(57)【要約】【課題】本発明は、低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼を提供することを目的とする。【解決手段】重量パーセント（ｗｔ％）で、Ｃ：０．０３〜０．１２、Ｓｉ：０．２〜１．０、Ｍｎ：７．５〜１０．５、Ｃｒ：１４．０〜１６．０、Ｎｉ：１．０〜５．０、Ｎ：０．０４〜０．２５、Ｃｕ：１．０〜３．５、少なくともＭｏを含有する複数の微量元素、及び残部Ｆｅからなり、式高温フェライト相（δ−ｆｅｒｒｉｔｅ）＝　６．７７×（　Ｃｒ　ｗｔ％＋Ｍｏ　ｗｔ％＋１．５×Ｓｉ　ｗｔ％　）−４．８５×（　Ｎｉ　ｗｔ％＋３０×Ｃ　ｗｔ％＋３０×Ｎ　ｗｔ％＋０．５×Ｍｎ　ｗｔ％＋０．３×Ｃｕ　ｗｔ％　）−５２．７５により求められた高温フェライト相が８．５以下である。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量パーセント（ｗｔ％）で、Ｃ：０．０３〜０．１２、Ｓｉ：０．２〜１．０、Ｍｎ：７．５〜１０．５、Ｃｒ：１４．０〜１６．０、Ｎｉ：１．０〜５．０、Ｎ：０．０４〜０．２５、Ｃｕ：１．０〜３．５、少なくともＭｏを含有する複数の微量元素、及び残部Ｆｅからなり、式高温フェライト相（δ−ｆｅｒｒｉｔｅ）＝　６．７７×（　Ｃｒ　ｗｔ％＋Ｍｏ　ｗｔ％＋１．５×Ｓｉ　ｗｔ％　）−４．８５×（　Ｎｉ　ｗｔ％＋３０×Ｃ　ｗｔ％＋３０×Ｎ　ｗｔ％＋０．５×Ｍｎ　ｗｔ％＋０．３×Ｃｕ　ｗｔ％　）−５２．７５により求められた高温フェライト相が８．５以下である低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼。
【請求項２】
さらに、Ｂを５〜３０ｐｐｍ含有していることを特徴とする請求項１に記載の低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼。
【請求項３】
さらに、Ｓを１５０ｐｐｍ以下含有していることを特徴とする請求項１に記載の低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼。
【請求項４】
さらに、Ｐを　０．０６重量パーセント以下含有していることを特徴とする請求項１に記載の低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼。
【請求項５】
上記オーステナイト系ステンレス鋼は、割れの発生のないように熱間圧延前の再加熱温度を１０５０℃〜１２５０℃にて熱間圧延を行うことを特徴とする請求項１に記載の低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステンレス鋼に関し、特に、ニッケル含量の低いオーステナイト系ステンレス鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オーステナイト系ステンレス鋼は、優れた耐食性、加工性が知られ、代表的なものとしてＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４がある。
【０００３】
しかし、オーステナイト系ステンレス鋼は、オーステナイト相の安定化のため、高価なニッケルを多量添加するので、ＵＳＰ　Ｎｏ．５２８６３１０が金相学的に安定し、加工性、耐食性に優れ、なおかつニッケル量が少ないオーステナイト系ステンレス鋼を提案した。しかし、この提案によれば、高い耐食性を保つべく１６．５重量パーセント（ｗｔ％）以上のクロムがなければならない。その反面、クロムが１７．５ｗｔ％を越えると、熱間加工中にδフェライトが生成して熱間割れをもたらす。また、ＳＵＳ３０４がニッケル８￣１４ｗｔ％に対して、本提案は、Ｎｉを２．５ｗｔ％含有さえすれば、冷間加工性を損なうマルテンサイト変態を抑えられるとしつつ、５ｗｔ％を越えると、コスト的に引合わないと述べている。
【０００４】
前記提案のステンレス鋼はまた、その評価によれば、耐食性や冷、熱間加工性としては申分がないとあるが、これまでの十分な耐食性を維持するには１７ｗｔ％以上のクロムでなければならないとの説に従えば、オーステナイトの安定性が落ち、熱延加工のとき、割れが生じ易くなるという課題が残ると思われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記提案の低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼に残った課題に鑑みてなされたもので、高温フェライト（δ−ｆ）生成の抑制に着目し、低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼におけるクロム量を抑えた高耐食性・加工性のステンレス鋼を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の観点から、前記高温フェライト量は、ＣｒとＮｉや他の合金元素含有量に依存し、相互に式高温フェライト相（δ−ｆｅｒｒｉｔｅ）＝　６．７７×（　Ｃｒ　ｗｔ％＋Ｍｏ　ｗｔ％＋１．５×Ｓｉ　ｗｔ％　）−４．８５×（　Ｎｉ　ｗｔ％＋３０×Ｃ　ｗｔ％＋３０×Ｎ　ｗｔ％＋０．５×Ｍｎ　ｗｔ％＋０．３×Ｃｕ　ｗｔ％　）−５２．７５の関係に従うものと目されることから、鋭意本発明の目的にかなう値を探し、ついに８．５以下である結論を得た。すなわち、本発明のオーステナイト系ステンレス鋼は、重量パーセントで、Ｃ：０．０３〜０．１２、Ｓｉ：０．２〜１．０、Ｍｎ：７．５〜１０．５、Ｃｒ：１４．０〜１６．０、Ｎｉ：１．０〜５．０、Ｎ：０．０４〜０．２５、Ｃｕ：１．０〜３．５、少なくともＭｏを含有する複数の微量元素、及び残部Ｆｅからなり、その値が８．５以下である組成とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼につき、以下、実施の一形態について説明する。この説明における実施例は、重量パーセント（ｗｔ％）で、Ｃ：０．０３〜０．１２、Ｓｉ：０．２〜１．０、Ｍｎ：７．５〜１０．５、Ｃｒ：１４．０〜１６．０、Ｎｉ：１．０〜５．０、Ｎ：０．０４〜０．２５、Ｃｕ：１．０〜３．５、及び複数の微量元素例えばＭｏ、Ｂ：５〜３０　ｐｐｍ、Ｓ：１５０　ｐｐｍ以下、Ｐ：０．０６　ｗｔ％、前記式により、高温フェライト相（δ−ｆｅｒｒｉｔｅ）≦　８．５である。この例によれば、ニッケル含有量は低減され、Ｃｒの含有量も少なく、大幅に原料のコストを低減すると共に、良好な耐食性を有することができる。従って、一般パイプ部材、浅いプレス加工などに用いるＳＵＳ３０４ステンレス鋼の代用をすることができる。
【０００８】
Ｎｉは、貴金属であるため、原料のコストを抑えるため、なるべくその使用量を抑制する必要があるが、マルテンサイト変態を抑制し、冷間加工性を高めるオーステナイト相を安定化させるための重要な元素である。このため、本例によれば、ニッケルの含有量を１．０〜５．０　ｗｔ　％　にすることによって、原料のコストを大幅に低減すると共に、ステンレス鋼としての耐食性及び機械強度を保持することができる。
【０００９】
Ｃｒは、耐食及びフェライト相を安定にするための元素であり、本発明によれば、Ｃｒの含有量を１４〜１６　ｗｔ　％　にすることによって、上記性質を得ると共に原料のコストを抑制することができる。なお、Ｎ、Ｍｎ及びＣｕは、オーステナイト相を安定にするための元素である。本発明によれば、一部のＮｉをＮ：０．０４〜０．２５　ｗｔ　％、Ｍｎ：７．５〜１０．５　ｗｔ　％、Ｃｕ：１．０〜３．５　ｗｔ　％にて代替することにより、原料のコストを低減することができる。
【００１０】
Ｃは、オーステナイト相を強く安定化させる元素であるが、その含有量が高すぎると耐食性を弱くし、マルテンサイト変態を生じさせ易いので、本発明は、Ｃの添加を０．０３〜０．１２　ｗｔ　％とする。また、ステンレス鋼の精錬において、脱酸剤としてＳｉを用いるが、オーステナイト相の安定化に不利であるため、本発明においては、Ｓｉを０．２〜１．０　ｗｔ　％　に抑えた。
【００１１】
また、本発明のオーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工性をよくするため、Ｂの含有量を５〜３０　ｐｐｍとする。一方、熱間加工性を劣化させるようなＳ、Ｐは、その含有量を低くするほどよいが、精錬工程のコストを考慮すると、Ｓの含有量を１５０ｐｐｍ以下、Ｐの含有量を０．０６ｗｔ％以下に抑えられればよい。
【００１２】
図１に示す如く、実験から、本発明の低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼の熱間圧延温度が１２５０℃を超えると、高温両相域に入り、温度が高くなるにつれ、δ−ｆ相が急速に増え、ふち割れが生じる比率を増す。一方、温度が１０５０℃以下であると、ステンレス鋼試片の変形抵抗が高くなって熱間圧延に不利である。従って、熱間圧延する前の試片再加熱温度を１０５０℃〜１２５０℃にして熱間圧延を行うと、材料の質を有効に保つことができ、本発明により、目的とする低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼を実現することができた。また、表１より、本発明の低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼は、δ−ｆを８．５以下とすることによって、ふち割れ欠陥の発生がないことが分かる。
【００１３】
【表１】
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表２は、本発明の低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼の耐食テストにおけるＮｉ、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｂが異なる組成の試片による塩水噴霧試験の耐食結果を示す。
【００１４】
表２の実験結果より分かるように、本発明の低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼は、一般のＳＵＳ３０４ステンレス鋼のサンプルと比べて、熱間圧延後酸洗い及び固溶化などの処理をしてから塩水噴霧試験を行った後の腐食率は全部０．１％以下であるので、本発明の低ニッケル量オーステナイト系ステンレス鋼は、一般のＳＵＳ３０４ステンレス鋼と同等な耐食性を有していることが分る。
【００１５】
【表２】
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そして、表３は、本発明の加工性テストとしての低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼及び一般のＳＵＳ３０４サンプルにおけるＮｉ、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｕ組成を示し、表４は、同組成の３ｍｍ厚のサンプルによって機械強度についての試験結果を示す。表４から、本発明のステンレス鋼について、引張強さは、６１８．４〜６４２．６　ＭＰａ、降伏強さは、２８７．６〜３１９．７　ＭＰａ、硬さ（ＨＲＢ）は、８２．３〜８４．７、伸びは、５３．１％〜５５．３％であることが得られる。従って、一般のＳＵＳ３０４ステンレス鋼と同等またはそれ以上の十分の機械性質を持つことが分かる。
【００１６】
【表３】
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【００１７】
【表４】
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上記各試験結果が示すように、本発明による低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼は、良好な機械性質と耐食性を示し、冷、熱間圧延においても安定なオーステナイト相を保ち、一般ＳＵＳ３０４ステンレス鋼に匹敵しながら、Ｎｉ成分を低く抑えたオーステナイト系ステンレス鋼を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における高温フェライト相（δ−ｆｅｒｒｉｔｅ）の加熱温度に対する変化を示す折れ線図である。
【図１】
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