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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-22
(45)【発行日】2022-03-03
(54)【発明の名称】ステンレスクラッド鋼板及びその製造方法、並びに刃物
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20220224BHJP
C22C 38/44 20060101ALI20220224BHJP
C22C 38/58 20060101ALI20220224BHJP
C21D 9/46 20060101ALN20220224BHJP
C21D 9/18 20060101ALN20220224BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 302Z
C22C38/00 302H
C22C38/44
C22C38/58
C21D9/46 Z
C21D9/18
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2018022291
(22)【出願日】2018-02-09
(65)【公開番号】P2019137893
(43)【公開日】2019-08-22
【審査請求日】2021-01-25
(73)【特許権者】
【識別番号】503378420
【氏名又は名称】日鉄ステンレス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000523
【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】汐月 勝幸
(72)【発明者】
【氏名】溝口 太一朗
【審査官】立木 林
(56)【参考文献】
【文献】特開平１１－０７６６４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－００６０３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－３６１４４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５９－１２７５６１（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平０５－０３８５７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－２１３１４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－００９３２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－２０６４３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２２４４０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０１－２３０７１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－００９３０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１７１３７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０８９８５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－１３２７８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－３１８９８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０８４９８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０１－１７２５２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－０３９５４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－２１６７９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－００３１３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２０９６８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０８９２２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０３９９５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０５７１１０７９（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２１Ｄ ９／００
Ｃ２１Ｄ ９／４６
Ｂ２６Ｂ １／０２
Ｃ２２Ｃ ３８／００－３８／６０
Ｂ２３Ｋ ２０／００－２０／２６
Ｂ２３Ｂ １／００－４３／００
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
０．４～１．３質量％のＣを含み且つ硬度ＨＲＣが５５以上であるマルテンサイト系ステンレス鋼からなる母材と前記母材に対する自然電位差が２００ｍＶ／ＳＣＥ以下であり、フェライト相及びマルテンサイト相を含む複相系ステンレス鋼からなる合わせ材と
を有するステンレスクラッド鋼板。
【請求項2】
前記マルテンサイト系ステンレス鋼は、Ｃ：０．４～１．３質量％、Ｓｉ：１．０質量％以下、Ｍｎ：０．５～１．０質量％、Ｐ：０．０４質量％以下、Ｓ：０．０１５質量％以下、Ｎｉ：０．６質量％以下、Ｃｒ：１２．０～１９．０質量％、Ｍｏ：０．０１～１．５質量％、Ｃｕ：０．５質量％以下及びＮ：０．１質量％以下を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有する、請求項１に記載のステンレスクラッド鋼板。
【請求項3】
前記複相系ステンレス鋼は、Ｃ：０．０１～０．２質量％、Ｓｉ：２．０質量％以下、Ｍｎ：２．０質量％以下、Ｐ：０．０４質量％以下、Ｓ：０．０１質量％以下、Ｎｉ：０．５～４．０質量％、Ｃｒ：１０．０～２０．０質量％、Ｃｕ：２．０質量％以下、Ｍｏ：２．０質量％以下及びＮ：０．１質量％以下を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有する、請求項１又は２に記載のステンレスクラッド鋼板。
【請求項4】
前記複相系ステンレス鋼は、Ｂ：０．０１５質量％以下、Ｔｉ：０．５質量％以下、Ｎｂ：０．５質量％以下、Ａｌ：０．２質量％以下、ＲＥＭ：０．２質量％以下、Ｙ：０．２質量％以下、Ｃａ：０．１質量％以下、Ｍｇ：０．１質量％以下の１種以上をさらに含む、請求項３に記載のステンレスクラッド鋼板。
【請求項5】
前記フェライト相と前記マルテンサイト相との体積比が３０：７０～２０：８０である、請求項１～４のいずれか一項に記載のステンレスクラッド鋼板。
【請求項6】
前記母材の両面に前記合わせ材が設けられている、請求項１～５のいずれか一項に記載のステンレスクラッド鋼板。
【請求項7】
刃物用である、請求項１～６のいずれか一項に記載のステンレスクラッド鋼板。
【請求項8】
請求項１～７のいずれか一項に記載のステンレスクラッド鋼板の製造方法であって、前記母材に前記合わせ材を積層する積層工程と、
前記母材と前記合わせ材との間を真空状態に保持しながら熱圧する熱延工程と
を含む、ステンレスクラッド鋼板の製造方法。
【請求項9】
前記積層工程は、前記母材と前記合わせ材との間にパイプを挟むと共に、前記合わせ材の外縁部を前記母材に溶接した後、前記パイプを介して前記母材と前記合わせ材との間を真空引きして前記パイプを密封することを含む、請求項８に記載のステンレスクラッド鋼板の製造方法。
【請求項10】
請求項１～７のいずれか一項に記載のステンレスクラッド鋼板を有する刃物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ステンレスクラッド鋼板及びその製造方法、並びに刃物に関する。
【背景技術】
【0002】
包丁、ナイフなどの刃物には、切れ味を良くするために高硬度の材料（例えば、高炭素鋼、高炭素ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼）などが用いられてきたが、靭性が劣るため脆いという欠点がある。そのため、近年、このような高硬度の材料に靭性に優れた合わせ材を組み合わせたクラッド鋼板が刃物に用いられている。
【0003】
例えば、特許文献１には、高炭素鋼又は高炭素ステンレス鋼からなる母材に低炭素ステンレス鋼からなる合わせ材を組み合わせたクラッド鋼板を刃物に用いることが提案されている。また、特許文献２には、高炭素鋼からなる鋼炭素鋼に低炭素鋼からなる合わせ材を組み合わせたクラッド鋼板を刃物に用いることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平１１－７６６４２号公報
【文献】特開平１０－６０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１及び２のクラッド鋼板は、合わせ材によって靭性が向上するものの、耐食性が低下し易いという問題がある。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、高硬度の母材を有しつつ、耐食性及び靭性に優れたステンレスクラッド鋼板及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、切れ味が良好でありつつ、耐食性及び靭性に優れた刃物を提供することを目的とする。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、高硬度の母材を有しつつ、耐食性及び靭性に優れたステンレスクラッド鋼板及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、切れ味が良好でありつつ、耐食性及び靭性に優れた刃物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】
【0006】
本発明者らは、クラッド鋼板の耐食性が低下する原因を調査した結果、その原因がガルバニック腐食に主に起因しており、クラッド鋼板を構成する母材と合わせ材との間の自然電位差が大きくなるほど腐食が進行し易くなることを見出した。そして、自然電位差が２００ｍＶ／ＳＣＥ以下となるような、高硬度の母材及び靭性が良好な合わせ材を選択して組み合わせることにより、上記の問題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
すなわち、本発明は、０．４～１．３質量％のＣを含み且つ硬度ＨＲＣが５５以上であるマルテンサイト系ステンレス鋼からなる母材と
前記母材に対する自然電位差が２００ｍＶ／ＳＣＥ以下であり、フェライト相及びマルテンサイト相を含む複相系ステンレス鋼からなる合わせ材と
を有するステンレスクラッド鋼板である。
前記母材に対する自然電位差が２００ｍＶ／ＳＣＥ以下であり、フェライト相及びマルテンサイト相を含む複相系ステンレス鋼からなる合わせ材と
を有するステンレスクラッド鋼板である。
【0008】
また、本発明は、前記ステンレスクラッド鋼板の製造方法であって、
前記母材に前記合わせ材を積層する積層工程と、
前記母材と前記合わせ材との間を真空状態に保持しながら熱圧する熱延工程と
を含む、ステンレスクラッド鋼板の製造方法である。
さらに、本発明は、前記ステンレスクラッド鋼板を有する刃物である。
前記母材に前記合わせ材を積層する積層工程と、
前記母材と前記合わせ材との間を真空状態に保持しながら熱圧する熱延工程と
を含む、ステンレスクラッド鋼板の製造方法である。
さらに、本発明は、前記ステンレスクラッド鋼板を有する刃物である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、高硬度の母材を有しつつ、耐食性及び靭性に優れたステンレスクラッド鋼板及びその製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、切れ味が良好でありつつ、耐食性及び靭性に優れた刃物を提供することができる。
また、本発明によれば、切れ味が良好でありつつ、耐食性及び靭性に優れた刃物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】ステンレスクラッド鋼板の断面図である。
【図2】ステンレスクラッド鋼板の製造方法における積層工程を説明するための斜視図である。
【図3】実施例１及び４、比較例７及び１２～１５の刃物において、複合サイクル腐食試験（ＣＣＴ）後の切れ味の評価結果を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明のステンレスクラッド鋼板及びその製造方法、並びに刃物の好適な実施形態について説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、改良などを行うことができる。各実施形態に開示されている複数の構成要素は、適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【0012】
図１は、本実施形態のステンレスクラッド鋼板の断面図である。
本実施形態のステンレスクラッド鋼板１は、母材２と合わせ材３とを有する。合わせ材３は、図１（ａ）に示すように母材２の一方の面に設けられていてもよく、図１（ｂ）に示すように母材２の両面に設けられていてもよい。
母材２は、高硬度のマルテンサイト系ステンレス鋼から形成されており、ステンレスクラッド鋼板１を刃物に用いた場合には刃先としての役割を担う。
マルテンサイト系ステンレス鋼の硬度ＨＲＣ（ロックウェル硬さ）は、５５以上、好ましくは５７以上、より好ましくは５９以上である。一方、マルテンサイト系ステンレス鋼の硬度ＨＲＣの上限は、特に限定されないが、一般に６３、好ましくは６２である。
本実施形態のステンレスクラッド鋼板１は、母材２と合わせ材３とを有する。合わせ材３は、図１（ａ）に示すように母材２の一方の面に設けられていてもよく、図１（ｂ）に示すように母材２の両面に設けられていてもよい。
母材２は、高硬度のマルテンサイト系ステンレス鋼から形成されており、ステンレスクラッド鋼板１を刃物に用いた場合には刃先としての役割を担う。
マルテンサイト系ステンレス鋼の硬度ＨＲＣ（ロックウェル硬さ）は、５５以上、好ましくは５７以上、より好ましくは５９以上である。一方、マルテンサイト系ステンレス鋼の硬度ＨＲＣの上限は、特に限定されないが、一般に６３、好ましくは６２である。
【0013】
マルテンサイト系ステンレス鋼は、０．４～１．３質量％のＣを含む。このような範囲であれば、マルテンサイト系ステンレス鋼の硬度を高めつつ、加工性、耐摩耗性及び疲労寿命などの特性も確保することができる。
マルテンサイト系ステンレス鋼の組成は、Ｃの含有量以外は特に限定されない。好ましい実施形態において、マルテンサイト系ステンレス鋼は、Ｃ：０．４～１．３質量％、Ｓｉ：１．０質量％以下、Ｍｎ：０．５～１．０質量％、Ｐ：０．０４質量％以下、Ｓ：０．０１５質量％以下、Ｎｉ：０．６質量％以下、Ｃｒ：１２．０～１９．０質量％、Ｍｏ：０．０１～１．５質量％、Ｃｕ：０．５質量％以下及びＮ：０．１質量％以下を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有する。
ここで、本明細書において、「不可避的不純物」とは、Ｏなどの除去することが難しい成分のことを意味する。この成分は、原料を溶製する段階で不可避的に混入する。
マルテンサイト系ステンレス鋼の組成は、Ｃの含有量以外は特に限定されない。好ましい実施形態において、マルテンサイト系ステンレス鋼は、Ｃ：０．４～１．３質量％、Ｓｉ：１．０質量％以下、Ｍｎ：０．５～１．０質量％、Ｐ：０．０４質量％以下、Ｓ：０．０１５質量％以下、Ｎｉ：０．６質量％以下、Ｃｒ：１２．０～１９．０質量％、Ｍｏ：０．０１～１．５質量％、Ｃｕ：０．５質量％以下及びＮ：０．１質量％以下を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有する。
ここで、本明細書において、「不可避的不純物」とは、Ｏなどの除去することが難しい成分のことを意味する。この成分は、原料を溶製する段階で不可避的に混入する。
【0014】
より好ましい実施形態において、マルテンサイト系ステンレス鋼は、以下の成分組成を有する。
Ｃの含有量は、好ましくは０．４１～０．８質量％、より好ましくは０．４１～０．５５質量％である。
Ｓｉの含有量は、好ましくは０．０１～０．８質量％、より好ましくは０．１～０．７質量％である。
Ｍｎの含有量は、好ましくは０．５２～０．８質量％、より好ましくは０．５４～０．６質量％である。
Ｐの含有量は、好ましくは０．００１～０．０３５質量％、より好ましくは０．０１～０．０３質量％である。
Ｃの含有量は、好ましくは０．４１～０．８質量％、より好ましくは０．４１～０．５５質量％である。
Ｓｉの含有量は、好ましくは０．０１～０．８質量％、より好ましくは０．１～０．７質量％である。
Ｍｎの含有量は、好ましくは０．５２～０．８質量％、より好ましくは０．５４～０．６質量％である。
Ｐの含有量は、好ましくは０．００１～０．０３５質量％、より好ましくは０．０１～０．０３質量％である。
【0015】
Ｓの含有量は、好ましくは０．００１～０．０１０質量％、より好ましくは０．００２～０．００８質量％である。
Ｎｉの含有量は、好ましくは０．０１～０．４質量％、より好ましくは０．０１～０．３質量％である。
Ｃｒの含有量は、好ましくは１２．１～１５．５質量％、より好ましくは１２．３～１３．５質量％である。
Ｍｏの含有量は、好ましくは０．０１～１．０質量％、より好ましくは０．０１～０．１質量％である。
Ｃｕの含有量は、好ましくは０．０１～０．３質量％、より好ましくは０．０２～０．１質量％である。
Ｎの含有量は、好ましくは０．０１～０．０８質量％、より好ましくは０．０１～０．０５質量％である。
Ｎｉの含有量は、好ましくは０．０１～０．４質量％、より好ましくは０．０１～０．３質量％である。
Ｃｒの含有量は、好ましくは１２．１～１５．５質量％、より好ましくは１２．３～１３．５質量％である。
Ｍｏの含有量は、好ましくは０．０１～１．０質量％、より好ましくは０．０１～０．１質量％である。
Ｃｕの含有量は、好ましくは０．０１～０．３質量％、より好ましくは０．０２～０．１質量％である。
Ｎの含有量は、好ましくは０．０１～０．０８質量％、より好ましくは０．０１～０．０５質量％である。
【0016】
母材２の厚みは、ステンレスクラッド鋼板１の用途に応じて適宜調整すればよく特に限定されない。ステンレスクラッド鋼板１が刃物に用いられる場合、母材２の厚みの下限は、剛性を担保する観点から、好ましくは０．３ｍｍ、より好ましくは０．４ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍである。一方、母材２の厚みの上限は、加工性を担保する観点から、好ましくは２．０ｍｍ、より好ましくは１．５ｍｍ、さらに好ましくは１．０ｍｍである。
【0017】
合わせ材３は、靭性が良好な複相系ステンレス鋼から形成されており、ステンレスクラッド鋼板１の靭性を高める役割を担う。
また、合わせ材３は、母材２に対する自然電位差が２００ｍＶ／ＳＣＥ以下である。
一般に、異なる種類の金属材料の組み合わせにおいて、そこに電解質溶液（水、塩水など）が介在すると、電池作用が生じる。そして、卑な自然電位の金属材料がアノード、貴な自然電位の金属材料がカソードとなり、卑な自然電位の金属材料が選択的に腐食する。このような現象による腐食はガルバニック腐食（電食）と称されており、従来のクラッド材でも、このガルバニック腐食を原因とした耐食性の低下が生じることがわかった。
また、合わせ材３は、母材２に対する自然電位差が２００ｍＶ／ＳＣＥ以下である。
一般に、異なる種類の金属材料の組み合わせにおいて、そこに電解質溶液（水、塩水など）が介在すると、電池作用が生じる。そして、卑な自然電位の金属材料がアノード、貴な自然電位の金属材料がカソードとなり、卑な自然電位の金属材料が選択的に腐食する。このような現象による腐食はガルバニック腐食（電食）と称されており、従来のクラッド材でも、このガルバニック腐食を原因とした耐食性の低下が生じることがわかった。
【0018】
本実施形態のステンレスクラッド鋼板１では、上記のような自然電位差の合わせ材３を用いることにより、母材２との間でガルバニック腐食が起こり難くなるため、ステンレスクラッド鋼板１の耐食性を高めることができる。
また、自然電位差は、ガルバニック腐食を安定して抑制する観点から、好ましくは１５０ｍＶ／ＳＣＥ以下、より好ましくは１３０ｍＶ／ＳＣＥ以下、さらに好ましくは１１０ｍＶ／ＳＣＥ以下である。一方、自然電位差は小さいほどガルバニック腐食が起こり難くなるため、その下限は特に限定されない。
また、自然電位差は、ガルバニック腐食を安定して抑制する観点から、好ましくは１５０ｍＶ／ＳＣＥ以下、より好ましくは１３０ｍＶ／ＳＣＥ以下、さらに好ましくは１１０ｍＶ／ＳＣＥ以下である。一方、自然電位差は小さいほどガルバニック腐食が起こり難くなるため、その下限は特に限定されない。
【0019】
合わせ材３に用いられる複相系ステンレス鋼は、フェライト相及びマルテンサイト相を含む。好ましい実施形態において、複相系ステンレス鋼は、フェライト相とマルテンサイト相とからなる二相系ステンレス鋼である。
フェライト相とマルテンサイト相との体積比は、特に限定されないが、好ましくは３０：７０～２０：８０である。このような体積比であれば、靭性を確保することができる。
フェライト相とマルテンサイト相との体積比は、特に限定されないが、好ましくは３０：７０～２０：８０である。このような体積比であれば、靭性を確保することができる。
【0020】
複相系ステンレス鋼の組成は、上記のような特徴を有していれば特に限定されない。好ましい実施形態において、複相系ステンレス鋼は、Ｃ：０．０１～０．２質量％、Ｓｉ：２．０質量％以下、Ｍｎ：２．０質量％以下、Ｐ：０．０４質量％以下、Ｓ：０．０１質量％以下、Ｎｉ：０．５～４．０質量％、Ｃｒ：１０．０～２０．０質量％、Ｃｕ：２．０質量％以下、Ｍｏ：２．０質量％以下及びＮ：０．１質量％以下を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有する。また、この組成を有する複相系ステンレス鋼は、Ｂ：０．０１５質量％以下、Ｔｉ：０．５質量％以下、Ｎｂ：０．５質量％以下、Ａｌ：０．２質量％以下、ＲＥＭ：０．２質量％以下、Ｙ：０．２質量％以下、Ｃａ：０．１質量％以下、Ｍｇ：０．１質量％以下の１種以上をさらに含むことができる。
【0021】
より好ましい実施形態において、複相系ステンレス鋼は、以下の成分組成を有する。
Ｃの含有量は、好ましくは０．０１～０．１質量％、より好ましくは０．０２～０．０８質量％である。
Ｓｉの含有量は、好ましくは０．０１～１．０質量％、より好ましくは０．１～０．８質量％である。
Ｍｎの含有量は、好ましくは０．０１～１．０質量％、より好ましくは０．１～０．９質量％である。
Ｐの含有量は、好ましくは０．００１～０．０３５質量％、より好ましくは０．０１～０．０３３質量％である。
Ｃの含有量は、好ましくは０．０１～０．１質量％、より好ましくは０．０２～０．０８質量％である。
Ｓｉの含有量は、好ましくは０．０１～１．０質量％、より好ましくは０．１～０．８質量％である。
Ｍｎの含有量は、好ましくは０．０１～１．０質量％、より好ましくは０．１～０．９質量％である。
Ｐの含有量は、好ましくは０．００１～０．０３５質量％、より好ましくは０．０１～０．０３３質量％である。
【0022】
Ｓの含有量は、好ましくは０．００１～０．００８質量％、より好ましくは０．００１～０．００６質量％である。
Ｎｉの含有量は、好ましくは０．８～３．０質量％、より好ましくは１．０～２．５質量％である。
Ｃｒの含有量は、好ましくは１２．０～１９．０質量％、より好ましくは１４．０～１８．０質量％である。
Ｃｕの含有量は、好ましくは０．０１～１．０質量％、より好ましくは０．０２～０．１質量％である。
Ｍｏの含有量は、好ましくは０．０１～１．０質量％、より好ましくは０．０１～０．１質量％である。
Ｎの含有量は、好ましくは０．００１～０．０１５質量％、より好ましくは０．００３～０．０１質量％である。
Ｎｉの含有量は、好ましくは０．８～３．０質量％、より好ましくは１．０～２．５質量％である。
Ｃｒの含有量は、好ましくは１２．０～１９．０質量％、より好ましくは１４．０～１８．０質量％である。
Ｃｕの含有量は、好ましくは０．０１～１．０質量％、より好ましくは０．０２～０．１質量％である。
Ｍｏの含有量は、好ましくは０．０１～１．０質量％、より好ましくは０．０１～０．１質量％である。
Ｎの含有量は、好ましくは０．００１～０．０１５質量％、より好ましくは０．００３～０．０１質量％である。
【0023】
合わせ材３の厚みは、母材２と同様に、ステンレスクラッド鋼板１の用途に応じて適宜調整すればよく特に限定されない。ステンレスクラッド鋼板１が刃物に用いられる場合、合わせ材３の厚みの下限は、靭性を担保する観点から、好ましくは０．３ｍｍ、より好ましくは０．４ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍである。一方、合わせ材３の厚みの上限は、母材２との密着性を担保する観点から、好ましくは２．０ｍｍ、より好ましくは１．５ｍｍ、さらに好ましくは１．０ｍｍである。
【0024】
上記のような特徴を有する本実施形態のステンレスクラッド鋼板１は、当該技術分野において公知の方法に準じて製造することができる。具体的には、母材２に合わせ材３を積層した後、熱延、焼鈍及び酸洗した後、冷延すればよい。また、必要に応じて、冷延後に焼き入れ焼き戻し処理を行ってもよい。
好ましい実施形態では、ステンレスクラッド鋼板１の製造方法は、母材２に合わせ材３を積層する積層工程と、母材２と合わせ材３との間を真空状態に保持しながら熱圧する熱延工程とを含む。特に、母材２と合わせ材３との間を真空状態に保持しながら熱圧することにより、母材２と合わせ材３との密着性を向上させることができる。
母材２と合わせ材３との間を真空状態に保持する方法としては、特に限定されず、例えば、母材２及び合わせ材３の積層体を真空環境下に配置すればよい。
好ましい実施形態では、ステンレスクラッド鋼板１の製造方法は、母材２に合わせ材３を積層する積層工程と、母材２と合わせ材３との間を真空状態に保持しながら熱圧する熱延工程とを含む。特に、母材２と合わせ材３との間を真空状態に保持しながら熱圧することにより、母材２と合わせ材３との密着性を向上させることができる。
母材２と合わせ材３との間を真空状態に保持する方法としては、特に限定されず、例えば、母材２及び合わせ材３の積層体を真空環境下に配置すればよい。
【0025】
ここで、好ましい実施形態の積層工程を説明するための斜視図を図２に示す。
積層工程は、母材２と合わせ材３との間にパイプ１０を挟むと共に、合わせ材３の外縁部４を母材２に溶接した後、パイプ１０を介して母材２と合わせ材３との間を真空引きしてパイプ１０を密封することを含む。ここで、母材２と合わせ材３との間に挟まれるパイプ１０の先端は、外縁部４に配置すればよいが、合わせ材３の溶接時にパイプ１０の先端が塞がれないようにする点に留意すべきである。また、パイプ１０を密封する方法としては、特に限定されないが、例えば、パイプ１０を潰せばよい。上記のような方法を用いることにより、真空環境下で熱延を行う必要がないため、既存の製造設備を用いることが可能になる。
積層工程は、母材２と合わせ材３との間にパイプ１０を挟むと共に、合わせ材３の外縁部４を母材２に溶接した後、パイプ１０を介して母材２と合わせ材３との間を真空引きしてパイプ１０を密封することを含む。ここで、母材２と合わせ材３との間に挟まれるパイプ１０の先端は、外縁部４に配置すればよいが、合わせ材３の溶接時にパイプ１０の先端が塞がれないようにする点に留意すべきである。また、パイプ１０を密封する方法としては、特に限定されないが、例えば、パイプ１０を潰せばよい。上記のような方法を用いることにより、真空環境下で熱延を行う必要がないため、既存の製造設備を用いることが可能になる。
【0026】
本実施形態のステンレスクラッド鋼板１は、母材が高硬度であり、しかも耐食性及び靭性に優れているため、硬度、耐食性及び靭性が要求される様々な用途に用いることができる。その中でも、本実施形態のステンレスクラッド鋼板１は、刃物として用いるのに特に適している。
【0027】
好ましい実施形態において、刃物は上記のステンレスクラッド鋼板１を有する。ステンレスクラッド鋼板１を刃物として用いる場合、刃先となる部分を粗研磨及び仕上げ研磨して刃先を形成すればよい。この刃物は、耐食性及び靭性に優れており、母材が高硬度であるため切れ味も良好である。
【実施例】
【0028】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
まず、表１の組成及び金属組織を有する１１種類のステンレス鋼板（ＳＵＳ１～１１）及び２種類の鋼板（鋼１及び２）を作製した。具体的には、表１の組成を有する厚さ１９０ｍｍのスラブを１２３０℃で２時間加熱し、厚さ５５ｍｍまで熱延した後、表面の酸化スケールを研削除去して厚さ４５ｍｍのステンレス鋼板及び鋼板を得た。
まず、表１の組成及び金属組織を有する１１種類のステンレス鋼板（ＳＵＳ１～１１）及び２種類の鋼板（鋼１及び２）を作製した。具体的には、表１の組成を有する厚さ１９０ｍｍのスラブを１２３０℃で２時間加熱し、厚さ５５ｍｍまで熱延した後、表面の酸化スケールを研削除去して厚さ４５ｍｍのステンレス鋼板及び鋼板を得た。
【0029】
【表1】
【0030】
（実施例１）
母材２及び合わせ材３として表２に示すステンレス鋼板を用い、母材２の両面に合わせ材３を設けた刃物を作製した。具体的には、まず、母材２と合わせ材３との間にパイプ１０を設けた。次に、パイプ１０を塞がないようにして合わせ材３の外縁部４を母材２に溶接した。次に、パイプ１０を介して母材２と合わせ材３との間を真空引きして真空状態にし、その状態でパイプ１０の先端を潰して密封することによって積層体を得た。次に、積層体を１２３０℃で２時間加熱し、厚さ４ｍｍまで熱延した後、８００℃で４時間焼きなましを行った。その後、酸洗によって表面の酸化スケールを除去し、厚さ２ｍｍまで冷延を行った。このときの母材２の厚みは０．８ｍｍ、合わせ材３の厚みは０．６ｍｍであった。次に、得られた冷延板を刃物形状に打ち抜き、１０６０℃で焼き入れ、１７０℃で４時間の焼き戻しを行った。その後、刃先となる部分を粗研磨及び仕上げ研磨して刃先を形成し、刃物を得た。
母材２及び合わせ材３として表２に示すステンレス鋼板を用い、母材２の両面に合わせ材３を設けた刃物を作製した。具体的には、まず、母材２と合わせ材３との間にパイプ１０を設けた。次に、パイプ１０を塞がないようにして合わせ材３の外縁部４を母材２に溶接した。次に、パイプ１０を介して母材２と合わせ材３との間を真空引きして真空状態にし、その状態でパイプ１０の先端を潰して密封することによって積層体を得た。次に、積層体を１２３０℃で２時間加熱し、厚さ４ｍｍまで熱延した後、８００℃で４時間焼きなましを行った。その後、酸洗によって表面の酸化スケールを除去し、厚さ２ｍｍまで冷延を行った。このときの母材２の厚みは０．８ｍｍ、合わせ材３の厚みは０．６ｍｍであった。次に、得られた冷延板を刃物形状に打ち抜き、１０６０℃で焼き入れ、１７０℃で４時間の焼き戻しを行った。その後、刃先となる部分を粗研磨及び仕上げ研磨して刃先を形成し、刃物を得た。
【0031】
（実施例２～６及び比較例１～１２）
母材２及び合わせ材３に用いるステンレス鋼板の種類を表２に示す通りに変更したこと以外は実施例１と同様にして刃物を作製した。
母材２及び合わせ材３に用いるステンレス鋼板の種類を表２に示す通りに変更したこと以外は実施例１と同様にして刃物を作製した。
【0032】
（比較例１３及び１４）
母材２及び合わせ材３として表２に示すステンレス鋼板又は鋼板を用い、積層体を１１００℃で２時間加熱したこと以外は、実施例１と同様にして刃物を作製した。
母材２及び合わせ材３として表２に示すステンレス鋼板又は鋼板を用い、積層体を１１００℃で２時間加熱したこと以外は、実施例１と同様にして刃物を作製した。
【0033】
（比較例１５）
表１の組成を有するスラブを１１００℃で２時間加熱し、厚さ４ｍｍまで熱延した後、８００℃で４時間焼きなましを行った。その後、酸洗によって表面の酸化スケールを除去し、厚さ２ｍｍまで冷延を行った。次に、得られた冷延板を刃物形状に打ち抜き、９５０℃で焼き入れ、１８０℃で１時間の焼き戻しを行った。その後、刃先となる部分を粗研磨及び仕上げ研磨して刃先を形成し、刃物を得た。
表１の組成を有するスラブを１１００℃で２時間加熱し、厚さ４ｍｍまで熱延した後、８００℃で４時間焼きなましを行った。その後、酸洗によって表面の酸化スケールを除去し、厚さ２ｍｍまで冷延を行った。次に、得られた冷延板を刃物形状に打ち抜き、９５０℃で焼き入れ、１８０℃で１時間の焼き戻しを行った。その後、刃先となる部分を粗研磨及び仕上げ研磨して刃先を形成し、刃物を得た。
【0034】
上記の実施例及び比較例で得られた刃物について、下記の評価を行った。
（母材２の硬度ＨＲＣ）
刃物から母材２の試験片を切り出し、ロックウェル硬さ試験機を用いて硬度ＨＲＣを測定した。
（母材２の硬度ＨＲＣ）
刃物から母材２の試験片を切り出し、ロックウェル硬さ試験機を用いて硬度ＨＲＣを測定した。
【0035】
（刃物の靭性）
ＪＩＳ Ｚ２２４２：２００５に準拠し、シャルピー衝撃試験機を用いて、室温（２４℃）における刃物の靭性を測定した。この評価において、８０Ｊ／ｃｍ2以上であったものを〇、８０Ｊ／ｃｍ2未満であったものを×と表す。
ＪＩＳ Ｚ２２４２：２００５に準拠し、シャルピー衝撃試験機を用いて、室温（２４℃）における刃物の靭性を測定した。この評価において、８０Ｊ／ｃｍ2以上であったものを〇、８０Ｊ／ｃｍ2未満であったものを×と表す。
【0036】
（母材２及び合わせ材３の自然電位）
刃物から母材２及び合わせ材３の試験片を切り出し、照合電極としてＳＣＥ（飽和甘こう電極）を用いて自然電位を測定した。
刃物から母材２及び合わせ材３の試験片を切り出し、照合電極としてＳＣＥ（飽和甘こう電極）を用いて自然電位を測定した。
【0037】
（刃物の耐食性）
ＪＩＳ Ｚ２３７１：２０１５に準拠して刃物の耐食性を評価した。具体的には、５質量％のＮａＣｌを含む水溶液（５０℃）を１．５ｍＬ／８０ｃｍ2／ｈの噴霧量で４８時間、刃物に噴霧し、耐食性を評価した。この評価において、発銹面積率が２０％以下のものを◎、２０％超え４０％以下のものを○、４０％超え７０％以下のものを△、７０％超えのものを×と表す。
ＪＩＳ Ｚ２３７１：２０１５に準拠して刃物の耐食性を評価した。具体的には、５質量％のＮａＣｌを含む水溶液（５０℃）を１．５ｍＬ／８０ｃｍ2／ｈの噴霧量で４８時間、刃物に噴霧し、耐食性を評価した。この評価において、発銹面積率が２０％以下のものを◎、２０％超え４０％以下のものを○、４０％超え７０％以下のものを△、７０％超えのものを×と表す。
【0038】
（刃物の切れ味）
本多式切れ味試験機を用いて刃物の切れ味を評価した。
切れ味試験は、刃物を固定し、７．５ｍｍ幅の新聞紙相当の紙（厚さ約７０μｍ）を重ねて約７５０ｇの荷重をかけながら、２０ｍｍの往復運動を行った。１往復を１サイクルとして１００サイクル実施し、完全に切断された紙の枚数を数えた。切れ味は、切断された紙の枚数が５０枚以上の場合に良好であると評価することができる。
本多式切れ味試験機を用いて刃物の切れ味を評価した。
切れ味試験は、刃物を固定し、７．５ｍｍ幅の新聞紙相当の紙（厚さ約７０μｍ）を重ねて約７５０ｇの荷重をかけながら、２０ｍｍの往復運動を行った。１往復を１サイクルとして１００サイクル実施し、完全に切断された紙の枚数を数えた。切れ味は、切断された紙の枚数が５０枚以上の場合に良好であると評価することができる。
【0039】
上記の各評価結果を表２に示す。
【0040】
【表2】
【0041】
表２に示されるように、実施例１～６の刃物は、切れ味が良好でありつつも、比較例１～１５の刃物に比べて靭性及び耐食性が良好であった。
【0042】
次に、実施例１及び４、比較例７及び１２～１５の刃物について、複合サイクル腐食試験（ＣＣＴ）後の刃物の切れ味を評価した。
複合サイクル腐食試験は、塩水噴霧（５質量％のＮａＣｌを含む水溶液（３５℃）を１．５ｍＬ／８０ｃｍ2／ｈの噴霧量で１５分間噴霧）→乾燥（温度６０℃、湿度３０％、６０分間）→湿潤（温度５０℃、湿度９５％、１８０分間）を１サイクルとして、２０サイクルまで実施した。１、５、１０及び２０サイクル後に刃物の切れ味を評価した。
なお、切れ味試験は、上記と同様にして行った。
上記の評価結果を図３に示す。
複合サイクル腐食試験は、塩水噴霧（５質量％のＮａＣｌを含む水溶液（３５℃）を１．５ｍＬ／８０ｃｍ2／ｈの噴霧量で１５分間噴霧）→乾燥（温度６０℃、湿度３０％、６０分間）→湿潤（温度５０℃、湿度９５％、１８０分間）を１サイクルとして、２０サイクルまで実施した。１、５、１０及び２０サイクル後に刃物の切れ味を評価した。
なお、切れ味試験は、上記と同様にして行った。
上記の評価結果を図３に示す。
【0043】
図３に示されるように、実施例１及び４の刃物は、比較例７及び１２～１５の刃物に比べて、複合サイクル腐食試験を行っても切れ味が低下し難かった。
【0044】
以上の結果からわかるように、本発明によれば、高硬度の母材を有しつつ、耐食性及び靭性に優れたステンレスクラッド鋼板及びその製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、切れ味が良好でありつつ、耐食性及び靭性に優れた刃物を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【0045】
本発明のステンレスクラッド鋼板は、各種刃物に用いることができる。刃物の具体例としては、一般調理用又は工作用の包丁又はナイフ；鎌、クワなどの農耕具類；メカニカルシャーなどの、金属板のせん断に使用する工業機器の刃物；布、紙、フィルムなどの裁断又は打抜き装置に用いられる刃物（例えば、トムソン刃など）；粉砕、混合又は混練に使用される装置のブレード類などが挙げられる。また、本発明のステンレスクラッド鋼板は、刃物以外にも、高強度、耐食性及び靭性などの特性が要求される各種用途（例えば、筐体、容器など）に用いることができる。
【符号の説明】
【0046】
１ ステンレスクラッド鋼板
２ 母材
３ 合わせ材
４ 外縁部
１０ パイプ
２ 母材
３ 合わせ材
４ 外縁部
１０ パイプ
【図1】
【図2】
【図3】