JPH0723510B2 - 含硼素オーステナイト系ステンレス鋼のホットコイルの製造方法 - Google Patents

含硼素オーステナイト系ステンレス鋼のホットコイルの製造方法

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JPH0723510B2
JPH0723510B2 JP63018532A JP1853288A JPH0723510B2 JP H0723510 B2 JPH0723510 B2 JP H0723510B2 JP 63018532 A JP63018532 A JP 63018532A JP 1853288 A JP1853288 A JP 1853288A JP H0723510 B2 JPH0723510 B2 JP H0723510B2
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裕 川合
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,含硼素オーステナイト系ステンレス鋼のホッ
トコイルの製造方法に関する。
〔従来の技術〕
含硼素オーステナイト系ステンレス鋼は,熱中性子吸収
断面積が大きいという特質があり且つ耐食性にも優れる
ことから熱中性子遮蔽材料として好適である。しかし,
鋼中のBとFeやCrが化合した硼化物を中心とする金属間
化合物の析出によって熱間加工性を著しく害するので,
鋼帯の製造が難しい。
特公昭57−45464号公報は,含Bステンレス鋼の熱間加
工性はAlの添加によって改善されると教示する。
特開昭55−89459号公報は,含Bステンレス鋼にVを添
加すると硼化物の形態が改善されるので熱間加工性が改
善されると教示する。
しかし,これらの合金元素の添加による熱間加工性の改
善効果の教示にかかわらず,通常の熱間圧延機によって
含硼素オーステナイト系ステンレス鋼帯を製造すること
は困難である。事実,前記の公報はいずれも含Bステン
レス鋼帯の製造法を記載していない。
本発明者らは,特願昭61−240244号において,Bを0.2〜
1.2重量%含有するオーステナイト系ステンレス鋼のス
ラブまたは鋼塊を1150℃以上1200℃以下の温度に加熱
し,粗圧延機と仕上圧延機を用いて圧延終了温度が1000
℃以上となるように熱間圧延を行うことからなる含硼素
オーステナイト系ステンレス鋼の熱延鋼帯の製造法の発
明を提案した。
〔発明の目的〕
本発明は,前記特願昭61−240244号に提案した方法の一
層の改善を目的としたものである。すなわち,本発明者
らは含硼素オーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工性
についてさらに研究を続けてきたが,先に提案した該方
法においてはホットコイルに割れ疵の発生することもあ
り,その原因究明と共にこれの防止を目的としたもので
ある。
〔発明の構成〕
本発明は含硼素オーステナイト系ステンレス鋼のホット
コイルを割れ疵なく製造する方法を提供するものであ
り,その要旨とするところは,Bを0.2〜1.2重量%含有す
るオーステナイト系ステンレス鋼の鋼塊を製造し,この
鋼塊を1150℃以上1200℃以下の温度に加熱して20〜70%
の圧下を行なう分塊スラブ製造工程と,得られた分塊ス
ラブを1150℃以上1200℃以下の温度に加熱して20〜70%
圧下を行なう中間スラブ製造工程とを経たうえ,該中間
スラブを1150℃以上1200℃以下の温度に加熱して鋼帯に
まで熱延することを特徴とする。また連続鋳造を行なう
場合においては,Bは0.2〜1.2重量%含有するオーステナ
イト系ステンレス鋼の連鋳スラブを製造し,この連鋳ス
ラブを1150℃以上1200℃以下の温度に加熱して20〜70%
圧下を行なう中間スラブ製造工程を経たうえ,該中間ス
ラブを1150℃以上1200℃以下の温度に加熱して鋼帯にま
で熱延することを特徴とする。
〔発明の詳述〕
本発明者らはB添加オーステナイト系ステンレス鋼の熱
間加工性について種々の試験研究を行ったところ,該B
添加鋼の熱間加工性はひずみ速度の増加によって顕著に
低下するが,いったん高温での鍛造加工(つまり圧下)
を行ったあと適切に熱処理すると,高温引張による破断
が顕著に改善されることを見出した。より具体的には,
該B添加鋼の高温引張による破断は,硼化物を起点とし
て或いは硼化物とマトリックスとの境界において生じる
ことが明らかにされたのであるが,鍛造加工(圧下)と
熱処理を適切に行なうと該硼化物を微細に分散させるこ
とができ,破壊の起点となる箇所が微細に分散される結
果,熱間加工性が著しく向上することがわかった。本発
明はこの知見事実を実際のホットコイルの製造ラインに
おいて実現したものであり,通常のように分塊スラブま
たは連続鋳造スラブを直接熱間圧延してホットコイルを
製造するのではなく,途中に中間スラブを製造する工程
を追加し,ここで鍛造効果と熱処理効果を十分に発揮さ
せてから仕上げ熱間圧延を行なうのであり,この方法に
よると,Bを多量に含有する含硼素オーステナイト系ステ
ンレス鋼であっても割れ疵のないホットコイルが安定し
て得られることがわかった。
本発明はB含有量が0.2〜1.2重量%のオーステナイト系
ステンレス鋼を対象とするが,これは,B添加による熱中
性子減衰効果を得るには少なくとも0.2重量%のBの含
有を必要とし,またB含有量が1.2重量%を超えるよう
な鋼では加工性および靭性が極度に悪くなるし,そのよ
うな多量のBの添加を要せずとも熱中性子減衰効果が十
分に満たされる場合が多いからである。なお,B以外には
オーステナイト系ステンレス鋼とするに必要な諸元素が
鋼中に含有されることは勿論であり,ベースのオーステ
ナイト系ステンレス鋼としては実質上あらゆる種類のも
のが本発明法の対象となり得るものである。
第1図は,後記の第1表に示した供試鋼No.2と3につい
て,各種スラブをひずみ速度:1/secのもとで高温引張試
験に供したさいの試験温度と断面収縮率との関係を示し
たものである。また,第2図はひずみ速度:50/secとし
た以外は第1図と同様の関係を示したものである。ここ
で,ひずみ速度;1/sec(第1図)は,分塊スラブおよび
中間スラブ製造時の粗圧延での熱間加工の通常のひずみ
速度に相当し,ひずみ速度:50/sec(第2図)は,仕上
熱間圧延での通常のひずみ速度に相当するものである。
供試した各スラブは次のものである。
●印:供試鋼No.2の連鋳スラブ, ■印:供試鋼No.3の鋼塊を圧下率67%で圧下して得た分
塊スラブ, ▲印:供試鋼No.2の連鋳スラブを1180℃に加熱して圧下
率30%で圧下して得た中間スラブ, ◆印:供試鋼No.3の鋼塊を圧下率65%で圧下して得た分
塊スラブを更に1180℃に加熱して圧下率22%で圧下して
得た中間スラブ。
第1図の結果から明らかなように,粗圧延のようにひず
み速度が遅い熱間加工の場合においては含硼素オーステ
ナイト系ステンレス鋼であっても断面収縮率が比較的高
く,連鋳スラブと言えども,特に1100〜1200℃の範囲で
は変形能が良好であり割れ疵のない中間スラブを得るこ
とができる。鋼塊から分塊スラブあるいは中間スラブを
得る場合も同様である。そして,中間スラブの方が元の
分塊スラブや連鋳スラブより変形能が高くなっている。
しかし,第2図のように仕上げ熱間圧延に相当するよう
な早いひずみ速度のもとでは全体に断面収縮率が低くな
る。特に連鋳スラブまま,および分塊スラブままではそ
の傾向が強い。したがって連鋳スラブまま或いは鋼塊か
ら製造した分塊スラブままでは変形能が劣り,これを仕
上熱間圧延するとホットコイルに割れが発生しやすくな
る。特に1000℃以下での仕上熱間圧延ではその傾向が強
くなる。これに対して,連鋳スラブから製造した中間ス
ラブおよび鋼塊から分塊スラブを経て製造した中間スラ
ブはひずみ速度が速い場合にも変形能が向上しており,
特に1100〜1200℃の範囲でその傾向が顕著である。
両図に見られるように,含硼素オーステナイト系ステン
レス鋼の高温での変形能は温度低下に伴って低下するた
め,熱間加工時の加熱温度はできる限り高いことが望ま
しい。しかし,両図の結果に示されるように,含硼素オ
ーステナイト系ステンレス鋼の変形能は1200℃を越える
と極端に低下し殆んど加工が出来ないことがわかる。す
なわち粗圧延のようなひずみ速度が遅い場合も仕上熱延
のようにひずみ速度が早い場合も共にその加工温度は12
00℃を超えてはならないのである。これは硼化物が1200
℃を超える温度では溶融することに起因すると考えられ
る。
先の特願昭61−240244号では,含Bオーステナイト系ス
テンレス鋼のスラブまたは鋼塊を1150℃以上1200℃以下
の温度に加熱して粗圧延機と仕上圧延機を用いて圧延終
了温度が1000℃以上となるように熱間圧延を行うことを
提案した。これは,第2図で言えば●印や■印の連鋳ス
ラブや分塊スラブを1150℃〜1200℃に加熱して熱延終了
温度を1000℃で熱延することを意味している。この場合
には,熱延は可能であるが,得られる熱延鋼帯には割れ
疵(特に耳割れ)の発生を見ることがある。しかし,第
2図の▲印や◆印に見られるように,一たん中間スラブ
を製造して(その製造は第1図の結果に見られるように
1150℃〜1200℃の温度で十分にできる)から,これを11
50℃〜1200℃に加熱して熱延終了温度を1000℃で熱延す
るならば,●印や■印の場合よりも加工性に富むので割
れ疵なくホットコイルが製造できるのである。なお,第
1図や第2図ではいずれも1100℃以上の温度でも十分な
変形能を示しているが,1150℃ではさらに良好な変形能
を示す傾向が見られる。したがって本発明法の実施にさ
いし,ひずみ速度の遅い分塊スラブ,その中間スラブ,
さらには連鋳スラブからの中間スラブの製造にさいして
は加熱温度は1150〜1200℃の範囲とし,またこれらから
仕上熱延する場合の加熱温度も1150〜1200℃の範囲とす
るのがよい。そして,仕上熱延温度についても,第2図
の結果に見られるように,1000℃より低い温度となると
変形能の低下が大きくなるので1000℃以上の温度で熱延
を終了するのがよく,このために仕上熱延温度は1000℃
以上とするのがよい。
このように,一たん中間スラブを製造する工程を採用す
ると含硼素オーステナイト系ステンレス鋼の仕上熱延で
の変形能を高めることができるのであるが,これはおよ
そ次のように考えることができる。すなわち,含硼素オ
ーステナイト系ステンレス鋼に現れる変形能の低下は硼
化物の存在によるが,特に,凝固時の硼化物の極端な偏
析が変形能の低下を更に促進する。中間スラブを製造す
る工程を追加すると,その再圧下による鍛造効果と再加
熱による熱処理効果が現れて硼化物の偏析が緩和し,硼
化物が微細に分散した組織となり,この組織状態を維持
した状態では変形能が大きくこの状態で仕上熱延すれば
割れ疵のないホットコイルの製造ができることになる。
なお,鋼帯までの仕上熱間圧延に先立ち,中間スラブの
製造加工回数を繰返すほど硼化物の偏析が緩和され変形
能が向上する。しかし,いたずらに加工回数を重ねるこ
とは製造費用の増大を招くので好ましくなく,鋼塊法に
おいては分塊スラブ製造と中間スラブ製造の2回を適当
とし,また連続鋳造法においては中間スラブ製造の1回
を適当とし,これだけによっても本発明の目的が達成で
きる。なお分塊スラブあるいは中間スラブ製造1回当り
の総圧下率は20〜70%とする必要がある。これは,圧下
率が20%未満では硼化物を分散し偏析を緩和する効果が
得られず,他方,圧下率が70%を超えると累積ひずみの
増大,および加工所要時間の増加に伴う温度低下によっ
て変形能が低下し,割れ発生の危険があるからである。
〔実施例〕
第1表に示した化学成分を有する含硼素オーステナイト
系ステンレス鋼の連続鋳造スラブと鋼塊を製造した。
これらのスラブまたは鋼塊を,第2表に示す分塊スラブ
製造条件および中間スラブ製造条件に従って中間スラブ
を製造したあと,第2表に示す熱延条件で鋼帯にまで熱
間圧延した。また比較のために,中間スラブを製造しな
いで鋼帯にまで熱間圧延した例も第2表に示した。得ら
れたホットコイルの割れ疵の状態を調べ,その結果を第
2表に示した。
第2表の結果に見られるように,鋼塊では分塊スラブ製
造+中間スラブ製造後に熱間圧延した方が,分塊スラブ
製造のみの後熱間圧延した場合に比べて割れ疵のない良
好な結果が得られている。また,連続鋳造スラブでは中
間スラブ製造後熱間圧延した方が,中間スラブを製造す
ることなく直接熱間圧延した場合に比べて良好な結果が
得られている。したがって,本発明法に従うと割れ疵の
ない含硼素オーステナイト系ステンレス鋼のホットコイ
ルが良好に製造できることがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図は含硼素オーステナイト系ステンレス鋼をひずみ
速度1/secにて高温引張試験した場合の試験温度と断面
収縮率の関係図。第2図は含硼素オーステナイト系ステ
ンレス鋼をひずみ速度50/secにて高温引張試験をした場
合の試験温度と断面収縮率の関係図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Bを0.2〜1.2重量%含有するオーステナイ
    ト系ステンレス鋼の鋼塊を製造し,この鋼塊を1150℃以
    上1200℃以下の温度に加熱して20〜70%の圧下を行なう
    分塊スラブ製造工程と,得られた分塊スラブを1150℃以
    上1200℃以下の温度に加熱して20〜70%圧下を行なう中
    間スラブ製造工程とを経たうえ,該中間スラブを1150℃
    以上1200℃以下の温度に加熱して鋼帯にまで熱延するこ
    とからなる含硼素オーステナイト系ステンレス鋼のホッ
    トコイルの製造方法。
  2. 【請求項2】Bを0.2〜1.2重量%含有するオーステナイ
    ト系ステンレス鋼の連鋳スラブを製造し,この連鋳スラ
    ブを1150℃以上1200℃以下の温度に加熱して20〜70%圧
    下を行なう中間スラブ製造工程を経たうえ,該中間スラ
    ブを1150℃以上1200℃以下の温度に加熱して鋼帯にまで
    熱延することからなる含硼素オーステナイト系ステンレ
    ス鋼のホットコイルの製造方法。
JP63018532A 1988-01-30 1988-01-30 含硼素オーステナイト系ステンレス鋼のホットコイルの製造方法 Expired - Lifetime JPH0723510B2 (ja)

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