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公開番号2025154023
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024056795
出願日2024-03-29
発明の名称ステンレス鋼の製造方法、及びステンレス鋼
出願人三菱製鋼株式会社
代理人個人,個人
主分類B22D 30/00 20060101AFI20251002BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】ニッケル基超合金と同程度の強度を有するステンレス鋼の製造方法及びステンレス鋼を提供する。
【解決手段】少なくとも鉄と炭素とクロムとニッケルを含有する液相を降温速度1,000℃/秒以上で冷却して、前記液相の少なくとも一部を共晶凝固させて共晶凝固組織を形成するステンレス鋼の製造方法である。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも鉄と炭素とクロムとニッケルを含有する液相を降温速度１，０００℃／秒以上で冷却して、前記液相の少なくとも一部を共晶凝固させて共晶凝固組織を形成することを特徴とするステンレス鋼の製造方法。
続きを表示（約 530 文字）【請求項２】
少なくとも鉄と炭素とクロムとニッケルを含有する液相を降温速度１，０００℃／秒以上で冷却して、初晶組織及び金属炭化物を含む共晶凝固組織を形成し、
前記初晶組織の含有量が、前記ステンレス鋼の全量に対して３０体積％以下である、請求項１に記載のステンレス鋼の製造方法。
【請求項３】
共晶凝固させた後に、７００℃以上で熱処理を行う、請求項１又は２に記載のステンレス鋼の製造方法。
【請求項４】
少なくとも鉄を含有するγ相と金属炭化物相とからなる共晶凝固組織を主組織とし、前記金属炭化物相同士の距離が２μｍ以下であることを特徴とするステンレス鋼。
【請求項５】
更に粒径が１００ｎｍ以下である金属炭化物粒子を含む、請求項４に記載のステンレス鋼。
【請求項６】
少なくとも鉄を含有するγ相と金属炭化物相とからなる共晶凝固組織を主組織とし、ビッカース硬さが３５０HV以上であることを特徴とするステンレス鋼。
【請求項７】
初晶組織を有し、
前記初晶組織の含有量が、前記ステンレス鋼の全量に対して３０体積％以下である、請求項４又は６に記載のステンレス鋼。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステンレス鋼の製造方法、及びステンレス鋼に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、低炭素社会に向けた水素エネルギーの利用が注目されてきており、その代表的な利用方法の一つとして、例えば、水素ガスタービンによる発電などが挙げられる。
【０００３】
水素ガスタービンの材質としては高強度であるニッケル基超合金等が多く使用されているが、ニッケル基超合金はコストが高く、発展途上国を含めた世界規模での水素エネルギー利用の普及の障害となっている。
【０００４】
そこで、近年では比較的コストが低い鉄基高温材料（以下、「ステンレス鋼」と称することがある）を用いた水素ガス発電の研究が進められており、ニッケル基超合金に匹敵する高強度のステンレス鋼の開発とその普及が望まれている。
また、高強度のステンレス鋼は、水素ガスタービン以外にも航空機やロケットのエンジン、原子炉、各種プラント、電子製品などの幅広い分野での利用が期待されている。
【０００５】
なお、従来のステンレス鋼としては、例えば、シャフト、歯車、バルブ、タービン部品、航空機用部品など幅広い用途での使用を目的としたステンレス鋼が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２３－１２２７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ニッケル基超合金と同程度の強度を有するステンレス鋼は未だ提案されていなかった。
【０００８】
本開示のステンレス鋼は、上記の点に鑑みてなされたもので、ニッケル基超合金と同程度の強度を有するステンレス鋼の製造方法及びステンレス鋼の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一実施形態に係るステンレス鋼の製造方法は、少なくとも鉄と炭素とクロムとニッケルを含有する液相を降温速度１，０００℃／秒以上で冷却して、前記液相の少なくとも一部を共晶凝固させて共晶凝固組織を形成する。
本開示の一実施形態に係るステンレス鋼は、少なくとも鉄を含有するγ相と金属炭化物相とからなる共晶凝固組織を主組織とし、前記金属炭化物相同士の距離が２μｍ以下である。
本開示の一実施形態に係る他のステンレス鋼は、少なくとも鉄を含有するγ相と金属炭化物相とからなる共晶凝固組織を主組織とし、ビッカース硬さが３５０HV以上である。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、ニッケル基超合金と同程度の強度を有するステンレス鋼の製造方法及び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】
（【００１１】以降は省略されています）

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