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【発明の名称】 曲げ加工性に優れた高強度ＳＵＳ３０１ステンレス鋼帯
【発明者】 【氏名】黒▲崎▼ 郁也
【住所又は居所】茨城県日立市白銀町１−１−２ 日鉱金属株式会社技術開発センター内
【氏名】深町 一彦
【住所又は居所】茨城県日立市白銀町１−１−２ 日鉱金属株式会社技術開発センター内
【課題】高強度かつ良好な曲げ加工性を満たすための指標を明確にし、曲げ加工性に優れた高強度準安定オーステナイト系ステンレス鋼帯としてＳＵＳ３０１ステンレス鋼帯を提供することにある。

【解決手段】０．２％耐力（＝ＹＳ（ＭＰa））が１０００ＭＰa以上であり、マルテンサイト量（＝Ｍｓ（％））が「Ｍｓ≦５０」、かつＹＳとＭｓの関係が、「ＹＳ≧３０×Ｍｓ＋５０」であることを特徴とする、曲げ加工性に優れたＳＵＳ３０１ステンレス鋼帯。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．２％耐力（＝ＹＳ（ＭＰa））が１０００ＭＰa以上であり、マルテンサイト量（＝Ｍｓ（％））が「Ｍｓ≦５０」、かつＹＳとＭｓの関係が、「ＹＳ≧３０×Ｍｓ＋５０」であることを特徴とする、曲げ加工性に優れた高強度ＳＵＳ３０１ステンレス鋼帯。
【請求項２】
請求項１に記載のコネクタ、あるいはスイッチなどの接点部品に使用される曲げ加工性に優れた高強度ＳＵＳ３０１ステンレス鋼帯。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器部品に使用されるコネクタ、及び接点に使用される部品等の良好な曲げ加工性が必要な部品に好適なばね用ステンレス鋼帯に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種電子機器部品に使用されるコネクタ、及び接点に使用される部品等の基本的な特性として高強度で高ばね性が要求されており、さらに、近年の電子機器の小型化に伴ない、その電子部品の薄肉化も著しく、端子、コネクタなどの金属部材も過酷でかつ複雑な曲げ加工が行なわれるため、より高強度で曲げ加工性が良好な材料が望まれている。
【０００３】
高強度と良好な曲げ加工性を必要とする材料の一つとしては、ＳＵＳ３０４あるいはＳＵＳ３０１等に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼が使用されている。これらステンレス鋼は、溶体化処理後にオーステナイト相を呈し、その後の冷間圧延で加工誘起マルテンサイトを生成させて高強度を得ようとするものである。
しかしながら、オーステナイト系ステンレス鋼はこの機構を用いた場合、マルテンサイトの生成量が多くなると、高強度化は図れるものの、曲げ加工性は悪くなる。従って、単純な強加工による高強度化では、高強度と良好な曲げ加工性を両立させることは困難である。
【０００４】
オーステナイト系ステンレス鋼の曲げ加工性改善に関して、特許文献１は、最終圧延後に材料を熱処理することで硬さを調整しつつ、曲げ加工性を確保する方法を開示している。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２１６４５０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、圧延で硬化した材料を焼鈍軟化しているため、本特許の目的である、高強度、かつ良好な曲げ加工性を達成するには、材料の加工度を高くする必要が生じる。この場合、焼鈍温度の変化に対して敏感に硬度が変化し易くなるため、狙った特性を安定して得ることが困難になると考えられる。 本発明は、高強度かつ曲げ加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼帯としてＳＵＳ３０１ステンレス鋼帯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、オーステナイト系ステンレス鋼帯が高強度かつ良好な曲げ加工性を満たす条件を鋭意研究した結果、ＳＵＳ３０１ステンレス鋼において、強度を示す指標である０．２％耐力、および強度と曲げ加工性に影響するマルテンサイト量の関係式、およびこの関係式によって規定される一定の領域が、高強度でかつ良好な曲げ加工性を満たしていることを見出した。さらに、種々の条件で調製した試料のマルテンサイト量と曲げ加工性の関連を調べた結果、マルテンサイト量が一定値を超えると、曲げ加工性が極端に悪くなることを見出した。
【０００８】
すなわち、本発明は
（１）０．２％耐力（＝ＹＳ（ＭＰa））が１０００ＭＰa以上であり、マルテンサイト量（＝Ｍｓ（％））が「Ｍｓ≦５０」、かつＹＳとＭｓの関係が、「ＹＳ≧３０×Ｍｓ＋５０」であることを特徴とする、曲げ加工性に優れた高強度ＳＵＳ３０１ステンレス鋼帯、
（２）上記の（１）に記載のコネクタ、あるいはスイッチなどの接点部品に使用される曲げ加工性に優れた高強度ＳＵＳ３０１ステンレス鋼帯、
である。
【発明の効果】
【０００９】
ＳＵＳ３０１ステンレス鋼を再結晶焼鈍し、圧延加工した場合、高強度と良好な曲げ加工性を同時に満たすことができる。この範囲は、０．２％耐力の最小値、０．２％耐力とマルテンサイト量の関係式、およびマルテンサイト量に上限を規定することで可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に限定の理由を説明する。
（１）マルテンサイト量
オーステナイト系ステンレス鋼は溶体化処理状態でオーステナイト相を呈し、その後の冷間加工で加工誘起マルテンサイトを生成させて、高強度が得られる。また、このように生成するマルテンサイト相は、オーステナイト相と比較して延性が低いため、強度の増大には有効であるが、曲げ加工性を低下させる要因となる。これらの知見に基づけば、強度と曲げ加工性について、強度を重視する場合にはマルテンサイト量を多く生成させるため、強加工する。この場合は良好な曲げ加工性が期待できない。一方、曲げ加工性を重視する場合には加工度を小さくする方法が考えられるが、この場合十分な強度が得られない。そこで、実際には種々の加工度に加工し、特性を評価しながら加工度を調整し、強度と曲げ加工性とをバランスさせる必要があった。
【００１１】
本発明者らが曲げ加工性の影響要因について詳細に調査した結果、曲げ加工性はマルテンサイト量との関連が特異な関係にあることを見出した。すなわち、マルテンサイト量の増加により、単調に曲げ加工性が劣化するのではなく、ある一定のマルテンサイト量を境界に、その相関が大きく変化することである。
その関連は、ＳＵＳ３０１ステンレス鋼の場合には、マルテンサイト量が５０％を境界にこれよりも少ない場合にはマルテンサイト量の増加による曲げ加工性の劣化への影響が小さいのに対して、５０％を超えると、マルテンサイト量の増加による曲げ加工性の劣化が著しい（ＭＢＲ／ｔ≧１）ということである。このことから、曲げ加工性を劣化させずに強度を上昇できるマルテンサイト量の範囲は５０％以下が良いということになる。そこでその上限を５０％とした。
なお、ＭＢＲ／ｔとは、曲げ部分に亀裂が発生しない最小の曲げ部半径（ＭＢＲ）を板厚（ｔ）で除した値で、曲げ加工性を評価する指標である。
【００１２】
（２）マルテンサイト量と０．２％耐力の関係
マルテンサイト量は冷間加工度と正の相関関係にあり、圧延加工度が多くなれば、マルテンサイト量は増加するのが一般的な関係である。マルテンサイト量と強度との関係は冷間加工度に依存し、強加工することによりマルテンサイト量を増大させることで、高強度を得ることができるが、この場合、既述の通り、曲げ加工性が悪くなる。
しかしながら、圧延加工前の再結晶焼鈍における結晶粒径を調製することにより、マルテンサイト量、０．２％耐力、曲げ加工性の関連が異なることを見出した。これらを調べた結果、冷間加工度が同じであっても、マルテンサイト量の増加を小さくすることができ、高強度を維持しつつ、良好な曲げ加工性が図れることがわかった。
【００１３】
このように、圧延加工前の再結晶焼鈍における結晶粒径を調製することで、圧延加工できる領域を拡げることができるがわかったが、一方、同じマルテンサイト量でかつ５０％以下にも関わらず、良好な曲げ加工性が得られな領域があることを見出した。それは、同じマルテンサイト量でも十分な強度を得られない場合、返って曲げ加工性が悪くなってしまうものがあることである。そこで、良好な曲げ加工性を確保するためには、ＳＵＳ３０１ステンレス鋼のマルテンサイト量と０．２％耐力との関係が「ＹＳ≧３０×Ｍｓ＋５０」であることである。
なお、この関係式を適用できる良好な曲げ加工性はＭＢＲ／ｔ＜１とする。
【００１４】
また、コネクタ、あるいはスイッチなどの接点部品に使用されるＳＵＳ３０１ステンレス鋼に求められる強度として０．２％耐力で１０００ＭＰａ以上が好ましいとした。
したがって、上記の必要な０．２％耐力を確保するためには、Ｍｓが３１．７％以上であることが好ましいことになる。
【００１５】
（３）製造条件
上記条件に合致する材料を製造するには、最終再結晶焼鈍における結晶粒径とそれに続く最終圧延加工度の組み合わせが重要である。すなわち、最終再結晶焼鈍における結晶粒径によって圧延加工度を細かく段階的に設定することである。その組み合わせを以下に示す。
結晶粒径が１．４μｍ以上１．６μｍ未満の場合には圧延加工度２５〜２８％、１．６μｍ以上２μｍ未満の場合には圧延加工度２５〜３５％、２μｍ以上３．５μｍ未満の場合には圧延加工度２５〜４０％、３．５μｍ以上５μｍ未満の場合には圧延加工度２５〜４５％、結晶粒径が５μｍ以上１０μｍ未満の場合には圧延加工度２８〜６０％，結晶粒径１０μｍ以上２５μｍ未満の場合には圧延加工度２８〜４５％である。
【００１６】
結晶粒径が１．４μｍ未満の場合は、圧延による曲げ加工性の劣化が著しいため、良好な曲げ加工性を保ったままの圧延加工は困難である。
また、結晶粒径２５μｍ以上の場合には、結晶粒径の粗大化なため、圧延加工による十分な強度の向上が必要となるが、最適化圧延加工度範囲が狭くなるため、工業的な応用は困難となってしまう。さらに、焼鈍工程における製造コストの上昇、圧延工程における製造コストの上昇となり、好ましくはない。
【実施例】
【００１７】
実施例に用いたオーステナイト系ステンレス鋼はＳＵＳ３０１ステンレス鋼である。ＪＩＳに基いた成分範囲の板厚１．５ｍｍ、溶体化処理後の素条を購入し、これを用いて、冷間圧延と再結晶焼鈍を繰返して、圧延にてＳＵＳ３０１ステンレス鋼は板厚０．１４ｍｍまで、加工した。中間冷間圧延加工、最終再結晶焼鈍を施した後、最終圧延にて、ＳＵＳ３０１ステンレス鋼は板厚０．１０ｍｍ、０．０８５ｍｍ、０．０７ｍｍでサンプルを採取して、０．２％耐力、マルテンサイト量、最小曲げ半径を評価した。なお、最終の再結晶焼鈍にて焼鈍温度と通板速度を変えることで得られる結晶粒径および最終圧延の加工度を表１に示す。
【００１８】
以下の方法にて効果を評価した。
（１）マルテンサイト量
オーステナイト相が非磁性であるのに対してマルテンサイト相は常磁性であることを利用し材料の磁性の強さを磁気誘導によるフェライト含有量計（フェライトスコープとも言います）を用いることにより、マルテンサイト相への変態量、すなわち体積率（測定した材料の体積に対する常磁性を示す相が占める体積の割合）で求められる。
（２）曲げ加工性（ＭＢＲ／ｔ）
一般的な９０°Ｗ曲げ試験により測定した。曲げ部分の半径（＝Ｒ）と板厚（＝ｔ）に対して、Ｒを小さくしていき、曲げ部分に亀裂が発生しない最小の曲げ部半径（＝ＭＢＲ）を板厚ｔで除した値をＭＢＲ／ｔとする。測定は圧延直角方向、すなわちBad way方向でおこなった。なお、ＭＢＲ／ｔ≧１の場合に、曲げ加工性が悪いと判定した。
【００１９】
【表１】


【００２０】
表１の結果に見られるように、発明例Ｎｏ．１〜８では、０．２％耐力が１０００ＭＰa以上、０．２％耐力（＝ＹＳ（ＭＰa））とマルテンサイト量（＝Ｍｓ（％））の関係が「ＹＳ≧３０×Ｍｓ＋５０」、かつ「Ｍｓ≦５０」を満たしており、高強度、かつ良好な曲げ加工性（ＢＲ／ｔ＜１）を満たしている。
【００２１】
一方、比較例９では、「ＹＳ＜１０００」であり、強度が低いため、曲げ加工性は良いが、強度が低い点において本発明の分野には向かない。
また、比較例１０〜１９は「ＹＳ≧１０００」となっており、高強度という条件は満足している。しかしながら、比較例Ｎｏ．１３〜１９は「Ｍｓ＞５０」とマルテンサイト量が規定の範囲より多くなっているため、ＭＢＲ／ｔ≧１となり、曲げ加工性が悪い。
また、比較例１０〜１２では、「Ｍｓ≦５０」を満たしているが、「ＹＳ≧３０×Ｍｓ＋５０」を満たしていないため、ＭＢＲ／ｔ≧１となり、曲げ加工性が悪い。
なお、比較例Ｎｏ．１３〜１７，１９については、「ＹＳ≧３０×Ｍｓ＋５０」も満たしていない。
【出願人】 【識別番号】３０３０５３７５８
【氏名又は名称】日鉱金属加工株式会社
【住所又は居所】神奈川県高座郡寒川町倉見三番地
【出願日】 平成１６年８月２７日（２００４．８．２７）
【代理人】
【公開番号】 特開２００５−９７７３９（Ｐ２００５−９７７３９Ａ）
【公開日】 平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願番号】 特願２００４−２４７６８１（Ｐ２００４−２４７６８１）