JP2002249857A - 張り出し性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 張出し性に優れたＴｉ添加フェライト系ステ
ンレス鋼板を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．００１〜０．０１
％、Ｓ≦０．０１％、Ｃｒ：１６〜２２％、Ｎ：０．０
０５〜０．０２％、Ｂ：０．０００５〜０．００５０
％、Ｔｉ：０．０５〜０．４％、残部がＦｅ及び不可避
的不純物より成り、Ｔｉ系析出物が０．１％以下で、Ｓ
／Ｃ＞３２／１２を満たす組成を有するステンレス鋼ス
ラブを熱延後、熱延板焼鈍し、冷延と再結晶焼鈍を施す
際に、加熱温度をＴｉ×Ｃ：０〜０．００１％の場合
は、９７０００（Ｔｉ×Ｃ）＋８５０℃以上９７０００
（Ｔｉ×Ｃ）＋１０００℃以下とし、Ｔｉ×Ｃ：０．０
０１％超の場合は、９７０００（Ｔｉ×Ｃ）＋８５０℃
以上１１００℃以下とする温度域で再結晶焼鈍して、結
晶粒度をＧＳＮで５．５〜８．０とする張出し性に優れ
たフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、張り出し加工性に
優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フェライト系ステンレス鋼板は、オース
テナイト系ステンレス鋼板に比べ、経済的な利点をもつ
ことから広範囲に使用されており、高成形性を有するこ
とが要望されている。近年の精錬技術の向上により、極
低炭素・窒素化が可能になり、ＴｉやＮｂなどの安定化
元素を添加して成形性を向上させることができるように
なった。

【０００３】ところが、既知技術における成形性向上に
は、深絞り性すなわちｒ値を向上させるものが主であ
り、フェライト系ステンレス鋼はオーステナイト系ステ
ンレス鋼に比べて成形性が劣る。また張り出し性改善に
ついての検討は少ない。張り出し性の向上には伸びの向
上が効果的であり、例えば特開昭５６−１６０５６０号
公報，特開平６２−２３３５５６号公報，特開平１１−
２３９９号公報では、張り出し性を向上させるための成
分系に関する技術が開示されているが、これら鋼成分だ
けでは、十分な伸びすなわち張り出し成形性が得られな
いのが実状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、既知
技術の問題点を解決するために、鋼成分についてはＴｉ
とＣ，Ｎ，Ｓおよび析出物の制御、製造方法については
結晶粒制御を基本的技術思想とし、張り出し性に優れた
フェライト系ステンレス鋼板を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者らはフェライト系ステンレス鋼板の張り出
し性性の向上に関して、固溶強化元素、析出物および結
晶粒径制御の見地から詳細な研究を行って、本発明を完
成したものである。

【０００６】上記に鑑み、本発明の要旨は以下の構成か
らなる。 （１）質量％にて、 Ｃ ：０．００１〜０．０１％、 Ｓ ≦０．０１％、 Ｃｒ：１６〜２２％、 Ｎ ：０．００５〜０．０２％、 Ｂ ：０．０００５〜０．００５０％、Ｔｉ：０．０５〜０．４％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物より成り、
Ｔｉ系析出物が０．１％以下である張り出し性に優れた
フェライト系ステンレス鋼板。 （２）Ｓ／Ｃ＞３２／１２を満たす前記（１）記載の張
り出し性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。 （３）結晶粒度がＧＳＮで５．５〜８．０である前記
（１）又は（２）記載の張り出し性に優れたフェライト
系ステンレス鋼板。

【０００７】（４）質量％にて、 Ｃ ：０．００１〜０．０１％、 Ｓ ≦０．０１％、 Ｃｒ：１６〜２２％、 Ｎ ：０．００５〜０．０２％、 Ｂ ：０．０００５〜０．００５０％、Ｔｉ：０．０５〜０．４％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物より成り、
Ｔｉ系析出物が０．１％以下であり、Ｓ／Ｃ＞３２／１
２を満たす組成を有するステンレス鋼スラブを熱間圧延
後、熱延板焼鈍し、冷間圧延と再結晶焼鈍を施す際に、
加熱温度をＴｉ×Ｃ：０〜０．００１％の場合は、９７
０００（Ｔｉ×Ｃ）＋８５０℃以上９７０００（Ｔｉ×
Ｃ）＋１０００℃以下とし、Ｔｉ×Ｃ：０．００１％超
の場合は、９７０００（Ｔｉ×Ｃ）＋８５０℃以上１１
００℃以下とする温度域で再結晶焼鈍して、結晶粒度を
ＧＳＮで５．５〜８．０に制御する、張り出し性に優れ
たフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の限定理由について
説明する。まず、成分の限定理由について述べる。Ｃ
は、加工性を劣化させるためその含有量は少ないほど良
いが、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、
０．００１〜０．０１％とした。更に、耐食性と製造コ
ストを考慮すると、０．００２〜０．００５％が望まし
い。

【０００９】Ｓは、０．０１％超では耐食性を劣化させ
るため、０．０１％以下とした。また、適量の添加によ
りＴｉやＣと共に析出物（ＴｉＳ、Ｔｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ ）を
形成し、熱間での再結晶の核として作用し、加工性の向
上に寄与する。従って、Ｓの範囲は０．０００１〜０．
０１００％とすることが好ましい。更に、経済性と特性
を考慮すると、０．００１０〜０．００５０％が望まし
い。

【００１０】Ｃｒは、耐食性および耐高温酸化性の向上
のために１６％以上の添加が必要であるが、２２％超の
添加により靱性の劣化が生じ、製造性が劣化する。従っ
て、Ｃｒの範囲は１０〜２２％とした。更に、耐食性と
加工性の確保という観点では１６〜１８％が望ましい。

【００１１】Ｔｉは、Ｃ，Ｎ，Ｓと結合して耐食性、耐
粒界腐食性および加工性を向上させるが、過度の添加は
Ｔｉ系硬質介在物が生成し、表面疵の原因となる。ま
た、Ｔｉは固溶強化元素であるため、過度の添加は延性
低下をもたらすことから、０．０５〜０．４％とした。
更に、コスト等を考慮すれば０．１〜０．３％が望まし
い。

【００１２】Ｎは、Ｃと同様に加工性とを劣化させるた
め、その含有量は少ないほど良いが、過度の低下は凝固
時にフェライト粒生成の核となるＴｉＮが析出せず、凝
固組織が柱状晶化し、成形時のリジング性が劣化する懸
念がある。よって、Ｎの添加量は０．００５〜０．０２
％とした。０．００５〜０．０１％が更に望ましい。

【００１３】Ｔｉ添加高純度鋼は、深絞りおよび張り出
し加工後に再度加工を施した場合に割れが生じる場合が
有る。これは、２次加工割れと呼ばれ粒界の強度が低下
するために生じる現象である。

【００１４】Ｂは、結晶粒界に偏析して粒界を強化する
ため、２次加工性を向上させる。その効果は０．０００
５％から作用し、過度の添加は加工性の劣化をもたらす
ことから、Ｂの範囲は０．０００５〜０．００５０％と
した。更に、経済性を考慮すれば０．０００６〜０．０
０２０％が望ましい。

【００１５】本発明では、前記化学成分の他に、Ｔｉ系
析出物の析出量を抑えることで、フェライト系ステンレ
ス鋼の張り出し性を高めることができることを見出し
た。Ｔｉを添加した場合の析出物は、ＴｉＣ、ＴｉＮ、
ＴｉＳ、Ｔｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ などが有り、この中でＴｉＣは
微細な析出物のため、多量に析出すると結晶粒の粒成長
が阻害される。

【００１６】図１に、Ｔｉ系析出物量と製品板の伸びの
関係を示す。これより、Ｔｉ系析出物量の減少により伸
びが向上し、０．１％以下で３５％以上の伸びが得られ
る。ここで、Ｔｉ系析出物量とは、ＪＩＳ Ｇ ０５５
５で定められた方法により求めたものであり、伸びは製
品板（０．５ｍｍ厚）の圧延方向が引張方向と平行にな
るようにＪＩＳ１３号Ｂ試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ
２２４１に従い引張試験を行った時の破断伸びのことを
いう。

【００１７】また図１の中で、Ｓ量により伸びが変化し
ているが、これはＴｉＳやＴｉ₄ Ｃ ₂ Ｓ₂ の析出が促進
され、低温域でのＴｉＣ析出を抑制するためである。Ｔ
ｉＣの析出は、熱延板および冷延板焼鈍時の結晶粒成長
を抑制するために、製品板の伸びが低下する。

【００１８】図２にＣ，Ｓ量と製品の伸びの関係を示
す。図２に示す様に、Ｓ／Ｃ＞３２／１２において、製
品板の伸びが３５％以上となり、張り出し加工性に優れ
た鋼板が得られる。これは、凝固〜熱延高温域におい
て、Ｔｉ₄ Ｃ₂ Ｓ₂ によりＣが固定されるため、低温域
で微細なＴｉＣ析出量が減少するためである。

【００１９】更に本発明では、上記化学成分および析出
物量の他に、製品板の結晶粒度が伸びに影響し、最適な
結晶粒度が存在することを見出した。図３に結晶粒度番
号（ＧＳＮ）と製品の伸びの関係を示す。ここで、結晶
粒度（ＧＳＮ）は、ＪＩＳＧ ０５５２に従い板厚中心
部の結晶粒度を測定した結果である。これより、ＧＳＮ
が５．５〜８．０の範囲で伸びが最大となることがわか
る。これは、細粒（ＧＳＮが大）の場合は、結晶粒微細
化効果により伸びが低減するからである。また、粗粒化
しすぎると伸びが低下するのは、変形中にくびれが生じ
た際に粒界に応力集中し、破断が容易になるためであ
る。

【００２０】次に、本発明における製造方法について説
明する。通常、ステンレス鋼板はスラブを熱間圧延し、
熱延板焼鈍を施し、冷間圧延と再結晶焼鈍を１回以上繰
り返して製造される。この際、冷延板の再結晶焼鈍温度
が不適正であれば、上記のＧＳＮにはならないのは公知
であるが、成分によって適正焼鈍温度は変化する。図４
にＴｉ×Ｃと適正温度域の関係を示す。これより、Ｔｉ
×Ｃが０〜０．００１％の場合は、９７０００（Ｔｉ×
Ｃ）＋８５０℃以上、９７０００（Ｔｉ×Ｃ）＋１００
０℃以下に加熱することで適正な結晶粒度になる。ま
た、Ｔｉ×Ｃが０．００１％超の場合は、９７０００
（Ｔｉ×Ｃ）＋８５０℃以上、１１００℃以下に加熱す
ることで適正な結晶粒度になる。

【００２１】

【実施例】表１示す成分組成のフェライト系ステンレス
鋼を溶製、鋳造した。その後、１１００〜１２００℃に
加熱して熱間圧延して、３．８ｍｍ厚の熱延板とした。
これを連続焼鈍−酸洗後、０．５ｍｍ厚まで冷間圧延
し、更に連続焼鈍−酸洗、調質圧延を施して製品とし
た。

【００２２】上記にようにして得られた０．５ｍｍ厚の
製品板から、圧延方向にＪＩＳ１３号Ｂ引張試験片を採
取して引張試験を行うとともに、製品板の結晶粒度を測
定した。その結果を表１に併せて示す。表１から明らか
なように、本発明で規定する化学成分を有する鋼は、比
較鋼に比べて伸びが高く、張り出し性に優れていること
がわかる。表２に、鋼１，８，１０についての焼鈍温度
の影響を示すが、本発明範囲で焼鈍した製品は比較鋼に
比べて伸びが高く、張り出し性に優れていることがわか
る。

【００２３】尚、本発明の効果は、冷間圧延−焼鈍を２
回繰り返す２回冷延法においても有効であり、この場合
は張り出し性のみならず深絞り性も一段と向上するた
め、加工様式に応じて２回冷延法を選択すれば良い。ま
た、熱延板厚などは適宜設計すれば良い。熱延板焼鈍は
本発明範囲成分において、再結晶が完了する温度で焼鈍
すれば良いが、ｒ値やリジングなどの他の特性を考慮す
ると、粗粒化しない範囲内で高温焼鈍が望ましい。更
に、冷間圧延においては、ロール系などは適宜選択すれ
ば良く、中間焼鈍と最終焼鈍は、必要であれば光輝焼鈍
でも構わない。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば伸びが向上し、張り出し性に優れたフェライト
系ステンレス鋼板を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｔｉ系析出物量と製品の伸びの関係を示す図で
ある。

【図２】Ｓ／Ｃと製品の伸びの関係を示す図である。

【図３】製品の結晶粒度（ＧＳＮ）と伸びの関係を示す
図である。

【図４】Ｔｉ×Ｃと適正最終焼鈍温度の関係を示す図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柿原 豊彦 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式会 社光製鐵所内 (72)発明者 山田 義仁 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式会 社光製鐵所内 (72)発明者 橋本 哲郎 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式会 社光製鐵所内 Ｆターム(参考） 4K037 EA02 EA04 EA12 EA18 EA25 EA31 EB02 EB03 FA02 FF00 FG00 FJ05 FJ06 FJ07 FM02 JA07

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 質量％にて、 Ｃ ：０．００１〜０．０１％、 Ｓ ≦０．０１％、 Ｃｒ：１６〜２２％、 Ｎ ：０．００５〜０．０２％、 Ｂ ：０．０００５〜０．００５０％、 Ｔｉ：０．０５〜０．４％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物より成り、
   Ｔｉ系析出物が０．１％以下であることを特徴とする張
   り出し性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
2. 【請求項２】 Ｓ／Ｃ＞３２／１２を満たすことを特徴
   とする請求項１記載の張り出し性に優れたフェライト系
   ステンレス鋼板。
3. 【請求項３】 結晶粒度がＧＳＮで５．５〜８．０であ
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の張り出し性に
   優れたフェライト系ステンレス鋼板。
4. 【請求項４】 質量％にて、 Ｃ ：０．００１〜０．０１％、 Ｓ ≦０．０１％、 Ｃｒ：１６〜２２％、 Ｎ ：０．００５〜０．０２％、 Ｂ ：０．０００５〜０．００５０％、 Ｔｉ：０．０５〜０．４％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物より成り、
   Ｔｉ系析出物が０．１％以下であり、Ｓ／Ｃ＞３２／１
   ２を満たす組成を有するステンレス鋼スラブを熱間圧延
   後、熱延板焼鈍し、冷間圧延と再結晶焼鈍を施す際に、
   加熱温度をＴｉ×Ｃ：０〜０．００１％の場合は、９７
   ０００（Ｔｉ×Ｃ）＋８５０℃以上９７０００（Ｔｉ×
   Ｃ）＋１０００℃以下とし、Ｔｉ×Ｃ：０．００１％超
   の場合は、９７０００（Ｔｉ×Ｃ）＋８５０℃以上１１
   ００℃以下とする温度域で再結晶焼鈍して、結晶粒度を
   ＧＳＮで５．５〜８．０に制御することを特徴とする張
   り出し性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方
   法。