JP3304001B2 - 耐孔食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 - Google Patents
耐孔食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、海水中などの腐食環境
中で用いられる耐孔食性に優れたオーステナイト系ステ
ンレス鋼およびその製造方法に関するものである。
中で用いられる耐孔食性に優れたオーステナイト系ステ
ンレス鋼およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等に代表さ
れるオーステナイト系ステンレス鋼は、耐食性に優れる
ため、一般に広く使用されている。また、さらに耐食性
に優れるオーステナイト系ステンレス鋼として特公昭５
０−２４８８６号に合金鋼が開示されており、主として
原子力関連の部品に使用されている。
れるオーステナイト系ステンレス鋼は、耐食性に優れる
ため、一般に広く使用されている。また、さらに耐食性
に優れるオーステナイト系ステンレス鋼として特公昭５
０−２４８８６号に合金鋼が開示されており、主として
原子力関連の部品に使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の特公
昭５０−２４８８６号に開示されている合金鋼において
も海水等の腐食環境中では孔食を発生する場合があり、
さらなる耐孔食性の改善が望まれるようになった。ま
た、用途によっては、耐孔食性だけでなく、さらに高い
耐力や腐食疲労強度も合わせて望まれる場合もある。し
かし、オーステナイト系ステンレス鋼は通常固溶化処理
状態で使用されるため、耐力および疲労強度が低い。こ
こで特公昭５０−２４８８６号に開示されている合金鋼
の孔食電位、耐力、海水滴下の回転曲げ疲労強度を測定
した結果、孔食電位は約４５０ｍＶ（ｖｓ ＳＣＥ）、
耐力は約３５０Ｎ／ｍｍ2、海水滴下雰囲気中における
１０7回の回転曲げ疲労強度は約２００Ｎ／ｍｍ2であっ
た。そこで高い耐力や疲労強度が要求される場合、ＪＩ
ＳＧ４３０３で規定されるマルテンサイト系の析出硬化
型ステンレス鋼であるＳＵＳ６３０が使用されることが
多いが、ＳＵＳ６３０は耐食性、特に耐孔食性が上記の
合金鋼よりも大幅に劣るという問題があった。本発明
は、上記の合金鋼よりも耐孔食性の優れたオーステナイ
ト系ステンレス鋼および製造法の工夫によって高い耐力
や腐食疲労強度も合わせもつ耐孔食性の優れたオーステ
ナイト系ステンレス鋼を提供しようとするものである。
昭５０−２４８８６号に開示されている合金鋼において
も海水等の腐食環境中では孔食を発生する場合があり、
さらなる耐孔食性の改善が望まれるようになった。ま
た、用途によっては、耐孔食性だけでなく、さらに高い
耐力や腐食疲労強度も合わせて望まれる場合もある。し
かし、オーステナイト系ステンレス鋼は通常固溶化処理
状態で使用されるため、耐力および疲労強度が低い。こ
こで特公昭５０−２４８８６号に開示されている合金鋼
の孔食電位、耐力、海水滴下の回転曲げ疲労強度を測定
した結果、孔食電位は約４５０ｍＶ（ｖｓ ＳＣＥ）、
耐力は約３５０Ｎ／ｍｍ2、海水滴下雰囲気中における
１０7回の回転曲げ疲労強度は約２００Ｎ／ｍｍ2であっ
た。そこで高い耐力や疲労強度が要求される場合、ＪＩ
ＳＧ４３０３で規定されるマルテンサイト系の析出硬化
型ステンレス鋼であるＳＵＳ６３０が使用されることが
多いが、ＳＵＳ６３０は耐食性、特に耐孔食性が上記の
合金鋼よりも大幅に劣るという問題があった。本発明
は、上記の合金鋼よりも耐孔食性の優れたオーステナイ
ト系ステンレス鋼および製造法の工夫によって高い耐力
や腐食疲労強度も合わせもつ耐孔食性の優れたオーステ
ナイト系ステンレス鋼を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、耐孔食性の
優れたオーステナイト系ステンレス鋼を得るべく、種々
実験を行ない、添加元素の効果を検討した結果、耐孔食
性を高めるには、特公昭５０−２４８８６号に開示され
ている合金鋼の成分をベースにして、Ｍｏを必須添加と
した上でＣｕの添加が非常に有効であること、さらにＣ
ｕ添加に加えてＣｏおよびＢを少量添加すると、さらに
耐孔食性に対して有効であることを新たに見い出し、こ
れによって孔食電位を４６０ｍＶ（ｖｓ ＳＣＥ）以上
とすることができることを見い出した。また、耐力も合
わせて高めるためには、冷間または温間加工の特定条件
で塑性加工ままの状態とすることが有効であり、これに
よって０．２％耐力を５４０Ｎ／ｍｍ2以上とすること
ができることを見い出した。さらに耐力と腐食疲労強度
も合わせて高めるためには、最終の塑性加工として温間
加工域での塑性加工を行なうことによって結晶粒の大半
が材料の長手方向に変形した未再結晶粒組織とすること
が有効であり、これによって海水滴下雰囲気中における
１０7回の回転曲げ疲労強度を３００Ｎ／ｍｍ2以上に高
めることができることを新規に見い出した。
優れたオーステナイト系ステンレス鋼を得るべく、種々
実験を行ない、添加元素の効果を検討した結果、耐孔食
性を高めるには、特公昭５０−２４８８６号に開示され
ている合金鋼の成分をベースにして、Ｍｏを必須添加と
した上でＣｕの添加が非常に有効であること、さらにＣ
ｕ添加に加えてＣｏおよびＢを少量添加すると、さらに
耐孔食性に対して有効であることを新たに見い出し、こ
れによって孔食電位を４６０ｍＶ（ｖｓ ＳＣＥ）以上
とすることができることを見い出した。また、耐力も合
わせて高めるためには、冷間または温間加工の特定条件
で塑性加工ままの状態とすることが有効であり、これに
よって０．２％耐力を５４０Ｎ／ｍｍ2以上とすること
ができることを見い出した。さらに耐力と腐食疲労強度
も合わせて高めるためには、最終の塑性加工として温間
加工域での塑性加工を行なうことによって結晶粒の大半
が材料の長手方向に変形した未再結晶粒組織とすること
が有効であり、これによって海水滴下雰囲気中における
１０7回の回転曲げ疲労強度を３００Ｎ／ｍｍ2以上に高
めることができることを新規に見い出した。
【０００５】すなわち、本発明の第１発明は、重量％に
て、Ｃ ０．０８％以下、Ｓｉ ０．７１％以下、Ｍｎ
４％以上６％未満、Ｎｉ ６〜１７％、Ｃｒ ２０を
越え２５％以下、Ｍｏ １．５〜４％、Ｎｂ ０．１〜
１．０％とＶ ０．０５〜１．０％の１種または２種、
Ｎ ０．１５〜０．５％、Ｃｕ ０．１〜３．０％を含
み、残部が実質的にＦｅからなることを特徴とする耐孔
食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼であり、望
ましくは、第１発明の組成のうち、ＮｂとＶを複合添加
し、さらにＭｏとＣｕの範囲がそれぞれ１．５〜４％、
０．２〜１．０％からなる耐食性の優れたオーステナイ
ト系ステンレス鋼である。
て、Ｃ ０．０８％以下、Ｓｉ ０．７１％以下、Ｍｎ
４％以上６％未満、Ｎｉ ６〜１７％、Ｃｒ ２０を
越え２５％以下、Ｍｏ １．５〜４％、Ｎｂ ０．１〜
１．０％とＶ ０．０５〜１．０％の１種または２種、
Ｎ ０．１５〜０．５％、Ｃｕ ０．１〜３．０％を含
み、残部が実質的にＦｅからなることを特徴とする耐孔
食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼であり、望
ましくは、第１発明の組成のうち、ＮｂとＶを複合添加
し、さらにＭｏとＣｕの範囲がそれぞれ１．５〜４％、
０．２〜１．０％からなる耐食性の優れたオーステナイ
ト系ステンレス鋼である。
【０００６】第２発明は、重量％にて、Ｃ ０．０８％
以下、Ｓｉ ０．７１％以下、Ｍｎ４％以上６％未満、
Ｎｉ ６〜１７％、Ｃｒ ２０を越え２５％以下、Ｍｏ
１．５〜４％、Ｎｂ ０．１〜１．０％とＶ ０．０５
〜１．０％の１種または２種、Ｎ ０．１５〜０．５
％、Ｃｕ ０．１〜３．０％、Ｃｏ ０．１〜１．０％
とＢ ０．００１〜０．００３％の１種または２種を含
み、残部が実質的にＦｅからなることを特徴とする耐孔
食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼である。ま
た、第３発明は、第１または第２発明に記載の組成を有
し、さらにＪＩＳＧ０５７７による孔食電位Ｖｃ'100が
４６０ｍＶ（ｖｓ ＳＣＥ）以上であることを特徴とす
る耐孔食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼であ
り、第４発明は、第１または第２発明に記載の組成を有
し、さらに孔食電位Ｖｃ'100が４６０ｍＶ（ｖｓ ＳＣ
Ｅ）以上、かつ０．２％耐力が５４０Ｎ／ｍｍ２以上で
あることを特徴とする耐孔食性の優れたオーステナイト
系ステンレス鋼であり、第５発明は、第１または第２発
明に記載の組成を有し、孔食電位Ｖｃ'100が４６０ｍＶ
（ｖｓ ＳＣＥ）以上、０．２％耐力が５４０Ｎ／ｍｍ
２以上、かつ海水滴下雰囲気中における１０７回の回転
曲げ疲労強度が３００Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴
とする耐孔食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼
である。
以下、Ｓｉ ０．７１％以下、Ｍｎ４％以上６％未満、
Ｎｉ ６〜１７％、Ｃｒ ２０を越え２５％以下、Ｍｏ
１．５〜４％、Ｎｂ ０．１〜１．０％とＶ ０．０５
〜１．０％の１種または２種、Ｎ ０．１５〜０．５
％、Ｃｕ ０．１〜３．０％、Ｃｏ ０．１〜１．０％
とＢ ０．００１〜０．００３％の１種または２種を含
み、残部が実質的にＦｅからなることを特徴とする耐孔
食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼である。ま
た、第３発明は、第１または第２発明に記載の組成を有
し、さらにＪＩＳＧ０５７７による孔食電位Ｖｃ'100が
４６０ｍＶ（ｖｓ ＳＣＥ）以上であることを特徴とす
る耐孔食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼であ
り、第４発明は、第１または第２発明に記載の組成を有
し、さらに孔食電位Ｖｃ'100が４６０ｍＶ（ｖｓ ＳＣ
Ｅ）以上、かつ０．２％耐力が５４０Ｎ／ｍｍ２以上で
あることを特徴とする耐孔食性の優れたオーステナイト
系ステンレス鋼であり、第５発明は、第１または第２発
明に記載の組成を有し、孔食電位Ｖｃ'100が４６０ｍＶ
（ｖｓ ＳＣＥ）以上、０．２％耐力が５４０Ｎ／ｍｍ
２以上、かつ海水滴下雰囲気中における１０７回の回転
曲げ疲労強度が３００Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴
とする耐孔食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼
である。
【０００７】第６発明は、第１または第２発明に記載の
組成を有し、さらにミクロ組織が扁平な未再結晶粒を有
することを特徴とする耐孔食性の優れたオーステナイト
系ステンレス鋼である。第７発明は、第１または第２発
明に記載のオーステナイト系ステンレス鋼を、加工終了
温度が１０００℃以下の塑性加工を施すことを特徴とす
る耐孔食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製
造方法であり、第８発明は、９５０〜１２５０℃の固溶
化処理を行なった後、加工終了温度が１０００℃以下の
塑性加工を施すことを特徴とする耐孔食性の優れたオー
ステナイト系ステンレス鋼の製造方法である。
組成を有し、さらにミクロ組織が扁平な未再結晶粒を有
することを特徴とする耐孔食性の優れたオーステナイト
系ステンレス鋼である。第７発明は、第１または第２発
明に記載のオーステナイト系ステンレス鋼を、加工終了
温度が１０００℃以下の塑性加工を施すことを特徴とす
る耐孔食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製
造方法であり、第８発明は、９５０〜１２５０℃の固溶
化処理を行なった後、加工終了温度が１０００℃以下の
塑性加工を施すことを特徴とする耐孔食性の優れたオー
ステナイト系ステンレス鋼の製造方法である。
【０００８】
【作用】以下に本発明合金の各元素の作用について述べ
る。Ｃは、オーステナイト基地に固溶し、オーステナイ
トを安定化させるとともに、固溶強化させる効果がある
が、０．０８％を越えて添加すると熱間および温間加工
後または固溶化処理後の冷却速度が遅い場合に、粒界に
Ｃｒ炭化物を形成して耐粒界腐食性を害することから、
０．０８％以下とした。Ｓｉは、脱酸剤として少量添加
されるが、過度の添加は延性を低下させるので、０．７
１％以下とした。Ｍｎは、オーステナイト基地に固溶
し、オーステナイトを安定化させるとともに、本鋼にお
いて多く添加されるＮの固溶度を増す効果がある。４％
より少ないとこれらの効果が十分でなく、一方６％以上
添加すると耐食性を害することから、４％以上６％未満
とした。
る。Ｃは、オーステナイト基地に固溶し、オーステナイ
トを安定化させるとともに、固溶強化させる効果がある
が、０．０８％を越えて添加すると熱間および温間加工
後または固溶化処理後の冷却速度が遅い場合に、粒界に
Ｃｒ炭化物を形成して耐粒界腐食性を害することから、
０．０８％以下とした。Ｓｉは、脱酸剤として少量添加
されるが、過度の添加は延性を低下させるので、０．７
１％以下とした。Ｍｎは、オーステナイト基地に固溶
し、オーステナイトを安定化させるとともに、本鋼にお
いて多く添加されるＮの固溶度を増す効果がある。４％
より少ないとこれらの効果が十分でなく、一方６％以上
添加すると耐食性を害することから、４％以上６％未満
とした。
【０００９】Ｎｉは、オーステナイト基地に固溶し、オ
ーステナイトを安定化させるのに非常に有効な元素であ
るが、６％より少ないとデルタフェライトが生成してオ
ーステナイト単相組織を維持することが困難となり、一
方、１７％を越えて添加するとＮの固溶度を下げてＮの
添加量を確保することが難しくなることから、６％〜１
７％とした。Ｃｒは、ステンレス鋼の耐食性を維持する
のに最も効果のある不可欠の元素であり、耐孔食性も向
上させる効果がある。２０％以下では、本鋼に望まれる
耐食性および耐孔食性を維持することが難しくなり、ま
た、Ｎの固溶度が不足してＮの添加量を確保することが
難しくなる一方、２５％を越えて添加すると、オーステ
ナイト組織が不安定となってデルタフェライトが生成し
やすくなり、温間および熱間加工性を害することから、
２０％を越え２５％以下とした。Ｍｏは、耐孔食性を向
上させるのに非常に有効な元素であり、本鋼において必
須添加される。０．５％より少ないとその効果が十分で
なく、一方４％を越えて添加すると、オーステナイト組
織が不安定となってデルタフェライトが生成しやすくな
り、温間および熱間加工性を害することから１．５〜４
％とした。
ーステナイトを安定化させるのに非常に有効な元素であ
るが、６％より少ないとデルタフェライトが生成してオ
ーステナイト単相組織を維持することが困難となり、一
方、１７％を越えて添加するとＮの固溶度を下げてＮの
添加量を確保することが難しくなることから、６％〜１
７％とした。Ｃｒは、ステンレス鋼の耐食性を維持する
のに最も効果のある不可欠の元素であり、耐孔食性も向
上させる効果がある。２０％以下では、本鋼に望まれる
耐食性および耐孔食性を維持することが難しくなり、ま
た、Ｎの固溶度が不足してＮの添加量を確保することが
難しくなる一方、２５％を越えて添加すると、オーステ
ナイト組織が不安定となってデルタフェライトが生成し
やすくなり、温間および熱間加工性を害することから、
２０％を越え２５％以下とした。Ｍｏは、耐孔食性を向
上させるのに非常に有効な元素であり、本鋼において必
須添加される。０．５％より少ないとその効果が十分で
なく、一方４％を越えて添加すると、オーステナイト組
織が不安定となってデルタフェライトが生成しやすくな
り、温間および熱間加工性を害することから１．５〜４
％とした。
【００１０】ＮｂおよびＶは、Ｃｒの炭化物よりも安定
な炭化物を形成してＣを固定することで、オーステナイ
ト基地中に固溶しているＣ量を低下させ、耐粒界腐食性
を害するＣｒ炭化物の粒界析出を抑制する効果があり、
また、ＮｂおよびＶの炭化物は、結晶粒の成長を抑制す
ることで再結晶を遅らせ、扁平な未再結晶組織を得るの
に有効であり、１種または２種の添加が必要である。Ｎ
ｂは、０．１％より少ないと、またＶは０．０５％より
少ないとその効果が十分でなく、一方、Ｎｂは１．０％
を越えて添加しても、またＶは１．０％を越えて添加し
てもより一層の向上効果がなく、また、炭化物を形成し
ない余剰のＮｂ、Ｖが基地中に残存してデルタフェライ
トが生成しやすくなり熱間および温間加工性を害するこ
とから、Ｎｂは、０．１％〜１．０％、Ｖは０．０５％
〜１．０％とした。望ましくは、ＮｂとＶは複合添加す
るのがよい。
な炭化物を形成してＣを固定することで、オーステナイ
ト基地中に固溶しているＣ量を低下させ、耐粒界腐食性
を害するＣｒ炭化物の粒界析出を抑制する効果があり、
また、ＮｂおよびＶの炭化物は、結晶粒の成長を抑制す
ることで再結晶を遅らせ、扁平な未再結晶組織を得るの
に有効であり、１種または２種の添加が必要である。Ｎ
ｂは、０．１％より少ないと、またＶは０．０５％より
少ないとその効果が十分でなく、一方、Ｎｂは１．０％
を越えて添加しても、またＶは１．０％を越えて添加し
てもより一層の向上効果がなく、また、炭化物を形成し
ない余剰のＮｂ、Ｖが基地中に残存してデルタフェライ
トが生成しやすくなり熱間および温間加工性を害するこ
とから、Ｎｂは、０．１％〜１．０％、Ｖは０．０５％
〜１．０％とした。望ましくは、ＮｂとＶは複合添加す
るのがよい。
【００１１】Ｎは、本鋼の不動態皮膜を強化することに
よって耐孔食性を向上させるのに非常に有効な元素であ
るだけでなく、オーステナイト基地中に固溶して、固溶
強化によって強度を高める効果がある。また、加工硬化
能を高めることで、特に冷間または温間加工の特定条件
での塑性加工ままで耐力および疲労強度をも高めるのに
大きな効果を発揮する。そのためには、０．１５％以上
の添加が必要であるが、０．５％より多く添加すると、
インゴットの健全性を害して製造性を劣化させることか
ら、０．１５％〜０．５％とした。Ｃｕは、本鋼の耐孔
食性を向上させるのに非常に有効かつ不可欠の元素であ
り、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎとともに添加することでその効果が
十分発揮される。０．１％より少ないとその効果が十分
でなく、一方、３％を越えて添加すると温間および熱間
加工性を害することから、０．１％〜３．０％とした。
望ましくは、０．２％〜１．０％がよい。
よって耐孔食性を向上させるのに非常に有効な元素であ
るだけでなく、オーステナイト基地中に固溶して、固溶
強化によって強度を高める効果がある。また、加工硬化
能を高めることで、特に冷間または温間加工の特定条件
での塑性加工ままで耐力および疲労強度をも高めるのに
大きな効果を発揮する。そのためには、０．１５％以上
の添加が必要であるが、０．５％より多く添加すると、
インゴットの健全性を害して製造性を劣化させることか
ら、０．１５％〜０．５％とした。Ｃｕは、本鋼の耐孔
食性を向上させるのに非常に有効かつ不可欠の元素であ
り、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎとともに添加することでその効果が
十分発揮される。０．１％より少ないとその効果が十分
でなく、一方、３％を越えて添加すると温間および熱間
加工性を害することから、０．１％〜３．０％とした。
望ましくは、０．２％〜１．０％がよい。
【００１２】ＣｏおよびＢは、Ｃｕとともに添加するこ
とで耐孔食性を向上させる効果があり、必要に応じて１
種または２種添加することができる。これはおそらく不
動態皮膜の強化によるものと考えられる。Ｃｏは、０．
１％より少ないと、またＢは０．００１％より少ないと
十分な効果がなく、一方、Ｃｏは、１．０％を越えて
も、またＢは０．００３％を越えてもより一層の向上効
果がないことから、Ｃｏは、０．１〜１．０％、Ｂは
０．００１〜０．００３％とした。孔食電位は、耐孔食
性の優劣を表す１つの指標であり、孔食電位が高いほ
ど、耐孔食性が優れていることを表す。特公昭５０−２
４８８６号に開示されている合金鋼より耐孔食性を向上
させるため、孔食電位は４６０ｍＶ（ｖｓ ＳＣＥ）以
上とした。耐力は、耐孔食性とともに強度が要求される
場合には、高い方が望ましく、特定の条件で塑性加工を
行なうことによって高めることができる。特公昭５０−
２４８８６号に開示されている合金鋼より高い耐力値を
目安として５４０Ｎ／ｍｍ2以上とした。
とで耐孔食性を向上させる効果があり、必要に応じて１
種または２種添加することができる。これはおそらく不
動態皮膜の強化によるものと考えられる。Ｃｏは、０．
１％より少ないと、またＢは０．００１％より少ないと
十分な効果がなく、一方、Ｃｏは、１．０％を越えて
も、またＢは０．００３％を越えてもより一層の向上効
果がないことから、Ｃｏは、０．１〜１．０％、Ｂは
０．００１〜０．００３％とした。孔食電位は、耐孔食
性の優劣を表す１つの指標であり、孔食電位が高いほ
ど、耐孔食性が優れていることを表す。特公昭５０−２
４８８６号に開示されている合金鋼より耐孔食性を向上
させるため、孔食電位は４６０ｍＶ（ｖｓ ＳＣＥ）以
上とした。耐力は、耐孔食性とともに強度が要求される
場合には、高い方が望ましく、特定の条件で塑性加工を
行なうことによって高めることができる。特公昭５０−
２４８８６号に開示されている合金鋼より高い耐力値を
目安として５４０Ｎ／ｍｍ2以上とした。
【００１３】海水滴下雰囲気中における回転曲げ疲労強
度は、海水等の腐食環境で繰り返し応力を受ける部材と
して使用される場合には、高い方が望ましく、冷間また
は温間加工の特定条件で、塑性加工を行なうことによっ
て、具体的には温間加工を行なうことによって高めるこ
とができる。特公昭５０−２４８８６号に開示されてい
る合金鋼より高い腐食疲労強度とすることを目安とし
て、海水滴下雰囲気中における１０7回の回転曲げ疲労
強度は３００Ｎ／ｍｍ2以上とした。
度は、海水等の腐食環境で繰り返し応力を受ける部材と
して使用される場合には、高い方が望ましく、冷間また
は温間加工の特定条件で、塑性加工を行なうことによっ
て、具体的には温間加工を行なうことによって高めるこ
とができる。特公昭５０−２４８８６号に開示されてい
る合金鋼より高い腐食疲労強度とすることを目安とし
て、海水滴下雰囲気中における１０7回の回転曲げ疲労
強度は３００Ｎ／ｍｍ2以上とした。
【００１４】ミクロ組織は、特に良好な耐孔食性を維持
しつつ、耐力５４０Ｎ／ｍｍ2以上と海水滴下雰囲気中
における１０7回の回転曲げ疲労強度が３００Ｎ／ｍｍ2
以上をともに兼ね備えるには、等軸な再結晶組織では困
難である。また、冷間加工のみでも耐力は高められる
が、海水滴下雰囲気中の回転曲げ疲労強度は高めること
ができない。温間加工域での塑性加工によって得られる
扁平状の未再結晶粒を有するミクロ組織とすることによ
ってのみ、これらの耐孔食性、耐力、疲労強度をともに
得ることができるので、ミクロ組織は、扁平状の未再結
晶粒を有するミクロ組織が望ましい。但し、耐孔食性の
みが良好であればよい場合は等軸な再結晶粒組織でもよ
いし、耐孔食性と耐力が高ければよい場合には、冷間加
工による扁平な結晶粒を有するミクロ組織でもよい。
しつつ、耐力５４０Ｎ／ｍｍ2以上と海水滴下雰囲気中
における１０7回の回転曲げ疲労強度が３００Ｎ／ｍｍ2
以上をともに兼ね備えるには、等軸な再結晶組織では困
難である。また、冷間加工のみでも耐力は高められる
が、海水滴下雰囲気中の回転曲げ疲労強度は高めること
ができない。温間加工域での塑性加工によって得られる
扁平状の未再結晶粒を有するミクロ組織とすることによ
ってのみ、これらの耐孔食性、耐力、疲労強度をともに
得ることができるので、ミクロ組織は、扁平状の未再結
晶粒を有するミクロ組織が望ましい。但し、耐孔食性の
みが良好であればよい場合は等軸な再結晶粒組織でもよ
いし、耐孔食性と耐力が高ければよい場合には、冷間加
工による扁平な結晶粒を有するミクロ組織でもよい。
【００１５】次に、製造方法についての作用について述
べる。本発明鋼の良好な耐孔食性を維持しつつ、耐力５
４０Ｎ／ｍｍ2以上を得るためには、通常オーステナイ
ト系ステンレス鋼において行なわれる固溶化処理を行な
ったままでは困難である。このためには、１０００℃以
下の温度、即ち本発明鋼の再結晶温度以下で塑性加工が
終了するような条件で塑性加工を行なったままとする必
要がある。ここでいう加工終了温度１０００℃以下での
塑性加工とは、冷間加工および温間加工域での塑性加工
を指す。特に良好な耐孔食性を維持しつつ、耐力５４０
Ｎ／ｍｍ2以上と海水滴下雰囲気中における１０7回の回
転曲げ疲労強度が３００Ｎ／ｍｍ2以上をともに兼ね備
えるには、温間加工域で塑性加工を終了することが必要
である。
べる。本発明鋼の良好な耐孔食性を維持しつつ、耐力５
４０Ｎ／ｍｍ2以上を得るためには、通常オーステナイ
ト系ステンレス鋼において行なわれる固溶化処理を行な
ったままでは困難である。このためには、１０００℃以
下の温度、即ち本発明鋼の再結晶温度以下で塑性加工が
終了するような条件で塑性加工を行なったままとする必
要がある。ここでいう加工終了温度１０００℃以下での
塑性加工とは、冷間加工および温間加工域での塑性加工
を指す。特に良好な耐孔食性を維持しつつ、耐力５４０
Ｎ／ｍｍ2以上と海水滴下雰囲気中における１０7回の回
転曲げ疲労強度が３００Ｎ／ｍｍ2以上をともに兼ね備
えるには、温間加工域で塑性加工を終了することが必要
である。
【００１６】また、この温間加工は、１０００℃以下の
温間加工域で加熱し、温間加工域で塑性加工を終了して
もよいし、１０００℃より高い温度に加熱し、熱間加工
によって塑性加工しながら、温間加工域で塑性加工を終
了してもよい。１０００℃以下での塑性加工量は、耐力
を高めるためには鍛造比で１．２以上とするのが望まし
い。さらに、加工終了温度１０００℃以下の塑性加工を
行なう前に９５０℃〜１２５０℃の温度範囲で固溶化処
理を行なうと、耐食性を害するＣｒ炭化物を一度固溶さ
せることができるので、さらに耐食性が安定しやすく、
望ましい。
温間加工域で加熱し、温間加工域で塑性加工を終了して
もよいし、１０００℃より高い温度に加熱し、熱間加工
によって塑性加工しながら、温間加工域で塑性加工を終
了してもよい。１０００℃以下での塑性加工量は、耐力
を高めるためには鍛造比で１．２以上とするのが望まし
い。さらに、加工終了温度１０００℃以下の塑性加工を
行なう前に９５０℃〜１２５０℃の温度範囲で固溶化処
理を行なうと、耐食性を害するＣｒ炭化物を一度固溶さ
せることができるので、さらに耐食性が安定しやすく、
望ましい。
【００１７】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
表１に示す化学成分をもつ鋼を真空溶解によって溶解
し、１０ｋｇの鋼塊を得た。ここで、鋼Ｎｏ．１〜１２
は本発明鋼であり、Ｎｏ．１３〜１４は成分が本発明の
範囲から外れた比較鋼、また、Ｎｏ．１５は特公昭５０
−２４８８６号に開示されている従来鋼、Ｎｏ．１６は
従来鋼ＳＵＳ６３０である。これらの鋼を熱間加工によ
って５０ｍｍ角の棒材にした。さらに表２に示す条件の
固溶化処理または３０ｍｍ角までの温間加工を加えた。
また、一部のものは２０ｍｍ径の丸棒に機械加工した後
冷間引抜によって冷間加工を加えた。また、比較方法と
して本発明鋼のＮｏ．２を３０ｍｍ角まで熱間加工で仕
上げたものも加えた。このままの状態から試験片を切り
出し、組織観察、常温引張試験、孔食電位測定、および
海水滴下雰囲気中で回転曲げ疲労試験を行なった。その
結果を表２および表３に併せて示す。
表１に示す化学成分をもつ鋼を真空溶解によって溶解
し、１０ｋｇの鋼塊を得た。ここで、鋼Ｎｏ．１〜１２
は本発明鋼であり、Ｎｏ．１３〜１４は成分が本発明の
範囲から外れた比較鋼、また、Ｎｏ．１５は特公昭５０
−２４８８６号に開示されている従来鋼、Ｎｏ．１６は
従来鋼ＳＵＳ６３０である。これらの鋼を熱間加工によ
って５０ｍｍ角の棒材にした。さらに表２に示す条件の
固溶化処理または３０ｍｍ角までの温間加工を加えた。
また、一部のものは２０ｍｍ径の丸棒に機械加工した後
冷間引抜によって冷間加工を加えた。また、比較方法と
して本発明鋼のＮｏ．２を３０ｍｍ角まで熱間加工で仕
上げたものも加えた。このままの状態から試験片を切り
出し、組織観察、常温引張試験、孔食電位測定、および
海水滴下雰囲気中で回転曲げ疲労試験を行なった。その
結果を表２および表３に併せて示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】表２からわかるように、本発明鋼Ｎｏ．１
〜１２は固溶化処理ままで比較鋼Ｎｏ．１３〜１４およ
び従来鋼Ｎｏ．１５〜１６に比べて高い孔食電位を示し
て下り、その値は４６０ｍＶ（ｖｓ ＳＣＥ）以上であ
る。しかし固溶化処理した本発明鋼は組織が再結晶した
等軸晶であるため、０．２％耐力が低い値であるのに対
し、表３に示すように本発明方法である９００℃で加工
終了した温間加工ままのもの、および冷間加工ままのも
のはいずれも５４０Ｎ／ｍｍ2以上の高い０．２％耐力
を示している。特に温間加工ままのものは海水滴下雰囲
気中の回転曲げ疲労強度も高く、３００Ｎ／ｍｍ2以上
の値を示している。これらの本発明方法によったものは
いずれも孔食電位も高い値を維持しており、その値は４
６０ｍＶ（ｖｓ ＳＣＥ）以上である。また、固溶化処
理の後、９００℃で加工終了した温間加工ままのもの
は、塑性加工前に固溶化処理を行なわないものに比べて
孔食電位がやや高く、安定している。また、これらの本
発明方法で得られた鋼は、いずれも扁平状の未再結晶粒
を有するミクロ組織を示している。
〜１２は固溶化処理ままで比較鋼Ｎｏ．１３〜１４およ
び従来鋼Ｎｏ．１５〜１６に比べて高い孔食電位を示し
て下り、その値は４６０ｍＶ（ｖｓ ＳＣＥ）以上であ
る。しかし固溶化処理した本発明鋼は組織が再結晶した
等軸晶であるため、０．２％耐力が低い値であるのに対
し、表３に示すように本発明方法である９００℃で加工
終了した温間加工ままのもの、および冷間加工ままのも
のはいずれも５４０Ｎ／ｍｍ2以上の高い０．２％耐力
を示している。特に温間加工ままのものは海水滴下雰囲
気中の回転曲げ疲労強度も高く、３００Ｎ／ｍｍ2以上
の値を示している。これらの本発明方法によったものは
いずれも孔食電位も高い値を維持しており、その値は４
６０ｍＶ（ｖｓ ＳＣＥ）以上である。また、固溶化処
理の後、９００℃で加工終了した温間加工ままのもの
は、塑性加工前に固溶化処理を行なわないものに比べて
孔食電位がやや高く、安定している。また、これらの本
発明方法で得られた鋼は、いずれも扁平状の未再結晶粒
を有するミクロ組織を示している。
【００２１】
【表３】
【００２２】これに対して、比較方法である１０５０℃
で塑性加工を終了したもの、即ち熱間加工ままのものは
孔食電位は良好であるが、０．２％耐力および海水滴下
雰囲気中の回転曲げ疲労強度が低い値であり、０．２％
耐力および海水滴下の回転曲げ疲労強度も高くしたい場
合は本発明方法によるのが望ましいことがわかる。
で塑性加工を終了したもの、即ち熱間加工ままのものは
孔食電位は良好であるが、０．２％耐力および海水滴下
雰囲気中の回転曲げ疲労強度が低い値であり、０．２％
耐力および海水滴下の回転曲げ疲労強度も高くしたい場
合は本発明方法によるのが望ましいことがわかる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば耐
孔食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼を、さら
に本発明方法によれば耐力と腐食疲労強度も高いオース
テナイト系ステンレス鋼を得ることができ、海水中等の
腐食環境で、高い耐孔食性、強度、腐食疲労強度が同時
に要求される部材に用いれば、信頼性および寿命を大幅
に向上でき、工業上顕著な効果を有する。
孔食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼を、さら
に本発明方法によれば耐力と腐食疲労強度も高いオース
テナイト系ステンレス鋼を得ることができ、海水中等の
腐食環境で、高い耐孔食性、強度、腐食疲労強度が同時
に要求される部材に用いれば、信頼性および寿命を大幅
に向上でき、工業上顕著な効果を有する。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60
Claims (9)
- 【請求項１】 重量％にて、Ｃ ０．０８％以下、Ｓｉ
０．７１％以下、Ｍｎ ４％以上６％未満、Ｎｉ ６
〜１７％、Ｃｒ ２０を越え２５％以下、Ｍｏ １．５
〜４％、Ｎｂ ０．１〜１．０％とＶ ０．０５〜１．
０％の１種または２種、Ｎ ０．１５〜０．５％、Ｃｕ
０．１〜３．０％を含み、残部が実質的にＦｅからな
ることを特徴とする耐孔食性の優れたオーステナイト系
ステンレス鋼。 - 【請求項２】 重量％にて、Ｃ ０．０８％以下、Ｓｉ
０．７１％以下、Ｍｎ ４％以上６％未満、Ｎｉ ６
〜１７％、Ｃｒ ２０を越え２５％以下、Ｍｏ １．５
〜４％、Ｎｂ ０．１〜１．０％、Ｖ ０．０５〜１．
０％、Ｎ ０．１５〜０．５％、Ｃｕ ０．２〜１．０
％を含み、残部が実質的にＦｅからなることを特徴とす
る耐孔食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼。 - 【請求項３】 重量％にて、Ｃ ０．０８％以下、Ｓｉ
０．７１％以下、Ｍｎ ４％以上６％未満、Ｎｉ ６
〜１７％、Ｃｒ ２０を越え２５％以下、Ｍｏ １．５
〜４％、Ｎｂ ０．１〜１．０％とＶ ０．０５〜１．
０％の１種または２種、Ｎ ０．１５〜０．５％、Ｃｕ
０．１〜３．０％、Ｃｏ ０．１〜１．０％とＢ
０．００１〜０．００３％の１種または２種を含み、残
部が実質的にＦｅからなることを特徴とする耐孔食性の
優れたオーステナイト系ステンレス鋼。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の組
成を有し、さらに孔食電位Ｖｃ'100が４６０ｍＶ（ｖｓ
ＳＣＥ）以上であることを特徴とする耐孔食性の優れ
たオーステナイト系ステンレス鋼。 - 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかに記載の組
成を有し、さらに孔食電位Ｖｃ'100が４６０ｍＶ（ｖｓ
ＳＣＥ）以上、かつ０．２％耐力が５４０Ｎ／ｍｍ２
以上であることを特徴とする耐孔食性の優れたオーステ
ナイト系ステンレス鋼。 - 【請求項６】 請求項１ないし３のいずれかに記載の組
成を有し、さらに孔食電位Ｖｃ'100が４６０ｍＶ（ｖｓ
ＳＣＥ）以上、０．２％耐力が５４０Ｎ／ｍｍ２以
上、かつ海水滴下雰囲気中における１０７回の回転曲げ
疲労強度が３００Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とす
る耐孔食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼。 - 【請求項７】 請求項１ないし３のいずれかに記載の組
成を有し、さらにミクロ組織が扁平状の未再結晶粒を有
することを特徴とする耐孔食性の優れたオーステナイト
系ステンレス鋼。 - 【請求項８】 請求項１ないし３のいずれかに記載のオ
ーステナイト系ステンレス鋼を、加工終了温度が１００
０℃以下の塑性加工を施すことを特徴とする耐孔食性の
優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。 - 【請求項９】 請求項１ないし３のいずれかに記載のオ
ーステナイト系ステンレス鋼を、９５０〜１２５０℃の
固溶化処理を行なった後、加工終了温度が１０００℃以
下の塑性加工を施すことを特徴とする耐孔食性の優れた
オーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16996193A JP3304001B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 耐孔食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16996193A JP3304001B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 耐孔食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0726350A JPH0726350A (ja) | 1995-01-27 |
| JP3304001B2 true JP3304001B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=15896042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16996193A Expired - Fee Related JP3304001B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 耐孔食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3304001B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3214194A4 (en) * | 2014-10-29 | 2018-03-14 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Austenitic stainless steel and manufacturing method therefor |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW330214B (en) * | 1996-03-22 | 1998-04-21 | Kawasaki Steel Co | Austenitic stainless stee with excellent corrosion resistance and glossiness |
| KR100621564B1 (ko) | 2003-03-20 | 2006-09-19 | 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드 | 고압 수소 가스용 스테인레스강, 그 강으로 이루어지는 용기 및 기기 |
| EP1605073B1 (en) | 2003-03-20 | 2011-09-14 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Use of an austenitic stainless steel |
| KR100689783B1 (ko) | 2003-06-10 | 2007-03-08 | 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드 | 수소 가스용 오스테나이트 스테인레스강 및 그 제조 방법 |
| KR20110025642A (ko) * | 2008-06-09 | 2011-03-10 | 도쿄 스테인리스 겐마코교 가부시키가이샤 | 스테인리스강 및 스테인리스강의 표면 처리 방법 |
| JP6589536B2 (ja) * | 2014-11-06 | 2019-10-16 | 日本製鉄株式会社 | 溶接継手の製造方法 |
| CN113136533B (zh) * | 2021-04-15 | 2022-08-16 | 鞍钢股份有限公司 | 一种低温用奥氏体不锈钢及其制造方法 |
| JP2023166911A (ja) * | 2022-05-10 | 2023-11-22 | 大同特殊鋼株式会社 | 非磁性オーステナイト系ステンレス鋼材及びその製造方法 |
| JP2025522617A (ja) * | 2022-06-29 | 2025-07-15 | アレイマ ストリップテック アクティエボラーグ | オーステナイト系ステンレス鋼、及びそのストリップ製品の製造方法 |
-
1993
- 1993-07-09 JP JP16996193A patent/JP3304001B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3214194A4 (en) * | 2014-10-29 | 2018-03-14 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Austenitic stainless steel and manufacturing method therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0726350A (ja) | 1995-01-27 |
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