JPH0243817B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0243817B2 JPH0243817B2 JP58053957A JP5395783A JPH0243817B2 JP H0243817 B2 JPH0243817 B2 JP H0243817B2 JP 58053957 A JP58053957 A JP 58053957A JP 5395783 A JP5395783 A JP 5395783A JP H0243817 B2 JPH0243817 B2 JP H0243817B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- steel
- strength
- present
- austenite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
本発明は極低温用の高強度および高耐食性を備
えた非磁性鋼に関する。 近年、液化天然ガスや水素をはじめとする各種
燃料ガスの利用技術、あるいは超電導に代表され
る極低温用利用技術の進歩には目ざましいものが
ある。 これらの技術の実施においては、極低温用構造
材料が要求されている。 従来より、極低温用構造材料としてJIS規格の
SUS304あるいは316などオーステナイト系ステ
ンレス鋼やアルミニウム合金が使用されている。
また最近では高マンガン非磁性鋼も低温用構造材
料として注目されてきている。 しかし、上記SUS304あるいは316などに代表
される従来のオーステナイト系ステンレス鋼およ
びアルミニウム合金には強度、特に0.2％耐力が
低いという欠点がある。 さらに、従来のオーステナイト系ステンレス鋼
は一般にオーステナイトが不安定で使用中にマル
テンサイト変態を生じて強磁性化する可能性が大
きく、超電導電磁石など高磁場環境で使用される
機器においては不都合を生じる。またマルテンサ
イト変態は体積膨張を伴なうため、構造物に過度
の変形を生じたりして好ましくない。一方0.2％
耐力が高くしかも極低温でオーステナイトが極め
て安定な高マンガン非磁性鋼が特公昭57−53428
で開示されているが耐食性，耐銹性が低く使用中
に銹が発生して、超電導電磁石など高磁場中で使
用される機器では問題となる場合がある。 本発明の目的は、上記SUS304や316に代表さ
れる従来のオーステナイト系ステンレス鋼の0.2
％耐力が低くまたオーステナイトが不安定である
という短所を補ない、さらに耐食性，耐銹性が低
いという高マンガン非磁性鋼の欠点を補つた、両
者の長所をあわせもち、液化温度の極めて低いガ
スの貯蔵，精製，輪送および利用設備に使用する
構造用高強度高耐食性非磁性鋼を提供するにあ
る。 しかして、本発明の構成は、重量基準でＣ：
0.08％以下、Si：2.0％以下，Mn：3.0〜18.0％，
Ni：5.0〜15.0％，Cr：8.0〜14.0％，Mo：2.0〜
7.0％，Ｎ：0.30％以下、残部Feおよび不可避的
不純物よりなり、４〓までの極低温でオーステナ
イトが極めて安定し耐食性，強度，靭性、延性の
すぐれた極低温用高強度高耐食性非磁性鋼、なら
びに、上記組成を基本成分とし、これにNb：1.0
％以下，Ｖ：1.0％以下，Ti：1.0％以下，Ｗ：1.0
％以下，Ta：1.0％以下のうち１種または２種以
上を含有し、２種以上含有する場合にはその和が
1.0％を越えない極低温用高強度高耐食性非磁性
鋼である。 つぎに、本発明においてその成分を上記の通り
に限定した理由について説明する。 Ｃ：0.08％以下； Ｃは強力なオーステナイト形成元素であると同
時に著しい強化作用をもつが、本発明鋼では0.08
％を越えて含有させると、溶接熱影響等によつて
粒界炭化物を生じ、靭性が低下するので、0.08％
以下とした。 Si：2.0％以下； Siは脱酸元素として溶解精錬上必要な元素であ
るが本発明鋼における2.0％をこえる含有量はデ
ルタフエライトやシグマ相の発生を促進し、靭性
を害するので、2.0％以下とした。 Mn：3.0〜18.0％； Mnはオーステナイト形成元素であると同時に
オーステナイトを安定化する。また本発明鋼にお
ける重要な強化元素の一つであるＮの溶解度を著
しく上昇させる。 しかし、本発明鋼では18.0％を越える過度に含
有させると脆化相の析出を招き、好ましくない。
一方3.0％未満の含有量では上記効果は極めて少
なくなる。従つてその範囲を3.0〜18.0％とした。 Ni：5.0〜15.0％； Niはオーステナイト形成元素であると同時に
オーステナイト安定化元素として重要である。
Niは高価であり、本発明鋼では15％以上含有さ
せても、その効果は小さい。また5.0％未満の含
有量においてもその効果は小さい。そこでその範
囲を5.0〜15.0％とした。 Cr：8.0〜14.0％； Crは耐食，耐銹性を向上させる重要な元素で
ある。本発明鋼の使用環境の腐食性は比較的穏や
かで、また過度のCrの含有はデルタフエライト
の発生を招くので14％をこえて含有させることは
好ましくなく、一方８％未満の含有量では耐食，
耐銹性が不充分となる。従つてその範囲を8.0〜
14.0％とした。 Mo：2.0〜7.0％ 本発明鋼ではＮとともに重要な強化元素であ
る。また同時にオーステナイトを著しく安定化さ
せる。しかし、7.0％を越えて含有させると脆化
相が出現し、靭性を阻害する。一方2.0％未満の
含有量では上記効果は極めて小さい。従つてその
範囲を2.0〜7.0％とした。 Ｎ：0.30％以下； Ｃと同様に強力なオーステナイト形成元素であ
り、同時に著しい強化作用をもつ。しかも、Ｃと
比較して粒界析出による靭性に対する有害作用が
少ない。しかし、過度の含有は低温靭性を低下さ
せるため、本発明鋼では0.30％を上限とした。 Nb，Ｖ，Ti，Ｗ，Ta：1.0％以下； いずれもＣおよびＮとの親和力が強く、鋼中に
おいて炭窒化物を分散析出させ、強度を上昇させ
る。しかし過度の含有は低温靭性を低下させるの
で、上限を1.0％とし、複合添加する場合におい
ても、それら含有量の和を1.0％以下におさえた。 つぎに本発明の効果について、本発明の実施例
と従来のオーステナイト系ステンレス鋼との比較
において、説明する。 第１表に本発明の実施例と従来のオーステナイ
ト系ステンレス鋼SUS304および316鋼（比較鋼）
との化学成分を比較して示す。また第２表に第１
表に示した各鋼の液体チツ素温度（−196℃）一
部は液体ヘリウム温度（−269℃）における機械
的性質および透磁率を比較して示す。
えた非磁性鋼に関する。 近年、液化天然ガスや水素をはじめとする各種
燃料ガスの利用技術、あるいは超電導に代表され
る極低温用利用技術の進歩には目ざましいものが
ある。 これらの技術の実施においては、極低温用構造
材料が要求されている。 従来より、極低温用構造材料としてJIS規格の
SUS304あるいは316などオーステナイト系ステ
ンレス鋼やアルミニウム合金が使用されている。
また最近では高マンガン非磁性鋼も低温用構造材
料として注目されてきている。 しかし、上記SUS304あるいは316などに代表
される従来のオーステナイト系ステンレス鋼およ
びアルミニウム合金には強度、特に0.2％耐力が
低いという欠点がある。 さらに、従来のオーステナイト系ステンレス鋼
は一般にオーステナイトが不安定で使用中にマル
テンサイト変態を生じて強磁性化する可能性が大
きく、超電導電磁石など高磁場環境で使用される
機器においては不都合を生じる。またマルテンサ
イト変態は体積膨張を伴なうため、構造物に過度
の変形を生じたりして好ましくない。一方0.2％
耐力が高くしかも極低温でオーステナイトが極め
て安定な高マンガン非磁性鋼が特公昭57−53428
で開示されているが耐食性，耐銹性が低く使用中
に銹が発生して、超電導電磁石など高磁場中で使
用される機器では問題となる場合がある。 本発明の目的は、上記SUS304や316に代表さ
れる従来のオーステナイト系ステンレス鋼の0.2
％耐力が低くまたオーステナイトが不安定である
という短所を補ない、さらに耐食性，耐銹性が低
いという高マンガン非磁性鋼の欠点を補つた、両
者の長所をあわせもち、液化温度の極めて低いガ
スの貯蔵，精製，輪送および利用設備に使用する
構造用高強度高耐食性非磁性鋼を提供するにあ
る。 しかして、本発明の構成は、重量基準でＣ：
0.08％以下、Si：2.0％以下，Mn：3.0〜18.0％，
Ni：5.0〜15.0％，Cr：8.0〜14.0％，Mo：2.0〜
7.0％，Ｎ：0.30％以下、残部Feおよび不可避的
不純物よりなり、４〓までの極低温でオーステナ
イトが極めて安定し耐食性，強度，靭性、延性の
すぐれた極低温用高強度高耐食性非磁性鋼、なら
びに、上記組成を基本成分とし、これにNb：1.0
％以下，Ｖ：1.0％以下，Ti：1.0％以下，Ｗ：1.0
％以下，Ta：1.0％以下のうち１種または２種以
上を含有し、２種以上含有する場合にはその和が
1.0％を越えない極低温用高強度高耐食性非磁性
鋼である。 つぎに、本発明においてその成分を上記の通り
に限定した理由について説明する。 Ｃ：0.08％以下； Ｃは強力なオーステナイト形成元素であると同
時に著しい強化作用をもつが、本発明鋼では0.08
％を越えて含有させると、溶接熱影響等によつて
粒界炭化物を生じ、靭性が低下するので、0.08％
以下とした。 Si：2.0％以下； Siは脱酸元素として溶解精錬上必要な元素であ
るが本発明鋼における2.0％をこえる含有量はデ
ルタフエライトやシグマ相の発生を促進し、靭性
を害するので、2.0％以下とした。 Mn：3.0〜18.0％； Mnはオーステナイト形成元素であると同時に
オーステナイトを安定化する。また本発明鋼にお
ける重要な強化元素の一つであるＮの溶解度を著
しく上昇させる。 しかし、本発明鋼では18.0％を越える過度に含
有させると脆化相の析出を招き、好ましくない。
一方3.0％未満の含有量では上記効果は極めて少
なくなる。従つてその範囲を3.0〜18.0％とした。 Ni：5.0〜15.0％； Niはオーステナイト形成元素であると同時に
オーステナイト安定化元素として重要である。
Niは高価であり、本発明鋼では15％以上含有さ
せても、その効果は小さい。また5.0％未満の含
有量においてもその効果は小さい。そこでその範
囲を5.0〜15.0％とした。 Cr：8.0〜14.0％； Crは耐食，耐銹性を向上させる重要な元素で
ある。本発明鋼の使用環境の腐食性は比較的穏や
かで、また過度のCrの含有はデルタフエライト
の発生を招くので14％をこえて含有させることは
好ましくなく、一方８％未満の含有量では耐食，
耐銹性が不充分となる。従つてその範囲を8.0〜
14.0％とした。 Mo：2.0〜7.0％ 本発明鋼ではＮとともに重要な強化元素であ
る。また同時にオーステナイトを著しく安定化さ
せる。しかし、7.0％を越えて含有させると脆化
相が出現し、靭性を阻害する。一方2.0％未満の
含有量では上記効果は極めて小さい。従つてその
範囲を2.0〜7.0％とした。 Ｎ：0.30％以下； Ｃと同様に強力なオーステナイト形成元素であ
り、同時に著しい強化作用をもつ。しかも、Ｃと
比較して粒界析出による靭性に対する有害作用が
少ない。しかし、過度の含有は低温靭性を低下さ
せるため、本発明鋼では0.30％を上限とした。 Nb，Ｖ，Ti，Ｗ，Ta：1.0％以下； いずれもＣおよびＮとの親和力が強く、鋼中に
おいて炭窒化物を分散析出させ、強度を上昇させ
る。しかし過度の含有は低温靭性を低下させるの
で、上限を1.0％とし、複合添加する場合におい
ても、それら含有量の和を1.0％以下におさえた。 つぎに本発明の効果について、本発明の実施例
と従来のオーステナイト系ステンレス鋼との比較
において、説明する。 第１表に本発明の実施例と従来のオーステナイ
ト系ステンレス鋼SUS304および316鋼（比較鋼）
との化学成分を比較して示す。また第２表に第１
表に示した各鋼の液体チツ素温度（−196℃）一
部は液体ヘリウム温度（−269℃）における機械
的性質および透磁率を比較して示す。
【表】
【表】
【表】
透磁率は引張試験片の破面で測定したもので、
マルテンサイト変態に対するオーステナイトの安
定性の目安を与える。 第２表から明らかなように、本発明の各鋼は比
較鋼に比べて著しく高い0.2％耐力を有する。し
かも本発明鋼はこのように0.2％耐力が極めて高
いにも拘らず、伸びおよび絞りは比較鋼と略同じ
水準にある。またシヤルピー吸収エネルギーは比
較鋼よりわずかに低い温度で使用目的から見て充
分な数値を示している。さらに、引張試験片破面
における透磁率は本発明鋼は比較鋼と比べて低水
準で、この事より本発明鋼のオーステナイトは比
較鋼のそれに比べて安定で、使用中に応力あるい
は歪を受けて強磁性化する可能性が小さいことが
わかる。 また本発明鋼はNi，Crを相当量固溶したオー
ステナイト組織を有するので耐食，耐銹性も優れ
ている。 第３表に本発明鋼の80℃海水中における腐食試
験の結果をSUS304，高マンガン非磁性鋼（32％
Mn−７％Cr鋼，18％Mn−５％Cr鋼）および９
％Ni鋼のそれと比較して示す。これからわかる
ように本発明鋼の耐食性はオーステナイトステン
レス鋼のSUS304とほぼ同じか、それよりやや優
れていることがわかる。 このように、本発明により極低温においてオー
ステナイトが極めて安定し、耐食性，耐銹性，強
度特に0.2％耐力、靭性，延性の優れた非磁性鋼
を提供することができた。
マルテンサイト変態に対するオーステナイトの安
定性の目安を与える。 第２表から明らかなように、本発明の各鋼は比
較鋼に比べて著しく高い0.2％耐力を有する。し
かも本発明鋼はこのように0.2％耐力が極めて高
いにも拘らず、伸びおよび絞りは比較鋼と略同じ
水準にある。またシヤルピー吸収エネルギーは比
較鋼よりわずかに低い温度で使用目的から見て充
分な数値を示している。さらに、引張試験片破面
における透磁率は本発明鋼は比較鋼と比べて低水
準で、この事より本発明鋼のオーステナイトは比
較鋼のそれに比べて安定で、使用中に応力あるい
は歪を受けて強磁性化する可能性が小さいことが
わかる。 また本発明鋼はNi，Crを相当量固溶したオー
ステナイト組織を有するので耐食，耐銹性も優れ
ている。 第３表に本発明鋼の80℃海水中における腐食試
験の結果をSUS304，高マンガン非磁性鋼（32％
Mn−７％Cr鋼，18％Mn−５％Cr鋼）および９
％Ni鋼のそれと比較して示す。これからわかる
ように本発明鋼の耐食性はオーステナイトステン
レス鋼のSUS304とほぼ同じか、それよりやや優
れていることがわかる。 このように、本発明により極低温においてオー
ステナイトが極めて安定し、耐食性，耐銹性，強
度特に0.2％耐力、靭性，延性の優れた非磁性鋼
を提供することができた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量基準でＣ：0.08％以下，Si：2.0％以下、
Mn：3.0〜18.0％，Ni：5.0〜15.0％，Cr：8.0〜
14.0％，Mo：2.0〜7.0％，Ｎ：0.30％以下、残部
Feおよび不可避的不純物からなり、４〓までの
極低温でオーステナイトが極めて安定し、耐食
性，強度，靭性、延性の優れたことを特徴とする
極低温用高強度高耐食性非磁性鋼。 ２ 重量基準でＣ：0.08％以下、Si：2.0％以下、
Mn：3.0〜18.0％，Ni：5.0〜15.0％，Gr：8.0〜
14.0％，Mo：2.0〜7.0％，Ｎ：0.30％以下を含有
し、さらにNb：1.0％以下，Ｖ：1.0％以下，
Ti：1.0％以下，Ｗ：1.0％以下，Ta：1.0％以下
のうち１種または２種以上含有し、２種以上含有
する場合にはその和が1.0％以下であり、残部が
Feおよび不可避的不純物からなり、４〓までの
極低温でオーステナイトが極めて安定し、耐食
性，強度，靭性、延性の優れたことを特徴とする
極低温用高強度高耐食性非磁性鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58053957A JPS59179766A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 極低温用高強度高耐食性非磁性鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58053957A JPS59179766A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 極低温用高強度高耐食性非磁性鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59179766A JPS59179766A (ja) | 1984-10-12 |
| JPH0243817B2 true JPH0243817B2 (ja) | 1990-10-01 |
Family
ID=12957176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58053957A Granted JPS59179766A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 極低温用高強度高耐食性非磁性鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59179766A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61246348A (ja) * | 1985-04-25 | 1986-11-01 | Nisshin Steel Co Ltd | 高強度、高靭性を有する超低温用Ｃｒ−Ｎｉ系非磁性ステンレス鋼 |
| JPS61270356A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-29 | Kobe Steel Ltd | 極低温で高強度高靭性を有するオ−ステナイト系ステンレス鋼板 |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP58053957A patent/JPS59179766A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59179766A (ja) | 1984-10-12 |
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