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公開番号2025153616
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024056175
出願日2024-03-29
発明の名称高Ni合金鋼
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C22C 30/02 20060101AFI20251002BHJP(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】900℃～1000℃の温度域における熱間加工性に優れた高Ni合金鋼を提供する。
【解決手段】C:0.001%～0.015%、Si:0.10%～0.60%、Mn:0.10%～2.00%、P:0.040%以下、S:0.040%以下、Ni:37.0%～48.0%、Cr:18.5%～24.5%、Mo:1.5%～4.5%、Cu:0.5%～4.0%、Al:0.020%～0.300%、N:0.0200%以下、Ca:0.0001%～0.0040%、Mg:0.010%以下、B:0.0001%～0.0030%、Ti:0.50%～1.30%、を含み、残部:鉄および不純物からなる、高Ni合金鋼を採用する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．００１％～０．０１５％、
Ｓｉ：０．１０％～０．６０％、
Ｍｎ：０．１０％～２．００％、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０４０％以下、
Ｎｉ：３７．０％～４８．０％、
Ｃｒ：１８．５％～２４．５％、
Ｍｏ：１．５％～４．５％、
Ｃｕ：０．５％～４．０％、
Ａｌ：０．０２０％～０．３００％、
Ｎ：０．０２００％以下、
Ｃａ：０．０００１％～０．００４０％、
Ｍｇ：０．０１０％以下、
Ｂ：０．０００１％～０．００３０％、
Ｔｉ：０．５０％～１．３０％、を含み、
残部：鉄および不純物からなる、高Ｎｉ合金鋼。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
更に、下記式（１）を満足する、請求項１に記載の高Ｎｉ合金鋼。
Ｍｇｇｂ＝３５Ｍｇ－２３８Ｂ－０．００４Ｔｉ＋０．１５≦０．１２０ …（１）
ただし、式（１）においてＭｇｇｂはＭｇの粒界偏析パラメータ、Ｍｇ、Ｂ、Ｔｉはそれぞれ、各元素の含有量（質量％）である。
【請求項３】
更に質量％で、下記Ａ群、Ｂ群またはＣ群の何れか１種または２種以上を含む、請求項１または２に記載の高Ｎｉ合金鋼。
［Ａ群］Ｔａ：０．００１～０．５０％、Ｃｏ：０．０１～１．００％、Ｖ：０．０１～０．５０％、Ｗ：０．０１～３．００％、Ｓｎ：０．００１～０．０５％、Ｈｆ：０．００１～０．１０％、の何れか１種または２種以上の元素。
［Ｂ群］Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄおよびＰｒの何れか１種または２種以上を合計で０．００１～０．０５０％。
［Ｃ群］Ｚｎ、Ｐｂ及びＢｉの何れか１種または２種以上を合計で０．００１０％以下。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高Ｎｉ合金鋼に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
ＮｉおよびＣｒをそれぞれ１０質量％以上含有する高Ｎｉ合金鋼は、高強度かつ高耐食性を有する一方で、９００℃～１０００℃の温度域における熱間加工性に乏しい傾向がある。そのため、たとえば、高Ｎｉ合金鋼の厚板または薄板を製造するためにスラブを熱間圧延する際に、鋼板表面において、材料が部分的に薄く剥がれるいわゆるヘゲ疵が発生する場合がある。
【０００３】
特許文献１には、Ｃ：０．０３～０．０８％、Ｓｉ：０．１０～０．５０％、Ｍｎ：０．２０～１．２０％、Ｐ：０．００１～０．０４０％、Ｓ：０．０００１～０．００３０％、Ｎｉ：３５．５～４５．５％、Ｃｒ：２３．５～２６．０％、Ｍｏ：０．３０～１．５０％、Ｃｕ：０．０１～０．３０％、Ａｌ：０．０１０～０．１５０％、Ｔｉ：０．１０％以下、Ｂ：０．０００５～０．００５０％、Ｃｏ：０．０２～０．３０％、Ｎｂ：０．４５～０．６０％およびＮ：０．１５～０．３０％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなり、０．２％耐力の値が４００ＭＰａ以下、伸びが４０．０％以上を満たし、１１００°Ｆでの高温引張試験の０．２％耐力の値が１４０ＭＰａ以上、伸びが５０．０％以上、平均結晶粒度が－３～６を満たし、長径が０．５～５μｍのＮｂＮ、ＮｂＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣの１種または２種以上をこれらの合計で任意の断面において平均２０～１８０個／ｍｍ
２
を必ず含み、また、長径が５μｍ超のＮｂＮ、ＮｂＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣの１種または２種以上を含む場合においてこれらの合計で任意の断面において平均５．０個／ｍｍ
２
以下であるＦｅ－Ｃｒ－Ｎｉ系合金が記載されている。
【０００４】
特許文献１に記載のＦｅ－Ｃｒ－Ｎｉ系合金は、常温、高温での優れた耐力と伸びの両立を実現するものであるが、９００℃～１０００℃の温度域における熱間加工性については何ら検討されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第７１７４１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、９００℃～１０００℃の温度域における熱間加工性に優れた高Ｎｉ合金鋼を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。
［１］質量％で、
Ｃ：０．００１％～０．０１５％、
Ｓｉ：０．１０％～０．６０％、
Ｍｎ：０．１０％～２．００％、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０４０％以下、
Ｎｉ：３７．０％～４８．０％、
Ｃｒ：１８．５％～２４．５％、
Ｍｏ：１．５％～４．５％、
Ｃｕ：０．５％～４．０％、
Ａｌ：０．０２０％～０．３００％、
Ｎ：０．０２００％以下、
Ｃａ：０．０００１％～０．００４０％、
Ｍｇ：０．０１０％以下、
Ｂ：０．０００１％～０．００３０％、
Ｔｉ：０．５０％～１．３０％、を含み、
残部：鉄および不純物からなる、高Ｎｉ合金鋼。
［２］更に、下記式（１）を満足する、［１］に記載の高Ｎｉ合金鋼。
Ｍｇｇｂ＝３５Ｍｇ－２３８Ｂ－０．００４Ｔｉ＋０．１５≦０．１２０ …（１）
ただし、式（１）においてＭｇｇｂはＭｇの粒界偏析パラメータ、Ｍｇ、Ｂ、Ｔｉはそれぞれ、各元素の含有量（質量％）である。
［３］更に質量％で、下記Ａ群、Ｂ群またはＣ群の何れか１種または２種以上を含む、［１］または［２］に記載の高Ｎｉ合金鋼。
［Ａ群］Ｔａ：０．００１～０．５０％、Ｃｏ：０．０１～１．００％、Ｖ：０．０１～０．５０％、Ｗ：０．０１～３．００％、Ｓｎ：０．００１～０．０５％、Ｈｆ：０．００１～０．１０％、の何れか１種または２種以上の元素。
［Ｂ群］Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄおよびＰｒの何れか１種または２種以上を合計で０．００１～０．０５０％。
［Ｃ群］Ｚｎ、Ｐｂ及びＢｉの何れか１種または２種以上を合計で０．００１０％以下。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、熱間加工性に優れた高Ｎｉ合金鋼を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明者らは、ＣｒおよびＮｉを多く含む高Ｎｉ合金鋼において、熱間加工性を向上するために様々な検討を行った。一般にオーステナイト系ステンレス鋼では、精錬工程において溶鉄から除去されてスラグ中に移行したＣａＳ、ＭｇＳ等の硫化物が、溶鉄中の酸素と反応して復硫することを抑制するために、強脱酸を実施する。この際、溶鋼中の酸素が低下し、スラグ中のＭｇＯが還元されることで溶鋼中のＭｇ濃度が不可避的に上昇するが、Ｍｇ濃度の上昇による熱間加工性への影響は見られない。一方、３０％以上のＮｉを含む高Ｎｉ合金鋼において強脱酸を実施した場合は、固溶可能なＭｇが低下することで、ＭｇがＳと同様に結晶粒界に高濃度で偏析し、粒界すべりを誘発させ、粒界強度を低下させて、９００～１０００℃における熱間加工性を低下させることを新たに見出した。
【００１０】
ここで、一般には、鋼の熱間加工性を改善するためにＢの添加が有効とされるが、含Ｃｒ鋼ではＢの添加によって耐食性、耐酸化性が低下するので、Ｂの添加による熱間加工性の改善には限界があった。
（【００１１】以降は省略されています）

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