JPH04198421A - オーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法 - 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〉 この発明は、成形性の良好なオーステナイト系ステンレ
ス鋼帯を溶体化熱処理工程なしに安定製造する方法に関
するものである。

〈従来技術とその課題〉 通常の熱間圧延（熱延終止温度＝９００℃以上。

熱延終了後の冷却速度：１０℃／ｓ未満５巻取温度＝８
００〜６５０℃前後）で得られたオーステナイト系ステ
ンレス熱延鋼帯はオーステナイト粒界に炭化物が析出し
た鋭敏化状態にあり、そのため冷間圧延に際してこれを
そのまま酸洗すると粒界腐食を生じて品質不良を招く恐
れがある。従って、従来、オーステナイト系ステンレス
鋼帯（冷延鋼帯）を製造するに当っては１．［熱間圧延
で得られた熱延鋼帯を酸洗に先立って１１００℃付近に
加熱・保持した後ガス冷却又は水スプレー冷却等で急冷
し、炭化物を固溶させると言う溶体化熱処理Ｊが欠かせ
ず、設備２作業性、製造コスト等の面で大きな負担とな
っていた。

そこで、本発明者等は、先に、オーステナイト系ステン
レス鋼帯０時間焼鈍（溶体化熱処理）を省略する技術と
して、［熱間圧延を８５０℃以上で終了した後、直ちに
１０℃／ｃ、以上の冷却速度で急冷し５００℃以下の温
度域で巻取ることにより、熱間圧延後の炭化物析出を抑
制して鋭敏化を防止したオーステナイト系ステンレスｍ
熱延鋼帯の製造方法」を提案したく特開昭６０−２５５
９２１号）。

しかしながら、その後も続けられた各種観点からの検討
により、上記′先の提案になるオーステナイト系ステン
レス鋼熱延鋼帯の製造方法′°には次のような問題が指
摘された。即ち、パ先の提案になるオーステナイト系ス
テンレス鋼熱延鋼帯の製造方法″は確かに鋭敏化の防止
には非常に有効であるものの、このような処理を行った
場合には熱延中の残留歪が低温巻取時に回復再結晶し運
いため熱延板の硬化が著しく、そのため冷延が困難でパ
ス回数を多く必要とするので、この面からのコストアッ
プが無視できなかった訳である。

つまり、オーステナイト系ステンレス鋼が普通鋼に比べ
て変形抵抗の高いことは一般的に知られていたが、上述
した如く、熱延板焼鈍を省略した熱延板では、熱延の残
留歪により更に変形抵抗が高くなって冷延ば一層困難で
あった。

このようなことから、本発明が目的としたのは、熱延鋼
帯の焼鈍工程を省略してもなお十分に効率的な冷間圧延
を実施でき、しかも成形性の良好な製品が安定して得ら
れるようなオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造手段
を確立することであった。

（課題を解決するための手段〉 本発明者は、上記目的を達成すべく更に研究を重ねた結
果、次に示す如き新たな知見が得られた。

即ち、オーステナイト系ステンレス冷延鋼帯を製造する
工程で熱延板焼鈍を省略するだめの技術課題として 八）熱延板段階での炭化物析出の抑制。

Ｂ）冷間圧延工程での圧延荷重の低減。

を挙げることができるが、このうちの「熱延板段階での
炭化物析出の抑制」に関しては、本発明者等の先の提案
でも明らかにしたように“熱延において炭化物の析出が
抑制されて鋭敏化を生しることのない圧延終止温度、冷
却速度及び巻取り温度範囲”が存在するので、これらの
制御を実施するのが効果的である。

一方、上記「冷間圧延工程での圧延荷重の低減」に関し
ては、“冷間圧延における材料の硬化”と言う問題を解
決する必要がある。そこで、本発明者はオーステナイト
系ステンレス鋼の冷間圧延による硬化機構について検討
を加えたところ、ａ）ＳＵＳ３０４鋼や５ＵＳ３０１＠
に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼において冷
延変形抵抗が上昇するのは、冷延過程での歪の導入によ
る加工硬化のほか、歪に誘起されて析出する加工誘起マ
ルテンサイトの影響が極めて大きい。

ｂ）ところが、この硬化の主因である“加工誘起マルテ
ンサイトの析出”は温度依存性が強く、温間域での圧延
では加工誘起マルテンサイトの析出は極力少なくなる。

との事実を明らかにすることができた。

そして、オーステナイト系ステンレス鋼帯の製造に際し
て、炭化物の析出が抑制されて鋭敏化を生じることのな
い終止温度、冷却速度及び巻取り温度を選んで熱間圧延
を行うと共に、冷間圧延を硬化の主因である加工誘起マ
ルテンサイトの析出しない温度域（温間）で実施した場
合には、「熱延板焼鈍を省略しても良好な冷延作業性の
下で表面性状の優れた冷延鋼帯が得られる」ことや、「
熱延板焼鈍を省略した場合には通常は冷延焼鈍後の延性
が熱延板焼鈍を施したものに比べてやや劣るようになる
にもかかわらず、冷延を温間で実施すると延性について
も大幅な改善が見られる」ことも分ったのである。

本発明は、上記知見事項等を基にして完成されたもので
あり、 ［オーステナイト系ステンレス鋼帯を製造するに当り、
熱間圧延を８５０℃以上で終了すると共に、熱間圧延終
了後直ちに１０℃／ｓ以上の冷却速度で急冷して５００
℃以下の温度域で巻き取った後、冷間圧延に際して圧延
直前の材料を　５０〜２００℃に加熱してから圧延を行
うことにより、成形性の良好なオーステナイト系ステン
レス鋼帯を作業性良く安定して製造し得るようにした点
」に大きな特徴を有している。

ここで、本発明方法の適用対象となるオーステナイト系
ステンレス鋼は、その種類が格別に制限されるものでは
なく、ＪＴＳ規格に規定されているものを含め何れの種
類のオーステナイト系ステンレス鋼に本発明方法を適用
したとしても所望の効果が得られることば言うまでもな
い。

上述のように、本発明は、オーステナイト系ステンレス
鋼帯を製造するに際し、特定の条件で熱間圧延・巻取り
を行うことにより熱間圧延終了後の炭化物析出を抑制し
て溶体化熱処理工程を省略した場合、“熱延工程の後半
（１０００℃以下）での加工歪による硬質化”や゛冷延
工程で加工誘起マルテンサイトが析出することによる硬
質化”のため冷延が困難になるのを温間圧延により回避
し、効率良く成形性の良いオーステナイト系ステンレス
鋼帯を製造できるようにしたことを骨子としているが、
「ステンレス鋼の温間圧延」のみに関する提案は特開昭
５４．−６２１１５号公報、特開昭６３−１０００９号
公報、特開昭６４−２１０１３号公報、特開平１２１０
１０３号公報等に見られる如く、これまでにも幾つかは
なされている。

しかし、これらの提案は「熱延板焼鈍の省略を工業的に
実現する手段としての温間圧延の導入」と言う本発明に
係わる技術とは全く異なった次元のものであることは言
うまでもない。

続いて、本発明法において熱間圧延終止温度。

熱間圧延終了後の冷却速度１巻取り温度及び冷間圧延前
の加熱温度を前記の如くに限定した理由を説明する。

（ａｌ　　熱間圧延終止温度 熱間圧延終止温度が８５０℃を下回ると、圧延中、歪誘
起析出によって炭化物の析出が促進されることから、熱
間圧延終止温度は８５０℃以」二と定めた。

（ｂ）　　熱間圧延終了後の冷却速度 熱間圧延終了から巻取りまでの冷却速度が１０’Ｃ／ｃ
よりも遅いと、冷却中に炭化物の析出が生じて製品品質
の劣化を招くことから、熱間圧延終了後の冷却速度は１
０℃／ｃ以上と定めた。

（Ｃ）巻取り温度 巻取り温度が５００℃を超えると、巻取り後の徐冷中に
炭化物の析出が生じるために巻取り温度を５００℃以下
と定めた。ただ、２００℃よりも低温になると銅帯の変
形強度が高くなって巻取りが困難となることから、巻取
り温度は好ましくは２００℃を下回らない方が良い。

（ｄ）　　冷間圧延前の加熱温度 冷間（温間）圧延温度が５０℃未満であるとマルテンサ
イト量が多くて変形抵抗が大きく、従って圧延が困難な
ために多バス圧延を余儀無くされるが、圧延温度が５０
℃以上の領域では圧延荷重が目立って低減し、円滑な圧
延が可能となる。しかし、２００℃を超える温度に加熱
されるとテンパーカラーが発生するので好ましくない。

このため、冷間圧延の直前に５０〜２００℃の温度域に
加熱することと定めた。ここで、温間圧延により析出す
るマルテンサイト量は、熱延板焼鈍の有無や熱延条件に
は影響されない。

なお、第１図は、通常の５ＵＳ３０４鋼の熱延板（熱延
終止温度＝８９０℃１熱延後の冷却速度：Ｑ− １５℃／ｃ、巻取温度：４５０℃１熱延板焼鈍なし）を
用いて Ｊ　＝１．３ｘｌＯ−’／ｓ。

試験温度ニー５０〜４００℃２ で引張試験を行って得られた「試験温度とマルテンサイ
ト量及び引張強さとの関係」を示すグラフである。なお
、ここでの「マルテンサイト量」は、引張試験後の破断
部のマルテンサイト量をパフエライト量換算％”で示し
た値である。この第１図に示される結果からも、試験温
度が５０℃以上になると引張加工（変形）後のマルテン
サイトの析出が抑制され、引張強さが低下することが確
認できる。

また、先にも述べたように、冷延を上記温度域の温間で
実施すると得られる製品の延性も改善されるが、これは
次の理由によるものと考えられる。

５０℃以上の温度で温間圧延を行うと、低温巻取りによ
る残留歪が“温間圧延中に制御されながら析出する加工
誘起マルテンサイビを均一に析出させ、その結果、冷延
・焼鈍後の再結晶組織を＝　１０− 均−化、整粒化する効果により延性が向上したものと推
定される。

次いで、本発明を実施例によって更に具体的に説明する
。

〈実施例〉 連続鋳造法によって得られた５ＵＳ３０４相当鋼及び５
ＵＳ３０１相当鋼のスラブを１２５０℃に加熱した後、
第１表に示す熱延２巻取り条件にて厚さ：　４　＋ｕ＋
の熱延鋼帯を製造した。

続いて、これを熱処理することなしに酸洗した後、第１
表に示す冷延温度（噛み込み温度）に加熱してから直ち
に厚さ：０，４１ｍまで冷間圧延した。

また、比較のため、上記熱延鋼帯に１１００℃Ｘ３０秒
の熱処理を施してから酸洗し、その後これを厚さ：０．
４ｍｍまで冷間圧延する試験も行った。

この時の酸洗条件は次の通りであった。

酸洗液組成−ＨＦ：３ｗｔ％、　ＨＮ　Ｏ、：１５ｗｔ
％。

Ｈｚ　Ｏ：８２ｗｔ％、 液温・・・５０℃１ 浸漬時間・・・３０秒。

このようにして得られた冷延鋼帯につき、その表面光沢
を目視で観察し、その結果を　４ｔ−０，４’までの冷
延パス回数と共に第１表に示した。

第１表に示される結果からも明らかなように、本発明法
に従って得られた冷延鋼帯は光沢不良を生じていないの
に対して、製造条件が本発明で規定する条件から外れた
「比較法」では光沢不良が生じることを確認できる。

また、冷延温度が５０〜２００℃であったものば冷延パ
ス回数が８バス以下と良好であるが（熱延板焼鈍材ば８
パスで冷延が可能なので８パス以下の場合を良好と判定
した）、冷延温度が５０℃未満のものば冷延パス回数：
１０バス以上を必要として冷延不良であることも明らか
である。

そして、冷延温度が２５０℃のものではテンパーカラー
が付着することも分かる。

更に、［冷間圧延後に１１００℃×３０秒なる焼鈍を施
した材料Ｊにつき引張試験を行って測定した゛伸び゛を
第１表に併記したが、この結果からも、本発明法に従っ
て得られた冷延鋼帯は何れも６０％以上の伸びを示し、
直前に所定温度に加熱しないで冷間圧延を行った（温間
圧延を行わなかった）試験番号９〜１３のものより大幅
に改善されているばかりか、熱延板焼鈍を行ってから冷
間圧延（圧延温度：２５°ｃ）した試験番号１７のもの
よりも良好な値を示すことが確認される。

これらの結果からも、オーステナイト系ステンレス鋼帯
の製造工程において熱延板焼鈍を省略しても、所定の温
間圧延を組み合わせれば、良好な圧延作業性の下で十分
な伸び（成形性）を有する製品を得られることが明らか
である。

なお、本実施例では５ＬＪＳ３０４系及び５ＵＳ３０１
系の例のみを示したが、その他のオーステナイト系ステ
ンレス鋼（ＳＵＳ３１０系、５ＵＳ３１６系、５ＵＳ３
１７系等）についても同様に良好な結果が得られたこと
は言うまでもない。

く効果の総括〉 以上に説明した如く、本発明によれば、熱間圧延後の熱
延板熱処理工程を要することなく、しかも比較的簡易な
冷延工程によって表面性状並びに加工性の良好なオース
テナイト系ステンレス鋼帯を低コストで製造することが
可能となるなど、産業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、５ＵＳ３０４鋼の熱延板焼鈍省略材について
の、引張試験温度と引張強さ及びマルテンサイト量との
関係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. オーステナイト系ステンレス鋼帯を製造するに当り、熱
   間圧延を８５０℃以上で終了すると共に、熱間圧延終了
   後直ちに１０℃／ｓ以上の冷却速度で急冷して５００℃
   以下の温度域で巻き取った後、冷間圧延に際して圧延直
   前の材料を５０〜２００℃に加熱してから圧延を行うこ
   とを特徴とする、成形性の良いオーステナイト系ステン
   レス鋼帯の製造方法。