JP2000169943A - 高温強度に優れたフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法 - Google Patents
高温強度に優れたフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温で長時間使用される場合にも高温強度が
時効劣下しないフェライト系ステンレス鋼、及びその製
造方法を提供する。 【解決手段】 重量％でＣ：０．００１〜０．１％、
Ｎ：０．００１〜０．０５％、Ｃｒ：１０〜２５％、
Ｓ：０．０１％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｍｎ：０．
０１〜２％、Ｓｉ：０．０１〜２％、Ｏ：０．０１％以
下、Ｓｎ：０．０５％〜２％を含有し、残部がＦｅ及び
不可避的不純物からなることを特徴とする高温強度に優
れたフェライト系ステンレス鋼。
時効劣下しないフェライト系ステンレス鋼、及びその製
造方法を提供する。 【解決手段】 重量％でＣ：０．００１〜０．１％、
Ｎ：０．００１〜０．０５％、Ｃｒ：１０〜２５％、
Ｓ：０．０１％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｍｎ：０．
０１〜２％、Ｓｉ：０．０１〜２％、Ｏ：０．０１％以
下、Ｓｎ：０．０５％〜２％を含有し、残部がＦｅ及び
不可避的不純物からなることを特徴とする高温強度に優
れたフェライト系ステンレス鋼。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温で使用される
薄板構造物用材料及び製造方法に関し、特に自動車排気
系材料のように高温強度が必要で、且つ時効劣下が小さ
なフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法に関す
る。
薄板構造物用材料及び製造方法に関し、特に自動車排気
系材料のように高温強度が必要で、且つ時効劣下が小さ
なフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般にフェライト系ステンレス鋼は、オ
−ステナイト系ステンレス鋼に比べて加工性、靭性及び
高温強度では劣るものの、多量のＮｉを含有していない
ため廉価であり、また熱膨張が小さいため、近年は屋根
等の建材や、さらに高温になる自動車排気系材料等の熱
ひずみが問題となるような用途に使用されている。特
に、自動車用の排気系材料に使用される場合では、高温
強度を高めることが重要であり、使用される部位等によ
って高温強度が要求される温度が５００℃から１０００
℃まで広く、これには１１Ｃｒ系から２０Ｃｒ系まで様
々な鋼種が使用されている。
−ステナイト系ステンレス鋼に比べて加工性、靭性及び
高温強度では劣るものの、多量のＮｉを含有していない
ため廉価であり、また熱膨張が小さいため、近年は屋根
等の建材や、さらに高温になる自動車排気系材料等の熱
ひずみが問題となるような用途に使用されている。特
に、自動車用の排気系材料に使用される場合では、高温
強度を高めることが重要であり、使用される部位等によ
って高温強度が要求される温度が５００℃から１０００
℃まで広く、これには１１Ｃｒ系から２０Ｃｒ系まで様
々な鋼種が使用されている。
【０００３】また、高温強度を高める手段として、従来
の検討では特開平５−３３１０４号公報、特開平６−１
７９９２１号公報、特開平９−２７９３１２号公報等に
あるように多量のＮｂを添加し、Ｎｂの固溶強化によっ
て高温強度を改善する方法や、固溶強化を有効にするた
めＴｉ等の元素との複合添加なども検討されてきた。
の検討では特開平５−３３１０４号公報、特開平６−１
７９９２１号公報、特開平９−２７９３１２号公報等に
あるように多量のＮｂを添加し、Ｎｂの固溶強化によっ
て高温強度を改善する方法や、固溶強化を有効にするた
めＴｉ等の元素との複合添加なども検討されてきた。
【０００４】Ｎｂは良く知られているように最も固溶強
化に有効な元素であるが、材料が６００℃から９００℃
で使用されるときや、また昇温また冷却時等に上記の温
度域を繰り返し使用されるときは、Ｌａｖｅｓ相やＮｂ
炭化物のような析出物として消費されるため、固溶強化
程度が使用中に低下し、初期の強度が保てない課題が存
在する。この課題は、高温強度をＮｂを主にした固溶強
化によって確保する場合には必ず生じ、従来技術では解
決方法を提示できていない。
化に有効な元素であるが、材料が６００℃から９００℃
で使用されるときや、また昇温また冷却時等に上記の温
度域を繰り返し使用されるときは、Ｌａｖｅｓ相やＮｂ
炭化物のような析出物として消費されるため、固溶強化
程度が使用中に低下し、初期の強度が保てない課題が存
在する。この課題は、高温強度をＮｂを主にした固溶強
化によって確保する場合には必ず生じ、従来技術では解
決方法を提示できていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、自動
車排気系材料等の高温で長時間使用される場合にも高温
強度が時効劣下しないフェライト系ステンレス鋼、及び
その製造方法を提供することにある。
車排気系材料等の高温で長時間使用される場合にも高温
強度が時効劣下しないフェライト系ステンレス鋼、及び
その製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、フェライ
ト系ステンレス鋼の高温長時間時効後の強度劣下に関し
て種々検討した。特に、冷延焼鈍後の製品板の高温耐力
及び高温強度と、時効後の高温耐力及び高温強度に及ぼ
す成分の影響を調査した結果、Ｓｎを添加することによ
り初期高温強度と時効後の高温強度の差が著しく小さ
く、従来のＮｂによる高温強度を確保した材料よりも優
れた高温強度を得られることを見出した。この知見を基
に基本的な高温強度をＳｎにより確保し、他の合金元素
を有効に添加することで、高温強度が優れたフェライト
系ステンレス鋼を開発することが可能となった。
ト系ステンレス鋼の高温長時間時効後の強度劣下に関し
て種々検討した。特に、冷延焼鈍後の製品板の高温耐力
及び高温強度と、時効後の高温耐力及び高温強度に及ぼ
す成分の影響を調査した結果、Ｓｎを添加することによ
り初期高温強度と時効後の高温強度の差が著しく小さ
く、従来のＮｂによる高温強度を確保した材料よりも優
れた高温強度を得られることを見出した。この知見を基
に基本的な高温強度をＳｎにより確保し、他の合金元素
を有効に添加することで、高温強度が優れたフェライト
系ステンレス鋼を開発することが可能となった。
【０００７】本発明は、上記の実験結果に基づいて構成
されたものである。すなわち、本発明は、 （１） 重量％で、 Ｃ ：０．００１〜０．１％、 Ｎ ：０．００１〜０．０５％、 Ｃｒ：１０〜２５％、 Ｓ ：０．０１％以下、 Ｐ ：０．０４％以下、 Ｍｎ：０．０１〜２％、 Ｓｉ：０．０１〜２％、 Ｏ ：０．０１％以下、 Ｓｎ：０．０５％〜２％ を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなること
を特徴とする高温強度に優れたフェライト系ステンレス
鋼。
されたものである。すなわち、本発明は、 （１） 重量％で、 Ｃ ：０．００１〜０．１％、 Ｎ ：０．００１〜０．０５％、 Ｃｒ：１０〜２５％、 Ｓ ：０．０１％以下、 Ｐ ：０．０４％以下、 Ｍｎ：０．０１〜２％、 Ｓｉ：０．０１〜２％、 Ｏ ：０．０１％以下、 Ｓｎ：０．０５％〜２％ を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなること
を特徴とする高温強度に優れたフェライト系ステンレス
鋼。
【０００８】（２） 前記（１）記載のフェライト系ス
テンレス鋼が、さらに Ｎｉ：１％以下、 Ｖ ：０．０１〜１％ の１種以上を含有することを特徴とする高温強度に優れ
たフェライト系ステンレス鋼。 （３） 前記（１）乃至（２）記載のフェライト系ステ
ンレス鋼が、さらに Ｔｉ：０．０１〜１％、 Ｎｂ：０．０１％〜１％ の１種以上を含有することを特徴とする高温強度に優れ
たフェライト系ステンレス鋼。 （４） 前記（１）乃至（３）記載のフェライト系ステ
ンレス鋼が、さらに Ｍｏ：０．０１％〜３％、 Ｚｒ：０．０１％〜１％、 Ｃｕ：０．０１％〜１％、 Ｗ ：０．０１％〜１％ の１種以上を含有することを特徴とする高温強度に優れ
たフェライト系ステンレス鋼。
テンレス鋼が、さらに Ｎｉ：１％以下、 Ｖ ：０．０１〜１％ の１種以上を含有することを特徴とする高温強度に優れ
たフェライト系ステンレス鋼。 （３） 前記（１）乃至（２）記載のフェライト系ステ
ンレス鋼が、さらに Ｔｉ：０．０１〜１％、 Ｎｂ：０．０１％〜１％ の１種以上を含有することを特徴とする高温強度に優れ
たフェライト系ステンレス鋼。 （４） 前記（１）乃至（３）記載のフェライト系ステ
ンレス鋼が、さらに Ｍｏ：０．０１％〜３％、 Ｚｒ：０．０１％〜１％、 Ｃｕ：０．０１％〜１％、 Ｗ ：０．０１％〜１％ の１種以上を含有することを特徴とする高温強度に優れ
たフェライト系ステンレス鋼。
【０００９】（５） 前記（１）乃至（４）記載のフェ
ライト系ステンレス鋼が、さらに Ｃｏ：０．０１〜１％、 Ｓｂ：０．１％〜１％ の１種以上を含有することを特徴とする高温強度に優れ
たフェライト系ステンレス鋼。 （６）前記（１）乃至（５）記載のフェライト系ステン
レス鋼が、さらに Ａｌ：０．００５〜０．３％、 Ｂ ：０．０００５〜０．００５％ の１種以上を含有することを特徴とする高温強度に優れ
たフェライト系ステンレス鋼。 （７）前記（１）乃至（６）記載のフェライト系ステン
レス鋼が、さらに Ｍｇ：０．０００５〜０．０１％ を含有することを特徴とする高温強度に優れたフェライ
ト系ステンレス鋼。
ライト系ステンレス鋼が、さらに Ｃｏ：０．０１〜１％、 Ｓｂ：０．１％〜１％ の１種以上を含有することを特徴とする高温強度に優れ
たフェライト系ステンレス鋼。 （６）前記（１）乃至（５）記載のフェライト系ステン
レス鋼が、さらに Ａｌ：０．００５〜０．３％、 Ｂ ：０．０００５〜０．００５％ の１種以上を含有することを特徴とする高温強度に優れ
たフェライト系ステンレス鋼。 （７）前記（１）乃至（６）記載のフェライト系ステン
レス鋼が、さらに Ｍｇ：０．０００５〜０．０１％ を含有することを特徴とする高温強度に優れたフェライ
ト系ステンレス鋼。
【００１０】（８） 前記（１）乃至（７）記載のフェ
ライト系ステンレス鋼を熱間圧延に際し、加熱温度を１
１００℃以上１３００℃以下にし、粗圧延〜仕上圧延を
実施し、熱延板焼鈍を箱焼鈍または連続焼鈍により７０
０℃以上１２００℃以下の温度で実施し、酸洗を主体と
した工程で脱スケールを行い、以後冷間圧延及び焼鈍を
実施することを特徴とする高温強度に優れたフェライト
系ステンレス鋼の製造方法。
ライト系ステンレス鋼を熱間圧延に際し、加熱温度を１
１００℃以上１３００℃以下にし、粗圧延〜仕上圧延を
実施し、熱延板焼鈍を箱焼鈍または連続焼鈍により７０
０℃以上１２００℃以下の温度で実施し、酸洗を主体と
した工程で脱スケールを行い、以後冷間圧延及び焼鈍を
実施することを特徴とする高温強度に優れたフェライト
系ステンレス鋼の製造方法。
【００１１】（９） 前記（１）乃至（７）記載のフェ
ライト系ステンレス鋼を熱間圧延に際し、加熱温度を１
１００℃以上１３００℃以下にし、粗圧延〜仕上圧延を
実施して捲取温度を９００℃以下とし、以後熱延板焼鈍
を実施することなく酸洗を主体とする工程で脱スケール
を行い、以後冷間圧延及び焼鈍を実施することを特徴と
する高温強度に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造
方法。
ライト系ステンレス鋼を熱間圧延に際し、加熱温度を１
１００℃以上１３００℃以下にし、粗圧延〜仕上圧延を
実施して捲取温度を９００℃以下とし、以後熱延板焼鈍
を実施することなく酸洗を主体とする工程で脱スケール
を行い、以後冷間圧延及び焼鈍を実施することを特徴と
する高温強度に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造
方法。
【００１２】（１０） 前記（８）乃至（９）記載のフ
ェライト系ステンレス鋼の製造方法において、熱間圧延
に際し加熱温度を１０００℃以上１３００℃以下にし、
熱間圧延の仕上圧延を摩擦係数０．２以下の潤滑圧延と
することを特徴とする高温強度に優れたフェライト系ス
テンレス鋼の製造方法。
ェライト系ステンレス鋼の製造方法において、熱間圧延
に際し加熱温度を１０００℃以上１３００℃以下にし、
熱間圧延の仕上圧延を摩擦係数０．２以下の潤滑圧延と
することを特徴とする高温強度に優れたフェライト系ス
テンレス鋼の製造方法。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。まず、成分の限定理由を説明する。 Ｃ：Ｃは本発明におけるＣｒ含有フェライト鋼において
は加工性と耐食性の観点から少ないほど望ましいが、製
鋼工程での脱炭工程の負荷が増大しコストが増大する。
本発明では、上記加工性と耐食性を確保するため０．１
％を上限とする。
て説明する。まず、成分の限定理由を説明する。 Ｃ：Ｃは本発明におけるＣｒ含有フェライト鋼において
は加工性と耐食性の観点から少ないほど望ましいが、製
鋼工程での脱炭工程の負荷が増大しコストが増大する。
本発明では、上記加工性と耐食性を確保するため０．１
％を上限とする。
【００１４】Ｎ：ＮはＣと同様に含有量が少ないほど耐
食性、加工性が好ましいが、０．００１％未満にするこ
とは工業的には困難であり、また本発明鋼においても
０．０５％を超えて添加すると高強度となり加工性が劣
化するため、Ｎは０．００１〜０．０５％の範囲で添加
する。
食性、加工性が好ましいが、０．００１％未満にするこ
とは工業的には困難であり、また本発明鋼においても
０．０５％を超えて添加すると高強度となり加工性が劣
化するため、Ｎは０．００１〜０．０５％の範囲で添加
する。
【００１５】Ｃｒ：Ｃｒは本発明の主要元素であり、耐
食性を確保するためには７％以上添加する必要がある。
しかし、２５％を超えて添加しても耐食性は飽和し、靱
性が著しく劣化するため、Ｃｒの上限は２５％とした。
食性を確保するためには７％以上添加する必要がある。
しかし、２５％を超えて添加しても耐食性は飽和し、靱
性が著しく劣化するため、Ｃｒの上限は２５％とした。
【００１６】Ｓ：Ｓは延性、靭性等を劣化させ、また耐
食性の観点からも有害であるため、０．０１％以下とす
る。 Ｐ：Ｐは加工性や靭性の点で有害であり、その含有量は
少ないほど望ましく、０．０４％以下とする。
食性の観点からも有害であるため、０．０１％以下とす
る。 Ｐ：Ｐは加工性や靭性の点で有害であり、その含有量は
少ないほど望ましく、０．０４％以下とする。
【００１７】Ｍｎ：Ｍｎは脱酸や耐酸化性の観点から添
加するが、０．０１％未満では効果が十分ではなく、２
％を超えて添加してもその効果が飽和するため、０．０
１〜２．０％添加する。
加するが、０．０１％未満では効果が十分ではなく、２
％を超えて添加してもその効果が飽和するため、０．０
１〜２．０％添加する。
【００１８】Ｓｉ：Ｓｉは脱酸や耐酸化性の観点から添
加するが、０．０１％未満では効果が十分ではなく、ま
た２％を超えて添加すると脆化を著しく促進させ延性、
靭性を劣化させるので、０．０１〜２％添加する。
加するが、０．０１％未満では効果が十分ではなく、ま
た２％を超えて添加すると脆化を著しく促進させ延性、
靭性を劣化させるので、０．０１〜２％添加する。
【００１９】Ｏ：Ｏは熱延板の靭性を劣化させたり、鋳
造時のノズル詰まりや疵発生また熱延板の靭性劣化の原
因となるため、０．０１％以下とした。
造時のノズル詰まりや疵発生また熱延板の靭性劣化の原
因となるため、０．０１％以下とした。
【００２０】Ｓｎ：Ｓｎは本発明における高温強度改善
の主要元素であり、０．０５％以上の添加により高温強
度を改善し、また本発明の課題である長時間時効後の高
温強度低下を防止できる。また２％を超えて添加しても
効果は飽和するため、０．０５％を〜２％で添加する。
の主要元素であり、０．０５％以上の添加により高温強
度を改善し、また本発明の課題である長時間時効後の高
温強度低下を防止できる。また２％を超えて添加しても
効果は飽和するため、０．０５％を〜２％で添加する。
【００２１】Ｎｉ：Ｎｉは靭性及び耐銹性改善に有効で
あり、必要に応じ１．０％以下を添加する。 Ｖ：Ｖは捲取時にＣやＮを固定し加工性を改善できるた
め、必要に応じ０．０１％以上で添加する。また固溶強
化元素として高温での強度改善に有効であるが、１％を
超えて添加しても効果が飽和するため、０．０１〜１％
で添加する。
あり、必要に応じ１．０％以下を添加する。 Ｖ：Ｖは捲取時にＣやＮを固定し加工性を改善できるた
め、必要に応じ０．０１％以上で添加する。また固溶強
化元素として高温での強度改善に有効であるが、１％を
超えて添加しても効果が飽和するため、０．０１〜１％
で添加する。
【００２２】Ｔｉ：Ｔｉは脱酸やＣ、Ｎの固定、また高
温強度改善の観点から必要に応じて添加できるが、０．
０１％未満で上記の効果はみられず、過剰に添加すると
Ｃ，Ｎの固定効果も飽和し、また価格が高くなるため上
限は１％である。 Ｎｂ：ＮｂはＴｉと同様にＣ，Ｎの固定に使用でき、ま
た高温強度の観点からも効果的な元素であり、必要に応
じて添加されるが、０．０１％未満で上記の効果はみら
れず、また過剰に添加してもＣ，Ｎの固定効果も飽和
し、時効により強度低下を生じるため、効果的な添加量
としては１％が上限である。
温強度改善の観点から必要に応じて添加できるが、０．
０１％未満で上記の効果はみられず、過剰に添加すると
Ｃ，Ｎの固定効果も飽和し、また価格が高くなるため上
限は１％である。 Ｎｂ：ＮｂはＴｉと同様にＣ，Ｎの固定に使用でき、ま
た高温強度の観点からも効果的な元素であり、必要に応
じて添加されるが、０．０１％未満で上記の効果はみら
れず、また過剰に添加してもＣ，Ｎの固定効果も飽和
し、時効により強度低下を生じるため、効果的な添加量
としては１％が上限である。
【００２３】Ｍｏ：Ｍｏは高温強度や耐食性の向上のた
め必要に応じて添加されるが、０．０１％未満では上記
の効果は見られず、また３％を超えて添加しても効果は
飽和し高価となるため、０．０１％〜３％とする。 Ｚｒ：Ｚｒは高温強度や耐食性の向上のため必要に応じ
て添加されるが、０．０１％未満では上記効果は見られ
ず、また１％を超えて添加しても効果は飽和し、また高
価となるため０．０１％〜１％とする。
め必要に応じて添加されるが、０．０１％未満では上記
の効果は見られず、また３％を超えて添加しても効果は
飽和し高価となるため、０．０１％〜３％とする。 Ｚｒ：Ｚｒは高温強度や耐食性の向上のため必要に応じ
て添加されるが、０．０１％未満では上記効果は見られ
ず、また１％を超えて添加しても効果は飽和し、また高
価となるため０．０１％〜１％とする。
【００２４】Ｃｕ：Ｃｕは温強度や耐食性の向上のため
必要に応じて添加されるが、０．０１％未満では上記効
果は見られず、また１％を超えて添加しても効果は飽和
し、また高価となるため０．０１％〜１％とする。 Ｗ：Ｗは高温強度や耐食性の向上のため必要に応じて添
加されるが、０．０１％未満では上記効果は見られず、
また１％を超えて添加しても効果は飽和し、また高価と
なるため０．０１％〜１％とする。
必要に応じて添加されるが、０．０１％未満では上記効
果は見られず、また１％を超えて添加しても効果は飽和
し、また高価となるため０．０１％〜１％とする。 Ｗ：Ｗは高温強度や耐食性の向上のため必要に応じて添
加されるが、０．０１％未満では上記効果は見られず、
また１％を超えて添加しても効果は飽和し、また高価と
なるため０．０１％〜１％とする。
【００２５】Ｃｏ：Ｃｏは高温強度の向上のため必要に
応じて添加されるが、０．０１％未満では上記効果は見
られず、また１％を超えて添加しても効果は飽和し、ま
た高価となるため０．０１％〜１％とする。 Ｓｂ：Ｓｂは高温強度の観点から必要に応じて添加され
るが、０．１％未満では上記効果は見られず、また１％
を超えて添加しても靭性が劣下するため、添加範囲を
０．１〜１％とする。
応じて添加されるが、０．０１％未満では上記効果は見
られず、また１％を超えて添加しても効果は飽和し、ま
た高価となるため０．０１％〜１％とする。 Ｓｂ：Ｓｂは高温強度の観点から必要に応じて添加され
るが、０．１％未満では上記効果は見られず、また１％
を超えて添加しても靭性が劣下するため、添加範囲を
０．１〜１％とする。
【００２６】Ａｌ：ＡｌはＮの固定や脱酸また鋳造時の
ノズル詰まり防止の観点から、必要に応じて添加できる
が、０．００５％未満では、その効果は十分でなく、ま
た０．３％を超えて添加すると溶接性を劣化させるた
め、上限を０．３％とする。 Ｂ：Ｂは加工性に有害なＮの固定や、二次加工性改善に
有効であり、必要に応じて０．０００５％以上で添加す
る。また０．００５％を超えて添加してもその効果は飽
和し、Ｂによる加工性劣下や溶接性が低下するため０．
０００５〜０．００５％で添加する。
ノズル詰まり防止の観点から、必要に応じて添加できる
が、０．００５％未満では、その効果は十分でなく、ま
た０．３％を超えて添加すると溶接性を劣化させるた
め、上限を０．３％とする。 Ｂ：Ｂは加工性に有害なＮの固定や、二次加工性改善に
有効であり、必要に応じて０．０００５％以上で添加す
る。また０．００５％を超えて添加してもその効果は飽
和し、Ｂによる加工性劣下や溶接性が低下するため０．
０００５〜０．００５％で添加する。
【００２７】Ｍｇ：Ｍｇは脱酸、脱硫剤として使用され
るほかＡｌと共存させると高温強度の改善にも有効であ
り、必要に応じて添加されるが、０．０００５％以下で
はその効果はなく、また０．０１０％以上添加しても効
果は飽和するので、０．０００５〜０．０１０％で添加
する。
るほかＡｌと共存させると高温強度の改善にも有効であ
り、必要に応じて添加されるが、０．０００５％以下で
はその効果はなく、また０．０１０％以上添加しても効
果は飽和するので、０．０００５〜０．０１０％で添加
する。
【００２８】以上、本発明における成分の限定理由を述
べたが、次に本発明の製造方法について説明する。熱間
圧延に際する加熱条件としては、加熱温度が低いほどフ
ェライト相が成長し難く、リジング等加工時の表面欠陥
の改善には有利であるが、低温加熱ほど圧延温度が低下
して圧延荷重が増大するため焼き付き疵が発生したり、
加熱時のスケール発生にむらが生じてスケール疵を発生
する等の疵が発生し、熱間圧延後に上記の疵を除去する
ために疵除去工程を実施せざるを得なくなる。このため
１１００℃以上とすることが必要である。
べたが、次に本発明の製造方法について説明する。熱間
圧延に際する加熱条件としては、加熱温度が低いほどフ
ェライト相が成長し難く、リジング等加工時の表面欠陥
の改善には有利であるが、低温加熱ほど圧延温度が低下
して圧延荷重が増大するため焼き付き疵が発生したり、
加熱時のスケール発生にむらが生じてスケール疵を発生
する等の疵が発生し、熱間圧延後に上記の疵を除去する
ために疵除去工程を実施せざるを得なくなる。このため
１１００℃以上とすることが必要である。
【００２９】また加熱温度を高くすることは、上記の焼
き付き疵やスケール疵の観点からは有利ではあるが、１
３００℃を超えて加熱すると結晶粒が異常に成長してし
まい、熱延時の再結晶が遅延したり、またエッジ−シ−
ムと言われるスラブ端部の皺疵が発生し、疵除去工程が
必要になったり歩留まりが大きく低下するため、加熱条
件は１１００℃以上で１３００℃以下とした。
き付き疵やスケール疵の観点からは有利ではあるが、１
３００℃を超えて加熱すると結晶粒が異常に成長してし
まい、熱延時の再結晶が遅延したり、またエッジ−シ−
ムと言われるスラブ端部の皺疵が発生し、疵除去工程が
必要になったり歩留まりが大きく低下するため、加熱条
件は１１００℃以上で１３００℃以下とした。
【００３０】熱間圧延に関しては、仕上げ圧延の終了温
度は疵防止の観点から８５０℃以上とするのが望まし
い。熱延板焼鈍や捲取時の再結晶挙動の観点からは低温
圧延が望ましいが、低温圧延では疵が発生しやすく、鋼
板に対しては再酸洗やグラインダー工程を必要とし、圧
延ロールの交換ならびに研削費用等を必要とするためな
どコストアップの原因となる。この観点から、操業上仕
上圧延が低温圧延となる場合は、仕上圧延に対して潤滑
圧延を実施することで疵発生を防止できる。特に、仕上
圧延時の摩擦係数が０．２以下となるように潤滑油を供
給することが、疵防止の観点から必要である。仕上圧延
機に潤滑油を供給して圧延する場合は、加熱温度は１０
００℃まで低温化可能である。
度は疵防止の観点から８５０℃以上とするのが望まし
い。熱延板焼鈍や捲取時の再結晶挙動の観点からは低温
圧延が望ましいが、低温圧延では疵が発生しやすく、鋼
板に対しては再酸洗やグラインダー工程を必要とし、圧
延ロールの交換ならびに研削費用等を必要とするためな
どコストアップの原因となる。この観点から、操業上仕
上圧延が低温圧延となる場合は、仕上圧延に対して潤滑
圧延を実施することで疵発生を防止できる。特に、仕上
圧延時の摩擦係数が０．２以下となるように潤滑油を供
給することが、疵防止の観点から必要である。仕上圧延
機に潤滑油を供給して圧延する場合は、加熱温度は１０
００℃まで低温化可能である。
【００３１】熱延板焼鈍を７００℃以上としたのは、７
００℃より低温ではフェライト系ステンレス鋼では再結
晶が進まず、炭化物生成による脱Ｃｒ層が修復されず、
脱Ｃｒ層による粒界腐食による表面欠陥が生じるためで
ある。熱延板焼鈍の焼鈍温度を高温化すると固溶強化元
素を有効に活用できるが、１２００℃を超える温度で焼
鈍すると、冷延前の組織としては粗粒になるため加工性
が劣化し、またリジング等の表面不良も著しくなるた
め、焼鈍温度の上限としては１２００℃が望ましい。
００℃より低温ではフェライト系ステンレス鋼では再結
晶が進まず、炭化物生成による脱Ｃｒ層が修復されず、
脱Ｃｒ層による粒界腐食による表面欠陥が生じるためで
ある。熱延板焼鈍の焼鈍温度を高温化すると固溶強化元
素を有効に活用できるが、１２００℃を超える温度で焼
鈍すると、冷延前の組織としては粗粒になるため加工性
が劣化し、またリジング等の表面不良も著しくなるた
め、焼鈍温度の上限としては１２００℃が望ましい。
【００３２】また、熱延板焼鈍を省略する場合には、焼
鈍時に鋼板を軟質化させるためにできるだけ高温捲取と
するのが望ましいが、９００℃を超えて捲取を行うと再
結晶後の粒成長が著しいため、熱延板の粒径が大きくな
り、冷延中に生じる圧延方向に平行な高さ１μｍ程度の
微少なうねり（ロ−ピング）や、製品板を加工したとき
に生じる高さ数１０μｍの圧延方向に沿った大きな凹凸
（リジング）等の表面欠陥を生じやすくなるため、９０
０℃以下で捲取を実施する。
鈍時に鋼板を軟質化させるためにできるだけ高温捲取と
するのが望ましいが、９００℃を超えて捲取を行うと再
結晶後の粒成長が著しいため、熱延板の粒径が大きくな
り、冷延中に生じる圧延方向に平行な高さ１μｍ程度の
微少なうねり（ロ−ピング）や、製品板を加工したとき
に生じる高さ数１０μｍの圧延方向に沿った大きな凹凸
（リジング）等の表面欠陥を生じやすくなるため、９０
０℃以下で捲取を実施する。
【００３３】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。表１に示
す成分のフェライト系ステンレス鋼をラボの真空溶解に
て溶製し、厚み１００mmの５０ｋｇ鋼塊を製造した。こ
の後、表２に示す条件で加熱後、粗圧延を５パスで２０
mmまで実施し、仕上熱延を２０mmから４mmまで６パスで
実施し、そのまま熱延板を９５０〜５５０℃の炉に挿入
し、１時間保定後炉冷して捲取をシミュレ−トした。ま
た、仕上熱延に対して一部潤滑圧延を実施し、仕上熱延
時の摩擦係数を下げた実験も行った。表中の捲取温度は
このシミュレ−トの保定温度である。この後、表２の条
件で熱延板焼鈍を実施或いは省略して酸洗を施した。
す成分のフェライト系ステンレス鋼をラボの真空溶解に
て溶製し、厚み１００mmの５０ｋｇ鋼塊を製造した。こ
の後、表２に示す条件で加熱後、粗圧延を５パスで２０
mmまで実施し、仕上熱延を２０mmから４mmまで６パスで
実施し、そのまま熱延板を９５０〜５５０℃の炉に挿入
し、１時間保定後炉冷して捲取をシミュレ−トした。ま
た、仕上熱延に対して一部潤滑圧延を実施し、仕上熱延
時の摩擦係数を下げた実験も行った。表中の捲取温度は
このシミュレ−トの保定温度である。この後、表２の条
件で熱延板焼鈍を実施或いは省略して酸洗を施した。
【００３４】酸洗条件はショットブラストを実施した
後、９０℃の３００ｇ／ｌ・Ｈ２ＳＯ４溶液で６０秒浸
漬し、続いて５０℃の１５０ｇ／ｌで硝酸溶液で４０se
c 浸漬する条件とした。酸洗後、１．５mmまで冷延し、
８５０℃から１０００℃で焼鈍を実施して製品板とし
た。この後、高温引張試験片を採取し、７００℃におい
て引張試験を行い、０．２％耐力を測定した。
後、９０℃の３００ｇ／ｌ・Ｈ２ＳＯ４溶液で６０秒浸
漬し、続いて５０℃の１５０ｇ／ｌで硝酸溶液で４０se
c 浸漬する条件とした。酸洗後、１．５mmまで冷延し、
８５０℃から１０００℃で焼鈍を実施して製品板とし
た。この後、高温引張試験片を採取し、７００℃におい
て引張試験を行い、０．２％耐力を測定した。
【００３５】また製品板を７００℃で１００ｈ時効した
後、高温引張試験片を採取し７００℃において高温強度
測定を行い、時効による高温強度の劣下を測定した。表
２には、７００℃における時効前の０．２％耐力と、７
００℃で１００ｈ時効した後の０．２％耐力を示した。
後、高温引張試験片を採取し７００℃において高温強度
測定を行い、時効による高温強度の劣下を測定した。表
２には、７００℃における時効前の０．２％耐力と、７
００℃で１００ｈ時効した後の０．２％耐力を示した。
【００３６】その結果、Ｓｎを添加した本発明鋼は、時
効前後で耐力の劣下がほとんどないうえ０．２％耐力も
高いのに対し、比較鋼では、Ｓｎ無添加のＲ鋼、Ｓ鋼は
高温強度が低く、またＳｎ無添加でＮｂ添加及びＮｂ、
Ｔｉ複合添加したＴ及びＵ鋼は、時効前の耐力は高いも
のの時効後の強度が著しく低下した。また、加熱条件が
著しく１３００℃を超えたＶ鋼は、高温強度は高いが製
品加工時のリジングが大きく、表面特性が不良であり、
低温加熱のＷ鋼は潤滑圧延を適用しなかたっため焼き付
き起因のスケール疵が発生し、Ｘ鋼も仕上温度が低く同
様のスケール疵が発生した。
効前後で耐力の劣下がほとんどないうえ０．２％耐力も
高いのに対し、比較鋼では、Ｓｎ無添加のＲ鋼、Ｓ鋼は
高温強度が低く、またＳｎ無添加でＮｂ添加及びＮｂ、
Ｔｉ複合添加したＴ及びＵ鋼は、時効前の耐力は高いも
のの時効後の強度が著しく低下した。また、加熱条件が
著しく１３００℃を超えたＶ鋼は、高温強度は高いが製
品加工時のリジングが大きく、表面特性が不良であり、
低温加熱のＷ鋼は潤滑圧延を適用しなかたっため焼き付
き起因のスケール疵が発生し、Ｘ鋼も仕上温度が低く同
様のスケール疵が発生した。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、自動車
排気系材料のような高温で使用される薄板構造物用材料
に適した、時効劣下が生じないフェライト系ステンレス
鋼を得ることができる。
排気系材料のような高温で使用される薄板構造物用材料
に適した、時効劣下が生じないフェライト系ステンレス
鋼を得ることができる。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K037 EA01 EA02 EA04 EA05 EA10 EA12 EA13 EA14 EA15 EA17 EA18 EA19 EA20 EA22 EA23 EA25 EA26 EA27 EA28 EA31 EA32 EA33 EA35 EB02 EB09 FA02 FA03 FB03 FE01 FE02 FE03 FF02 FF03
Claims (10)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．００１〜０．１％、 Ｎ ：０．００１〜０．０５％、 Ｃｒ：１０〜２５％、 Ｓ ：０．０１％以下、 Ｐ ：０．０４％以下、 Ｍｎ：０．０１〜２％、 Ｓｉ：０．０１〜２％、 Ｏ ：０．０１％以下、 Ｓｎ：０．０５％〜２％ を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなること
を特徴とする高温強度に優れたフェライト系ステンレス
鋼。 - 【請求項２】 請求項１記載の鋼成分に、さらに重量％
で、 Ｎｉ：１％以下、 Ｖ ：０．０１〜１％ の１種以上を含有することを特徴とする高温強度に優れ
たフェライト系ステンレス鋼。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の鋼成分に、さらに
重量％で、 Ｔｉ：０．０１〜１％、 Ｎｂ：０．０１％〜１％ の１種以上を含有することを特徴とする高温強度に優れ
たフェライト系ステンレス鋼。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
鋼成分に、さらに重量％で、 Ｍｏ：０．０１％〜３％、 Ｚｒ：０．０１％〜１％、 Ｃｕ：０．０１％〜１％、 Ｗ ：０．０１％〜１％ の１種以上を含有することを特徴とする高温強度に優れ
たフェライト系ステンレス鋼。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
鋼成分に、さらに重量％で、 Ｃｏ：０．０１〜１％、 Ｓｂ：０．１％〜１％ の１種以上を含有することを特徴とする高温強度に優れ
たフェライト系ステンレス鋼。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
鋼成分に、さらに重量％で、 Ａｌ：０．００５〜０．３％、 Ｂ ：０．０００５〜０．００５％ の１種以上を含有することを特徴とする高温強度に優れ
たフェライト系ステンレス鋼。 - 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
鋼成分に、さらに重量％で、 Ｍｇ：０．０００５〜０．０１％ を含有することを特徴とする高温強度に優れたフェライ
ト系ステンレス鋼。 - 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の
フェライト系ステンレス鋼を熱間圧延するに際し、加熱
温度を１１００℃以上１３００℃以下にして、粗圧延及
び仕上圧延を実施し、得られた熱延板を箱焼鈍または連
続焼鈍により７００℃以上１２００℃以下の温度で実施
し、酸洗を主体とした工程で脱スケールを行い、以後冷
間圧延及び焼鈍を実施することを特徴とする高温強度に
優れたフェライト系ステンレス鋼の製造方法。 - 【請求項９】 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の
フェライト系ステンレス鋼を熱間圧延するに際し、加熱
温度を１１００℃以上１３００℃以下にして、粗圧延及
び仕上圧延を実施して捲取温度を９００℃以下とし、以
後熱延板焼鈍を実施することなく酸洗を主体とする工程
で脱スケールを行い、その後冷間圧延及び焼鈍を実施す
ることを特徴とする高温強度に優れたフェライト系ステ
ンレス鋼の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項８又は９に記載のフェライト系
ステンレス鋼の製造方法において、熱間圧延に際し加熱
温度を１０００℃以上１３００℃以下にし、熱間圧延の
仕上圧延を摩擦係数０．２以下の潤滑圧延とすることを
特徴とする高温強度に優れたフェライト系ステンレス鋼
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10345741A JP2000169943A (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 高温強度に優れたフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10345741A JP2000169943A (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 高温強度に優れたフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000169943A true JP2000169943A (ja) | 2000-06-20 |
Family
ID=18378664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10345741A Withdrawn JP2000169943A (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 高温強度に優れたフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法 |
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| Country | Link |
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- 1998-12-04 JP JP10345741A patent/JP2000169943A/ja not_active Withdrawn
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