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公開番号2025140576
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024040062
出願日2024-03-14
発明の名称オーステナイト系ステンレス鋼材
出願人日本製鉄株式会社
代理人弁理士法人ブライタス
主分類C22C 38/00 20060101AFI20250919BHJP(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】低温環境であっても、セパレーションを抑制し、硬さが高いオーステナイト系ステンレス鋼材を提供する。
【解決手段】化学組成が、質量%で、C:0.080%以下、Si:1.20%以下、Mn:3.50%以下、P:0.050%以下、S:0.050%以下、Ni:6.00～15.00%、Cr:16.00～21.00%、Mo:5.00%以下、Ti:0.30%以下、Nb:0.10%以下、N:0.010～0.30%、任意元素、残部:Feおよび不純物であり、ブリネル硬さが、187HBW以上であり、最大割れ長さが、1mm以下である、オーステナイト系ステンレス鋼材。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０８０％以下、
Ｓｉ：１．２０％以下、
Ｍｎ：３．５０％以下、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０５０％以下、
Ｎｉ：６．００～１５．００％、
Ｃｒ：１６．００～２１．００％、
Ｍｏ：５．００％以下、
Ｔｉ：０．３０％以下、
Ｎｂ：０．１０％以下、
Ｎ：０．０１０～０．１０％、
Ａｌ：０～０．１０％、
Ｃｕ：０～２．０％、
Ｖ：０～１．０％、
Ｃｏ：０～３．０％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
Ｍｇ：０～０．００５０％、
Ｓｂ：０～０．２％、
Ｓｎ：０～０．１０％、
Ｓｅ：０～０．０８０％、
Ｗ：０～１．０％、
Ｔａ：０～０．２０％、
Ｈｆ：０～０．１０％、
Ｚｒ：０～０．０５％、
Ｔｅ：０～０．０８０％、
Ｂ：０～０．０１％、
Ｂｉ：０～０．３００％、
Ｐｂ：０～０．１００％、
ＲＥＭ：０～０．１０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
ブリネル硬さが、１８７ＨＢＷ以上であり、
最大割れ長さが、１ｍｍ以下である、オーステナイト系ステンレス鋼材。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０８０％以下、
Ｓｉ：１．２０％以下、
Ｍｎ：３．５０％以下、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０５０％以下、
Ｎｉ：６．００～１５．００％、
Ｃｒ：１６．００～２１．００％、
Ｍｏ：５．００％以下、
Ｔｉ：０．３０％以下、
Ｎｂ：０．１０％以下、
Ｎ：０．１０％超０．３０％以下、
Ａｌ：０～０．１０％、
Ｃｕ：０～２．０％、
Ｖ：０～１．０％、
Ｃｏ：０～３．０％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
Ｍｇ：０～０．００５０％、
Ｓｂ：０～０．２％、
Ｓｎ：０～０．１０％、
Ｓｅ：０～０．０８０％、
Ｗ：０～１．０％、
Ｔａ：０～０．２０％、
Ｈｆ：０～０．１０％、
Ｚｒ：０～０．０５％、
Ｔｅ：０～０．０８０％、
Ｂ：０～０．０１％、
Ｂｉ：０～０．３００％、
Ｐｂ：０～０．１００％、
ＲＥＭ：０～０．１０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
ブリネル硬さが、２１７ＨＢＷ以上であり、
最大割れ長さが、１ｍｍ以下である、オーステナイト系ステンレス鋼材。
【請求項３】
前記化学組成が、質量％で、
Ａｌ：０．００３～０．１０％、
Ｃｕ：０．０１～２．０％、
Ｖ：０．０１～１．０％、
Ｃｏ：０．０１～３．０％、
Ｃａ：０．００１０～０．０１００％、
Ｍｇ：０．０００１～０．００５０％、
Ｓｂ：０．０２～０．２％、
Ｓｎ：０．００１～０．１０％、
Ｓｅ：０．００５～０．０８０％、
Ｗ：０．０１～１．０％、
Ｔａ：０．００５～０．２０％、
Ｈｆ：０．０１～０．１０％、
Ｚｒ：０．００１～０．０５％、
Ｔｅ：０．００５０～０．０８０％、
Ｂ：０．０００２～０．０１％、
Ｂｉ：０．０３～０．３００％、
Ｐｂ：０．０１０～０．１００％、および
ＲＥＭ：０．００５～０．１０％、
から選択される一種以上を含有する、請求項１に記載のオーステナイト系ステンレス鋼材。
【請求項４】
前記化学組成が、質量％で、
Ａｌ：０．００３～０．１０％、
Ｃｕ：０．０１～２．０％、
Ｖ：０．０１～１．０％、
Ｃｏ：０．０１～３．０％、
Ｃａ：０．００１０～０．０１００％、
Ｍｇ：０．０００１～０．００５０％、
Ｓｂ：０．０２～０．２％、
Ｓｎ：０．００１～０．１０％、
Ｓｅ：０．００５～０．０８０％、
Ｗ：０．０１～１．０％、
Ｔａ：０．００５～０．２０％、
Ｈｆ：０．０１～０．１０％、
Ｚｒ：０．００１～０．０５％、
Ｔｅ：０．００５０～０．０８０％、
Ｂ：０．０００２～０．０１％、
Ｂｉ：０．０３～０．３００％、
Ｐｂ：０．０１０～０．１００％、および
ＲＥＭ：０．００５～０．１０％、
から選択される一種以上を含有する、請求項２に記載のオーステナイト系ステンレス鋼材。
【請求項５】
タンク用途である、請求項１～４のいずれかに記載のオーステナイト系ステンレス鋼材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼材に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
オーステナイト系ステンレス鋼材は、その特性から、燃料タンク、水門等、様々な分野に適応されている。例えば、燃料タンクといった低温用途では、固溶化熱処理がされた熱処理材の開発が進められている。そこで、特許文献１に示されるように、固溶化熱処理がされているオーステナイト系ステンレス鋼材の開発がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９‐１３３００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方で、上述した鋼材（以下、単に「熱処理材」ともいう。）は、固溶化熱処理を行うことで、材料の硬さが低下する。このため、硬さを高くしたい場合には、使用が適さない。さらに、環境負荷、製造負荷の低減といった観点からも、固溶化熱処理を行わない方が望ましい。
【０００５】
しかしながら、固溶化熱処理を行わない非熱処理材に対し、低温用途を想定した衝撃試験を行ったところ、衝撃試験材の破面に数ｍｍ程度の割れ（以下、「セパレーション」ともいう。）が発生するという現象を発明者は見出した。なお、本発明の非熱処理材とは、熱間圧延鋼材を意味するが、以下非熱処理材と記載する。
【０００６】
非熱処理材においては、熱処理材と同様に低温衝撃特性に優れるものの、低温衝撃破面の形態が従来認識されている破面形態に加えてセパレーションを伴っており、熱処理を実施すること無くセパレーションの発生を抑制することが課題である。
【０００７】
本発明は、室温での硬さが大きく、かつ低温環境でのセパレーションを抑制した、非熱処理のオーステナイト系ステンレス鋼材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、下記のオーステナイト系ステンレス鋼材を要旨とする。
【０００９】
（１）化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０８０％以下、
Ｓｉ：１．２０％以下、
Ｍｎ：３．５０％以下、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０５０％以下、
Ｎｉ：６．００～１５．００％、
Ｃｒ：１６．００～２１．００％、
Ｍｏ：５．００％以下、
Ｔｉ：０．３０％以下、
Ｎｂ：０．１０％以下、
Ｎ：０．０１０～０．１０％、
Ａｌ：０～０．１０％、
Ｃｕ：０～２．０％、
Ｖ：０～１．０％、
Ｃｏ：０～３．０％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
Ｍｇ：０～０．００５０％、
Ｓｂ：０～０．２％、
Ｓｎ：０～０．１０％、
Ｓｅ：０～０．０８０％、
Ｗ：０～１．０％、
Ｔａ：０～０．２０％、
Ｈｆ：０～０．１０％、
Ｚｒ：０～０．０５％、
Ｔｅ：０～０．０８０％、
Ｂ：０～０．０１％、
Ｂｉ：０～０．３００％、
Ｐｂ：０～０．１００％、
ＲＥＭ：０～０．１０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
ブリネル硬さが、１８７ＨＢＷ以上であり、
最大割れ長さが、１ｍｍ以下である、オーステナイト系ステンレス鋼材。
【００１０】
（２）化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０８０％以下、
Ｓｉ：１．２０％以下、
Ｍｎ：３．５０％以下、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０５０％以下、
Ｎｉ：６．００～１５．００％、
Ｃｒ：１６．００～２１．００％、
Ｍｏ：５．００％以下、
Ｔｉ：０．３０％以下、
Ｎｂ：０．１０％以下、
Ｎ：０．１０％超０．３０％以下、
Ａｌ：０～０．１０％、
Ｃｕ：０～２．０％、
Ｖ：０～１．０％、
Ｃｏ：０～３．０％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
Ｍｇ：０～０．００５０％、
Ｓｂ：０～０．２％、
Ｓｎ：０～０．１０％、
Ｓｅ：０～０．０８０％、
Ｗ：０～１．０％、
Ｔａ：０～０．２０％、
Ｈｆ：０～０．１０％、
Ｚｒ：０～０．０５％、
Ｔｅ：０～０．０８０％、
Ｂ：０～０．０１％、
Ｂｉ：０～０．３００％、
Ｐｂ：０～０．１００％、
ＲＥＭ：０～０．１０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
ブリネル硬さが、２１７ＨＢＷ以上であり、
最大割れ長さが、１ｍｍ以下である、オーステナイト系ステンレス鋼材。
（【００１１】以降は省略されています）

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