JPH10140292A - 高純度フェライト系ステンレス鋼およびその鋼からなる鋼板の製造方法 - Google Patents

高純度フェライト系ステンレス鋼およびその鋼からなる鋼板の製造方法

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JPH10140292A
JPH10140292A JP30261996A JP30261996A JPH10140292A JP H10140292 A JPH10140292 A JP H10140292A JP 30261996 A JP30261996 A JP 30261996A JP 30261996 A JP30261996 A JP 30261996A JP H10140292 A JPH10140292 A JP H10140292A
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ferritic stainless
rolling
stainless steel
hot
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JP30261996A
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Hiroyuki Miyamoto
博之 宮本
Shinji Tsuge
信二 柘植
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】加工性と耐ローピング性に優れた高純度フェラ
イト系ステンレス鋼とその鋼からなる鋼板の製造方法を
提供する。 【解決手段】重量%で、C:0.005%以下、S
i:0.05〜1%、Mn:0.05〜1%、P:0.
03%以下、S:0.01%以下、Ni:0〜1%、C
r:13〜20%、Mo:0〜2%、Cu:0〜1%、
V:0〜1%、N:0.02%以下、Ti*:30×C
(%)以上0.2%以下を含有し、残部はFeおよび不
可避的不純物からなる高純度フェライト系ステンレス
鋼。ただし、Ti*は下式で表わされるものとする。 Ti*=全Ti(%)−(48/14)×N(%) 上記に記載する鋼に、仕上温度が850〜1000
℃である熱間圧延を施し、その後、700℃以上の温度
で巻き取り、熱延板焼鈍を行うことなく、圧下率55〜
70%の冷間圧延を施して高純度フェライト系ステンレ
ス鋼板を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加工性と耐ロ−ピ
ング性に優れた高純度フェライト系ステンレス鋼および
その鋼からなる鋼板を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼中のCとNの含有量を低減し、さらに
TiやNbの添加によりCやNの固定化を図ったフェラ
イト系ステンレス鋼(以下、高純度フェライト系ステン
レス鋼という)は、汎用鋼種であるSUS430鋼等に
比べて耐食性、加工性が良好である。そのため、高純度
フェライト系ステンレス鋼は、自動車排ガス用部材、化
学プラント用部材、および沿岸の建築物外装用部材等の
素材用として、生産量が増加している。
【0003】通常、高純度フェライト系ステンレス鋼板
は、連続鋳造−熱間圧延−熱延板焼鈍−酸洗−冷間圧延
(1または2回)−仕上げ焼鈍−酸洗の工程によって生産
されている。連続焼鈍設備により行われる熱延板焼鈍
は、IF鋼(InterstitialFree 鋼板)や低炭素鋼板
を製造する際には行うことがない、ステンレス鋼板を製
造する際の特有の工程である。
【0004】高純度フェライト系ステンレス鋼板を、I
F鋼板や低炭素鋼板を製造する際に用いる設備、すなわ
ち、熱延板焼鈍を行わない通常の設備で製造することが
できれば、生産性を顕著に上げることができる。
【0005】しかし、今日まで知られている技術では、
熱延板焼鈍の工程を省略して高純度フェライト系ステン
レス鋼板を製造することはできなかった。それは主に以
下の2つの理由による。
【0006】耐ローピング性の低下 高純度フェライト系ステンレス鋼の冷延板を目的の形状
に加工するために冷間圧延方向に引張変形力を加える
と、ロ−ピングと呼ばれる圧延方向に平行のしわ状の欠
陥が生じることがある。ロ−ピングの原因は、熱間圧延
により圧延方向に著しく伸びた結晶粒(以後、バンド組
織と称する)が冷間圧延後の仕上げ焼鈍の際に再結晶化
して結晶方位の近い粒の集団を形成するためとされてい
る。バンド組織が生じた高純度フェライト系ステンレス
鋼に対しては、通常、熱間圧延後に熱延板焼鈍を施して
バンド組織を破壊している。熱延板焼鈍を行わなけれ
ば、バンド組織が残留するので、冷延板を加工した際に
ロ−ピングが発生する。
【0007】伸びの低下 熱延板焼鈍を行わなければ、フェライト系ステンレス鋼
の冷延板の伸び(特に圧延方向から90度)が著しく低下
する。バンド組織の残留や微細な析出物の存在に起因す
る延性不足が原因であると考えられる。
【0008】熱延板焼鈍を省略しても加工性と耐ロ−ピ
ング性が劣化しない高純度フェライト系ステンレス鋼板
の製造方法として、特開昭59-13026号公報、特開昭62-1
99721号公報、特開昭62-77423 号公報等に熱間圧延の粗
圧延後のパス間時間を通常より長くしてバンド組織を破
壊する方法が開示されている。しかし、この方法では、
粗圧延ロール後段での圧下率を高くする必要があるので
製品の表面にスケール疵等の表面疵が多く発生してしま
う。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、熱延板
焼鈍を省略して、高純度フェライト系ステンレス鋼板を
製造することは困難であった。本発明の目的は、冷延板
を製造する際に熱延板焼鈍を施さなくとも加工性と耐ロ
ーピング性を兼ね備えた冷延板が得られる高純度フェラ
イト系ステンレス鋼、および優れた加工性と耐ロ−ピン
グ性を有する高純度フェライト系ステンレス鋼板を製造
する方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
高純度フェライト系ステンレス鋼(以下、本発明鋼とも
いう。)およびその鋼からなる鋼板の製造方法にある。
【0011】以下の説明において、各元素の含有量の%
表示は重量%を意味する。
【0012】1.本発明の高純度フェライト系ステンレ
ス鋼 『C:0.005%以下、Si:0.05〜1%、M
n:0.05〜1%、P:0.03%以下、S:0.0
1%以下、Ni:0〜1%、Cr:13〜20%、M
o:0〜2%、Cu:0〜1%、V:0〜1%、N:
0.02%以下、Ti*:30×C(%)以上、0.2
%以下、を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物か
らなる。
【0013】ただし、Ti*は下式で表されるものとす
る。
【0014】Ti*=全Ti(%)−(48/14)×
N(%)』 2.本発明の高純度フェライト系ステンレス鋼板の製造
方法。
【0015】『上記1に記載する鋼に、仕上温度が85
0〜1000℃である熱間圧延を施した後、700℃以
上の温度で巻き取り、さらに、圧下率55〜70%の冷
間圧延を施す。』 本発明鋼は、下記に規定する化学組成を有するので、冷
延板を製造する工程中に熱延板焼鈍を施さなくとも加工
性と耐ローピング性を兼ね備えている。特にCの含有量
を0.005%以下、Tiの含有量をTi*で換算して
30×C(%)以上0.2%以下{ただし、Ti*は、
全Ti(%)−(48/14)×N(%)で定義される
ものであり、以下、有効Ti量ともいう。}に規定する
ことで耐ローピング性と加工性を向上させている。
【0016】
【発明の実施の形態】
(1)化学組成 以下、各元素の作用と含有量および含有量を規定した理
由について述べる。
【0017】C:Cは、耐食性や加工性を劣化させるの
で極力低減するのが好ましい。含有量が0.005%を
超えると、耐ロ−ピング性が悪化する。したがって、C
の含有量を0.005%以下とした。
【0018】Si:Siは、鋼の脱酸に必要な元素であ
り、少なくとも0.05%以上は含有させる必要があ
る。しかし、1%を超えて含有させると、加工性が著し
く悪化してしまう。したがって、Siの含有量を0.0
5〜1%とした。
【0019】Mn:Mnは、鋼の脱酸、脱硫に必要な元
素であり、少なくとも0.05%以上は含有させる必要
がある。しかし、1%を超えて含有させると加工性が著
しく悪化してしまう。したがって、Mnの含有量を0.
05〜1%とした。
【0020】P、S:PおよびSは、熱間加工性と靱性
を著しく悪化させるので含有量を極力低減することが望
ましい。PとSをそれぞれ0.03%、0.01%を超
えて含有させると靱性が著しく悪化する。したがって、
Pの含有量の上限は0.03%、Sの含有量の上限は
0.01%とした。
【0021】Ni、Mo、Cu、V:これらの元素は、
耐食性を向上させる元素であり、必要に応じて添加する
ことが望ましい。その効果を得るためには、Niは0.
3%、Moは0.5%、Cuは0.3%、Vは0.3%
以上含有させるのが好ましい。しかし過剰に含有させる
と鋼を硬質化させるのでその上限をNi、CuおよびV
は1%、Moは2%とした。前記上限の好ましいのは、
Ni、Cu、Vは0.5%、Moは1.5%である。
【0022】Cr:Crは、鋼の耐食性を担う重要な元
素であり、13%以上含有させる必要がある。しかしな
がら、過剰に添加すると鋼を硬質化し、加工性を低下さ
せるので、その上限を20%とした。
【0023】N:Nは、Cと同様、耐食性、加工性を劣
化させるので、極力低減することが好ましい。0.02
%を超えると加工性が著しく劣化するので上限を0.0
2%とした。
【0024】Ti:Tiは、CやNと安定な炭窒化物を
形成し、鋼の加工性を著しく向上させる最も重要な元素
である。Tiは特にNとの親和力が強く、凝固過程でほ
ぼ全量のNがTiにより固定される。有効Ti量すなわ
ちTi*(全Ti量からTiNとして析出したTiを差
し引いたTi量)が30×C(%)よりも低い場合は、
CはTiにより完全に固定されずr値は低下する。一
方、Ti*が0.2%を超えると熱延中に再結晶化が抑
制され、冷延板の耐ローピング性を悪化させる。よっ
て、Ti*を30×C(%)以上、0.2%以下とし
た。
【0025】(2)製造方法 本発明の方法で高純度フェライト系ステンレス鋼板を製
造すれば、より加工性に優れた冷延板を製造することが
できる。
【0026】本発明のフェライト系ステンレス鋼板の製
造方法では、まず、本発明で規定する化学組成の鋼に熱
間圧延を施す。その際の仕上げ温度、すなわち熱間圧延
直後の材料の温度を850℃〜1000℃となるよう
に、熱間圧延温度を調整する。その後、熱延板の温度が
あまり低下しないうちに、700℃以上を保ったまま巻
き取る。巻き取り温度の上限については、特に規定する
必要はなく、設備の構造上耐えうる温度で構わない。仕
上げ温度および巻き取り温度をこの温度に規定すること
により、冷延板を所望の形状に成形する際の加工性が向
上する。これは、圧延方向から90度の方向のr値(以
下、r90値という)が向上するためである。r90値が向
上する要因は、熱間加工後から巻き取りまでの間に鋼板
中で回復が進行し熱延板が軟質化するため、冷延集合組
織が低圧下側にシフトしr90値が向上する再結晶集合組
織が形成されるためである。
【0027】冷間圧延の圧下率も冷延板を目的の形状に
加工する際の伸びとr値に影響を及ぼす。圧下率が55
%未満では、集合組織があまり発達せず、良好なr値が
得られない。一方、圧下率が70%を超えるとr90値と
伸びが低下する場合がある。したがって、圧下率の範囲
を55%〜70%とするのが望ましい。
【0028】
【発明の実施の形態】本発明の高純度フェライト系ステ
ンレス鋼を用いて、高純度フェライト系ステンレス鋼板
を製造する工程を具体的に説明する。
【0029】本発明で規定する化学組成の高純度フェラ
イト系ステンレス鋼に熱間圧延を施す。熱間圧延前の工
程としては、本発明で規定する化学組成となるように、
真空脱炭法で溶製し、連続鋳造によりスラブに加工する
のが好ましい。熱間圧延は何ら特殊なものでなく、通常
の熱間圧延設備を使用することができる。熱間圧延後に
熱延板焼鈍は行わない。熱間圧延後に脱スケールを目的
とする通常の酸洗処理を施しても構わない。本発明で規
定する化学組成を有する鋼は、熱延粗圧延後のパス間で
再結晶が起こり、熱間圧延で発生したバンド組織が破壊
される。したがって、冷延板を加工した際にローピング
が発生しない。このように、熱間圧延後にバンド組織を
破壊するための熱延板焼鈍を施す必要がない。次の工程
として、熱延板に冷間圧延を施す。冷間圧延は何ら特殊
なものでなく、通常の冷間圧延装置を使用することがで
きる。
【0030】冷間圧延後の工程としては、軟質化させる
ために通常の仕上げ焼鈍を行うのが望ましい。さらに、
仕上げ焼鈍後に脱スケールを目的とする通常の酸洗処理
を行うのが望ましい。上記した製造工程により、加工性
と耐ローピング性を有する高純度フェライト系ステンレ
ス鋼板を製造することができる。
【0031】上記の熱間圧延の仕上げ温度を850〜1
000℃となるように調整し、熱間圧延直後に通常の巻
き取り装置を使用して、熱延板の温度を700℃以上に
保ったまま巻き取りを行って、圧下率が55〜70%の
冷間圧延を施すことにより、さらに加工性に優れた高純
度フェライト系ステンレス鋼板を製造することができ
る。
【0032】ここでいう圧下率とは、{(冷間圧延前の
板厚−冷間圧延後の板厚)/(冷間圧延前の板厚)}×
100で定義されるものである。なお、冷間圧延は2回
行っても構わない。その際の圧下率は、{(1回目の冷
間圧延前の板厚−2回目の冷間圧延後の板厚)/(1回
目の冷間圧延前の板厚)}×100で定義される。
【0033】
【実施例】表1に示す様々な化学組成の高純度フェライ
ト系ステンレス鋼を真空溶解法により溶製し、50kg
インゴットに鋳造した。つぎに、分塊圧延により板厚4
0mmのスラブとし、1150℃で1時間均熱した後
に、ワ−クロ−ル径500mmの1スタンド−2Hiの
熱間圧延ミルを使用して熱間圧延を7パス施して板厚4
mmの熱延板に形成した。その際の仕上温度は、700
〜900℃とした。熱間圧延後の熱延板を空冷した後、
500〜800℃の様々な巻き取り温度で巻き取った。
巻き取り後の熱延板は、50℃/hの冷却速度で徐冷し
た。
【0034】次にワ−クロ−ル径が150mmで4Hi
の冷間圧延ミルを使用して圧下率が50〜80%の冷間
圧延を施して高純度フェライト系ステンレス鋼板を製造
した。その後、950℃で1.5分間保持する通常の仕
上焼鈍を施した。
【0035】
【表1】
【0036】次に、上記工程で製造した冷延板の加工性
と耐ローピング性を調査した。
【0037】加工性については、圧延方向から90度の
方向となるように、冷延板からJIS13B号試験片を
採取し、引張試験を行うことにより評価した。圧延方向
から90度の方向に試験片を切り出すのは、この方向が
最も製造条件の影響を受けやすいことや製品板のミルシ
ートに90度方向の伸びを記載するためである。また、
r値の評価が不要な理由は、熱延板焼鈍の省略によりr
値が著しく低下することはないためである。
【0038】一方、耐ロ−ピング性ついては、圧延方向
に平行となるように、冷延板からJIS5号試験片を採
取した後、冷延板の両面を鏡面研磨し、20%の引張歪
みを付与して発生するローピングを測定することにより
評価した。
【0039】加工性については、30%以上の伸びを示
した冷延板を伸びが良好で加工性に優れる鋼板と評価し
た。30%未満の伸びの冷延板では、ユーザーがそれを
プレスした場合に割れが生じる可能性が高くなる。耐ロ
ーピング性については、表2で示すように、ローピング
高さが40μm未満、すなわちB’以上の評価を有する
冷延板を優れた耐ローピング性を持つ鋼板と評価した。
40μm以上の高さのローピングを有する冷延板は、プ
レス後に研磨等によりにしわを除去する必要がある。
【0040】
【表2】
【0041】測定結果を表3に示した。
【0042】
【表3】
【0043】表3より、本発明の高純度フェライト系ス
テンレス鋼(A〜F)は、耐ローピング性がB’以上で
伸びが30%以上であり、耐ローピング性と加工性に優
れていることがわかる。一方、本発明で規定する化学組
成から外れている鋼(1〜4)は、耐ローピング性か加
工性のいずれか、もしくは両方の性能が、本発明鋼より
も劣っていることが分かる。
【0044】また、本発明方法で規定する熱間圧延、巻
き取りおよび冷間圧延(表3では*で示した)を施して
製造した鋼板は、本発明の方法で規定する範囲外の方法
で製造した鋼板よりも、ほぼ同じ化学組成の鋼同士で比
較した場合に、大きな伸びを示し、加工性がより優れて
いることが分かる。
【0045】
【発明の効果】本発明のフェライト系ステンレス鋼は、
冷延板を製造する際に熱延板焼鈍を施さなくとも耐ロー
ピング性と加工性に優れるという特性を持っている。さ
らに、本発明方法で得られる鋼板は、さらに優れた耐ロ
ーピング性と加工性を持っている。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で、C:0.005%以下、Si:
    0.05〜1%、Mn:0.05〜1%、P:0.03
    %以下、S:0.01%以下、Ni:0〜1%、Cr:
    13〜20%、Mo:0〜2%、Cu:0〜1%、V:
    0〜1%、N:0.02%以下、Ti*:30×C
    (%)以上0.2%以下を含有し、残部はFeおよび不
    可避的不純物からなる高純度フェライト系ステンレス
    鋼。ただし、Ti*は下式で表されるものとする。 Ti*=全Ti(%)−(48/14)×N(%)
  2. 【請求項2】請求項1に記載する化学組成の鋼に、仕上
    温度が850〜1000℃である熱間圧延を施した後、
    700℃以上の温度で巻き取り、さらに、圧下率55〜
    70%の冷間圧延を施すことを特徴とする高純度フェラ
    イト系ステンレス鋼板の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012081510A (ja) * 2010-10-13 2012-04-26 Sumitomo Metal Ind Ltd 高純度フェライト系ステンレス鋼の分塊圧延方法
WO2012172808A1 (ja) * 2011-06-15 2012-12-20 Jfeスチール株式会社 フェライト系ステンレス鋼
JP5168425B1 (ja) * 2011-06-15 2013-03-21 Jfeスチール株式会社 フェライト系ステンレス鋼

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