JP7589007B2 - Stainless steel plate for brake disc rotor, brake disc rotor, and method for manufacturing stainless steel plate for brake disc rotor - Google Patents
Stainless steel plate for brake disc rotor, brake disc rotor, and method for manufacturing stainless steel plate for brake disc rotor Download PDFInfo
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Description
本発明は、潤滑性、加工性、高温強度に優れた、ブレーキディスクローター用ステンレス鋼板、ブレーキディスクローター及びブレーキディスクローター用ステンレス鋼板の製造方法に関するものであり、安定した摩擦係数と薄肉軽量化が必要なディスクローターなどの使用に好適なステンレス鋼板に関するものである。 The present invention relates to a stainless steel sheet for brake disc rotors, which has excellent lubricity, workability and high-temperature strength, a brake disc rotor and a manufacturing method for the stainless steel sheet for brake disc rotors, and relates to a stainless steel sheet suitable for use in disc rotors and the like that require a stable friction coefficient and thin, lightweight construction.
ブレーキシステムの一つとしてディスクブレーキが広く用いられている。これはタイヤと結合されたディスクローターと呼ばれる円盤状の構造物をブレーキパッドで押しはさむことで、摩擦によって運動エネルギーを熱エネルギーに変換し、自動車や二輪車の速度を低下させるものである。自動車ではディスクローターの材質には熱伝導率やコスト等から片状黒鉛鋳鉄(以下、鋳鉄と呼ぶ)が用いられている。 Disc brakes are widely used as one type of braking system. They work by squeezing a disk-shaped structure called a disc rotor, which is connected to the tire, with brake pads, converting kinetic energy into thermal energy through friction, slowing down the speed of a car or motorcycle. In automobiles, flake graphite cast iron (hereafter referred to as cast iron) is used as the material for the disc rotor due to its thermal conductivity, cost, etc.
鋳鉄は耐食性を向上させる元素が添加されていないため耐食性に劣り、放置するとすぐに赤さびが発生する。従来この赤さびはディスクの位置が視線より低いこととホイールの形状からあまり目立たなかった。しかし、近年の燃費向上の要請によりホイール材質がアルミニウム化され、またスポークが細くなることで、ディスクのさびが無視できないようになり、その耐食性の改善が望まれてきている。 Cast iron has poor corrosion resistance because it does not contain elements that improve corrosion resistance, and if left unattended, red rust will quickly form. Previously, this red rust was not very noticeable because the disc was positioned below line of sight and the shape of the wheel. However, in recent years, with the demand for improved fuel efficiency, wheels have been made of aluminum and the spokes have become thinner, making disc rust no longer negligible, and there has been a demand for improved corrosion resistance.
耐食性に優れる材料としてステンレス鋼があり、バイクなどの二輪車にはマルテンサイト系のSUS410系の材料が広く用いられている。これは二輪車のディスクローターがむき出しで人目につきやすく耐食性が重視されるためである。一方でステンレス鋼は熱伝導性が鋳鉄よりも劣る課題がある。二輪車においてはブレーキシステムがむき出しで、冷却性に優れているため通常の使用においてはステンレス鋼でも問題なく使用されている。ただし、二輪車においてもレース等の過酷な制動状況においてはディスクローターが過度に加熱され摩擦係数が安定しにくい課題がある。自動車の場合はタイヤを含むブレーキシステムがタイヤハウス内に収められているため、ディスクローターが冷却されにくく、熱伝導性が低いことが課題の一つになり、ステンレス鋼は適用されてこなかった。 Stainless steel is a material with excellent corrosion resistance, and martensitic SUS410-based materials are widely used for motorcycles and other two-wheeled vehicles. This is because the disc rotors of motorcycles are exposed and highly visible, so corrosion resistance is important. However, stainless steel has the problem of being inferior in thermal conductivity to cast iron. The brake system of motorcycles is exposed, and stainless steel has excellent cooling properties, so it is used without problems in normal use. However, even for motorcycles, there is the problem that the disc rotor heats up excessively in harsh braking conditions such as races, making it difficult to stabilize the friction coefficient. In the case of automobiles, the brake system including the tires is housed inside the tire housing, so the disc rotor is difficult to cool, and low thermal conductivity is one of the issues, so stainless steel has not been used.
ところが近年のEV、FCV、HV車などでは、走行時の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し回収する「回生ブレーキ」の採用が急激に伸びている。この適用により、ディスクローターとパッドの摩擦で生じていた摩擦熱が低減するため、鋳鉄よりも熱伝導率が劣るステンレス鋼にも適用の可能性が広がっている。 However, in recent years, the use of "regenerative braking," which converts kinetic energy during driving into electrical energy and recovers it, has been growing rapidly in EVs, FCVs, and HVs. This application reduces the frictional heat generated by the friction between the disc rotor and pads, expanding the possibility of its application to stainless steel, which has a lower thermal conductivity than cast iron.
自動車のディスクブレーキへのステンレス鋼の適用を妨げていたもう一つの課題は成形性である。二輪車のディスクローターはリング状の円盤形で、板状のステンレス鋼から打ち抜き加工して製造されるため大きな加工はない。一方、現状の自動車のディスクローターは、ハット形状と呼ばれる、円盤の中央を絞ったような形状であり、鋳造によって製造されている。このような形状のものを、ステンレス鋼板を素材として加工して成形するには深絞り加工が必要となる。ただし二輪車で用いられてきたステンレス鋼はマルテンサイト系ステンレス鋼であり、非常に硬度が高くその加工が困難であった。これを解決する一つの方法として、高温でプレス加工するホットスタンプが近年広まっている。これによりステンレス鋼も精度よくハット形状を成形することができてきた。 Another issue that has prevented stainless steel from being used in automobile disc brakes is formability. Motorcycle disc rotors are ring-shaped, disc-shaped, and are produced by stamping out stainless steel plate, so no major processing is required. On the other hand, current automobile disc rotors are hat-shaped, like a disc with the center narrowed, and are produced by casting. Deep drawing is required to process and form such a shape using stainless steel plate as the material. However, the stainless steel used in motorcycles is martensitic stainless steel, which is extremely hard and difficult to process. One way to solve this problem is hot stamping, which involves pressing at high temperatures, which has become widespread in recent years. This has made it possible to precisely form hat shapes into stainless steel as well.
さらに近年の環境規制強化に伴い、自動車の燃費向上が強く望まれており、そのためにディスクローターの薄肉軽量化が必要となる。しかし鋳鉄は強度が低く、また鋳造で作製されるために薄肉化に限界がある。加えて自動車のブレーキ時の到達温度は最大で700℃近傍に達するといわれている。また山道などのブレーキを多用する走行条件における到達温度は300℃になる場合がある。鋳鉄は高温強度が低く、薄肉化した際に高温ではディスクローターとして必要な強度を確保できないため薄肉軽量化できないという課題があった。 Furthermore, with the recent strengthening of environmental regulations, there is a strong demand for improved fuel efficiency in automobiles, which requires thinner and lighter disc rotors. However, cast iron has low strength, and because it is made by casting, there is a limit to how thin it can be. In addition, it is said that the maximum temperature that can be reached when braking in an automobile is close to 700°C. In driving conditions where braking is used frequently, such as on mountain roads, the temperature that can be reached may be as high as 300°C. Cast iron has low high-temperature strength, and when it is thinned, it is not possible to ensure the strength required for a disc rotor at high temperatures, so there was an issue that it was not possible to make it thinner and lighter.
こうした背景のなか、自動車における近年の美観や成形性、薄肉軽量化の要請に対応するためには、ディスクローターのステンレス鋼化が必要となる。また二輪車でもレース等の過酷な制動状況における摩擦係数の安定性の要請に対応する必要がある。しかしステンレス鋼は鋳鉄と異なり片状に分散した黒鉛による潤滑作用がなく、特定の条件で摩擦係数が過剰に高くなる課題があった。過剰な高摩擦係数化はディスクローターおよびブレーキパッドの異常な摩耗によるブレーキの効きの不安定化や短寿命化を招く。 Against this background, in order to meet the recent demands for aesthetics, formability, and thin-walled, lightweight automobiles, it is necessary to make disc rotors out of stainless steel. Similarly, in motorcycles, there is a need to meet the demand for a stable coefficient of friction in harsh braking conditions such as during races. However, unlike cast iron, stainless steel does not have the lubricating effect of dispersed graphite flakes, and there is an issue that the coefficient of friction can become excessively high under certain conditions. An excessively high coefficient of friction can lead to abnormal wear of the disc rotor and brake pads, causing unstable braking performance and a shortened lifespan.
ステンレス鋼製ディスクローターに関して特許文献1があるが、主として加工性や耐食性に着目しており、潤滑性には着目していない。また、特許文献2ではCuおよびMnS活用し、耐摩耗性を向上させた鉄基焼結合金が記載されているが、ステンレス鋼に関する発明ではなくステンレス鋼製ディスクローターに関する記載はない。 Patent Document 1 is available regarding stainless steel disc rotors, but it focuses mainly on workability and corrosion resistance, not lubricity. Patent Document 2 describes an iron-based sintered alloy that utilizes Cu and MnS to improve wear resistance, but it is not an invention related to stainless steel and does not mention stainless steel disc rotors.
本発明は、潤滑性、加工性、高温強度に優れたブレーキディスクローター用ステンレス鋼板に関するものである。本発明の解決しようとする課題の対象となる部品は、制動系部品、特にディスクローターである。
ディスクローターは、ブレーキ時は常に摩擦されるため、安定した摩擦係数を発揮するためには潤滑性が要求される。自動車ブレーキの現行材である鋳鉄はパーライトおよび黒鉛からなる組織であり、黒鉛が固体潤滑材として作用するため安定したブレーキ性能を発揮することができる。しかしながらステンレス鋼ではCを添加するとCr炭化物が析出するため、Cを黒鉛として存在させることはできない。
また自動車のディスクローターはハット形状であるため、成形性が要求される。さらに到達温度は一般的な市街地走行では100℃程度、山道の走行では300℃程度、最大では700℃近傍に達するため、薄肉化のためには中温域~高温域における強度が要求される。鋳鉄は鋳造によって成型されるため、ディスクローターを薄肉化すると湯流れが悪くなり、成型できない場合がある。また、強度が低いため薄肉化を行うとディスクローターとして十分な強度を確保できない問題があった。
本発明は優れた潤滑性、加工性、高温強度を有する、ブレーキディスクローター用ステンレス鋼板、ブレーキディスクローター及びブレーキディスクローター用ステンレス鋼板の製造方法を提供するものである。
The present invention relates to a stainless steel sheet for brake disc rotors, which has excellent lubricity, processability and high-temperature strength. The parts that are the subject of the problem to be solved by the present invention are braking system parts, particularly disc rotors.
Disk rotors are constantly rubbing when braking, so lubrication is required to maintain a stable friction coefficient. Cast iron, the current material used in automobile brakes, is made up of pearlite and graphite, and the graphite acts as a solid lubricant, allowing for stable braking performance. However, adding C to stainless steel causes Cr carbides to precipitate, so C cannot exist as graphite.
Furthermore, because automobile disc rotors are hat-shaped, they require formability. Furthermore, the temperatures they reach are around 100°C when driving in normal city areas, around 300°C when driving on mountain roads, and can reach a maximum of nearly 700°C, so strength in the medium to high temperature range is required in order to make them thinner. Since cast iron is formed by casting, making the disc rotor thinner can cause poor melt flow, making it impossible to form. In addition, because of its low strength, there is a problem that making the rotor thinner does not ensure sufficient strength for the disc rotor.
The present invention provides a stainless steel sheet for brake disc rotors, a brake disc rotor, and a method for producing a stainless steel sheet for brake disc rotors, which have excellent lubricity, workability and high-temperature strength.
上記課題を解決するために、本発明者らはステンレス鋼板の介在物に着目して詳細に調査した。本発明が対象とする鋼板は製鋼段階にて介在物が晶出する。介在物はその形状および分散状態を適切に制御することで、部品として使用する際に介在物が固体潤滑材となり潤滑性を向上させる。しかし、介在物の形状が球状であるとホットスタンプ加工時使用時に割れが生じやすくなったり、高温強度が低下する可能性がある。そこで、熱延の圧下率を大きくすることで、ホットスタンプ時の割れを抑制し、部品として使用する際に潤滑性を確保しつつ、高温強度の低下を抑制できると考えた。そして、かかる目的を達成すべく種々の検討を重ねた結果、以下の知見を得た。 In order to solve the above problems, the inventors of the present invention conducted a detailed investigation focusing on inclusions in stainless steel sheets. In the steel sheets targeted by the present invention, inclusions crystallize out during the steelmaking stage. By appropriately controlling the shape and dispersion state of the inclusions, the inclusions become solid lubricants and improve lubricity when used as parts. However, if the shape of the inclusions is spherical, they may be prone to cracking during hot stamping and may reduce high-temperature strength. Therefore, the inventors thought that by increasing the reduction rate of hot rolling, it would be possible to suppress cracking during hot stamping, ensure lubricity when used as a part, and suppress the reduction in high-temperature strength. And, as a result of various investigations to achieve this objective, the following findings were obtained.
S添加量を適切に制御し、かつ熱延時の圧下率を85%以上にすることで、硫化物を伸長させる。硫化物が伸長することで潤滑作用が効果的に発揮され、潤滑性を確保しつつ、ホットスタンプ中の割れを抑制し、さらに高温強度の低下を抑制することができる。これにより、ディスクローターに適用可能な潤滑性、加工性、高温強度に優れたステンレス鋼板を提供することに成功した。 By appropriately controlling the amount of S added and setting the reduction rate during hot rolling to 85% or more, the sulfides are elongated. The elongation of the sulfides effectively exerts a lubricating effect, ensuring lubrication while suppressing cracking during hot stamping and further suppressing a decrease in high-temperature strength. As a result, we have succeeded in providing a stainless steel sheet with excellent lubricity, workability, and high-temperature strength that can be used for disc rotors.
上記課題を解決する本発明の要旨は、
(1)母相に存在する粒径0.1μm以上100μm以下の硫化物の面積率が1%以上50%以下であり、そのうち、長手方向の長さとそれに直交する長さのアスペクト比が1.1以上である硫化物の割合が50%以上であるブレーキディスクローター用ステンレス鋼板。
(2)質量%にて、
C:0.001~0.5%、
N:0.001~0.5%、
Si:0.01~5.0%、
Mn:0.01~12%、
P:0.001~0.1%、
S:0.0001~1.0%、
Cr:10.0~35.0%、
Ni:0.01~5.0%、
Cu:0.001~3.0%、
Mo:0.001~3.0%を含有し、
残部がFeおよび不純物であり、マルテンサイト系であることを特徴とする(1)記載のブレーキディスクローター用ステンレス鋼板。
(3)質量%にて、
C:0.001~0.5%、
N:0.001~0.5%、
Si:0.01~5.0%、
Mn:0.01~12%、
P:0.001~0.1%、
S:0.0001~1.0%、
Cr:10.0~35.0%、
Ni:0.01~5.0%、
Cu:0.001~3.0%、
Mo:0.001~3.0%を含有し、
残部がFeおよび不純物であり、フェライト系であることを特徴とする(1)記載のブレーキディスクローター用ステンレス鋼板。
(4)質量%にて、
C:0.001~0.5%、
N:0.001~0.5%、
Si:0.01~5.0%、
Mn:0.01~12%、
P:0.001~0.1%、
S:0.0001~1.0%、
Cr:10.0~35.0%、
Ni:2.0~35.0%、
Cu:0.001~5.0%、
Mo:0.001~5.0%を含有し、
残部がFeおよび不純物であり、オーステナイト系であることを特徴とする(1)記載のブレーキディスクローター用ステンレス鋼板。
(5)質量%にて、
C:0.001~0.5%、
N:0.001~0.5%、
Si:0.01~5.0%、
Mn:0.01~12.0%、
P:0.001~0.1%、
S:0.0001~1.0%、
Cr:10.0~35.0%、
Ni:0.01~8.0%、
Cu:0.001~5.0%、
Mo:0.001~5.0%を含有し、
残部がFeおよび不純物であり、2相系であることを特徴とする(1)記載のブレーキディスクローター用ステンレス鋼板。
(6)前記Feの一部に替え、質量%にてさらに、
Nb:0.01~1.0%、
Ti:0.001~1.0%、
B:0.0001~0.0100%、
Al:0.001~4.0%、
W:0.001~3.0%、
V:0.001~1.0%、
Sn:0.01~1.0%、
Mg:0.0001~0.01%、
Sb:0.001~0.5%、
Zr:0.001~1.0%、
Ta:0.001~1.0%、
Hf:0.001~1.0%、
Co:0.001~1.0%、
Ca:0.0001~0.02%、
REM:0.001~0.5%、
Ga:0.0001~0.5%
の1種以上を含有することを特徴とする(2)~(5)のいずれか1つに記載のブレーキディスクローター用ステンレス鋼板。
(7)(1)~(6)のいずれか1つに記載のブレーキディスクローター用ステンレス鋼板であって、1050℃まで加熱後に5秒以上滞留させ、その後水冷するホットスタンプ模擬熱処理(以下単に「疑似熱処理」という。)を施したときに、常温での、摺動速度3.9m/sで、押付圧力を0.4→0.8→1.6→2.1→2.5MPaと増加させ、摺動距離を各押付圧力において3.5kmとしたピンオンディスク試験において、各押付圧力における平均摩擦係数を測定し、各押付圧力における平均摩擦係数の最大値と最小値の差が0.3以下となることを特徴とするブレーキディスクローター用ステンレス鋼板。
(8)(1)~(7)のいずれか1つに記載のブレーキディスクローター用ステンレス鋼板であって、1050℃まで加熱後に5秒以上滞留させ、その後水冷するホットスタンプ模擬熱処理(以下単に「疑似熱処理」という。)を施したときに、材料の700℃における0.2%耐力が50MPa以上となることを特徴とするブレーキディスクローター用ステンレス鋼板。
(9)(1)~(8)のいずれか1つに記載のブレーキディスクローター用ステンレス鋼板を用いてなるブレーキディスクローター。
(10)熱延時の圧下率を85%以上にすることを特徴とする(1)~(8)のいずれか1つに記載のブレーキディスクローター用ステンレス鋼板の製造方法。
The gist of the present invention to solve the above problems is to
(1) A stainless steel sheet for brake disc rotors, in which the area ratio of sulfides present in a matrix having a particle size of 0.1 μm or more and 100 μm or less is 1% or more and 50% or less, and among these, the proportion of sulfides having an aspect ratio of 1.1 or more relative to the length in the longitudinal direction and the length perpendicular thereto is 50% or more.
(2) In mass%,
C: 0.001-0.5%,
N: 0.001-0.5%,
Si: 0.01 to 5.0%,
Mn: 0.01-12%,
P: 0.001-0.1%,
S: 0.0001-1.0%,
Cr: 10.0-35.0%,
Ni: 0.01 to 5.0%,
Cu: 0.001 to 3.0%,
Mo: 0.001 to 3.0%;
The stainless steel sheet for brake disc rotors according to (1), characterized in that the balance is Fe and impurities and the stainless steel sheet is martensitic.
(3) In mass%,
C: 0.001-0.5%,
N: 0.001-0.5%,
Si: 0.01 to 5.0%,
Mn: 0.01-12%,
P: 0.001-0.1%,
S: 0.0001-1.0%,
Cr: 10.0-35.0%,
Ni: 0.01 to 5.0%,
Cu: 0.001 to 3.0%,
Mo: 0.001 to 3.0%;
The stainless steel sheet for brake disc rotors according to (1), characterized in that the balance is Fe and impurities and the stainless steel sheet is ferritic.
(4) In mass%,
C: 0.001-0.5%,
N: 0.001-0.5%,
Si: 0.01 to 5.0%,
Mn: 0.01-12%,
P: 0.001-0.1%,
S: 0.0001-1.0%,
Cr: 10.0-35.0%,
Ni: 2.0 to 35.0%,
Cu: 0.001 to 5.0%,
Mo: 0.001 to 5.0%;
The stainless steel sheet for brake disc rotors according to (1), characterized in that the balance is Fe and impurities and the stainless steel sheet is austenitic.
(5) In mass%,
C: 0.001-0.5%,
N: 0.001-0.5%,
Si: 0.01 to 5.0%,
Mn: 0.01 to 12.0%,
P: 0.001-0.1%,
S: 0.0001-1.0%,
Cr: 10.0-35.0%,
Ni: 0.01 to 8.0%,
Cu: 0.001 to 5.0%,
Mo: 0.001 to 5.0%;
The stainless steel sheet for brake disc rotors according to (1), characterized in that the balance is Fe and impurities, and the stainless steel sheet is a two-phase system.
(6) In place of a part of the Fe, further, in mass%,
Nb: 0.01-1.0%,
Ti: 0.001 to 1.0%,
B: 0.0001 to 0.0100%,
Al: 0.001-4.0%,
W: 0.001-3.0%,
V: 0.001-1.0%,
Sn: 0.01 to 1.0%,
Mg: 0.0001-0.01%,
Sb: 0.001 to 0.5%,
Zr: 0.001 to 1.0%,
Ta: 0.001 to 1.0%,
Hf: 0.001-1.0%,
Co: 0.001 to 1.0%,
Ca: 0.0001-0.02%,
REM: 0.001-0.5%,
Ga: 0.0001-0.5%
The stainless steel sheet for a brake disc rotor according to any one of (2) to (5), characterized in that it contains one or more of the following:
(7) A stainless steel sheet for a brake disc rotor according to any one of (1) to (6), characterized in that when the stainless steel sheet is subjected to a hot stamping simulated heat treatment (hereinafter simply referred to as "simulated heat treatment") in which the sheet is heated to 1050°C, held there for 5 seconds or more, and then water-cooled, the average coefficient of friction is measured in a pin-on-disc test at room temperature, with a sliding speed of 3.9 m/s, the pressing pressure being increased from 0.4 to 0.8 to 1.6 to 2.1 to 2.5 MPa, and the sliding distance being 3.5 km for each pressing pressure, and the difference between the maximum and minimum values of the average coefficient of friction for each pressing pressure is 0.3 or less.
(8) A stainless steel sheet for a brake disc rotor according to any one of (1) to (7), characterized in that when the stainless steel sheet for a brake disc rotor is subjected to a hot stamping simulated heat treatment (hereinafter simply referred to as "simulated heat treatment") in which the stainless steel is heated to 1,050°C, held there for 5 seconds or more, and then water-cooled, the 0.2% yield strength of the material at 700°C is 50 MPa or more.
(9) A brake disc rotor comprising the stainless steel plate for brake disc rotors according to any one of (1) to (8).
(10) A method for producing a stainless steel sheet for brake disc rotors according to any one of (1) to (8), characterized in that the reduction ratio during hot rolling is 85% or more.
以上の説明から明らかなように、本発明によればステンレス鋼板の潤滑性、加工性、高温強度を向上させ、自動車や二輪車のディスクローターに適した材料を提供し、外観の向上や種々環境における安全な制動などに大きな効果が得られる。 As is clear from the above explanation, the present invention improves the lubricity, workability, and high-temperature strength of stainless steel sheets, providing a material suitable for disc rotors of automobiles and motorcycles, and achieving significant benefits such as improved appearance and safe braking in a variety of environments.
ブレーキディスクローター用ステンレス鋼は特に限定されるものではないが、マルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系や2相系が挙げられる。それぞれのステンレス鋼の成分含有量を規定した根拠について以下に述べる。なお2相系にはフェライト-オーステナイト2相系およびフェライト-マルテンサイト2相系が含まれる。 Stainless steels for brake disc rotors are not particularly limited, but examples include martensitic, ferritic, austenitic and two-phase. The reasons for specifying the content of each component of stainless steel are described below. Note that two-phase systems include ferrite-austenite two-phase systems and ferrite-martensite two-phase systems.
ここでマルテンサイト系とは、鋼板においてマルテンサイト相が80面積%以上を意味する。マルテンサイト系は熱延板ではマルテンサイト相、熱延焼鈍板ではフェライト相がその大半を占め、ホットスタンプによる焼入れ処理後、マルテンサイト相、又はマルテンサイト相+フェライト相の組織となる。また、わずかにオーステナイト相が残留する場合もある。
フェライト系とは、鋼板においてフェライト相が80面積%以上を意味する。残部には残留オーステナイト相、もしくはマルテンサイト相、析出物が含まれる。
オーステナイト系とは、鋼板においてオーステナイト相が80面積%以上を意味する。残部にはフェライト相、もしくはマルテンサイト相、析出物が含まれる。
2相系とは、鋼板において当該2相系の2つの結晶相のうち一方が20~80面積%、残部はもう一方の結晶相および析出物や介在物が含まれる。
Here, martensitic means that the martensite phase is 80% or more by area in the steel sheet. In the case of a hot-rolled sheet, the martensite phase accounts for the majority, and in the case of a hot-rolled annealed sheet, the ferrite phase accounts for the majority. After quenching treatment by hot stamping, the martensite phase or the martensite phase + ferrite phase structure is obtained. In addition, a small amount of austenite phase may remain.
The term "ferritic" means that the ferrite phase accounts for 80% or more by area of the steel sheet, with the remainder including retained austenite phase, martensite phase, and precipitates.
The term "austenitic" means that the austenite phase accounts for 80% or more by area of the steel sheet, with the remainder including the ferrite phase, the martensite phase, and precipitates.
A two-phase steel sheet has two crystal phases, one of which occupies 20 to 80% by area, with the remainder including the other crystal phase, precipitates, and inclusions.
以下に本発明のステンレス鋼板の好ましい成分組成(質量%)について説明する。
Cは、成形性と耐食性を劣化させ、高温強度の低下をもたらす。その含有量は少ないほど良いため各ステンレス鋼において(A)の含有量とした。但し、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため(B)の含有量が望ましい。さらに望ましくは(C)の含有量とする。
マルテンサイト系では
(A)=0.001~0.500%、
(B)=0.003~0.100%、
(C)=0.005~0.080%。
フェライト系では、
(A)=0.001~0.500%、
(B)=0.002~0.100%、
(C)=0.003~0.050%。
オーステナイト系では、
(A)=0.001~0.500%、
(B)=0.008~0.280%、
(C)=0.010~0.150%。
2相系では、
(A)=0.001~0.500%、
(B)=0.005~0.280%、
(C)=0.010~0.100%。
A preferred composition (mass %) of the stainless steel sheet of the present invention will be described below.
C deteriorates formability and corrosion resistance, and reduces high-temperature strength. The lower the content, the better, so the content of (A) is set for each stainless steel. However, an excessive reduction in C content leads to an increase in refining costs, so the content of (B) is preferable. The content of (C) is even more preferable.
In martensitic systems, (A) = 0.001 to 0.500%,
(B) = 0.003 to 0.100%,
(C)=0.005-0.080%.
In the ferrite system,
(A)=0.001-0.500%,
(B) = 0.002 to 0.100%,
(C)=0.003-0.050%.
In the austenitic system,
(A)=0.001-0.500%,
(B) = 0.008 to 0.280%,
(C)=0.010-0.150%.
In a two-phase system,
(A)=0.001-0.500%,
(B) = 0.005 to 0.280%,
(C)=0.010-0.100%.
NはCと同様、成形性と耐食性を劣化させ、高温強度の低下をもたらす。その含有量は少ないほど良いため各ステンレス鋼において(A)の含有量とした。但し、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため(B)の含有量が望ましい。さらに望ましくは(C)の含有量とする。
マルテンサイト系では
(A)=0.001~0.500%、
(B)=0.005~0.1%、
(C)=0.01~0.05%。
フェライト系では、
(A)=0.001~0.500%、
(B)=0.003~0.100%、
(C)=0.005~0.050%。
オーステナイト系では、
(A)=0.001~0.500%、
(B)=0.005~0.200%、
(C)=0.010~0.080%。
2相系では、
(A)=0.001~0.500%、
(B)=0.10~0.25%、
(C)=0.15~0.20%。
Like C, N deteriorates formability and corrosion resistance, and reduces high-temperature strength. The lower the content, the better, so the content of (A) is set for each stainless steel. However, an excessive reduction in N content leads to increased refining costs, so the content of (B) is preferable. The content of (C) is even more preferable.
In martensitic systems, (A) = 0.001 to 0.500%,
(B) = 0.005 to 0.1%,
(C)=0.01-0.05%.
In the ferrite system,
(A)=0.001-0.500%,
(B) = 0.003 to 0.100%,
(C)=0.005-0.050%.
In the austenitic system,
(A)=0.001-0.500%,
(B) = 0.005 to 0.200%,
(C)=0.010-0.080%.
In a two-phase system,
(A)=0.001-0.500%,
(B) = 0.10 to 0.25%,
(C)=0.15-0.20%.
Siは、脱酸剤としても有用な元素であるとともに、耐酸化性および耐高温塩害性を改善する元素である。しかしながら、過度な添加は常温延性を低下させるため(A)の含有量とした。但し、酸洗性や靭性を考慮すると(B)の含有量が望ましい。さらに製造性を考慮すると(C)の含有量が望ましい。
マルテンサイト系では
(A)=0.01~5.0%、
(B)=0.13~3.0%、
(C)=0.15~1.0%。
フェライト系では、
(A)=0.01~5.0%、
(B)=0.13~3.0%、
(C)=0.15~1.0%。
オーステナイト系では、
(A)=0.01~5.0%、
(B)=0.13~4.0%、
(C)=0.15~3.5%。
2相系では、
(A)=0.01~5.0%、
(B)=0.13~4.0%、
(C)=0.15~3.5%。
Silicon is a useful element as a deoxidizer and also improves oxidation resistance and resistance to high-temperature salt damage. However, excessive addition reduces room-temperature ductility, so the content is set at (A). However, in consideration of pickling properties and toughness, the content of (B) is preferable. Furthermore, in consideration of manufacturability, the content of (C) is preferable.
For martensitic systems, (A) = 0.01 to 5.0%,
(B) = 0.13 to 3.0%,
(C)=0.15-1.0%.
In the ferrite system,
(A)=0.01-5.0%,
(B) = 0.13 to 3.0%,
(C)=0.15-1.0%.
In the austenitic system,
(A)=0.01-5.0%,
(B) = 0.13 to 4.0%,
(C)=0.15-3.5%.
In a two-phase system,
(A)=0.01-5.0%,
(B) = 0.13 to 4.0%,
(C)=0.15-3.5%.
Mnは、脱酸剤として添加される元素であるとともに、中温域での高温強度上昇に寄与する。また、Sとの複合添加でMnSを形成し、固体潤滑剤として作用する。しかし、過剰な添加により高温でMn系酸化物を表層に形成し、スケール密着性不良や異常酸化が生じ易くなる。特に、MoやWと複合添加した場合は、Mn量に対して異常酸化が生じやすくなる傾向にあるため(A)の含有量とした。さらに、鋼板製造における酸洗性や常温延性を考慮すると、(B)の含有量が望ましい。さらに望ましくは(C)の含有量とする。
マルテンサイト系では
(A)=0.01~12.0%、
(B)=0.30~3.0%、
(C)=0.50~1.5%。
フェライト系では、
(A)=0.01~12.0%、
(B)=0.30~3.0%、
(C)=0.50~1.5%。
オーステナイト系では、
(A)=0.01~12.0%、
(B)=0.20~5.0%、
(C)=0.30~3.5%。
2相系では、
(A)=0.01~12.0%、
(B)=0.20~5.0%、
(C)=0.30~3.5%。
Mn is an element added as a deoxidizer and contributes to increasing high-temperature strength in the medium temperature range. In addition, when added in combination with S, it forms MnS and acts as a solid lubricant. However, excessive addition forms Mn-based oxides on the surface at high temperatures, which makes it easy for poor scale adhesion and abnormal oxidation to occur. In particular, when added in combination with Mo or W, there is a tendency for abnormal oxidation to occur more easily relative to the amount of Mn, so the content is set to (A). Furthermore, in consideration of pickling properties and room temperature ductility in steel sheet manufacturing, the content of (B) is preferable. More preferably, the content of (C) is used.
For martensitic steels, (A) = 0.01 to 12.0%,
(B)=0.30~3.0%,
(C)=0.50-1.5%.
In the ferrite system,
(A)=0.01-12.0%,
(B)=0.30~3.0%,
(C)=0.50-1.5%.
In the austenitic system,
(A)=0.01-12.0%,
(B) = 0.20 to 5.0%,
(C)=0.30-3.5%.
In a two-phase system,
(A)=0.01-12.0%,
(B) = 0.20 to 5.0%,
(C)=0.30-3.5%.
Pは、製鋼精錬時に主として原料から混入してくる不純物であり、含有量が高くなると、靭性や溶接性が低下する。このため、極力低減することが望ましいが、0.001%未満にするためには、低P原料の使用によるコストアップが生じるため、本発明では0.001%以上とする。一方、0.1%超の含有により著しく硬質化する他、耐食性、靭性および酸洗性が劣化するため、0.1%を上限とする。原料コストを考慮すると0.008~0.08%が望ましく、さらに望ましくは0.01~0.05%とする。マルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系、2相系の各鋼における成分含有量は同一とする。 P is an impurity that is mainly mixed in from raw materials during steelmaking and refining, and if the content is high, toughness and weldability decrease. For this reason, it is desirable to reduce it as much as possible, but to reduce it to less than 0.001%, costs will increase due to the use of low-P raw materials, so in this invention, it is set to 0.001% or more. On the other hand, a content of more than 0.1% will significantly harden the steel, and will also deteriorate its corrosion resistance, toughness, and pickling properties, so the upper limit is set to 0.1%. Considering raw material costs, 0.008 to 0.08% is desirable, and 0.01 to 0.05% is even more desirable. The component content in martensitic, ferritic, austenitic, and two-phase steels is the same.
Sは、耐食性や耐酸化性を劣化させる元素であるが、TiやCと結合して加工性を向上させるだけではなく、CrやMnなどと結合することで硫化物を形成し潤滑性を発揮する非常に重要な元素である。その効果は0.0001%から発現するため、下限を0.0001%とした。一方、過度な添加によりTiやCと結合して固溶Ti量を低減させるとともに析出物の粗大化をもたらし、高温強度が低下するため、上限を1.0%とした。さらに、精錬コストや高温酸化特性を考慮すると0.0005~0.8%が望ましい。より望ましくは0.01~0.6%とする。さらに望ましくは0.03~0.5%とする。マルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系、2相系の各鋼における成分含有量は同一とする。 Although S deteriorates corrosion resistance and oxidation resistance, it is a very important element that not only improves workability by combining with Ti and C, but also forms sulfides with Cr, Mn, etc., and exhibits lubricity. This effect is apparent from 0.0001%, so the lower limit is set at 0.0001%. On the other hand, excessive addition of S reduces the amount of dissolved Ti by combining with Ti and C and causes coarsening of precipitates, which reduces high-temperature strength, so the upper limit is set at 1.0%. Furthermore, taking into account refining costs and high-temperature oxidation properties, 0.0005 to 0.8% is preferable. 0.01 to 0.6% is more preferable. 0.03 to 0.5% is even more preferable. The component content in martensitic, ferritic, austenitic, and two-phase steels is the same.
Crは、本発明において、耐酸化性や耐食性確保のために必須な元素である。含有量が少ない場合、特に耐酸化性が確保できず、過剰な添加によって加工性の低下や靭性の劣化をもたらすため、(A)の含有量とした。さらに、製造性やスケール剥離性を考慮すると(B)の含有量が望ましい。さらに望ましくは(C)の含有量とする。
マルテンサイト系では
(A)=10.0~35.0%、
(B)=10.5~15.0%、
(C)=11.0~13.0%。
フェライト系では、
(A)=10.0~35.0%、
(B)=10.5~25.0%、
(C)=11.0~18.0%。
オーステナイト系では、
(A)=10.0~35.0%、
(B)=16.0~25.0%、
(C)=17.0~22.0%。
2相系では、
(A)=10.0~35.0%、
(B)=19.0~25.0%、
(C)=20.0~23.0%。
In the present invention, Cr is an essential element for ensuring oxidation resistance and corrosion resistance. When the content is small, oxidation resistance cannot be ensured, and excessive addition leads to a decrease in workability and a deterioration in toughness, so the content is set to (A). Furthermore, in consideration of manufacturability and scale spalling property, the content is preferably (B). More preferably, the content is (C).
For martensitic steels, (A) = 10.0 to 35.0%,
(B)=10.5-15.0%,
(C)=11.0-13.0%.
In the ferrite system,
(A)=10.0-35.0%,
(B)=10.5-25.0%,
(C)=11.0-18.0%.
In the austenitic system,
(A)=10.0-35.0%,
(B) = 16.0 to 25.0%,
(C)=17.0-22.0%.
In a two-phase system,
(A)=10.0-35.0%,
(B) = 19.0 to 25.0%,
(C)=20.0-23.0%.
Niは耐酸性や靭性、高温強度を向上させる元素であり、必要に応じて添加するが、過剰な添加はコスト高になるため、(A)の含有量とした。製造性を考慮すると、(B)の含有量が望ましい。さらに望ましくは(C)の含有量とする。
マルテンサイト系では
(A)=0.01~5.0%、
(B)=0.03~2.0%、
(C)=0.05~1.0%。
フェライト系では、
(A)=0.01~5.0%、
(B)=0.03~2.0%、
(C)=0.05~1.0%。
オーステナイト系では、
(A)=2.0~35.0%、
(B)=3.0~20.0%、
(C)=5.0~15.0%。
2相系では、
(A)=0.01~8.0%、
(B)=0.5~5.0%、
(C)=1.0~3.0%。
Ni is an element that improves acid resistance, toughness, and high-temperature strength, and is added as necessary. However, excessive addition increases costs, so the content is set to (A). Considering manufacturability, the content of (B) is preferable, and the content of (C) is even more preferable.
For martensitic systems, (A) = 0.01 to 5.0%,
(B) = 0.03 to 2.0%,
(C)=0.05-1.0%.
In the ferrite system,
(A)=0.01-5.0%,
(B) = 0.03 to 2.0%,
(C)=0.05-1.0%.
In the austenitic system,
(A) = 2.0 to 35.0%,
(B) = 3.0 to 20.0%,
(C)=5.0-15.0%.
In a two-phase system,
(A)=0.01-8.0%,
(B) = 0.5 to 5.0%,
(C)=1.0-3.0%.
Cuは耐食性向上に有効な元素である。ε-Cu析出による析出強化によって高温強度を向上させるが、過度な添加は熱間加工性を低下させるため(A)の含有量とした。さらに、熱疲労特性、製造性および溶接性を考慮すると(B)の含有量が望ましい。さらに望ましくは(C)の含有量とする。
マルテンサイト系では
(A)=0.001~3.0%、
(B)=0.03~2.0%、
(C)=0.05~1.6%。
フェライト系では、
(A)=0.001~3.0%、
(B)=0.03~2.0%、
(C)=0.05~1.6%。
オーステナイト系では、
(A)=0.001~5.0%、
(B)=0.1~2.0%、
(C)=0.5~1.5%。
2相系では、
(A)=0.001~5.0%、
(B)=0.05~2.0%、
(C)=0.1~1.5%。
Cu is an element effective in improving corrosion resistance. Although it improves high-temperature strength by precipitation strengthening due to ε-Cu precipitation, excessive addition reduces hot workability, so the content is set to (A). Furthermore, in consideration of thermal fatigue properties, manufacturability, and weldability, the content of (B) is preferable. The content of (C) is even more preferable.
For martensitic systems, (A) = 0.001 to 3.0%,
(B) = 0.03 to 2.0%,
(C)=0.05-1.6%.
In the ferrite system,
(A)=0.001-3.0%,
(B) = 0.03 to 2.0%,
(C)=0.05-1.6%.
In the austenitic system,
(A)=0.001-5.0%,
(B) = 0.1 to 2.0%,
(C)=0.5-1.5%.
In a two-phase system,
(A)=0.001-5.0%,
(B)=0.05-2.0%,
(C)=0.1-1.5%.
Moは、高温における固溶強化に有効な元素であるとともに、耐食性および耐高温塩害性を向上させるため、添加する。過剰な添加は常温延性と耐酸化性が著しく劣化するため、(A)の含有量とした。さらに、熱疲労特性や製造性を考慮すると(B)の含有量が望ましい。さらに望ましくは(C)の含有量とする。
マルテンサイト系では
(A)=0.001~3.0%、
(B)=0.03~1.5%、
(C)=0.05~0.9%。
フェライト系では、
(A)=0.001~3.0%、
(B)=0.03~1.5%、
(C)=0.05~0.9%。
オーステナイト系では、
(A)=0.001~5.0%、
(B)=0.1~4.0%、
(C)=0.2~2.0%。
2相系では、
(A)=0.001~5.0%、
(B)=0.1~4.0%、
(C)=0.2~2.0%。
Mo is an element effective for solid solution strengthening at high temperatures, and is added to improve corrosion resistance and high-temperature salt damage resistance. Excessive addition significantly deteriorates room temperature ductility and oxidation resistance, so the content is set to (A). Furthermore, in consideration of thermal fatigue properties and manufacturability, the content is preferably (B). More preferably, the content is (C).
For martensitic systems, (A) = 0.001 to 3.0%,
(B) = 0.03 to 1.5%,
(C)=0.05-0.9%.
In the ferrite system,
(A)=0.001-3.0%,
(B) = 0.03 to 1.5%,
(C)=0.05-0.9%.
In the austenitic system,
(A)=0.001-5.0%,
(B) = 0.1 to 4.0%,
(C)=0.2-2.0%.
In a two-phase system,
(A)=0.001-5.0%,
(B) = 0.1 to 4.0%,
(C)=0.2-2.0%.
本発明は、残部がFeおよび不純物である。さらに必要に応じて、前記Feの一部に替え、以下の成分を含有することとしても良い。マルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系、2相系の各鋼における成分含有量は同一とする。 In the present invention, the balance is Fe and impurities. Furthermore, if necessary, the following components may be contained in place of a portion of the Fe. The component contents in martensitic, ferritic, austenitic, and two-phase steels are the same.
Nbは、固溶強化および微細析出物の析出強化による高温強度向上に有効な元素である。また、CやNを炭窒化物として固定し、製品板の耐食性やr値に影響する再結晶集合組織の発達に寄与する役割もある。これらの効果は0.01%から発現するため、下限を0.01%とした。一方、1.0%超の添加は著しく硬質化する他、製造性も劣化させるため、上限を1.0%とした。また、原料コストや靭性を考慮すると、0.01~0.6%が望ましい。 Nb is an element that is effective in improving high-temperature strength through solid solution strengthening and precipitation strengthening of fine precipitates. It also fixes C and N as carbonitrides, and contributes to the development of recrystallized texture, which affects the corrosion resistance and r-value of the finished sheet. These effects are apparent from 0.01% and above, so the lower limit is set at 0.01%. On the other hand, adding more than 1.0% significantly hardens the steel and also deteriorates manufacturability, so the upper limit is set at 1.0%. Also, taking into account raw material costs and toughness, 0.01 to 0.6% is desirable.
Tiは、C,N,Sと結合して耐食性、耐粒界腐食性、常温延性や深絞り性を向上させる元素である。また、Nb、Moとの複合添加において、適量添加することにより熱延焼鈍時のNb、Moの固溶量増加、高温強度の向上をもたらし、熱疲労特性を向上させる。その効果は0.001%以上から発現するため、下限を0.001%とした。一方、1.0%超の添加により、固溶Ti量が増加して常温延性が低下する他、粗大なTi系析出物を形成し、穴拡げ加工時の割れの起点になり、プレス加工性を劣化させる。また、耐酸化性も劣化するため、Ti添加量は1.0%以下とした。更に、表面疵の発生や靭性を考慮すると0.05~0.2%が望ましい。 Ti is an element that combines with C, N, and S to improve corrosion resistance, intergranular corrosion resistance, room temperature ductility, and deep drawability. In addition, when added in combination with Nb and Mo, adding an appropriate amount increases the amount of Nb and Mo dissolved during hot rolling and annealing, improves high-temperature strength, and improves thermal fatigue properties. This effect is apparent from 0.001% or more, so the lower limit is set at 0.001%. On the other hand, adding more than 1.0% increases the amount of dissolved Ti, reducing room temperature ductility, and forms coarse Ti-based precipitates that become the starting point of cracks during hole expansion processing, degrading press workability. In addition, oxidation resistance is also degraded, so the amount of Ti added is set to 1.0% or less. Furthermore, considering the occurrence of surface defects and toughness, 0.05 to 0.2% is preferable.
Bは、製品のプレス加工時の2次加工性や高温強度、熱疲労特性を向上させる元素である。BはLaves相などの微細析出をもたらし、これらの析出強化の長期安定性を発現させ、強度低下の抑制や熱疲労寿命の向上に寄与する。この効果は0.0001%以上で発現する。一方、過度な添加は硬質化をもたらし、粒界腐食性と耐酸化性を劣化させる他、溶接割れが生じるため、0.0100%以下とした。更に、耐食性や製造コストを考慮すると、0.0001~0.0010%が望ましい。さらに望ましくは0.0001~0.0005%とする。 B is an element that improves the secondary workability during press processing of products, high-temperature strength, and thermal fatigue properties. B causes fine precipitation of Laves phases and the like, and exerts the long-term stability of these precipitation strengthening, suppressing strength decline and improving thermal fatigue life. This effect is exerted at 0.0001% or more. On the other hand, excessive addition causes hardening, degrading intergranular corrosion and oxidation resistance, and also causing weld cracks, so the content is set to 0.0100% or less. Furthermore, taking into consideration corrosion resistance and manufacturing costs, 0.0001 to 0.0010% is preferable. Even more preferable is 0.0001 to 0.0005%.
Alは、脱酸元素として添加される他、耐酸化性を向上させる元素である。また、固溶強化元素として高温強度向上に有用である。その作用は0.001%から安定して発現する。一方、過度の添加は硬質化して均一伸びを著しく低下させる他、靭性が著しく低下するため、上限を4.0%とした。更に、表面疵の発生や溶接性、製造性を考慮すると、0.01~2.2%が望ましい。 Aluminum is added as a deoxidizing element and also improves oxidation resistance. It is also useful as a solid solution strengthening element for improving high temperature strength. This effect is stably manifested from 0.001%. On the other hand, excessive addition hardens the steel and significantly reduces uniform elongation as well as toughness, so the upper limit is set at 4.0%. Furthermore, taking into consideration the occurrence of surface defects, weldability, and manufacturability, 0.01 to 2.2% is desirable.
WもMo同様、高温における固溶強化として有効な元素であるとともに、Laves相(Fe2W)を生成して析出強化の作用をもたらす。特に、NbやMoと複合添加した場合、Fe2(Nb,Mo,W)のLaves相が析出するが、Wを添加するとこのLaves相の粗大化が抑制されて析出強化能が向上する。これは0.001%以上の添加で作用する。一方、3.0%超の添加ではコスト高になるとともに、常温延性が低下するため、上限を3.0%とした。更に、製造性、低温靭性および耐酸化性を考慮すると、W添加量は0.001~1.5%が望ましい。 Like Mo, W is an effective element for solid solution strengthening at high temperatures, and also produces a Laves phase (Fe 2 W) to bring about the effect of precipitation strengthening. In particular, when added in combination with Nb or Mo, a Laves phase of Fe 2 (Nb, Mo, W) precipitates, but adding W suppresses the coarsening of this Laves phase and improves the precipitation strengthening ability. This effect occurs when added in an amount of 0.001% or more. On the other hand, adding more than 3.0% increases the cost and reduces room temperature ductility, so the upper limit is set to 3.0%. Furthermore, considering manufacturability, low temperature toughness, and oxidation resistance, the amount of W added is preferably 0.001 to 1.5%.
Vは、耐食性を向上させる元素であり、必要に応じて添加される。この効果は0.001%以上の添加で安定して発現する。一方、1.0%超添加すると析出物が粗大化して高温強度が低下する他、耐酸化性が劣化するため、上限を1.0%とした。更に、製造コストや製造性を考慮すると、0.08~0.5%が望ましい。 V is an element that improves corrosion resistance and is added as needed. This effect is stably achieved when added at 0.001% or more. On the other hand, when added at more than 1.0%, precipitates become coarse and high-temperature strength decreases, as well as oxidation resistance deteriorates, so the upper limit is set at 1.0%. Furthermore, when considering manufacturing costs and manufacturability, a content of 0.08 to 0.5% is desirable.
Snは、耐食性を向上させる元素であり、中温域の高温強度を向上させるため、必要に応じて添加する。これらの効果は0.01%以上で発現する。一方、1.0%超添加すると製造性および靭性が著しく低下するため、1.0%以下とした。更に、耐酸化性や製造コストを考慮すると、0.01~0.1%が望ましい。 Sn is an element that improves corrosion resistance and is added as necessary to improve high-temperature strength in the medium temperature range. These effects are apparent at 0.01% or more. On the other hand, adding more than 1.0% significantly reduces manufacturability and toughness, so the content is set at 1.0% or less. Furthermore, taking into consideration oxidation resistance and manufacturing costs, 0.01 to 0.1% is preferable.
Mgは、脱酸元素として添加させる場合がある他、スラブの組織を微細化させ、成形性向上に寄与する元素である。また、Mg酸化物はTi(C,N)やNb(C,N)等の炭窒化物の析出サイトになり、これらを微細分散析出させる効果がある。この作用は0.0001%以上で発現し、靭性向上に寄与する。但し、過度な添加は、溶接性、耐食性および表面品質の劣化につながるため、上限を0.01%とした。精錬コストを考慮すると、0.0003~0.0010%が望ましい。 Mg is sometimes added as a deoxidizing element, and also refines the structure of the slab, contributing to improved formability. Mg oxides also become precipitation sites for carbonitrides such as Ti(C,N) and Nb(C,N), and have the effect of finely dispersing and precipitating these. This effect is apparent at 0.0001% or more, and contributes to improved toughness. However, excessive addition leads to deterioration of weldability, corrosion resistance, and surface quality, so the upper limit is set at 0.01%. Considering refining costs, 0.0003 to 0.0010% is desirable.
Sbは、耐食性と高温強度の向上に寄与するため、必要に応じて0.001%以上添加する。0.5%超の添加により鋼板製造時のスラブ割れや延性低下が過度に生じる場合があるため上限を0.5%とする。更に、精錬コストや製造性を考慮すると、0.01~0.3%が望ましい。 Sb contributes to improving corrosion resistance and high-temperature strength, so 0.001% or more is added as necessary. The upper limit is set at 0.5% because the addition of more than 0.5% can cause excessive slab cracking and reduced ductility during steel plate production. Furthermore, taking into account refining costs and manufacturability, 0.01 to 0.3% is preferable.
Zrは、TiやNb同様に炭窒化物形成元素であり、耐食性、深絞り性を向上させる元素であり、必要に応じて添加する。これらの効果は0.001%以上で発現する。一方、1.0%超の添加により製造性の劣化が著しいため、1.0%以下とした。更に、コストや表面品位を考慮すると、0.001~0.2%が望ましい。 Like Ti and Nb, Zr is a carbonitride forming element that improves corrosion resistance and deep drawability, and is added as necessary. These effects are manifested at 0.001% or more. On the other hand, adding more than 1.0% significantly deteriorates manufacturability, so the content is set at 1.0% or less. Furthermore, when considering cost and surface quality, 0.001 to 0.2% is preferable.
TaおよびHfは、CやNと結合して靭性の向上に寄与するため必要に応じて0.001%以上添加する。但し、1.0%超の添加によりコスト増になる他、製造性を著しく劣化させるため、上限を1.0%とする。更に、精錬コストや製造性を考慮すると、0.01~0.08%が望ましい。 Ta and Hf combine with C and N to improve toughness, so 0.001% or more is added as necessary. However, adding more than 1.0% increases costs and significantly deteriorates manufacturability, so the upper limit is set at 1.0%. Furthermore, taking into account refining costs and manufacturability, 0.01 to 0.08% is preferable.
Coは、高温強度の向上に寄与するため、必要に応じて0.001%以上添加する.1.0%超の添加により靭性劣化につながるため、上限を1.0%とする。更に、精錬コストや製造性を考慮すると、0.01~0.1%が望ましい。 Co contributes to improving high-temperature strength, so 0.001% or more is added as necessary. Addition of more than 1.0% leads to a deterioration in toughness, so the upper limit is set at 1.0%. Furthermore, taking into consideration refining costs and manufacturability, 0.01 to 0.1% is preferable.
Caは、脱硫のために添加される場合があり、この効果は0.0001%以上で発現する。しかしながら、0.02%超の添加により粗大なCaSが生成し、靭性や耐食性を劣化させるため、上限を0.02%とした。更に、精錬コストや製造性を考慮すると、0.0003~0.0020%が望ましい。 Ca is sometimes added for desulfurization, and this effect is apparent at a content of 0.0001% or more. However, adding more than 0.02% produces coarse CaS, which deteriorates toughness and corrosion resistance, so the upper limit is set at 0.02%. Furthermore, taking into account refining costs and manufacturability, a content of 0.0003 to 0.0020% is desirable.
REMは、種々の析出物の微細化による靭性向上や耐酸化性の向上の観点から必要に応じて添加される場合があり、この効果は0.001%以上で発現する。しかしながら、0.5%超の添加により鋳造性が著しく悪くなる他、延性の低下をもたらすことから上限を0.5%とした。更に、精錬コストや製造性を考慮すると、0.001~0.05%が望ましい。REM(希土類元素)は、一般的な定義に従い、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)の2元素と、ランタン(La)からルテチウム(Lu)までの15元素(ランタノイド)の総称を指す。単独で添加してもよいし、混合物であってもよい。 REM may be added as necessary to improve toughness and oxidation resistance by refining various precipitates, and this effect is manifested at 0.001% or more. However, the addition of more than 0.5% significantly deteriorates castability and reduces ductility, so the upper limit is set at 0.5%. Furthermore, taking into account refining costs and manufacturability, 0.001 to 0.05% is preferable. According to the general definition, REM (rare earth elements) refers to two elements, scandium (Sc) and yttrium (Y), and 15 elements (lanthanoids) from lanthanum (La) to lutetium (Lu). They may be added alone or as a mixture.
Gaは、耐食性向上や水素脆化抑制のため、0.5%以下で添加してもよい。硫化物や水素化物形成の観点から下限は0.0001%とすると好ましい。さらに、製造性やコストの観点ならびに、延性や靭性の観点から0.0020%以下が好ましい。 Ga may be added in an amount of 0.5% or less to improve corrosion resistance and suppress hydrogen embrittlement. From the viewpoint of sulfide and hydride formation, the lower limit is preferably set to 0.0001%. Furthermore, from the viewpoints of manufacturability and cost, as well as ductility and toughness, 0.0020% or less is preferable.
その他の成分について本発明では特に規定するものではないが、本発明においては、Bi等を必要に応じて、0.001~0.1%添加してもよい。なお、As、Pb等の一般的な有害な元素や不純物元素はできるだけ低減することが好ましい。 Other components are not specified in the present invention, but in the present invention, Bi, etc. may be added at 0.001 to 0.1% as necessary. It is preferable to reduce the amount of general harmful elements and impurity elements such as As and Pb as much as possible.
本発明では使用中において潤滑性の観点から、硫化物が展伸して多量に存在することが重要であり、そのためにはS添加量を適切に制御し、かつ熱延の圧下率を85%以上にする必要がある。製品板において潤滑性の観点から硫化物が特定の大きさ、アスペクト比、面積率で存在する必要があることを知見した。
なお硫化物とはCrSやMnSなどの介在物であり、本発明では介在物中のS量が20質量%以上の介在物とする。硫化物の判別方法としては、透過型電子顕微鏡(機種として例えば、日本電子製の200kV電界放出型透過電子顕微鏡JEM2100F)観察および付属のEDS装置(機種として例えば、日本電子製の200kV電界放出型透過電子顕微鏡JEM2100F)での分析を用いて判別する事ができる。サンプルは両面ジェット電解研磨法にてt/4を観察できるように採取し、5万倍で任意の10箇所を観察して分析した。この倍率で、硫化物の状態をほぼ均一に観察することが可能である。また、同観察箇所において、EDS装置にてFe、Cr、Mn、Sを定量化し、その内のS量が20質量%以上の場合に硫化物とした。
In the present invention, from the viewpoint of lubricity during use, it is important that the sulfides are expanded and present in a large amount, and for this purpose, it is necessary to appropriately control the amount of S added and set the hot rolling reduction to 85% or more. It has been found that from the viewpoint of lubricity in the product sheet, it is necessary for the sulfides to be present with a specific size, aspect ratio, and area ratio.
The sulfides are inclusions such as CrS and MnS, and in the present invention, the inclusions are inclusions with an S content of 20% by mass or more. The sulfides can be identified by observation with a transmission electron microscope (for example, a 200 kV field emission transmission electron microscope JEM2100F manufactured by JEOL) and analysis with an attached EDS device (for example, a 200 kV field emission transmission electron microscope JEM2100F manufactured by JEOL). The samples were collected by a double-sided jet electrolytic polishing method so that t/4 could be observed, and 10 arbitrary points were observed and analyzed at 50,000 times magnification. At this magnification, it is possible to observe the state of the sulfides almost uniformly. In addition, Fe, Cr, Mn, and S were quantified at the same observation points using an EDS device, and if the S content was 20% by mass or more, it was determined to be a sulfide.
具体的には、熱延板焼鈍後において、粒径0.1μm以上100μm以下の硫化物の面積率が1%以上50%以下であり、そのうち、長手方向の長さとそれに直交する長さのアスペクト比が1.1以上である硫化物の割合が50%以上で存在することと規定する。なお、ホットスタンプ前における析出状態はホットスタンプ後の析出状態と同じである。粒径0.1μm以上100μm以下の硫化物の面積率が1%以上50%以下であり、そのうち、長手方向の長さとそれに直交する長さのアスペクト比が1.1以上である硫化物の割合が50%以上で存在することによって、十分な潤滑性と強度を得られる。長手方向の長さとそれに直交する長さのアスペクト比が1.1未満になるとMnSおよびMnS周囲への局所的な歪の蓄積が生じやすくなりホットスタンプ時の割れの起点となりやすい。粒径が100μmを超えると製造時、使用時における割れの起点となりやすい。粒径0.1μm以上100μm以下の硫化物の面積率が1%未満であると存在量が少ないために潤滑性が得られない。50%超であると過度に存在するMnSが製造時に割れの起点となる。 Specifically, after hot-rolled sheet annealing, the area ratio of sulfides having a particle size of 0.1 μm to 100 μm is 1% to 50%, and among them, the ratio of sulfides having an aspect ratio of 1.1 or more in the longitudinal direction and the length perpendicular to it is 50% or more. The precipitation state before hot stamping is the same as the precipitation state after hot stamping. By having the area ratio of sulfides having a particle size of 0.1 μm to 100 μm be 1% to 50%, and among them, the ratio of sulfides having an aspect ratio of 1.1 or more in the longitudinal direction and the length perpendicular to it is 50% or more, sufficient lubricity and strength can be obtained. If the aspect ratio of the longitudinal length and the length perpendicular to it is less than 1.1, localized accumulation of strain is likely to occur in MnS and around MnS, which is likely to become the starting point of cracks during hot stamping. If the particle size exceeds 100 μm, it is likely to become the starting point of cracks during manufacturing and use. If the area ratio of sulfides with a particle size of 0.1 μm to 100 μm is less than 1%, the amount present is so small that lubricity cannot be obtained. If it exceeds 50%, the excessive MnS present will become the starting point for cracks during manufacturing.
上記よりMnSは、円相当径で粒径0.1μm以上100μm以下の硫化物の面積率が1%以上50%以下であり、そのうち、長手方向の長さとそれに直交する長さのアスペクト比が1.1以上である硫化物の割合が50%以上で存在することと規定する。
硫化物の粒径は0.5μm以上95μm以下が望ましい。さらに望ましくは1μm以上90μm以下である。
硫化物の面積率は5%以上45%以下が望ましい。さらに望ましくは10%以上40%以下である。
アスペクト比1.1以上である硫化物の割合は60%以上が望ましい。さらに望ましくは70%以上である。
なお硫化物の粒径、アスペクト比および面積率は、熱延板焼鈍材について光学顕微鏡を用いて、t/4部を観察し測定した。撮影倍率は500倍、撮影視野数は5視野とした。これらの箇所を観察した後に析出物のみに色をつけ画像処理した後にNIH社製の画像解析ソフト『ImageJ』を用いて各粒子の粒径を円相当径で算出し、5視野の平均粒径、平均アスペクト比および平均面積率を算出した。
これにより、ディスクローターに適用可能なステンレス鋼板を提供することに成功した。
From the above, MnS is defined as a sulfide having an area ratio of 1% to 50% and a particle size of 0.1 μm to 100 μm in terms of circle equivalent diameter, and among these, the ratio of sulfides having an aspect ratio of 1.1 or more in the longitudinal direction to the length perpendicular thereto is 50% or more.
The particle size of the sulfide is preferably 0.5 μm or more and 95 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 90 μm or less.
The area ratio of sulfides is preferably 5% or more and 45% or less, and more preferably 10% or more and 40% or less.
The proportion of sulfides having an aspect ratio of 1.1 or more is preferably 60% or more, and more preferably 70% or more.
The particle size, aspect ratio and area ratio of the sulfides were measured by observing the t/4 part of the hot-rolled annealed material using an optical microscope. The magnification was 500 times, and the number of fields of view was 5. After observing these areas, only the precipitates were colored and the images were processed. The particle size of each particle was calculated as a circle equivalent diameter using the image analysis software "ImageJ" manufactured by NIH, and the average particle size, average aspect ratio and average area ratio of the five fields of view were calculated.
This resulted in the successful provision of a stainless steel sheet suitable for use in disc rotors.
次に製造方法について説明する。本発明の鋼板の製造方法は、製鋼-熱間圧延-焼鈍-酸洗の各工程よりなる。製鋼においては、前記必須成分および必要に応じて添加される成分を含有する鋼を、転炉溶製し続いて2次精錬を行う方法が好適である。溶製した溶鋼は、公知の鋳造方法(連続鋳造)に従ってスラブとする。スラブは所定の温度に加熱され、所定の板厚に連続圧延で熱間圧延される。熱間圧延は複数スタンドから成る熱間圧延機で1mm以上20mm以下の板厚に圧延された後に巻き取られる。熱間圧延の圧下率は85%以上とする。望ましくは88%、さらに望ましくは90%以上である。巻き取られた熱延コイルは焼鈍炉を用いて所定の温度で焼鈍されたのち酸洗される。酸洗方法については、既存の酸洗方法を適用すれば良い。なお熱延工程の後の焼鈍は省略しても良い。 Next, the manufacturing method will be described. The manufacturing method of the steel sheet of the present invention comprises the steps of steelmaking, hot rolling, annealing, and pickling. In steelmaking, a method in which steel containing the above-mentioned essential components and components added as necessary is melted in a converter and then subjected to secondary refining is suitable. The melted molten steel is made into a slab according to a known casting method (continuous casting). The slab is heated to a predetermined temperature and hot rolled to a predetermined plate thickness by continuous rolling. In hot rolling, the slab is rolled to a plate thickness of 1 mm to 20 mm in a hot rolling mill consisting of multiple stands, and then coiled. The reduction rate of the hot rolling is 85% or more, preferably 88%, and more preferably 90% or more. The coiled hot-rolled coil is annealed at a predetermined temperature using an annealing furnace and then pickled. As for the pickling method, an existing pickling method may be applied. Note that annealing after the hot rolling process may be omitted.
表1-1~表1-4、表2に示す成分組成の鋼を溶製してインゴットに鋳造し、インゴットを熱間圧延して6mm厚の熱延板とした。得られた熱延板を850℃で4時間保持し室温まで冷却し熱延板焼鈍板とした。表1-1~表1-4、表2の「相」の記載において、α’、α、γ、2相は、それぞれ「マルテンサイト系」「フェライト系」「オーステナイト系」「2相系」を意味している。表1-1~表1-4のNo.A1~A84は本発明鋼、表2のNo.B1~B44は比較鋼である。本発明から外れる数値に下線を付している。 Steels with the chemical compositions shown in Tables 1-1 to 1-4 and 2 were melted and cast into ingots, which were then hot-rolled to a thickness of 6 mm. The resulting hot-rolled sheets were held at 850°C for 4 hours and cooled to room temperature to produce hot-rolled annealed sheets. In the descriptions of "phase" in Tables 1-1 to 1-4 and 2, α', α, γ, and 2 phases mean "martensite", "ferritic", "austenitic", and "two-phase", respectively. Nos. A1 to A84 in Tables 1-1 to 1-4 are steels according to the present invention, and Nos. B1 to B44 in Table 2 are comparative steels. Values outside the scope of the present invention are underlined.
熱延焼鈍板には1050℃まで加熱後に5秒以上滞留させ、その後水冷するホットスタンプ模擬熱処理(以下単に「疑似熱処理」という。)を施した。疑似熱処理後、鋼板に酸洗を施した。 The hot-rolled annealed sheets were subjected to hot stamping simulated heat treatment (hereinafter simply referred to as "simulated heat treatment") in which the sheets were heated to 1,050°C, held there for at least 5 seconds, and then cooled in water. After the simulated heat treatment, the steel sheets were pickled.
疑似熱処理材からφ175mm×3mmtの円盤状試験片を作製し、常温において摺動速度3.9m/sで、押付圧力を0.4→0.8→1.6→2.1→2.5MPaと段階的に増加させるピンオンディスク試験を行い、各押付圧力における平均摩擦係数を測定した。なお摺動距離は各押付圧力において3.5km、合計17.5kmとした。ここで各押付圧力における平均摩擦係数の最大値と最小値の差が0.3以下であれば、一般的なディスクローターへの適用が可能と考えられるため、平均摩擦係数の最大値と最小値の差が0.3以下であるものを合格(表3-1、表3-2、表4中で〇印を記載)とした。 A disk-shaped test piece measuring φ175 mm x 3 mmt was made from the pseudo-heat-treated material, and a pin-on-disk test was performed at room temperature with a sliding speed of 3.9 m/s, in which the pressing pressure was increased stepwise from 0.4 → 0.8 → 1.6 → 2.1 → 2.5 MPa, and the average friction coefficient was measured at each pressing pressure. The sliding distance was 3.5 km at each pressing pressure, for a total of 17.5 km. If the difference between the maximum and minimum average friction coefficients at each pressing pressure is 0.3 or less, it is considered possible to apply the material to a general disc rotor, so those with a difference between the maximum and minimum average friction coefficients of 0.3 or less were deemed to pass (marked with a circle in Tables 3-1, 3-2, and 4).
使用時の強度を評価するため疑似熱処理材から圧延方向が引張方向となるように高温引張試験片を採取し、700℃で引張試験を実施し、0.2%耐力を測定した(JIS G 0567に準拠、数値は小数点以下を四捨五入)。ここで、700℃における0.2%耐力が50MPa以上であれば、一般的なディスクローターへの適用および薄肉化が可能なため、700℃における0.2%耐力を50MPa以上有するものを合格(表3-1、表3-2、表4中で〇印を記載)とした。 To evaluate the strength during use, high-temperature tensile test pieces were taken from the pseudo-heat-treated material so that the rolling direction was the tensile direction, and a tensile test was conducted at 700°C to measure the 0.2% yield strength (based on JIS G 0567, with values rounded off to the nearest whole number). If the 0.2% yield strength at 700°C is 50 MPa or more, it can be used in general disc rotors and can be made thinner, so those with a 0.2% yield strength of 50 MPa or more at 700°C were deemed to have passed (marked with a circle in Tables 3-1, 3-2, and 4).
熱延板靭性を評価するため熱延板(熱延焼鈍前)からシャルピー試験片(C方向ノッチ)を作製し常温にてシャルピー衝撃試験を行った。3回の試験の平均衝撃値が10J/cm2以上であれば安定して熱延板を製造可能なため、平均衝撃値が10J/cm2以上有するものを合格(表3-1、表3-2、表4中で〇印を記載)とした。 In order to evaluate the toughness of hot-rolled sheets, Charpy test pieces (notched in the C direction) were prepared from the hot-rolled sheets (before hot-rolling annealing) and Charpy impact tests were performed at room temperature. If the average impact value of three tests is 10 J/cm2 or more , the hot-rolled sheets can be stably manufactured, so those having an average impact value of 10 J/cm2 or more were deemed to have passed (marked with a circle in Tables 3-1, 3-2, and 4).
ホットスタンプ前の熱延焼鈍板について、高温におけるプレス成形性を評価するため、熱延焼鈍板から圧延方向が引張方向となるように高温引張試験片を採取し、1050℃で引張試験を実施し、破断伸びを測定した(JIS G 0567に準拠、数値は小数点以下を四捨五入)。ここで、1050℃における破断伸びが50%以上であればハット形状に加工可能なため、1050℃における破断伸びを50%以上有するものを合格(表3-1、表3-2、表4中で〇印を記載)とした。 To evaluate the press formability at high temperatures of the hot-rolled annealed sheet before hot stamping, high-temperature tensile test pieces were taken from the hot-rolled annealed sheet so that the rolling direction was the tensile direction, and a tensile test was conducted at 1050°C to measure the breaking elongation (based on JIS G 0567, with the values rounded off to the nearest whole number). Here, if the breaking elongation at 1050°C is 50% or more, it can be processed into a hat shape, so those with a breaking elongation of 50% or more at 1050°C were deemed to pass (marked with a circle in Tables 3-1, 3-2, and 4).
表3-1~表3-2、表4から明らかなように、模擬熱処理後の摩擦係数の安定性と700℃における0.2%耐力は、本発明例が比較例に比べて優れている。上記疑似熱処理後の摩擦係数の安定性、700℃における0.2%耐力のいずれか一方でも不合格である場合、及び熱延板靱性、プレス成形性が不良の場合は、ディスクローターとしての適用が不適と判断した。これより、本発明で規定される鋼は、潤滑性と高温強度と成形性に優れていることがわかる。 As is clear from Tables 3-1 to 3-2 and Table 4, the stability of the friction coefficient after the simulated heat treatment and the 0.2% yield strength at 700°C are superior to the comparative examples. If either the stability of the friction coefficient after the simulated heat treatment or the 0.2% yield strength at 700°C was unsatisfactory, or if the hot-rolled sheet toughness and press formability were poor, it was determined that the steel was unsuitable for use as a disc rotor. This shows that the steel defined in the present invention has excellent lubricity, high-temperature strength, and formability.
比較例B1、B2、B11、B12、B21、B22、B31、B32は、それぞれC、N濃度が上限を外れ、粗大な炭窒化物が多量に析出したため、700℃における0.2%耐力が不足した。また硬質化によってプレス成形性が不良であった。
比較例B3、B13、B23、B33はSi濃度が上限を外れ、粗大な炭窒化物が多量に析出したため、700℃における0.2%耐力が不足した。また硬質化によってプレス成形性が不良であった。
比較例B4、B14、B24、B34はMn濃度が下限を外れ、十分な硫化物が形成されず、摩擦係数の安定性が不足した。
比較例B5、B15、B25、B35はP濃度が上限を外れ、粗大なリン化物が多量に析出したため、700℃における0.2%耐力が不足した。また硬質化によって熱延板靭性、プレス成形性が不良であった。
比較例B6、B16、B26、B36は、S濃度が上限を外れ、固溶Ti量が低減するとともに析出物が粗大化したため、700℃における0.2%耐力が不足した。また硬質化によってプレス成形性が不良であった。
比較例B7、B17、B27、B37は、Cr濃度が上限を外れ、粗大な炭窒化物が多量に析出したため、700℃における0.2%耐力が不足した。また硬質化によって熱延板靭性、プレス成形性が不良であった。
比較例B8、B18、B28、B38は、Ni濃度が下限を外れ、固溶Niが低減したため、700℃における0.2%耐力が不足した。また硬質化によって熱延板靭性が不良であった。
比較例B9、B19、B29、B39は、Cu濃度下限を外れ、Cu析出が十分生じず、700℃における0.2%耐力が不足した。また硬質化によって熱延板靭性、プレス成形性が不良であった。
比較例B10、B20、B30、B40は、Mo濃度下限を外れ、固溶Moが減少したため700℃における0.2%耐力が不足した。また硬質化によってプレス成形性が不良であった。
In Comparative Examples B1, B2, B11, B12, B21, B22, B31, and B32, the C and N concentrations were outside the upper limits, and large amounts of coarse carbonitrides precipitated, so that the 0.2% proof stress at 700° C. was insufficient. In addition, the press formability was poor due to hardening.
In Comparative Examples B3, B13, B23, and B33, the Si concentration was outside the upper limit, and large amounts of coarse carbonitrides were precipitated, so that the 0.2% proof stress at 700° C. was insufficient. In addition, the press formability was poor due to hardening.
In Comparative Examples B4, B14, B24, and B34, the Mn concentration was below the lower limit, and sufficient sulfides were not formed, resulting in insufficient stability of the friction coefficient.
In Comparative Examples B5, B15, B25, and B35, the P concentration was outside the upper limit, and large amounts of coarse phosphides were precipitated, so that the 0.2% proof stress at 700° C. was insufficient. In addition, the hot-rolled sheet toughness and press formability were poor due to hardening.
In Comparative Examples B6, B16, B26, and B36, the S concentration was outside the upper limit, the amount of dissolved Ti was reduced, and the precipitates were coarsened, so that the 0.2% proof stress at 700° C. was insufficient. In addition, the press formability was poor due to hardening.
In Comparative Examples B7, B17, B27, and B37, the Cr concentration was outside the upper limit, and a large amount of coarse carbonitrides precipitated, so that the 0.2% proof stress at 700° C. was insufficient. In addition, the hot-rolled sheet toughness and press formability were poor due to hardening.
In Comparative Examples B8, B18, B28, and B38, the Ni concentration was below the lower limit, and the amount of solute Ni was reduced, so that the 0.2% proof stress at 700° C. was insufficient. In addition, the hot-rolled sheet toughness was poor due to hardening.
Comparative Examples B9, B19, B29, and B39 were outside the lower limit of the Cu concentration, and therefore Cu precipitation was insufficient, resulting in insufficient 0.2% yield strength at 700° C. Furthermore, the hot-rolled sheet toughness and press formability were poor due to hardening.
Comparative Examples B10, B20, B30, and B40 were outside the lower limit of the Mo concentration, and the amount of dissolved Mo was reduced, resulting in insufficient 0.2% yield strength at 700° C. Furthermore, press formability was poor due to hardening.
比較例B41、B42、B43、B44は熱延圧下率が下限を外れ、硫化物が十分に展伸せず、摩擦係数の安定性が不足した。 Comparative examples B41, B42, B43, and B44 had hot rolling reduction rates below the lower limit, the sulfides were not sufficiently expanded, and the friction coefficient was not stable enough.
Claims (9)
C:0.001~0.5%、
N:0.001~0.5%、
Si:0.01~5.0%、
Mn:0.01~12%、
P:0.001~0.1%、
S:0.03~1.0%、
Cr:10.0~35.0%、
Ni:0.01~5.0%、
Cu:0.001~3.0%、
Mo:0.001~3.0%を含有し、
残部がFeおよび不純物であり、マルテンサイト系であり、鋼板について焼入れ処理を行った後においてマルテンサイト相が80面積%以上であり、
母相に存在する粒径0.1μm以上100μm以下の硫化物の面積率が1%以上50%以下であり、そのうち、長手方向の長さとそれに直交する長さのアスペクト比が1.1以上である硫化物の割合が面積率で50%以上であることを特徴とするブレーキディスクローター用ステンレス鋼板。 In mass%,
C: 0.001-0.5%,
N: 0.001-0.5%,
Si: 0.01 to 5.0%,
Mn: 0.01-12%,
P: 0.001-0.1%,
S: 0.03 to 1.0%,
Cr: 10.0-35.0%,
Ni: 0.01 to 5.0%,
Cu: 0.001 to 3.0%,
Mo: 0.001 to 3.0%;
The balance is Fe and impurities, the steel sheet is martensitic, and after the steel sheet is quenched, the martensite phase accounts for 80 area % or more;
A stainless steel plate for brake disc rotors, characterized in that the area ratio of sulfides having a particle size of 0.1 μm or more and 100 μm or less present in a parent phase is 1% or more and 50% or less, and among these, the proportion of sulfides having an aspect ratio of 1.1 or more relative to the length in the longitudinal direction and the length perpendicular thereto is 50% or more in terms of area ratio.
C:0.001~0.5%、
N:0.001~0.5%、
Si:0.01~5.0%、
Mn:0.01~12%、
P:0.001~0.1%、
S:0.03~1.0%、
Cr:10.0~35.0%、
Ni:0.01~5.0%、
Cu:0.001~3.0%、
Mo:0.001~3.0%を含有し、
残部がFeおよび不純物であり、フェライト系であり、フェライト相が80面積%以上であり、
母相に存在する粒径0.1μm以上100μm以下の硫化物の面積率が1%以上50%以下であり、そのうち、長手方向の長さとそれに直交する長さのアスペクト比が1.1以上である硫化物の割合が面積率で50%以上であることを特徴とするブレーキディスクローター用ステンレス鋼板。 In mass%,
C: 0.001-0.5%,
N: 0.001-0.5%,
Si: 0.01 to 5.0%,
Mn: 0.01-12%,
P: 0.001-0.1%,
S: 0.03 to 1.0%,
Cr: 10.0-35.0%,
Ni: 0.01 to 5.0%,
Cu: 0.001 to 3.0%,
Mo: 0.001 to 3.0%;
The balance is Fe and impurities, the alloy is ferritic , and the ferritic phase accounts for 80 area % or more;
A stainless steel plate for brake disc rotors, characterized in that the area ratio of sulfides present in a parent phase and having a particle size of 0.1 μm or more and 100 μm or less is 1% or more and 50% or less, and among these, the proportion of sulfides having an aspect ratio of 1.1 or more relative to the length in the longitudinal direction and the length perpendicular thereto is 50% or more in terms of area ratio.
C:0.001~0.5%、
N:0.001~0.5%、
Si:0.01~5.0%、
Mn:0.01~12%、
P:0.001~0.1%、
S:0.03~1.0%、
Cr:10.0~35.0%、
Ni:2.0~35.0%、
Cu:0.001~5.0%、
Mo:0.001~5.0%を含有し、
残部がFeおよび不純物であり、オーステナイト系であり、オーステナイト相が80面積%以上であり、
母相に存在する粒径0.1μm以上100μm以下の硫化物の面積率が1%以上50%以下であり、そのうち、長手方向の長さとそれに直交する長さのアスペクト比が1.1以上である硫化物の割合が面積率で50%以上であることを特徴とするブレーキディスクローター用ステンレス鋼板。 In mass%,
C: 0.001-0.5%,
N: 0.001-0.5%,
Si: 0.01 to 5.0%,
Mn: 0.01-12%,
P: 0.001-0.1%,
S: 0.03 to 1.0%,
Cr: 10.0-35.0%,
Ni: 2.0 to 35.0%,
Cu: 0.001 to 5.0%,
Mo: 0.001 to 5.0%;
The balance is Fe and impurities, the alloy is austenitic , and the austenite phase accounts for 80 area % or more;
A stainless steel plate for brake disc rotors, characterized in that the area ratio of sulfides having a particle size of 0.1 μm or more and 100 μm or less present in a parent phase is 1% or more and 50% or less, and among these, the proportion of sulfides having an aspect ratio of 1.1 or more relative to the length in the longitudinal direction and the length perpendicular thereto is 50% or more in terms of area ratio.
C:0.001~0.5%、
N:0.001~0.5%、
Si:0.01~5.0%、
Mn:0.01~12.0%、
P:0.001~0.1%、
S:0.03~1.0%、
Cr:10.0~35.0%、
Ni:0.01~8.0%、
Cu:0.001~5.0%、
Mo:0.001~5.0%を含有し、
残部がFeおよび不純物であり、
フェライト-オーステナイト2相系またはフェライト-マルテンサイト2相系であり、当該2相系の2つの結晶相のうち一方が20~80面積%であり、
母相に存在する粒径0.1μm以上100μm以下の硫化物の面積率が1%以上50%以下であり、そのうち、長手方向の長さとそれに直交する長さのアスペクト比が1.1以上である硫化物の割合が面積率で50%以上であることを特徴とするブレーキディスクローター用ステンレス鋼板。 In mass%,
C: 0.001-0.5%,
N: 0.001-0.5%,
Si: 0.01 to 5.0%,
Mn: 0.01 to 12.0%,
P: 0.001-0.1%,
S: 0.03 to 1.0%,
Cr: 10.0-35.0%,
Ni: 0.01 to 8.0%,
Cu: 0.001 to 5.0%,
Mo: 0.001 to 5.0%;
The balance is Fe and impurities.
A ferrite-austenite two-phase system or a ferrite-martensite two-phase system , one of the two crystal phases of the two-phase system being 20 to 80 area %;
A stainless steel plate for brake disc rotors, characterized in that the area ratio of sulfides having a particle size of 0.1 μm or more and 100 μm or less present in a parent phase is 1% or more and 50% or less, and among these, the proportion of sulfides having an aspect ratio of 1.1 or more relative to the length in the longitudinal direction and the length perpendicular thereto is 50% or more in terms of area ratio.
Nb:0.01~1.0%、
Ti:0.001~1.0%、
B:0.0001~0.0100%、
Al:0.001~4.0%、
W:0.001~3.0%、
V:0.001~1.0%、
Sn:0.01~1.0%、
Mg:0.0001~0.01%、
Sb:0.001~0.5%、
Zr:0.001~1.0%、
Ta:0.001~1.0%、
Hf:0.001~1.0%、
Co:0.001~1.0%、
Ca:0.0001~0.02%、
REM:0.001~0.5%、
Ga:0.0001~0.5%
の1種以上を含有することを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のブレーキディスクローター用ステンレス鋼板。 Further, in mass %,
Nb: 0.01-1.0%,
Ti: 0.001 to 1.0%,
B: 0.0001 to 0.0100%,
Al: 0.001-4.0%,
W: 0.001-3.0%,
V: 0.001-1.0%,
Sn: 0.01 to 1.0%,
Mg: 0.0001-0.01%,
Sb: 0.001 to 0.5%,
Zr: 0.001 to 1.0%,
Ta: 0.001 to 1.0%,
Hf: 0.001-1.0%,
Co: 0.001 to 1.0%,
Ca: 0.0001-0.02%,
REM: 0.001-0.5%,
Ga: 0.0001-0.5%
The stainless steel sheet for a brake disc rotor according to any one of claims 1 to 4 , characterized in that it contains one or more of the following:
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