高窒素オーステナイト系ステンレス鋼の引張変形挙動に及ぼす温間予加工の影響

摘要

オーステナイト（以下、γ）系ステンレス鋼は優れた加工性、 耐食性を有しており、様々な分野で幅広く用いられている。し かし、γ系ステンレス鋼はフェライト（以下、á）系ステンレス鋼と 比較して耐力が低い、主用合金成分の一つであるNiが皮膚ア レルギーの原因になるなどいくつか問題点を有している。これ らの問題点を改善する手法として窒素の添加が挙げられる。窒 素添加の利点は、窒素が強力なγ安定化元素であるためNiフリ ーでγ単相組織が得られる点や、窒素の著しい固溶強化作用 ならびに加工硬化率を増大させる作用によって、通常のγ系ス テンレス鋼に比べて格段に高い降伏強度や引張強度が得ら れる点にある。しかしながら、高濃度の窒素が添加された鋼で は、加工性が損なわれるだけでなく、通常の?系ステンレス鋼 には見られない粒界脆性破壊(1)や低温における脆性破壊(2)が 生じることが報告されている。高窒素γ系ステンレス鋼のこのよ うな変形·破壊挙動は、転位の交差すべりが抑制され、転位運 動が同一のすべり面に集中することで形成されるプラナー転 位列に起因すると考えられる(3)。すなわち、プラナー転位列の 形成により、粒界での応力集中や加工硬化率の著しい増大が もたらされるため、加工性や延性に悪影響が生じると考えられる。