JPS6277423A - 加工性のすぐれたフエライト系ステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は加工性のすぐれたフェライト系ステンレス鋼板
の製造法に関するものでちる。尚、本発明においては、
特に断わりのない限シフエライト系ステンレス鋼とは０
．１重量％以下の０％１０〜２０重量％のＣｒを含有す
る鋼をいうものとする。

（従来の技術） 従来、フェライト系ステンレス鋼板の製造法は、素材を
熱間圧延して熱延鋼帯とし、次に・ぐツチ焼鈍炉で８０
０〜８５０℃まで昇温、保持及び冷却等数日間にわたる
熱延板焼鈍処理をして、１回の冷間圧延又は中間焼鈍を
はさんだ２回以上の冷間圧延を行った後、最終焼鈍を施
して製品とされている。

以上の様な従来の製造法においては、冷間圧延前に行う
焼鈍処理に長時間を要するために生産性が悪く、従って
製造コストが高くなるという欠点があった。上記の欠点
を除くために、従来例えば特公昭４９−１７９３２号公
報では、熱延後直ちに急冷して６００℃以下で捲取シ、
熱延板焼鈍することなく冷間圧延し最終焼鈍して、リジ
ング特性の艮−フェライト系ステンレス鋼を製造できる
ことを示している。しかしながら、このように熱延捲取
温度’ｔ６００℃以下とすると、リジング特性は向上す
るが、深絞Ｃ％性は悪くかつ降伏応力も高くなる等の問
題を生ずる。また特公昭５８−３２２１７号公報では熱
延捲取温度を８５０〜９５０℃の高温にすることにより
、降伏応力や全伸び及び深絞シ性が従来のパッチ焼鈍工
程材と同程度となることを示しているが、このような高
温捲取を行うと上記の低温捲取の特許文献に開示されて
いる如く、リジング特性が劣化するという欠点を有して
いる。

また本発明者らは熱延板焼鈍工程を省略し得る製造技術
を開発するに当シ、粗圧延と仕上圧延間で保熱すること
に着目し、すでに特開紹５９−２５９３３号公報で開示
てれている発明を出願している。該発明は、主に粗圧延
終了後保熱してｒ→α変態を促進せしめ、深絞夛特性を
向上することを０指したものであシ、そのためフェライ
ト系ステンレス鋼にＡｔｆ添加しγ→α変態を早く生じ
せしめるものである。しかしそのような保熱ではりジン
グ特性向上効果はなく、従ってリジング対策のためには
他の方法例えば「α＋γ」２相域で大圧下粗熱延を行う
等を併用する必要があった。しかし、この２相域での大
圧下圧延は熱延疵の生成をもたらし、成品板の界面特性
を損なう等の問題を生じた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、フェライト系ステンレス鋼板を特に熱延板焼
鈍工程を省略して製造する場合に、圧延条件を考慮せず
に、深絞シ性や機械的性質と共にリジング特性を同時に
改善することが困難で６つ九点を解決しようとするもの
である。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の問題点を解決するために、フェライト系
ステンレス鋼の熱間圧延条件を特に限定したもので、そ
の骨子はγ相が１０％以上析出するフェライト系ステン
レス鋼スラブを熱間圧延するに際し、粗圧延終了後、得
られた粗圧延片を１０５０〜１１５０℃の温度範囲に３
０秒間以上の保熱をした後に、仕上圧延を行ない、得ら
れた仕上圧延鋼板’５−８００℃以上の温１度で捲取る
こと、及びＡｔ’ｉｏ、０８〜０．３０重量％含有しか
つγ相が１０％以上析出するフェライト系ステンレス鋼
スラブを熱間圧延するに際し、粗圧延終了後該粗圧延片
’１１０５０〜１１５０℃の温度範囲に３０秒間以上保
熱した後に仕上圧延を行ない、得られた仕上圧延鋼板１
！１−７００℃以上の温度で捲取ることにある。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明者らは上記公知例で開示されている材質特性上の
矛盾を解消するために研究調査を続け、仕上圧延前にα
→γ変態させるとりジング特性が向上するのは、従来考
えられていたように熱延終了後に生成したマルテンサイ
ト相（Ｍ相）及び低温変態相等による冷延集合組織のラ
ンダム化に依るものはかシでなく、仕上熱延前の保熱の
際に生成したγ相が仕上熱延中に引き起こす冶金現象に
よるリジング特性向上効果もかなシ大きいことを見い出
し、更に上記の仕上熱延実施後高温捲取してγ→α変態
を生じさせてから、冷間圧延に供しても上記のりジング
特性向上効果は喪失しない上に、深絞シ特性も向上する
ことを見い出し、本発明全完成したものである。

即ち、本発明に依る材質特性向上効果は現在のところ以
下の様に考えられる。

（１）粗圧延終了後、得られた粗熱延片をγ相が最も析
出する温度（以下ＴＮ）近傍で保熱することによシ、仕
上熱延前にγ相を十分析出させ、その後に仕上圧延する
ことと保熱することによるα母相の再結晶。

（２）上記の仕上熱延の後、γ→α変態がほぼ完全に起
こル得る温度以上の高温域で捲取ることによる、該熱延
コイル中のγ相のα相への変態促進及びα母相の再結晶
と炭窒化物の析出。

通常、フェライト系ステンレス鋼は完全変態しないため
、仕上熱延工程で集合組織が形成され、その優先方位は
板厚中央部でＮＤ／＜１００　＞　。

ＲＤ／＜１１０＞（以下４５°ｃｕｂｅという）である
。

そしてこの４５°ｃｕｂｅが最終的にリジング形成の大
きな一因となる。ところが、前記（１）に記した様に仕
上圧延前にγ相を十分に析出させておくと、γ相はα母
相に比較して硬く変形の障害となるため、集合組織をラ
ンダム化する。即ち４５°ｃｕｂｅの形成を阻害し、Ｎ
Ｄ／＜１１０＞？発達させる。この方位はりジング特性
向上に有利であル、かつ４５゜ｃｕｂｅと比較すると深
絞シ特性向上にも有利である。

またγ相近傍での歪が大きい（転位密度が高い）と、前
記（２）に記した捲取時のＴ→α変態の促進及びα母相
の再結晶にも有利に作用すると考えられる。

一般に仕上圧延終了時の残留γ相が捲取時にγ→α変態
できずに空冷されるとマルテンサイト相（以下Ｍ相）や
低温変態相に変態する。以上の様なＭ相全含む熱延板を
冷間圧延すると集合組織の形成（特にＮＤ／＜１００＞
、ＮＤ／＜１１１＞等）全阻害し、最終的にリジング特
性は向上するが深絞シ特性は著しく劣化する。また機械
的性質（特に降伏点）に対しても、上記Ｍ相が最終焼鈍
時に分解して固溶Ｃ，Ｎ９度を高めるため降伏応力も高
くなる。また逆にγ→α変態が可能な高温捲取全実施す
ると、熱延板中のＭ相は少なく冷間圧延時の集合組織は
発達し、深絞り特性は向上（ＮＤ／（１１１）の発達の
ため）するが、リジング特性は劣化スル。（Ｎ　Ｄ／（
１１１）とＮＤ／（１００）Ｃ）発達のため）尚、最終
焼鈍時の固溶Ｃ，Ｎ量は少なくなシ、降伏応力は低下す
る。

ところが、本発明の様′に前記（１）の処理管して高温
捲取（２）の処理）すると、冷間圧延時の集合組織は発
達する（ＮＤ／＜１１１＞、ＮＤ／＜１００＞）にも拘
らずリジング特性は劣化しない。これは、仕上熱延時の
４５°ｃｕｂｅの形成を阻害し、ＮＤ／（１００）コロ
ニーのサイズを、小さくしておけば、冷間圧延時にＮＤ
／（１００）方位が発達しても、そのコロニーサイズが
小さいのでリジング特性は劣化しないためと考えられる
。また深絞シ特性は冷間圧延前の４５°ｃｕｂｅの発達
が少ないため、それだけ有利であシ、降伏応力はＭ相が
少なく良好となる。

以上の様に本発明の特徴の一つは従来技術の材質特性に
対する捲取温度依存性の矛盾？、＠記（１）。

（２）の処理の組み合せで解消することができるところ
にるる。

尚前記（１）　、　（２）　Ｏところで「α母相の再結
晶」も効果の中に入れているが、本発明者らの研究によ
れば、加工後にγ；α変態が生ずる場合にはα母相の再
結晶よシも変態の方が優先し、α母相の再結晶は本発明
の場合それ稚虫じない。しかし全く生じないことはなく
、特に前記（１）で粗圧延終了温度より保熱温度が高い
場合や、前記（２）で捲取温度が高温の時にはα母相の
再結晶が生ずる。また、このα母相の再結晶が及ぼす材
質向上効果は極めて大きい（特にリジング特性）ことも
見出しているので、前記（１）　、　（２）の効果の中
に包含させた。

次にＡｔの効果について述べる。一般にフェライト系ス
テンレス銅の変態は普通銅に比較して極めて遅く、前記
（２）の条件を満たすには８００℃以上の捲取温度が必
要となる。ところが通常の熱間圧延では８００℃以上の
捲取温度を実現するのは一般に難かしく、かつ熱延コイ
ル内の熱履歴のバラツキを生じ易く歩留ｂ’ｔ−劣化さ
せる。上記問題を回避するのに、例えば「近接フィラー
の設置」。

「熱延コイルを保熱炉乃至徐冷ボックス等に装入する」
などの対策があるが、生産性やコストの面で好ましくな
い。

以上の点に関し、本発明者らはフェライト系ステンレス
鋼にＡｔｔ−添加すると、γ→α変態の速度が上昇し前
記（２）の条件を満たす捲取温度の下限を７００℃まで
低下させ得ることを見い出した。

更にＡｔは熱間圧延及び捲取時にＡｔヲ析出させ、その
結果成品板の深絞シ特性及び機械的性質を著しく向上さ
せる等、極めて有用Ａ元累でアシ、特に、フェライト系
ステンレス鋼の深絞用鋼板を熱延板焼鈍工程を省略して
製造する場合には、必要不可欠でおる。

以上、述べてきた様に本発明は前記（１）　ｔ　（２）
の効果で従来技術の矛盾を解消でき、更にＡｔの添加に
よｐ材質特性及び作業性をよシーそう改善することがで
きる。

次に本発明の構成要件の限定理由を述べる。

本発明が対象とする鋼種をγ相が１０％以上析出するフ
ェライト系ステンレス鋼スラブに限定した理由は、前記
した様に本発明では仕上熱延時のγ相を利用するもので
あるからであり、その効果を奏するには少なくとも体積
率で１０％以上のγ相が必要であるので１０９ｂ以上と
限定した。その上限はフェライト系ステンレス鋼である
限シ、嵩高５０チ以下であることは言うまでもない。

かかるスラブを粗熱延後、１０５０〜１］５０’Ｃの温
度範囲で３０秒間以上の保熱を行なうのは、仕上熱延前
にγ相を十分析出させるためである。従って前述した様
に、保熱温度は鉄銅のγ相が最も析出する温度ＴＮであ
ることが望ましく、一般にフェライト系ステンレス鋼の
ＴＮは１０５０〜１１５０℃の温度範囲にあるのでその
温度範囲に限定した。

また保熱時間はγ相の析出が終了するのに十分な時間で
あれば特に限定されるものではないが、通常の粗圧延終
了後では少なくとも約３０秒を要するため、３０秒を下
限とした。保熱時間の上限については特に限定しないが
、生産性の点や表面の脱炭、脱Ｃｒ及び表層部の異常粒
成長防止の観点から３０分間以内であることが望ましい
。

また、仕上熱延鋼板’１８００ｕ以上で捲取るのは、γ
相をα相と炭窒化物に分解させるためと、再結晶させる
ためである。一般のＡｔｆ含有しないフェライト系ステ
ンレス鋼においてはγ→α変態を十分に進行させるのに
ｓｏｏ’ｃ以上の捲取温度が必要であるので上記の様に
限定した。この時、捲取った熱延コイルｔｉ熱炉に装入
したシ、徐冷させるために徐冷カバーを用いれは、γ→
α変態促進の上で有用であることは言うまでもない。ま
た、保熱炉を利用する場合には保熱時間を長くすれば保
熱温度を低くできることも言うまでもない。

捲取温度の上限は冶金的にはＡ３点であシ、実操業上で
は高々１０００℃程度である。

次Ｋ　ｈｔ　＋含有するフェライト系ステンレス鋼の場
合の限定理由を述べる。Ａｔを添加した理由は、前記し
た様に材質特性を向上させるはがシでなくＴ→α変態速
度を大きくさせるために、本発明で必要な捲取温度の下
限を７００℃まで低くできるからである。上記の効果を
現出するためにはＯ，ＯＳ重ｉｔｓ以上含有することが
必要でらシ、０．３０重量％以上ではその効果は飽和す
るのでＡＡ含有量を０．０８〜０．３０重量％に限定し
た。

尚、成品材質に大きな影響を与えるスンプ加熱及び粗熱
延東件については特に限定はしないが、スラブ加熱温度
は熱延疵発生の観点よｆｉｌｌｌｏｌ：以上でかつ、表
面の脱炭層やスケールの成長を抑制しまた異常粒成長を
抑制するために１３００℃以下であることが望ましい。

また粗圧延条件についても熱延疵発生の観点よシ大圧下
圧延（圧下率５０％以上）は行なわない方が望ましい。

即ち、換言すれば従来材質特性（特にリジング特性）を
向上させるが熱延疵を発生し易いという矛盾を有してい
た「低温スラブ加熱圧延法（〜１１ｏｏ℃）」や「粗大
圧下熱間圧延法」を用いずとも、本発明の方法によれば
、深絞シ特性、リジング特性、機械的性質のすべてを十
分満足させることができる。

この点も本発明の特徴の−っである。

（実施例） 以下本発明全実施例に基づいて詳細に説明する。

第１表に示した化学成分を有するＳＵＳ　４３０鋼、■
。

■を通常のステンレス鋼の溶製法に従って溶製し、２５
０ｘｔａ厚の連鋳スラブとした。このスラブ１２００＋
＋ｍ厚×２１０ｍ＠Ｘ２５０”長のサイズに切断して、
１２００ｔ：：に加熱後６ノやスの粗熱延を実施し、２
０ｍ厚の粗圧延片として、更に６パスの仕上熱延によυ
３．０朋厚の熱延板とした。この時の熱間圧延条件を第
２表に示す。

粗圧延と仕上圧延の保熱は、４！ｒ鋼種のγ相が最も析
出すると考えられる温度に保持した電気炉中に、粗圧延
終了後得られた粗圧延片を直ちに装入し保持して実施し
た。尚、この保熱工程全実施しない場合は、粗圧延終了
後約１分間程度ディレーしてから仕上圧延に供した。ま
た捲取処理は、各捲取温度に保持した電気炉中に、仕上
圧延終了後、得られた熱延板を直ちに装入し、６０分間
保持して取シめして室温まで空冷した。上記の捲取処理
は、実製造規模の連続熱間圧延機で捲取った場合に相当
する。

以上の様にして製造した熱延板を酸洗後、ワークロール
径１５０ｗφの冷間圧延機で冷間圧延して０４霧厚の冷
延板とした後、８７５℃で４０秒間焼鈍して成品板とし
た。この成品板のｒ値とりジング高さと降伏応力を第２
表の製造符号に対応させて第３表に示す。７値は深絞シ
特性の目安であ）、通常の平板用途に対しては０６８〜
０，９以上、深絞シ用途に対しては１．１〜１．２以上
であることが望ましい。リジング高さは、成品板金その
圧延方向に引張った時に生じた板のうねｂｔ粗度計で測
定して求めた。本発明者らが評価したりジング高さでは
通常約２０μｍ以下であることが望ましく１％にリジン
グに対して要求の厳しい用途では約１８μｍ以下である
ことが望ましい。また降伏応力は。

０、４　ｍｍ厚の成品板では３７　ｋｌ？／ｍｚ２以下
であることが望ましく、深絞り用途で更に低い方が望ま
しい。

第３宍　材　質　特　性 第３表よシ明らかな様に、各々の鋼種の中で本発明法に
従って製造したもの（鋼種■の■、鋼種■のＱ１０−＠
）Ｆｉ、他に比較して材質特性がすぐれていることが紹
められる・ 鋼種■において公知技術の特公昭５８−３２２１７号公
報に示された方法に依夛製造した■につぃてはｒ値、降
伏応力は平板用途を十分に満足するがリジング特性は良
好とは言えない。また捲取温度？低くする特許１１１Ｅ
　４９−１７９３２号公報記載の方法に従って製造され
た■、■ではりジング特性は優れているが７値は、決し
て良好とは言えず、更に降伏応力が極めて扁〈通常の用
途において支障ｔきたす。捲取温度を中間の７００℃と
した■においてもほぼ同様である。これに対し本発明法
によシ製造した■においては、ｉ値、降伏応力が特公昭
５８−３２２１７号公報記載の方法によって製造された
■と同程度で平板用途全十分満足し、かつリジング特性
も特公昭４９−１７９３２号公報に依るもの（■。

■）と同程度の良好な値を示す。即ち本発明の方法によ
シ、従来の公知技術の材質特性上の矛盾全−挙に解消す
ることが可能である。また、本発明の粗〜仕上圧延間の
保熱を実施して捲取温度を低くした■、■、■では、リ
ジング特性は極めて優れているが、７値、降伏応力は十
分でない。

Ａｔ　ｆ添加した５ＵＳ４３０鋼である＠種■の場合。

Ａｔ添加効果によシフ値、降伏応力が向上するがりジン
グ特性は劣化している（■〜０）。特に降伏応力低下の
効果は顕著であシ、これは製造時に析出するＡｔＮのＮ
固定効果に依るものである。＠特性の絶対値を別にすれ
ば、鋼種■の場合も鋼種■とほぼ同様の挙動を示す。即
ち捲取温度が高いと深絞り特性は向上するが、リジング
特性は劣化する。特に、鋼種■の場合リジング特性の劣
化が著しい（■〜０）。これに対し、本発明の場合（０
゜［相］、Ｏ）、７値ニ１．２程度でかつ降伏応力も３
０１２以下と極めて低く深絞り用途を十分に満足し、更
にリジング特性も２０μｍ以下と良好である。

また、比較法のＯ，Ｕでは７値が低いため深絞り用途は
満足しないが平板用途には使用し得る。

以上実施例では熱延板焼鈍工程を省略した製造法につい
て欽明したが、本発明の方法は前述した様に熱間圧延工
程でリジング生成の原因となるコロニーサイズを小さく
するものであり、熱延板焼鈍工程を実施しても同杆の効
果がある事は言うまでもない　更に熱延板焼鈍？：８０
０〜１０００℃で１０分間以内の短時間で行なう場合に
は１本発明における熱延捲取温度の材質特性への依存性
は存在し、この場合よシ低い捲取温度でも材質特性が向
上することは、本発明の思想よシ明らかである。

以上の理由よシ１本発明を熱延板焼鈍工程を省略して製
造する場合だけに限定しないものである。

（発明の効果） す、上詳記した様に１本発明によればリジング特性がす
ぐれかつ他の特性（深絞シ特性、機械的性質）も通常満
足され得る程度以上のフェライト系ステンレス銅板ヲε
済的に製造することが可能となシ、産業上碑益するとこ
ろ極めて犬である。

手続補正書（自発） 昭和６０年１２月６日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 ■、事件の表示 昭和６０年特許願第２１４７７２号 ２、発明の名称 加工性のすぐれたフェライト系ステンレス鋼板の製造方
法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 代表者　武　　１）　　　量 ５、補正命令の日付　昭和　　年　　月　　日６　補正
の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 （１）明細書６頁１１〜１２行「析出させ、その後に仕
上圧延することと保熱すること」を「析出させその後に
仕上圧延することと、保熱すること」に補正する。

（２）同８頁１１行「捲取（２ンの処理）」を「捲取（
（２〕の処理）」に補正する。

（３）同１０頁１２行「捲取時にＡ／を析出させ、」を
「捲取時にＡ／Ｎを析出させ、」に補正する。

（４）同１４頁４〜５行「ＳＵＳ　４３０　ｉｌｌ、■
、■をコをｒ　ＳＵＳ　４３０　！１１　（■、■）を
」に補正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）γ相が１０％以上析出するフェライト系ステンレ
   ス鋼スラブを熱間圧延するに際し、粗圧延終了後、得ら
   れた粗圧延片を１０５０〜１１５０℃の温度範囲に３０
   秒以上の保熱をした後に仕上圧延を行い、かくして得ら
   れた仕上圧延銅板を８００℃以上の温度で巻取ることを
   特徴とする加工性のすぐれたフュライト系ステンレス鋼
   板の製造方法。
2. （２）Ａｌを０．０８〜０．３０重量％含有し、かつ、
   γ相が１０％以上析出するフェライト系ステンレス鋼ス
   ラブを熱間圧延するに際し、粗圧延終了後、得られた粗
   圧延片を１０５０〜１１５０℃の温度範囲に３０秒以上
   保熱した後に仕上圧延を行い、かくして得られた仕上圧
   延鋼板を７００℃以上の温度で巻取ることを特徴とする
   加工性のすぐれたフェライト系ステンレス鋼板の製造方
   法。