JP2024020009A - Ferritic stainless steel material and its manufacturing method, ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment, and vibration damping member - Google Patents
Ferritic stainless steel material and its manufacturing method, ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment, and vibration damping member Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024020009A JP2024020009A JP2022122853A JP2022122853A JP2024020009A JP 2024020009 A JP2024020009 A JP 2024020009A JP 2022122853 A JP2022122853 A JP 2022122853A JP 2022122853 A JP2022122853 A JP 2022122853A JP 2024020009 A JP2024020009 A JP 2024020009A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- stainless steel
- ferritic stainless
- steel material
- vibration damping
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
Description
本発明は、フェライト系ステンレス鋼材及びその製造方法、制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材、並びに制振部材に関する。 The present invention relates to a ferritic stainless steel material, a method for manufacturing the same, a ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment, and a vibration damping member.
自動車は、電動化に伴ってエンジンによる音及び振動が小さくなり、車室内の静粛性が向上している。その結果、これまでエンジン音に埋もれていた騒音や電動化に特有の高周波音などが搭乗者の耳に異音として捉えられ易くなっており、自動車に用いられる材料に対する制振性のレベルが高くなっている。また、スライドドアレールなどの部品に対しても、ドアの開閉による振動を抑制する観点から、制振性が求められている。 2. Description of the Related Art As automobiles become more electric, the noise and vibrations generated by engines are becoming smaller, and the interior of the vehicle is becoming quieter. As a result, noise that was previously buried under engine noise and high-frequency sounds unique to electrification are now more easily perceived by passengers as abnormal noises, and the materials used in automobiles have a higher level of vibration damping. It has become. Furthermore, parts such as sliding door rails are required to have vibration damping properties in order to suppress vibrations caused by opening and closing doors.
さらに、近年、ハードディスク(以下、「HDD」と略す)などの電子機器は、大容量化が進んだことに伴い、単位体積あたりの発熱量が増加している。特に、データセンターなどの多数のHDDを密集して設置する場所では、発熱量が大きくなるため、高出力のファンを用いた冷却が行われている。しかしながら、高出力のファンは、風圧による振動によってハードディスクの共振が生じ易い。HDDなどの電子機器において、振動は誤作動や故障などの原因となるため、電子機器に用いられる部品(例えば、ケース材)に対しても高い制振性が求められている。 Furthermore, in recent years, as electronic devices such as hard disks (hereinafter abbreviated as "HDD") have become larger in capacity, the amount of heat generated per unit volume has increased. Particularly, in places such as data centers where a large number of HDDs are installed closely, the amount of heat generated is large, so high-output fans are used for cooling. However, high-output fans tend to cause hard disk resonance due to vibrations caused by wind pressure. In electronic devices such as HDDs, vibrations can cause malfunctions and failures, so parts used in electronic devices (for example, case materials) are also required to have high vibration damping properties.
制振性を有する材料としてはゴムや樹脂が代表例として挙げられるが、ゴムや樹脂は、一般的に熱伝導率が低いため、電子機器など冷却を必要とする用途には使用し難い。そのため、熱伝導率の高い制振性を有する金属材料が必要とされている。また、ゴムや樹脂は、スライドドアレールのような荷重がかかり、且つ少なくとも一部が屋外環境に曝される用途で使用される場合、強度、耐食性などの特性が十分でないことも多い。さらに、これらの部品は人の目につきやすいため、ステンレス鋼に特有の銀白色など表面外観も好まれる。 Typical examples of materials with vibration damping properties include rubber and resin, but since rubber and resin generally have low thermal conductivity, they are difficult to use in applications that require cooling, such as electronic devices. Therefore, a metal material with high thermal conductivity and vibration damping properties is needed. Further, when rubber and resin are used in applications such as sliding door rails that are subject to loads and at least a portion of which is exposed to the outdoor environment, properties such as strength and corrosion resistance are often insufficient. Furthermore, since these parts are easily visible to people, their surface appearance, such as the silvery white color characteristic of stainless steel, is also preferred.
制振性を有する金属材料は、振動エネルギーの減衰機構から、複合型、強磁性型、転位型及び双晶型に大別される。これらは、種類ごとに長所及び短所が存在するが、高強度且つ制振性が良好な強磁性型が好ましい。強磁性型は、振動などの外力が加わった際に磁区が一方向に再配列し、除荷されると磁区はランダムに再配列される。このときの残留歪が振動エネルギーを吸収して振動を減衰させることができる。 Metal materials having vibration damping properties are broadly classified into composite type, ferromagnetic type, dislocation type, and twin type based on the vibration energy damping mechanism. Each type of these has advantages and disadvantages, but ferromagnetic types are preferred because they have high strength and good vibration damping properties. In the ferromagnetic type, the magnetic domains rearrange in one direction when an external force such as vibration is applied, and when the load is removed, the magnetic domains rearrange randomly. The residual strain at this time can absorb vibration energy and damp vibration.
強磁性型の金属材料としては、例えば、質量%で、C:0.001~0.03%、Si:0.1~1.0%、Mn:0.1~2.0%、Ni:0.01~0.6%、Cr:10.5~24.0%、N:0.001~0.03%、Nb:0~0.8%、Ti:0~0.5%、Cu:0~2.0%、Mo:0~2.5%、V:0~1.0%、Al:0~0.3%、Zr:0~0.3%、Co:0~0.6%、REM(希土類元素):0~0.1%、Ca:0~0.1%、残部Feおよび不可避的不純物である化学組成を有し、マトリックスがフェライト単相であり、フェライト結晶粒の平均結晶粒径が0.3~3.0mmである金属組織を有し、残留磁束密度が45mT以下であるフェライト系ステンレス鋼材が知られている(特許文献1)。 Examples of ferromagnetic metal materials include, in mass %, C: 0.001 to 0.03%, Si: 0.1 to 1.0%, Mn: 0.1 to 2.0%, Ni: 0.01-0.6%, Cr: 10.5-24.0%, N: 0.001-0.03%, Nb: 0-0.8%, Ti: 0-0.5%, Cu : 0-2.0%, Mo: 0-2.5%, V: 0-1.0%, Al: 0-0.3%, Zr: 0-0.3%, Co: 0-0. 6%, REM (rare earth element): 0 to 0.1%, Ca: 0 to 0.1%, the balance being Fe and unavoidable impurities, the matrix is a single ferrite phase, and the ferrite crystal grains A ferritic stainless steel material is known that has a metal structure with an average grain size of 0.3 to 3.0 mm and a residual magnetic flux density of 45 mT or less (Patent Document 1).
また、質量%で、C:0.001~0.04%、Si:0.1~2.0%、Mn:0.1~1.0%、Ni:0.01~0.6%、Cr:10.5~20.0%、Al:0.5~5.0%、N:0.001~0.03%、Nb:0~0.8%、Ti:0~0.5%、Cu:0~0.3%、Mo:0~0.3%、V:0~0.3%、Zr:0~0.3%、Co:0~0.6%、REM(希土類元素):0~0.1%、Ca:0~0.1%、残部Feおよび不可避的不純物である化学組成を有し、マトリックスがフェライト単相であり、フェライト結晶粒の平均結晶粒径が0.3~3.0mmである金属組織を有し、残留磁束密度が45mT以下であるフェライト系ステンレス鋼材も知られている(特許文献2)。 In addition, in mass%, C: 0.001 to 0.04%, Si: 0.1 to 2.0%, Mn: 0.1 to 1.0%, Ni: 0.01 to 0.6%, Cr: 10.5-20.0%, Al: 0.5-5.0%, N: 0.001-0.03%, Nb: 0-0.8%, Ti: 0-0.5% , Cu: 0-0.3%, Mo: 0-0.3%, V: 0-0.3%, Zr: 0-0.3%, Co: 0-0.6%, REM (rare earth element ): 0 to 0.1%, Ca: 0 to 0.1%, the balance is Fe and unavoidable impurities, the matrix is a single ferrite phase, and the average crystal grain size of ferrite crystal grains is 0. A ferritic stainless steel material is also known that has a metal structure of .3 to 3.0 mm and a residual magnetic flux density of 45 mT or less (Patent Document 2).
特許文献1に記載のフェライト系ステンレス鋼材は、組成が詳細に検討されていないため、Cr及びMoの含有量が低い場合に所望の制振性が得られ難い。また、制振熱処理は高温で長時間行われるため、特許文献1のフェライト系ステンレス鋼材は、制振熱処理時に酸化皮膜が厚くなって着色(干渉色が発生)することがあり、表面外観が十分とはいえない。
また、特許文献2に記載のフェライト系ステンレス鋼材は、Alの含有量を高くすることで制振性は向上するものの、Alは非常に酸化し易い元素であるため、制振熱処理時に酸化皮膜が厚くなり易い。
Since the composition of the ferritic stainless steel material described in Patent Document 1 has not been studied in detail, it is difficult to obtain desired vibration damping properties when the contents of Cr and Mo are low. In addition, since the vibration damping heat treatment is performed at high temperatures for a long time, the ferritic stainless steel material of Patent Document 1 may have a thick oxide film and become colored (interference color occurs) during the vibration damping heat treatment, and the surface appearance may be insufficient. I can't say that.
In addition, although the damping properties of the ferritic stainless steel material described in Patent Document 2 are improved by increasing the Al content, since Al is an element that is very easily oxidized, an oxide film forms during vibration damping heat treatment. It tends to become thick.
制振熱処理は、上記のように高温で長時間行われるため、酸化皮膜の厚みが数十nm以上に成長し、可視光域の光と干渉して黄色や紫などの着色(干渉色)が見られる。この干渉色は、酸化皮膜の厚みを敏感に反映するため、表面全体の色調が均一とはなり難く、美観を損なってしまう。
他方、表面外観が低下する要因となる酸化皮膜を研磨や酸洗などによって除去することが考えられる。しかしながら、研磨は、フェライト系ステンレス鋼材に歪が加わるため制振性を低下させてしまう。また、酸洗によって、酸化皮膜(特にAl2O3)を除去することは非常に困難であり、除去できたしても光沢が低下して肌荒れも生じ易い。
したがって、フェライト系ステンレス鋼材に特有の銀白色の外観を維持しつつ高い制振性を付与することは困難であった。
As vibration damping heat treatment is carried out at high temperatures for a long period of time as described above, the oxide film grows to a thickness of several tens of nanometers or more, which interferes with light in the visible light range and produces colors such as yellow and purple (interference colors). Can be seen. Since this interference color sensitively reflects the thickness of the oxide film, it is difficult to achieve a uniform color tone over the entire surface, which impairs the aesthetic appearance.
On the other hand, it is conceivable to remove the oxide film that causes deterioration of the surface appearance by polishing, pickling, or the like. However, polishing adds strain to the ferritic stainless steel material, resulting in a decrease in vibration damping properties. Furthermore, it is very difficult to remove the oxide film (particularly Al 2 O 3 ) by pickling, and even if it is removed, the gloss is likely to decrease and the surface will become rough.
Therefore, it has been difficult to provide high vibration damping properties while maintaining the silvery white appearance characteristic of ferritic stainless steel materials.
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、制振性及び表面外観に優れたフェライト系ステンレス鋼材及びその製造方法、並びに制振部材を提供することを目的とする。
また、本発明は、制振性及び表面外観に優れたフェライト系ステンレス鋼材を製造可能な制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材を提供することを目的とする。
The present invention was made in order to solve the above problems, and aims to provide a ferritic stainless steel material with excellent vibration damping properties and surface appearance, a method for manufacturing the same, and a vibration damping member. .
Another object of the present invention is to provide a ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment that can produce a ferritic stainless steel material with excellent vibration damping properties and surface appearance.
本発明者らは、上記のような問題を解決すべく鋭意研究を行った結果、素地の表面に酸化皮膜を有するフェライト系ステンレス鋼材において、素地の組成、酸化皮膜の明度指数L*、クロマネチックス指数a*及びb*、85度鏡面光沢Gs(85°)、並びに損失係数ηを制御することにより、制振性及び表面外観を向上させ得ることを見出した。また、本発明者らは、このような特徴を有するフェライト系ステンレス鋼材が、所定の組成を有する材料(制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材)を用い、所定の条件で制振熱処理を行うことで得られることも見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものである。 The present inventors conducted extensive research to solve the above-mentioned problems, and found that in ferritic stainless steel materials having an oxide film on the surface of the base material, the composition of the base material, the lightness index L * of the oxide film, and the chromaticity It has been found that vibration damping properties and surface appearance can be improved by controlling the Ticks indices a * and b * , the 85 degree specular gloss Gs (85 degrees), and the loss coefficient η. In addition, the present inventors have discovered that a ferritic stainless steel material having such characteristics can be obtained by performing vibration damping heat treatment under predetermined conditions using a material with a predetermined composition (ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment). I also found that I could get it. The present invention has been completed based on these findings.
すなわち、本発明は、素地の表面に酸化皮膜を有するフェライト系ステンレス鋼材であって、
前記素地は、質量基準で、C:0.100%以下、Si:1.00%以下、Mn:1.00%以下、P:0.100%以下、S:0.100%以下、Cr:20.00~35.00%、Ni:1.00%以下、Cu:1.00%以下、Mo:0.50~4.00%、N:0.100%以下、Nb:0.20~1.00%を含み、1.8Cr+2.8Mo:40.00%以上であり、残部がFe及び不純物からなる組成を有し、
前記酸化皮膜は、L*a*b*表色系における明度指数L*が70.0以上、クロマネチックス指数a*が±1.0以内、クロマネチックス指数b*が±5.0以内であり、且つ85度鏡面光沢Gs(85°)が50.0%以上であり、
前記フェライト系ステンレス鋼材の損失係数ηが4.0×10-4以上である、フェライト系ステンレス鋼材である。
That is, the present invention provides a ferritic stainless steel material having an oxide film on the surface of the base material,
The base material has, on a mass basis, C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.100% or less, Cr: 20.00-35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50-4.00%, N: 0.100% or less, Nb: 0.20- 1.00%, 1.8Cr + 2.8Mo: 40.00% or more, and the remainder is Fe and impurities,
The oxide film has a brightness index L * of 70.0 or more in the L * a * b * color system, a chromatic index a * of within ±1.0, and a chromatic index b * of within ±5.0. and the 85 degree specular gloss Gs (85°) is 50.0% or more,
The ferritic stainless steel material has a loss coefficient η of 4.0×10 −4 or more.
また、本発明は、素地の表面に酸化皮膜を有するフェライト系ステンレス鋼材であって、
前記素地は、質量基準で、C:0.100%以下、Si:1.00%以下、Mn:1.00%以下、P:0.100%以下、S:0.100%以下、Cr:20.00~35.00%、Ni:1.00%以下、Cu:1.00%以下、Mo:0.50~4.00%、N:0.100%以下、Nb:0.20~1.00%を含み、下記のA群及びB群から選択される1種以上を更に含み、1.8Cr+2.8Mo:40.00%以上であり、残部がFe及び不純物からなる組成を有し、
前記酸化皮膜は、L*a*b*表色系における明度指数L*が70.0以上、クロマネチックス指数a*が±1.0以内、クロマネチックス指数b*が±5.0以内であり、且つ85度鏡面光沢Gs(85°)が50.0%以上であり、
前記フェライト系ステンレス鋼材の損失係数ηが4.0×10-4以上である、フェライト系ステンレス鋼材である。
[A群]Al:0.10%以下及びTi:0.10%以下から選択される1種以上
[B群]Zr:1.00%以下、Co:1.00%以下、V:1.00%以下、W:1.00%以下、REM:0.100%以下、Ca:0.100%以下、Sn:0.100%以下及びB:0.0100%以下から選択される1種以上
The present invention also provides a ferritic stainless steel material having an oxide film on the surface of the base material,
The base material has, on a mass basis, C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.100% or less, Cr: 20.00-35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50-4.00%, N: 0.100% or less, Nb: 0.20- 1.00%, further contains one or more selected from the following groups A and B, and has a composition of 1.8Cr + 2.8Mo: 40.00% or more, with the balance consisting of Fe and impurities. ,
The oxide film has a brightness index L * of 70.0 or more in the L * a * b * color system, a chromatic index a * of within ±1.0, and a chromatic index b * of within ±5.0. and the 85 degree specular gloss Gs (85°) is 50.0% or more,
The ferritic stainless steel material has a loss coefficient η of 4.0×10 −4 or more.
[Group A] One or more selected from Al: 0.10% or less and Ti: 0.10% or less [Group B] Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1. 00% or less, W: 1.00% or less, REM: 0.100% or less, Ca: 0.100% or less, Sn: 0.100% or less, and B: 0.0100% or less.
また、本発明は、質量基準で、C:0.100%以下、Si:1.00%以下、Mn:1.00%以下、P:0.100%以下、S:0.100%以下、Cr:20.00~35.00%、Ni:1.00%以下、Cu:1.00%以下、Mo:0.50~4.00%、N:0.100%以下、Nb:0.20~1.00%を含み、1.8Cr+2.8Mo:40.00%以上であり、残部がFe及び不純物からなる組成を有する制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材である。 The present invention also provides, on a mass basis, C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.100% or less, Cr: 20.00 to 35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50 to 4.00%, N: 0.100% or less, Nb: 0. This is a ferritic stainless steel material for damping heat treatment having a composition of 20 to 1.00%, 1.8Cr+2.8Mo: 40.00% or more, and the balance consisting of Fe and impurities.
また、本発明は、質量基準で、C:0.100%以下、Si:1.00%以下、Mn:1.00%以下、P:0.100%以下、S:0.100%以下、Cr:20.00~35.00%、Ni:1.00%以下、Cu:1.00%以下、Mo:0.50~4.00%、N:0.100%以下、Nb:0.20~1.00%を含み、下記のA群及びB群から選択される1種以上を更に含み、1.8Cr+2.8Mo:40.00%以上であり、残部がFe及び不純物からなる組成を有する制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材である。
[A群]Al:0.10%以下及びTi:0.10%以下から選択される1種以上
[B群]Zr:1.00%以下、Co:1.00%以下、V:1.00%以下、W:1.00%以下、REM:0.100%以下、Ca:0.100%以下、Sn:0.100%以下及びB:0.0100%以下から選択される1種以上
The present invention also provides, on a mass basis, C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.100% or less, Cr: 20.00 to 35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50 to 4.00%, N: 0.100% or less, Nb: 0. 1.8Cr+2.8Mo: 40.00% or more, and the remainder is Fe and impurities. This is a ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment.
[Group A] One or more selected from Al: 0.10% or less and Ti: 0.10% or less [Group B] Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1. 00% or less, W: 1.00% or less, REM: 0.100% or less, Ca: 0.100% or less, Sn: 0.100% or less, and B: 0.0100% or less.
また、本発明は、前記制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材を、1.0×10-2Pa以下の酸素分圧雰囲気下、1000~1200℃で熱処理した後、800℃までの冷却速度を30℃/分以上として冷却する、フェライト系ステンレス鋼材の製造方法である。 Further, the present invention heat-treats the ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment at 1000 to 1200°C in an oxygen partial pressure atmosphere of 1.0 × 10 -2 Pa or less, and then reduces the cooling rate to 800°C by 30°C. This is a method for manufacturing a ferritic stainless steel material, which is cooled at a temperature of at least ℃/min.
さらに、本発明は、前記フェライト系ステンレス鋼材を含む制振部材である。 Furthermore, the present invention is a vibration damping member including the ferritic stainless steel material.
本発明によれば、制振性及び表面外観に優れたフェライト系ステンレス鋼材及びその製造方法、並びに制振部材を提供することができる。
また、本発明によれば、制振性及び表面外観に優れたフェライト系ステンレス鋼材を製造可能な制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a ferritic stainless steel material with excellent vibration damping properties and surface appearance, a method for manufacturing the same, and a vibration damping member.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment that can produce a ferritic stainless steel material with excellent vibration damping properties and surface appearance.
強磁性型のフェライト系ステンレス鋼材の制振性は、磁区が移動した際の変形量(磁歪)の大きさによって決まる。Alは磁歪を大きくすることができる一方で、酸化し易い元素であるため、制振熱処理時に酸化皮膜が着色(干渉色が発生)して表面外観が低下する要因となる。また、TiもAlと同様に酸化し易い元素であるため、制振熱処理時に酸化皮膜が着色して表面外観が低下する要因となる。そのため、表面外観を向上させるために、Al及びTiを含まないか又はAl及びTiを低減した組成系とした。他方、磁歪を大きくするために、CrをMoと複合添加し、それらの含有量を最適化した。 The vibration damping properties of ferromagnetic ferritic stainless steel materials are determined by the amount of deformation (magnetostriction) when the magnetic domains move. Although Al can increase magnetostriction, it is an element that is easily oxidized, and therefore becomes a factor in coloring the oxide film (generating interference color) during vibration damping heat treatment and deteriorating the surface appearance. Further, like Al, Ti is an element that is easily oxidized, and therefore becomes a factor in coloring the oxide film during vibration damping heat treatment and deteriorating the surface appearance. Therefore, in order to improve the surface appearance, a composition system was adopted that did not contain Al and Ti or had a reduced amount of Al and Ti. On the other hand, in order to increase magnetostriction, Cr was added in combination with Mo, and their contents were optimized.
また、フェライト系ステンレス鋼材における制振性の発現には、磁区が自由に移動できることが必要であるが、フェライト系ステンレス鋼材中の歪(転位)、析出物及び結晶粒界は磁区の移動を妨げる。フェライト系ステンレス鋼材中の歪(転位)、析出物及び結晶粒界を低減するためには熱処理が必要であるが、溶製時に析出した析出物(特に、Nbの炭窒化物)は、熱処理によって消失し難い。そこで、析出物を少なくするために、Nbを含まないか又はNbを低減した組成系とした。 In addition, in order for ferritic stainless steel materials to exhibit vibration damping properties, it is necessary for magnetic domains to be able to move freely, but strains (dislocations), precipitates, and grain boundaries in ferritic stainless steel materials impede the movement of magnetic domains. . Heat treatment is necessary to reduce strain (dislocations), precipitates, and grain boundaries in ferritic stainless steel materials, but precipitates (especially Nb carbonitrides) that precipitate during melting can be removed by heat treatment. Hard to disappear. Therefore, in order to reduce the amount of precipitates, a composition system containing no Nb or with a reduced Nb content was adopted.
また、フェライト系ステンレス鋼材中のC及びNの固溶量が多いと、Crと結合してCr炭化物及びCr窒化物が析出する。これらの析出物は周囲のCrを奪って耐食性を低下させる鋭敏化を招く。そこで、C及びNの固溶量を低減し、鋭敏化を抑制するために、Nbを添加してC及びNを析出物として固定化した。Nbの炭窒化物(析出物)は、800℃以上1000℃未満で析出し、1000℃以上で固溶するため、制振熱処理を1000~1200℃で行いTiの炭窒化物を固溶させた後、800℃までの冷却速度を早めることで析出物を微細にした。
さらに、Cr、Fe、Mnなどの元素の酸化を抑制し、着色(干渉色が発生)し難い酸化皮膜を形成するために、制振熱処理時の雰囲気を制御した。
Furthermore, when the amount of solid solution of C and N in the ferritic stainless steel material is large, they combine with Cr to precipitate Cr carbide and Cr nitride. These precipitates take away surrounding Cr and cause sensitization that reduces corrosion resistance. Therefore, in order to reduce the solid solution amount of C and N and suppress sensitization, Nb was added to fix C and N as precipitates. Nb carbonitrides (precipitates) precipitate at temperatures above 800°C and below 1000°C and dissolve into solid solution at temperatures above 1000°C, so damping heat treatment was performed at 1000 to 1200°C to dissolve Ti carbonitrides into solid solution. Thereafter, the precipitates were made fine by increasing the cooling rate to 800°C.
Furthermore, in order to suppress the oxidation of elements such as Cr, Fe, and Mn, and to form an oxide film that is less likely to be colored (generate interference color), the atmosphere during the damping heat treatment was controlled.
上記の観点に基づいて完成された本発明の実施形態について、以下で具体的に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し変更、改良などが適宜加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
なお、本明細書において成分に関する「%」表示は、特に断らない限り「質量%」を意味する。
Embodiments of the present invention completed based on the above viewpoints will be specifically described below. The present invention is not limited to the following embodiments, and modifications and improvements may be made to the following embodiments as appropriate based on the common knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It is to be understood that such materials also fall within the scope of the present invention.
In this specification, the expression "%" regarding components means "mass %" unless otherwise specified.
(1)フェライト系ステンレス鋼材
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、素地の表面に酸化皮膜を有する。
ここで、本明細書において「ステンレス鋼材」とは、ステンレス鋼から形成された材料のことを意味し、その材形は特に限定されない。材形の例としては、板状(帯状を含む)、棒状、管状などが挙げられる。また、断面形状がT形、I形などの各種形鋼であってもよい。
また、本明細書において「フェライト系」とは、常温で金属組織が主にフェライト相であるものを意味する。したがって、「フェライト系」にはフェライト相以外の相(例えば、オーステナイト相やマルテンサイト相など)が僅かに含まれるものも包含される。
(1) Ferritic stainless steel material The ferritic stainless steel material according to the embodiment of the present invention has an oxide film on the surface of the base material.
Here, in this specification, "stainless steel material" means a material formed from stainless steel, and the shape of the material is not particularly limited. Examples of the material shape include plate shape (including band shape), rod shape, and tube shape. Further, various types of steel sections having a T-shape or I-shape in cross-section may be used.
Moreover, in this specification, "ferritic type" means that the metal structure is mainly a ferrite phase at room temperature. Therefore, "ferritic" includes those containing a small amount of phase other than ferrite phase (for example, austenite phase, martensite phase, etc.).
素地は、C:0.100%以下、Si:1.00%以下、Mn:1.00%以下、P:0.100%以下、S:0.100%以下、Cr:20.00~35.00%、Ni:1.00%以下、Cu:1.00%以下、Mo:0.50~4.00%、N:0.100%以下、Nb:0.20~1.00%を含み、1.8Cr+2.8Mo:40.00%以上であり、残部がFe及び不純物からなる組成を有する。 The base material is C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.100% or less, Cr: 20.00 to 35 .00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50 to 4.00%, N: 0.100% or less, Nb: 0.20 to 1.00%. 1.8Cr+2.8Mo: 40.00% or more, with the remainder consisting of Fe and impurities.
ここで、本明細書において「不純物」とは、フェライト系ステンレス鋼材を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップなどの原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。例えば、不純物には、不可避的不純物も含まれる。不純物としては、例えばOが挙げられる。
なお、各元素の含有量に関して、「xx%以下」を含むとは、xx%以下であるが、0%超(特に、不純物レベル超)の量を含むことを意味する。
Here, in this specification, "impurities" are components that are mixed in due to raw materials such as ores and scraps and various factors in the manufacturing process when ferritic stainless steel materials are manufactured industrially, and are included in the present invention. It means something that is permissible as long as it does not cause any adverse effects. For example, impurities include unavoidable impurities. Examples of impurities include O.
Regarding the content of each element, "containing xx% or less" means containing an amount of not more than xx% but more than 0% (particularly more than the impurity level).
また、素地は、下記のA群及びB群から選択される1種以上を更に含むことができる。
[A群]Al:0.10%以下及びTi:0.10%以下から選択される1種以上
[B群]Zr:1.00%以下、Co:1.00%以下、V:1.00%以下、W:1.00%以下、REM:0.100%以下、Ca:0.100%以下、Sn:0.100%以下及びB:0.0100%以下から選択される1種以上
以下、各成分について詳細に説明する。
Further, the base material can further include one or more selected from Group A and Group B below.
[Group A] One or more selected from Al: 0.10% or less and Ti: 0.10% or less [Group B] Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1. 00% or less, W: 1.00% or less, REM: 0.100% or less, Ca: 0.100% or less, Sn: 0.100% or less, and B: 0.0100% or less. Each component will be explained in detail below.
(C:0.100%以下)
Cは、フェライト系ステンレス鋼材の耐粒界腐食性(鋭敏化抑制作用)や加工性などの特性に影響を与える元素である。Cの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び耐粒界腐食性が低下してしまう。そのため、Cの含有量の上限値は、0.100%、好ましくは0.080%、より好ましくは0.050%である。一方、Cの含有量の下限値は、特に限定されないが、Cの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Cの含有量の下限値は、好ましくは0.001%、より好ましくは0.002%である。
(C: 0.100% or less)
C is an element that affects characteristics such as intergranular corrosion resistance (sensitization suppression effect) and workability of ferritic stainless steel materials. If the content of C is too large, the workability and intergranular corrosion resistance of the ferritic stainless steel material will decrease. Therefore, the upper limit of the C content is 0.100%, preferably 0.080%, and more preferably 0.050%. On the other hand, the lower limit of the C content is not particularly limited, but reducing the C content leads to an increase in scouring cost. Therefore, the lower limit of the C content is preferably 0.001%, more preferably 0.002%.
(Si:1.00%以下)
Siは、フェライト系ステンレス鋼材の耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。Siの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び靭性が低下する。そのため、Siの含有量の上限値は、1.00%、好ましくは0.90%、より好ましくは0.80%である。一方、Siの含有量の下限値は、特に限定されないが、Siによる効果を確保する観点から、好ましくは0.01%、より好ましくは0.03%、更に好ましくは0.05%である。
(Si: 1.00% or less)
Si is an effective element for improving the oxidation resistance of ferritic stainless steel materials. If the Si content is too high, the workability and toughness of the ferritic stainless steel material will decrease. Therefore, the upper limit of the Si content is 1.00%, preferably 0.90%, and more preferably 0.80%. On the other hand, the lower limit of the Si content is not particularly limited, but from the viewpoint of ensuring the effect of Si, it is preferably 0.01%, more preferably 0.03%, and still more preferably 0.05%.
(Mn:1.00%以下)
Mnは、脱酸元素として有用な元素である。Mnの含有量が多すぎると、腐食起点となるMnSを生成し易くなるとともに、フェライト相を不安定化させる。そのため、Mnの含有量の上限値は、1.00%、好ましくは0.90%、より好ましくは0.80%である。一方、Mnの含有量の下限値は、特に限定されないが、Mnによる効果を確保する観点から、好ましくは0.01%、より好ましくは0.03%、更に好ましくは0.05%である。
(Mn: 1.00% or less)
Mn is an element useful as a deoxidizing element. If the Mn content is too high, MnS, which becomes a corrosion starting point, is likely to be generated and the ferrite phase is destabilized. Therefore, the upper limit of the Mn content is 1.00%, preferably 0.90%, and more preferably 0.80%. On the other hand, the lower limit of the Mn content is not particularly limited, but from the viewpoint of ensuring the effect of Mn, it is preferably 0.01%, more preferably 0.03%, and still more preferably 0.05%.
(P:0.100%以下)
Pは、フェライト系ステンレス鋼材の溶接性や加工性などの特性に影響を与える元素である。Pの含有量が多すぎると、上記の特性が低下する恐れがある。そのため、Pの含有量の上限値は、0.100%、好ましくは0.080%、より好ましくは0.050%である。一方、Pの含有量の下限値は、特に限定されないが、Pの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Pの含有量の下限値は、好ましくは0.010%、より好ましくは0.012%である。
(P: 0.100% or less)
P is an element that affects properties such as weldability and workability of ferritic stainless steel materials. If the content of P is too large, the above characteristics may deteriorate. Therefore, the upper limit of the P content is 0.100%, preferably 0.080%, and more preferably 0.050%. On the other hand, the lower limit of the P content is not particularly limited, but reducing the P content leads to an increase in scouring cost. Therefore, the lower limit of the P content is preferably 0.010%, more preferably 0.012%.
(S:0.100%以下)
Sは、腐食起点となるMnSを生成し、フェライト系ステンレス鋼材の靭性などの特性に影響を与える元素である。Sの含有量が多すぎると、上記の特性が低下する恐れがある。そのため、Sの含有量の上限値は、0.100%、好ましくは0.080%、より好ましくは0.050%である。一方、Sの含有量の下限値は、特に限定されないが、Sの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Sの含有量の下限値は、好ましくは0.0001%、より好ましくは0.0005%である。
(S: 0.100% or less)
S is an element that generates MnS, which becomes a starting point for corrosion, and affects properties such as toughness of ferritic stainless steel materials. If the content of S is too large, the above characteristics may deteriorate. Therefore, the upper limit of the S content is 0.100%, preferably 0.080%, and more preferably 0.050%. On the other hand, the lower limit of the S content is not particularly limited, but reducing the S content leads to an increase in scouring cost. Therefore, the lower limit of the S content is preferably 0.0001%, more preferably 0.0005%.
(Cr:20.00~35.00%)
Crは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性及び制振性(磁歪の増大)を向上させるのに有効な元素である。Crの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の靭性が低下するとともに、製造コストの上昇につながる。そのため、Crの含有量の上限値は、35.00%、好ましくは34.50%、より好ましくは34.00%である。一方、Crの含有量が少なすぎると、上記の効果が十分に得られない。そのため、Crの含有量の下限値は、20.00%、好ましくは20.50%、より好ましくは21.00%である。
(Cr: 20.00-35.00%)
Cr is an effective element for improving the corrosion resistance and vibration damping properties (increase in magnetostriction) of ferritic stainless steel materials. If the Cr content is too high, the toughness of the ferritic stainless steel material will decrease and the manufacturing cost will increase. Therefore, the upper limit of the Cr content is 35.00%, preferably 34.50%, and more preferably 34.00%. On the other hand, if the Cr content is too low, the above effects cannot be sufficiently obtained. Therefore, the lower limit of the Cr content is 20.00%, preferably 20.50%, and more preferably 21.00%.
(Ni:1.00%以下)
Niは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性及び靭性を向上させるのに有効な元素である。Niの含有量が多すぎると、フェライト相が不安定化するとともに、製造コストも上昇する。そのため、Niの含有量の上限値は、1.00%、好ましくは0.80%、より好ましくは0.60%である。一方、Niの含有量の下限値は、特に限定されないが、Niによる効果を確保する観点から、好ましくは0.01%、より好ましくは0.03%である。
(Ni: 1.00% or less)
Ni is an effective element for improving the corrosion resistance and toughness of ferritic stainless steel materials. If the Ni content is too high, the ferrite phase becomes unstable and the manufacturing cost increases. Therefore, the upper limit of the Ni content is 1.00%, preferably 0.80%, and more preferably 0.60%. On the other hand, the lower limit of the Ni content is not particularly limited, but from the viewpoint of ensuring the effect of Ni, it is preferably 0.01%, more preferably 0.03%.
(Cu:1.00%以下)
Cuは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性を向上させるのに有効な元素である。Cuの含有量が多すぎると、フェライト相が不安定化するとともに、製造コストも上昇する。そのため、Cuの含有量の上限値は、1.00%、好ましくは0.70%、より好ましくは0.30%である。一方、Cuの含有量の下限値は、特に限定されないが、Cuによる効果を確保する観点から、好ましくは0.001%、より好ましくは0.01%である。
(Cu: 1.00% or less)
Cu is an effective element for improving the corrosion resistance of ferritic stainless steel materials. If the Cu content is too high, the ferrite phase becomes unstable and the manufacturing cost increases. Therefore, the upper limit of the Cu content is 1.00%, preferably 0.70%, and more preferably 0.30%. On the other hand, the lower limit of the Cu content is not particularly limited, but from the viewpoint of ensuring the effect of Cu, it is preferably 0.001%, more preferably 0.01%.
(Mo:0.50~4.00%)
Moは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性及び制振性(磁歪の増大)を向上させるのに有効な元素である。Moの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性が低下するとともに、製造コストが上昇する。そのため、Moの含有量の上限値は、4.00%、好ましくは3.80%、より好ましくは3.60%である。一方、Moの含有量が少なすぎると、上記の効果が十分に得られない。そのため、Moの含有量の下限値は、0.50%、好ましくは0.60%、より好ましくは0.80%である。
(Mo: 0.50-4.00%)
Mo is an effective element for improving the corrosion resistance and vibration damping properties (increase in magnetostriction) of ferritic stainless steel materials. If the content of Mo is too high, the workability of the ferritic stainless steel material will decrease and the manufacturing cost will increase. Therefore, the upper limit of the Mo content is 4.00%, preferably 3.80%, and more preferably 3.60%. On the other hand, if the content of Mo is too small, the above effects cannot be sufficiently obtained. Therefore, the lower limit of the Mo content is 0.50%, preferably 0.60%, and more preferably 0.80%.
(N:0.100%以下)
Nは、フェライト系ステンレス鋼材の耐粒界腐食性(鋭敏化抑制作用)や加工性などの特性に影響を与える元素である。Nの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び耐粒界腐食性が低下してしまう。そのため、Nの含有量の上限値は、0.100%、好ましくは0.080%、より好ましくは0.050%である。一方、Nの含有量の下限値は、特に限定されないが、Nの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Nの含有量の下限値は、好ましくは0.001%、より好ましくは0.003%、更に好ましくは0.005%である。
(N: 0.100% or less)
N is an element that affects characteristics such as intergranular corrosion resistance (sensitization suppressing effect) and workability of ferritic stainless steel materials. If the N content is too high, the workability and intergranular corrosion resistance of the ferritic stainless steel material will decrease. Therefore, the upper limit of the N content is 0.100%, preferably 0.080%, and more preferably 0.050%. On the other hand, the lower limit of the N content is not particularly limited, but reducing the N content leads to an increase in scouring cost. Therefore, the lower limit of the N content is preferably 0.001%, more preferably 0.003%, and still more preferably 0.005%.
(Nb:0.20~1.00%)
Nbは、C及びNの炭窒化物(析出物)を形成することにより、フェライト系ステンレス鋼材の鋭敏化を抑制する成分である。Nbの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材中の析出物が増加し、制振性が低下してしまう。そのため、Nbの含有量の上限値は、1.00%、好ましくは0.80%、より好ましくは0.50%である。一方、Nbの含有量が少なすぎると、フェライト系ステンレス鋼材の鋭敏化を抑制できず、耐食性が低下してしまう。そのため、Nbの含有量の下限値は、0.20%、好ましくは0.23%、より好ましくは0.25%である。
(Nb: 0.20-1.00%)
Nb is a component that suppresses sensitization of ferritic stainless steel materials by forming carbonitrides (precipitates) of C and N. If the Nb content is too high, the amount of precipitates in the ferritic stainless steel material will increase, resulting in a decrease in vibration damping properties. Therefore, the upper limit of the Nb content is 1.00%, preferably 0.80%, and more preferably 0.50%. On the other hand, if the Nb content is too low, sensitization of the ferritic stainless steel material cannot be suppressed, resulting in a decrease in corrosion resistance. Therefore, the lower limit of the Nb content is 0.20%, preferably 0.23%, and more preferably 0.25%.
(1.8Cr+2.8Mo:40.00%以上)
Cr及びMoは、上記したようにフェライト系ステンレス鋼材の制振性(磁歪の増大)や耐食性を向上させるのに有効な元素である。これらの効果を有効に得るためには、CrとMoのバランスが肝要であり、1.8Cr+2.8Moを40.00%以上、好ましくは40.50%以上、より好ましくは41.00%以上に制御する。一方、1.8Cr+2.8Moの上限値は、特に限定されないが、好ましくは74.00%、より好ましくは73.00%、更に好ましくは72.00%である。
(1.8Cr+2.8Mo: 40.00% or more)
As described above, Cr and Mo are effective elements for improving the damping properties (increase in magnetostriction) and corrosion resistance of ferritic stainless steel materials. In order to effectively obtain these effects, the balance between Cr and Mo is essential, and 1.8Cr+2.8Mo should be at least 40.00%, preferably at least 40.50%, more preferably at least 41.00%. Control. On the other hand, the upper limit of 1.8Cr+2.8Mo is not particularly limited, but is preferably 74.00%, more preferably 73.00%, and still more preferably 72.00%.
(Al:0.10%以下)
Alは、フェライト系ステンレス鋼材の制振性(磁歪の増大)を向上させるのに有効な元素である。ただし、Alの含有量が多すぎると、制振熱処理時に酸化皮膜が着色(干渉色が発生)して表面外観が低下する。そのため、Alの含有量の上限値は、0.10%、好ましくは0.09%、より好ましくは0.08%である。一方、Alの含有量の下限値は、特に限定されないが、Alによる効果を確保する観点から、好ましくは0.001%、より好ましくは0.005%、更に好ましくは0.01%である。
(Al: 0.10% or less)
Al is an element effective in improving the damping properties (increase in magnetostriction) of ferritic stainless steel materials. However, if the Al content is too large, the oxide film will be colored (interference color will occur) during the vibration damping heat treatment, resulting in poor surface appearance. Therefore, the upper limit of the Al content is 0.10%, preferably 0.09%, and more preferably 0.08%. On the other hand, the lower limit of the Al content is not particularly limited, but from the viewpoint of ensuring the effect of Al, it is preferably 0.001%, more preferably 0.005%, and still more preferably 0.01%.
(Ti:0.10%以下)
Tiは、フェライト系ステンレス鋼材の耐粒界腐食性(鋭敏化抑制作用)などの特性に影響を与える元素である。Tiの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性が低下する。また、TiもAlと同様に酸化し易い元素であるため、制振熱処理時に酸化皮膜が着色(干渉色が発生)して表面外観が低下する。そのため、Tiの含有量の上限値は、0.10%、好ましくは0.09%、より好ましくは0.08%である。一方、Tiの含有量の下限値は、特に限定されないが、Tiによる効果を確保する観点から、好ましくは0.001%、より好ましくは0.005%、更に好ましくは0.01%である。
(Ti: 0.10% or less)
Ti is an element that affects characteristics such as intergranular corrosion resistance (sensitization suppressing effect) of ferritic stainless steel materials. If the Ti content is too high, the workability of the ferritic stainless steel material will decrease. Further, like Al, Ti is an element that easily oxidizes, so the oxide film is colored (generates interference color) during vibration damping heat treatment, resulting in a deterioration of the surface appearance. Therefore, the upper limit of the Ti content is 0.10%, preferably 0.09%, and more preferably 0.08%. On the other hand, the lower limit of the Ti content is not particularly limited, but from the viewpoint of ensuring the effect of Ti, it is preferably 0.001%, more preferably 0.005%, and even more preferably 0.01%.
(Zr:1.00%以下、Co:1.00%以下、V:1.00%以下、W:1.00%以下)
Zr、Co、V及びWは、フェライト系ステンレス鋼材の耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。Zr、Co、V及びWの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び靭性が低下するとともに、製造コストの上昇につながる。そのため、Zr、Co、V及びWの含有量の上限値はいずれも、1.00%、好ましくは0.80%、より好ましくは0.60%である。一方、Zr、Co、V及びWの含有量の下限値はいずれも、特に限定されないが、好ましくは0.001%、より好ましくは0.01%である。
(Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1.00% or less, W: 1.00% or less)
Zr, Co, V, and W are elements effective in improving the oxidation resistance of ferritic stainless steel materials. If the content of Zr, Co, V, and W is too large, the workability and toughness of the ferritic stainless steel material will decrease, and the manufacturing cost will increase. Therefore, the upper limits of the contents of Zr, Co, V, and W are all 1.00%, preferably 0.80%, and more preferably 0.60%. On the other hand, the lower limits of the contents of Zr, Co, V, and W are not particularly limited, but are preferably 0.001%, more preferably 0.01%.
(REM:0.100%以下、Ca:0.100%以下)
REM(希土類元素)及びCaは、フェライト系ステンレス鋼材の耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。REM及びCaの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の製造コストの上昇につながる。そのため、REM及びCaの含有量の上限値はいずれも、0.100%、好ましくは0.080%、より好ましくは0.050%である。一方、REM及びCaの含有量の下限値はいずれも、特に限定されないが、好ましくは0.0001%、より好ましくは0.003%である。
なお、REMは、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)の2元素と、ランタン(La)からルテチウム(Lu)までの15元素(ランタノイド)の総称を指す。これらは単独で用いてもよいし、混合物として用いてもよい。
(REM: 0.100% or less, Ca: 0.100% or less)
REM (rare earth element) and Ca are elements effective in improving the oxidation resistance of ferritic stainless steel materials. If the contents of REM and Ca are too high, it will lead to an increase in the manufacturing cost of the ferritic stainless steel material. Therefore, the upper limits of the contents of REM and Ca are both 0.100%, preferably 0.080%, and more preferably 0.050%. On the other hand, the lower limits of the REM and Ca contents are not particularly limited, but are preferably 0.0001%, more preferably 0.003%.
Note that REM is a general term for two elements, scandium (Sc) and yttrium (Y), and 15 elements (lanthanoids) from lanthanum (La) to lutetium (Lu). These may be used alone or as a mixture.
(Sn:0.100%以下)
Snは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性を向上させるのに有効な元素である。Snの含有量が多すぎると、Snが偏析し、製造性が低下する。そのため、Snの含有量の上限値は、0.100%、好ましくは0.080%、より好ましくは0.050%である。一方、Snの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは0.001%、より好ましくは0.005%である。
(Sn: 0.100% or less)
Sn is an element effective in improving the corrosion resistance of ferritic stainless steel materials. If the content of Sn is too high, Sn will segregate and the productivity will decrease. Therefore, the upper limit of the Sn content is 0.100%, preferably 0.080%, and more preferably 0.050%. On the other hand, the lower limit of the Sn content is not particularly limited, but is preferably 0.001%, more preferably 0.005%.
(B:0.0100%以下)
Bは、フェライト系ステンレス鋼材の二次加工性を向上させるのに有効な元素である。Bの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の疲労強度が低下する。そのため、Bの含有量の上限値は、0.0100%、好ましくは0.0080%、より好ましくは0.0050%である。一方、Bの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは0.0001%、より好ましくは0.0005%である。
(B: 0.0100% or less)
B is an element effective in improving the secondary workability of ferritic stainless steel materials. If the content of B is too large, the fatigue strength of the ferritic stainless steel material will decrease. Therefore, the upper limit of the content of B is 0.0100%, preferably 0.0080%, and more preferably 0.0050%. On the other hand, the lower limit of the B content is not particularly limited, but is preferably 0.0001%, more preferably 0.0005%.
素地は、平均結晶粒径が100~1000μmであることが好ましい。平均結晶粒径を100μm以上に制御することにより、制振性の発現に有効な磁区の移動を妨げる結晶粒界が少なくなるため、制振性を向上させることができる。この効果を安定して得る観点から、平均結晶粒径は、より好ましくは120μm以上、更に好ましくは150μm以上、また更に好ましくは180μm以上、特に好ましくは190μm以上である。また、平均結晶粒径を1000μm以下に制御することにより、結晶粒の極端な粗大化によって靭性が低下することを安定して抑制することができる。この効果を安定して得る観点から、平均結晶粒径は、より好ましくは800μm以下、更に好ましくは600μm以下、また更に好ましくは500μm以下である。
ここで、本明細書において平均結晶粒径とは、後述する光学顕微鏡を用いて測定されるものを意味する。
The average crystal grain size of the base material is preferably 100 to 1000 μm. By controlling the average crystal grain size to 100 μm or more, the number of grain boundaries that impede the movement of magnetic domains, which are effective for exhibiting vibration damping properties, is reduced, so that vibration damping properties can be improved. From the viewpoint of stably obtaining this effect, the average crystal grain size is more preferably 120 μm or more, still more preferably 150 μm or more, still more preferably 180 μm or more, and particularly preferably 190 μm or more. Furthermore, by controlling the average crystal grain size to 1000 μm or less, it is possible to stably suppress a decrease in toughness due to extreme coarsening of crystal grains. From the viewpoint of stably obtaining this effect, the average crystal grain size is more preferably 800 μm or less, still more preferably 600 μm or less, and still more preferably 500 μm or less.
Here, in this specification, the average crystal grain size means that measured using an optical microscope described below.
素地は、直径が0.5μm以上5.0μm未満の析出物の個数密度が300個/mm2以下であることが好ましい。直径が0.5μm以上5.0μm未満の析出物は磁区の移動を妨げるため、この析出物の個数密度を300個/mm2以下に制御することにより、制振性を向上させることができる。この効果を安定して得る観点から、この析出物の個数密度は、より好ましくは290個/mm2以下、更に好ましくは280個/mm2以下である。なお、この析出物は、制振性の観点から少ないほどよいため、その下限値は特に限定されないが、好ましくは100個/mm2、より好ましくは120個/mm2、更に好ましくは130個/mm2である。
ここで、本明細書において析出物の直径及び個数密度とは、後述するSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて測定されるものを意味する。また、析出物の直径は、(長辺の長さ×短辺の長さ)1/2によって算出される値とする。
The base material preferably has a number density of precipitates having a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm of 300 pieces/mm 2 or less. Since precipitates having a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm hinder movement of the magnetic domain, damping properties can be improved by controlling the number density of these precipitates to 300 pieces/mm 2 or less. From the viewpoint of stably obtaining this effect, the number density of the precipitates is more preferably 290 pieces/mm 2 or less, and even more preferably 280 pieces/mm 2 or less. Note that the lower the number of these precipitates is, the better from the viewpoint of damping properties, so the lower limit is not particularly limited, but is preferably 100 pieces/mm 2 , more preferably 120 pieces/mm 2 , and even more preferably 130 pieces/mm 2 . mm2 .
Here, in this specification, the diameter and number density of precipitates mean those measured using a SEM (scanning electron microscope), which will be described later. In addition, the diameter of the precipitate is a value calculated by (length of long side x length of short side) 1/2 .
酸化皮膜は、L*a*b*表色系における明度指数L*が70.0以上、クロマネチックス指数a*が±1.0以内、クロマネチックス指数b*が±5.0以内である。明度指数L*、クロマネチックス指数a*及びb*が上記の範囲内であれば、所望の色調(銀白色)が得られているということができるため、フェライト系ステンレス鋼材の表面外観が向上する。
明度指数L*は、所望の色調を安定して確保する観点から、好ましくは72.0以上、より好ましくは75.0以上である。なお、明度指数L*の上限値は、特に限定されないが、一般的に90.0である。
クロマネチックス指数a*は、所望の色調を安定して確保する観点から、好ましくは±0.8以内、より好ましくは±0.6以内である。また、クロマネチックス指数b*は、所望の色調を安定して得る観点から、好ましくは±4.8以内、好ましくは±4.6以内である。
ここで、本明細書において「明度指数L*」及び「クロマネチックス指数a*及びb*」は、JIS Z8722:2009に準拠して測定することができる。
The oxide film has a brightness index L * of 70.0 or more in the L * a * b * color system, a chromatic index a * of within ±1.0, and a chromatic index b * of within ±5.0. be. If the lightness index L * and chromatic index a * and b * are within the above ranges, it can be said that the desired color tone (silver white) has been obtained, improving the surface appearance of the ferritic stainless steel material. do.
The lightness index L * is preferably 72.0 or more, more preferably 75.0 or more, from the viewpoint of stably securing a desired color tone. Note that the upper limit of the lightness index L * is generally 90.0, although it is not particularly limited.
The chromatic index a * is preferably within ±0.8, more preferably within ±0.6, from the viewpoint of stably securing a desired color tone. Further, the chromatic index b * is preferably within ±4.8, preferably within ±4.6, from the viewpoint of stably obtaining a desired color tone.
Here, in this specification, "lightness index L * " and "chromanetics index a * and b * " can be measured based on JIS Z8722:2009.
酸化皮膜は、85度鏡面光沢Gs(85°)が50.0%以上である。Gs(85°)が上記の範囲内であれば、所望の光沢が得られているということができるため、フェライト系ステンレス鋼材の表面外観が向上する。
Gs(85°)は、所望の光沢を安定して確保する観点から、好ましくは60.0%以上、より好ましくは70.0%以上である。なお、Gs(85°)の上限値は、特に限定されないが、一般的に90.0%である。
ここで、本明細書において「85度鏡面光沢Gs(85°)」とは、JIS Z8741:1997に準拠して測定することができる。
The oxide film has an 85 degree specular gloss Gs (85 degrees) of 50.0% or more. If Gs (85°) is within the above range, it can be said that the desired gloss is obtained, and the surface appearance of the ferritic stainless steel material is improved.
Gs (85°) is preferably 60.0% or more, more preferably 70.0% or more from the viewpoint of stably securing the desired gloss. Note that the upper limit of Gs (85°) is not particularly limited, but is generally 90.0%.
Here, in this specification, "85 degree specular gloss Gs (85 degrees)" can be measured based on JIS Z8741:1997.
酸化皮膜の厚みは、酸化皮膜の色調や光沢、すなわち、フェライト系ステンレス鋼材の表面外観に影響を与える。酸化皮膜に所望の色調や光沢を付与する観点から、酸化皮膜の厚みは、好ましくは50nm以下、より好ましくは48nm以下、更に好ましくは45nm以下である。なお、酸化皮膜の厚みの下限値は、特に限定されないが、好ましくは5nm、より好ましくは7nmである。
ここで、本明細書において、酸化皮膜の厚みは、グロー放電発光分光法(GD-OES)を用いて得られた深さ方向の成分濃度プロファイルにおいて表面からO(酸素)が最大値の1/4となるポイントまでの深さとする。
The thickness of the oxide film affects the color tone and gloss of the oxide film, that is, the surface appearance of the ferritic stainless steel material. From the viewpoint of imparting desired color tone and gloss to the oxide film, the thickness of the oxide film is preferably 50 nm or less, more preferably 48 nm or less, and still more preferably 45 nm or less. Note that the lower limit of the thickness of the oxide film is not particularly limited, but is preferably 5 nm, more preferably 7 nm.
Here, in this specification, the thickness of the oxide film is 1/1/2 of the maximum value of O (oxygen) from the surface in the component concentration profile in the depth direction obtained using glow discharge optical emission spectroscopy (GD-OES). The depth shall be up to the point 4.
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、損失係数ηが4.0×10-4以上である。このような範囲の損失係数ηとすることにより、所望の制振性を確保することができる。
損失係数ηは、所望の制振性を安定して確保する観点から、好ましくは4.1×10-4以上、より好ましくは4.2×10-4以上である。なお、損失係数ηの上限値は、特に限定されないが、一般的に2.0×10-3、好ましくは1.0×10-3である。
ここで、本明細書において損失係数ηとは、後述する「中央加振法」によって測定されるものを意味する。
The ferritic stainless steel material according to the embodiment of the present invention has a loss coefficient η of 4.0×10 −4 or more. By setting the loss coefficient η within such a range, desired vibration damping properties can be ensured.
The loss coefficient η is preferably 4.1×10 −4 or more, more preferably 4.2×10 −4 or more, from the viewpoint of stably ensuring desired vibration damping properties. Note that the upper limit value of the loss coefficient η is not particularly limited, but is generally 2.0×10 −3 , preferably 1.0×10 −3 .
Here, in this specification, the loss coefficient η means what is measured by the "central vibration method" described later.
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材の厚さは、特に限定されないが、好ましくは3.0mm以下、より好ましくは2.8mm以下、更に好ましくは2.5mm以下である。また、このフェライト系ステンレス鋼材の厚さは、好ましくは0.2mm以上、より好ましくは0.3mm以上である。 The thickness of the ferritic stainless steel material according to the embodiment of the present invention is not particularly limited, but is preferably 3.0 mm or less, more preferably 2.8 mm or less, and still more preferably 2.5 mm or less. Further, the thickness of this ferritic stainless steel material is preferably 0.2 mm or more, more preferably 0.3 mm or more.
(2)制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材
本発明の実施形態に係る制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材は、制振熱処理が行われる前の材料である。この制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材は、上記のフェライト系ステンレス鋼材の素地と同じ組成を有する。
(2) Ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment The ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment according to the embodiment of the present invention is a material before vibration damping heat treatment is performed. This ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment has the same composition as the base material of the above-mentioned ferritic stainless steel material.
したがって、本発明の実施形態に係る制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材は、C:0.100%以下、Si:1.00%以下、Mn:1.00%以下、P:0.100%以下、S:0.100%以下、Cr:20.00~35.00%、Ni:1.00%以下、Cu:1.00%以下、Mo:0.50~4.00%、N:0.100%以下、Nb:0.20~1.00%を含み、1.8Cr+2.8Mo:40.00%以上であり、残部がFe及び不純物からなる組成を有する。 Therefore, the ferritic stainless steel material for damping heat treatment according to the embodiment of the present invention has C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, and P: 0.100% or less. , S: 0.100% or less, Cr: 20.00 to 35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50 to 4.00%, N: 0 .100% or less, Nb: 0.20 to 1.00%, 1.8Cr+2.8Mo: 40.00% or more, and the balance is Fe and impurities.
また、本発明の実施形態に係る制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材は、C:0.100%以下、Si:1.00%以下、Mn:1.00%以下、P:0.100%以下、S:0.100%以下、Cr:20.00~35.00%、Ni:1.00%以下、Cu:1.00%以下、Mo:0.50~4.00%、N:0.100%以下、Nb:0.20~1.00%を含み、下記のA群及びB群から選択される1種以上を更に含み、1.8Cr+2.8Mo:40.00%以上であり、残部がFe及び不純物からなる組成を有する。
[A群]Al:0.10%以下及びTi:0.10%以下から選択される1種以上
[B群]Zr:1.00%以下、Co:1.00%以下、V:1.00%以下、W:1.00%以下、REM:0.100%以下、Ca:0.100%以下、Sn:0.100%以下及びB:0.0100%以下から選択される1種以上
なお、各成分の詳細については、上記した通りであるため、その説明を省略する。
Further, the ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment according to the embodiment of the present invention has C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100% or less. , S: 0.100% or less, Cr: 20.00 to 35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50 to 4.00%, N: 0 .100% or less, Nb: 0.20 to 1.00%, further containing one or more selected from the following groups A and B, 1.8Cr + 2.8Mo: 40.00% or more, The remainder has a composition consisting of Fe and impurities.
[Group A] One or more selected from Al: 0.10% or less and Ti: 0.10% or less [Group B] Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1. 00% or less, W: 1.00% or less, REM: 0.100% or less, Ca: 0.100% or less, Sn: 0.100% or less, and B: 0.0100% or less. In addition, since the details of each component are as described above, the explanation thereof will be omitted.
本発明の実施形態に係る制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材は、熱延材又は冷延材のいずれであってもよく、常法によって製造することができる。具体的には、まず、上記の組成を有するステンレス鋼を溶製して鍛造又は鋳造した後、熱間圧延を行うことによって熱延材を得ることができる。また、冷延材は、熱延材に対して焼鈍、酸洗、冷間圧延を順次行うことによって得ることができる。冷延材は、必要に応じて、焼鈍及び酸洗を順次行ってもよい。なお、各工程における条件については、ステンレス鋼の組成などに応じて適宜調整すればよく、特に限定されない。 The ferritic stainless steel material for damping heat treatment according to the embodiment of the present invention may be either a hot-rolled material or a cold-rolled material, and can be manufactured by a conventional method. Specifically, a hot rolled material can be obtained by first melting stainless steel having the above composition, forging or casting, and then hot rolling. Moreover, a cold-rolled material can be obtained by sequentially performing annealing, pickling, and cold rolling on a hot-rolled material. The cold-rolled material may be annealed and pickled sequentially, if necessary. Note that the conditions in each step may be adjusted as appropriate depending on the composition of the stainless steel, etc., and are not particularly limited.
本発明の実施形態に係る制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材は、所定の部材への加工が行われていてもよいし、板状又はコイル状のままであってもよい。加工方法としては、金型を用いた各種プレス加工、曲げ加工、溶接加工などが挙げられる。 The ferritic stainless steel material for damping heat treatment according to the embodiment of the present invention may be processed into a predetermined member, or may remain in the form of a plate or coil. Examples of processing methods include various press working using a mold, bending, welding, and the like.
(3)フェライト系ステンレス鋼材の製造方法
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材の製造方法は、上記の特徴を有するフェライト系ステンレス鋼材を製造可能な方法であれば特に限定されない。例えば、本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材の製造方法は、上記の制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材に制振熱処理することを含む。制振熱処理は、制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材を1.0×10-2Pa以下の酸素分圧雰囲気下、1000~1200℃で熱処理した後、800℃までの冷却速度を30℃/分以上として冷却することにより行われる。
(3) Method for manufacturing ferritic stainless steel materials The method for manufacturing ferritic stainless steel materials according to the embodiments of the present invention is not particularly limited as long as it is a method that can manufacture ferritic stainless steel materials having the above characteristics. For example, the method for manufacturing a ferritic stainless steel material according to an embodiment of the present invention includes subjecting the ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment to vibration damping heat treatment. In the damping heat treatment, the ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment is heat treated at 1000 to 1200°C in an oxygen partial pressure atmosphere of 1.0 x 10 -2 Pa or less, and then the cooling rate is 30°C/min to 800°C. The above is performed by cooling.
制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材を1.0×10-2Pa以下の酸素分圧雰囲気下で熱処理することにより、Cr、Fe、Mnなどの元素の酸化を抑制し、酸化皮膜が厚くなり難い。その結果、所望の色調及び光沢を確保できるため、フェライト系ステンレス鋼材の表面外観を向上させることができる。酸素分圧は、上記の効果を安定して得る観点から、好ましくは0.5×10-2Pa(5.0×10-3Pa)、より好ましくは0.3×10-2Pa(3.0×10-3Pa)である。なお、酸素分圧の下限値は、特に限定されないが、一般的に1.0×10-6Paである。 By heat-treating ferritic stainless steel materials for vibration damping heat treatment in an oxygen partial pressure atmosphere of 1.0 x 10 -2 Pa or less, oxidation of elements such as Cr, Fe, and Mn is suppressed, and the oxide film is less likely to become thick. . As a result, the desired color tone and gloss can be ensured, and the surface appearance of the ferritic stainless steel material can be improved. The oxygen partial pressure is preferably 0.5 x 10 -2 Pa (5.0 x 10 -3 Pa), more preferably 0.3 x 10 -2 Pa (3 .0×10 -3 Pa). Note that the lower limit of the oxygen partial pressure is generally 1.0×10 −6 Pa, although it is not particularly limited.
また、制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材を1000~1200℃で熱処理することにより、平均結晶粒径が100~1000μmとなるように結晶粒を成長させることができる。ここで、熱処理の雰囲気は、大気雰囲気であっても非酸化性雰囲気などであってもよい。なお、熱処理時間は、特に限定されないが、好ましくは10~120分である。 Furthermore, by heat-treating the ferritic stainless steel material for damping heat treatment at 1000 to 1200°C, crystal grains can be grown to have an average crystal grain size of 100 to 1000 μm. Here, the atmosphere for the heat treatment may be an air atmosphere or a non-oxidizing atmosphere. Note that the heat treatment time is not particularly limited, but is preferably 10 to 120 minutes.
また、1000~1200℃の熱処理温度から800℃までの温度域は、Nb炭窒化物が析出する温度域であるため、この温度域の冷却速度を30℃/分以上、好ましくは35℃/分以上、より好ましくは40℃/分以上とすることにより、Nb炭窒化物の析出を効果的に抑制することができる。その結果、直径が0.5μm以上5.0μm未満の析出物の個数密度が300個/mm2以下に制御される。なお、この温度域の冷却速度の上限は、特に限定されないが、一般的に300℃/分以下、好ましくは250℃/分以下、より好ましくは200℃/分以下である。 In addition, since the temperature range from the heat treatment temperature of 1000 to 1200°C to 800°C is the temperature range in which Nb carbonitrides precipitate, the cooling rate in this temperature range is set to 30°C/min or more, preferably 35°C/min. As described above, by more preferably setting the heating rate to 40° C./min or higher, precipitation of Nb carbonitrides can be effectively suppressed. As a result, the number density of precipitates having a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm is controlled to 300 pieces/mm 2 or less. The upper limit of the cooling rate in this temperature range is not particularly limited, but is generally 300°C/min or less, preferably 250°C/min or less, and more preferably 200°C/min or less.
(4)制振部材
本発明の実施形態に係る制振部材は、上記のフェライト系ステンレス鋼材を含む。上記のフェライト系ステンレス鋼材は、制振性及び表面外観に優れているため、この制振部材も制振性及び表面外観に優れている。
制振部材の例としては、特に限定されないが、排気管やマフラーなどの排気系部材、スライドドアレール、電池ケースなどの自動車部品、ハードディスクカバーなどの電子部品、音響部品などが挙げられる。
(4) Vibration damping member The vibration damping member according to the embodiment of the present invention includes the above-mentioned ferritic stainless steel material. Since the above-mentioned ferritic stainless steel material has excellent vibration damping properties and surface appearance, this vibration damping member also has excellent vibration damping properties and surface appearance.
Examples of vibration damping members include, but are not limited to, exhaust system members such as exhaust pipes and mufflers, automobile parts such as sliding door rails and battery cases, electronic parts such as hard disk covers, and acoustic parts.
以下に、実施例を挙げて本発明の内容を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be explained in detail below with reference to examples, but the present invention is not to be construed as being limited to these examples.
(実施例1~8及び比較例1~10)
以下の手順に従ってフェライト系ステンレス鋼板を作製した。
表1に示す組成を有するステンレス鋼を溶製し、熱間圧延して厚さ4.0mmの熱延板を得た後、熱延板を1050℃で焼鈍して酸洗することによって熱延焼鈍板を得た。次に、熱延焼鈍板を冷間圧延して厚さ1.0mmの冷延板を得た。次に、冷延板から幅方向100mm×圧延方向300mmの試験片を切削によって切り出した後、SiC研磨紙(#400)を用い、研磨目が圧延方向に平行となるように表面の研磨を行った。
(Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 10)
A ferritic stainless steel plate was produced according to the following procedure.
Stainless steel having the composition shown in Table 1 is melted and hot-rolled to obtain a hot-rolled plate with a thickness of 4.0 mm, and then the hot-rolled plate is annealed at 1050°C and pickled. An annealed plate was obtained. Next, the hot rolled annealed plate was cold rolled to obtain a cold rolled plate having a thickness of 1.0 mm. Next, a test piece measuring 100 mm in the width direction x 300 mm in the rolling direction was cut out from the cold-rolled plate, and the surface was polished using SiC abrasive paper (#400) so that the polished lines were parallel to the rolling direction. Ta.
上記の試験片を電気炉に入れ、表2に示す酸素分圧雰囲気下、表2に示す温度で60分間、熱処理を行った後、熱処理温度から800℃までを表2に示す速度で冷却した。なお、酸素分圧は、酸素ガスとアルゴンガスとの導入比を調整することによって制御した。また、試験片の冷却速度は、電気炉内に導入する冷却ガスの流量を調整することによって制御した。 The above test piece was placed in an electric furnace and heat treated for 60 minutes at the temperature shown in Table 2 in the oxygen partial pressure atmosphere shown in Table 2, and then cooled from the heat treatment temperature to 800°C at the rate shown in Table 2. . Note that the oxygen partial pressure was controlled by adjusting the introduction ratio of oxygen gas and argon gas. Furthermore, the cooling rate of the test piece was controlled by adjusting the flow rate of cooling gas introduced into the electric furnace.
上記の熱処理(制振熱処理)が行われた試験片に対して以下の評価を行った。 The test pieces subjected to the above heat treatment (damping heat treatment) were evaluated as follows.
(素地の平均結晶粒径)
上記の試験片から10mm×10mmの測定用試験片を切削によって切り出した(ただし、板幅方向の端部から20mm以上離れた位置とした)後、圧延方向に平行な厚み方向断面が観察面となるように樹脂埋めを施した。次に、樹脂埋めを行った測定用試験片を湿式研磨によって鏡面処理した後、フッ硝酸でエッチングして現出させた金属組織を光学顕微鏡で観察した。光学顕微鏡による観察は、JIS G0551:2013に準じ、光学顕微鏡画像上の任意の位置に直線を引き、直線と結晶粒界との交点の数を計測し、平均切片長さを結晶粒径とした。結晶粒径の測定は、複数の視野で20本以上の直線を引いて計測することにより行い、それらの平均値を平均結晶粒径とした。
(Average crystal grain size of base material)
After cutting a 10 mm x 10 mm measurement test piece from the above test piece (at least 20 mm away from the edge in the width direction), the cross section in the thickness direction parallel to the rolling direction was the observation surface. I filled it with resin to make it look like this. Next, the resin-filled measurement test piece was wet-polished to a mirror finish, and then etched with fluoronitric acid to reveal the metallographic structure, which was observed using an optical microscope. Observation with an optical microscope was conducted in accordance with JIS G0551:2013, by drawing a straight line at an arbitrary position on the optical microscope image, measuring the number of intersections between the straight line and the grain boundary, and taking the average intercept length as the grain size. . The crystal grain size was measured by drawing 20 or more straight lines in multiple fields of view, and the average value thereof was taken as the average crystal grain size.
(素地における直径が0.5μm以上5.0μm未満の析出物の個数密度)
上記の試験片から10mm×10mmの測定用試験片を切削によって切り出した(ただし、板幅方向の端部から20mm以上離れた位置とした)後、圧延面が観察面となるように樹脂埋めを施した。次に、樹脂埋めを行った測定用試験片を湿式研磨によって鏡面処理した。鏡面処理した表面について、FE-SEM(株式会社日立ハイテク製SU5000)を用い、自動分析機能によって析出物を検出し(0.47μm以上の析出物を検出可)、EDX点分析によって析出物の組成を同定した。この分析では、測定面積を5mm2(2.0mm×2.5mm)、観察倍率を200倍(1視野範囲0.48mm×0.64mmを5%ラップさせつつ18視野測定した)、EDX分析ビーム径を0.05μmとした。そして、直径が0.5μm以上5.0μm未満であり且つEDX点分析においてNb又はTiが1%以上である析出物の個数を求めた。析出物の直径は、(長辺の長さ×短辺の長さ)1/2によって算出した。次に、析出物の個数を観察面積で除することにより、析出物の個数密度を算出した。
(Number density of precipitates with a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm in the substrate)
After cutting out a 10 mm x 10 mm measurement test piece from the above test piece (at least 20 mm away from the edge in the width direction), it was filled with resin so that the rolled surface became the observation surface. provided. Next, the resin-filled measurement test piece was wet-polished to a mirror finish. Using FE-SEM (SU5000 manufactured by Hitachi High-Tech Corporation) on the mirror-treated surface, precipitates were detected using the automatic analysis function (precipitates larger than 0.47 μm can be detected), and the composition of the precipitates was determined by EDX point analysis. was identified. In this analysis, the measurement area was 5 mm 2 (2.0 mm x 2.5 mm), the observation magnification was 200 times (18 fields of view were measured with 5% wrapping of one field of view range of 0.48 mm x 0.64 mm), and the EDX analysis beam The diameter was set to 0.05 μm. Then, the number of precipitates having a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm and containing 1% or more of Nb or Ti in EDX point analysis was determined. The diameter of the precipitate was calculated by (long side length x short side length) 1/2 . Next, the number density of precipitates was calculated by dividing the number of precipitates by the observation area.
(酸化皮膜の厚み)
上記の試験片から50mm角の測定用試験片を切り出し、表面をアセトンで脱脂させた。次に、JIS K0144:2018に準拠するグロー放電発光分光法(GD-OES)を用いて酸化皮膜の分析を行った。
GD-OESでは、得られた深さ方向の成分濃度プロファイルにおいて表面からO(酸素)が最大値の1/4となるポイントまでの深さを酸化皮膜の厚みとした。
(Thickness of oxide film)
A 50 mm square measurement test piece was cut out from the above test piece, and the surface was degreased with acetone. Next, the oxide film was analyzed using glow discharge optical emission spectroscopy (GD-OES) in accordance with JIS K0144:2018.
In GD-OES, the depth from the surface to the point where O (oxygen) becomes 1/4 of the maximum value in the obtained depth direction component concentration profile was defined as the thickness of the oxide film.
(酸化皮膜の色調)
酸化皮膜の任意の5箇所について、測定径3mmφの分光測色計を用いてJIS Z8722:2009に準拠した色調測定を行い、平均値をJIS Z8781-4:2013に準拠するCIELAB(L*a*b*表色系)である明度指数L*、クロマネチックス指数a*、b*で示した。
(color tone of oxide film)
Color tone measurements are performed at five arbitrary locations on the oxide film using a spectrophotometer with a measurement diameter of 3 mm in accordance with JIS Z8722:2009, and the average value is determined by CIELAB (L * a *) in accordance with JIS Z8781-4:2013. b * color system), the lightness index L * , and the chromatic indexes a * and b * .
上記の色調の測定条件は、以下の通りとした。
装置:コニカミノルタ 分光測色計 CM-700d
光源:パルスキセノンランプ
受光素子:デュアル36素子シリコンフォトダイオードアレイ
ターゲットマスク:φ3mm
測定:10°視野
補助イルミナント:D65 昼光、色温度6504K
正反射処理モード:SCI
The measurement conditions for the above color tone were as follows.
Equipment: Konica Minolta spectrophotometer CM-700d
Light source: Pulsed xenon lamp Light receiving element: Dual 36 element silicon photodiode array Target mask: φ3mm
Measurement: 10° field of view Auxiliary illuminant: D65 daylight, color temperature 6504K
Specular reflection processing mode: SCI
(酸化皮膜の光沢度)
酸化皮膜の任意の5箇所について、JIS Z8741:1997に準拠し、光沢度計日本電色工業製PG-1Mを用いて85度鏡面光沢Gs(85°)を測定し、その平均値を評価結果とした。なお、各測定位置の間は5mm以上離した。
(Glossiness of oxide film)
The 85 degree specular gloss Gs (85 degrees) was measured at five arbitrary locations on the oxide film using a gloss meter PG-1M manufactured by Nippon Denshoku Kogyo in accordance with JIS Z8741:1997, and the average value was evaluated as the evaluation result. And so. In addition, the distance between each measurement position was 5 mm or more.
(制振性:損失係数)
上記の試験片から幅方向10mm×圧延方向250mmの測定用試験片を切削によって切り出した。この測定用試験片を用い、JIS K7391:2008に規定される「中央加振法」に準じて損失係数ηを測定した。具体的には、中央部を固定した試験片をインピーダンスヘッドにより加振し、出力される力信号及び加速度振動から機械インピーダンスを導出した。そして、機械インピーダンスのピークとなる反共振周波数及びピークから振幅が3dB下がる周波数に基づいて損失係数ηを導出した。
(Vibration damping property: loss coefficient)
A test piece for measurement measuring 10 mm in the width direction x 250 mm in the rolling direction was cut out from the above test piece. Using this measurement test piece, the loss coefficient η was measured according to the "central vibration method" specified in JIS K7391:2008. Specifically, a test piece with its central portion fixed was vibrated by an impedance head, and mechanical impedance was derived from the output force signal and acceleration vibration. Then, the loss coefficient η was derived based on the antiresonance frequency at which the mechanical impedance peaks and the frequency at which the amplitude decreases by 3 dB from the peak.
上記の各評価結果を表3に示す。 The above evaluation results are shown in Table 3.
表3に示されるように、実施例1~8は、酸化皮膜の明度指数L*、クロマネチックス指数a*及びb*、85度鏡面光沢Gs(85°)、損失係数ηが所定の範囲を満たしており、制振性及び表面外観に優れていることが確認できた。
これに対して比較例1は、熱処理温度及び冷却速度が適切でなかったため、平均結晶粒径が小さく、また、析出物の個数密度が高くなった結果、制振性が十分でなかった。
比較例2は、熱処理後の冷却速度が適切でなかったため、析出物の個数密度が高くなった結果、制振性が十分でなかった。
比較例3は、熱処理時の酸素分圧が適切でなかったため、表面外観が十分でなかった。
比較例4は、Nbの含有量が少なく、Tiの含有量が高かったため、表面外観が十分でなかった。
比較例5は、Alの含有量が多いため、表面外観が十分でなかった。
比較例6~8は、Cr及びMoの含有量が少なく、Cr及びMoのバランスが適切でない(1.8Cr+2.8Moが低すぎる)とともに、Nbを含有しておらず、Ti及びAlの含有量も高かったため、表面外観や制振性が十分でなかった。
比較例9は、Mnの含有量が高いとともに、Crの含有量が少なく、Cr及びMoのバランスが適切でない(1.8Cr+2.8Moが低すぎる)ため、制振性が十分でなかった。
比較例10は、Moの含有量が少なく、Cr及びMoのバランスが適切でない(1.8Cr+2.8Moが低すぎる)ため、制振性が十分でなかった。
As shown in Table 3, in Examples 1 to 8, the brightness index L * , chromatic index a * and b * , 85 degree specular gloss Gs (85 degrees), and loss coefficient η of the oxide film were within the predetermined ranges. It was confirmed that the material satisfies the requirements and has excellent vibration damping properties and surface appearance.
On the other hand, in Comparative Example 1, the heat treatment temperature and cooling rate were not appropriate, so the average crystal grain size was small and the number density of precipitates was high, resulting in insufficient vibration damping properties.
In Comparative Example 2, the cooling rate after heat treatment was not appropriate, and as a result, the number density of precipitates increased, resulting in insufficient vibration damping properties.
In Comparative Example 3, the surface appearance was not sufficient because the oxygen partial pressure during the heat treatment was not appropriate.
In Comparative Example 4, the Nb content was low and the Ti content was high, so the surface appearance was not sufficient.
Comparative Example 5 had an insufficient surface appearance due to the high Al content.
Comparative Examples 6 to 8 have low Cr and Mo contents, an inappropriate balance of Cr and Mo (1.8Cr+2.8Mo is too low), and do not contain Nb, and have low Ti and Al contents. The surface appearance and vibration damping properties were not sufficient.
In Comparative Example 9, the Mn content was high, the Cr content was low, and the balance between Cr and Mo was not appropriate (1.8Cr+2.8Mo was too low), so the damping properties were not sufficient.
In Comparative Example 10, the Mo content was low and the balance between Cr and Mo was not appropriate (1.8Cr+2.8Mo was too low), so the damping properties were not sufficient.
以上の結果からわかるように、本発明によれば、制振性及び表面外観に優れたフェライト系ステンレス鋼材及びその製造方法、並びに制振部材を提供することができる。また、本発明によれば、制振性及び表面外観に優れたフェライト系ステンレス鋼材を製造可能な制振熱処理用フェライト系ステンレス鋼材を提供することができる。 As can be seen from the above results, according to the present invention, it is possible to provide a ferritic stainless steel material with excellent vibration damping properties and surface appearance, a method for manufacturing the same, and a vibration damping member. Further, according to the present invention, it is possible to provide a ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment that can produce a ferritic stainless steel material with excellent vibration damping properties and surface appearance.
Claims (16)
前記素地は、質量基準で、C:0.100%以下、Si:1.00%以下、Mn:1.00%以下、P:0.100%以下、S:0.100%以下、Cr:20.00~35.00%、Ni:1.00%以下、Cu:1.00%以下、Mo:0.50~4.00%、N:0.100%以下、Nb:0.20~1.00%を含み、1.8Cr+2.8Mo:40.00%以上であり、残部がFe及び不純物からなる組成を有し、
前記酸化皮膜は、L*a*b*表色系における明度指数L*が70.0以上、クロマネチックス指数a*が±1.0以内、クロマネチックス指数b*が±5.0以内であり、且つ85度鏡面光沢Gs(85°)が50.0%以上であり、
前記フェライト系ステンレス鋼材の損失係数ηが4.0×10-4以上である、フェライト系ステンレス鋼材。 A ferritic stainless steel material having an oxide film on the surface of the base material,
The base material has, on a mass basis, C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.100% or less, Cr: 20.00-35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50-4.00%, N: 0.100% or less, Nb: 0.20- 1.00%, 1.8Cr + 2.8Mo: 40.00% or more, and the remainder is Fe and impurities,
The oxide film has a brightness index L * of 70.0 or more in the L * a * b * color system, a chromatic index a * of within ±1.0, and a chromatic index b * of within ±5.0. and the 85 degree specular gloss Gs (85°) is 50.0% or more,
The ferritic stainless steel material has a loss coefficient η of 4.0×10 -4 or more.
前記素地は、質量基準で、C:0.100%以下、Si:1.00%以下、Mn:1.00%以下、P:0.100%以下、S:0.100%以下、Cr:20.00~35.00%、Ni:1.00%以下、Cu:1.00%以下、Mo:0.50~4.00%、N:0.100%以下、Nb:0.20~1.00%を含み、下記のA群及びB群から選択される1種以上を更に含み、1.8Cr+2.8Mo:40.00%以上であり、残部がFe及び不純物からなる組成を有し、
前記酸化皮膜は、L*a*b*表色系における明度指数L*が70.0以上、クロマネチックス指数a*が±1.0以内、クロマネチックス指数b*が±5.0以内であり、且つ85度鏡面光沢Gs(85°)が50.0%以上であり、
前記フェライト系ステンレス鋼材の損失係数ηが4.0×10-4以上である、フェライト系ステンレス鋼材。
[A群]Al:0.10%以下及びTi:0.10%以下から選択される1種以上
[B群]Zr:1.00%以下、Co:1.00%以下、V:1.00%以下、W:1.00%以下、REM:0.100%以下、Ca:0.100%以下、Sn:0.100%以下及びB:0.0100%以下から選択される1種以上 A ferritic stainless steel material having an oxide film on the surface of the base material,
The base material has, on a mass basis, C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.100% or less, Cr: 20.00-35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50-4.00%, N: 0.100% or less, Nb: 0.20- 1.00%, further contains one or more selected from the following groups A and B, and has a composition of 1.8Cr + 2.8Mo: 40.00% or more, with the balance consisting of Fe and impurities. ,
The oxide film has a brightness index L * of 70.0 or more in the L * a * b * color system, a chromatic index a * of within ±1.0, and a chromatic index b * of within ±5.0. and the 85 degree specular gloss Gs (85°) is 50.0% or more,
The ferritic stainless steel material has a loss coefficient η of 4.0×10 -4 or more.
[Group A] One or more selected from Al: 0.10% or less and Ti: 0.10% or less [Group B] Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1. 00% or less, W: 1.00% or less, REM: 0.100% or less, Ca: 0.100% or less, Sn: 0.100% or less, and B: 0.0100% or less.
(a)平均結晶粒径が100~1000μmである
(b)直径が0.5μm以上5.0μm未満の析出物の個数密度が300個/mm2以下である
の1つ以上を満たす、請求項1~4のいずれか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼材。 The substrate has the following (a) and (b):
A claim that satisfies one or more of the following: (a) the average crystal grain size is 100 to 1000 μm; (b) the number density of precipitates with a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm is 300 pieces/mm 2 or less The ferritic stainless steel material according to any one of 1 to 4.
(a)平均結晶粒径が100~1000μmである
(b)直径が0.5μm以上5.0μm未満の析出物の個数密度が300個/mm2以下である
の1つ以上を満たす、請求項5に記載のフェライト系ステンレス鋼材。 The substrate has the following (a) and (b):
A claim that satisfies one or more of the following: (a) the average crystal grain size is 100 to 1000 μm; (b) the number density of precipitates with a diameter of 0.5 μm or more and less than 5.0 μm is 300 pieces/mm 2 or less 5. The ferritic stainless steel material described in 5.
[A群]Al:0.10%以下及びTi:0.10%以下から選択される1種以上
[B群]Zr:1.00%以下、Co:1.00%以下、V:1.00%以下、W:1.00%以下、REM:0.100%以下、Ca:0.100%以下、Sn:0.100%以下及びB:0.0100%以下から選択される1種以上 Based on mass, C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.100% or less, Cr: 20.00~ 35.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 0.50 to 4.00%, N: 0.100% or less, Nb: 0.20 to 1.00% 1.8Cr+2.8Mo: 40.00% or more, and the balance is Fe and impurities. Stainless steel material.
[Group A] One or more selected from Al: 0.10% or less and Ti: 0.10% or less [Group B] Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1. 00% or less, W: 1.00% or less, REM: 0.100% or less, Ca: 0.100% or less, Sn: 0.100% or less, and B: 0.0100% or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022122853A JP2024020009A (en) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | Ferritic stainless steel material and its manufacturing method, ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment, and vibration damping member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022122853A JP2024020009A (en) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | Ferritic stainless steel material and its manufacturing method, ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment, and vibration damping member |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024020009A true JP2024020009A (en) | 2024-02-14 |
Family
ID=89854033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022122853A Pending JP2024020009A (en) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | Ferritic stainless steel material and its manufacturing method, ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment, and vibration damping member |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2024020009A (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56116822A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-12 | Showa Denko Kk | Chromium-containing soft magnetic material resistant to corrosion |
| JP2009007663A (en) * | 2007-05-31 | 2009-01-15 | Jfe Steel Kk | Ferritic stainless steel sheet with excellent crevice corrosion resistance |
| KR20160077515A (en) * | 2014-12-23 | 2016-07-04 | 주식회사 포스코 | High-corrosion resistance steel with excellent sound-absorbing and method for manufacturing the same |
| JP2017039955A (en) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | 日新製鋼株式会社 | Vibration-damping ferritic stainless steel material and manufacturing method |
| JP2017150016A (en) * | 2016-02-23 | 2017-08-31 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | Ferritic stainless steel and manufacturing method therefor |
| JP2017179519A (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 日新製鋼株式会社 | Stainless steel sheet excellent in corrosion resistance |
| JP2021147689A (en) * | 2020-03-23 | 2021-09-27 | 日鉄ステンレス株式会社 | Ferritic stainless steel material and method for producing the same, and vibration damping member |
| JP2024020007A (en) * | 2022-08-01 | 2024-02-14 | 日鉄ステンレス株式会社 | Ferritic stainless steel material and its manufacturing method, ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment, and vibration damping member |
-
2022
- 2022-08-01 JP JP2022122853A patent/JP2024020009A/en active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56116822A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-12 | Showa Denko Kk | Chromium-containing soft magnetic material resistant to corrosion |
| JP2009007663A (en) * | 2007-05-31 | 2009-01-15 | Jfe Steel Kk | Ferritic stainless steel sheet with excellent crevice corrosion resistance |
| KR20160077515A (en) * | 2014-12-23 | 2016-07-04 | 주식회사 포스코 | High-corrosion resistance steel with excellent sound-absorbing and method for manufacturing the same |
| JP2017039955A (en) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | 日新製鋼株式会社 | Vibration-damping ferritic stainless steel material and manufacturing method |
| JP2017150016A (en) * | 2016-02-23 | 2017-08-31 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | Ferritic stainless steel and manufacturing method therefor |
| JP2017179519A (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 日新製鋼株式会社 | Stainless steel sheet excellent in corrosion resistance |
| JP2021147689A (en) * | 2020-03-23 | 2021-09-27 | 日鉄ステンレス株式会社 | Ferritic stainless steel material and method for producing the same, and vibration damping member |
| JP2024020007A (en) * | 2022-08-01 | 2024-02-14 | 日鉄ステンレス株式会社 | Ferritic stainless steel material and its manufacturing method, ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment, and vibration damping member |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JISハンドブック鉄鋼I, JPN6011026158, 19 January 2007 (2007-01-19), pages 1129 - 1131, ISSN: 0005746839 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7594592B2 (en) | Non-oriented electrical steel sheet and its manufacturing method | |
| KR102468078B1 (en) | Non-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same | |
| JP6370276B2 (en) | High Al content damping ferritic stainless steel material and manufacturing method | |
| KR102129846B1 (en) | Electronic steel sheet and its manufacturing method | |
| JP6370275B2 (en) | Damping ferritic stainless steel material and manufacturing method | |
| JP6918930B2 (en) | Low iron loss directional silicon steel products for low noise transformers and their manufacturing methods | |
| KR102325008B1 (en) | Non-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same | |
| KR101399995B1 (en) | Low-carbon steel sheet and process for producing same | |
| JP5446377B2 (en) | Oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof | |
| KR102493776B1 (en) | Non-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same | |
| JP5423440B2 (en) | Non-oriented electrical steel sheet and method for producing non-oriented electrical steel sheet | |
| JP2024020009A (en) | Ferritic stainless steel material and its manufacturing method, ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment, and vibration damping member | |
| JP5186753B2 (en) | Damping alloy sheet and manufacturing method thereof | |
| JP2017106101A (en) | Non-oriented electromagnetic steel sheet and manufacturing method therefor | |
| JP2022024278A (en) | Non-oriented magnetic steel sheet | |
| JP2024020007A (en) | Ferritic stainless steel material and its manufacturing method, ferritic stainless steel material for vibration damping heat treatment, and vibration damping member | |
| US20250014793A1 (en) | Non-oriented electrical steel sheet and method for producing same, and method for producing motor core | |
| KR20060125820A (en) | High silicon steel and its manufacturing method | |
| JP3890790B2 (en) | High silicon steel sheet | |
| JP7716177B2 (en) | Ferritic stainless steel material and method for manufacturing vibration-damping member | |
| JPH03122236A (en) | Ni-fe serite high permeability magnetic alloy | |
| KR20260011843A (en) | Non-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same | |
| KR20250104293A (en) | Non-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same | |
| KR20260011834A (en) | Non-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same | |
| CN120390820A (en) | Non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20250207 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20250603 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20251111 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20251204 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20251223 |