JPH02133562A - 高Ａｌ含有ステンレス鋼板の製造法 - 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、高温耐酸化性、耐食性、電熱性をイｒし＋１
１ｔ熱器の発熱帯や汚染気体を処理する触媒金属基板に
好適に使用できる高Ａｉ！ステンレス合金板の工業的製
造法に関する。

〔従来の技術］ ステンレス鋼板ばｒ１↑酸化性や耐食性に優れるのでこ
の特徴を生かして各種産業分野にて広範囲に使用されて
いるが、−層の耐酸化性を付与するには、鋼中にＡｌを
添加するのが有効である。しかし、多量のＡｌの添加は
非常に材質を跪くするため冷間圧延はもちろんのこと熱
間圧延さえも難しく１通常の圧延と焼鈍の組合わせによ
って高Ａｌステンレス鋼板を製造することは極めて困難
である。このため高Ａｌステンレス鋼板は電気抵抗が高
（、耐酸化性、耐食性に優れた材料であるにもかかわら
ず製造性が非常に悪いため充分利用されるに至っていな
い。

〔発明の目的］ 本発明の目的はかかる有益な高Ａｌステンレス鋼板を血
便且つ安価に製造する方法を６１立し、高Ａｌ含有ステ
ンレス鋼板の普及利用に資すことにある。

〔発明の構成〕

前記の目的を達成せんとする本発明の要旨とするところ
は、ステンレス鋼板または鋼帯の少なくとも片面に、含
有させるＡｌＩに相当する割合となるようにＡｌ薄板ま
たは薄帯を重ね合わせ、これをロール間に通板して積層
圧接板とし、得られた積石圧接板を、場合によってはさ
らに目標板厚まで圧延したうえ（そのさい、圧延の前ま
たは途中において２５０〜５５０“Ｃの中間焼鈍を施す
ことがを利である）、　６００〜１３００°Ｃの範囲の
温度においてＡｌ層が溶融せずに合金化する条件下の拡
散処理を施すことを特徴とする高Ａｌ含有ステンレス鋼
板または鋼帯の製造法に存する。

また本発明によれば、前記の製造法の途中に得られた積
層圧接板、焼鈍圧接板或いは圧延板を素材としてこれか
ら用途に応じた製品形状または中間製品の形状に加工し
、この加工品または半加工品を６００〜１３００°Ｃの
範囲の温度においてＡｌ層が溶融せずに合金化する条件
下の拡散処理を施すことを特徴とするＡｌ、含有ステン
レス鋼の加工品または半加工品を製造する方法が提供さ
れる。

本発明法によると、従来は困難であった３％以上のＡｌ
を含有する。場合によっては、　１０％以上ものＡｌを
含有るすステンレス鋼板が工業的に製造できる。しかも
５通常のステンレス鋼板の製造と同様に鋼帯としての工
業的製造が可能である。

本発明法によって得られた高Ａｌ含有ステンレス鋼板は
、その拡散処理の程度によって、Ａｌｉが均一に拡１１
１シた厚み方向に均一濃度の合金鋼板としたもの、また
、厚み方向にＡｅの濃度分布が異なったもの、場合によ
って筋状の合金層が介在したり最外表面層にＡｌやＣｒ
の酸化被膜をもつ特殊購逍のもの、とじて高Ａｌステン
レス鋼板が製造でき、用途に適したものが比較的簡単に
製造できるとい・う特Φがある。そして、従来では製造
が困難であった形状が複雑な高Ａｌステンレス鋼板の加
工品または半加工品でも容易に製造できる。

〔発明の詳細な 説明法で使用するステンレス鋼板または調帯（以下、ｍ
板と総称する）の成分は特に限定されず１　Ｃ含有量＞
０．０３％の通常のステンレスｔＪＡ仮が使用できるが
、Ｃｒ含有珊が多いと圧接板を得ることが困難となるこ
とがらＣｒが３０％以下のステンレス鋼板を使用するの
が望ましい。Ｃ含有量は出来るだけ低い方が望ましいが
９本発明は安価に商人２含存ステンレス鋼板を製造する
ことを目的の一つとしており、Ｃ含有量が０．０３％を
超える安価なステンレス、鋼板を出発材料に使用しても
、掻めて耐熱特性の優れた高Ａｌｉ含有ステンレス鋼板
が製造できることがわかった。

他方１本発明法で使用するＡｌ板ＣＡｌ箔または薄帯も
使用できる）は、純Ａｌ、仮であることが望ましいが１
通常の／１２板にはＦｅ、３４等が多少含有されている
。これらの元素はステンレス鋼板にも含有されているも
のであり、したがって特にこのような元素が含有されて
いても問題はなくこのような元素が３％まで含まれたＡ
４２仮でも本発明では有利に使用することができる。

このようなステンレス鋼板の片面または両面にＡｌ仮を
、目標とするＡｌ含有量となるように重ね合わせてロー
ルを用いて圧接するのであるが。

両者とも重ね合わせ面は浄化処理をしておくのが望まし
い、このロールによる重ね合わせ板の圧接工程において
、圧接圧下率が３０％未満ではステンレス綱とＡｌとの
良好な圧接状態を得ることが通常は困難である。したが
って、圧接圧下率は３０％以上とすることが必要であり
、これによって、ステンレス鋼とＡ１との積層圧接板が
得られる。

この積層圧接板の接着性向上のために焼鈍処理すること
が好ましい。この焼鈍処理は全てに必要なものではない
が、圧接板の板厚が約１．５１１＋ｍを超えるような場
合には０次工程で更に冷間圧延して板厚減少を行なうさ
いに、接着面に剥離が発生ずることかあり、これを防止
するために焼鈍を施すのが有ｆｌ＋となる。この中間焼
鈍は２５０°Ｃ以上の温度を採用しないと効果が認めら
れない。しかし５５０℃を超えると圧接板のステンレス
鋼層とＡ１層との界面に合金層が厚く発達し１次工程の
冷間圧延時にこの合金層付近にクラックが生し、このた
めに剥離がヰしたりする。この中間焼鈍の焼鈍方式とし
てはタイトコイルによるバッチ焼鈍とすることができる
。この場合、焼鈍時間は１〜２０時間程度とするのが良
い、その他の焼鈍方式でもよいが、いずれにしても冷間
圧延時の！ＩＩ　門を防止するだめには２５０°Ｃ〜５
５０°Ｃの温度範囲で実施することが必要である。

このようにして、圧接工程を経たままの積層圧接板、中
間焼鈍を施した焼鈍圧接板、或いは中間焼鈍を施すかま
たは施さないで更に冷間圧延した冷延圧接板を、目標と
するへ２量をもって製造したら１次にこれを拡散処理す
る。この拡散処理はステンレス鋼層とＡ１層とを相互に
拡散させる処理であり、　６００−１３００°Ｃの温度
範囲で施す必要がある。拡散処理温度が６００℃未満で
はＡｌの拡散が充分進行しなく、１３００°Ｃを超える
と拡散合金層において溶融層が生じる。なお、この拡散
処理時の加熱速度を速くしてＡＰの融−人以−■二の高
温まで加熱すると、約７００℃付近でＡ１層が溶融する
ことがある。このＡｌ層が）容融すると、垂れや集積に
よってＡｌの板面方向での濃度変化を発生ずる原因とな
る。したがって、このようなＡｌ層の溶融は出来るだけ
防止することが必要であり、このために、Ａ１の融点以
下の温度で加熱して４例えば５５０〜６８０°Ｃの温度
に１分間以上保持して、ＡＰ腎を融点の高い合金層にさ
せてから、−層の高温に加熱して十分な拡散処理を施す
のがよい。すなわち、６００〜１３００°Ｃの範囲の温
度においてＡｌ層が溶融ゼずに合金化する条件下の拡散
処理を施すことが７シ・要である。

この拡散処理温度と拡散処理時間の選定、さらには雰囲
気３１１整によって１種々の構成の細板製品が製造でき
る。すなわち、十分な拡散をＪト酸化性雰囲気下で行わ
せると、板厚方向に均一なＡ　１４度をもつ高Ａ７！含
有ステンレス鋼板が製造できるし、−■−分な拡散に〒
るまでの途中で処理を終えれば表層部に高Ａ　１．濃度
をもつ高Ａｌ、含有ステンレス鋼板が製造できる。また
２表面酸化を特に回避しないで１広敗焼Ｓ屯すわ、ば１
表層部に八！やＣｒなどの酸化物層がリッチに存在した
特殊な耐熱用の高ＡＰ、ステンレス鋼板が製造できる。

なお、拡散処理温度こおいて鋼板表面の性状が不良とな
った場合には、軽冷延によって歪を取り除いたり或いは
表面の研磨や光沢仕−Ｌげを行うことによって良好な表
面性状にすることができる。

このようにして１本発明法によると通常の目板の製造法
では製のが困難な高Ａｅステンレス針１仮が］−業的に
製造できる。とくに、高Ａｌ含有ステンレス鋼では冷間
１１Ｅ延はもとより熱間圧延でも圧延が困難であるが２
本発明法では加工性の良好なステンレス鋼板とＡｌ板を
、ＡＩが合金化する前の圧接状態で或いは圧（妾後の圧
延で板厚減少を行なうので目標とする薄板まで良好に冷
間で圧延することができ、場合によっては製品形状また
ば゛Ｉ″−製品形状に冷間で成形加工することができ、
しかも、Ａ７２含有〒は必要に応じてｌＯ％以」−にす
ることも可能である。したがって、特殊な用途５例えば
電気抵抗加熱用素材や高温で使用される触媒世持用金属
基板等はもと、より、−層耐熱性と耐食１゛１−に（Ｍ
れた高Ａｌ含有ステンレスＹ１板まだはシ４帯が安価に
製造できる。本発明法によって得られた高Ａｌ含有スデ
ュ／Ｌ・ス泪の耐酸化性は後記実施例に示すように１２
００°Ｃに２０００時間加熱といった過酷な条件下でも
十分なものである。従来は　ステンレス鋼に一層の耐酸
化性を付与することを目的としてＡｌを添加したステン
レス鋼を圧延・焼鈍をくり返す方法でこれを達成しよう
と試みられてきたが、この場合にはＡｌ含有が３％以下
に制限されるものであることに鑑み２本発明法がいかに
有益なものであるかが理解されるであろう。

以下に本発明の代表的な実施例を揚げ１本発明法によっ
て得られた鋼板の耐熱特性がいかに優れたものであるか
を示す。

〔実施例１〕 ワイヤーブラシ付ロールで両表面を研磨したＪＩＳ・５
ＵＳ４３０鋼板を芯材とし、　ＪＩＳ合金番号１０５０
のＡｌ板をトリクロールエタンでスプレー脱脂したもの
を皮材とした。

この芯材の両面に２第１表に示す板厚構成のもとで皮）
オを重ね合わせて、４段圧延機にかみ込ませ、第１表に
示す板厚にまで表示の圧下率で圧接圧延し、コイラーに
巻き取った。圧延速度は１０〜３０ｍ７分であった。得
られた圧接機コイルをパンチ焼鈍炉に装入し、３５０”
Ｃ×１０時間の中間焼鈍を施した後、板厚０．３０ｍｍ
にまで冷間圧延した。そして得られた圧接冷延板より６
０ｍｍの円板状試片を採取し、この円板状試片を６５０
°ＣＸ１時間保持の熱処理を施し、引続き、　１１００
℃、　１２００”Ｃの温度に大気中にて加熱す、る酸化
試験を実施した。その結果を第１表に示した。

第１表より明らかな如く、比較材である５ｔｌＳ４３０
鋼板では酸化試験温度１１００°Ｃ，１２００°Ｃとも
２５時間の試験時間において１０ｍｇ／ｃｍ”以上の酸
化増量を示すのに対し１本発明材では１２００時間の経
過においても酸化増量が前者よりも遥かに少な（、良好
な耐酸化性を示している。

１２００”Ｃにおける本発明材の酸化増量はステンレス
鋼板とＡｌ板の構成割合によって差が認められる。１０
ｍｇ／ｃｍｚ以上の酸化増量を示す時間は試＄４　Ｎ。

ｌが約７００時間、試料Ｎα２が約１２００時間、試料
Ｎα３およびＮ（Ｌ　４では約２０００時間においても
１０ｍｇ／ｃｍ”未満と非常に良好な耐酸化性を示す。

なお、圧接冷延板のＡｌが酸化試験中に均一拡散するが
その条件は１１００’ｃでは２時間であった。

〔実施例２〕 実施例１における試料Ｎ１１ｌ、Ｎｎ３の圧接圧延板を
板１’Ｘ　０　、３０　Ｉに冷間田延し、　６５０℃Ｘ
　１時間のステ、プを入れ、ひきつづき１１００℃Ｘ　
２時間の拡散処理を真空中で実施し、Ａ７！が均一に拡
散した高Ａｌステンレス網板とした。その後板形状修整
のために伸び＄１．Ｏ％の軽冷延を施した。得られた高
Ａｌステンレス網板より６（Ｊａｎの円板状試片を採取
し、大気中で１１００°Ｃ，１２００°Ｃに加熱して酸
化実験を行った。その結果を第２表に示す。

本実施例は圧接板のＡｌを均一拡散した高Ａｌステンレ
ス網板の耐酸化性を調べたものである。

第２表からも明らかな如＜　、　Ｓ［ｌ３４３０ｉ板は
酸化温度１１００°Ｃ，１２００’ｃとも２５時間未満
で１０ｍｇ／ｃ＋＋＋”以上の酸化増はを示すのに対し
、これに近い酸化増頃は、試料Ｎα１ａにおいては１１
００℃で１２００時間以上１２００″Ｃでは約７００時
間である。試料Ｎｏ、　３　ａでは１２００°Ｃで２０
００時間においてもｌｏｍｇ／ｃｎ＋”未満であり、掻
めて良好な耐酸化性を示している。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステンレス鋼板の少なくとも片面に、含有させる
   Ａｌ量に相当する割合となるようにＡｌ板を重ね合わせ
   、これをロール間に通板して積層圧接板とし、得られた
   積層圧接板を、６００〜１３００℃の範囲の温度におい
   てＡｌ層が溶融せずに合金化する条件で拡散処理を施す
   ことからなる高Ａｌ含有ステンレス鋼板の製造法。
2. （２）ステンレス鋼板の少なくとも片面に、含有させる
   Ａｌ量に相当する割合となるようにＡｌ板を重ね合わせ
   、これをロール間に通板して積層圧接板とし、得られた
   積層圧接板をさらに目標板厚まで圧延し、次いで６００
   〜１３００℃の範囲の温度においてＡｌ層が溶融せずに
   合金化する条件で拡散処理を施すことからなる高Ａｌ含
   有ステンレス鋼板の製造法。
3. （３）ステンレス鋼板の少なくとも片面に、含有させる
   Ａｌ量に相当する割合となるようにＡｌ板を重ね合わせ
   、これをロール間に通板して積層圧接板とし、得られた
   積層圧接板をさらに目標板厚まで圧延し、そのさい、こ
   の圧延の前または途中において２５０〜５５０℃の中間
   焼鈍を施し、次いで６００〜１３００℃の範囲の温度に
   おいてＡｌ層が溶融せずに合金化する条件で拡散処理を
   施すことからなる高Ａｌ含有ステンレス鋼板の製造法。
4. （４）Ａｌ板と重ね合わせるステンレス鋼板はＣ＞０．
   ０３重量％でＣｒ≦３０重量％のステンレス鋼板である
   請求項１、２または３に記載の高Ａｌ含有ステンレス鋼
   板の製造法。