JPH01208420A - フェライト系ステンレス冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、フェライト系ステンレス冷延鋼板の製造方法
、特に耐リジング性にすぐれるとともに冷間圧延時の耳
割れ発生のない加工性に優れた成形用フェライト系ステ
ンレス冷延鋼板を製造する方法に関する。

（従来の技術とその問題点） ＪＩＳの５ＵＳ４３０に代表されるフェライト系ステン
レス鋼板は、耐食性に優れ長期間にわたって美しい表面
光沢を保持しつづける上、良好な加工性を有しており、
しかもオーステナイト系ステンレス鋼に較べて安価であ
るから厨房機器、家具什器、家電器具、自動車部品等の
広汎な分野で使用されている。しかしながら、上記のよ
うな用途では、装飾性も重視されることが多く、耐食性
や成形性とともに成形後の表面性状の良さも要求される
ようになってきた。

フェライト系ステンレス冷延鋼板のプレス成形後の表面
性状を損なう現象として、リジング（「ロービング」と
呼ばれることもある）が知られている。これは、プレス
成形加工後の鋼板表面に現われる“しわ”で、表面の光
沢むらの原因となる。

リジングが発生すると、成形加工の後に更に表面研磨な
どの工数をかけてこれを除去しなければならない。

゛リジングの発生原因についての報告として、犬種［１
７％Ｃｒステンレス熱延鋼帯のりジング発生原因］日本
金属学会誌（１９６７）第３１巻Ｐ、５１９−５２５が
ある。それによれば、上記のようなフェライト系ステン
レス冷延鋼板のりジング発生の防止策については、既に
下記のような提案がなされている。

■凝固組織の微細化、等輪具化 ■熱間圧延、冷間圧延時の再結晶による結晶粒の微細化 ■二相組織とすることによる結晶粒の微細化である。

上記■の具体的手段としては、連続鋳造時の電磁攪拌、
鋳込み温度の低下、結晶微細化元素（Ｔｉ、Ｎｂ、　Ｚ
ｒ）の添加等があるが、連続鋳造の凝固組織を完全に微
細等輪具組織にすることは困難である。

■は熱延板のベル焼鈍、冷延板の中間焼鈍によって行わ
れるが、工程の増加を伴う割にはりジング防止の効果が
完全でない。

■の対策のうちには、 （イ）Ｔボテ７シャルを増すような成分調整（ロ）熱延
後のＴ域高温焼鈍（γ処理）がある。しかし、上記（イ
）はＪＩＳの成分規格上の制約があって有効な手段とは
なりえず、また、（ロ）は先に掲げた論文にも紹介され
ているが、熱延後、高温焼鈍と急冷（９００〜ｂ 冷却以上の急冷）の工程をとるため高温焼鈍設備、急冷
設備が必須である。設備費の高騰を招（。更には、リジ
ングの全くない、いわゆる「リジングレス鋼板」を得よ
うとすると、水冷（ガスジェット、どぶづけ）が必要に
なり、これにはコイルの形状不良などの問題が伴う。高
価な材料になってしまう。

（発明が解決しようとする問題点） 本件特許出願人は、先にリジング発生のないフェライト
系ステンレス鋼板を安定して量産することを目的として
熱延板の高温焼鈍、および急冷を行う新しい製造方法を
提案した。

しかし、その後の研究の結果、そのような処理を行うと
、硬質なマルテンサイト相が析出するため、冷延時に　
耳ワレ”が発生し、コイル破断と歩留りの低下を生じる
ことが判明した。

ここに、本発明の目的は、耐リジング性ばかりでなく、
冷延時の耳割れ防止を図ったフェライト系ステンレス冷
延鋼板の製造方法を提供することである。

（課題を解決するための手段） すなわち、本発明者らは、リジング対策として、フェラ
イト系ステンレス鋼板を仕上温度８５０℃以上で熱間圧
延し、圧延終了後直ちに１０℃／秒以上の冷却速度で急
冷し、５５０℃以下の温度で巻き取ることおよび酸洗後
累計圧下率５０％以上の冷間圧延を施してから焼鈍する
ことにより、追加設備を利用した高温焼鈍および急冷を
行う高価な熱処理を施さなくてもリジングが完全に防止
できることを知り、先に特願昭６２−２６９８６６号と
して提案した。

そして、その後の研究により、冷延耳側れ対策として、
熱延コイルを冷間圧延以前の工程でコイルエツジから１
１１１１１１以上、１００ｍｍ以下の範囲を５００℃以
上９００℃以下に１秒以上加熱保持したのち冷間圧延す
ることにより、冷延耳側れが効果的に防止できることを
知り、本発明を完成した。

ここに、本発明は、フェライト系ステンレス鋼を仕上温
度８５０℃以上で熱間圧延し、圧延終了後直ちに１０℃
／秒以上の冷却速度で急冷し、５５０℃以下の温度で巻
き取り、コイルエツジからｌａｍ以上１００ｍｍ以下の
範囲を巻取り温度を超えた温度域で、かつ５００℃〜９
００℃の温度範囲内の温度に１秒間以上加熱保持した後
、累積圧下率５０％以上の冷間圧延を施し、次いで焼鈍
することを特徴とする冷延性および耐リジング性に優れ
たフェライト系ステンレス冷延鋼板の製造方法をその要
旨とする。

（作用） 以下、本発明の各構成要件を、本発明者が多数の実験結
果を総合して得た新たな知見とともに順次説明する。

先ず、熱間圧延に際しては、その仕上圧延温度（Ｔｆ）
を８５０℃以上にすること、仕上圧延後巻取りまでの冷
却速度（Ｖ）を１０℃／秒以上とすること、および巻取
り温度（Ｔｃ）を５５０℃以下とすること、の３条件が
必須である。このような条件を満たして製造された熱延
鋼板は、次いで冷間圧延に付されるが、このとき累積圧
下率を５０％以上とすることも合わせて必要である。

これらの要件の組合せによって、耐リジング性の極めて
優れた鋼板が得られる理由については、未だ十分に解明
されつくしていないが、現象的には次のように説明でき
る。

Ｓ［ＩＳ　４３０に代表されるフェライト系ステンレス
鋼は熱間圧延に先立つ加熱時（１２５０〜１１００℃）
にフェライト／オーステナイト二相１ＪＩｍとなり、熱
間圧延後二相組織状態から急冷終了温度取り　（５５５
０℃）を行うと、オーステナイト相がマルテンサイト変
態によりマルテンサイト相となり、フェライト／マルテ
ンサイト二相組織となる。なお、通常の巻取り条件（６
００℃以上）では、マルテンサイト相はフェライトとカ
ーバイドに分解し、パーライト組織となる。

即ち、本発明による前記の条件で圧延された熱延鋼板（
ホットコイル）の組織は、フェライト地に硬質のマルテ
ンサイトが均一に分散した組織になっている。このよう
な組織をもつ熱延鋼板を５０％以上の累積圧下率で冷間
圧延すると、冷間圧延の過程でマルテンサイト相が加工
歪の局所的集中化に寄与し、再結晶を促進する。つまり
、耐リジング性の改善は、従来から考えられているα−
γ−Ｍの相変態によるのではなく、二相組織状態での冷
間圧延とそれによる再結晶促進によるものと推定される
。

第１図は、ＳＵＳ　４３０フエライト系ステンレス鋼板
について熱間圧延の条件を種々変え、得られた鋼板の耐
リジング性を実験した結果をまとめたものである。但し
、１００　ｋｇゼインットを鍛伸後熱間圧延では２７ｍ
ｍ厚のスラブを圧延開始温度１２００℃で圧延し、３　
、２＋ｎ＋ｎの熱延機とした。冷間圧延の条件は、累積
圧下率７５％一定とし、焼鈍条件は、８３０’ＣＸ　１
０ｍ１ｎ　−ＡＣとした。

第１図（ａ）は仕上圧延温度の影響、同（ｂ）は冷却速
度の影響、同（ｃ）は巻取り温度の影響をそれぞれ示し
ているグラフである。なお、耐リジング性の試験方法と
そのグレードを表すＡ、ＢおよびＣの基準は下記のとお
りである。

試験方法：ＪＩＳ５号引張試験片に成形後、表面を鏡面
研磨し、２０％引張変形後、目 視判定にてグレードを決めた。

グレード： Ａ：　リジング高さ５１０８ｍ Ｂ　：　　１０〜３０．ｃｒｍ Ｃ：　５３０μｍ 第１図（ａ）によれば、仕上圧延温度が８εＯ℃以上の
ときに、耐リジング性が八となる。８５０℃より低い仕
上温度では、圧延終了後直ちに急冷しても耐リジング性
改善に有効なマルテンサイトが十分には得られないもの
と思われる。

第１図（ｂ）から、耐リジング性をＡとするのに１０℃
／秒以上の冷却速度が必要であることがわかる。この冷
却速度も耐リジング性改善に寄与する硬質マルテンサイ
トの十分な生成に必要なものである。

第１図（ｃ）は、巻取り温度を５５０℃以下にする必要
のあることを示している。巻取り温度は急冷終了温度を
意味するから、従来のようにこの温度が高いということ
は、マルテンサイトの生成量が足りないことになり、仮
に熱間圧延仕上温度とその後の冷却速度が前記の条件を
満たしても、耐リジング性の改善効果が不十分になって
しまう。

第２図および第３図は、冷間圧延前のエツジ加熱条件の
影響を示すグラフである。対象鋼種および熱間圧延の基
本条件は前述の第１図の場合と同しで、仕上温度は９０
０℃、冷却速度は５０”Ｃ／秒、巻取り温度は４００℃
にそれぞれ一定とした。コイルエツジの加熱は慣用の誘
導加熱装置によって行った。

コイルエツジから１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲を５
００℃以上９００℃以下に１秒以上加熱保持することに
より、冷間圧延時の耳割れが防止できることが分かる。

加熱範囲は、耳割れの発生する領域ということで、−ｇ
にはエツジから１〜１０ｍｍ程度で十分であり、１００
ｍｍ超も加熱すると、加熱部は逆に耐リジング性が劣る
ため歩留り上好ましくない。

誘導加熱によれば加熱深さは調節可能であるが、バーナ
等により直接加熱する場合には５秒以内というように短
時間の加熱が好ましい。加熱温度は５００℃未満では効
果がない。また９００℃を越えるとやはり冷間圧延時の
耳割れは防止できない。

コイルエツジの加熱は硬質マルテンサイトの局部的分解
を促進するために行うものであって、好ましくはコイル
巻取り温度より高い温度に加熱するのである。

第４図は、冷間圧延の圧下率の影響を調べた結果を示す
グラフである。対象鋼種および熱間圧延の基本条件は前
記の第１図の場合と同じで、仕上圧延温度は９００℃、
冷却速度は、５０℃／秒、巻取り温度は４００℃とそれ
ぞれ一定とした。

第４図によれば、熱間圧延において前述の３条件を満足
していても、冷間圧延の累積圧下率が５０％未満であれ
ば、Ａグレードの耐リジング性は得られない。その理由
は、硬質のマルテンサイト相による加工歪の局所的集中
化が行われないためである。

なお、本発明の冷間圧延における圧下率とは、全て累積
圧下率を意味する。

ところで、本発明にあっては、すでに述べたように、熱
延板に累積圧下率５０％以上の冷間圧延を施した後、焼
鈍しく中間焼鈍）更に薄肉化をはかるため冷間圧延及び
焼鈍（仕上焼鈍）を行ってもよく、その場合も同様な効
果が得られる。この場合、各冷間圧延の累積圧下率が５
０％以上となれば良い。

焼鈍の条件については特に制約はない。フェライト系ス
テンレス鋼の冷延板に通常施される一般的な焼鈍条件（
８００〜ｂ えない。また必要によれば従来の高温焼鈍（９００〜ｂ 本発明の対象になるフェライト系ステンレス鋼は、ＪＩ
Ｓ　４３０　、４３４．４１０をはじめリジングが問題
になる全ての鋼種である。勿論、規格化されている鋼種
だけでなく、その改良鋼種、例えば、耐食性を改善する
ために、Ｔｉ、　Ｚｒｓ　Ｎｂｓ　Ｍｏを添加し、成形
性を改善するためにＡＱ、Ｎを添加し、耐熱性を改善す
るためにＳｉを添加した９〜２５Ｃｒ系フエライトステ
ンレス鋼などにも本発明方法は有効に適用できる。

要するに、本発明方法にかかる処理によりマルテンサイ
ト／フェライト組織となり所期の効果が発揮されるもの
であればその対象は特に制限されない。

次に、本発明を実施例によってさらに具体的に説明する
。

実施史上 第１表に示す４種のフェライト系ステンレス鋼を真空溶
解して、１２００℃にて鍛伸後、２７ｍｍ厚のスラブと
し、これを第２表に示す条件下で熱間圧延して３．２開
厚の熱延綱板を得た。熱間圧延の加熱温度は１２００℃
、圧延開始温度は約１２００℃であった。

得られた熱延鋼板を酸洗した後、誘導加熱装置を用いて
、熱延鋼板幅１００ｍｍに対して、エツジから約５ｍｌ
１１の範囲を加熱し一定時間均熱後空冷した。

次いで、０．８　ｍｍ厚に冷間圧延しく累積圧下率７５
％）、最後に８３０℃×１分−空冷の焼鈍を行った。上
記以外の製造条件は第２表に記載したとおりである。

得られた焼鈍後の鋼板について、前記の試験方法で冷間
圧延後の耳割れ発生深さ（両エツジの耳割れの最大値の
平均を求めたもの）および耐リジング性を評価した。そ
の結果を第２表に併記する。

第２表の冷延耳ワレ性および耐リジング性評価の欄に示
されるように、耳ワレがなく、耐リジング性がグレード
八になるのは熱間圧延の仕上温度、その後の冷却速度、
巻取り温度、エツジ加熱温度　　。

ならびに冷間圧延の圧下率の全てが本発明で定める条件
を満たす場合である。

例えば、試験Ｎ１１〜４によれば、仕上温度８５０℃以
上で耐リジング性はＡグレードとなる。一方、同阻５〜
６によれば、仕上後の冷却速度が５℃／秒と遅い場合、
耐リジング性はＢグレードと劣る。

また、同階７〜ＩＯによれば、巻取り温度が５５０℃以
下の場合、耐リジング性はＡグレードを示すが、６００
℃以上ではＢ−Ｃグレードにまで劣化する。

試験１ｋ１１〜１７は冷間圧延前のエツジ部加熱条件の
影響を示すが、そのときの加熱条件、特に温度は冷間圧
延時の耳ワレに影響し、加熱温度が１０００℃と高い場
合、あるいは４００℃と低い場合、あるいは６００℃で
も０．３秒と短い場合、冷間圧延時の耳ワレ発生が認め
られた。

試験光１８〜１９は、冷延率の影響を示すが、累積圧下
率が４０％と低い場合、それ以外の条件は全て本発明の
範囲を満足しても耐リジング性はＢグレードと劣ってい
る。

試験１１ｈ２０〜２１は、Ｂ鋼、Ｃ綱の例を示すが同様
な効果が確認された。

実施班１ 実施例１における試験光２と全く同じ熱延条件のものを
ガスバーナを用いてコイルエツジ部（５ｍｍ以内）を６
００℃×２秒加熱したのち７５％の冷間圧延したが耳ワ
レ発生は全くなく同様な効果が確認できた。

実施例３ 実施例１における試験光２の熱間圧延条件により得られ
た熱延板を１０００°Ｃ×１分−（任なる従来から知ら
れている高温熱処理を施したのち、誘導加熱装置を用い
てエツジから５＋ｎｍの範囲を６００℃×２秒加熱処理
を行った。次いで７５％の冷間圧延を行ったが、耳ワレ
発生は全くな←耐リジング性もＡと良好であった。

（発明の効果） 本発明方法によれば、実際上りジング発生のおそれがな
いばかりか、耳ワレ発生もみられないフェライト系ステ
ンレス鋼板を製造することができる。本発明方法によっ
て得られるフェライト系ステンレス鋼板は、その本来の
耐食性、加工性において従来のものと全く同等であり、
その上に上記の優れた耐リジング性ならびに両耳ワレ性
をもつから、製造コストの顕著な低下をもたらし、実用
上の意義は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図ｔａ）〜＋Ｃ）は、それぞれ、熱間圧延の仕上圧
延温度、冷却速度、および巻取り温度の耐エツジング性
に及ぼす影響を示すグラフ： 第２圓および第３図は、それぞれｆｉＩ扱エツジ部加熱
温度および時間と冷間圧延後の耳ワレ発生との関連を示
すグラフ；および 第４図は、冷間圧延の圧下率の耐エツジング性に及ぼす
影響を示すグラフである。 兵ｌ凹 （。）　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）　　　　　
　　　　　　　　　とＣノ１し４閏 ・金、速圧下寺（〃）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）フェライト系ステンレス鋼を仕上温度８５０℃以
   上で熱間圧延し、圧延終了後直ちに１０℃／秒以上の冷
   却速度で急冷し、５５０℃以下の温度で巻き取り、コイ
   ルエッジから１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲を巻取り
   温度を超えた温度域で、かつ５００℃〜９００℃の温度
   範囲内の温度に１秒間以上加熱保持した後、累積圧下率
   ５０％以上の冷間圧延を施し、次いで焼鈍することを特
   徴とする冷延性および耐リジング性に優れたフェライト
   系ステンレス冷延鋼板の製造方法。
2. （２）上記の焼鈍を行ってからさらに冷間圧延および仕
   上げ焼鈍を行う請求項（１）記載の方法。