JPH0435551B2 - - Google Patents
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- JPH0435551B2 JPH0435551B2 JP11950682A JP11950682A JPH0435551B2 JP H0435551 B2 JPH0435551 B2 JP H0435551B2 JP 11950682 A JP11950682 A JP 11950682A JP 11950682 A JP11950682 A JP 11950682A JP H0435551 B2 JPH0435551 B2 JP H0435551B2
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Description
（産業上の利用分野）
本発明は、耐食性、機械的性質及び溶接特性の
すぐれた安価なステンレス鋼に関するものであ
る。 （従来の技術） ステンレス鋼の用途が拡大するのに伴つて、耐
食性、機械的性質に優れ、鋼薄板としての加工性
にすぐれた安価なステンレス鋼を供給することが
望まれている。 従来、これら用途への材料としてSUS304鋼
（18％Cr−８％Ni鋼）やSUS430鋼（17％Cr鋼）
が知られているが、近来、さらに安価で、これら
ステンレス鋼に比し同等以上の特性を有するステ
ンレス鋼を提供することが要請されている。 （発明が解決しようとする課題） 本発明は、高価な合金元素を多量に添加するこ
となく、耐食性、機械的性質、及び溶接性に優れ
た安価なステンレス鋼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） 本発明の要旨とするところは、下記のとおりで
ある。 (1) 重量で、Ｃ≦0.030％、Si≦2.0％、Mn≦0.5
％、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦0.002％、Cr：11.5〜15
％、Ni≦１％、Al≦0.2％、Ｎ≦0.05％、Ｏ≦
0.005％を含み、残部はFeおよび不可避的不純
物からなり、 Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18％ γp＝420C＋470N＋23Ni＋7Mn−11.5Cr−11.5Si−52Al
＋189≧15％ なる関係式を満足する成分組成を有することを
特徴とする耐食性、加工性及び溶接特性のすぐ
れたステンレス鋼。 (2) 重量で、Ｃ≦0.030％、Si≦2.0％、Mn≦0.5
％、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦0.002％、Cr：11.5〜15
％、Ni≦１％、Al≦0.2％、Ｎ＝≦0.05％、Ｏ
≦0.005％を含み、さらにMo≦１％、Cu≦0.5
％の１種または２種を含有し、残部はFe及び
不可避的不純物からなり、 Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18％ γp＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn−11.5Cr −11.5Si−12Mo−23V−47Nb−49Ti−52Al＋189≧15
％ なる関係式を満足する成分組成を有することを
特徴とする耐食性、加工性及び溶接特性のすぐ
れたステンレス鋼。 (3) 重量で、Ｃ≦0.030％、Si≦2.0％、Mn≦0.5
％、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦0.002％、Cr：11.5〜15
％、Ni≦１％、Al≦0.2％、Ｎ≦0.05％、Ｏ≦
0.005％を含み、さらにMo≦１％、Cu≦0.5％
の１種または２種を含有し、さらにTi≦0.3％、
Nb≦0.3％、Ｖ≦0.7％の１種または２種以上を
含有し、残部はFe及び不可避的不純物からな
り、 Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18％ γp＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn−11.5Cr −11.5Si−12Mo−23V−47Nb−49Ti−52Al＋189≧15
％ なる関係式を満足する成分組成を有することを
特徴とする耐食性、加工性及び溶接特性のすぐ
れたステンレス鋼。 (4) 重量で、Ｃ≦0.030％、Si≦2.0％、Mn≦0.5
％、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦0.002％、Cr：11.5〜15
％、Ni≦１％、Al≦0.2％、Ｎ≦0.05％、Ｏ≦
0.005％を含み、さらにMo≦１％、Cu≦0.5％
の１種または２種を含有し、さらにＢ≦0.01％
を含有し、残部はFe及び不可避的不純物から
なり、 Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18％ γp＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn−11.5Cr −11.5Si−12Mo−23V−47Nb−49Ti−52Al＋189≧15
％ なる関係式を満足する成分組成を有することを
特徴とする耐食性、加工性及び溶接特性のすぐ
れたステンレス鋼。 (5) 重量で、Ｃ≦0.030％、Si≦2.0％、Mn≦0.5
％、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦0.002％、Cr：11.5〜15
％、Ni≦１％、Al≦0.2％、Ｎ≦0.05％、Ｏ≦
0.005％を含み、さらにMo≦１％、Cu≦0.5％
の１種または２種を含有し、さらにTi≦0.3％、
Nb≦0.3％、Ｖ≦0.7％の１種または２種以上お
よびＢ≦0.01％を含有し、残部はFe及び不可避
的不純物からなり、 Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18％ γp＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn−11.5Cr −11.5Si−12Mo−23V−47Nb−49Ti−52Al＋189≧15
％ なる関係式を満足する成分組成を有することを
特徴とする耐食性、加工性及び溶接特性のすぐ
れたステンレス鋼。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明者等は、高価な合金元素を多量に添加す
ることなく、SUS304鋼等と同等以上の耐食性、
機械的性質、鋼薄板としての加工性、たとえばプ
レス成形性を有するステンレス鋼を得る手段につ
いて研究を重ねた結果、鋼を高純化することによ
つて、ステンレス鋼の耐食性を飛躍的に向上せし
め得ることを見出した。本発明者等は、この知見
に基づいて、低Cr鋼でありながらSUS430鋼（17
％Cr鋼）に匹敵する耐食性を有するステンレス
鋼の開発が可能であることを解明した。前記低
Cr鋼は軟質であるから、従来、ステンレス鋼の
冷間圧延に用いられている小径ワークロール多段
圧延機、たとえばセンジマー・ミルによつて圧延
することが必須ではなくなるから、生産性が格段
に高い普通鋼冷間圧延用のタンデム・ミルで容易
に圧延することができる。また、最終焼鈍もバツ
チ式の箱焼鈍ではなくて、生産性が格段に高い普
通鋼用の高速連続焼鈍ラインで処理することが可
能となる。而して、本発明鋼は、ステンレス鋼薄
板製造のための専用工程によらなくて、普通鋼製
造プロセスによつて製造することが可能となるか
ら、労働生産性、設備生産性を格段に高くするこ
とができ、製造コストを大幅に低減できる。 本発明者等はさらに、 (1) 耐食性や耐銹性が、SUS430鋼と同等以上で
あること、 (2) 鋼薄板としての加工性が、SUS430鋼と同等
以上であること、 (3) 溶接性や溶接部の耐食性等の特性が、
SUS430鋼と同等以上であること、 を目標特性とし、研究を進めた結果、本発明を完
成するに至つた。 以下に、本発明の要点を説明する。 本発明者等は、Cr含有量９％から19％程度ま
での広い範囲のCr合金について、ステンレス鋼
が具備すべき諸特性を検討した。その結果、上記
３つの条件を満たす合金は、Crが11.5〜15％で不
純物が極めて少ない高い純度の合金であることを
解明した。不純物の許容含有量は、Ｃ≦0.030％、
Ｓ≦0.002％、Ｐ≦0.020％、Ｏ≦0.005％である。
Ｓを20ppm以下、望ましくは10ppm以下に低減す
ると、低Cr鋼であつてもすぐれた耐食性や耐銹
性を発揮する。 第１図に、Cr含有量と鋼の発銹ランクの関係
を、Ｓ含有量水準別に示す。第１図から明らかな
ように、Ｓ含有量が20ppm以下（合金(2)）になる
と、14％Cr鋼で17％Cr鋼に匹敵する耐銹性を発
揮する。 合金(3)は、Ｓ含有量を7ppmとし、Ｃ含有量を
0.01％としたものであり、Cr含有量が14％に達す
るまで極めてすぐれた耐銹性を発揮するが、Cr
含有量が15％を超えると、高温域での組織がフエ
ライト単相となり、Ｃの固溶度が減少し、粒界に
炭化物を析出して耐銹性が低下してくる。この点
で、合金(3)は、高温域でフエライト＋オーステナ
イトの２相組織となる合金(1)、(2)とは挙動を異に
する。 Ｐは炭化物の析出を促進するから、Ｃと共に
Crとの間で次の関係を満足する範囲内に抑えら
れねばならない。 Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18 Ｏは50ppm以下でなければならない。これ以上
の含有量になると、酸化物系介在物が増加し、鋼
の耐銹性を劣化させる。 ステンレス鋼薄板の加工性および溶接性、溶接
部の耐食性に対しては、高温域での（α＋γ）組
織でのγ量が大きな役割を果たしている。γ組織
がある量以上存在すると、変態が十分進み、薄板
のリジング性および深絞り性（ｒ値）を良好なら
しめるとともに、溶接時の冷却中に、靭性や耐食
性にすぐれた低Ｃのマツシブマルテンサイトを形
成し、溶接部の機械的性質、耐食性を大幅に改善
する。このためには、Ｃ≦0.020％で、かつγP≦
15％である必要がある。そこで、γPはγポテンシ
ヤルであり、Castroによる以下の式によつて定
義される。 γP＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn−11.5 Cr−11.5Si−12Mo−23V−47Nb−49Ti−52Al＋189 第２図に、低Ｃ、Fe−Cr合金（Ｃ≦0.002％、
Ｎ≦0.02％、Cr：９〜17％、Ni：0.1％）のγPと
ｒとの関係を示す。 なお、Mo、Ｖ、Nb、Ti等は選択元素である。 上述のように、成分を制御することによつて、
ステンレス鋼に要求される特性上必要な要件は満
たされる。Crについては、その含有量が15％を
超えるとγPが低下し、粒界に炭化物が析出し、粒
界から発銹し易くなる。一方、Cr含有量が11.5％
未満では、ステンレス鋼の耐食性を発現すること
ができない。 以下に、本発明鋼の成分限定理由を説明する。 Ｃは低Crステンレス鋼において相変態を生ぜ
しめる。その含有量が0.03％を超えると、炭化物
として析出し、粒界腐食を招き易く、耐銹性を低
下させる。また、ステンレス鋼薄板の加工性の観
点からも、Ｃ含有量は可及的に少ない方が望まし
い。また、Cr、Ｐとの関連で、Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）
≦18なる関係を満足しなければならない。炭化物
の析出が著しくなるからである。 Ｓは低Crステンレス鋼の耐銹性を損なう元素
である。従つて、その含有量は可及的に少ないほ
うがよく、多くとも0.0020％、望ましくは0.0010
％以下である。 Ｐは低Crステンレス鋼の耐銹性を損なう元素
である。従つて、その含有量は可及的に少ないほ
うがよく、多くとも0.020％である。また、Crと
Ｃとの関連で、Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18なる関係を
満足しなければならない。炭化物の析出を促進す
るからである。 Ｏは酸化物系介在物を生成し、ステンレス鋼の
耐銹性を劣化させる。特に、ＳやＰの含有量を非
常に低くしたステンレス鋼において、その影響が
顕著となる。従つて、Ｏ含有量は0.0050％以下で
なければならない。 Crはステンレス鋼における必須の添加元素で
あつて、ステンレス鋼の耐食性を向上させる。
Cr含有量が11.5％未満では、耐食性が不十分とな
る。Cr含有量の上限は、多くの点から規制され
る。Cr含有量が15％を超えて多くなると、炭化
物を析出し易くなり、ステンレス鋼の耐銹性を劣
化させ、粒界腐食を生じ易くなる。また同じ理由
で、ＣおよびＰとの関連において、Cr＋100（Ｃ
＋Ｐ）≦18なる関係を満足しなければならない。 また、ステンレス鋼薄板の加工性、溶接性の観
点から、高温で（α＋γ）相を生ぜしめる必要が
あり、γP（γポテンシヤル）≧15％を満足しなけれ
ばならない。 ここで、γP＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn
−11.5Cr−11.5Si−12Mo−23V−47Nb−49Ti−
52Al＋189で定義される。 而して、Cr含有量は、15％以下でかつ、Cr＋
100（Ｃ＋Ｐ）≦18およびγP（γポテンシヤル）≧15
％を満足しなければならない。 Siは脱酸剤として機能するほか、ステンレス鋼
の耐食性を向上せしめる。しかし、２％を超える
多量の添加は、ステンレス鋼を硬化させて好まし
くない。 Mnは脱酸剤として機能するほか、ステンレス
鋼の機械的性質を向上せしめるけれども、ステン
レス鋼の耐食性の面からは、その含有量は少ない
ほど好ましく、従つて、0.5％が上限となる。 Niはステンレス鋼の機械的性質や溶接特性を
向上させ、耐食性を向上させて好ましいけれど
も、１％を超えて添加すると、ステンレス鋼を硬
化させて好ましくない。 Ｎはステンレス鋼の機械的性質や耐食性に、さ
ほど影響しない。γPの制御をねらいとして、0.05
％以下の範囲内で添加する。0.05％を超えて添加
すると、ステンレス鋼を硬化させて好ましくな
い。 Alは脱酸剤として機能するほか、ステンレス
鋼の加工性を良好ならしめる。しかし、0.2％を
超えて添加しても効果が飽和する。 Mo、Cuはステンレス鋼の腐食速度そのものを
低下させて、耐食性を向上せしめる。かかる観点
から、Mo≦１％、Cu≦0.5％の範囲内でこれら
の１種または２種を選択的に添加する。 Ti、Nb、ＶはCrよりも炭化物を作り易く、
Cr23C6の生成を防止して粒界近傍での耐食性を向
上させる。 また、Ti、Nb、Ｖは強力な窒化物形成元素で
あり、Ｎを固定することによつて、ステンレス鋼
を軟質化させるとともに加工性を向上させる。し
かし、これらの元素を過度に添加すると、ステン
レス鋼を硬化させて好ましくない。従つて、Ti
≦0.3％、Nb≦0.3％、Ｖ≦0.7％の範囲内でこれ
らの１種または２種以上を選択的に添加する。 またＢも鋼の脱酸が十分な条件下では、強力に
窒化物（BN）を形成し、Ｎを固定することによ
つてステンレス鋼を軟質化させるととも加工性を
向上させる。しかし、過度に添加するとステンレ
ス鋼を硬化させて好ましくない。従つて、Ｂ≦
0.01％の範囲内で添加する。 しかしながら、特にステンレス鋼の軟化と再結
晶を容易にし、高い生産性下での製造を狙いとす
る場合には、主要合金元素の添加量も規制する必
要があり、Cr／15＋（Ni＋Mo＋Cu）＋４（Ti＋
Nb）≦３％を満足しなければならない。 （実施例） LD転炉で製鋼し、これをVACで処理して、第
１表に示す組成を有するステンレス鋼を溶製し
た。溶製に際しては、特に低Ｃ化、低Ｓ化、低Ｐ
化に留意し、取鍋において、脱硫用フラツクス、
脱燐用フラツクスのインジエクシヨンを実施し
た。また、溶製に際しては、Alによる脱酸を十
分に行つてＯの低減を図つた。こうして得られた
溶鋼を連続鋳造してスラブとし、これを熱間圧延
して巻き取り、ストリツプコイルとした。 次いで、熱延板焼鈍を行うことなく酸洗し、第
１表に示す本発明鋼番(8)、(9)の熱延板について
は、センジマー・ミルによる冷間圧延→焼鈍・酸
洗を施した。 第１表に示す鋼番(1)〜(7)、(10)〜（18）の熱延板
については、普通鋼圧延用のタンデム・ミルによ
る冷間圧延→連続焼鈍ラインによる焼鈍を施し
た。この連続焼鈍ラインによる焼鈍の条件は、露
点：−40℃のHNXガス雰囲気中、800〜830℃×
３分間である。 こうして得られた製品の機械的性質を測定し
た。 なお、比較鋼は、低Ｃ−12Cr−Ti系鋼であつ
て、従来、タンデム・ミルによる冷間圧延→連続
焼鈍ラインによる焼鈍を施して製造されている鋼
種である比較鋼１と、SUS430鋼（比較鋼２、
３）を、ゼンジマー・ミルによる冷間圧延と箱焼
鈍・酸洗のステンレス鋼製造専用プロセスで処理
した。 製品の機械的性質の測定結果を、第２表に示
す。 第２表中の発銹ランクは、JIS Z2371の塩水噴
霧試験方法に準じた試験によつて24時間試験した
結果を示すものである。即ち、JIS Z2371の塩水
噴霧試験方法において規定される塩濃度５±0.5
％の塩水に、発銹を加速する目的で過酸化水素を
0.2重量％添加した溶液を試料に噴霧し、24時間
経過した後の表面状況を示すものである。この試
験方法は新日本製鐵株式会社の試験方法であり、
Ａ〜Ｇのランクは下記の如く規定する。 Ａ：発銹なし Ｂ：軽度のシミ状発銹 Ｃ：点状発銹 Ｄ：点状散在発銹 Ｅ：連続発銹 Ｆ：広範囲の発銹 Ｇ：全面発銹 上記ランクに基づき、Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｇに該当す
る標本を準備しておき、試料をこの標本と比較し
てＡ〜Ｇにランク付けしたものである。製品の耐
銹性については、30℃の0.5％NaCl＋0.2％H2O2
液を製品に24時間噴霧したときの発銹程度によつ
て評価した。第２表から明らかなように、比較鋼
がＧ、Ｅランクであるのに比し、本発明鋼は低
Cr鋼であるにも拘わらずＡ〜Ｄランクの耐銹性
を示している。 ステンレス鋼薄板の加工性を、JIS5号引張試験
片を作成し、これによつて調査した。普通鋼の製
造プロセスによつて製造した本発明鋼の鋼番(1)〜
(7)および(10)〜（18）と、ステンレス鋼製造専用プ
ロセスで製造した本発明鋼の鋼番(8)、(9)とも、比
較鋼(2)、(3)として示すSUS430鋼の特性を上回つ
ている。また、冷間圧延後の再結晶焼鈍条件も、
鋼番(1)〜(7)、(10)〜（18）までが、830℃×１分間
以内の条件で再結晶を完了することを示してい
る。さらに、本発明鋼は、溶接部の耐銹性につい
ても比較鋼よりも優れた特性を示した。
すぐれた安価なステンレス鋼に関するものであ
る。 （従来の技術） ステンレス鋼の用途が拡大するのに伴つて、耐
食性、機械的性質に優れ、鋼薄板としての加工性
にすぐれた安価なステンレス鋼を供給することが
望まれている。 従来、これら用途への材料としてSUS304鋼
（18％Cr−８％Ni鋼）やSUS430鋼（17％Cr鋼）
が知られているが、近来、さらに安価で、これら
ステンレス鋼に比し同等以上の特性を有するステ
ンレス鋼を提供することが要請されている。 （発明が解決しようとする課題） 本発明は、高価な合金元素を多量に添加するこ
となく、耐食性、機械的性質、及び溶接性に優れ
た安価なステンレス鋼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） 本発明の要旨とするところは、下記のとおりで
ある。 (1) 重量で、Ｃ≦0.030％、Si≦2.0％、Mn≦0.5
％、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦0.002％、Cr：11.5〜15
％、Ni≦１％、Al≦0.2％、Ｎ≦0.05％、Ｏ≦
0.005％を含み、残部はFeおよび不可避的不純
物からなり、 Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18％ γp＝420C＋470N＋23Ni＋7Mn−11.5Cr−11.5Si−52Al
＋189≧15％ なる関係式を満足する成分組成を有することを
特徴とする耐食性、加工性及び溶接特性のすぐ
れたステンレス鋼。 (2) 重量で、Ｃ≦0.030％、Si≦2.0％、Mn≦0.5
％、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦0.002％、Cr：11.5〜15
％、Ni≦１％、Al≦0.2％、Ｎ＝≦0.05％、Ｏ
≦0.005％を含み、さらにMo≦１％、Cu≦0.5
％の１種または２種を含有し、残部はFe及び
不可避的不純物からなり、 Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18％ γp＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn−11.5Cr −11.5Si−12Mo−23V−47Nb−49Ti−52Al＋189≧15
％ なる関係式を満足する成分組成を有することを
特徴とする耐食性、加工性及び溶接特性のすぐ
れたステンレス鋼。 (3) 重量で、Ｃ≦0.030％、Si≦2.0％、Mn≦0.5
％、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦0.002％、Cr：11.5〜15
％、Ni≦１％、Al≦0.2％、Ｎ≦0.05％、Ｏ≦
0.005％を含み、さらにMo≦１％、Cu≦0.5％
の１種または２種を含有し、さらにTi≦0.3％、
Nb≦0.3％、Ｖ≦0.7％の１種または２種以上を
含有し、残部はFe及び不可避的不純物からな
り、 Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18％ γp＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn−11.5Cr −11.5Si−12Mo−23V−47Nb−49Ti−52Al＋189≧15
％ なる関係式を満足する成分組成を有することを
特徴とする耐食性、加工性及び溶接特性のすぐ
れたステンレス鋼。 (4) 重量で、Ｃ≦0.030％、Si≦2.0％、Mn≦0.5
％、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦0.002％、Cr：11.5〜15
％、Ni≦１％、Al≦0.2％、Ｎ≦0.05％、Ｏ≦
0.005％を含み、さらにMo≦１％、Cu≦0.5％
の１種または２種を含有し、さらにＢ≦0.01％
を含有し、残部はFe及び不可避的不純物から
なり、 Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18％ γp＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn−11.5Cr −11.5Si−12Mo−23V−47Nb−49Ti−52Al＋189≧15
％ なる関係式を満足する成分組成を有することを
特徴とする耐食性、加工性及び溶接特性のすぐ
れたステンレス鋼。 (5) 重量で、Ｃ≦0.030％、Si≦2.0％、Mn≦0.5
％、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦0.002％、Cr：11.5〜15
％、Ni≦１％、Al≦0.2％、Ｎ≦0.05％、Ｏ≦
0.005％を含み、さらにMo≦１％、Cu≦0.5％
の１種または２種を含有し、さらにTi≦0.3％、
Nb≦0.3％、Ｖ≦0.7％の１種または２種以上お
よびＢ≦0.01％を含有し、残部はFe及び不可避
的不純物からなり、 Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18％ γp＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn−11.5Cr −11.5Si−12Mo−23V−47Nb−49Ti−52Al＋189≧15
％ なる関係式を満足する成分組成を有することを
特徴とする耐食性、加工性及び溶接特性のすぐ
れたステンレス鋼。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明者等は、高価な合金元素を多量に添加す
ることなく、SUS304鋼等と同等以上の耐食性、
機械的性質、鋼薄板としての加工性、たとえばプ
レス成形性を有するステンレス鋼を得る手段につ
いて研究を重ねた結果、鋼を高純化することによ
つて、ステンレス鋼の耐食性を飛躍的に向上せし
め得ることを見出した。本発明者等は、この知見
に基づいて、低Cr鋼でありながらSUS430鋼（17
％Cr鋼）に匹敵する耐食性を有するステンレス
鋼の開発が可能であることを解明した。前記低
Cr鋼は軟質であるから、従来、ステンレス鋼の
冷間圧延に用いられている小径ワークロール多段
圧延機、たとえばセンジマー・ミルによつて圧延
することが必須ではなくなるから、生産性が格段
に高い普通鋼冷間圧延用のタンデム・ミルで容易
に圧延することができる。また、最終焼鈍もバツ
チ式の箱焼鈍ではなくて、生産性が格段に高い普
通鋼用の高速連続焼鈍ラインで処理することが可
能となる。而して、本発明鋼は、ステンレス鋼薄
板製造のための専用工程によらなくて、普通鋼製
造プロセスによつて製造することが可能となるか
ら、労働生産性、設備生産性を格段に高くするこ
とができ、製造コストを大幅に低減できる。 本発明者等はさらに、 (1) 耐食性や耐銹性が、SUS430鋼と同等以上で
あること、 (2) 鋼薄板としての加工性が、SUS430鋼と同等
以上であること、 (3) 溶接性や溶接部の耐食性等の特性が、
SUS430鋼と同等以上であること、 を目標特性とし、研究を進めた結果、本発明を完
成するに至つた。 以下に、本発明の要点を説明する。 本発明者等は、Cr含有量９％から19％程度ま
での広い範囲のCr合金について、ステンレス鋼
が具備すべき諸特性を検討した。その結果、上記
３つの条件を満たす合金は、Crが11.5〜15％で不
純物が極めて少ない高い純度の合金であることを
解明した。不純物の許容含有量は、Ｃ≦0.030％、
Ｓ≦0.002％、Ｐ≦0.020％、Ｏ≦0.005％である。
Ｓを20ppm以下、望ましくは10ppm以下に低減す
ると、低Cr鋼であつてもすぐれた耐食性や耐銹
性を発揮する。 第１図に、Cr含有量と鋼の発銹ランクの関係
を、Ｓ含有量水準別に示す。第１図から明らかな
ように、Ｓ含有量が20ppm以下（合金(2)）になる
と、14％Cr鋼で17％Cr鋼に匹敵する耐銹性を発
揮する。 合金(3)は、Ｓ含有量を7ppmとし、Ｃ含有量を
0.01％としたものであり、Cr含有量が14％に達す
るまで極めてすぐれた耐銹性を発揮するが、Cr
含有量が15％を超えると、高温域での組織がフエ
ライト単相となり、Ｃの固溶度が減少し、粒界に
炭化物を析出して耐銹性が低下してくる。この点
で、合金(3)は、高温域でフエライト＋オーステナ
イトの２相組織となる合金(1)、(2)とは挙動を異に
する。 Ｐは炭化物の析出を促進するから、Ｃと共に
Crとの間で次の関係を満足する範囲内に抑えら
れねばならない。 Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18 Ｏは50ppm以下でなければならない。これ以上
の含有量になると、酸化物系介在物が増加し、鋼
の耐銹性を劣化させる。 ステンレス鋼薄板の加工性および溶接性、溶接
部の耐食性に対しては、高温域での（α＋γ）組
織でのγ量が大きな役割を果たしている。γ組織
がある量以上存在すると、変態が十分進み、薄板
のリジング性および深絞り性（ｒ値）を良好なら
しめるとともに、溶接時の冷却中に、靭性や耐食
性にすぐれた低Ｃのマツシブマルテンサイトを形
成し、溶接部の機械的性質、耐食性を大幅に改善
する。このためには、Ｃ≦0.020％で、かつγP≦
15％である必要がある。そこで、γPはγポテンシ
ヤルであり、Castroによる以下の式によつて定
義される。 γP＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn−11.5 Cr−11.5Si−12Mo−23V−47Nb−49Ti−52Al＋189 第２図に、低Ｃ、Fe−Cr合金（Ｃ≦0.002％、
Ｎ≦0.02％、Cr：９〜17％、Ni：0.1％）のγPと
ｒとの関係を示す。 なお、Mo、Ｖ、Nb、Ti等は選択元素である。 上述のように、成分を制御することによつて、
ステンレス鋼に要求される特性上必要な要件は満
たされる。Crについては、その含有量が15％を
超えるとγPが低下し、粒界に炭化物が析出し、粒
界から発銹し易くなる。一方、Cr含有量が11.5％
未満では、ステンレス鋼の耐食性を発現すること
ができない。 以下に、本発明鋼の成分限定理由を説明する。 Ｃは低Crステンレス鋼において相変態を生ぜ
しめる。その含有量が0.03％を超えると、炭化物
として析出し、粒界腐食を招き易く、耐銹性を低
下させる。また、ステンレス鋼薄板の加工性の観
点からも、Ｃ含有量は可及的に少ない方が望まし
い。また、Cr、Ｐとの関連で、Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）
≦18なる関係を満足しなければならない。炭化物
の析出が著しくなるからである。 Ｓは低Crステンレス鋼の耐銹性を損なう元素
である。従つて、その含有量は可及的に少ないほ
うがよく、多くとも0.0020％、望ましくは0.0010
％以下である。 Ｐは低Crステンレス鋼の耐銹性を損なう元素
である。従つて、その含有量は可及的に少ないほ
うがよく、多くとも0.020％である。また、Crと
Ｃとの関連で、Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18なる関係を
満足しなければならない。炭化物の析出を促進す
るからである。 Ｏは酸化物系介在物を生成し、ステンレス鋼の
耐銹性を劣化させる。特に、ＳやＰの含有量を非
常に低くしたステンレス鋼において、その影響が
顕著となる。従つて、Ｏ含有量は0.0050％以下で
なければならない。 Crはステンレス鋼における必須の添加元素で
あつて、ステンレス鋼の耐食性を向上させる。
Cr含有量が11.5％未満では、耐食性が不十分とな
る。Cr含有量の上限は、多くの点から規制され
る。Cr含有量が15％を超えて多くなると、炭化
物を析出し易くなり、ステンレス鋼の耐銹性を劣
化させ、粒界腐食を生じ易くなる。また同じ理由
で、ＣおよびＰとの関連において、Cr＋100（Ｃ
＋Ｐ）≦18なる関係を満足しなければならない。 また、ステンレス鋼薄板の加工性、溶接性の観
点から、高温で（α＋γ）相を生ぜしめる必要が
あり、γP（γポテンシヤル）≧15％を満足しなけれ
ばならない。 ここで、γP＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn
−11.5Cr−11.5Si−12Mo−23V−47Nb−49Ti−
52Al＋189で定義される。 而して、Cr含有量は、15％以下でかつ、Cr＋
100（Ｃ＋Ｐ）≦18およびγP（γポテンシヤル）≧15
％を満足しなければならない。 Siは脱酸剤として機能するほか、ステンレス鋼
の耐食性を向上せしめる。しかし、２％を超える
多量の添加は、ステンレス鋼を硬化させて好まし
くない。 Mnは脱酸剤として機能するほか、ステンレス
鋼の機械的性質を向上せしめるけれども、ステン
レス鋼の耐食性の面からは、その含有量は少ない
ほど好ましく、従つて、0.5％が上限となる。 Niはステンレス鋼の機械的性質や溶接特性を
向上させ、耐食性を向上させて好ましいけれど
も、１％を超えて添加すると、ステンレス鋼を硬
化させて好ましくない。 Ｎはステンレス鋼の機械的性質や耐食性に、さ
ほど影響しない。γPの制御をねらいとして、0.05
％以下の範囲内で添加する。0.05％を超えて添加
すると、ステンレス鋼を硬化させて好ましくな
い。 Alは脱酸剤として機能するほか、ステンレス
鋼の加工性を良好ならしめる。しかし、0.2％を
超えて添加しても効果が飽和する。 Mo、Cuはステンレス鋼の腐食速度そのものを
低下させて、耐食性を向上せしめる。かかる観点
から、Mo≦１％、Cu≦0.5％の範囲内でこれら
の１種または２種を選択的に添加する。 Ti、Nb、ＶはCrよりも炭化物を作り易く、
Cr23C6の生成を防止して粒界近傍での耐食性を向
上させる。 また、Ti、Nb、Ｖは強力な窒化物形成元素で
あり、Ｎを固定することによつて、ステンレス鋼
を軟質化させるとともに加工性を向上させる。し
かし、これらの元素を過度に添加すると、ステン
レス鋼を硬化させて好ましくない。従つて、Ti
≦0.3％、Nb≦0.3％、Ｖ≦0.7％の範囲内でこれ
らの１種または２種以上を選択的に添加する。 またＢも鋼の脱酸が十分な条件下では、強力に
窒化物（BN）を形成し、Ｎを固定することによ
つてステンレス鋼を軟質化させるととも加工性を
向上させる。しかし、過度に添加するとステンレ
ス鋼を硬化させて好ましくない。従つて、Ｂ≦
0.01％の範囲内で添加する。 しかしながら、特にステンレス鋼の軟化と再結
晶を容易にし、高い生産性下での製造を狙いとす
る場合には、主要合金元素の添加量も規制する必
要があり、Cr／15＋（Ni＋Mo＋Cu）＋４（Ti＋
Nb）≦３％を満足しなければならない。 （実施例） LD転炉で製鋼し、これをVACで処理して、第
１表に示す組成を有するステンレス鋼を溶製し
た。溶製に際しては、特に低Ｃ化、低Ｓ化、低Ｐ
化に留意し、取鍋において、脱硫用フラツクス、
脱燐用フラツクスのインジエクシヨンを実施し
た。また、溶製に際しては、Alによる脱酸を十
分に行つてＯの低減を図つた。こうして得られた
溶鋼を連続鋳造してスラブとし、これを熱間圧延
して巻き取り、ストリツプコイルとした。 次いで、熱延板焼鈍を行うことなく酸洗し、第
１表に示す本発明鋼番(8)、(9)の熱延板について
は、センジマー・ミルによる冷間圧延→焼鈍・酸
洗を施した。 第１表に示す鋼番(1)〜(7)、(10)〜（18）の熱延板
については、普通鋼圧延用のタンデム・ミルによ
る冷間圧延→連続焼鈍ラインによる焼鈍を施し
た。この連続焼鈍ラインによる焼鈍の条件は、露
点：−40℃のHNXガス雰囲気中、800〜830℃×
３分間である。 こうして得られた製品の機械的性質を測定し
た。 なお、比較鋼は、低Ｃ−12Cr−Ti系鋼であつ
て、従来、タンデム・ミルによる冷間圧延→連続
焼鈍ラインによる焼鈍を施して製造されている鋼
種である比較鋼１と、SUS430鋼（比較鋼２、
３）を、ゼンジマー・ミルによる冷間圧延と箱焼
鈍・酸洗のステンレス鋼製造専用プロセスで処理
した。 製品の機械的性質の測定結果を、第２表に示
す。 第２表中の発銹ランクは、JIS Z2371の塩水噴
霧試験方法に準じた試験によつて24時間試験した
結果を示すものである。即ち、JIS Z2371の塩水
噴霧試験方法において規定される塩濃度５±0.5
％の塩水に、発銹を加速する目的で過酸化水素を
0.2重量％添加した溶液を試料に噴霧し、24時間
経過した後の表面状況を示すものである。この試
験方法は新日本製鐵株式会社の試験方法であり、
Ａ〜Ｇのランクは下記の如く規定する。 Ａ：発銹なし Ｂ：軽度のシミ状発銹 Ｃ：点状発銹 Ｄ：点状散在発銹 Ｅ：連続発銹 Ｆ：広範囲の発銹 Ｇ：全面発銹 上記ランクに基づき、Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｇに該当す
る標本を準備しておき、試料をこの標本と比較し
てＡ〜Ｇにランク付けしたものである。製品の耐
銹性については、30℃の0.5％NaCl＋0.2％H2O2
液を製品に24時間噴霧したときの発銹程度によつ
て評価した。第２表から明らかなように、比較鋼
がＧ、Ｅランクであるのに比し、本発明鋼は低
Cr鋼であるにも拘わらずＡ〜Ｄランクの耐銹性
を示している。 ステンレス鋼薄板の加工性を、JIS5号引張試験
片を作成し、これによつて調査した。普通鋼の製
造プロセスによつて製造した本発明鋼の鋼番(1)〜
(7)および(10)〜（18）と、ステンレス鋼製造専用プ
ロセスで製造した本発明鋼の鋼番(8)、(9)とも、比
較鋼(2)、(3)として示すSUS430鋼の特性を上回つ
ている。また、冷間圧延後の再結晶焼鈍条件も、
鋼番(1)〜(7)、(10)〜（18）までが、830℃×１分間
以内の条件で再結晶を完了することを示してい
る。さらに、本発明鋼は、溶接部の耐銹性につい
ても比較鋼よりも優れた特性を示した。
【表】
【表】
【表】
【表】
（発明の効果）
本発明によれば、高価な合金元素を多量に添加
することなく、耐食性、機械的性質及び溶接部の
機械的性質、耐食性にすぐれたステンレス鋼を得
ることができるから、耐食性、機械的性質のすぐ
れたステンレス鋼を安価に供給できる。
することなく、耐食性、機械的性質及び溶接部の
機械的性質、耐食性にすぐれたステンレス鋼を得
ることができるから、耐食性、機械的性質のすぐ
れたステンレス鋼を安価に供給できる。
第１図は、Cr含有量と発銹ランクの関係を、
Ｃ、Ｓ含有量水準別に示す図、第２図は、低Ｃ、
Fe−Cr合金におけるγP（γポテンシヤル）と製品
のｒ値の関係を示す図である。
Ｃ、Ｓ含有量水準別に示す図、第２図は、低Ｃ、
Fe−Cr合金におけるγP（γポテンシヤル）と製品
のｒ値の関係を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量で、Ｃ≦0.030％、Si≦2.0％、Mn≦0.5
％、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦0.002％、Cr：11.5〜15％、
Ni≦１％、Al≦0.2％、Ｎ≦0.05％、Ｏ≦0.005％
を含み、残部はFeおよび不可避的不純物からな
り、 Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18％ γp＝420C＋470N＋23Ni＋7Mn−11.5Cr−11.5Si−52Al＋
189≧15％ なる関係式を満足する成分組成を有することを特
徴とする耐食性、加工性及び溶接特性のすぐれた
ステンレス鋼。 ２ 重量で、Ｃ≦0.030％、Si≦2.0％、Mn≦0.5
％、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦0.002％、Cr：11.5〜15％、
Ni≦１％、Al≦0.2％、Ｎ≦0.05％、Ｏ≦0.005％
を含み、さらにMo≦１％、Cu≦0.5％の１種ま
たは２種を含有し、残部はFe及び不可避的不純
物からなり、 Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18％ γp＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn−11.5Cr −11.5Si−12Mo−23V−47Nb−49Ti−52Al＋189≧15
％ なる関係式を満足する成分組成を有することを特
徴とする耐食性、加工性及び溶接特性のすぐれた
ステンレス鋼。 ３ 重量で、Ｃ≦0.030％、Si≦2.0％、Mn≦0.5
％、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦0.002％、Cr：11.5〜15％、
Ni≦１％、Al≦0.2％、Ｎ≦0.05％、Ｏ≦0.005％
を含み、さらにMo≦１％、Cu≦0.5％の１種ま
たは２種を含有し、さらにTi≦0.3％、Nb≦0.3
％、Ｖ≦0.7％の１種または２種以上を含有し、
残部はFe及び不可避的不純物からなり、 Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18％ γp＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn−11.5Cr −11.5Si−12Mo−23V−47Nb−49Ti−52Al＋189≧15
％ なる関係式を満足する成分組成を有することを特
徴とする耐食性、加工性及び溶接特性のすぐれた
ステンレス鋼。 ４ 重量で、Ｃ≦0.030％、Si≦2.0％、Mn≦0.5
％、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦0.002％、Cr：11.5〜15％、
Ni≦１％、Al≦0.2％、Ｎ≦0.05％、Ｏ≦0.005％
を含み、さらにMo≦１％、Cu≦0.5％の１種ま
たは２種を含有し、さらにＢ≦0.01％を含有し、
残部はFe及び不可避的不純物からなり、 Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18％ γp＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn−11.5Cr −11.5Si−12Mo−23V−47Nb−49Ti−52Al＋189≧
15％ なる関係式を満足する成分組成を有することを特
徴とする耐食性、加工性及び溶接特性のすぐれた
ステンレス鋼。 ５ 重量で、Ｃ≦0.030％、Si≦2.0％、Mn≦0.5
％、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦0.002％、Cr：11.5〜15％、
Ni≦１％、Al≦0.2％、Ｎ≦0.05％、Ｏ≦0.005％
を含み、さらにMo≦１％、Cu≦0.5％の１種ま
たは２種を含有し、さらにTi≦0.3％、Nb≦0.3
％、Ｖ≦0.7％の１種または２種以上およびＢ≦
0.01％を含有し、残部はFe及び不可避的不純物か
らなり、 Cr＋100（Ｃ＋Ｐ）≦18％ γp＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn−11.5Cr −11.5Si−12Mo−23V−47Nb−49Ti−52Al＋189≧15
％ なる関係式を満足する成分組成を有することを特
徴とする耐食性、加工性及び溶接特性のすぐれた
ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11950682A JPS5913053A (ja) | 1982-07-09 | 1982-07-09 | 耐食性，加工性及び溶接特性のすぐれたステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11950682A JPS5913053A (ja) | 1982-07-09 | 1982-07-09 | 耐食性，加工性及び溶接特性のすぐれたステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5913053A JPS5913053A (ja) | 1984-01-23 |
| JPH0435551B2 true JPH0435551B2 (ja) | 1992-06-11 |
Family
ID=14762941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11950682A Granted JPS5913053A (ja) | 1982-07-09 | 1982-07-09 | 耐食性，加工性及び溶接特性のすぐれたステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5913053A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6173864A (ja) * | 1984-09-17 | 1986-04-16 | Kawasaki Steel Corp | 耐酸化性および加工性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 |
| JPS63213640A (ja) * | 1987-02-28 | 1988-09-06 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | 蒸気発生器伝熱管支持板用ステンレス鋼 |
| JPH0826436B2 (ja) * | 1990-08-03 | 1996-03-13 | 日本鋼管株式会社 | プレス成形加工性と表面特性に優れたフェライト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
| JP4624691B2 (ja) * | 2004-02-13 | 2011-02-02 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | フェライト系ステンレス鋼鋳片の製造方法 |
| JP5565365B2 (ja) | 2011-04-01 | 2014-08-06 | 株式会社デンソー | 回転電機のロータおよびその製造方法 |
-
1982
- 1982-07-09 JP JP11950682A patent/JPS5913053A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5913053A (ja) | 1984-01-23 |
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