(57)【要約】      （修正有）【課題】土砂摩耗などの高加工度が作用する環境下で優れた耐摩耗性を有する鋼板の提供。【解決手段】質量％で、Ｃ：０．７〜１．６％、Ｓｉ：０．８％以下、Ｍｎ：８．０〜１６．０％、Ｎｉ：０．２５％以下、Ｃｒ：０．２０％以下、Ｍｏ：０．０１％以下、Ｐ:０．１％以下、Ｓ：０．１％以下であり、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる化学組成で、オーステナイト組織を有する鋼板であり、前記鋼板の表面に５０％以下の圧下率となる加工を加えた場合に、前記鋼板の板厚方向における前記板厚に対するビッカース硬さ勾配が１００ＨＶ５／ｍｍ以上であることを特徴とする耐摩耗性に優れた鋼板。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．７〜１．６％、Ｓｉ：０．８％以下、Ｍｎ：８．０〜１６．０％、Ｎｉ：０．２５％以下、Ｃｒ：０．２０％以下、Ｍｏ：０．０１％以下、P:０．１％以下、S：０．１％以下であり、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる化学組成で、オーステナイト組織を有する鋼板であり、前記鋼板の表面に５０％以下の圧下率となる加工を加えた場合に、前記鋼板の板厚方向における前記板厚に対するビッカース硬さ勾配が１００ＨＶ５／ｍｍ以上であることを特徴とする耐摩耗性に優れた鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築用部材、車両用部品、産業機械用部品などの相手材と接触して摩耗が発生するような部材や部品に適した耐摩耗性に優れる鋼板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築用部材や車両用部品、産業機械用部品などにおいては、様々な物体が接触して摩耗する現象が発生する。特に屋外の環境下では、石や放置物などの飛来物が強風によって高速度状態で衝突も含めた接触状態となり、この衝突接触が頻繁に発生することによって時間の経過とともに各種の部材や部品が摩耗する問題が起こる。
このような問題を解消するために、高速度での衝突接触、つまりは各種の部材や部品に高加圧力で接触する際に発生する摩耗に高い抵抗力を持つ耐摩耗性に優れた鋼板が望まれている。
【０００３】
特許文献１には、前記の衝突接触として弾丸や爆発による破片の衝突に耐久性がある鋼板、つまりは防弾性がある鋼板が紹介されている。特許文献１では、防弾性という指標で評価しているが、高速度状態で接触する状態と同じであり、本発明と同じ課題であると言える。
【０００４】
この特許文献１によれば、Ｍｎを８〜１６％含み、１０〜６０体積％の加工誘起マルテンサイトの組織を有している高Ｍｎ鋼であり、加工誘起マルテンサイト組織により鋼板の降伏応力が上昇し、これによって防弾性を向上させている。しかし、この鋼板では、加工誘起マルテンサイト組織を有しているために加工時に塑性変形しにくくなり、様々な部材や部品の形状や寸法などの設計の自由度が狭くなることから使用できる部材や部品が限られてしまうという問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３７５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述のような従来鋼板の問題を解決するべくなされたものであり、相手材が高速度状態で衝突も含めた接触状態において高い摩耗性を有する鋼板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の耐摩耗性に優れた鋼板は、以下に示す特徴を有する。
つまりは、質量％で、Ｃ：０．７〜１．６％、Ｓｉ：０．８％以下、Ｍｎ：８．０〜１６．０％、Ｎｉ：０．２５％以下、Ｃｒ：０．２０％以下、Ｍｏ：０．０１％以下、P:０．１％以下、S：０．１％以下であり、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる化学組成で、オーステナイト組織を有する鋼板であり、前記鋼板の表面に５０％以下の圧下率となる加工を加えた場合に、前記鋼板の板厚方向における前記板厚に対するビッカース硬さ勾配が１００ＨＶ５／ｍｍ以上であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、本発明の鋼板の表面に５０％以下の圧下率を加えた際に板厚方向の板厚に対するビッカース硬さの勾配が１００ＨＶ５／ｍｍ以上となる特徴を有しているので、前記鋼板の板厚中心よりも表面側で高い硬さ状態となる。これによって、飛来物などが前記鋼板に高速度状態で接触した場合に表面側が硬くなることから摩耗が発生しにくくなる。また、前記鋼板に加わる歪みと硬さ上昇を制御しているため、この制御量内で加工すれば加工時の硬さ上昇も制御できることになり、これによって部材や部品の設計自由度も確保することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
前述のように、本発明の鋼板は、高い耐摩耗性を有することができる。そのためには、合金元素の含有量を以下のようにする必要がある。
【００１０】
Ｃは、オーステナイトの安定化と強度の向上に有効である。０．７質量％未満ではオーステナイトが不安定となり、冷延後の強度も低くなる。１．６質量％を超えると高温で溶体化したのち急冷しても粒界炭化物が生成しやすく、靱性の低下を招く。耐摩耗性を向上させるためには、Ｃ含有量を０．７〜１．６質量％に規定する必要がある。
【００１１】
Ｓｉは、脱酸元素として溶解および精錬上必要である。ただし、０．８質量％を超えるとデルタフェライトの生成が促進され、強度が低下して耐摩耗性の低下をきたす。Ｓｉは０．８質量％以下の範囲で添加する必要がある。
【００１２】
Ｍｎは、オーステナイト形成元素であり、オーステナイトの安定化に有効である。８．０質量％未満ではオーステナイトが不安定となり、粒界炭化物が生成しやすくなるため、靱性が低下する。１６．０質量％を超えると熱間加工性が劣化し、鋼板の製造が困難になる。Ｍｎは８．０〜１６．０質量％の範囲で含有させることが重要である。
【００１３】
Ｎｉは、オーステナイトの安定化および靱性の向上に有効である。これらの効果を十分に得るには０．１質量％以上の添加が望ましい。ただし、多量の添加はコスト増を招く。Ｎｉを添加する場合は０．２５質量％以下とすることが望ましい。
【００１４】
Ｃｒは、オーステナイトの安定化および強度の向上に有効である。これらの効果を十分に得るには０．１質量％以上の添加が望ましい。ただし、０．２質量％を超えると延性が低下する。Ｃｒを添加する場合は０．２質量％以下とすることが望ましい。
【００１５】
Ｍｏは、熱処理時の脆化抑制に有効であり多少の添加で発現するが、過大な添加はコスト増を招くため、０．０１質量％以下の添加が望ましい。
【００１６】
ＰとＳは、鋼板の靭性に影響し、製造する際にはスラブの割れに影響するため何れも０．１質量％以下とすることが望ましい。
【００１７】
また、本発明の鋼板の組織状態を得るには、十分に溶体化処理した後に冷却を施せば良い。具体的には、熱間圧延後の鋼板を９５０〜１１００℃に保持して、炭化物をオーステナイト相中に完全に溶解させ、その後、上記保持温度から５００℃までを冷却速度１０℃／ｓ以上で冷却する溶体化処理を施すことが望ましい。５００℃以上の温度域での冷却速度が遅いと、冷却中に炭化物が析出して靱性低下をきたすことがある。
【実施例】
【００１８】
表１に供試材の化学成分値を示す。これらの鋼を真空溶解炉にて溶製し、仕上温度：９００℃，巻取温度：５５０℃で熱間圧延して板厚７ｍｍの熱間圧延鋼板を得た。各熱間圧延鋼板について、１０００℃で１０分間保持した後、直ちに室温まで水冷する溶体化処理を施した。このとき、１０００℃から５００℃までの冷却速度は約５０℃／ｓｅｃであった。表１のＡ１〜Ａ９鋼は本発明で規定する化学組成を満たす鋼であり、いずれも溶体化処理後にオーステナイト単相組織を呈していた。一方、Ｂ１鋼はＣ含有量が少なく、Ｂ２鋼はＭｎ含有量が少ないものであり、溶体化処理後のオーステナイト量が不十分であった。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
表１に示した供試材について、土砂摩耗試験を行って摩耗量と試験後の板厚方向のビッカース硬さ勾配について調査した。土砂摩耗試験は、供試材を板厚が７ｍｍ、長手方向で５０ｍｍ、幅方向で５０ｍｍ寸法に切断した試験片とし、この試験片を平均直径１０ｍｍの硅石内に設置するとともに設置した状態で２ｍ／ｓの速度で１５時間移動させた。
【００２１】
土砂摩耗試験後の摩耗量と板厚方向のビッカース硬さ勾配の結果を、各供試材ごとに表２に示す。本発明のＡ１〜Ａ９鋼は、比較鋼のＢ１鋼とＢ２鋼に比べて摩耗量が少なく優れた耐摩耗性を示した。また、Ａ１〜Ａ９鋼の土砂摩耗試験後の板厚方向のビッカース硬さ勾配は、何れも１００ＨＶ５／ｍｍ以上であった。
【００２２】
【表２】
2019131882.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の鋼板は、高速度状態で相手材と接触する際に優れた耐摩耗性を発現することから、特に屋外環境下で使用される建築用部材や車両用部品、産業機械用部品など好適である。