セミオーステナイト系
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/21 15:55 UTC 版)
「析出硬化系ステンレス鋼」の記事における「セミオーステナイト系」の解説
セミオーステナイト系析出硬化型ステンレス鋼は、固溶化処理によるマルテンサイト変態を起こさせず、固溶化処理後は室温で組織がオーステナイトとなる鋼種である。固溶化処理後のオーステナイトは準安定なオーステナイトとなっており、再度の熱処理または冷間加工を行ってマルテンサイト変態を起こしてマルテンサイト組織にし、時効処理を行う。セミオーステナイト系も、マルテンサイト変態と析出硬化を高強度化機構として利用する鋼種といえる。このようにオーステナイト化を挟む理由は、形状を成形するときにはオーステナイト組織の特性を活かして加工しやすくためである。なおかつ、使用時にはマルテンサイト組織の特性を活かして高強度を実現するため、最終的にはマルテンサイト化させる。 セミオーステナイト系の組成は、上記のような組織変化のパターンを実現するために、析出硬化系の中でも特に調整がシビアといえる。室温ではマルテンサイトにならない程度にオーステナイトを安定にする必要があるが、全くマルテンサイト変態しなくなるほど安定過ぎるのは認められない。組成上の特徴は、クロムとニッケルの含有量がやや多めとなる。Ms点は室温以下である。炭素をおよそ 0.1 % 含んでいるのもセミオーステナイト系の組成の特徴である。時効処理前のマルテンサイト化に熱処理を利用する場合は、熱処理中に炭素化合物を意図的に析出させて、母相から炭素を抜くことで母相のMs点を上昇させ、母相のマルテンサイト化を実現しやすくする。 "17-7PH" という鋼種が、セミオーステナイト系の代表例として知られる。17-7PH の場合は、アルミニウムを析出硬化元素として含み、ニッケル・アルミニウム化合物の析出によって主に硬化する。他には、17-7PH をベースにモリブデンを添加して高温強度を高めた "PH15-7Mo" などが知られる。セミオーステナイト系代の組成例を以下に示す。 セミオーステナイト系析出硬化型ステンレス鋼代表例の組成（数値は各元素の質量パーセント濃度代表値）鋼種名（通称）CMnSiCrNiMoAlN対応規格17-7PH 0.07 0.5 0.3 17.0 7.1 - 1.2 0.04 AISI 631ISO X7CrNiAl17-7EN 1.4568JIS SUS631 PH15-7Mo 0.07 0.5 0.3 15.2 7.1 2.2 1.2 0.04 AISI 632ISO X8CrNiMoAl15-7-2EN 1.4532 セミオーステナイト系に施される固溶化処理の温度は、17-7PH と PH15-7Mo ともに約 1065 °C 程度である。固溶化処理後はマルテンサイト化処理を行う。マルテンサイト化に熱処理を利用する場合は、昇温・急冷の焼入れによる手法と、0 °C 以下低温に冷却する手法がある。前者は中間熱処理などと呼ばれ、後者はサブゼロ処理などと呼ばれる。中間熱処理は「T処理」、サブゼロ処理は「R処理」、冷間加工処理は「C処理」と呼ばれる。17-7PH (SUS631) を例にすると、固溶化処理後・時効処理前に行われるマルテンサイト化処理には具体的には以下の3パターンがある。 760 °C に加熱して1.5時間保持、1時間以内に 15 °C 以下に冷却して30分保持（T処理）。 955 °C に加熱して10分保持、室温に空冷（事前調整処理）。24時間以内に −73 °C に冷却して8時間保持（R処理）。 冷間加工（冷間圧延）のみ（C処理）。 これらのマルテンサイト化処理の後に時効処理を行う。17-7PH と PH15-7Mo の場合であれば、マルテンサイト化処理の種類によって異なるが、時効処理温度は 500 °C 前後である。マルテンサイト系と同様に時効処理華氏温度と組み合わせて熱処理条件記号が用意されている。例えば、上記の1番目のマルテンサイト化処理と 566 °C (1050 °F) 1.5時間保持の時効処理を組み合わせたものが "TH1050" といった具合に指定される。
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