JP2000256748A - 耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents
耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法Info
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Abstract
た耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を
製造する技術を確立すること。 【解決手段】γpが50〜70%のフェライト系ステンレス
鋼のスラブを、α+γ2相域の温度に加熱し、次いで、
その2相温度域において、少なくとも2パス以上で合計
圧下率が50%以上、そして圧下率が20%以上のパスが総
パスの 1/2 以上である熱間粗圧延を行い、次に、再結
晶しない温度において、少なくとも2パス以上で合計圧
下率が50%以上になる熱間仕上圧延を行い、その後、回
復しない温度域まで冷却することにより、耐リジング性
に優れたフェライト系ステンレス鋼板を製造する方法。
Description
極めて少ない耐リジング性に優れたフェライト系ステン
レス鋼板の製造方法、とくにスラブを (α+γ) 2相域
に加熱抽出したのち、前記高温粗圧延−低温仕上圧延す
ることにより、深絞り性と加工による耐肌荒れ性に優れ
たフェライト系ステンレス鋼板を製造する方法に関する
ものである。
ェライト系ステンレス鋼の薄鋼板を引張り加工や深絞り
加工した場合に、その鋼板表面の圧延方向に沿って発生
した畝状の起伏 (細長いすじ状の凹凸) のことであり、
フェライト系ステンレス鋼の鋼板に特有の現象である。
(JIS-SUS430など) は耐食性に優れ、長期間にわたって
美しい表面光沢を保持すると共に、良好な加工性を有
し、しかも、オーステナイト系ステンレス鋼等に比べる
と安価であることから、厨房器具、家電用電気機器、自
動車部品等の広い分野で使用されている。このように、
フェライト系ステンレス鋼は、主として装飾性を要する
用途に供されることが多いため、耐食性やプレス加工性
はもとより、加工後の表面性状の美麗さも大切な要件と
なる。ことに、フェライト系ステンレス鋼は、円筒や角
筒などの絞り加工用材料として使用されるが、製造方法
に起因する材料特性が悪いと、成形加工時に上述したリ
ジングが現れ、表面の美観を損ねるばかりでなく、ひど
い場合にはこれが原因となって、成形中に割れが発生す
るという問題があった。
生を軽減しあるいは消滅させ得るようなフェライト系ス
テンレス鋼を製造することが大きな研究課題となってい
る。そうしたリジングの発生防止技術については、従来
より多くの研究があり、なかでもリジングの発生防止の
ために均一な再結晶組織をもつ熱延板を製造する方法が
注目されている。例えば、 特公昭45−34016 号公報には、低温で熱間圧延を施
し、ついで 800〜830 ℃の箱型焼鈍を施し、その後冷間
圧延、仕上げ焼鈍を行うことにより、耐リジング性を向
上させるという方法が開示されている。 特公昭57−61096 号公報には、異形ロール圧延機に
より圧下率20%以上の熱間圧延を施した後、熱延板焼
鈍、冷間圧延、仕上げ焼鈍を施す方法が開示されてい
る。 特開平 1−111816号公報では、 850℃以上で熱間圧
延し、ただちに10℃/秒以上の速度で冷却し、そして 5
50℃以下の温度で巻き取ることによりフェライトとマル
テンサイトの2相組織とし、その後累積圧下率50%以上
の冷間圧延を施す方法が提案されている。 特開平 7−84617 号公報では、粒径:0.9 mm以下の
等軸晶が板厚の70%以上を占める連鋳スラブを鋳造し、
このスラブを1100〜1000℃において圧下率40%以上の熱
間圧延を施した後、熱延板焼鈍、冷間圧延、仕上げ焼鈍
を施す方法が提案されている。 特開平 7−118754号公報では、フェライト系ステン
レス鋼の成分設計に当たって、ガンマポテンシャル (γ
p) を高め、そして加熱を1100〜1220℃の温度で行い、
950〜1050℃の温度で熱間仕上圧延を行い、そして 450
〜800 ℃の温度で巻き取りを行ってから脱スケール処理
を行い、その後70%以上のトータル圧下率で冷間圧延を
行うという方法を提案している。
全製造工程中、局部的な対策, 即ち、鋳造工程や熱間圧
延工程あるいは焼鈍工程等のいずれかの処理を対象とし
て改善提案しており、十分な対策になっていない。しか
も、これらの各処理の内容についても、耐リジング性を
直接的な解決課題とする技術ではなく、それ故にリジン
グの低減対策として十分とは言えないのが実情である。
ス鋼の薄鋼板に発生するリジング発生原因については、
主として、板に存在している不均一組織 (コロニー組
織) に起因するという共通した認識がある。たとえば、
連続鋳造スラブの柱状晶は普通の熱間粗圧延や熱間仕上
圧延の工程だけでは十分に壊わすことができない。従っ
て、このような熱延鋼板に対し、熱延板焼鈍や冷間圧延
を施したとしても、コロニー組織が残存する限りリジン
グの発生を確実に阻止できるような鋼板を得るのは難し
いのが実情である。そこで、本発明の目的は、リジング
の発生原因を突き止めることにより、従来のSUS 430 製
造技術の下では得られなかった耐リジング性に優れたフ
ェライト系ステンレス鋼板を製造する技術を確立するこ
とにある。
の実現に向け鋭意研究を重ねた結果、フェライト系ステ
ンレス鋼のスラブの等軸晶率を向上させたり、熱間圧延
時に連続鋳造スラブの柱状晶を確実に分断 (破壊) させ
ると、上記リジングの発生を軽減ないし阻止できること
を知見した。そこで本発明では、主として、熱間圧延に
おいてオーステナイト相を析出させかつ再結晶しないよ
うにコントロールし、一方で、析出したそのオーステナ
イト相の量を制御することにより、リジングの発生原因
となる帯状組織を分断させ、このことによりリジングを
大幅に軽減するようにした。
ために本発明では、以下に述べる点についてさらに検討
した。すなわち、リジングの発生をさらに抑制するため
に必要な成分組成、鋳造組織、加熱条件、熱延条件 (粗
熱延条件、仕上熱延条件) 、冷延条件について検討した
ところ、 成分組成としては、C≧0.02wt%のフェライト系ス
テンレス鋼に対するγ相の最大析出量を表わす指標であ
るガンマポテンシャル (γp ) を高めること、 鋳造組織については、連続鋳造スラブの等軸晶率を
アップさせること、 加熱条件としては、フェライトとオーステナイトと
の2相 (α+γ) 域での加熱を行うことによりより多く
のγ相を析出させること、 熱延条件としては、2相 (α+γ) 域にて粗圧延を
行うことにより、鋳造組織 (柱状晶) を分断させた後、
低温の仕上圧延により、熱間圧延板に所定の歪みを蓄積
させ、次工程の熱延板焼鈍に際して再結晶させることに
よって熱延板の組織をランダム化させること、などを採
用することが、耐リジング性に優れるフェライト系ステ
ンレス鋼板の製造に効果的であることを見出し、本発明
を完成した。
てトータルの圧下率を大きくすることによって、歪みの
蓄積をさらに高め、最後の製品の焼鈍過程において再結
晶させることによって、製品板の結晶方位のランダム化
と結晶粒の微細化を実現しその後、必要に応じて調質圧
延を施すことによって、耐リジング性のさらなる向上を
はかることができる。
は、C:0.02〜0.10wt%、Si:0.1 〜1.0 wt%、Mn:0.
1 〜1.0 wt%、P:0.040wt%以下、S:0.020 wt%以
下、Cr:15.0〜18.0wt%、N:0.02〜0.06wt%、Ni:0.
1 〜0.6 wt%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物
からなり、かつγpが下記(1) 式を満足する成分組成の
フェライト系ステンレス鋼の連続鋳造スラブを、モール
ドからの抽出時に、鋳片厚の15%以上 (好ましくは20%
以上、より好ましくは25%以上) が等軸晶である凝固組
織を有する連続鋳造スラブを調整し、そして、このスラ
ブを熱間粗圧延および熱間仕上圧延して熱延板とし、次
いで通常の焼鈍および冷間圧延することによりフェライ
ト系ステンレス鋼板とする方法において、上記フェライ
ト系ステンレス鋼のスラブを、フェライトおよびオース
テナイト2相 (α+γ) 域の温度に加熱し、次いで、そ
の2相温度域において、少なくとも2パス以上で合計圧
下率が50%以上、そして圧下率が20%以上のパスが総パ
スの 1/2 以上である熱間粗圧延を行い、次に、再結晶
しない温度域において、少なくとも2パス以上で合計圧
下率が50%以上になる熱間仕上圧延を行い、その後、回
復しない温度域まで冷却することを特徴とする耐リジン
グに優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法であ
る。 50.0≦γp =288C-54Si+7.5Mn+22Ni-18.75Cr+350N+338.5 ≦70.0 ……(1)
50℃の温度で加熱し、圧延開始温度を1000℃以上、圧延
終了温度を 950℃以上とし、かつ各パスの間隔が10秒以
下である多パス熱間粗圧延を行い、その熱間粗圧延後、
次工程の熱間仕上圧延を開始するまでの間を 1.2℃/mi
n 以上の速度で冷却し、圧延温度が 900℃を超えない温
度にて、しかも各パスの間隔を5秒以下として復熱によ
る再結晶が起こらない熱間仕上圧延を行い、その後、回
復しない温度である700 ℃以下の温度で巻取るようにし
て、耐リジングに優れたフェライト系ステンレス鋼を製
造することが好ましい方法である。
後、熱延板焼鈍を含む1回または中間焼鈍を挟む2回以
上の冷間圧延において、合計で60%以上の圧下率で冷間
圧延を行い、そして最終焼鈍と脱スケール処理、または
光輝焼鈍を行い、さらに必要に応じ調質圧延を行うよう
にして、耐リジングに優れたフェライト系ステンレス鋼
板を製造することが好ましい方法である。
タンドの入・出側にファーネスコイラーを具えるステッ
ケルミル, 即ち、通常の方法では1パスごとにコイラー
に巻込まれたコイルが再結晶温度以上に復熱して、自然
に加工歪みが除かれ、再結晶するようなステッケルミル
による熱間仕上圧延方法に適用することが好適である。
また、タンデムミルにも応用することができる。
て、適用される鋼種、すなわち出発材料 (スラブ) は下
記の成分組成のものを連続鋳造して用いる。 C:0.04〜0.10wt% Cは、γp に及ぼす影響が大きく、上記(1) 式を満足す
るように成分設計するには、0.04wt%未満では、他のオ
ーステナイト生成元素を多く添加しなければならず、コ
ストアップ、強度低下あるいは製造性と成形性の劣化を
招く。一方、0.1 wt%以上の含有量は、Cr炭化物をより
多く析出することによって、耐食性が劣化すると共に加
工性も悪くなる。従って、適正バランスにするためのC
の含有量は、0.04〜0.10wt%である。好ましくは、0.05
〜0.07wt%である。
系ステンレス鋼に含有されている程度の0.1 〜1.0 wt%
とした。好ましくは 0.1〜0.4 wt%である。
性と強度を確保するため 0.1〜1.0 wt%とした。好まし
くは0.2 〜0.7 wt%の範囲である。
で、0.040 wt%以下にすることが望ましい。
で、0.020 wt%以下、より好ましくは 0.010wt%以下に
する。
のため必要不可欠な成分であり、最低限15wt%の添加が
必要である。しかし、その含有量が18wt%を超えるとγ
p が小さくなり、コストが高くなる。
は、Cr窒化物を生成し粒界腐食の原因となる。また、γ
p に及ぼす影響も大きく、上記(1) 式を満足するために
は0.02〜0.06wt%とすることが必要である。好ましく
は、0.03〜0.05wt%である。
の添加範囲は 0.1〜0.6 wt%とした。好ましくは、0.02
〜0.05wt%である。
レス鋼のスラブは、上述した成分組成にするだけでは十
分でなく、さらに柱状晶を分断するのに必要な量のγ相
を析出させるために、γpの制御が有効である。このγ
pは、下記(1) 式で表される数値が50〜70となるように
制御する。 50.0≦γp =288C-54Si+7.5Mn+22Ni-18.75Cr+350N+338.5 ≦70.0 …(1)
未満ではγの析出量が少なく、γ相の析出による熱延板
組織のランダム化効果が小さく、一方、γp が70超では
ガンマ相の析出量が多すぎて製造性が劣化する。従っ
て、要求品質を満たすレベルの耐リジング性を得るには
γp は50〜70の範囲にすることが必要である。なお、図
中のリジングレベルAとはWCM<25μm、Bとは25μ
m≦WCM<35μm、Cとは35μm≦WCM<45μm、
DとはWCM≧45μmである。 (測定長さ:20mm)
から抽出するとき、該スラブの少なくとも中心部に等軸
晶凝固組織を有し、特にその等軸晶の部分が板厚の15%
以上を占める連続鋳造スラブを用いることが必要であ
る。一般に、リジングは、連続鋳造スラブに形成される
柱状晶凝固組織に起因し、この組織が冷却の過程で相変
態することなく鋳造組織のまま存在し、これが熱延、冷
延を経た後も完全には破壊されずに残存して集合組織を
形成するためと考えられる。そこで本発明では、リジン
グの軽減対策として、リジング発生の根本原因である連
鋳スラブの柱状晶組織を低減し、等軸晶凝固組織の割合
を上げることにした。とくに、このスラブの等軸晶率が
板厚の15%以下ではリジング軽減の効果が小さいため、
15%以上とした。好ましくは20%以上、より好ましくは
25%以上にすることが望ましい。
1150℃以下の温度に加熱することが特徴である。上記成
分の組成にかかるフェライト系ステンレス鋼というの
は、図2のFe−Cr状態図に示すように、C:0.05wt%,
N:0.03wt%, Cr:16wt%のものにおいて、γ相の温度
領域は 850〜1200℃に存在する。それを1050〜1150℃の
温度域に加熱するということはフェライトとオーステナ
イトの2相 (α+γ) 域で加熱することになる (α単相
域抽出では≧1200℃) 。このような領域で加熱する理由
は、γ相を多く析出させることによって、熱間圧延の段
階で柱状晶を分断, 破壊し、リジングの発生を阻止しや
すくするためである。もし、スラブを上記の範囲以外の
温度域に加熱すると、熱間粗熱延中のγ相量が少なくな
り、リジング低減効果が少なくなる。
るために、2相 (α+γ) 温度域において、少なくとも
2パス以上 (好ましくは5〜7パス程度) で合計圧下率
が50%以上, 好ましくは65%, より好ましくは75%以
上、そして圧下率が20%以上のパスが総パスの 1/2 以
上 (好ましくは25%以上のパスが、総パス数の1/2 以
上、より好ましくは30%以上のパスが総パス数の1/2 以
上) である熱間粗圧延を行う。この理由は、 (α+γ)
2相域において必要な塑性変形量を確保し柱状晶をより
効果的に分断するためである。
始温度を1000℃以上, 好ましくは1050℃以上、圧延終了
温度を 950℃以上, 好ましくは1000℃以上とし、かつ各
パスの間隔, とくに板厚が初期スラブ厚の1/4 以下にな
るまでのパス時間が10秒以下である多パスにおいて、圧
下率が20%以上 (好ましくは25%以上、より好ましくは
30%以上) のパスを総パスの1/2 以上とする熱間粗圧延
を行い、その熱間粗圧延後、次工程の熱間仕上圧延を開
始するまでの間を 1.2℃/min 以上の速度で冷却する多
パスの圧延を行う。このような多パスの熱間粗圧延を行
う理由は、圧延開始の温度が1000℃以下になると、多量
のγ相を析出するため、α相の再結晶が困難になるから
である。また、上記パス間の時間を10秒以下にする理由
は、10秒以上では温度の低下を招くと共にγ相の含有量
が減少し、リジングの低減効果が減少するからである。
そして、この熱間粗圧延の最終パス前または最終パス
後、1.2 ℃/min 以上の速度で 850℃以下の温度に冷却
して熱間仕上圧延する理由は、低温で熱間仕上圧延を行
うためである。即ち、850 ℃以下に冷却しないと、この
熱間仕上圧延中に熱延板の最高温度が復熱によって900
℃超になり、熱延板組織の一部分が回復し、耐リジング
性が劣化するからである。
行う。この理由は、熱延板焼鈍時に再結晶に必要な変形
歪みを蓄積することにある。即ち、熱間仕上圧延中の熱
延板の最高温度は 900℃以下 (好ましくは 850〜700
℃) の温度で2以上のパス (好ましくは5〜7パス) で
合計50%以上 (好ましくは65%以上、より好ましくは75
%以上) の累計圧下率の多パス熱間仕上圧延を行うため
である。また、このときの合計圧下率が50%未満では、
熱延板における変形歪みの蓄積量が少なく、次の熱延板
焼鈍にて均一な再結晶が得られないため、耐リジング性
が劣化する。
得られる熱延板の歪み解放を最小限に止めるには、巻取
り温度を 700℃以下 (好ましくは 650℃以下、より好ま
しくは 600℃以下) にして巻き取ることが必要である。
して熱間圧延を終了した後は、熱延板焼鈍を経て1回の
冷間圧延または中間焼鈍を挟む2回以上の累計圧下率が
60%以上の冷間圧延を行い、最終焼鈍と脱スケール、ま
たは光輝焼鈍を行い、その後必要に応じて調質圧延を行
うことにより、耐リジング性に優れた、即ちリジングが
発生しないフェライト系ステンレス鋼板を製造する。
ェライト系ステンレス鋼を製造する実施例について説明
する。表1に示す化学成分を有するフェライト系ステン
レス鋼を、転炉 (AOD)で溶解し、これを連続鋳造し
て中心部は板厚の30%以上が等軸晶である200 mm厚さの
連続鋳造スラブとした。次に、表2に示す条件で熱間圧
延を行い熱延コイルとした。なお、この熱間圧延の粗圧
延は、5、7パスで 200mm〜25mmまで圧延し、仕上圧延
は5パスで25mmから6mmまでの圧延を行った。得られた
熱延板を 820℃の温度でベル焼鈍し、中間焼鈍を挟む2
回冷延で 0.6mm厚の冷延板を製造した。熱延板の断面組
織ならびに冷延板のリジング評点を表2に併記した。リ
ジング評点は前述した基準による。
本発明例についてはいずれもうねり(WCM)が25μm
以下でリジングの発生は極めて少ないが、比較例につい
ては、加熱温度が本発明の範囲を外れる例:No. 5,
9,10、仕上圧延温度が 900℃を超えて高い例:6,
9,11、パス時間間隔が長く、粗圧延の終了温度が低い
例:No. 7、巻取り温度が高い例:No. 8は、WCMが
いずれも30μmを超え、リジングの発生が認められた。
ジングが極めて少ないフェライト系ステンレス鋼を安価
にかつ確実に製造することができる。
フである。
の状態図である。
Claims (5)
- 【請求項1】Cの含有量が0.02〜0.10wt%であるフェラ
イト系ステンレス鋼のスラブを、フェライトおよびオー
ステナイト2相 (α+γ) 域の温度に加熱し、 次いで、その2相温度域において、少なくとも2パス以
上で合計圧下率が50%以上、そして圧下率が20%以上の
パスが総パスの 1/2 以上である熱間粗圧延を行い、 次に、再結晶しない低温度において、少なくとも2パス
以上で合計圧下率が50%以上になる低温熱間仕上圧延を
行い、その後、回復しない温度域まで冷却すること、を
特徴とする耐リジング性に優れたフェライト系ステンレ
ス鋼板の製造方法。 - 【請求項2】請求項1に記載の方法において、フェライ
ト系ステンレス鋼のスラブとして、中心部に等軸晶凝固
組織を有し、かつその等軸晶の部分が板厚の15%以上を
占める連続鋳造スラブを用いることを特徴とする耐リジ
ング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方
法。 - 【請求項3】上記スラブの2相域加熱は、1050〜1150℃
の温度で行い、 熱間粗圧延は、圧延開始温度を1000℃以上、圧延終了温
度を 950℃以上とし、かつ各パスの間隔が10秒以下であ
る多パス圧延を行い、 その熱間粗圧延後、次の熱間仕上圧延を開始するまでの
間を 1.2℃/min 以上の速度で冷却してから、 900℃を超えない温度にて、しかも各パスの間隔を5秒
以下として復熱による再結晶が起こらない熱間仕上圧延
を行い、 そして、回復しない温度である700 ℃以下の温度で巻取
ること、を特徴とする請求項1または2に記載の製造方
法。 - 【請求項4】請求項1〜3のいずれか1項に記載した熱
間圧延の後、熱延板焼鈍を含む1回の冷間圧延、または
中間焼鈍を挟む2回以上の、合計圧下率で60%以上にな
る冷間圧延を行い、その後最終焼鈍または光輝焼鈍を行
い、さらにその後、必要に応じて調質圧延を行うことを
特徴とする耐リジング性に優れたフェライト系ステンレ
ス鋼板の製造方法。 - 【請求項5】フェライト系ステンレス鋼スラブの成分組
成が、C:0.02〜0.10wt%、Si:0.1 〜1.0 wt%、Mn:
0.1 〜1.0 wt%、P:0.040 wt%以下、S:0.020 wt%
以下、Cr:15.0〜18.0wt%、N:0.02〜0.06wt%、Ni:
0.1 〜0.6 wt%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純
物からなり、かつ下記(1) 式で表されるガンマポテンシ
ャル (γp) を満足するものであることを特徴とする請
求項1〜4項のいずれか1項に記載の製造方法。 50.0≦γp =288C-54Si+7.5Mn+22Ni-18.75Cr+350N+338.5 ≦70.0 ……(1)
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|---|---|---|---|
| JP05942599A JP3917320B2 (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3917320B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001316775A (ja) * | 1999-12-03 | 2001-11-16 | Kawasaki Steel Corp | 耐リジング性および成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板ならびにその製造方法 |
| JP2010270399A (ja) * | 2010-07-08 | 2010-12-02 | Nippon Metal Ind Co Ltd | 耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造方法 |
| JP2016113670A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | Jfeスチール株式会社 | フェライト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
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1999
- 1999-03-05 JP JP05942599A patent/JP3917320B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2010270399A (ja) * | 2010-07-08 | 2010-12-02 | Nippon Metal Ind Co Ltd | 耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造方法 |
| JP2016113670A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | Jfeスチール株式会社 | フェライト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
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