JPH05320772A - フェライトステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工性に優れたフェライトステンレス鋼板の
製造方法を提供する。 【構成】 Ｃ ０．０１５％以下、Ｎ ０．０１５％以
下, Ｃr １０〜１４％、Ｓi １％以下、 Ｍn １％以
下、Ｐ ０．０４％以下、 Ｓ ０．０１０％以下、Ｔi
０．０５〜０．３％、 Ａl ０．１％以下、必要によ
り、Ｃｕ ０．５％以下，Ｖ ０．５％以下，Ｎｂ
０．５％以下，Ｎｉ １％以下およびＭｏ１％以下を含
み、残部Ｆe および不可避的不純物よりなり、さらに有
効Ｔｉ％（＝Ｔｉ％−４Ｃ％−３．４Ｎ％）とＰ％との
積が０．００７以下となるようにＴｉ，Ｃ，Ｎ，Ｐの含
有量を限定した組成をもつフェライトステンレス鋼を熱
間圧延し、得られた鋼板を水冷し、７５０℃以下の温度
でコイルに巻き取り、この熱間圧延コイルを焼鈍を行な
わずに酸洗した後、通常どおり冷間圧延し、さらに連続
式仕上げ焼鈍と酸洗を行なうことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加工性に優れたフェライ
トステンレス鋼板の製造方法に関する。

【従来の技術】

【０００２】低Ｃ，Ｎで安定化元素Ｔi ，Ｎb 等を含有
する完全フェライト系のステンレス鋼は優れた加工性を
示すことが知られている。なかでもＣr 量が１０〜１４
％で安定化元素がＴiを主体とする低Ｃr フェライトス
テンレス鋼板は、軟質であり、伸び・深絞り性に優れる
ために自動車の排気ガス系材料等の加工性が要求され、
腐食環境が比較的穏やかな部位の材料に用いられてい
る。

【０００３】ところで通常のフェライトステンレス鋼で
は低炭素鋼と異なり箱焼鈍または連続焼鈍により熱延鋼
板の焼鈍を実施するが、焼鈍を実施しない工程も種々試
みられている。このような方法の問題とするところは冷
延鋼板の加工性を高める方法であり、主に熱間圧延の方
法に工夫を凝らしている。特開昭５２−９５５２７号公
報では８５０℃以上の温度で巻き取ることにより降伏強
度の低下と伸びの増大を図る方法が開示されている。

【０００４】また特開昭５７−７０２３１号公報ではＡ
l の添加と７００℃以下の低温巻き取りによる方法が示
されている。これらの方法は熱間圧延時にフェライトー
オーステナイトの二相混合組織となる鋼種を対象とした
ものであり、本発明が対象とするフェライト単相のＴi
含有低Ｃr フェライトステンレスとはやや状況を異にす
る。

【発明が解決しようとする課題】

【０００５】Ｔi を含有する低Ｃr フェライトステンレ
ス鋼板の製造工程において熱延鋼板の焼鈍を実施しなか
った場合に、冷延鋼板の強度が上昇し伸びが低下すると
いう問題が発生する場合があった。この系のフェライト
ステンレス鋼板では強度よりむしろ伸びが重視される場
合が多いことから、熱延鋼板の焼鈍を行わずに、加工性
の優れた低Ｃr フェライト系ステンレス鋼板を得る方法
の開発が強く要望されてきたところである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、Ｔ
i 含有低Ｃr フェライトステンレス鋼について、まず熱
延鋼板と冷延鋼板中の析出物を調査したところ、Ｔi と
ＰとＦe より成る微細析出物が熱延板焼鈍省略時の冷延
鋼板の強度上昇と伸びの低下に影響していることを見出
した。また析出量を調査した結果、下記の式により整理
することができた。

【０００７】

【数１】ｌｏｇ（[固溶Ｔi％]・[固溶Ｐ％]）＝４.１−
７５００／Ｔ（Ｔは絶対温度）

【０００８】Ｔi ＰＦe の析出物は、熱間圧延終了後の
冷却過程で主に析出する。一方、より高温度で析出を開
始したＴｉＣ，ＴｉＮは、上述の熱間圧延終了後の冷却
過程のこのような温度域では、ほぼ析出を完了してお
り、また、ＴｉＣ，ＴｉＮの析出物は安定である。した
がって、ＴｉＰＦｅの析出に関与し得る固溶Ｔｉは全Ｔ
ｉ％より炭化物と窒化物形成に費やされたＴｉ％を差し
引いた残部で定義すればよいことがわかった。

【０００９】すなわち、全Ｔｉ量より炭化物と窒化物形
成に費やされるＴｉ分（４Ｃ％＋３．４Ｎ％）を差し引
いた残部（Ｔｉ％−４Ｃ％−３．４Ｎ％）を有効Ｔｉ％
と定義すると、熱間圧延を行なう温度から冷却巻き取り
が実施される温度にかけて、鋼板中のＴｉＰＦｅの析出
にかかるＴｉ分が有効Ｔｉ％である。

【００１０】ＴｉＰＦｅの析出に関する固溶Ｔｉと固溶
Ｐ（析出物になっていないＴｉおよびＰ）の平衡関係は
（１）式で与えられるので、有効Ｔｉ％とＰ％の積が大
きければ大きいほどより高温でもＴｉＰＦｅが析出し始
め、熱間圧延中に導入される転移を析出核とするので、
ＴｉＰＦｅが微細析出することになる。

【００１１】このような知見に基づき、先ず冷間圧延後
の仕上げ焼鈍温度を通常の比較的低い温度域、例えば８
６０〜９００℃内の１点に固定しておいて、熱間圧延条
件を種々変化させて冷延鋼板の加工性を調査した結果、
熱間圧延中にＴi ＰＦe の析出が起こらないようにＴi
とＰの含有量を制御し熱間圧延後の水冷により冷却途中
の析出を抑制する方法により、優れた加工性を有する冷
延鋼板が得られることを知見した。

【００１２】次に、熱間圧延条件と冷間圧延後の仕上げ
焼鈍温度を種々変化させて冷間圧延鋼板の加工性を調査
した結果、９３０℃以上の高温度で、冷間圧延後の仕上
げ焼鈍温度を行なうと、ＴｉとＰの含有量がより高い場
合であっても、優れた加工性を有する冷間圧延鋼板が得
られることを知見した。これらの知見に基づいて、本発
明の方法を完成した。

【００１３】すなわち、 １．Ｃ ０．０１５％以下、Ｎ ０．０１５％以下, Ｃ
r １０〜１４％、 Ｓi１％以下、 Ｍn １％以下、Ｐ
０．０４％以下、 Ｓ ０．０１０％以下、Ｔi０．０５
〜０．３％、 Ａl ０．１％以下、残部Ｆe および不可
避的不純物よりなり、さらに有効Ｔｉ％（＝Ｔｉ％−４
Ｃ％−３．４Ｎ％）とＰ％との積が０．００７以下とな
るようにＴｉ，Ｃ，Ｎ，Ｐの含有量を限定した組成をも
つフェライトステンレス鋼を熱間圧延し、得られた鋼板
を水冷し、７５０℃以下の温度でコイルに巻き取り、こ
の熱間圧延コイルを焼鈍を行なわずに酸洗し冷間圧延し
た後、連続式仕上げ焼鈍と酸洗を行なうことを特徴とす
る加工性に優れた低Ｃrフェライトステンレス鋼板の製
造方法。

【００１４】２． 連続式仕上げ焼鈍を９３０℃以上の
温度で行なうことを特徴とする上記１記載のフェライト
ステンレス鋼板の製造方法。

【００１５】３． 有効Ｔｉ％とＰ％との積が０．００
４以下となるようにＴｉ，Ｃ，Ｎ，Ｐの含有量を限定
し、熱間圧延後水冷した鋼板を６５０℃以下の温度でコ
イルに巻き取り、さらに、連続式仕上げ焼鈍を９３０℃
を超えない８６０℃以上の温度で行なうことを特徴とす
る上記１記載のフェライトステンレス鋼板の製造方法。

【００１６】４．フェライトステンレス鋼がＣu ０．５
％以下、Ｖ ０．５％以下、Ｎｂ ０．５％以下、 Ｎi
１％以下、 Ｍo １％以下の１種または２種以上を含有
することを特徴とする上記１ないし３記載の フェライ
トステンレス鋼板の製造方法。

【作 用】

【００１７】（１） 以下に特許請求の範囲に記載のス
テンレス鋼の各成分元素の含有量について数値限定をし
た理由を説明する。

【００１８】 Ｃ，Ｎは加工性および耐食性を高める
ためには少ない方がよく、製造原価を考慮してそれぞれ
０．０１５％以下とした。

【００１９】 Ｃr はステンレス鋼の耐食性を担う主
要元素であり、この面からは１０％以上の含有が必要で
ある。一方加工性の面からは少ない方が好ましい。この
ため１０％以上１４％以下と限定した。

【００２０】 Ｓi , Ｍn は鋼の脱酸にかかる基本元
素であり添加が必要であるが、過剰な添加は加工性を損
なう場合があるのでそれぞれ１％以下に限定した。

【００２１】 Ｐ，Ｓは一定量を超えると耐食性に有
害であるので、それぞれ０．０４％以下、０．０１０％
以下に制限した。

【００２２】 Ｔi は加工性を高めるために添加され
る。０．０５％未満の添加では鋼中のＣ，ＮをＴi Ｃ，
Ｔi Ｎとして固定する効果が十分でなく加工性向上効果
が顕著でない。一方０．３％を超えて含有させると逆に
鋼を硬質化させ、加工性を低下させるようになる。よっ
てＴi の含有量は０．０５％以上０．３％以下の範囲に
限定した。

【００２３】 Ａl は鋼の脱酸能力が非常に大きい元
素であり、脱酸とＴi の添加歩留まりを高めるためにＳ
i ，Ｍn とあわせて添加する。また耐酸化性を高める効
果がある。一方過剰な添加は鋼の硬質化を招き、加工性
を低下させる場合があるので０．１％以下の添加量に限
定した。

【００２４】 Ｃu ，Ｖ，Ｎi ，Ｍo はフェライトス
テンレス鋼の耐食性を付加的に高めるために必要に応じ
て添加される元素である。Ｃu ，Ｖについては０．５
％、Ｎi，Ｍo については１％を超えて含有させると添
加量に応じた耐食性改善の度合いが低下することに加え
て、鋼板の高強度化、コスト上昇を招くため、それぞ
れ、上限値を０．５％、１％とした。

【００２５】 熱間圧延中のＴiＰＦe の析出を防止
するために、［有効Ｔi ％］・［Ｐ％］≦０．００７の
式によりＴｉ含有量、Ｐ含有量を規制する。ここで有効
Ｔi ％＝Ｔi ％−４Ｃ％−３．４Ｎ％としたのは、Ｔｉ
含有量のうち熱間圧延温度域（９００℃以上）でＴｉ
Ｃ，ＴｉＮの形成に費やされるＴｉ分を全Ｔｉ量から差
し引いた値であることを意味する。［有効Ｔi ％］・
［Ｐ％］≦０．００７としておけば、９３０℃以上の仕
上げ焼鈍でＴiＰＦe の微細析出物が溶解し、良好な特
性のフェライトステンレス鋼板を得ることができる。

【００２６】一方、仕上げ焼鈍を通常のより低い温度
域、例えば８６０〜９００℃で行なう場合には、ＴiＰ
Ｆeは析出し易くなるので、ＴｉＰＦｅの析出を防止す
るためには、［有効Ｔｉ％］と［Ｐ％］の積は０．００
４以下に制限する必要がある。

【００２７】（２） 熱間圧延終了後に水冷を行って巻
取り温度を７５０℃以下とするのは、Ｔi ＰＦe の熱延
板への微細析出を防止することができるからである。こ
の時の冷却速度はほぼ１０℃／ｓ以上とすればよく、通
常の水冷により達成される。７５０℃以上で巻き取ると
析出物が大きくなり、仕上げ焼鈍温度を９３０℃以上と
してもＴiＰＦe の析出物が溶解せず、焼鈍工程での再
結晶開始時に悪影響を及ぼし、冷延鋼板の伸び、深絞り
性の低下をまねく場合がある。７５０℃以下で巻き取る
ことにより実施例の表２で示すように良好な加工性が得
られるためこのように規定した。

【００２８】一方、仕上げ焼鈍を通常のより低い温度
域、例えば８６０〜９００℃で行なう場合には、水冷後
の巻き取り温度を６５０℃以下とすることが必要であ
る。もし、６５０℃以上で巻き取ると析出が起こって、
仕上げ焼鈍工程での再結晶開始時に悪影響を及ぼし、冷
延鋼板の伸び、深絞り性の低下をまねく場合がある。仕
上げ焼鈍温度を８６０〜９００℃で行なう場合には６５
０℃以下で巻き取ることにより実施例の表３で示すよう
に良好な加工性が得られた。

【００２９】（３） 熱延コイルを焼鈍を行なわず酸洗
するのは、上述のように、その経済的効果が極めて大き
いからである。熱延コイルの酸洗は通常の手段で良く、
一般的には、機械的なショットブラスト, ブラシロール
研削, ベンダー, テンションレベラー等の方法と、塩
酸、硫酸、硝弗酸等の酸洗液に浸漬する方法、または電
解酸洗等を組み合わせて行なう。

【００３０】（４） 冷間圧延はゼンジマーミル、タン
デムミル等の一般的な冷間圧延ミルにより実施する。

【００３１】（５） 仕上げ焼鈍は連続式に実施する。
箱焼鈍によると昇温速度が小さく、組成、熱延条件を前
記範囲に規定しても加工性が良好でない場合があり、本
発明の請求範囲から除外する。

【００３２】９３０℃以上の仕上げ焼鈍温度では、低Ｃ
ｒフェライトステンレス鋼の高温強度は非常に小さくな
るので、このような温度域で鋼板を連続式に焼鈍するに
は加熱帯、均熱帯での鋼帯の張力を小さくする設備設計
が必要である。

【００３３】一方、８６０〜９００℃の仕上げ焼鈍温度
では、通常の設備および工程によって処理できる。

【００３４】酸洗は通常の方法で良く、一般的には塩浴
処理、硫酸ソーダや硫酸中での電解酸洗、硝酸や硝弗酸
への浸漬等を組み合わせて行なう。

【００３５】

【実施例】［実施例１］ 表１に示すＴｉ，Ｐ含有量の
異なる鋼の３．６ｍｍ厚の熱延鋼板を用いて１．２ｍｍ
までの冷間圧延、仕上げ焼鈍（８５０〜９８０℃_X１〜
５分）、酸洗を実施した後、機械的性質を引張り試験に
より調査した。熱延鋼板の熱延仕上げ温度、巻き取り温
度、仕上げ焼鈍条件、［有効Ｔｉ％］・［Ｐ％］，冷延
鋼板の降伏強度、伸びを表２にまとめて示す。なお、降
伏強度、伸びは圧延方向に対して０度、４５度、９０度
の方向のＪＩＳ１３号Ｂ形状の引張り試験片による３方
向平均値を用いた。表２より明らかなように本発明法に
よれば加工性に優れた低Ｃｒフェライトステンレス鋼板
が得られることがわかる。

【００３６】［実施例２］ 次に表１に示すＴi , Ｐ含
有量の異なる鋼の３．６mmの熱延鋼板を用いて、１．２
mmまでの冷間圧延、仕上げ焼鈍の条件を８８０℃×３分
に固定し、酸洗を実施した後、機械的性質を引張り試験
により調査した。熱延鋼板の熱延仕上げ温度、巻き取り
温度、〔有効Ｔi ％〕・〔Ｐ％〕、冷延鋼板の降伏強
度、伸びを表３にまとめて示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】

【表３】

【００４０】なお降伏強度、伸びは圧延方向に対して０
度, ４５度, ９０度の方向のＪＩＳ１３号Ｂ形状の引張
り試験片による３方向平均値を用いた。表２より明らか
なように、有効Ｔｉ％×Ｐ％および巻き取り温度が本発
明の［請求項１］ないし［請求項３］の限定範囲を外れ
る場合は、伸びが所定の値（３５％以上）に到達せず、
逆に降伏強度が所定の値より高くなりすぎて（２３０Ｍ
ｐａ以上）加工性が劣化するが、上記範囲内にあるとき
は、所定の伸びと降伏強度が得られ、優れた加工性を示
す。

【００４１】

【発明の効果】本発明により熱延板焼鈍を実施せずとも
優れた加工性を有する低Ｃr フェライトステンレス鋼板
を得ることが可能となり、産業上の有益性は極めて高
い。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ ０．０１５％以下、Ｎ ０．０１５
   ％以下, Ｃr １０〜１４％、 Ｓi １％以下、 Ｍn １％
   以下、Ｐ ０．０４％以下、 Ｓ ０．０１０％以下、
   Ｔi ０．０５〜０．３％、 Ａl ０．１％以下、残部
   Ｆe および不可避的不純物よりなり、さらに有効Ｔｉ％
   （＝Ｔｉ％−４Ｃ％−３．４Ｎ％）とＰ％との積が０．
   ００７以下となるようにＴｉ，Ｃ，Ｎ，Ｐの含有量を限
   定した組成をもつフェライトステンレス鋼を熱間圧延
   し、得られた鋼板を水冷し、７５０℃以下の温度でコイ
   ルに巻き取り、この熱間圧延コイルを焼鈍を行なわずに
   酸洗し冷間圧延した後、連続式仕上げ焼鈍と酸洗を行な
   うことを特徴とする加工性に優れた低Ｃr フェライトス
   テンレス鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 連続式仕上げ焼鈍を９３０℃以上の温度
   で行なうことを特徴とする請求項１記載のフェライトス
   テンレス鋼板の製造方法。
3. 【請求項３】 有効Ｔｉ％とＰ％との積が０．００４以
   下となるようにＴｉ，Ｃ，Ｎ，Ｐの含有量を限定し、熱
   間圧延後水冷した鋼板を６５０℃以下の温度でコイルに
   巻き取り、さらに、連続式仕上げ焼鈍を９３０℃を超え
   ない８６０℃以上の温度で行なうことを特徴とする請求
   項１記載のフェライトステンレス鋼板の製造方法。
4. 【請求項４】 フェライトステンレス鋼がＣu ０．５％
   以下、Ｖ ０．５％以下、Ｎｂ ０．５％以下、 Ｎi １
   ％以下、 Ｍo １％以下の１種または２種以上を含有す
   ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載
   のフェライトステンレス鋼板の製造方法。