(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
TRIP効果を利用した高い成形性およびバランスのとれた孔食指数を有し高い耐食性を有するフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼において、前記二相ステンレス鋼は、0.04重量％未満の炭素、0.2〜0.8重量％のケイ素、2.0重量％未満のマンガン、16.5〜19.5重量％のクロム、3.0〜4.7重量％のニッケル、1.5〜4.0重量％のモリブデン、3.5重量％未満のタングステン、１重量％未満の銅、0.13〜0.26重量％の窒素を含有し、残余は鉄およびステンレス鋼中に生じる不可避の不純物であり、孔食指数値(PRE)は30〜36の範囲を有し、Md30測定温度は-30〜90℃の範囲にあり、臨界孔食温度(CPT)は34〜45℃であることを特徴とするフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼。
【請求項２】
請求項１に記載の二相ステンレス鋼において、微細構造中のオーステナイト相の割合は45〜80容積％で、残余がフェライトであることを特徴とするフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼。
【請求項３】
請求項２に記載の二相ステンレス鋼において、微細構造中のオーステナイト相の割合は55〜70容積％で、残余がフェライトであることを特徴とするフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載の二相ステンレス鋼において、Md30測定温度は10〜60℃の範囲にあることを特徴とするフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の二相ステンレス鋼において、クロム含有量は16.5〜18.8重量％であることを特徴とするフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の二相ステンレス鋼において、ニッケル含有量は3.0〜4.5重量％であることを特徴とするフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の二相ステンレス鋼において、マンガン含有量は1.0重量％未満であることを特徴とするフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の二相ステンレス鋼において、銅含有量は最大0.7重量％であることを特徴とするフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼。
【請求項９】
請求項８に記載の二相ステンレス鋼において、銅含有量は最大0.5重量％であることを特徴とするフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の二相ステンレス鋼において、タングステン含有量は1.0〜3.5重量％であることを特徴とするフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼。
【請求項１１】
請求項１ないし10のいずれかに記載の二相ステンレス鋼において、式(Mo + 0.5W)によるモリブデン(Mo)とタングステン(W)の合計含有量は4.0重量％未満であることを特徴とするフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼。
【請求項１２】
請求項１ないし11のいずれかに記載の二相ステンレス鋼において、窒素含有量は0.16〜0.25重量％であることを特徴とするフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼。
【請求項１３】
請求項１ないし12のいずれかに記載の二相ステンレス鋼において、該ステンレス鋼は、任意選択により１つまたは複数の追加元素である0.04重量％未満のAl、0.004重量％未満のＢ、0.004重量％未満のCa、0.1重量％未満のCe、最大１重量％のCo、最大0.1重量％のNb、最大0.1重量％のTi、最大0.2重量％のＶを含有することを特徴とするフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼。
【請求項１４】
請求項１ないし13のいずれかに記載の二相ステンレス鋼において、該ステンレス鋼は、不可避の不純物として0.010重量％未満のＳと0.040重量％未満のＰを(S+P)合計量が0.04重量％未満となるように含有し、全酸素含有量が100 ppm未満であることを特徴とするフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼。
【請求項１５】
請求項１に記載の二相ステンレス鋼において、図３のp'、q'、r'およびs'の範囲の枠内の化学組成領域は、下表８で対応する名称を付けた重量％表示の座標位置を１つの閉じた領域になるように直線で結ぶことによって区画形成されることを特徴とするフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼。
【表８】
0006294972.tif 000009
【請求項１６】
請求項１に記載の二相ステンレス鋼において、前記鋼は、インゴット、スラブ、ブルーム、ビレット、中・厚板、薄板、鋼帯、コイル、バー、ロッド、ワイヤ、異形材および形鋼、継ぎ目なしおよび溶接鋼管類、金属粉、成形した形状物として製造されることを特徴とするフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼。
【発明の詳細な説明】
【詳細な説明】
【０００１】
本発明は、高成形性とともにTRIP（変態誘起塑性）効果、高耐食性、および最適化された耐孔食指数(PRE)を有するフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼に関するものである。
【０００２】
変態誘起塑性(TRIP)効果とは、負わされた応力または歪みの結果として塑性変形中に準安定残留オーステナイトがマルテンサイトに変態することを言う。この特性によって、TRIP効果を有するステンレス鋼は、高成形性を有するとともに優れた強度を保持できる。
【０００３】
国際公開公報WO 2011/135170号によって、良好な成形性と高伸度を有するフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼を製造する方法が知られ、その鋼は重量％で、0.05%未満のC、0.2〜0.7%のSi、2〜5%のMn、19〜20.5%のCr、0.8〜1.35%のNi、0.6%未満のMo、1%未満のCu、0.16〜0.24%のNを含有し、残余は鉄および不可避の不純物である。国際公開公報WO 2011/135170号のステンレス鋼は、ステンレス鋼の微細構造が熱処理された状態で45〜75%のオーステナイトを含有し、残りの微細構造がフェライトであるように熱処理される。さらに、TRIP効果をステンレス鋼の成形性改善に利用するため、ステンレス鋼のMd30測定温度は0℃から50℃の間に調節される。
【０００４】
さらに、国際公開公報WO 2013/034804号によって、TRIP効果を利用するフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼が知られ、その鋼は、0.04重量%未満のC、0.7重量%未満のSi、2.5重量%未満のMn、18.5〜22.5%のCr、0.8〜4.5重量%のNi、0.6〜1.4重量%のMo、1重量%未満のCu、0.10〜0.24重量%のNを含有し、残余は鉄および不可避の不純物である。硫黄は0.010重量％未満、好ましくは0.005重量％未満に制限され、リン含有量は0.040重量％未満、硫黄とリンの合計(S+P)は0.04重量％未満であり、全酸素含有量は100 ppm未満である。この二相ステンレス鋼は、任意に以下の１つまたは複数の追加元素を含有する。アルミニウム含有量は0.04重量%未満を最大とし、最大値は0.03重量％未満が好ましい。さらに、ホウ素、カルシウムおよびセリウムが任意で少量添加される。ホウ素およびカルシウムの好ましい含有量は0.003重量％未満、セリウムの好ましい含有量は0.1重量％未満である。任意に、コバルトはニッケルの部分的置き換えとして最大1重量％まで添加することができ、タングステンはモリブデンの部分的置き換えとして最大0.5重量％まで添加することができる。また、ニオブ、チタンおよびバナジウムを含む群のうち１つまたは複数を任意でこの発明の二相ステンレス鋼に添加することができ、ニオブおよびチタンの含有量は最大0.1重量％に制限され、バナジウム含有量は最大0.2重量％に制限される。
【０００５】
国際公開公報WO 2013/034804号によれば、耐孔食指数(PRE)は良好な耐食性を示すように最適化され、27〜29.5の範囲にある。臨界孔食温度(CPT)は20〜33℃、好ましくは20〜33℃の範囲内である。オーステナイト相におけるTRIP（変態誘起塑性）効果は、良好な成形性を確実にするため、0〜90℃、好ましくは10〜70℃のMd30測定温度に基づいて維持される。この発明の二相ステンレス鋼の微細構造におけるオーステナイト相の割合は、TRIP効果のために好ましい条件を作り出すために、熱処理された状態で45〜75容積%、有利には55〜65容積％であり、残余はフェライトである。熱処理は、溶体化焼鈍、高周波誘導焼鈍、または局部焼鈍など種々の方法を用いて、900〜1200℃、好ましくは950〜1150℃の温度範囲で行うことができる。
【０００６】
本発明の目的は、先行技術で説明されている二相ステンレス鋼の特性を改善して、TRIP効果を利用するとともに高い耐孔食指数(PRE)を有し、それによって優れた耐食性を示す新しいフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼を実現することである。本発明の本質的な特徴は添付の特許請求の範囲に記載されている。
【０００７】
本発明によれば、フェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼は0.04重量%未満のC、0.2〜0.8重量%のSi、2.0重量%未満のMn、16.5〜19.5重量%のCr、3.0〜4.7重量%のNi、1.0〜4.0重量%のMo、3.5重量%未満のW、1重量%未満のCu、0.13〜0.26重量%のNを含有し、残余は鉄およびステンレス鋼中に生じる不可避の不純物である。硫黄は0.010重量％未満、好ましくは0.005重量％未満に制限され、リン含有量は0.040重量％未満、硫黄とリンの合計(S+P)は0.04重量％未満であり、全酸素含有量は100 ppm未満である。
【０００８】
本発明の二相ステンレス鋼は、任意に以下の１つまたは複数の追加元素を含有する。すなわち、アルミニウム含有量は0.04重量%未満を最大とし、最大値は0.03重量％未満が好ましい。さらに、ホウ素、カルシウムおよびセリウムが任意で少量添加される。ホウ素およびカルシウムの好ましい含有量は0.004重量％未満、セリウムの好ましい含有量は0.1重量％未満である。任意に、コバルトはニッケルの部分的置き換えとして最大1重量％まで添加することができる。また、ニオブ、チタンおよびバナジウムを含む群のうち１つまたは複数を任意で本発明の二相ステンレス鋼に添加することができ、ニオブおよびチタンの含有量は最大0.1重量％に制限され、バナジウム含有量は最大0.2重量％に制限される。
【０００９】
本発明のステンレス鋼によれば、耐孔食指数(PRE)は良好な耐食性を示すように最適化され、30〜36の範囲にある。臨界孔食温度(CPT)は30〜45℃の範囲内にあり、オーステナイト相のTRIP（変態誘起塑性）効果は、良好な成形性を確実にするため、−30〜90℃、好ましくは10〜60℃のMd30測定温度に基づいて維持される。TRIP効果に対するオーステナイト安定性の基準であるMd30温度は、真歪み0.3によって50%のオーステナイトのマルテンサイトへの変態が生じる温度として定義される。本発明の二相ステンレス鋼の微細構造におけるオーステナイト相の割合は、TRIP効果のために好ましい条件を作るため、熱処理された条件で45〜80容積%、有利には55〜70容積%であり、残余はフェライトである。熱処理は、溶体化焼鈍、高周波誘導焼鈍、局部焼鈍、またはその他の種類の熱処理など種々の方法を用いて、900〜1200℃、好ましくは950〜1150℃の温度範囲で行うことができる。
【００１０】
微細構造中の種々の元素の効果について以下に説明するが、元素含有量は重量％で記載されている。
【００１１】
炭素(C)はオーステナイト相に区分化し、オーステナイトの安定性に強い効果を有する。炭素は最大0.04％まで加えてよいが、より高レベルになると耐食性に不利な影響がある。
【００１２】
窒素(N)は二相ステンレス鋼における重要なオーステナイト安定剤であり、炭素と同様にマルテンサイトに抗する安定性を増加させる。窒素も強度、ひずみ硬化、および耐食性を増加させる。Md30温度についての大まかな経験的表現によれば、窒素と炭素はオーステナイトの安定性に同様の強い影響力を有する。窒素は、耐食性に悪影響を及ぼすことなしに炭素よりも広範囲にわたってステンレス鋼に加えることができるため、本ステンレス鋼においては0.13から0.26％の窒素含有量が効果的である。最適な特性プロファイルのためには、0.16〜0.25％の窒素含有量が好ましい。
【００１３】
ケイ素(Si)は通常、還元のために溶解工場でステンレス鋼に加えられ、0.2％未満にすべきでない。ケイ素は二相ステンレス鋼においてフェライト相を安定化させるが、マルテンサイト形成に抗するオーステナイト安定性に及ぼすその安定効果は、現行の式に示されているよりも強い。このため、ケイ素は0.8％、好ましくは0.5％を最大とする。
【００１４】
マンガン(Mn)はオーステナイト相を安定化させ、ステンレス鋼中の窒素の溶解性を増加させる重要な添加元素である。マンガンは高価なニッケルを部分的に置き換えることができ、ステンレス鋼を適切な相平衡に至らせる。あまりに高レベルの含有量は耐食性を減少させる。マンガンは変形マルテンサイトに抗するオーステナイト安定性により強い効果を有し、そのためマンガン含有量は注意深く扱う必要がある。マンガンの幅は2.0％未満、好ましくは1.0％未満とすべきである。
【００１５】
クロム(Cr)は鋼を耐食性とするための主要な添加元素である。フェライト安定剤として、クロムもまたオーステナイト相とフェライト相の間の適切な相平衡を作り出すための主要な添加元素である。これらの機能をもたらすためには、クロムレベルは少なくとも16.5％にすべきである。さらに、クロムはマルテンサイト形成に対する抵抗を強力に増加させ、そのため、TRIP効果を減少させる。このため、最大含有量は19.5％にすべきである。好ましくは、クロム含有量は16.5〜18.8%である。
【００１６】
ニッケル(Ni)はオーステナイト相安定化のため、また良好な延性のために必須の合金化元素であり、少なくとも3.0％を本発明のステンレス鋼に加える必要がある。マルテンサイト形成に抗するオーステナイト安定性に大きな影響力を有するため、ニッケルは狭い範囲内に存在することが必要である。さらに、ニッケルの高コストおよび価格変動のため、本発明のステンレス鋼においては最大4.7％、好ましくは4.5％とすべきである。
【００１７】
銅(Cu)は通常、原材料の相当量がこの元素を含むステンレススクラップである場合、ほとんどのステンレス鋼において0.1〜0.5％の残留物として存在する。銅はオーステナイト相の弱い安定剤であるが、マルテンサイト形成に対する抵抗に強い影響があり、本ステンレス鋼の成形性の評価において考慮する必要がある。最大1.0％まで意図的に添加してよいが、銅含有量は好ましくは最大0.7％、より好ましくは最大0.5％である。
【００１８】
モリブデン(Mo)は耐食性を増大させるために添加してよいフェライト安定剤であり、そのため、モリブデン含有量は少なくとも1.0％、好ましくは少なくとも1.5％とすべきである。さらに、モリブデンは、クロムと同様に、マルテンサイト形成に対する抵抗を強力に増加させてTRIP効果を減少させる。そのため、モリブデンは4.0%を超えて添加してはならない。
【００１９】
タングステン(W)はモリブデンと同様の特性を有し、モリブデンに置き換わることができる場合がある。しかし、タングステンおよびモリブデンはシグマ相析出を促進するので、数式(Mo + 0.5W)によるモリブデンおよびタングステン含有量の合計を、シグマ相およびカイ相の促進を技術的に妥当なプロセスで取り扱うことのできる、4.0%未満、好ましくは2.2〜3.8%とすべきである。タングステンの最も重要な影響は、TRIP効果に対する驚くほどのプラスの影響であり、その影響が次に、積層欠陥エネルギーが転位すべり、双晶形成、またはマルテンサイト形成に関する変形応答を支配するため、その合金の積層欠陥エネルギーに対する効果に関係することがある。このため、タングステンは最大3.5%に制限すべきであるが、タングステンがモリブデンを置き換えるために使用されるときは好ましくは少なくとも1.0%とすべきである。
【００２０】
ホウ素(B)、カルシウム(Ca)およびセリウム(Ce)は、高温加工性を改善する目的で二相鋼に少量添加されるが、過大な量を添加すると他の特性を低下させることがあるため、添加しすぎないようにする。本発明のステンレス鋼中の好ましい含有量は、ホウ素およびカルシウムが0.004％未満、セリウムが0.1％未満である。
【００２１】
二相鋼中の硫黄(S)は高温加工性を低下させ、また耐孔食性に悪影響を及ぼす硫化物系介在物を形成することがある。そのため、硫黄の含有量は0.010％未満、好ましくは0.005％未満に制限すべきである。
【００２２】
リン(P)は高温加工性を低下させ、耐食性に悪影響を及ぼすリン化物粒子や膜を形成することがある。そのため、リン含有量は0.040％未満、そして硫黄とリン(S + P)の合計含有量が0.040％未満となるよう制限すべきである。
【００２３】
酸素(O)と他の残留元素は高温延性に悪影響を及ぼす。酸化物系介在物は、介在物の種類によっては、耐食性（孔食）を低下させることがある高い酸素含有量は衝撃靱性も低下させる。硫黄と同様に、酸素は溶融池の表面エネルギーを変化させることによって溶け込みを改善する。本発明のステンレス鋼にとって、望ましい最大酸素レベルは100 ppm未満である。金属粉末の場合には、最大酸素含有量は250 ppmまで可能である。
【００２４】
高窒素含有量の本発明の二相ステンレス鋼において、アルミニウム(Al)は低レベルに保つべきであるが、それは、これら２つの元素が結合して衝撃靱性を低下させる窒化アルミニウムを形成することがあるからである。アルミニウム含有量は0.04％未満、好ましくは0.03％未満に制限される。
【００２５】
コバルト(Co)はその姉妹元素であるニッケルと類似の冶金学的挙動を有し、コバルトは鋼および合金製造においてほぼ同じように取り扱ってよい。コバルトは高温において粒成長を抑制し、硬度および高温強度の保持を大幅に改善する。コバルトはキャビテーション浸食抵抗およびひずみ硬化を増大させる。コバルトはスーパー二相ステンレス鋼におけるシグマ相形成のリスクを減少させる。コバルト含有量は最大1.0％に制限される。
【００２６】
「微量合金化」元素、チタン(Ti)、バナジウム(V)およびニオブ(Nb)は、低濃度で鋼の特性を著しく変え、炭素鋼においてはしばしば有益な効果をもたらすため、そのように名付けられたグループに属しているが、二相ステンレス鋼の場合、それらは衝撃特性の低下、表面欠陥レベルの上昇、鋳造および熱間圧延中の延性の低下等の望まれない特性変化にも寄与する。これらの効果の多くは、炭素との、そして最新の二相ステンレス鋼の場合はとくに窒素との強い親和性に依存している。本発明において、ニオブおよびチタンは最高レベル0.1％に制限すべきであるのに対し、バナジウムは有害性が低く、0.2％未満とすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
図面を参照して、本発明をさらに詳しく説明する。
【図１】試験した本発明の合金の最小および最大Md30温度ならびにPRE値の元素含有量Si + CrとCu + Mo + 0.5Wの間における依存関係を示す図である。
【図２】図１の試験した本発明の合金の最小および最大Md30温度ならびにPRE値の元素含有量Si + CrとCu + Mo + 0.5Wの間における依存関係をC + NおよびMn + Niが一定値である実施例について示す図である。
【図３】試験した本発明の合金の最小および最大Md30温度ならびにPRE値の元素含有量C + NとMn + Niの間における依存関係を示す図である。
【図４】図３の試験した本発明の合金の最小および最大Md30温度ならびにPRE値の元素含有量C + NとMn + Niの間における依存関係を、Si + CrおよびCu + Mo + 0.5Wが一定値である実施例について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
元素の効果に基づき、本発明のフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼の化学組成を表１におけるAからPの名称で示す。表１には、参照用の国際公開公報WO 2011/135170号の化学組成をRの名称で、また国際公開公報WO 2013/034804号の化学組成をQの名称で含み、表１のすべての含有量は重量％表示である。
【００２９】
【表１】
0006294972.tif 000002
【００３０】
合金A〜Pは、真空誘導炉により1 kgの実験室規模で製造し、鍛造および冷間圧延によって厚み1.5 mmの小さなスラブとした。
【００３１】
参照用合金QおよびRは、100トンの生産規模で製造し、熱間圧延および冷間圧延によって多様な最終寸法のコイル状とした。
【００３２】
表１の値を比較すると、本発明の二相ステンレス鋼のクロム、ニッケル、モリブデンおよびタングステンの含有量は参照用ステンレス鋼QおよびRと相当に異なっている。
【００３３】
各特性、Md30温度、臨界孔食温度(CPT)およびPREの値は表１の化学組成から決定され、その結果を次の表２に示す。
【００３４】
表２のオーステナイト相のMd30予測温度（Md30 Nohara）は、1050℃で焼鈍した時のオーステナイトステンレス鋼について決定されたNohara式(1)
【００３５】
Md30 = 551 - 462(C + N) - 9.2Si - 8.1Mn - 13.7Cr - 29(Ni + Cu) - 18.5Mo - 68Nb          (1)
を用いて計算を行った。
【００３６】
表２の実際に測定されたMd30温度（Md30測定温度）は、種々の温度で引張用試料に真ひずみ0.30を与え、サトマガン装置を用いて変態マルテンサイトの比率を測定することにより決定された。サトマガンは磁気天秤であり、試料を飽和磁場中に置き、試料によって誘起された磁力および重力を比較することによって強磁性相の割合を決定する。
【００３７】
表２の計算されたMd30温度（Md30計算温度）は、数学的最適化制約条件に従って得られた。
【００３８】
臨界孔食温度(CPT)はASTM G150試験に従って1M塩化ナトリウム(NaCl)溶液中で測定され、この臨界孔食温度(CPT)未満では孔食が起こりえず、不動態的挙動のみが見られる。
【００３９】
孔食指数(PRE)は式(2)：
PRE = %Cr + 3.3 × (%Mo + 0.5%W) + 30 × %N - %Mn          (2)
を用いて計算される。
【００４０】
表１の合金についてのC + N、Cr + Si、Cu + Mo + 0.5WおよびMn + Niの重量％での合計元素含有量も表２中に計算されている。C + Nの合計およびMn + Niの合計がオーステナイトの安定剤を意味する一方、Si + Crの合計はフェライトの安定剤を意味し、Cu + Mo + 0.5Wの元素合計はマルテンサイト形成に対する抵抗力を有する。
【００４１】
【表２】
0006294972.tif 000003
【００４２】
表２の数値を比較すると、30〜36の範囲にあるPRE値は参照用二相ステンレス鋼QおよびRのPRE値よりはるかに高く、それは合金A〜Pの耐食性がより高いことを意味している。臨界孔食温度CPTは34〜45℃の範囲にあり、参照用二相ステンレス鋼QおよびR、さらにはたとえばEN 1.4401および同等品等のオーステナイト系ステンレス鋼のCPTよりはるかに高い。
【００４３】
Nohara式(1)を用いて予測したMd30温度は、表２の合金について測定したMd30温度と本質的に異なっている。さらに、表２から、計算されたMd30温度が測定されたMd30温度とよく合致し、計算に用いた数学的最適化制約条件が本発明の二相ステンレス鋼に非常に適していることが分かる。
【００４４】
本発明の二相ステンレス鋼のC + N、Si + Cr、Mn + Ni、およびCu + Mo + 0.5Wの重量％での合計元素含有量を、この数学的最適化制約条件にて用いて、片やC + NとMn + Niの間における依存性を、また他方ではSi + CrとCu + Mo + 0.5Wの間における依存性を求めた。この数学的最適化制約条件に従い、Cu + Mo + 0.5Wの合計とSi + Crの合計、およびMn + Niの合計とC + Nの合計がそれぞれ図１〜図４の座標のx軸およびy軸を形成し、各図において、最小および最大PRE値(30 < PRE < 36)ならびに最小および最大Md30温度(10 < Md30 < 60)値の線形依存性が明確になっている。
【００４５】
図１によれば、本発明の二相ステンレス鋼を1050℃の温度で焼鈍した場合、好ましいC + Nの範囲0.16〜0.29およびMn + Niの範囲3.0〜5.5においてSi + CrおよびCu + Mo + 0.5Wの化学組成領域が決定される。図１において、本発明のステンレス鋼によれば、Si + Crの合計は16.5 < Si + Cr < 20.2に制限されることも分かる。
【００４６】
図１のa’、b’、c’、d’、e’、f’およびg’の枠内の化学組成領域は、表３で対応する名称を付けた下記の座標位置によって画成される。
【００４７】
【表３】
0006294972.tif 000004
【００４８】
図２には、図１のC + NおよびMn + Niの範囲に代えてすべての位置でC + Nを0.257、Mn + Niを4.28の一定値とした場合の図１の１つの化学組成範囲の実施例を示す。図２のSi + Crの合計には図１と同一の制限が与えられる。図２のa、b、c、d、e、fおよびgの枠内の化学組成領域は、表４で対応した名称を付けた下記の座標位置によって画成される。
【００４９】
【表４】
0006294972.tif 000005
【００５０】
図３には、二相ステンレス鋼を1050℃の温度で焼鈍した場合、Cr + Siを好ましい組成範囲16.9〜19.5、また同じくCu + Mo + 0.5Wを2.0〜4.0とした時のC + NおよびMn + Niの化学組成領域を示す。さらに、本発明によれば、C + Nの合計は0.13 < C + N < 0.30に制限され、Mn + Niの合計は3.0 < Mn + Ni < 6.7に制限される。図３のp’、q’、r’およびs’の枠内の化学組成領域は、表５で対応する名称を付けた下記の座標位置によって画成される。
【００５１】
【表５】
0006294972.tif 000006
【００５２】
C + NおよびMn + Niの制限ならびに本発明の元素組成の好ましい範囲によって、図３の化学組成領域は部分的にC + NおよびMn + Niの最小合計値および最大合計値の制限でのみ制限される。
【００５３】
図４には、Cr + Siを18.5、Cu + Mo + 0.5Wを3.27の一定値とし、さらに0.13 < C + N < 0.30および3.0 < Mn + Niに制限した場合の図３の１つの化学組成範囲の実施例を示す図４のp、q、r、s、tおよびuの枠内の化学組成領域は、表６で対応する名称を付けた下記の座標位置によって画成される。
【００５４】
【表６】
0006294972.tif 000007
【００５５】
上記の本発明の合金A〜Pおよび参照用材料QおよびRについて、長手方向の降伏強度Rp0.2およびRp1.0、引張り強度Rm、ならびに伸び値A50、A5およびAgを測定することによって、さらに試験を行った。表７には、合金A〜Pの試験結果と参照用二相ステンレス鋼QおよびRのそれぞれの値が含まれている。
【００５６】
【表７】
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【００５７】
表７の結果により、合金A〜Pの降伏強度Rp0.2およびRp1.0は参照用二相ステンレス鋼QおよびRのそれぞれの値より低く、引張り強度値Rmは参照用二相ステンレス鋼QおよびRと類似であることが分かる。合金A〜Pの伸び値A50、A5およびAgは、参照用ステンレス鋼QおよびRのそれぞれの値より低い。本発明による合金A〜Pは実験室規模で製造され、参照用二相ステンレス鋼QおよびRは量産規模で製造されているため、表７の強度値は互いに直接比較することはできない。
【００５８】
本発明のフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼は、インゴット、スラブ、ブルーム、ビレット、および中・厚板、薄板、鋼帯、コイル等の平板製品、ならびにバー、ロッド、ワイヤ、異形材・形鋼等の長尺製品、継ぎ目なしおよび溶接鋼管類として製造できる。さらに、金属粉、成形した形状物等の別の製品も製造できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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