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公開番号2025030200
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023135284
出願日2023-08-23
発明の名称表面性状に優れたステンレス鋼
出願人日本冶金工業株式会社
代理人個人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20250228BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】非金属介在物の組成、組織形態の制御を総合的に考察し、表面に欠陥のない健全な表面性状を持ち備えるステンレス鋼およびその製造方法を提供する。
【解決手段】以下、質量%にて、C:0.001～0.3%、Si:0.1～4%、Mn:0.1～3%、P:0.05%以下、S:0.03%以下、Ni:4～40%、Cr:13～35%、Mo:0.1～8%、Cu:0.1～4%、Al:0.001～0.5%、Ti:0.6%以下、Ca:0.0001～0.02%、Mg;0.0001～0.02%、N:0.001～0.4%、O:0.01%以下、Co、W、Nb、Bのうち1種または2種以上を4%以下含有し、残部鉄および不可避的不純物を含み、非金属介在物の平均組成がMgO:30～70%、Al₂O₃:15～40%、SiO₂:30%以下、CaO:10～40%、MnO:1%以下であることを特徴とする表面性状に優れたステンレス鋼。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
以下、質量％にて、Ｃ：０．００１～０．３％、Ｓｉ：０．１～４％、Ｍｎ：０．１～３％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ：４～４０％、Ｃｒ：１３～３５％、Ｍｏ：０．１～８％、Ｃｕ：０．１～４％、Ａｌ：０．００１～０．５％、Ｔｉ：０．６％以下、Ｃａ：０．０００１～０．０２％、Ｍｇ；０．０００１～０．０２％、Ｎ：０．００１～０．４％、Ｏ：０．０１％以下、Ｃｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｂのうち１種または２種以上を４％以下含有し、残部鉄および不可避的不純物を含み、非金属介在物の平均組成がＭｇＯ：３０～７０％、Ａｌ
２
Ｏ
３
：１５～４０％、ＳｉＯ
２
：３０％以下、ＣａＯ：１０～４０％、ＭｎＯ：１％以下であることを特徴とする表面性状に優れたステンレス鋼。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記非金属介在物の組織形態は、全非金属介在物に対して個数比率で７０％以上の非金属介在物が以下のａ～ｅの５種類のいずれか１または２以上であることを特徴とする請求項１に記載の表面性状に優れたステンレス鋼。
ａ：ＣａＯ－Ａｌ
２
Ｏ
３
－ＭｇＯ系酸化物が略球面内にＭｇＯ・Ａｌ
２
Ｏ
３
を完全に包含する形態
ｂ：ＣａＯ－Ａｌ
２
Ｏ
３
－ＭｇＯ系酸化物
ｃ：ＣａＯ－Ａｌ
２
Ｏ
３
－ＭｇＯ系酸化物が略球面内にＭｇＯを完全に包含する形態
ｄ：ＭｇＯ単体
ｅ：ＭｇＯ・Ａｌ
２
Ｏ
３
単体
【請求項３】
前記ＣａＯ－Ａｌ
２
Ｏ
３
－ＭｇＯ系酸化物は、ＣａＯ：２０～６０％、Ａｌ
２
Ｏ
３
：３０～６０％、ＭｇＯ：１～３０％、ＳｉＯ
２
：２０％以下、ＴｉＯ
２
：０．５％以下であることを特徴とする請求項２に記載の表面性状に優れたステンレス鋼。
【請求項４】
前記ＭｇＯ・Ａｌ
２
Ｏ
３
はＭｎＯを０．５％以下含むことを特徴とする請求項２に記載の表面性状に優れたステンレス鋼。
【請求項５】
前記ＭｇＯ単体はＡｌ
２
Ｏ
３
：３％以下、ＳｉＯ
２
：１％以下、ＣａＯ：１０％以下、ＭｎＯ：１％以下を含有することを特徴とする請求項２に記載の表面性状に優れたステンレス鋼。
【請求項６】
請求項１～５のいずれかに記載のステンレス鋼の製造方法であって、原料を電気炉で溶解し、その後ＡＯＤにて脱炭精錬し、生石灰とＦｅＳｉを投入してＣｒ還元を実施し、さらにＡｌを投入して、ＣａＯ－Ａｌ
２
Ｏ
３
－ＭｇＯ－ＳｉＯ
２
－Ｆ系スラグを形成して、脱酸、脱硫を施した後、連続鋳造機にてスラブを製造し、表面を研削後、熱間圧延工程を経て、冷間圧延を実施することを特徴とする表面性状に優れた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、表面性状に優れたオーステナイト系ステンレス鋼、二相ステンレス鋼、析出硬化型ステンレス鋼、耐熱鋼、高摩耗性ステンレス鋼およびその製造方法に関わる。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
オーステナイトステンレス鋼は耐食性の高さと加工性が優れるところから、広く社会で使用されている。特に、近年ではカーボンニュートラルに向けた水素利用が進められている中で、オーステナイトステンレス鋼の耐低温性が着目されている（例えば、特許文献１～４参照）。
【０００３】
二相ステンレス鋼は、オーステナイト相、フェライト相から構成されるため、結晶粒が微細化されやすい特徴を持っている。そのため、高い耐食性のみではなく、強度も高く、薄板であっても強度が保てるためコストパフォーマンスに優れる利点がある（例えば、特許文献５～１１参照）。
【０００４】
析出硬化型ステンレス鋼は、時効処理にて微細な第２相を形成して強化する合金である。スチールベルトなどに広く用いられている（例えば、特許文献１２～１６参照）。
【０００５】
さらに、ステンレス鋼は耐熱性も兼ね備えており、高温腐食環境でも利用されることが多い。近年では太陽光発電用のソーラーグレードのシリコン素子を製造するためのリアクターに広く用いられている（例えば、特許文献１７～２３参照）。
【０００６】
耐摩耗性をもつステンレス鋼は摩擦が生じる装置等で用いられている。Ｃ含有量を高めてＣｒ含有量を適正化するとＣｒ炭化物を適量析出することができ摩耗性を高めることができる。機織り機の筬羽、ヘルド材に用いられることがある（例えば、特許文献２４～２６参照）。
【０００７】
上記の他にも、自動車用の排気ガス系統の部品であるターボチャージャー、エキゾーストマニホールドにも用いられている。耐熱性に優れており、かつ腐食性に強いためである。さらに、ディーゼルエンジンを搭載した自動車などにおいては、排気ガスの一部を吸気系に戻し、混合気が燃焼するときの最高温度を低くしてＮＯｘの生成量を抑制する、いわゆる排気ガス再循環装置（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ、以下「ＥＧＲ」という）が開発・実用化されており、ここでもステンレス鋼が用いられている（例えば、特許文献２７～３０参照）。
【０００８】
これらのステンレス鋼、合金鋼は塗装等の表面処理をせずに用いられるために、その表面性状は極めて重要である。今までに、多くの高清浄化技術が開示されている。すなわち、非金属介在物の組成を緻密に制御して無害化する技術が示されている。あるいはその個数を少なくして対応する技術が開示されている（例えば、特許文献３１～３６参照）。
【０００９】
しかしながら、非金属介在物の組成の制御だけでは完全に欠陥を止められたとは言い難く、その介在物粒子の組織によっては無害化とはならないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０１９－１４３２２７号公報
ＷＯ２０１２／０４３８７７号公報
ＷＯ２０１８／１８０７７８号公報
特開２０２１－１６７４５５号公報
特開２０２１－１５５８２７号公報
特開２０２１－１８８１２３号公報
特開２０２１－７５７７１号公報
特開２０２０－１００８７２号公報
特開２０２１－３１７５７号公報
特開２０２２－９８６３３号公報
特開２００９－００７６３８号公報
特許第７２７４０６２号公報
特許第７０２９５７０号公報
特許第７０１８５３７号公報
特許第６７７６４６７号公報
特開２０１７－１５５３１７号公報
特許第７１８７６０４号公報
特許第７１８７６０５号公報
特許第７１８７６０６号公報
特開２０２１－７０８３８号公報
特開２０１８－０５９１４８号公報
特開２０１４－１８９８２６号公報
特許第７１７４１９２号公報
特開２００４－１８９３５号公報
特開２００３－１４７４９３号公報
特開２００３－１０５５０４号公報
特開２０１４－０３４６９４号公報
特開２０２２－９８６３３号公報
特開２０２１－４５７７号公報
特許第６５４７０１１号公報
特許第６９０３１８２号公報
特許第６７６２４１４号公報
特開２０２０－０３３５７９号公報
特開２０１５－７４８０７号公報
特開２００４－１４９８３０号公報
特開２００４－１４９８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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