(57)【要約】【課題】安価で高強度・快削性を備えた非磁性オーステナイト系ステンレス鋼およびこの非磁性オーステナイト系ステンレス鋼を冷間加工によってさらに高強度にした非磁性ステンレス加工材を提供することを目的としている。【解決手段】Cが０．１２重量％以下、Siが１．００重量％以下、Mnが６．５０重量％〜９．００重量％、Ｓが０．１５重量％〜０．３５重量％、Cuが２．００重量％〜４．００重量％、Niが１．５０重量％〜３．５０重量％、Crが１６．０重量％〜１８．０重量％、Moが０．６０重量％以下、Ｎが０．１０重量％〜０．２５重量％、残部がFe（Ｐ等を不純物として含む場合がある）となるように各元素を溶融混合した。そして、熱間加工によって棒状または線状に加工するようにした。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、
C：０．１２以下
Si：１．００以下
Mn：６．５０〜９．００
Ｓ：０．１５〜０．３５
Cu：２．００〜４．００
Ni：１．５０〜３．５０
Cr：１６．０〜１８．０
Mo：０．６０以下
Ｎ：０．１０〜０．２５
を含有し、残部がFe及び不純物である高強度な非磁性オーステナイト系ステンレス鋼。
【請求項２】
請求項１に記載の非磁性オーステナイト系ステンレス鋼が冷間加工されてなる非磁性ステンレス加工材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安価で高強度・快削性を備えた非磁性オーステナイト系ステンレス鋼およびこの非磁性オーステナイト系ステンレス鋼を冷間加工によってさらに高強度にした非磁性ステンレス加工材に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器等の磁気の影響を嫌う装置に用いられるシャフト等の構造部品の材料として、非磁性で耐久性、耐食性に優れた性能を備えるオーステナイト系ステンレス鋼が使用されている。
このようなオーステナイト系ステンレス鋼、SUS303やSUS304が代表的であるが、SUS303やSUS304の場合、さらに高強度なものにしようとして引抜加工等の冷間加工を行うと、加工誘起マルテンサイトの生成による加工硬化が顕著で加工度とともに硬さおよび透磁率が上昇し、非磁性体ではなくなってしまうという問題がある。
【０００３】
そこで、SUS303Cuのように成分中のCu（銅）の量を増やして冷間加工時の加工誘起マルテンサイトの生成を抑えて透磁率の上昇を抑えて冷間加工時でも非磁性を確保できるようにしたオーステナイト系ステンレス鋼も上市されている。
しかしながら、Cuの量を増やして加工誘起マルテンサイトの生成を抑えるようにした場合、機械的強度が落ちるという欠点がある。
【０００４】
また、Cuの量を増やして加工誘起マルテンサイトの生成を抑えるだけでなく、成分中のＳ（いおう）の配合量を増やして被削性を向上させるようにした、冷間加工後も非磁性で被削性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼（たとえば、特許文献１参照）も提案されている。
しかし、このステンレス鋼の場合、高価な材料であるNi（ニッケル）を多く含んでおり、材料コストがかかるという問題があるとともに、強度的に不十分なところもあり、より高強度で、冷間加工後も非磁性を保ち、被削性にも優れた安価なオーステナイト系ステンレス鋼が望まれている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２４１１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みて、安価で高強度・快削性を備えた非磁性オーステナイト系ステンレス鋼およびこの非磁性オーステナイト系ステンレス鋼を冷間加工によってさらに高強度にした非磁性ステンレス加工材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明にかかる非磁性オーステナイト系ステンレス鋼は、重量％で、
C：０．１２以下
Si：１．００以下
Mn：６．５０〜９．００
Ｓ：０．１５〜０．３５
Cu：２．００〜４．００
Ni：１．５０〜３．５０
Cr：１６．０〜１８．０
Mo：０．６０以下
Ｎ：０．１０〜０．２５
を含有し、残部がFe及び不純物であることを特徴としている。
【０００８】
本発明の非磁性オーステナイト系ステンレス鋼において、各成分の含有量が上記のようであるのは、以下の理由による。
Ｃ（炭素）は、強力なオーステナイト生成元素であって、強度向上に効果的な元素である。Ｃの含有量が０．１２重量％以下に限定される理由は、Ｃの含有量が０．１２重量％を超えると、耐食性に問題がでる恐れがあるためである。
【０００９】
Si（珪素）は、フェライト生成元素である。Siの含有量が１．００重量％以下に限定される理由は、Siの含有量が１．００重量％を超えると、耐食性が劣化するとともに、非磁性を確保できなくなるためである。
Mnは、安価な元素であるとともに、1/2Ni（ニッケル）当量をもち、Niの代替元素として活用される。Mnの含有量が６．５０重量％〜９．００重量％に限定される理由は、Mnの含有量が９．００重量％を超えると、耐食性を劣化させる恐れがあり、６．５０重量％未満では、Niの含有量を増やさなければならず、コスト削減化が不十分となるとともに、非磁性化に問題がでるためである。
【００１０】
Ｓ（イオウ）は、被削性を向上させる元素である。Ｓの含有量が０．１５重量％〜０．３５重量％に限定される理由は、Ｓの含有量が０．１５重量％を下回ると、被削性向上効果が小さく、０．３５重量％を超えても、被削性への効果は飽和し、却って熱間加工性や耐食性を劣化させる恐れがあるためである。
【００１１】
Cu（銅）は、オーステナイト生成元素であり、２Ni等量をもち、Niの代替元素として有効であり、耐食性を高めるとともに、冷間加工後も非磁性を確保する効果的な元素である。Cuの含有量が２．００重量％〜４．００重量％に限定される理由は、Cuの含有量が４．００重量％を超えると、熱間加工性を劣化させ、Cuの含有量が２．００重量％未満であると、冷間加工後、非磁性を確保出来なくなる恐れがあるためである。
【００１２】
Niは強力なオーステナイト生成元素であるが、高価な元素でもある。Niの含有量が１．５０重量％〜３．５０重量％に限定される理由は、Ni代替元素としてのMn、Cu、Ｎの含有量とのバランスからである。
【００１３】
Cr（クロム）は、ステンレス鋼としての耐食性を確保するのに重要な元素である。Crの含有量が１６．０重量％〜１８．０重量％に限定される理由は、Crの含有量が１６重量％未満であると、耐食性に問題が生じ、Crがフェライト生成元素でもあることから、Crの含有量が１８重量％を超えると、冷間加工後、非磁性状態を確保できなくなる恐れがあるためである。
【００１４】
Mo（モリブデン）は、Cuとの共存によって耐食性をさらに向上させることができる元素である。Moの含有量が０．６０重量％以下に限定される理由は、Moの含有量が０．６０重量％を超えると、熱間加工性が劣化するためである。また、高価な元素であるので、不純物元素とみなしてもよい。
【００１５】
Ｎ（窒素）は、Ｃと同様強力なオーステナイト生成元素であり、また強度向上に効果的な元素である。Ｎの含有量が０．１０重量％〜０．２５重量％に限定される理由は、Ｎの含有量が０．１０重量％未満ではその効果が不十分で、Ｎの含有量が０．２５重量％を超えると熱間加工性が劣化するためである。
【００１６】
不純物はできるだけ少ない方が好ましいが、不純物元素としては、たとえば、Ｐ（リン）が挙げられる。たとえば、Ｐが不純物として含まれる場合、その含有量は、０．０６重量％以下とすることが好ましい。
一方、本発明にかかる非磁性ステンレス加工材は、本発明の非磁性オーステナイト系ステンレス鋼が冷間加工されてなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる非磁性オーステナイト系ステンレス鋼は、以上のように構成されているので、高強度・快削性に優れ、また、冷間加工を施しても非磁性状態を損なわれることがない。しかも、安価な元素を多量に配合するようにしたので、従来のステンレス鋼に比べ安価になる。
本発明にかかる非磁性ステンレス加工材は、本発明のステンレス鋼を冷間加工するようにしたので、より高強度になるとともに、非磁性状態が確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明を、その実施の形態を詳しく説明する。
本発明にかかる非磁性オーステナイト系ステンレス鋼は、Cが０．１２重量％以下、Siが１．００重量％以下、Mnが６．５０重量％〜９．００重量％、Ｓが０．１５重量％〜０．３５重量％、Cuが２．００重量％〜４．００重量％、Niが１．５０重量％〜３．５０重量％、Crが１６．０重量％〜１８．０重量％、Moが０．６０重量％以下、Ｎが０．１０重量％〜０．２５重量％、残部がFe（Ｐ等を不純物として含む場合がある）となるように各元素を溶融混合して、例えば、熱間加工によって棒状または線状に加工される。
【００１９】
そして、本発明にかかる非磁性ステンレス加工材は、上記のようにして得られた非磁性オーステナイト系ステンレス鋼をダイス等を用いて冷間引抜き加工等の冷間加工を行うことによって得られる。
【実施例１】
【００２０】
以下に、本発明の具体的な実施例を説明する。
Cが０．１２重量％以下、Siが１．００重量％以下、Mnが６．５０重量％〜９．００重量％、Ｓが０．１５重量％〜０．３５重量％、Cuが２．００重量％〜４．００重量％、Niが１．５０重量％〜３．５０重量％、Crが１６．０重量％〜１８．０重量％、Moが０．６０重量％以下、Ｎが０．１０重量％〜０．２５重量％、残部がFe（Ｐ等を不純物として含む場合がある）となるように各元素を溶融混合して、本発明の非磁性オーステナイト系ステンレス鋼としての直径5.5ｍｍの線材(以下、実施例1の線材と記す)を得た。
【００２１】
得られた実施例1の線材のステンレス鋼成分分析を行い、比較のために市販のSUS303Cu、SUS303、SUS30４の成分分析結果とを合わせて表１に示した。
【００２２】
【表１】
2006028542.tif 000002
【００２３】
つぎに、実施例1の線材およびSUS303Cu、SUS303、SUS30４の線材のそれぞれ引抜き加工して得た減面率17％、直径の5.0mmの加工線材の機械的性質（耐力、引張強さ、伸び、絞り、硬さ）を測定し、その結果を表２に、９６hrの塩水噴霧試験、１％塩酸腐食減量試験、切削抵抗の測定結果を表３にそれぞれ示した。
【００２４】
なお、耐力、引張強さ、伸び、絞りについては、JIS Z 2241の金属材料引張試験方法、硬さについては、JIS Z 2241のブリネル硬さ試験方法により測定した。
９６hrの塩水噴霧試験は、JIS Z 2371の試験方法に準拠した。
１％塩酸腐食減量試験は、１％塩酸に室温で２４時間浸漬した後の減量を求めた。
切削抵抗は、速度６０m/min、送り０．０５mm、切込み０．５mm、ドライ状態で測定した。
【００２５】
さらに、得られた本発明（実施例１）のステンレス鋼を冷間引抜き加工してえられた、減面率１０％、２０％、３０％、４０％の加工材のそれぞれについて透磁率(μ)を測定し、その結果を表４に示した。
【００２６】
【表２】
2006028542.tif 000003
【００２７】
【表３】
2006028542.tif 000004
【００２８】
【表４】
2006028542.tif 000005
【００２９】
上記表２から本発明のステンレス鋼が、従来のSUS300シリーズに比べ、機械的性質に優れていることがよく判る。また、表３からSUS303より優位でSUS303Cuと略同等で優れた耐食性を備えていること、SUS303と同等の優れた被削性を備えていることが判る。さらに表４から冷間加工によって非磁性状態を損なわれないことが判る。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の非磁性オーステナイト系ステンレス鋼および非磁性ステンレス加工材は、電子機器、真空機器等の精密機械に用いられる部品の材料として好適である。