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公開番号2024042815
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-29
出願番号2022147686
出願日2022-09-16
発明の名称析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法
出願人株式会社プロテリアル
代理人
主分類C21D 6/00 20060101AFI20240322BHJP(鉄冶金)
要約【課題】析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法において、製品として使用する際の時効処理後の強度を損ねることなく、優れた冷間加工性を得ることができる製造方法を提供する。
【解決手段】析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼の合金組成を有する鋼材に720～800℃で、0.5～4時間の加熱保持の後、冷却を行う第1時効処理工程と、前記第1時効処理工程後の鋼材に、630～680℃で、2～6時間の加熱保持の後、加熱保持温度から300℃までにおける平均冷却速度が700℃/h以下となる徐冷により、室温まで冷却する第2時効処理工程と、を含む、析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼の合金組成を有する鋼材に７２０～８００℃で、０．５～４時間の加熱保持の後、冷却を行う第１時効処理工程と、
前記第１時効処理工程後の鋼材に、６３０～６８０℃で、２～６時間の加熱保持の後、加熱保持温度から３００℃までにおける平均冷却速度が７００℃／ｈ以下となる徐冷により、室温まで冷却する第２時効処理工程と、
を含む、析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法。
続きを表示（約 110 文字）【請求項２】
前記第２時効処理工程後の析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼に含まれるオーステナイト量が、体積％で４０．０％以上である、請求項１に記載の析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
ＳＵＳ６３０（１７－４ＰＨ）などの析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼は、優れた耐食性に加え、固溶化処理後の時効処理により析出硬化相が形成して高い強度を得られることから、シャフト、タービン、バルブ等に利用されている。
析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼は冷鍛、伸線、圧延等の冷間加工によって所望の形状に加工された後、溶体化処理と時効処理により、製品に求められる機械特性に調整される。そして、これに対し、溶体化処理や時効処理を行った後に、機械加工といった冷間加工を実施することが提案されている。この場合、冷間加工の際には優れた加工性を得るため硬さをできるだけ下げる必要がある一方で、製品として使用する際には高い強度が得られる必要がある。
【０００３】
一般に１７－４ＰＨにおいて冷間加工に好適な熱処理条件として知られているものは、固溶化処理の他に、１７－４ＰＨ相当鋼種のＡＳＴＭＡ５６４Ｔｙｐｅ６３０に規定されているＨ１１５０Ｍと記された時効処理条件がある（非特許文献１）。Ｈ１１５０ＭはＡＳＴＭＡ５６４Ｔｙｐｅ６３０に規定されている熱処理条件の中でも最も硬さが低く、７６０℃で２時間の保持を行った後に室温まで空冷する１段目の時効処理と、６２０℃で４時間の保持を行った後に室温まで空冷する２段目の時効処理から成り、析出硬化相であるε―Ｃｕ粒子の粗大化とオーステナイトの生成の効果により、固溶化処理後の状態よりも一層低い硬さを実現している。
【０００４】
また特許文献１には、時効処理前において優れた冷鍛性を得ることのできる析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法を提供することを目的に、重量比にしてＣ：０．０５０％以下、Ｓｉ：０．６０％以下、Ｍｎ：０．８０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ｃｕ：２．５～４．０％、Ｎｉ：３．５～６．０％、Ｃｒ：１４．００～１６．００％、Ｎｂ：０．１５～０．５５％、Ｎ：０．０３０％以下を含有し、かつＣ＋Ｎ：０．０７０％以下及びＮｂ／（Ｃ＋Ｎ）≧５．００を満足し、残部がＦｅ及び不純物元素からなる鋼か、または耐食性改善のためのＭｏ：０．３～２．０％と、熱間加工性改善のためのＢ：０．０００５～０．０１００％、Ｃａ：０．０００５～０．０１００％、Ｍｇ：０．０００５～０．０１００％、ＲＥＭ：０．０００５～０．０１００％のうちの少なくとも１種の元素を前記鋼にさらに含有させた鋼を熱間圧延後室温まで冷却した後、９８０～１０８０℃まで加熱して１５分～６時間温度を保持し、その後５００℃／Ｈｒ以下の速度で８００～８８０℃まで冷却し、前記温度にて１～１６時間温度を保持した後、室温まで冷却することを特徴とする冷鍛性に優れた析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平９－２５６０４１号公報
【非特許文献】
【０００６】
ＡＳＴＭＡ５６４／Ａ５６４ＭＳｔａｎｄａｒｄＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｏｒＨｏｔ－ＲｏｌｌｅｄａｎｄＣｏｌｄ－ＦｉｎｉｓｈｅｄＡｇｅ－ＨａｒｄｅｎｉｎｇＳｔａｉｎｌｅｓｓＳｔｅｅｌＢａｒｓａｎｄＳｈａｐｅｓ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
Ｈ１１５０Ｍの熱処理を実施した１７－４ＰＨは一定の低い硬さが得られるものの、その硬さは約２９０～３００Ｈｖと冷間加工を容易に行うには不十分であり、更なる硬さの低下が望まれていた。また、特許文献１に記載されている析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法は、固溶強化によって硬さを上昇させる元素であるＣ及びＮを極力低減し、さらにＣ＋Ｎ量に応じてＮｂを適量添加して微量のＣ、Ｎを炭窒化物として析出させることで、硬さ低減を図ったものである。その硬さ低減効果は大きいものの、Ｃ、Ｎの低減は製品として使用する際の時効処理後の強度まで低下させ、さらに炭窒化物は減少し結晶粒が粗大化するため靭性の低下を招くおそれがある。
【０００８】
本発明の目的は、析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法において、製品として使用する際の時効処理後の強度を損ねることなく、優れた冷間加工性を得ることができる製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上述した課題を鑑みて１７－４ＰＨの熱処理条件を検討した。その結果、１７－４ＰＨにおいてオーステナイトの生成量が硬さに大きく寄与することを見出した。さらに、Ｈ１１５０Ｍにおける２段目の時効処理温度を上げ、加熱保持後の冷却速度を遅くすることにより、従来のＨ１１５０Ｍの熱処理条件よりもオーステナイトの生成量が増えて低い硬さが得られることを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
すなわち本発明は、
析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼の合金組成を有する鋼材に７２０～８００℃で、０．５～４時間の加熱保持の後、冷却を行う第１時効処理工程と、
前記の第１時効処理工程後の鋼材に、６３０～６８０℃で、２～６時間の加熱保持の後、加熱保持温度から３００℃までにおける平均冷却速度が７００℃／ｈ以下となる徐冷により、室温まで冷却する第２時効処理工程と、
を含む析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法である。
好ましくは、上記の第２時効処理工程後の析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼に含まれるオーステナイト量が、体積％で４０．０％以上である。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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