JPH0774384B2 - 耐食性、加工成形性のすぐれたステンレス鋼板の製造法 - Google Patents
耐食性、加工成形性のすぐれたステンレス鋼板の製造法Info
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- JPH0774384B2 JPH0774384B2 JP2120652A JP12065290A JPH0774384B2 JP H0774384 B2 JPH0774384 B2 JP H0774384B2 JP 2120652 A JP2120652 A JP 2120652A JP 12065290 A JP12065290 A JP 12065290A JP H0774384 B2 JPH0774384 B2 JP H0774384B2
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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、自動車やオートバイエンジンなどの排気ガス
用マフラーやその前後の排気管系（以下総称してマフラ
ーという）などに使用され、前記排気ガス系で生成する
湿潤ガスや排気系ガス凝縮液中で優れた耐食性と、マフ
ラー用素材に適用する際の複雑な成形にも優れた加工性
を示すステンレス鋼板の製造法に関するものである。
用マフラーやその前後の排気管系（以下総称してマフラ
ーという）などに使用され、前記排気ガス系で生成する
湿潤ガスや排気系ガス凝縮液中で優れた耐食性と、マフ
ラー用素材に適用する際の複雑な成形にも優れた加工性
を示すステンレス鋼板の製造法に関するものである。
（従来の技術） ステンレス鋼板は、耐食性、耐高温酸化性、高温強度な
どの特性が活用される用途で飛躍的に需要が拡大しつつ
あり、その代表例として自動車、オートバイのマフラー
が挙げられる。エンジンで発生した高温の排気ガスは、
エキゾーストマニホールド、コンバーターなどを通過後
センターパイプ、マフラー、テールパイプを経て排気系
から排出される。エンジン始動時はマフラーの温度が低
いため排ガス中に水分が凝縮した凝縮液がマフラー内壁
面に付着し、またマフラー底部に滞留する。このように
生成した凝縮液中には、燃焼排気ガス中にあるCO3 3-,NH
4 +、SO4 2-,NO3 -,その他Cl-や微量の有機物が含まれ、マ
フラーの耐食性に影響する。その過程は、排気ガス温度
の上昇とともにマフラーの温度も上昇し、生成した凝縮
液中に含まれるアンモニアなどが揮発するため、凝縮液
の液性はアルカリ性から酸性に変化していく。
どの特性が活用される用途で飛躍的に需要が拡大しつつ
あり、その代表例として自動車、オートバイのマフラー
が挙げられる。エンジンで発生した高温の排気ガスは、
エキゾーストマニホールド、コンバーターなどを通過後
センターパイプ、マフラー、テールパイプを経て排気系
から排出される。エンジン始動時はマフラーの温度が低
いため排ガス中に水分が凝縮した凝縮液がマフラー内壁
面に付着し、またマフラー底部に滞留する。このように
生成した凝縮液中には、燃焼排気ガス中にあるCO3 3-,NH
4 +、SO4 2-,NO3 -,その他Cl-や微量の有機物が含まれ、マ
フラーの耐食性に影響する。その過程は、排気ガス温度
の上昇とともにマフラーの温度も上昇し、生成した凝縮
液中に含まれるアンモニアなどが揮発するため、凝縮液
の液性はアルカリ性から酸性に変化していく。
このような環境に適合したマフラーを作るには、従来
は、アルカリ性から酸性までの環境に対して耐食性を示
すアルミナイズド鋼板が主に採用されてきた。しかし、
アルミナイズド鋼板では到底期待寿命を達成することが
できないことが明らかになるに従い、５〜13％程度のCr
を添加した鋼板の適用、さらに最近では20％近くのCrを
含んだステンレス鋼板の採用もなされている。
は、アルカリ性から酸性までの環境に対して耐食性を示
すアルミナイズド鋼板が主に採用されてきた。しかし、
アルミナイズド鋼板では到底期待寿命を達成することが
できないことが明らかになるに従い、５〜13％程度のCr
を添加した鋼板の適用、さらに最近では20％近くのCrを
含んだステンレス鋼板の採用もなされている。
一般的にステンレス鋼板は、熱延、熱延酸洗がなされた
のち、ゼンジマーミルで代表される小径ロール（直径約
100mm）でリバース冷延される。ついで軟化焼鈍され
る。焼鈍によるテンパーカラー発生を避ける際には光輝
焼鈍炉が適用される。また、表面にテンパーカラーが発
生し、そのままの状態では外観、溶接作業性、プレス成
型性などの面で実用上問題がある場合は、酸洗、塩浴処
理、中性塩電解処理などで表面仕上げが施されている。
のち、ゼンジマーミルで代表される小径ロール（直径約
100mm）でリバース冷延される。ついで軟化焼鈍され
る。焼鈍によるテンパーカラー発生を避ける際には光輝
焼鈍炉が適用される。また、表面にテンパーカラーが発
生し、そのままの状態では外観、溶接作業性、プレス成
型性などの面で実用上問題がある場合は、酸洗、塩浴処
理、中性塩電解処理などで表面仕上げが施されている。
しかし、近年の排気ガス規制強化に伴い、マフラーは使
用条件が厳しくなるとともに、製作条件も形状、構造面
で複雑多様になってきた。このような動向に対して、前
記したような鋼板で製造されたマフラーは十分な耐食性
とパフォーマンス性を得ることができないため、自動車
の安全性、長寿命化、経済性を達成する、より優れた耐
食性材料が望まれていた。こうした要求に対して、すで
に５％から10％Cr含有鋼（特開昭63−143240号公報、63
−143241号公報参照）が提案されたり、従来から市販さ
れている既製のフェライト系ステンレス鋼板が使用され
ていることは前述した通りである。
用条件が厳しくなるとともに、製作条件も形状、構造面
で複雑多様になってきた。このような動向に対して、前
記したような鋼板で製造されたマフラーは十分な耐食性
とパフォーマンス性を得ることができないため、自動車
の安全性、長寿命化、経済性を達成する、より優れた耐
食性材料が望まれていた。こうした要求に対して、すで
に５％から10％Cr含有鋼（特開昭63−143240号公報、63
−143241号公報参照）が提案されたり、従来から市販さ
れている既製のフェライト系ステンレス鋼板が使用され
ていることは前述した通りである。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、こうした状況を踏まえてあらためて実際に使
用されているマフラーの実態を詳細に（腐食形態・環境
分析など）解析し、その結果に基づいて得られた腐食環
境条件下でステンレス鋼板の主要成分であるCr,Mo,Niの
成分の影響、さらにCu,Nb,W,V,Zrのそれぞれ単独、ある
いは共存添加時の耐食性（局部腐食の発生・停止特性；
以下耐食性という）におよぼす影響を検討し、各元素の
効果を明確にすることにより、実際のマフラーへの適用
においても優れた耐食性を示し、当該機器の長寿命化・
安全性・環境汚染防止などを長期にわたって確保するこ
とを可能にすると共にプレス成形性を大幅に向上した自
動車・オートバイなどのエンジン排ガス用ステンレス鋼
の製造法を提供することを目的とするものである。
用されているマフラーの実態を詳細に（腐食形態・環境
分析など）解析し、その結果に基づいて得られた腐食環
境条件下でステンレス鋼板の主要成分であるCr,Mo,Niの
成分の影響、さらにCu,Nb,W,V,Zrのそれぞれ単独、ある
いは共存添加時の耐食性（局部腐食の発生・停止特性；
以下耐食性という）におよぼす影響を検討し、各元素の
効果を明確にすることにより、実際のマフラーへの適用
においても優れた耐食性を示し、当該機器の長寿命化・
安全性・環境汚染防止などを長期にわたって確保するこ
とを可能にすると共にプレス成形性を大幅に向上した自
動車・オートバイなどのエンジン排ガス用ステンレス鋼
の製造法を提供することを目的とするものである。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の要旨とするところ
は、重量％で C:0.005％以上0.05％以下、 Si:0.01％以上0.8％以下、 Mn:0.05％以上1.5％以下、 Cr:12％以上18.5％以下、 Mo:0.2％以上3.0％以下、 Al:0.005％以上0.1％以下、 N:0.01％以下を含有して Ti:0.05％以上1.0％以下および Nb:0.05％以上1.0％以下の１種又は２種を含有し、 あるいはさらに、 Ni:0.1％以上1.0％以下、 Cu:0.03％以上1.0％以下、 W:0.05％以上0.5％以下、 V:0.05％以上0.5％以下および Zr:0.05％以上1.0％以下の１種または２種を含有し、 あるいはさらにまた、 Ca:0.001％以上0.03％以下および Ce:0.001％以上0.03％以下の１種または２種を含有して
残部Feおよび不可避的不純物からなるステンレス鋼を、
大径ロールで冷間圧延し、さらに露点±０℃〜−40℃、
H25％以下残部実質的にN2の弱酸化性雰囲気中で、825〜
975℃の温度範囲で軟化焼鈍し、しかる後に酸洗仕上げ
をほどこすステンレス鋼板の製造法である。
は、重量％で C:0.005％以上0.05％以下、 Si:0.01％以上0.8％以下、 Mn:0.05％以上1.5％以下、 Cr:12％以上18.5％以下、 Mo:0.2％以上3.0％以下、 Al:0.005％以上0.1％以下、 N:0.01％以下を含有して Ti:0.05％以上1.0％以下および Nb:0.05％以上1.0％以下の１種又は２種を含有し、 あるいはさらに、 Ni:0.1％以上1.0％以下、 Cu:0.03％以上1.0％以下、 W:0.05％以上0.5％以下、 V:0.05％以上0.5％以下および Zr:0.05％以上1.0％以下の１種または２種を含有し、 あるいはさらにまた、 Ca:0.001％以上0.03％以下および Ce:0.001％以上0.03％以下の１種または２種を含有して
残部Feおよび不可避的不純物からなるステンレス鋼を、
大径ロールで冷間圧延し、さらに露点±０℃〜−40℃、
H25％以下残部実質的にN2の弱酸化性雰囲気中で、825〜
975℃の温度範囲で軟化焼鈍し、しかる後に酸洗仕上げ
をほどこすステンレス鋼板の製造法である。
このように、本発明は該鋼板の成分と冷延作業以降の製
造条件とを組み合わせることによってその特性を大幅に
向上させうることができた。すなわち、冷延において大
径ロールを採用することにより、プレス成型時に重要な
特性であるランクフォード値が飛躍的に向上すること、
その後の制御雰囲気中での軟化焼鈍と酸洗処理との組み
合わせで耐食性が向上すること、また、その処理によっ
てプレス時の製品表面潤滑性が向上して、すぐれたプレ
ス成型を付与するものである。
造条件とを組み合わせることによってその特性を大幅に
向上させうることができた。すなわち、冷延において大
径ロールを採用することにより、プレス成型時に重要な
特性であるランクフォード値が飛躍的に向上すること、
その後の制御雰囲気中での軟化焼鈍と酸洗処理との組み
合わせで耐食性が向上すること、また、その処理によっ
てプレス時の製品表面潤滑性が向上して、すぐれたプレ
ス成型を付与するものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
（作用） 以下、上記した鋼板の成分限定理由について述べる。
C;Cは、ステンレス鋼の耐食性に有害であるが、強度の
観点からは、ある程度の含有量が必要である。0.005％
未満の極低炭素量では製造コストが高くなる。また、0.
05％を越えると耐食性は大幅に劣化するため0.005％以
上0.05％以下とした。
観点からは、ある程度の含有量が必要である。0.005％
未満の極低炭素量では製造コストが高くなる。また、0.
05％を越えると耐食性は大幅に劣化するため0.005％以
上0.05％以下とした。
Si;Siは0.01％以上添加されると後述する軟化焼鈍処理
時に表面に生成する酸化膜中に他の元素より優先的に蓄
積し耐食性に有効な元素、たとえばCr,Moが鋼中から表
面へ拡散消費される結果惹起される耐食性劣化を抑制す
る効果をもたらす。このSiの効果は温度、時間、雰囲気
との組み合わせにおいて0.5％を越えるとその効果は飽
和に達し、0.8％を越えると加工性が問題となる。
時に表面に生成する酸化膜中に他の元素より優先的に蓄
積し耐食性に有効な元素、たとえばCr,Moが鋼中から表
面へ拡散消費される結果惹起される耐食性劣化を抑制す
る効果をもたらす。このSiの効果は温度、時間、雰囲気
との組み合わせにおいて0.5％を越えるとその効果は飽
和に達し、0.8％を越えると加工性が問題となる。
Cr;Crは、本発明の基本成分である。凝縮液を含む環境
など高い耐食性を要求される環境ではMoさらに必要に応
じてNi,Cuなどと共存の形で12％以上の添加が必要であ
る。多いほど耐食性、耐酸化性は向上するが、18.5％を
越えてもその耐食性は飽和する。又、作り込みが難しく
経済的にも高価となる。
など高い耐食性を要求される環境ではMoさらに必要に応
じてNi,Cuなどと共存の形で12％以上の添加が必要であ
る。多いほど耐食性、耐酸化性は向上するが、18.5％を
越えてもその耐食性は飽和する。又、作り込みが難しく
経済的にも高価となる。
Mn;Mnは、排ガス凝縮液環境での耐食性に特別に影響を
及ぼさないが、通常の成分含有量として、0.05％以上1.
5％以下を規定した。
及ぼさないが、通常の成分含有量として、0.05％以上1.
5％以下を規定した。
Mo;Moは、Crさらに必要に応じて、Ni,Cuなどと共存の形
で添加され、加工性を向上し、また凝縮液環境での局部
腐食発生、進展を抑制するために必須の元素である。0.
2％以上3.0％以下の添加でCr、およびその他の特許請求
の範囲記載の各成分（以下その他元素という）との共存
で極めて効果的となる。0.2％未満では、耐食性は、不
十分となるが、3.0％を越えても耐食性の改善にそれほ
ど寄与しないし、且つ、高価となる。
で添加され、加工性を向上し、また凝縮液環境での局部
腐食発生、進展を抑制するために必須の元素である。0.
2％以上3.0％以下の添加でCr、およびその他の特許請求
の範囲記載の各成分（以下その他元素という）との共存
で極めて効果的となる。0.2％未満では、耐食性は、不
十分となるが、3.0％を越えても耐食性の改善にそれほ
ど寄与しないし、且つ、高価となる。
Al;Alは、鋼の結晶粒を微細化して成形後の表面外観劣
化を防止する成分で、0.1％以下の範囲で添加されるが
0.1％を越えると耐食性、熱間加工性を劣化させる。ま
た、0.005％未満では効果がない。
化を防止する成分で、0.1％以下の範囲で添加されるが
0.1％を越えると耐食性、熱間加工性を劣化させる。ま
た、0.005％未満では効果がない。
N;Nは、ＰおよびＳ成分と同様に不可避的成分で、ステ
ンレス鋼の耐食性を劣化させるので、少ない程良い。0.
01％以下とした。
ンレス鋼の耐食性を劣化させるので、少ない程良い。0.
01％以下とした。
P;Pは、凝縮液環境における耐食性に影響するので、少
ない程良い。0.025％を越えると耐食性が劣化する。
ない程良い。0.025％を越えると耐食性が劣化する。
S;Sも、凝縮液環境における耐食性に影響する元素で低
い程よい。上限を0.010％とした。
い程よい。上限を0.010％とした。
Nb;Nbは、ＣまたはＮを固定し、ステンレス鋼の耐食性
の劣化を防ぐ。耐食性を向上するため0.05％から1.0％
の範囲で添加される。1.0％を越えると熱間加工性を劣
化させる。0.05％未満では効果がない。
の劣化を防ぐ。耐食性を向上するため0.05％から1.0％
の範囲で添加される。1.0％を越えると熱間加工性を劣
化させる。0.05％未満では効果がない。
Ti;Tiは、ＣまたはＮを固定し、ステンレス鋼の耐食性
の劣化を防ぐ。Caと共存してＯを固定し、Si,Mnの酸化
物の生成を抑制し、熱間加工性と耐食性を向上させる。
0.05％以上1.0％以下添加される。1.0％を越えると熱間
加工性を劣化させる。
の劣化を防ぐ。Caと共存してＯを固定し、Si,Mnの酸化
物の生成を抑制し、熱間加工性と耐食性を向上させる。
0.05％以上1.0％以下添加される。1.0％を越えると熱間
加工性を劣化させる。
本発明において、上記のような鋼成分組成で製造された
鋼板は耐食性と加工成形性がすぐれている。さらに本発
明はこれらの特性を一層改善するためにNi,Cuなどの鋼
成分を含有させる。
鋼板は耐食性と加工成形性がすぐれている。さらに本発
明はこれらの特性を一層改善するためにNi,Cuなどの鋼
成分を含有させる。
Ni;Niは、本発明ステンレス鋼の選択添加成分である。
凝縮液を含む環境など高い耐食性を要求される環境で
は、Cr,Mo,その他元素と共存して用いられる。局部腐食
進展抑制に効果的であるが、0.1％未満では効果がな
く、1.0％を越えるとその効果は飽和し、また、経済的
にも高価となる。
凝縮液を含む環境など高い耐食性を要求される環境で
は、Cr,Mo,その他元素と共存して用いられる。局部腐食
進展抑制に効果的であるが、0.1％未満では効果がな
く、1.0％を越えるとその効果は飽和し、また、経済的
にも高価となる。
Cu;Cuは、Cr,Moをベースとした成分系、さらにNi、その
他元素と共存の形で添加され、凝縮液を含む環境での耐
食性を得るための添加元素である。0.03％以上で共存効
果が著しく、また1.0％を越えると耐食性は飽和し、且
つ熱間加工性を劣化させる。
他元素と共存の形で添加され、凝縮液を含む環境での耐
食性を得るための添加元素である。0.03％以上で共存効
果が著しく、また1.0％を越えると耐食性は飽和し、且
つ熱間加工性を劣化させる。
W;Wの共存添加は、ステンレス鋼の耐食性、局部腐食性
を向上させるので、必要に応じて0.5％以下で添加す
る。0.5％を越えるとその効果は飽和する。0.05％未満
では効果はない。
を向上させるので、必要に応じて0.5％以下で添加す
る。0.5％を越えるとその効果は飽和する。0.05％未満
では効果はない。
V;Vの共存添加は、ステンレス鋼の耐食性、局部腐食性
を向上させるので、必要に応じて0.5％以下で添加す
る。0.5％を越えるとその効果は飽和する。0.05％未満
では効果はない。
を向上させるので、必要に応じて0.5％以下で添加す
る。0.5％を越えるとその効果は飽和する。0.05％未満
では効果はない。
Zr;Zrの共存添加は、ステンレス鋼の耐食性、局部腐食
性を向上させるので、必要に応じて1.0％以下で添加す
る。1.0％を越えるとその効果は飽和する。0.05％未満
では効果はない。
性を向上させるので、必要に応じて1.0％以下で添加す
る。1.0％を越えるとその効果は飽和する。0.05％未満
では効果はない。
Ca,Ce;Ca,Ceは、低硫黄鋼中でAlと共存してＯを固定
し、凝縮液中での局部腐食の発生起点となり得るMnS系
の介在物の生成を抑制し、耐食性を改善する。Ca,Ce
は、それぞれ0.001〜0.03％の範囲で１種または２種が
必要に応じて添加される。
し、凝縮液中での局部腐食の発生起点となり得るMnS系
の介在物の生成を抑制し、耐食性を改善する。Ca,Ce
は、それぞれ0.001〜0.03％の範囲で１種または２種が
必要に応じて添加される。
上記のような鋼成分組成の鋼板は、通常の鋼板製造工程
を経て、ステンレス熱延鋼板あるいはさらに焼鈍などの
熱処理を施した後、大径ロール（直径110mm以上）で冷
間圧延し、焼鈍する。大径ロールの冷間圧延は、加工性
すなわちランクフォード値を向上させる。第１図は15％
Cr−0.19％Ti−0.07％Al−0.007％Ｃ成分系で、焼鈍温
度を825℃に統一した場合の、ロール直径とランクフォ
ード（）値の関係に対するMo量の効果を示す。すなわ
ちランクフォード値は、Mo成分を含有する鋼板を大径ロ
ールで冷間圧延し、焼鈍することによって向上する。
を経て、ステンレス熱延鋼板あるいはさらに焼鈍などの
熱処理を施した後、大径ロール（直径110mm以上）で冷
間圧延し、焼鈍する。大径ロールの冷間圧延は、加工性
すなわちランクフォード値を向上させる。第１図は15％
Cr−0.19％Ti−0.07％Al−0.007％Ｃ成分系で、焼鈍温
度を825℃に統一した場合の、ロール直径とランクフォ
ード（）値の関係に対するMo量の効果を示す。すなわ
ちランクフォード値は、Mo成分を含有する鋼板を大径ロ
ールで冷間圧延し、焼鈍することによって向上する。
この場合の焼鈍作業は冷延されて硬化したステンレス鋼
板を軟質化させるのが第１目的であるが、本発明におい
ては高温にさらされる結果生成する酸化膜の特性をコン
トロールすることで、焼鈍に引き続いて行われる酸洗作
業で好適な表面状態を確保することも、この焼鈍作業の
大きな目的である。
板を軟質化させるのが第１目的であるが、本発明におい
ては高温にさらされる結果生成する酸化膜の特性をコン
トロールすることで、焼鈍に引き続いて行われる酸洗作
業で好適な表面状態を確保することも、この焼鈍作業の
大きな目的である。
酸化膜の厚みを左右する重要な因子は、焼鈍板温であ
る。この板温は、焼鈍炉に導入される鋼板の成分、特に
Siの量、および炉内の湿度（露点）の関係で決まる反応
で生ずる酸化膜の厚みによって制御される。本発明の成
分系は、再結晶開始温度は775℃から900℃であり、組
織、軟質度を安定させるためにはそれぞれの温度よりも
高い温度でしかも表面の酸化膜は後述する酸洗による鋼
板の表面調整に適した厚みが生成される温度で焼鈍する
必要がある。種々の実験の結果、本発明の成分系では97
5℃を越えると後述する露点±０℃では酸化膜が厚くな
りすぎ、露点が−40℃より低いと酸化膜が緻密になりす
ぎるため、酸洗後の外観を劣化させたり、生産性を低下
させる問題がある。また、板温が825℃より低いと酸化
膜中へのSiの蓄積が不十分であるから本願の目的が達成
されない。したがって、焼鈍温度は825℃から975℃に限
定した。
る。この板温は、焼鈍炉に導入される鋼板の成分、特に
Siの量、および炉内の湿度（露点）の関係で決まる反応
で生ずる酸化膜の厚みによって制御される。本発明の成
分系は、再結晶開始温度は775℃から900℃であり、組
織、軟質度を安定させるためにはそれぞれの温度よりも
高い温度でしかも表面の酸化膜は後述する酸洗による鋼
板の表面調整に適した厚みが生成される温度で焼鈍する
必要がある。種々の実験の結果、本発明の成分系では97
5℃を越えると後述する露点±０℃では酸化膜が厚くな
りすぎ、露点が−40℃より低いと酸化膜が緻密になりす
ぎるため、酸洗後の外観を劣化させたり、生産性を低下
させる問題がある。また、板温が825℃より低いと酸化
膜中へのSiの蓄積が不十分であるから本願の目的が達成
されない。したがって、焼鈍温度は825℃から975℃に限
定した。
酸化膜の厚みは焼鈍雰囲気の中に含まれる気体成分、と
くに酸素の量によっても大きく左右される。酸化膜厚み
が大き過ぎると、のちに行われる酸洗によって表面が過
度に荒らされて外観上商品価値を下げる。また、酸化膜
厚みが薄すぎるとそれが原因となって後述するような有
効成分濃度低下層の排除、表面非金属介在物の除去が果
たせなくなる。種々の試験結果から、本発明成分のステ
ンレス鋼板成分、焼鈍板温度で適正な酸化膜厚みを確保
するためには、焼鈍炉内の酸素濃度を露点で検出して±
０℃〜40℃が適当である。また、焼鈍雰囲気ガスはH2と
N2の混合ガスを使用する。H2が多すぎると、還元力が強
くなって十分な酸化膜が生成せず、またH2は高価なため
不経済である。従って、前記焼鈍雰囲気ガスは、組成が
H25％以下で残部実質的にN2のものを使用する。特に、
ガスの組成がH23〜５％で残部実質的にN2であれば、前
記露点とあいまってより適度な弱酸化性雰囲気となっ
て、望ましい。たとえば、板温が850℃で、16％Cr−1.2
％Mo−0.15％Tiを主成分とする鋼板を各種の温度で焼鈍
（雰囲気ガス:H25％残部N2）した場合の酸化膜の生成状
態をグロー放電分光分析計（以下GDSと略記）で調査し
た結果を第２図に示す。すなわち（ａ）図における露点
が−20℃で操業された酸化膜の厚さＴに比べて、露点＋
10℃では酸化膜が厚すぎ、−50℃では薄すぎる。このよ
うにして焼鈍されたステンレス鋼板は、続いて酸洗す
る。ステンレス鋼板の酸洗は、たとえば特公昭63−4548
0号公報のように厚い酸化膜が存在すると商品価値を下
げるほかに、絞り加工する時にダイスの寿命が短縮する
弊害を除くことである。しかし、本発明者らの検討によ
ると、本発明の成分系において適正な酸洗を施すことに
より、鋼板の耐食性を大幅に向上する。
くに酸素の量によっても大きく左右される。酸化膜厚み
が大き過ぎると、のちに行われる酸洗によって表面が過
度に荒らされて外観上商品価値を下げる。また、酸化膜
厚みが薄すぎるとそれが原因となって後述するような有
効成分濃度低下層の排除、表面非金属介在物の除去が果
たせなくなる。種々の試験結果から、本発明成分のステ
ンレス鋼板成分、焼鈍板温度で適正な酸化膜厚みを確保
するためには、焼鈍炉内の酸素濃度を露点で検出して±
０℃〜40℃が適当である。また、焼鈍雰囲気ガスはH2と
N2の混合ガスを使用する。H2が多すぎると、還元力が強
くなって十分な酸化膜が生成せず、またH2は高価なため
不経済である。従って、前記焼鈍雰囲気ガスは、組成が
H25％以下で残部実質的にN2のものを使用する。特に、
ガスの組成がH23〜５％で残部実質的にN2であれば、前
記露点とあいまってより適度な弱酸化性雰囲気となっ
て、望ましい。たとえば、板温が850℃で、16％Cr−1.2
％Mo−0.15％Tiを主成分とする鋼板を各種の温度で焼鈍
（雰囲気ガス:H25％残部N2）した場合の酸化膜の生成状
態をグロー放電分光分析計（以下GDSと略記）で調査し
た結果を第２図に示す。すなわち（ａ）図における露点
が−20℃で操業された酸化膜の厚さＴに比べて、露点＋
10℃では酸化膜が厚すぎ、−50℃では薄すぎる。このよ
うにして焼鈍されたステンレス鋼板は、続いて酸洗す
る。ステンレス鋼板の酸洗は、たとえば特公昭63−4548
0号公報のように厚い酸化膜が存在すると商品価値を下
げるほかに、絞り加工する時にダイスの寿命が短縮する
弊害を除くことである。しかし、本発明者らの検討によ
ると、本発明の成分系において適正な酸洗を施すことに
より、鋼板の耐食性を大幅に向上する。
さらに説明をすると、本成分系の成分を焼鈍すると表面
に酸化膜が生成する。この場合、酸化膜中には酸素との
親和力がFeより強い元素が優先的に蓄積し、その部分の
直下ではこれら成分の濃度低下現象をきたす。この現象
は、Siの作用で抑制されるが、耐食性向上の目的で添加
されたCr,Mo,Ni,Cuなどに対しては有害である。この有
効成分欠乏現象は酸洗作業で救済される。とりわけ、鋼
板がNO3 -,Cr6-イオンを含む酸洗液中で陰極電解される
場合に素地の溶解で顕著であるから、酸洗作業中、鋼板
が陰極電解状態で１回以上行われる交番電解酸洗作業で
その効果は大きい。
に酸化膜が生成する。この場合、酸化膜中には酸素との
親和力がFeより強い元素が優先的に蓄積し、その部分の
直下ではこれら成分の濃度低下現象をきたす。この現象
は、Siの作用で抑制されるが、耐食性向上の目的で添加
されたCr,Mo,Ni,Cuなどに対しては有害である。この有
効成分欠乏現象は酸洗作業で救済される。とりわけ、鋼
板がNO3 -,Cr6-イオンを含む酸洗液中で陰極電解される
場合に素地の溶解で顕著であるから、酸洗作業中、鋼板
が陰極電解状態で１回以上行われる交番電解酸洗作業で
その効果は大きい。
また、ステンレス鋼の場合、表面に存在する非金属介在
物は発銹点、隙間腐食促進作用をもたらすので極力排除
すべきである。本発明における酸洗による表面清浄化
は、表面に存在するこの非金属介在物の除去にも効果的
であり、その結果耐食性が更に向上する。
物は発銹点、隙間腐食促進作用をもたらすので極力排除
すべきである。本発明における酸洗による表面清浄化
は、表面に存在するこの非金属介在物の除去にも効果的
であり、その結果耐食性が更に向上する。
更に、素地の酸洗により表面は微細な凹凸を呈する。こ
れはプレス成型時の潤滑液保持作用に寄与するので、実
用上有効である。
れはプレス成型時の潤滑液保持作用に寄与するので、実
用上有効である。
（実 施 例） 本発明品の諸特性を実施例により説明する。
第１表に示した本発明鋼および比較鋼は、それぞれ一般
的に行われる方法で溶製、加熱、熱延、酸洗されたの
ち、直径が400mmの冷延ロールで冷間圧延されたのち、
表中に記載した条件で軟化焼鈍、酸洗されたのち性能試
験に供した。
的に行われる方法で溶製、加熱、熱延、酸洗されたの
ち、直径が400mmの冷延ロールで冷間圧延されたのち、
表中に記載した条件で軟化焼鈍、酸洗されたのち性能試
験に供した。
第１表の局部腐食発生電位は、前述の電気化学的な局部
腐食発生評価試験によって得られた値で、この値が大き
いほど局部腐食が発生し難いことを示す。
腐食発生評価試験によって得られた値で、この値が大き
いほど局部腐食が発生し難いことを示す。
局部腐食評価試験は、第３図に示した局部腐食評価試験
用試験片を用いた。第３図中、１はリード線、２は試験
面以外をシールした部分、３は試験面、４はポリカーボ
ネート製ボルト・ナットを示す。これにより試験面上に
人工的に隙間を生成し、局部腐食の発生を加速できるよ
うにした。この試験片を用いて、模擬凝縮液環境中で第
４図に示すように自然電位（Ecorr）より、電位をアノ
ード方向に20mV/minで掃引したとき、電流密度が100μA
/cm2を越えた点の電位を局部腐食発生電位と規定した。
この電位が大きい値を示すほど、局部腐食は発生し難い
傾向を示す。
用試験片を用いた。第３図中、１はリード線、２は試験
面以外をシールした部分、３は試験面、４はポリカーボ
ネート製ボルト・ナットを示す。これにより試験面上に
人工的に隙間を生成し、局部腐食の発生を加速できるよ
うにした。この試験片を用いて、模擬凝縮液環境中で第
４図に示すように自然電位（Ecorr）より、電位をアノ
ード方向に20mV/minで掃引したとき、電流密度が100μA
/cm2を越えた点の電位を局部腐食発生電位と規定した。
この電位が大きい値を示すほど、局部腐食は発生し難い
傾向を示す。
また、局部腐食深さの最大値は、凝縮液環境において、
幅（Ｗ）:50mm、長さ（ｌ）:60mm、板厚（ｔ）:1.2mmの
形状の試験片を用い、試験片表面を＃320研磨後、脱脂
して、浸漬試験を行った。なお、試験環境は、硫酸イオ
ン（5000ppm）、炭酸イオン（3000ppm）、塩化物イオン
（3000ppm）、硝酸イオン（100ppm）、ギ酸（100ppm）
を所定の量添加調整して作製した凝縮液を用いた。試験
方法は、硝子製ビーカー（200cc）を用い、この中に試
験片を立てておき、試験片の半分まで浸漬されるように
凝縮液100ccを入れた。その後、ビーカーを沸騰条件で
２時間加熱し、24時間静止を30日間繰り返した。試験後
試験片上に観察された局部腐食の深さをすべて測定し、
その内の最大深さで評価した。
幅（Ｗ）:50mm、長さ（ｌ）:60mm、板厚（ｔ）:1.2mmの
形状の試験片を用い、試験片表面を＃320研磨後、脱脂
して、浸漬試験を行った。なお、試験環境は、硫酸イオ
ン（5000ppm）、炭酸イオン（3000ppm）、塩化物イオン
（3000ppm）、硝酸イオン（100ppm）、ギ酸（100ppm）
を所定の量添加調整して作製した凝縮液を用いた。試験
方法は、硝子製ビーカー（200cc）を用い、この中に試
験片を立てておき、試験片の半分まで浸漬されるように
凝縮液100ccを入れた。その後、ビーカーを沸騰条件で
２時間加熱し、24時間静止を30日間繰り返した。試験後
試験片上に観察された局部腐食の深さをすべて測定し、
その内の最大深さで評価した。
また、実用状況を想定した腐食試験法としてマフラー内
部腐食模擬試験、改良塩水噴霧試験（MST）、サイクリ
ック腐食試験（CCT）を採用した。
部腐食模擬試験、改良塩水噴霧試験（MST）、サイクリ
ック腐食試験（CCT）を採用した。
（発明の効果） 本発明鋼は、第１表の局部腐食発生特性、および局部腐
食深さから比較鋼に比べ、いずれの鋼種もすぐれた耐食
性を示していた。このことから本発明鋼は、エンジン排
ガス環境のような腐食性の厳しい凝縮液環境において、
長期にわたってすぐれた耐食性を示し、実用的に極めて
有効であることを示している。
食深さから比較鋼に比べ、いずれの鋼種もすぐれた耐食
性を示していた。このことから本発明鋼は、エンジン排
ガス環境のような腐食性の厳しい凝縮液環境において、
長期にわたってすぐれた耐食性を示し、実用的に極めて
有効であることを示している。
第１図は、冷延ロール径とランクフォード値の関係に対
するMo添加量の効果を示したものである。 第２図（ａ）は露点−20℃で焼鈍した場合の酸化膜状態
をGDSで調査したチャート、同じく（ｂ）は露点が＋10
℃の場合、同じく（ｃ）は露点が−50℃の場合の状態を
同一条件で調査したものである。 第３図（ａ）は、電気科学的な局部腐食発生評価試験に
用いた試験変形状を示す側面図、同（ｂ）は、その正面
図である。 第４図は、電気科学的な局部腐食発生評価試験法を説明
するための線図である。 １……リード線、２……シール部 ３……試験面、４……ボルト・ナット
するMo添加量の効果を示したものである。 第２図（ａ）は露点−20℃で焼鈍した場合の酸化膜状態
をGDSで調査したチャート、同じく（ｂ）は露点が＋10
℃の場合、同じく（ｃ）は露点が−50℃の場合の状態を
同一条件で調査したものである。 第３図（ａ）は、電気科学的な局部腐食発生評価試験に
用いた試験変形状を示す側面図、同（ｂ）は、その正面
図である。 第４図は、電気科学的な局部腐食発生評価試験法を説明
するための線図である。 １……リード線、２……シール部 ３……試験面、４……ボルト・ナット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松橋 亮 神奈川県相模原市淵野辺５―10―１ 新日 本製鐵株式会社第二技術研究所内 (72)発明者 鈴木 澄雄 福岡県北九州市八幡東区枝光１―１―１ 新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 富田 稔 福岡県北九州市八幡東区枝光１―１―１ 新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭63−93843（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−83725（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−38334（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−82421（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】重量％で、 C:0.005％以上0.05％以下、 Si:0.01％以上0.8％以下、 Mn:0.05％以上1.5％以下、 Cr:12％以上18.5％以下、 Mo:0.2％以上3.0％以下、 Al:0.005％以上0.1％以下、 N:0.01％以下、 さらに、 Ti:0.05％以上1.0％以下および Nb:0.05％以上1.0％以下の群より選ばれた少なくとも１
種を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなるステ
ンレス鋼を、大径ロールで冷間圧延し、さらに露点±０
℃〜−40℃、H25％以下残部実質的にN2の弱酸化性雰囲
気中で、825〜975℃の温度範囲で軟化焼鈍し、しかる後
に酸洗仕上げをほどこすことを特徴とする耐食性、加工
成形性のすぐれたステンレス鋼板の製造法。 - 【請求項２】重量％で、 C:0.005％以上0.05％以下、 Si:0.01％以上0.8％以下、 Mn:0.05％以上1.5％以下、 Cr:12％以上18.5％以下、 Mo:0.2％以上3.0％以下、 Al:0.005％以上0.1％以下、 N:0.01％以下、 さらに、 Ti:0.05％以上1.0％以下および Nb:0.05％以上1.0％以下の群より選ばれた少なくとも１
種と、 Ni:0.1％以上1.0％以下、 Cu:0.03％以上1.0％以下、 W:0.05％以上0.5％以下、 V:0.05％以上0.5％以下および Zr:0.05％以上1.0％以下の群より選ばれた少なくとも１
種を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなるステ
ンレス鋼を、大径ロールで冷間圧延し、さらに露点±０
℃〜−40℃、H25％以下残部実質的にN2の弱酸化性雰囲
気中で、825〜975℃の温度範囲で軟化焼鈍し、しかる後
に酸洗仕上げをほどこすことを特徴とする耐食性、加工
成形性のすぐれたステンレス鋼板の製造法。 - 【請求項３】重量％で、 C:0.005％以上0.05％以下、 Si:0.01％以上0.8％以下、 Mn:0.05％以上1.5％以下、 Cr:12％以上18.5％以下、 Mo:0.2％以上3.0％以下、 Al:0.005％以上0.1％以下、 N:0.01％以下、 さらに、 Ti:0.05％以上1.0％以下および Nb:0.05％以上1.0％以下の群より選ばれた少なくとも１
種と、 Ca:0.001％以上0.03％以下および Ce:0.001％以上0.03％以下の群より選ばれた少なくとも
１種を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなるス
テンレス鋼を、大径ロールで冷間圧延し、さらに露点±
０℃〜−40℃、H25％以下残部実質的にN2の弱酸化性雰
囲気中で、825〜975℃の温度範囲で軟化焼鈍し、しかる
後に酸洗仕上げをほどこすことを特徴とする耐食性、加
工成形性のすぐれたステンレス鋼板の製造法。 - 【請求項４】重量％で、 C:0.005％以上0.05％以下、 Si:0.01％以上0.8％以下、 Mn:0.05％以上1.5％以下、 Cr:12％以上18.5％以下、 Mo:0.2％以上3.0％以下、 Al:0.005％以上0.1％以下、 N:0.01％以下、 さらに、 Ti:0.05％以上1.0％以下および Nb:0.05％以上1.0％以下の群より選ばれた少なくとも１
種と、 Ni:0.1％以上1.0％以下、 Cu:0.03％以上1.0％以下、 W:0.05％以上0.5％以下、 V:0.05％以上0.5％以下および Zr:0.05％以上1.0％以下の群より選ばれた少なくとも１
種と、 Ca:0.001％以上0.03％以下および Ce:0.001％以上0.03％以下の群より選ばれた少なくとも
１種を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなるス
テンレス鋼を、大径ロールで冷間圧延し、さらに露点±
０℃〜−40℃、H25％以下残部実質的にN2の弱酸化性雰
囲気中で、825〜975℃の温度範囲で軟化焼鈍し、しかる
後に酸洗仕上げをほどこすことを特徴とする耐食性、加
工成形性のすぐれたステンレス鋼板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120652A JPH0774384B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 耐食性、加工成形性のすぐれたステンレス鋼板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120652A JPH0774384B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 耐食性、加工成形性のすぐれたステンレス鋼板の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0417615A JPH0417615A (ja) | 1992-01-22 |
| JPH0774384B2 true JPH0774384B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=14791535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2120652A Expired - Lifetime JPH0774384B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 耐食性、加工成形性のすぐれたステンレス鋼板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774384B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002212683A (ja) * | 2001-01-17 | 2002-07-31 | Kawasaki Steel Corp | 高温耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板 |
| KR20030051050A (ko) * | 2001-12-20 | 2003-06-25 | 현대자동차주식회사 | 자동차 머플러용 페라이트계 스테인레스 합금강 |
| CN102337463B (zh) * | 2011-09-28 | 2012-11-21 | 常熟市长江不锈钢材料有限公司 | 00Cr18Mo2不锈钢管坯及其制造方法 |
| JP6566678B2 (ja) * | 2015-03-26 | 2019-08-28 | 日鉄ステンレス株式会社 | バーリング加工部端面の耐食性に優れるフェライト系ステンレス鋼板の製造方法 |
| CN110629004B (zh) * | 2019-10-29 | 2021-05-25 | 厦门福泉钢业有限公司 | 一种低碳不锈钢板材的热处理工艺 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5782421A (en) * | 1980-11-10 | 1982-05-22 | Kawasaki Steel Corp | Bright annealing method of mo-containing middle cr concentration ferritic stainless steel |
| JPS5938334A (ja) * | 1982-08-26 | 1984-03-02 | Nippon Steel Corp | 加工性のすぐれたフエライト系ステンレス薄鋼板の製造法 |
| JPS5983725A (ja) * | 1982-11-06 | 1984-05-15 | Nippon Steel Corp | リジングの小さいフエライト系ステンレス薄鋼板の製造方法 |
| JPH0765144B2 (ja) * | 1986-10-07 | 1995-07-12 | 大同特殊鋼株式会社 | 冷間鍛造用ステンレス鋼 |
-
1990
- 1990-05-10 JP JP2120652A patent/JPH0774384B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0417615A (ja) | 1992-01-22 |
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