JPS63235461A - 耐候性に優れたba仕上げステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents
耐候性に優れたba仕上げステンレス鋼板の製造方法Info
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- JPS63235461A JPS63235461A JP6577287A JP6577287A JPS63235461A JP S63235461 A JPS63235461 A JP S63235461A JP 6577287 A JP6577287 A JP 6577287A JP 6577287 A JP6577287 A JP 6577287A JP S63235461 A JPS63235461 A JP S63235461A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
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- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の利用分野)
本発明は、耐発さび性に優れ、外装用に適したBA(光
輝焼鈍)仕上げステンレス鋼板の製造方法に関する。
輝焼鈍)仕上げステンレス鋼板の製造方法に関する。
(従来の技術とその問題点)
SUS430、Sυ5434.5US304などのステ
ンレス鋼でBA(光輝焼鈍)仕上げしたステンレス鋼板
は表面光沢が良好で美麗な上、CQ−イオンやSO2ガ
スに対して耐食性を有しているため内・外装の装飾用途
にさかんに用いられている。しかし、近年の大気環境の
悪化や使用者の発さびに対する要求もきびしくなり、さ
らに耐候性向上の要望が高まっている。一方同一成分の
鋼であっても、BA仕上げ後の耐候性に差がある場合が
みられ、必ずしも安定した耐候性が得られていないのが
現状である。
ンレス鋼でBA(光輝焼鈍)仕上げしたステンレス鋼板
は表面光沢が良好で美麗な上、CQ−イオンやSO2ガ
スに対して耐食性を有しているため内・外装の装飾用途
にさかんに用いられている。しかし、近年の大気環境の
悪化や使用者の発さびに対する要求もきびしくなり、さ
らに耐候性向上の要望が高まっている。一方同一成分の
鋼であっても、BA仕上げ後の耐候性に差がある場合が
みられ、必ずしも安定した耐候性が得られていないのが
現状である。
本出願人は先に、耐候性等の耐食性について5US43
4鋼と同等以上で、しかもコストは5US430に近い
経済性を具備するフェライト系ステンレス鋼を新たに見
いだし、特願昭55−152209としてすでに特許出
願しである。この鋼の最も特徴的な点は。
4鋼と同等以上で、しかもコストは5US430に近い
経済性を具備するフェライト系ステンレス鋼を新たに見
いだし、特願昭55−152209としてすでに特許出
願しである。この鋼の最も特徴的な点は。
CrとCu量を適正に管理し、用途に応じて若干量のN
i、 Mo%NbおよびTiをそれぞれ単独あるいは複
合して添加することによって、耐候性の著しい改善をは
かったことにあった。この鋼は内・外装用材料として一
段と優れたものであった。しかしこの鋼のBA仕上げ材
にもやはり前述したようにBA仕上げにより耐候性に差
が見られる。
i、 Mo%NbおよびTiをそれぞれ単独あるいは複
合して添加することによって、耐候性の著しい改善をは
かったことにあった。この鋼は内・外装用材料として一
段と優れたものであった。しかしこの鋼のBA仕上げ材
にもやはり前述したようにBA仕上げにより耐候性に差
が見られる。
BA仕上げ条件と耐候性に関し、特開昭61−1972
82には鋼中のSiに着目し、BA炉の雰囲気ガス組成
、露点および熱処理温度の制御による耐候性の改善方法
が開示されている。しかしこれは従来から行われている
BA処理条件と重なるところもあり、 BA仕上げステ
ンレス鋼に形成される皮膜を記述したに等しく、$1の
みへの着目では不充分で、安定して耐食性皮膜は得られ
ない、また、後述するように雰囲気ガスの露点をいたず
らに低めることはかえって耐候性を阻害することになる
。
82には鋼中のSiに着目し、BA炉の雰囲気ガス組成
、露点および熱処理温度の制御による耐候性の改善方法
が開示されている。しかしこれは従来から行われている
BA処理条件と重なるところもあり、 BA仕上げステ
ンレス鋼に形成される皮膜を記述したに等しく、$1の
みへの着目では不充分で、安定して耐食性皮膜は得られ
ない、また、後述するように雰囲気ガスの露点をいたず
らに低めることはかえって耐候性を阻害することになる
。
(発明の目的)
本発明は、このような問題点を解決するもので、BA仕
上げによる耐候性の変動が小さく、しかもすぐれた耐候
性を安定して有するBA仕上げステンレス鋼板の製造方
法を意図するものである。
上げによる耐候性の変動が小さく、しかもすぐれた耐候
性を安定して有するBA仕上げステンレス鋼板の製造方
法を意図するものである。
(問題点を解決する技術的手段)
本発明者等は、 BA仕上げステンレス鋼の耐候性と皮
膜組成の関連を詳細に検討した結果、BA雰囲気の露点
を低めたり、処理温度を高くすると皮膜中のSin、が
増加し耐候性が向上するが、BA皮瞑中にAfl、0.
が多電に存在すると耐候性が阻害されることを見いだし
、これを防ぐには鋼中のA[をできるだけ低下させると
ともに、BA焼鈍雰囲気の露点および処理温度を適切に
制御して1Gの酸化を少くすることが不可欠であること
が明らかになった。
膜組成の関連を詳細に検討した結果、BA雰囲気の露点
を低めたり、処理温度を高くすると皮膜中のSin、が
増加し耐候性が向上するが、BA皮瞑中にAfl、0.
が多電に存在すると耐候性が阻害されることを見いだし
、これを防ぐには鋼中のA[をできるだけ低下させると
ともに、BA焼鈍雰囲気の露点および処理温度を適切に
制御して1Gの酸化を少くすることが不可欠であること
が明らかになった。
(発明の構成)
本発明は上述の知見によってなされたものであり、その
要旨とするところは、Alを重電%で0.05%以下に
低めたステンレス鋼を、−40℃〜−65℃の露点に制
御したH、ガス中あるいはH2とN2の混合ガス中で、
960℃以上1040℃以下の温度で熱処理することに
よって、皮膜中の金属元素の割合が金属状態のFaを1
0%以下に、酸化物状態のAllを60%以下(Cを除
いた原子%)で、他はSin、と他の金属および金属酸
化物からなる皮膜を形成させることを特°徴とする耐候
性にすぐれたBA仕上げステンレス鋼板の製造方法であ
る。
要旨とするところは、Alを重電%で0.05%以下に
低めたステンレス鋼を、−40℃〜−65℃の露点に制
御したH、ガス中あるいはH2とN2の混合ガス中で、
960℃以上1040℃以下の温度で熱処理することに
よって、皮膜中の金属元素の割合が金属状態のFaを1
0%以下に、酸化物状態のAllを60%以下(Cを除
いた原子%)で、他はSin、と他の金属および金属酸
化物からなる皮膜を形成させることを特°徴とする耐候
性にすぐれたBA仕上げステンレス鋼板の製造方法であ
る。
上記の「Cを除いた原子%」とは、金属成分のうち、C
を除いた残部の金属状態の金属および酸化物状態の金属
の総金属分を100%とすることを意味する。
を除いた残部の金属状態の金属および酸化物状態の金属
の総金属分を100%とすることを意味する。
「他の金属および金属酸化物」とは、ステンレス鋼の構
成元素、例えば、Crg Ni、NJ Tx、 No。
成元素、例えば、Crg Ni、NJ Tx、 No。
Mnなどの金属元素およびこれらの酸化物を意味する。
(発明の具体的開示)
次に本発明方法によって形成される皮膜について述べる
。
。
第11m (A) 、 (B) 、 (C) 、 (D
)は0.39%(7)Siト0.04%(7)Alを含
む5US444 (低C,N、 18Cr−2No、
Nb)鋼の板を、露点−62℃の75%Hオと25%N
2の混合ガス中で温度をかえて処理したときの皮膜組成
の変化をESCA(Electron 5pectro
scopy of CheieicalAnalysi
g)で分析した結果を示す、(右肩のMは金属状態であ
ることを示す、)縦軸は0分を除いた成分を原子%で示
し、横軸のエツチング時間は表面からの深さを代表する
もので、ステンレス鋼の場合、およそ1人/secの割
合でエツチングされる。
)は0.39%(7)Siト0.04%(7)Alを含
む5US444 (低C,N、 18Cr−2No、
Nb)鋼の板を、露点−62℃の75%Hオと25%N
2の混合ガス中で温度をかえて処理したときの皮膜組成
の変化をESCA(Electron 5pectro
scopy of CheieicalAnalysi
g)で分析した結果を示す、(右肩のMは金属状態であ
ることを示す、)縦軸は0分を除いた成分を原子%で示
し、横軸のエツチング時間は表面からの深さを代表する
もので、ステンレス鋼の場合、およそ1人/secの割
合でエツチングされる。
900℃以上で加熱すると、表層には主としてAう0□
とSin、が生成することがわかる。しかし950℃で
加熱した皮膜表層にはFe金属分がIO原子%以上みら
れ、これが初期さびとなり耐候性を悪くする。加熱温度
が高くなるとAl、O,とSin、が増加し、同時に表
層のFe金属分は著しく減少する。しかし加熱温度が1
050℃ではAら0.と、してのAfiが60原子%を
こえて増加するのに対し、Sin、とじてのSiはlO
原子%以下に減少する。
とSin、が生成することがわかる。しかし950℃で
加熱した皮膜表層にはFe金属分がIO原子%以上みら
れ、これが初期さびとなり耐候性を悪くする。加熱温度
が高くなるとAl、O,とSin、が増加し、同時に表
層のFe金属分は著しく減少する。しかし加熱温度が1
050℃ではAら0.と、してのAfiが60原子%を
こえて増加するのに対し、Sin、とじてのSiはlO
原子%以下に減少する。
第2図は、 5US444@の板を上述の雰囲気で処理
した後、Arガスで脱気した30℃の5%NaC(l溶
液中で測定した5US444の孔食電位を示す、m定は
JISG−0577に準じて行った。0印は1600の
研摩紙を用いて湿式研摩した試料を示し、・印は75%
H,−25%N2雰囲気中でBA処理した試料を示し、
工は数値のばらつきの巾を示す、 N2/N、ガス雰囲
気中で処理した5US444の孔食電位は975℃〜1
ooo℃の処理で極大値を示し、研摩した試片の孔食電
位に比べてすぐれた耐孔食性を有することがわかる。大
多数の発さびは孔食を起点とするこ、とから、耐孔食性
のすぐれたこれらの処理材は耐候性にもすぐれることは
明らかである。一方、950℃と1050℃で処理した
ものは研摩材の孔食電位と同程度であり、975℃〜1
000℃で処理したものに比べて耐候性に劣ることがわ
かる。第1図に示した皮膜の組成と対比させてみると、
950℃での処理ではFe金属分が10原子%以上と多
いため発さびが誘発されやすく、処理温度を上げるとF
e金属分は著しく減少するとともにSin、、AらO3
が増加しすぐれた耐候性の皮膜が形成される。しかし、
処理温度が1050℃では5in2としてのSiが10
.原子%以上になり耐候性は再び低下する0本発明方法
による皮膜では5103としてのSiを10[子%以上
でl、 0□としてのlを60原子%以下にすることが
必要である。この理由は、 l0J)l子%以下のSu
n、とじてのSiではIQ、O,の欠陥部をカバーしき
れなくなるものと考えられる。
した後、Arガスで脱気した30℃の5%NaC(l溶
液中で測定した5US444の孔食電位を示す、m定は
JISG−0577に準じて行った。0印は1600の
研摩紙を用いて湿式研摩した試料を示し、・印は75%
H,−25%N2雰囲気中でBA処理した試料を示し、
工は数値のばらつきの巾を示す、 N2/N、ガス雰囲
気中で処理した5US444の孔食電位は975℃〜1
ooo℃の処理で極大値を示し、研摩した試片の孔食電
位に比べてすぐれた耐孔食性を有することがわかる。大
多数の発さびは孔食を起点とするこ、とから、耐孔食性
のすぐれたこれらの処理材は耐候性にもすぐれることは
明らかである。一方、950℃と1050℃で処理した
ものは研摩材の孔食電位と同程度であり、975℃〜1
000℃で処理したものに比べて耐候性に劣ることがわ
かる。第1図に示した皮膜の組成と対比させてみると、
950℃での処理ではFe金属分が10原子%以上と多
いため発さびが誘発されやすく、処理温度を上げるとF
e金属分は著しく減少するとともにSin、、AらO3
が増加しすぐれた耐候性の皮膜が形成される。しかし、
処理温度が1050℃では5in2としてのSiが10
.原子%以上になり耐候性は再び低下する0本発明方法
による皮膜では5103としてのSiを10[子%以上
でl、 0□としてのlを60原子%以下にすることが
必要である。この理由は、 l0J)l子%以下のSu
n、とじてのSiではIQ、O,の欠陥部をカバーしき
れなくなるものと考えられる。
上述の皮膜を形成させるステンレス鋼としては鋼の結晶
構造によらず、フェライト系ステンレス鋼でもオーステ
ナイト系ステンレス鋼でも構わない、皮膜中に存在する
Si、 10分は通常、ステンレス鋼の製造において脱
酸剤として添加されるものであるll5Iについては多
い方が望ましいが、 AnはAら0.を形成し、S10
□の耐候性皮膜の形成を阻害するため出来るだけ少くす
る必要がある。しかし脱酸には有効な元素であるため、
0.05%を限度に添加する。素材中のCrはとくに限
定する必要はないがあまり多くなると皮膜中に増加しS
in、の形成を防げる。また表面光沢の面で悪影響をお
よぼし、加工性も悪くなるので25%以下が望ましい、
また、本発明ではステンレス鋼を950℃をこえる高温
で処理するため、粒界腐食や結晶粒度の面を考慮する必
要がある。この意味でフェライト系ステンレス鋼に本発
明を適用するには適量のNbを添加し、C,N を固定
し、クロム炭化物の生成に帰因する粒界腐食を抑制する
とともに、再結晶温度を高め結晶粒の粗大化による機械
的性質の劣化を防ぐのが好ましい。
構造によらず、フェライト系ステンレス鋼でもオーステ
ナイト系ステンレス鋼でも構わない、皮膜中に存在する
Si、 10分は通常、ステンレス鋼の製造において脱
酸剤として添加されるものであるll5Iについては多
い方が望ましいが、 AnはAら0.を形成し、S10
□の耐候性皮膜の形成を阻害するため出来るだけ少くす
る必要がある。しかし脱酸には有効な元素であるため、
0.05%を限度に添加する。素材中のCrはとくに限
定する必要はないがあまり多くなると皮膜中に増加しS
in、の形成を防げる。また表面光沢の面で悪影響をお
よぼし、加工性も悪くなるので25%以下が望ましい、
また、本発明ではステンレス鋼を950℃をこえる高温
で処理するため、粒界腐食や結晶粒度の面を考慮する必
要がある。この意味でフェライト系ステンレス鋼に本発
明を適用するには適量のNbを添加し、C,N を固定
し、クロム炭化物の生成に帰因する粒界腐食を抑制する
とともに、再結晶温度を高め結晶粒の粗大化による機械
的性質の劣化を防ぐのが好ましい。
本発明で示したBA仕上げによるすぐれた耐候性を有し
、かつ耐候性の変動が小さい皮膜を形成させるためには
、lを重量%で0.05%以下に低めたステンレス鋼を
、露点−40℃〜−65℃のH,ガスあるいはN2とN
2の混合ガス中で、960℃以上1040℃以下の温度
で熱処理することが必要である。
、かつ耐候性の変動が小さい皮膜を形成させるためには
、lを重量%で0.05%以下に低めたステンレス鋼を
、露点−40℃〜−65℃のH,ガスあるいはN2とN
2の混合ガス中で、960℃以上1040℃以下の温度
で熱処理することが必要である。
次にこれらの条件について説明すると、露点が高いと鋼
中のFe、 Mnt Crが酸化され表面皮膜の着色が
つよく、表面光沢の面で問題がある。露点を低めること
によってこれら元素の酸化は抑制され。
中のFe、 Mnt Crが酸化され表面皮膜の着色が
つよく、表面光沢の面で問題がある。露点を低めること
によってこれら元素の酸化は抑制され。
かわってSi、 Alの酸化が主体となる。しかし露点
をいたずらに下げると酸化は10分が優先し、SiO□
による耐食性皮膜が損われる。このことから、露点は一
40℃から一65℃にする必要がある。雰囲気ガスとし
ては、一般に用いられるN2ガスあるいはN3とN2の
混合ガスなどの非酸化性ガスを用いる。
をいたずらに下げると酸化は10分が優先し、SiO□
による耐食性皮膜が損われる。このことから、露点は一
40℃から一65℃にする必要がある。雰囲気ガスとし
ては、一般に用いられるN2ガスあるいはN3とN2の
混合ガスなどの非酸化性ガスを用いる。
なお、N2とN2の混合ガスの場合、N2は窒化を伴い
Crの窒化による耐食性への悪影響が懸念されるので、
N3は少い方が望ましい。
Crの窒化による耐食性への悪影響が懸念されるので、
N3は少い方が望ましい。
以上の条件でBA処理することによって耐候性にすぐれ
た皮膜を安定して得ることができる。
た皮膜を安定して得ることができる。
以下に本発明の実施例をのべる。
第1表にステンレス鋼板のBA処理による皮膜組成と耐
食性試験結果を示す、耐候性試験は、30”C110分
間の塩水噴霧→30℃、80%RHで60分の湿潤→4
0℃%50%RHで30分の乾燥110分間ジャワ→4
0℃、35%RHで80分の乾燥を1サイクルとして、
赤さびの発生するまでのサイクル数で評価した。
食性試験結果を示す、耐候性試験は、30”C110分
間の塩水噴霧→30℃、80%RHで60分の湿潤→4
0℃%50%RHで30分の乾燥110分間ジャワ→4
0℃、35%RHで80分の乾燥を1サイクルとして、
赤さびの発生するまでのサイクル数で評価した。
供試鋼の主成分によって耐候性レベルに差はあるが、本
発明方法によって製造したBA皮膜はすぐれた耐候性を
示すことが明らかである。すなわち、0.05重量%以
下にAlを低めたステンレス鋼を露点−40℃〜−65
℃のN2ガスあるいはH,、とN3の混合ガス中で96
0℃以上1040℃以下の温度で処理することによって
、皮膜中のFeのメタル分およびAffi、0゜の生成
を適量に制御した皮膜はすぐれた耐候性が得られている
。逆にFeの金属分の多い皮膜もしくは大部分がAl1
,0.からなる皮膜の耐候性は劣る。
発明方法によって製造したBA皮膜はすぐれた耐候性を
示すことが明らかである。すなわち、0.05重量%以
下にAlを低めたステンレス鋼を露点−40℃〜−65
℃のN2ガスあるいはH,、とN3の混合ガス中で96
0℃以上1040℃以下の温度で処理することによって
、皮膜中のFeのメタル分およびAffi、0゜の生成
を適量に制御した皮膜はすぐれた耐候性が得られている
。逆にFeの金属分の多い皮膜もしくは大部分がAl1
,0.からなる皮膜の耐候性は劣る。
第1図(A)〜(D)は、0.39%のSiと0.04
%のAnを含む5US444鋼板を、露点−62℃の7
5%H2と25%N2の混合ガス中で、950℃X30
秒、975℃×30秒、1000℃X30秒および10
50℃X30秒の温度で処理して生じた鋼板表面の皮膜
組成をESCAによって分析した図である。 第2図は、上述の処理をした鋼板の孔食電位を、脱気し
た30℃の5%NaCQ溶液中でJIS G 0577
に準じて求めた図である。
%のAnを含む5US444鋼板を、露点−62℃の7
5%H2と25%N2の混合ガス中で、950℃X30
秒、975℃×30秒、1000℃X30秒および10
50℃X30秒の温度で処理して生じた鋼板表面の皮膜
組成をESCAによって分析した図である。 第2図は、上述の処理をした鋼板の孔食電位を、脱気し
た30℃の5%NaCQ溶液中でJIS G 0577
に準じて求めた図である。
Claims (1)
- 1、Al含有量が0.05重量%以下であるステンレス
鋼を、露点が−40℃〜−60℃に制御されたH_2ガ
スまたはH_2とN_2との混合ガスの中で、960℃
以上1040℃以下の温度で熱処理することによって、
ステンレス鋼表面にCを除いた原子%で、金属状態のF
e10%以下、酸化物状態のAl60%以下を含有し、
残部がSiO_2と他の金属および金属酸化物からなる
酸化皮膜を形成せしめることを特徴とする耐候性に優れ
たBA仕上げステンレス鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6577287A JPS63235461A (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 耐候性に優れたba仕上げステンレス鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6577287A JPS63235461A (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 耐候性に優れたba仕上げステンレス鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63235461A true JPS63235461A (ja) | 1988-09-30 |
| JPH0240731B2 JPH0240731B2 (ja) | 1990-09-13 |
Family
ID=13296652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6577287A Granted JPS63235461A (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 耐候性に優れたba仕上げステンレス鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63235461A (ja) |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2007119856A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Nisshin Steel Co Ltd | 親水性ステンレス鋼板及びその製造方法 |
| WO2016158427A1 (ja) * | 2015-04-03 | 2016-10-06 | 日新製鋼株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼板、カバー部材およびオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法 |
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| JPS5782421A (en) * | 1980-11-10 | 1982-05-22 | Kawasaki Steel Corp | Bright annealing method of mo-containing middle cr concentration ferritic stainless steel |
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-
1987
- 1987-03-23 JP JP6577287A patent/JPS63235461A/ja active Granted
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