CN115885055A

CN115885055A - 铁素体系不锈钢

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Publication number: CN115885055A
Application number: CN202180039354.5A
Authority: CN
Inventors: 福元成雄; 三平启; 金子农; 井上宜治
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Stainless Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Stainless Steel Corp
Priority date: 2020-06-02
Filing date: 2021-05-21
Publication date: 2023-03-31
Anticipated expiration: 2041-05-21
Also published as: WO2021246208A1; TW202208646A; KR20230018458A; TWI773342B; JP7395737B2; JPWO2021246208A1; CN115885055B

Abstract

本发明提供一种铁素体系不锈钢，其特征在于：化学成分以质量％计含有C：0.001～0.02％以下、Si：0.02～1.5％以下、Mn：1.5％以下、P：0.040％以下、S：0.006％以下、Cr：10～25％、Al：0.01～0.20％、Ti：0.35％以下、Nb：0.70％以下、O：0.0005～0.010％、N：0.005～0.025％、Ca：0.0030％以下，在含有CaO的最大直径为2μm以上的夹杂物中，在外周部伴有1种或两种以上的M(C,N)，且M(C,N)部的合计面积比例为40％以上的夹杂物的个数比例为70％以上；M(C,N)表示元素M的碳氮化物，M为选自Ti、Nb、Cr中的1种或两种以上的元素。

Description

铁素体系不锈钢

技术领域

本发明涉及一种耐锈蚀性优异的铁素体系不锈钢。

背景技术

不锈钢一般不进行涂装等，以无垢的原状供于实用，因此以在钢材表面露出的CaS为起点的生锈成为问题。作为CaS的生成机理，已知有在钢水中结晶析出的方式和在凝固完成后的铸坯加热等时通过含有CaO的夹杂物与含在母材中的S反应而生成的方式。前者的方式通过近年来的精炼能力的提高而能够稳定地实现低S化，因而成为问题的情况减少，另一方面，后者的方式现在大多仍成为问题，作为抑制这些问题的尝试，已知有控制熔炼条件的方法。

例如，专利文献1中公开了一种方法，其通过将精炼结束时的熔渣中的CaO浓度控制在35％以下来抑制S向CaO的集聚，此外通过使MgO浓度在30％以下，生成与CaS点阵匹配性良好的固相MgO，来防止CaS容易析出，从而可制造耐锈蚀性优异的高Al不锈钢。

专利文献2及专利文献3中提供一种铁素体系不锈钢，其特征在于：通过将用X值表示的有关夹杂物组成的式中的值设定在一定值以下，而且以满足包含[Ca]、[S]、[Al]、T.[O]的式的方式进行精炼，来抑制CaS生成，减少生锈。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-339620号公报

专利文献2：日本特开2012-184494号公报

专利文献3：日本特开2014-162948号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上述技术中存在不能解决的课题。

专利文献1的技术由于需要使熔渣的CaO浓度处于低位，所以即便是高Al的成分系，为了稳定地进行脱氧，也需要慎重地进行控制等，使操作负荷增大。此外，脱硫行为也容易不稳定，反而生成CaS及其它硫化物，有时还使耐锈蚀性恶化。

在专利文献2及专利文献3的技术中，在熔渣组成及钢水中有关Ca及S浓度的制约较多，精炼负荷增大造成的成本上升成为问题。

于是，本发明鉴于上述现状存在的问题，其课题在于提供一种CaS少、耐锈蚀性优异的铁素体系不锈钢。

用于解决课题的手段

本发明是为了解决如上所述残存的课题而完成的，其主旨如下所述。

[1]一种铁素体系不锈钢，其特征在于，化学成分以质量％计含有C：0.001～0.02％、Si：0.02～1.5％、Mn：1.5％以下、P：0.040％以下、S：0.006％以下、Cr：10～25％、Al：0.01～0.20％、O：0.0005～0.010％、N：0.005～0.025％、Ca：0.0030％以下，进而含有Ti：0.35％以下、Nb：0.70％以下中的一方或双方，剩余部分包括Fe及杂质；在含有CaO的最大直径为2μm以上的夹杂物中，在外周部伴有1种或两种以上的M(C,N)，且M(C,N)部的面积率为40％以上的夹杂物的个数比例为70％以上；

这里，M(C,N)表示元素M的碳氮化物，M为选自Ti、Nb、Cr中的1种或两种以上的元素，作为其它元素的合计也可以含有低于1％。

[2]根据上述[1]所述的铁素体系不锈钢，其特征在于，除上述[1]所述的化学成分以外，替代所述Fe的一部分，以质量％计含有V：2.0％以下、Zr：0.0050％以下、B：0.0001～0.0020％、Ga：0.010％以下中的1种或两种以上，所述M(C,N)的元素M为选自Ti、Nb、Cr、V、Zr、B、Ga中的1种或两种以上的元素。

[3]根据上述[1]或[2]所述的铁素体系不锈钢，其特征在于，替代所述Fe的一部分，以质量％计进一步含有Mo：2.0％以下、Mg：0.0030％以下、REM：0.01％以下、Ta：0.001～0.100％、Ni：0.1～2.0％、Sn：0.01～0.50％、Cu：0.01～2.00％、W：0.05～1.00％、Co：0.10～1.00％、Sb：0.01～0.30％中的1种或两种以上。

能够提供一种以含有CaS的夹杂物为起点的生锈较少的铁素体系不锈钢。

附图说明

图1是表示M(C,N)部的面积率与被覆率的关系的图示。

图2是表示满足本发明条件的夹杂物的比例与SST试验结果的关系的图示。

图3是表示成为本发明对象的夹杂物的观察面及夹杂物尺寸的测定方法的图示。

图4是在夹杂物的外周部伴有M(C,N)部的夹杂物的示意图。

具体实施方式

以下，对本发明的内容详细地进行说明。

<CaS的形成(铸坯阶段)>

首先，对以致完成了本发明构思的实验进行叙述。

一般认为成为不锈钢生锈的起点的CaS即使在铸坯阶段即炼钢阶段不存在，也如前所述在热轧前的铸坯加热时通过母材中S的扩散，与夹杂物中的CaO反应而生成。

于是，调査了铸坯加热条件对CaS生成所产生的影响。从具有各种成分的铁素体系不锈钢铸坯切下试样，在大气气氛下，在按1000～1300℃的条件加热5分钟～3小时后进行空冷，切出适当的断面，采用镜面抛光进行研磨。

对随机选择的最大直径为5μm以上的20个夹杂物，采用EPMA测定颜色深浅分布，确认CaS的生成状况。其结果是，得知加热条件越是高温下长时间，则CaS生成越显著，此外即使在高温下若为5分钟左右的短时间，则不会生成CaS。由此还得知，作为包括可发生CaS生成的加热的工序，退火等短时间的加热可排除在外。

此外还得知：在长时间加热的条件下，在[S]≤5ppm那样的S极低的试样中，较少生成CaS，但在不是那样的情况([S]＞5ppm的情况)下，有时在同一的试样中存在CaS显著生成的夹杂物和CaS完全不生成的夹杂物。

进一步详细地进行了调査，可知CaS完全不生成的夹杂物在含有CaO的夹杂物的周围被覆着碳化物和氮化物、碳氮化物等。如前所述，CaS由于通过含在母材中的S扩散，与夹杂物中的CaO反应而生成，所以一般认为通过被覆夹杂物的周围的碳化物和氮化物、碳氮化物而物理地遮断S的扩散，结果抑制了CaS的生成。

接着，对存在于含有CaO的夹杂物的外周部的碳化物和氮化物、碳氮化物进行了调査，结果得知C、N以外的元素为Ti、Nb、Cr、V、Zr、B、Ga等。这些元素有时为接近纯物质的组成，也有时为多种碳化物及氮化物固溶的状态。因此，以下不区别碳化物、氮化物、碳氮化物而将其表示为M(C,N)。如前所述，M并不局限于1种，有时也为两种以上。此外，存在于含有CaO的夹杂物的外周部的M(C,N)有时也是两相以上共存。

<夹杂物的形态(加工后的阶段(钢板阶段)和铸坯阶段的比较)>

接着，对于夹杂物的形态，就轧制等加工后的阶段与铸坯阶段的关系进行了调査。

观察热轧板及冷轧板(以下统称为“钢板”)的夹杂物，尽管在含有CaO的夹杂物的外周部伴有M(C,N)，但是有时也没有被覆。可知在这样的夹杂物中CaS有时显著生成，有时几乎不生成。如前所述，由于CaS在铸坯加热时生成，所以如果在铸坯阶段，M(C,N)被覆含有CaO的夹杂物的氧化物部分的外周部，则CaS不生成。由此可以推断，对于热轧板及冷轧板等通过接受加工而变形后的伴有M(C,N)的含有CaO的夹杂物，在CaS显著生成时，在铸坯阶段没有被M(C,N)被覆，在CaS几乎没有生成时，在铸坯阶段被M(C,N)被覆。可是，即便是推断在铸坯阶段被M(C,N)被覆时，在钢板阶段，虽然在夹杂物的外周部伴有M(C,N)，但是有时没有被M(C,N)被覆，因此不能作为表示CaS几乎不生成的指标使用。

于是，通过观察钢板阶段中的夹杂物进行了研究，以找出可表示CaS几乎不生成的指标。

首先，对于铸坯阶段中的含有CaO的夹杂物(参照图4)，调查了M(C,N)部8在夹杂物2的面积中所占的比例与M(C,N)被覆含有CaO的夹杂物的氧化物部分的外周部的比例(被覆率)的关系。调査采用光学显微镜，对随机选择的含有CaO的50个夹杂物进行照相摄影，通过图像分析装置进行评价。第1，通过测定含有CaO的夹杂物的氧化物部分的外周长度及与M(C,N)接触的部分长度，将该部分长度除以外周长度并乘以100而算出被覆率(％)。第2，通过测定含有CaO的夹杂物的面积(氧化物部分和M(C,N)部的合计面积)和M(C,N)在该夹杂物中所占的面积，将后者除以前者并乘以100而算出M(C,N)部的面积率(％)。如图1所示的那样，查明当M(C,N)在夹杂物的面积中所占的比例(M(C,N)部的面积率(％))为40％以上时，被覆率大致为100％，M(C,N)被覆大部分含有CaO的夹杂物的氧化物部分的外周部。

在夹杂物中，如果钢板阶段承继了铸坯阶段的上述M(C,N)部的面积率，则通过采用钢板阶段中的M(C,N)部的面积率，有能够作为表示CaS几乎不生成的指标，即表示耐锈蚀性的指标使用的可能性。于是，接着对热轧板及冷轧板进行了夹杂物观察，然后通过进行盐水喷雾试验-JIS-Z-2371(以下称为SST)调查了生锈性。

关于夹杂物的观察，如图3所示的那样，对钢板表面进行镜面研磨，形成金相面。图3中记载了轧制方向4、厚度方向5、板宽方向6、钢板表面7，将钢板表面7作为观察面1。首先调查了生锈点的夹杂物直径，结果查明在最大直径低于2μm的夹杂物中几乎没有发生生锈。于是，在本发明中，以含有CaO的最大直径3为2μm以上的夹杂物2作为评价对象。接着，与所述铸坯阶段同样，评价了M(C,N)部在夹杂物的面积(氧化物部分和M(C,N)部的合计面积)中所占的比例(M(C,N)部的面积率(％))。另外，评价了M(C,N)部的面积率(％)为40％以上的夹杂物的个数比例与生锈性(SST)调査结果的关系。如图2所示的那样，可知如果M(C,N)部在夹杂物的面积中所占的比例(M(C,N)部的面积率(％))为40％以上的夹杂物的个数比例在70％以上，则SST的评价为5以下，为良好，如果为85％以上则为更好。

如上所述，查明通过在铸坯阶段使M(C,N)被覆含有CaO的夹杂物的氧化物部分的外周部，能够抑制铸坯加热时的CaS生成，而且如果在铸坯阶段使M(C,N)部的面积率为40％以上，则在铸坯阶段使M(C,N)被覆含有CaO的夹杂物的氧化物部分的外周部的被覆率较高。此外，在轧制等加工后的钢表面的夹杂物观察中，了解到在含有CaO的最大直径为2μm以上的夹杂物中，如果在外周部伴有1种或两种以上的M(C,N)，且M(C,N)部的面积率为40％以上的夹杂物的个数比例在70％以上，则SST的成绩为优良。

于是，在本发明中，规定在含有CaO的最大直径为2μm以上的夹杂物中，在外周部伴有1种或两种以上的M(C,N)，且M(C,N)部的面积率为40％以上的夹杂物的个数比例为70％以上。

<钢成分>

如上所述，本发明涉及夹杂物组成的控制，可用于通常制造的铁素体系不锈钢。以下示出能够适合采用的成分范围，但并不限定于此。

C：0.001～0.02％

C是抑制CaS生成的M(C,N)的成分，为了形成M(C,N)而需要0.001％以上，越高浓度地含有，则越生成M(C,N)而越难生成CaS。优选含有0.003％以上。其另一方面，如果过剩地含有，则使加工性降低，因此规定为0.02％以下，优选为0.015％以下。

Si：0.02～1.5％

Si降低N的溶解度，因此是促进M(C,N)生成的元素。作为其它效果，对于通过促进脱氧来脱硫也是有效的元素，例如可间接地抑制凝固中的CaS生成，因此对于抑制CaS生成是有效的元素。为了表现出这些效果而需要0.02％以上，优选添加0.05％以上。但是，如果添加超过1.5％，则加工性下降。特别是在加工性成为问题的用途中优选规定为1.0％以下。

Mn：1.5％以下

Mn是有助于脱氧的元素，因此也可以在添加Al之前作为预脱氧来添加。在添加时，为了表现出其效果而最好规定为0.01％以上，优选规定为0.05％以上。另一方面，因使加工性降低而规定为1.5％以下。特别是在加工性成为问题的用途中优选规定为0.3％以下。

P：0.040％以下

P是使韧性及热加工性、耐蚀性等降低的对不锈钢特别有害的元素，所以越少越好，规定为0.040％以下。优选为0.035％以下，更优选为0.030％以下。但是，过剩的降低则使精炼时的负荷增高、或需要采用高价的原料，所以作为实际操作也可以含有0.005％以上。

S：0.006％以下

根据前面所述的主要条件能够抑制铸坯加热时的CaS生成，但如果S含有超过0.006％，则在凝固前或凝固中段，即在M(C,N)被覆含有CaO的夹杂物之前已经生成CaS，从而导致生锈，因此将上限规定为0.006％。优选的上限为0.003％。

Cr：10～25％

Cr是给不锈钢带来耐蚀性的重要元素，需要添加10％以上，优选为15％以上。其另一方面，大量添加将招致加工性的下降，因此将上限规定为25％，优选为21％以下。

Al：0.01～0.20％

Al是为了进行钢水脱氧而添加的元素，对于使S在0.006％以下也是必要的元素。因此将下限规定为0.01％。优选的下限为0.05％。过剩的添加使加工性降低，所以将其上限规定为0.20％，优选的上限为0.15％。

Ti或Nb为M(C,N)的主成分，所以需要添加Ti、Nb中的至少一方。

Ti：0.35％以下

通过添加Ti能够形成M(C,N)。为了生成以Ti为主成分的M(C,N)，最好添加0.01％以上，优选的添加量为0.05％以上。如果过剩地添加，则在铸造前或铸造中大量生成TiN，招致水口(nozzle)堵塞及制品的表面缺陷，所以将其上限规定为0.35％。

Nb：0.70％以下

通过添加Nb能够形成M(C,N)。为了生成以Nb为主成分的M(C,N)，添加0.003％以上可表现出其效果。优选的添加量为0.2％以上。另一方面，如果添加超过0.70％，则难以再结晶化，使组织粗大化，所以规定为0.70％以下，优选为0.6％以下。

O：0.0005～0.010％

O在铸坯加热时形成可生成CaS的含有CaO的夹杂物。O浓度越高，则含有CaO的夹杂物的量越增大，用M(C,N)被覆变得困难，所以将上限规定为0.010％。但是，过剩的脱氧增加精炼负荷，招致成本上升，因此将下限规定为0.0005％。O意味为T.O。

N：0.005～0.025％

N是形成可抑制CaS生成的M(C,N)的元素，添加0.005％以上可表现出其效果。越是高浓度地含有，则越通过生成M(C,N)而难以生成CaS。其另一方面，如果过剩地含有，则大量生成Cr的氮化物，引起晶界的Cr缺乏，反而使耐蚀性降低，或使加工性显著下降，因此规定为0.025％以下，优选为0.020％以下。

Ca：0.0030％以下

根据前面所述的主要条件能够抑制铸坯加热时的CaS生成，但如果Ca含有超过0.0030％，则在凝固前或凝固中段，即在M(C,N)被覆含有CaO的夹杂物之前已经生成CaS，从而导致生锈，因此将上限规定为0.0030％以下。Ca含量越高，则含有CaO的夹杂物的量越增大，被覆所需的M(C,N)也越增多，因此越少越好，优选为0.0020％以下，更优选为0.0010％以下。也可以不含Ca。

上述钢成分的剩余部分包括Fe及杂质。这里所谓杂质，意味着在工业化制造钢时，以矿石及废料等这样的原料为代表，因制造工序的种种原因而混入的成分，是可在不对本发明产生不良影响的范围内允许的成分。

此外，本实施方式的铁素体系不锈钢也可以替代Fe的一部分，以质量％计进一步含有V：2.0％以下、Zr：0.0050％以下、B：0.0001～0.0020％、Ga：0.010％以下中的1种或两种以上。在不含这些元素时，这些元素的下限值为0％。

V：2.0％以下

V除了本身具有提高耐蚀性的效果以外，通过形成M(C,N)可抑制CaS生成，因此也可以根据需要含有。优选添加0.02％以上。为了生成以V为主成分的M(C,N)而优选的添加量为0.1％以上。如果过剩地含有V，则韧性降低，因此规定为2.0％以下，优选规定为1.0％以下，更优选规定为0.5％以下。

Zr：0.0050％以下

Zr通过形成M(C,N)可抑制CaS生成，因此也可以根据需要含有。为了生成以Zr为主成分的M(C,N)而优选的添加量为0.0010％以上。但是，如果过剩地添加，则在熔炼阶段形成硫化物，反而使耐蚀性降低。因此将上限规定为0.0050％。

B：0.0001～0.0020％

B除了具有提高晶界强度的效果以外，通过形成M(C,N)可抑制CaS生成，因此也可以根据需要含有0.0001％以上。但是，如果过剩地含有B，则招致由拉伸率下降导致的加工性下降，因此使其含量在0.0020％以下。优选为0.0010％以下。

Ga：0.010％以下

Ga除了本身具有提高耐蚀性的效果以外，通过形成M(C,N)可抑制CaS生成，因此能够根据需要以0.010％以下的量含有。Ga的下限没有特别的限定，但优选含有可得到稳定的效果的0.001％以上。

也可以替代Fe的一部分，进一步含有Mo：2.0％以下、Mg：0.0030％以下、REM：0.01％以下、Ta：0.001～0.100％、Ni：0.1～2.0％、Sn：0.01～0.50％、Cu：0.01～2.00％、W：0.05～1.00％、Co：0.10～1.00％、Sb：0.01～0.30％中的1种或两种以上。在不含这些元素时，这些元素的下限值为0％。

Mo：2.0％以下

通过添加Mo具有进一步提高不锈钢的高耐蚀性的作用。可是，由于Mo的价格非常高，所以即使添加超过2.0％，不仅得不到与合金成本增大相应的效果，而且还因形成σ相而招致脆化和耐蚀性下降。因此将上限规定为2.0％。优选的下限为0.5％，优选的上限为1.5％。

Mg：0.0030％以下

Mg对于脱氧及脱硫是有效的元素，因此也可以根据需要含有。但是，如果过剩地添加，则在铸造前或铸造中形成硫化物，反而使耐蚀性降低。因此将上限规定为0.0030％。

REM：0.01％以下

REM(稀土类金属：Rare-Earth Metal)因与O及S的亲和性高而是对脱氧及脱硫有效的元素，也可以根据需要含有。但是，如果过剩地添加，则在铸造前或铸造中大量生成氧化物，招致水口堵塞及制品的表面缺陷，因此将0.01％作为上限。

Ta：0.001～0.100％

Ta是对脱氧及脱硫有效的元素，因此也可以根据需要含有。为了得到这种效果，最好含有0.001％以上。但是，如果过剩地添加，则招致常温延展性的下降及韧性的下降，因此将上限规定为0.100％。

Ni：0.1～2.0％

Ni具有提高耐蚀性的作用，因此可根据需要添加。为了得到这种效果，需要添加0.1％以上。另一方面，Ni是高价元素，即使添加超过2.0％，也得不到与合金成本增大相应的效果，所以将其上限规定为2.0％，优选为1.5％以下。

Sn：0.01～0.50％

通过添加Sn具有进一步提高不锈钢的高耐蚀性的效果。当含有Sn时，为了得到这种效果，最好含有0.01％以上，优选为0.02％以上。另一方面，过剩的添加带来加工性的下降，因此最好为0.50％以下，优选为0.30％以下。

Cu：0.01～2.00％

Cu具有提高耐蚀性的作用，因此可根据需要添加。为了得到这种效果，需要添加0.01％以上。但是，过剩的添加带来脆化，因此规定为2.00％以下。

W：0.05～1.00％

W具有提高耐蚀性、特别是耐点蚀性的作用，因此可根据需要添加。为了得到这种效果，需要添加0.05％以上。但是，过剩的添加招致韧性的下降，因此将其上限规定为1.00％。

Co：0.10～1.00％

Co具有提高钢材强度的作用，因此可根据需要添加。为了得到这种效果，需要添加0.10％以上。但是，过剩的添加招致韧性的下降，因此将其上限规定为1.00％。

Sb：0.01～0.30％

Sb具有提高耐蚀性的作用，因此可根据需要添加。为了得到这种效果，需要添加0.01％以上。但是，过剩的添加招致制造性的下降，因此将其上限规定为0.30％。

<夹杂物的测定方法>

以下，对夹杂物的测定方法进行说明。如图3所示的那样，将钢板表面7作为观察面1进行观察。将观察面1的钢板深度方向的位置尽可能规定为最表层，进行用于观察的镜面抛光所需的最小限度的研磨。在观察面1中，将含有CaO的最大直径为2μm以上的夹杂物2随机选择100个以上，将其作为总体，通过用SEM-EDS分析含在总体中的夹杂物2，鉴定夹杂物的尺寸及组成和个数。此时，还要预先记录好观察面积。再者，在通常用作夹杂物的评价方法的JIS G0555中，即使在两个以上的夹杂物分离存在时，有时也根据种类和距离看作为一个夹杂物，但在本发明中看作为单独的夹杂物。测定含有CaO的夹杂物的面积和该夹杂物中M(C,N)所占的面积，将后者除以前者并乘以100，算出M(C,N)部的面积率(％)。

<制造方法>

对本实施方式的铁素体系不锈钢的制造方法进行说明。

熔炼以达到上述规定成分的方式调整好的钢，并进行铸造。此时为了用M(C,N)被覆含有CaO的夹杂物的周围，控制冷却速度而进行铸造。M(C,N)的生成温度因成分系的不同而不同，但冷却速度越缓慢，则M(C,N)的被覆率越上升。在连续铸造中，通过将铸坯表面附近的1400～700℃下的平均冷却速度控制在50℃/分钟以下，能够满足上述规定的夹杂物的条件。平均冷却速度的优选的范围为30℃/分钟以下，更优选的范围为15℃/分钟以下。此外，O浓度越高，则含有CaO的最大直径为2μm以上的夹杂物个数越增加，但通过将O浓度控制在0.010％以下，能够满足优选的夹杂物的条件(含有CaO的最大直径为2μm以上的夹杂物的个数密度低于30个/mm²)。铸造后进行热轧，然后适宜进行退火及酸洗、冷轧等，由此得到规定的不锈钢。对按各种条件制造的试样进行了SST试验，结果得知成分及夹杂物的形态满足上述本发明中规定的条件的试样生锈较少。通过具备以上说明的主要条件，可获得本发明的效果。

实施例

熔炼以达到上述规定成分的方式调整好的钢，通过对钢水进行连续铸造而形成铸坯。在连续铸造中，将铸坯表面附近的1400～700℃的温度范围中的平均冷却速度控制为各种速度而进行铸造。铸坯表面附近的1400～700℃的温度范围中的平均冷却速度通过采用传热分析的数值计算而进行了评价，表2中记载了其结果。作为热轧前的铸坯加热，对所得到的铸坯进行1200℃×2小时的热处理，然后进行热轧，进而进行热轧板退火及酸洗，然后进行冷轧、退火及酸洗，由此制作出1.0mm厚的冷轧板，供于夹杂物测定和SST试验。此外，对按上述所得到的铸坯的一部分通过模拟铸坯加热进行1200℃×2小时的热处理，确认CaS的生成状况。

表1中示出了化学成分，表2中示出了铸坯加热模拟试样的CaS生成状况(最大直径为5μm以上的20个夹杂物中的CaS生成个数)、冷轧板夹杂物的测定结果(含有CaO的最大直径≥2μm的夹杂物个数密度(个/mm²)、M(C,N)部的面积率为40％以上的夹杂物的个数比例(％))、SST试验结果。表1、表2中，在偏离本发明范围的数值及偏离本发明的合适制造条件的数值下面附有下划线。

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铸坯加热模拟试样的CaS生成状况通过切出适当的断面，采用镜面抛光进行研磨，随机选择最大直径为5μm以上的20个夹杂物，采用EPMA测定颜色深浅分布而进行了确认，只要生成CaS的例子为1个以下，就设定为良好。

冷轧板的夹杂物测定与图3同样，观察钢板表面。观察面1的钢板深度方向的位置尽可能规定为最表层，为了观察进行镜面抛光所需的最小限度的研磨。在观察面1中，随机选择最大直径3为2μm以上的含有CaO的100个以上的夹杂物2，测定氧化物部分和M(C,N)部分的面积，算出M(C,N)部在夹杂物的面积中所占的比例(M(C,N)部的面积率(％))，算出M(C,N)部的面积率为40％以上的夹杂物的个数比例。此时，通过记录测定面积而算出每单位面积的个数。

SST试验基于JIS Z2371，作为盐溶液采用中性盐水喷雾试验，进行2小时的连续喷雾试验，测量每100cm²的生锈点的个数。只要生锈点的个数为5个以下，就规定为良好。

如表2所示的那样，符号B1～B13由于钢成分及钢板中的夹杂物形态满足本发明的条件，所以铸坯中的CaS的生成也较少，钢板的SST试验中的耐锈蚀性良好。

符号b1因S浓度的上限偏离本发明范围，结果钢板的夹杂物形态尽管满足本发明的条件，但是，正如由铸坯加热模拟试样的观察结果所表明的那样存在CaS，因此在SST试验中观察到大量生锈。推断因S浓度较高，在凝固前或凝固中段生成CaS。

符号b2由于N浓度低，因而使夹杂物的M(C,N)部的合计面积比例为40％以上的夹杂物的个数比例较低。因此不能抑制CaS生成，在SST试验中观察到大量生锈。

符号b3因Ca浓度的上限偏离本发明范围，结果钢板的夹杂物形态虽然满足本发明的条件，但是，正如由铸坯加热模拟试样的观察结果所表明的那样存在CaS，因此在SST试验中观察到大量生锈。推断因Ca浓度较高而在凝固前或凝固中段生成CaS。

符号b4因O浓度的上限偏离本发明范围，结果钢板的夹杂物的M(C,N)部的合计面积比例为40％以上的夹杂物的个数比例较低，所以观察到大量生锈。再者，含有CaO的最大直径为2μm以上的夹杂物的个数密度较高。

符号b5由于Ti浓度过高，所以因铸造中生成大量的TiN，堵塞水口而使铸造中止。再者，对直至中途所得到的铸坯进行了加工，结果加工性非常差，而且大量发生起因于TiN的表面缺陷。

符号b6由于铸坯表面附近的1400～700℃的温度范围中的平均冷却速度较快，所以因没有充分生成M(C,N)、被覆率较低而使M(C,N)部的面积率为40％以上的夹杂物的个数比例较低。因此生成CaS，观察到大量生锈。

符号说明：

1：观察面

2：夹杂物

3：最大直径

4：轧制方向

5：厚度方向

6：板宽方向

7：钢板表面

8：M(C,N)部

Claims

1.一种铁素体系不锈钢，其特征在于，化学成分以质量％计含有：

C：0.001～0.02％、

Si：0.02～1.5％、

Mn：1.5％以下、

P：0.040％以下、

S：0.006％以下、

Cr：10～25％、

Al：0.01～0.20％、

O：0.0005～0.010％、

N：0.005～0.025％、

Ca：0.0030％以下，

进而含有Ti：0.35％以下及Nb：0.70％以下中的一方或双方，剩余部分包括Fe及杂质；

在钢表面中，在含有CaO的最大直径2μm以上的夹杂物中，在外周部伴有1种或两种以上的M(C,N)，且M(C,N)部的面积率为40％以上的夹杂物的个数比例为70％以上；

2.根据权利要求1所述的铁素体系不锈钢，其特征在于：除权利要求1所述的化学成分以外，替代所述Fe的一部分，以质量％计含有V：2.0％以下、Zr：0.0050％以下、B：0.0001～0.0020％、Ga：0.010％以下中的1种或两种以上，所述M(C,N)的元素M为选自Ti、Nb、Cr、V、Zr、B、Ga中的1种或两种以上的元素。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的铁素体系不锈钢，其特征在于：替代所述Fe的一部分，以质量％计进一步含有Mo：2.0％以下、Mg：0.0030％以下、REM：0.01％以下、Ta：0.001～0.100％、Ni：0.1～2.0％、Sn：0.01～0.50％、Cu：0.01～2.00％、W：0.05～1.00％、Co：0.10～1.00％、Sb：0.01～0.30％中的1种或两种以上。