the stainless steel plates A1 to A4 and B2 to B4 were 13.0 mm or more, indicating that the moldability was good. On the other hand, the Eriksen height of the stainless steel plate B1 was as low as 12.5 mm. It is presumed that the reason for this is that since the value of Md 30 of stainless steel B1 is as low as -124.0, the austenite phase is stabilized more than necessary and the TRIP phenomenon due to the martensite phase is unlikely to occur.

〔プレス成形〕
図1は、本発明の一実施形態に係るステンレス鋼から、プレス成形によりプレス成形品を製造する方法を示す概略図である。図1に示す方法により、エリクセン高さが13.0mm以上であったステンレス鋼板A1〜A4およびB2〜B4に対して、多段絞り加工によるプレス成形を常温で行った。
〔Press molding〕
FIG. 1 is a schematic view showing a method of producing a press-molded product by press-molding from stainless steel according to an embodiment of the present invention. By the method shown in FIG. 1, stainless steel sheets A1 to A4 and B2 to B4 having an Eriksen height of 13.0 mm or more were press-formed by multi-stage drawing at room temperature.

具体的には、まず、ステンレス鋼板A1〜A4およびB2〜B4からそれぞれ、直径96mmの円板形状のブランク10を作製した。このブランク10に対して、ポンチ径48mmのポンチを用いて最初の絞り加工を行い、第1絞り品20を作製した。このとき、ダイスは初期板厚に対するクリアランスが50%となるダイスを使用し、ポンチ、ダイスの曲率半径は8.0mmとした。第1絞り品20は、略円筒形状の円筒部21と、円筒部の軸方向における片端部に設けられた底部22と、を備え、円筒部21の軸方向における他端部には、開口部23が形成されている。円筒部21の直径は48mmであり、軸方向の長さは約36mmであった。 Specifically, first, a disk-shaped blank 10 having a diameter of 96 mm was prepared from stainless steel plates A1 to A4 and B2 to B4, respectively. The blank 10 was first drawn using a punch having a punch diameter of 48 mm to prepare a first drawn product 20. At this time, the die used was a die having a clearance of 50% with respect to the initial plate thickness, and the radius of curvature of the punch and the die was set to 8.0 mm. The first drawn product 20 includes a substantially cylindrical cylindrical portion 21 and a bottom portion 22 provided at one end of the cylindrical portion in the axial direction, and an opening is provided at the other end of the cylindrical portion 21 in the axial direction. 23 is formed. The diameter of the cylindrical portion 21 was 48 mm, and the axial length was about 36 mm.

同様に、第1絞り品20に対して、順番にポンチ径、44mm、40mm、35mm、30mmおよび25mmのポンチを用いて多段絞り加工を行い、プレス成形品30を作製した。このとき、ダイスは初期板厚に対するクリアランスが50%となるダイスを使用し、ポンチ、ダイスの曲率半径は8.0mmとした。 Similarly, the first drawn product 20 was subjected to multi-stage drawing using punches having punch diameters of 44 mm, 40 mm, 35 mm, 30 mm and 25 mm in order to produce a press-molded product 30. At this time, the die used was a die having a clearance of 50% with respect to the initial plate thickness, and the radius of curvature of the punch and the die was set to 8.0 mm.

プレス成形品30は、略円筒形状の円筒部31と、円筒部の軸方向における片端部に設けられた底部32と、を備え、円筒部31の軸方向における他端部には、開口部33が形成されている。円筒部31の直径は25mmであり、軸方向の長さは約90mmであった。以下の説明では、ステンレス鋼板A1〜A4およびB2〜B4から作製されたプレス成形品30をそれぞれ、プレス成形品A1〜A4およびB2〜B4と称する。 The press-molded product 30 includes a substantially cylindrical cylindrical portion 31 and a bottom portion 32 provided at one end of the cylindrical portion in the axial direction, and an opening 33 is provided at the other end of the cylindrical portion 31 in the axial direction. Is formed. The diameter of the cylindrical portion 31 was 25 mm, and the length in the axial direction was about 90 mm. In the following description, the press-molded products 30 made from the stainless steel plates A1 to A4 and B2 to B4 will be referred to as press-molded products A1 to A4 and B2 to B4, respectively.

〔時期割れ〕
プレス成形品A1〜A4およびB2〜B4について、25mmのポンチを用いたプレス成形後、1週間経過した時点での時期割れの有無を目視で観察した。表3に示すように、プレス成形品A1〜A4、およびB3、B4では、時期割れが観察されなかった。一方、プレス成形品B2では、時期割れが発生した。この理由は、ステンレス鋼B2の(C+N)が0.070質量%と高いためであると推測される。
[Time break]
With respect to the press-molded products A1 to A4 and B2 to B4, the presence or absence of time cracking was visually observed one week after press molding using a 25 mm punch. As shown in Table 3, no time cracking was observed in the press-molded products A1 to A4 and B3 and B4. On the other hand, in the press-molded product B2, a time crack occurred. It is presumed that the reason for this is that the (C + N) of stainless steel B2 is as high as 0.070% by mass.

〔マルテンサイト比率〕
時期割れが観察されなかったプレス成形品A1〜A4およびB3、B4のマルテンサイト比率を、Fischer製のFERITSCOPE FMP30により測定した。図1に示すように、測定箇所34は、円筒部31において、開口部33からの距離d4が5mmである箇所とした。
[Martensite ratio]
The martensite ratios of the press-molded products A1 to A4 and B3 and B4 in which no time crack was observed were measured by FERITSCOPE FMP30 manufactured by Fisher. As shown in FIG. 1, the measurement point 34 is a point in the cylindrical portion 31 where the distance d4 from the opening 33 is 5 mm.

表3に示すように、プレス成形品A1〜A4およびB4のマルテンサイト比率は、50%以下と低かった。一方、プレス成形品B3のマルテンサイト比率は、50%よりも高かった。プレス成形品B3のマルテンサイト比率が高い理由は、ステンレス鋼B3のMd30の値が24.3と高いので、プレス成形時に、オーステナイト相からマルテンサイト相へ変態する比率が高かったためであると推測される。 As shown in Table 3, the martensite ratio of the press-molded products A1 to A4 and B4 was as low as 50% or less. On the other hand, the martensite ratio of the press-molded product B3 was higher than 50%. It is presumed that the reason why the martensite ratio of the press-formed product B3 is high is that the value of Md 30 of the stainless steel B3 is as high as 24.3, and the ratio of transformation from the austenite phase to the martensite phase during press forming is high. Will be done.

〔収縮率〕
時期割れが観察されなかったプレス成形品A1〜A4およびB3、B4について、圧力0.001Pa以下の真空雰囲気において、1050℃で1時間加熱した後、冷却した。各プレス成形品について、熱処理前の外径をD1、熱処理後の外径をD2とし、収縮率SF(%)を下記式(3)により算出した。なお、D1およびD2は、図1に示すプレス成形品30の円筒部31における開口部33の縁部において測定した。
〔Shrinkage factor〕
The press-molded products A1 to A4 and B3 and B4 in which no time crack was observed were heated at 1050 ° C. for 1 hour in a vacuum atmosphere with a pressure of 0.001 Pa or less and then cooled. For each press-molded product, the outer diameter before heat treatment was D1 and the outer diameter after heat treatment was D2, and the shrinkage rate SF (%) was calculated by the following formula (3). In addition, D1 and D2 were measured at the edge of the opening 33 in the cylindrical portion 31 of the press-molded product 30 shown in FIG.

SF(%)=100×(D1−D2)/D1 …(3)
表3に示すように、プレス成形品A1〜A4の収縮率は0.3%以下であり、プレス成形品A1〜A4の寸法精度は良好であった。一方、プレス成形品B3、B4の収縮率は0.3%よりも大きく、プレス成形品B3、B4の寸法精度は、プレス成形品A1〜A4よりも低いことが示された。
SF (%) = 100 × (D1-D2) / D1 ... (3)
As shown in Table 3, the shrinkage rate of the press-molded products A1 to A4 was 0.3% or less, and the dimensional accuracy of the press-molded products A1 to A4 was good. On the other hand, it was shown that the shrinkage rate of the press-molded products B3 and B4 was larger than 0.3%, and the dimensional accuracy of the press-molded products B3 and B4 was lower than that of the press-molded products A1 to A4.

プレス成形品B3の寸法精度が低い理由は、プレス成形品B3のマルテンサイト比率が高いので、熱処理により、マルテンサイト相からオーステナイト相に変態するステンレス鋼が多かったためと推測される。これに対し、プレス成形品B4は、マルテンサイト比率が41%と低いにもかかわらず、寸法精度が低かった。この理由は、ステンレス鋼B3の体積変化指標値が16.1と高いので、ステンレス鋼B3の合金成分の各元素が、オーステナイト相からマルテンサイト相への変態時の体積変化を増加させたためであると推測される。 It is presumed that the reason why the dimensional accuracy of the press-molded product B3 is low is that since the martensite ratio of the press-molded product B3 is high, there are many stainless steels that are transformed from the martensite phase to the austenite phase by heat treatment. On the other hand, the press-molded product B4 had low dimensional accuracy even though the martensite ratio was as low as 41%. The reason for this is that since the volume change index value of stainless steel B3 is as high as 16.1, each element of the alloy component of stainless steel B3 increases the volume change during the transformation from the austenite phase to the martensite phase. It is presumed.

Figure 2022003160
Figure 2022003160

本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼およびオーステナイト系ステンレス鋼のプレス成形品に利用することができる。 The present invention can be used for austenitic stainless steel and press-formed products of austenitic stainless steel.

10ブランク
30 プレス成形品
31 円筒部
32 底部
33 開口部
34 測定箇所
10 Blank 30 Press-molded product 31 Cylindrical part 32 Bottom part 33 Opening part 34 Measurement point

Claims (2)

C:0.025質量%以下、Si:1.00質量%以下、Mn:0.30質量%以上かつ3.50質量%以下、P:0.04質量%以下、S:0.015質量%以下、Ni:7.00質量%以上かつ12.00質量%以下、Cr:16.00質量%以上かつ20.00質量%以下、Cu:3.50質量%以下、N:0.025質量%以下、Al:0.1質量%以下、残部が不可避的不純物を除きFeであるオーステナイト系ステンレス鋼であって、
(C+N):0.035質量%以下であり、
下記式(1)で算出されるMd30の値が−60以上かつ−20以下であり、
下記式(2)で算出され、マルテンサイト相からオーステナイト相への変態時の体積変化の程度を予測する指標である体積変化指標値が14.5以下である、オーステナイト系ステンレス鋼。
Md30=551−462(C+N)−9.2Si−8.1Mn−29(Ni+Cu)−13.7Cr−18.5Mo …(1)
体積変化指標値=Cr+6(Si+Al)+2Mo−0.5Ni−Cu …(2)
C: 0.025% by mass or less, Si: 1.00% by mass or less, Mn: 0.30% by mass or more and 3.50% by mass or less, P: 0.04% by mass or less, S: 0.015% by mass Hereinafter, Ni: 7.00% by mass or more and 12.00% by mass or less, Cr: 16.00% by mass or more and 20.00% by mass or less, Cu: 3.50% by mass or less, N: 0.025% by mass. Hereinafter, it is an austenite-based stainless steel in which Al: 0.1% by mass or less and the balance is Fe except for unavoidable impurities.
(C + N): 0.035% by mass or less,
The value of Md 30 calculated by the following formula (1) is -60 or more and -20 or less.
An austenitic stainless steel having a volume change index value of 14.5 or less, which is calculated by the following formula (2) and is an index for predicting the degree of volume change during transformation from the martensite phase to the austenitic phase.
Md 30 = 551-462 (C + N) -9.2Si-8.1Mn-29 (Ni + Cu) -13.7Cr-18.5Mo ... (1)
Volume change index value = Cr + 6 (Si + Al) + 2Mo-0.5Ni-Cu ... (2)
Mo:1.0質量%以下、V:0.50質量%以下、B:0.0001質量%以上かつ0.01質量%以下である、請求項1に記載のオーステナイト系ステンレス鋼。 The austenitic stainless steel according to claim 1, wherein Mo: 1.0% by mass or less, V: 0.50% by mass or less, B: 0.0001% by mass or more and 0.01% by mass or less.
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