JP3275712B2 - 加工性に優れた高珪素鋼板およびその製造方法 - Google Patents
加工性に優れた高珪素鋼板およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は加工性に優れた高珪
素鋼板およびその製造方法に関する。
素鋼板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁誘導機器用の鉄心材料として用いら
れる珪素鋼板の軟磁気特性は、Ｓｉの添加量と共に向上
し、特に６．５ｗｔ％付近で最高の透磁率を示すことが
知られている。しかし、Ｓｉ含有量が４ｗｔ％以上とな
ると加工性が急激に劣化するため、従来は圧延により工
業的規模で高珪素鋼板を製造することは不可能とされて
いた。
れる珪素鋼板の軟磁気特性は、Ｓｉの添加量と共に向上
し、特に６．５ｗｔ％付近で最高の透磁率を示すことが
知られている。しかし、Ｓｉ含有量が４ｗｔ％以上とな
ると加工性が急激に劣化するため、従来は圧延により工
業的規模で高珪素鋼板を製造することは不可能とされて
いた。
【０００３】このような加工性の問題を解決してＳｉ含
有量が４ｗｔ％以上の高珪素鋼板を工業的に製造し得る
方法として、特開昭６２−２２７０７８号公報等に開示
されている浸珪処理法が知られている。この方法は、Ｓ
ｉ：４ｗｔ％未満の薄鋼板とＳｉＣｌ4 とを高温で反応
させることによりＳｉを浸透させ、浸透したＳｉを板厚
方向に拡散させることにより高珪素鋼板を得る方法であ
り、例えば上記特開昭６２−２２７０７８号公報や特開
昭６２−２６３２４号公報等では、鋼板をＳｉＣｌ4 が
５〜３５ｗｔ％含まれる無酸化性ガス雰囲気中において
１０２３〜１２００℃の温度で連続的に浸珪処理し、コ
イル状の高珪素鋼板を得ている。
有量が４ｗｔ％以上の高珪素鋼板を工業的に製造し得る
方法として、特開昭６２−２２７０７８号公報等に開示
されている浸珪処理法が知られている。この方法は、Ｓ
ｉ：４ｗｔ％未満の薄鋼板とＳｉＣｌ4 とを高温で反応
させることによりＳｉを浸透させ、浸透したＳｉを板厚
方向に拡散させることにより高珪素鋼板を得る方法であ
り、例えば上記特開昭６２−２２７０７８号公報や特開
昭６２−２６３２４号公報等では、鋼板をＳｉＣｌ4 が
５〜３５ｗｔ％含まれる無酸化性ガス雰囲気中において
１０２３〜１２００℃の温度で連続的に浸珪処理し、コ
イル状の高珪素鋼板を得ている。
【０００４】通常、この浸珪処理ではＳｉ供給用の原料
ガスとしてＳｉＣｌ4 が使用され、このＳｉＣｌ4 は、
以下に示す反応式により鋼板と反応してＳｉが珪素鋼板
表層に浸透する。
ガスとしてＳｉＣｌ4 が使用され、このＳｉＣｌ4 は、
以下に示す反応式により鋼板と反応してＳｉが珪素鋼板
表層に浸透する。
【０００５】 ＳｉＣｌ4 ＋５Ｆｅ → Ｆｅ3 Ｓｉ＋２ＦｅＣｌ2 このようにして鋼板表層に浸透したＳｉは、ＳｉＣｌ4
を含まない無酸化性ガス雰囲気中で鋼板を均熱処理する
ことにより板厚方向に拡散される。
を含まない無酸化性ガス雰囲気中で鋼板を均熱処理する
ことにより板厚方向に拡散される。
【０００６】このようなプロセスにより鋼板を連続的に
浸珪処理するための連続浸珪処理ラインは、入り側から
加熱帯、浸珪帯、拡散均熱帯および冷却帯を備え、鋼板
を加熱帯において処理温度まで連続的に加熱した後、浸
珪帯でＳｉＣｌ4 と反応させることによりＳｉを浸透さ
せ、次いで、拡散均熱帯においてＳｉを板厚方向に拡散
させるための熱処理を連続的に施した後、冷却帯で冷却
することでコイル状の高珪素鋼板が製造される。
浸珪処理するための連続浸珪処理ラインは、入り側から
加熱帯、浸珪帯、拡散均熱帯および冷却帯を備え、鋼板
を加熱帯において処理温度まで連続的に加熱した後、浸
珪帯でＳｉＣｌ4 と反応させることによりＳｉを浸透さ
せ、次いで、拡散均熱帯においてＳｉを板厚方向に拡散
させるための熱処理を連続的に施した後、冷却帯で冷却
することでコイル状の高珪素鋼板が製造される。
【０００７】一般の連続焼鈍ラインでは、鋼板表面の酸
化を抑制するため、炉内の酸素濃度および露点を一定レ
ベルに保持して操業を行っているが、連続浸珪処理ライ
ンの炉内雰囲気についても、例えば、特開平６−２１２
３９７号公報では、露点−３０℃以上に相当する水蒸気
濃度の雰囲気中で浸珪・拡散処理を施すと、鋼板表面お
よび結晶粒界が酸化されて製品の曲げ加工性が劣化する
という問題点が指摘され、そのため同公報では鋼板表面
および結晶粒界の酸化を防止し、加工性の良好な製品を
製造する方法として炉内雰囲気中の酸素濃度４５ppm 以
下、露点−３０℃以下で、かつ酸素濃度［Ｏ2 ］（ppm
）と水蒸気濃度［Ｈ2 Ｏ］（ppm ) とが［Ｈ2 Ｏ］1/4
×［Ｏ2 ］≦８０を満足するように炉内雰囲気を制御
することが提案されている。
化を抑制するため、炉内の酸素濃度および露点を一定レ
ベルに保持して操業を行っているが、連続浸珪処理ライ
ンの炉内雰囲気についても、例えば、特開平６−２１２
３９７号公報では、露点−３０℃以上に相当する水蒸気
濃度の雰囲気中で浸珪・拡散処理を施すと、鋼板表面お
よび結晶粒界が酸化されて製品の曲げ加工性が劣化する
という問題点が指摘され、そのため同公報では鋼板表面
および結晶粒界の酸化を防止し、加工性の良好な製品を
製造する方法として炉内雰囲気中の酸素濃度４５ppm 以
下、露点−３０℃以下で、かつ酸素濃度［Ｏ2 ］（ppm
）と水蒸気濃度［Ｈ2 Ｏ］（ppm ) とが［Ｈ2 Ｏ］1/4
×［Ｏ2 ］≦８０を満足するように炉内雰囲気を制御
することが提案されている。
【０００８】炉内雰囲気を上記のように制御するための
具体的手法の一つに、炭素の強い還元力を利用する方法
がある。連続浸珪処理ラインは、Ｓｉの浸透・拡散を行
うため、１０２３℃以上の高温に保持される。この温度
域において炉内の酸素および水蒸気は鋼板内に炭素が存
在した場合、炭素と反応してＣＯを生成し、その結果、
上記特開平６−２１２３９７号公報において提案されて
いるような炉内雰囲気制御が可能となる。
具体的手法の一つに、炭素の強い還元力を利用する方法
がある。連続浸珪処理ラインは、Ｓｉの浸透・拡散を行
うため、１０２３℃以上の高温に保持される。この温度
域において炉内の酸素および水蒸気は鋼板内に炭素が存
在した場合、炭素と反応してＣＯを生成し、その結果、
上記特開平６−２１２３９７号公報において提案されて
いるような炉内雰囲気制御が可能となる。
【０００９】しかしながら、このような手法を用いて炉
内雰囲気を制御して高珪素鋼板を製造した場合、鋼板表
面および結晶粒界の酸化が抑制されているにもかかわら
ず、製品の加工性が劣化していることが確認された。
内雰囲気を制御して高珪素鋼板を製造した場合、鋼板表
面および結晶粒界の酸化が抑制されているにもかかわら
ず、製品の加工性が劣化していることが確認された。
【００１０】一方、上述したように、従来Ｓｉ含有量が
４ｗｔ％以上の高珪素鋼板を圧延により製造することは
不可能と考えられていたが、例えば特開昭６３−３５７
４４号公報には、圧延温度と圧下率とをコントロールし
て圧延することにより圧延を行うことが提案されてお
り、このような技術を採用することにより圧延すること
が可能となる。
４ｗｔ％以上の高珪素鋼板を圧延により製造することは
不可能と考えられていたが、例えば特開昭６３−３５７
４４号公報には、圧延温度と圧下率とをコントロールし
て圧延することにより圧延を行うことが提案されてお
り、このような技術を採用することにより圧延すること
が可能となる。
【００１１】しかしながら、高珪素鋼板を実際に電磁誘
導機器用の鉄心材料として使用するためには、鋼板に打
ち抜き、曲げ、剪断といった二次加工を加える必要があ
り、上述のように圧延温度と圧下率とをコントロールす
る等して高珪素鋼板を圧延法で製造することができて
も、二次加工性に劣るため電磁誘導機器用の鉄心に加工
できないという問題がある。
導機器用の鉄心材料として使用するためには、鋼板に打
ち抜き、曲げ、剪断といった二次加工を加える必要があ
り、上述のように圧延温度と圧下率とをコントロールす
る等して高珪素鋼板を圧延法で製造することができて
も、二次加工性に劣るため電磁誘導機器用の鉄心に加工
できないという問題がある。
【００１２】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであって、加工性に優れた高珪素鋼板、およびそのよ
うな高珪素鋼板を安定して製造することができる方法を
提供することを課題とする。
のであって、加工性に優れた高珪素鋼板、およびそのよ
うな高珪素鋼板を安定して製造することができる方法を
提供することを課題とする。
【００１３】
【発明が解決しようとする手段】上記課題を解決するた
めに、本発明者らは、加工性劣化の原因を詳細に検討し
た。その結果、結晶粒界に選択的に炭化物が生成し、こ
れが破壊の起点となっていることが判明した。この現象
は以下のようなメカニズムによって生じると考えられ
る。
めに、本発明者らは、加工性劣化の原因を詳細に検討し
た。その結果、結晶粒界に選択的に炭化物が生成し、こ
れが破壊の起点となっていることが判明した。この現象
は以下のようなメカニズムによって生じると考えられ
る。
【００１４】すなわち、浸珪法の場合、鋼板は１０２３
℃以上の高温で熱処理されるため、歪などは解放され、
また結晶粒成長によって結晶粒界面積が減少する。この
ため、冷却過程において結晶粒界に炭素が集まりやすく
なり、鋼板がさらに冷却される過程で結晶粒界に選択的
に炭化物を生成する。高珪素鋼板は非常に脆い材料であ
るため、結晶粒界の炭化物は破壊の起点となり、製品の
加工性を劣化させる。
℃以上の高温で熱処理されるため、歪などは解放され、
また結晶粒成長によって結晶粒界面積が減少する。この
ため、冷却過程において結晶粒界に炭素が集まりやすく
なり、鋼板がさらに冷却される過程で結晶粒界に選択的
に炭化物を生成する。高珪素鋼板は非常に脆い材料であ
るため、結晶粒界の炭化物は破壊の起点となり、製品の
加工性を劣化させる。
【００１５】また、圧延法の場合、鋼板は所定板厚まで
圧延された後、軟磁気特性を向上させるために最終焼鈍
を行っているが、最終焼鈍の過程において鋼板は再結晶
および結晶粒成長するため、結晶粒界面積が減少する。
このため、冷却過程において結晶粒界に炭素が集まりや
すくなり、鋼板がさらに冷却される過程で結晶粒界に選
択的に炭化物を生成する。
圧延された後、軟磁気特性を向上させるために最終焼鈍
を行っているが、最終焼鈍の過程において鋼板は再結晶
および結晶粒成長するため、結晶粒界面積が減少する。
このため、冷却過程において結晶粒界に炭素が集まりや
すくなり、鋼板がさらに冷却される過程で結晶粒界に選
択的に炭化物を生成する。
【００１６】高珪素鋼板は非常に脆い材料であるため、
結晶粒界の炭化物は破壊の起点となり、製品の加工性を
劣化させる。そこで、本発明者らはこの点に着目して検
討を加えた結果、結晶粒界に析出した炭化物の結晶粒界
面積全体に占める割合が２０％以下であれば加工性を劣
化させないことを見出した。
結晶粒界の炭化物は破壊の起点となり、製品の加工性を
劣化させる。そこで、本発明者らはこの点に着目して検
討を加えた結果、結晶粒界に析出した炭化物の結晶粒界
面積全体に占める割合が２０％以下であれば加工性を劣
化させないことを見出した。
【００１７】また、このように結晶粒界への選択的な炭
化物の生成を抑制するためには、浸珪法においては冷却
帯における鋼板の冷却速度を制御すること、圧延法にお
いては最終焼鈍での冷却速度を制御することが有効であ
り、これによって高加工性の高珪素鋼板を安定して製造
することができることを見出した。
化物の生成を抑制するためには、浸珪法においては冷却
帯における鋼板の冷却速度を制御すること、圧延法にお
いては最終焼鈍での冷却速度を制御することが有効であ
り、これによって高加工性の高珪素鋼板を安定して製造
することができることを見出した。
【００１８】本発明は、本発明者らのこのような知見に
基づいてなされたものである。すなわち、本発明は、第
１に、Ｃ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｉ：４〜１０ｗｔ％
を含み、結晶粒界に析出した炭化物の結晶粒界面積全体
に占める割合が２０％以下であることを特徴とする加工
性に優れた高珪素鋼板を提供する。
基づいてなされたものである。すなわち、本発明は、第
１に、Ｃ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｉ：４〜１０ｗｔ％
を含み、結晶粒界に析出した炭化物の結晶粒界面積全体
に占める割合が２０％以下であることを特徴とする加工
性に優れた高珪素鋼板を提供する。
【００１９】本発明は、第２に、Ｃ：０．０１ｗｔ％以
下、Ｓｉ：４〜１０ｗｔ％、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以下、
Ｐ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、ｓ
ｏｌ．Ａｌ：０．２ｗｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗｔ％以
下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下を含み、結晶粒界に析出し
た炭化物の結晶粒界面積全体に占める割合が２０％以下
であることを特徴とする加工性に優れた高珪素鋼板を提
供する。
下、Ｓｉ：４〜１０ｗｔ％、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以下、
Ｐ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、ｓ
ｏｌ．Ａｌ：０．２ｗｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗｔ％以
下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下を含み、結晶粒界に析出し
た炭化物の結晶粒界面積全体に占める割合が２０％以下
であることを特徴とする加工性に優れた高珪素鋼板を提
供する。
【００２０】本発明は、第３に、Ｓｉ：４ｗｔ％未満を
含有する鋼板を浸珪帯においてＳｉＣｌ4 を含む無酸化
性ガス雰囲気で浸珪処理し、次いでＳｉＣｌ4 を含まな
い無酸化性ガス雰囲気でＳｉを鋼板内部に拡散させる拡
散熱処理を施すことにより、高珪素鋼板を連続的に製造
するにあたり、冷却帯での冷却速度が、温度域３００〜
７００℃において５℃／ｓｅｃ以上であることを特徴と
する加工性に優れた高珪素鋼板の製造方法を提供する。
含有する鋼板を浸珪帯においてＳｉＣｌ4 を含む無酸化
性ガス雰囲気で浸珪処理し、次いでＳｉＣｌ4 を含まな
い無酸化性ガス雰囲気でＳｉを鋼板内部に拡散させる拡
散熱処理を施すことにより、高珪素鋼板を連続的に製造
するにあたり、冷却帯での冷却速度が、温度域３００〜
７００℃において５℃／ｓｅｃ以上であることを特徴と
する加工性に優れた高珪素鋼板の製造方法を提供する。
【００２１】本発明は、第４に、Ｃ：０．０１ｗｔ％以
下、Ｓｉ：４〜７ｗｔ％を含有する高珪素鉄合金スラブ
を熱間圧延し、得られた熱延板を脱スケール後、圧延お
よび７００℃以上の最終焼鈍を行って高珪素鋼板を製造
するにあたり、前記最終焼鈍での冷却速度が、温度域３
００〜７００℃において５℃／ｓｅｃ以上であることを
特徴とする加工性に優れた高珪素鋼板の製造方法を提供
する。
下、Ｓｉ：４〜７ｗｔ％を含有する高珪素鉄合金スラブ
を熱間圧延し、得られた熱延板を脱スケール後、圧延お
よび７００℃以上の最終焼鈍を行って高珪素鋼板を製造
するにあたり、前記最終焼鈍での冷却速度が、温度域３
００〜７００℃において５℃／ｓｅｃ以上であることを
特徴とする加工性に優れた高珪素鋼板の製造方法を提供
する。
【００２２】本発明は第５にＳｉ：４ｗｔ％未満を含有
する鋼板を浸珪帯においてＳｉＣｌ4を含む無酸化性ガ
ス雰囲気で浸珪処理し、次いでＳｉＣｌ4を含まない無
酸化性ガス雰囲気でＳｉを鋼板内部に拡散させる拡散熱
処理を施した後、冷却帯にて温度域７００℃から室温に
おいて１℃／ｓｅｃ以上で冷却することにより連続的に
製造される高珪素鋼板であって、Ｃ：０．００６５ｗｔ
％以下であることを特徴とする加工性に優れた高珪素鋼
板を提供する。
する鋼板を浸珪帯においてＳｉＣｌ4を含む無酸化性ガ
ス雰囲気で浸珪処理し、次いでＳｉＣｌ4を含まない無
酸化性ガス雰囲気でＳｉを鋼板内部に拡散させる拡散熱
処理を施した後、冷却帯にて温度域７００℃から室温に
おいて１℃／ｓｅｃ以上で冷却することにより連続的に
製造される高珪素鋼板であって、Ｃ：０．００６５ｗｔ
％以下であることを特徴とする加工性に優れた高珪素鋼
板を提供する。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明に係る高珪素鋼板は、Ｃ：
０．０１ｗｔ％以下、Ｓｉ：４〜１０ｗｔ％を含み、結
晶粒界に析出した炭化物の結晶粒界面積全体に占める割
合が２０％以下である。また、Ｃ：０．０１ｗｔ％以
下、Ｓｉ：４〜１０ｗｔ％の他、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以
下、Ｐ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以
下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．２ｗｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗ
ｔ％以下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下を含むことが許容さ
れる。なお、結晶粒界に析出した炭化物の結晶粒界面積
全体に占める割合のより好ましい範囲は１０％以下であ
る。
０．０１ｗｔ％以下、Ｓｉ：４〜１０ｗｔ％を含み、結
晶粒界に析出した炭化物の結晶粒界面積全体に占める割
合が２０％以下である。また、Ｃ：０．０１ｗｔ％以
下、Ｓｉ：４〜１０ｗｔ％の他、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以
下、Ｐ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以
下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．２ｗｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗ
ｔ％以下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下を含むことが許容さ
れる。なお、結晶粒界に析出した炭化物の結晶粒界面積
全体に占める割合のより好ましい範囲は１０％以下であ
る。
【００２４】まず、各成分を上記のように規定した理由
について説明する。Ｃは軟磁性に有害な元素である。特
に、０．０１ｗｔ％を超えると時効現象により軟磁性が
劣化する。また、加工性の観点からみると、Ｃが０．０
１ｗｔ％を超えると加工性に悪影響を及ぼす炭化物が非
常に析出しやすくなる。したがって、Ｃを０．０１ｗｔ
％以下とする。
について説明する。Ｃは軟磁性に有害な元素である。特
に、０．０１ｗｔ％を超えると時効現象により軟磁性が
劣化する。また、加工性の観点からみると、Ｃが０．０
１ｗｔ％を超えると加工性に悪影響を及ぼす炭化物が非
常に析出しやすくなる。したがって、Ｃを０．０１ｗｔ
％以下とする。
【００２５】Ｓｉは軟磁性を発現させるための元素であ
り、添加量が約６．５ｗｔ％で最も優れた軟磁性を示
す。Ｓｉが４ｗｔ％未満では高珪素鋼板として所望の軟
磁性が得られない。また、Ｓｉが４ｗｔ％未満では鋼板
の加工性が良好であり、本発明を適用するまでもない。
一方、Ｓｉが１０ｗｔ％を超えると飽和磁束密度が著し
く減少する。したがって、Ｓｉを４〜１０ｗｔ％の範囲
とする。なお、圧延法によって製造する場合には７ｗｔ
％を超えると鋼板製造が困難になるので事実上７ｗｔ％
が上限となる。
り、添加量が約６．５ｗｔ％で最も優れた軟磁性を示
す。Ｓｉが４ｗｔ％未満では高珪素鋼板として所望の軟
磁性が得られない。また、Ｓｉが４ｗｔ％未満では鋼板
の加工性が良好であり、本発明を適用するまでもない。
一方、Ｓｉが１０ｗｔ％を超えると飽和磁束密度が著し
く減少する。したがって、Ｓｉを４〜１０ｗｔ％の範囲
とする。なお、圧延法によって製造する場合には７ｗｔ
％を超えると鋼板製造が困難になるので事実上７ｗｔ％
が上限となる。
【００２６】Ｍｎは、Ｓと結合してＭｎＳとなり、スラ
ブ段階での熱間加工性を改善する作用がある。しかし、
Ｍｎが０．５ｗｔ％を超えると飽和磁束密度の減少が大
きくなる。したがって、Ｍｎは０．５ｗｔ％以下とする
ことが好ましい。
ブ段階での熱間加工性を改善する作用がある。しかし、
Ｍｎが０．５ｗｔ％を超えると飽和磁束密度の減少が大
きくなる。したがって、Ｍｎは０．５ｗｔ％以下とする
ことが好ましい。
【００２７】Ｐは、軟磁気特性を劣化させる元素であ
り、その含有量はできるだけ低いほうが好ましい。Ｐは
０．０１ｗｔ％以下であれば実質的にその影響を無視す
ることができ、経済性を損なうこともないから、Ｐは
０．０１ｗｔ％以下とすることが好ましい。
り、その含有量はできるだけ低いほうが好ましい。Ｐは
０．０１ｗｔ％以下であれば実質的にその影響を無視す
ることができ、経済性を損なうこともないから、Ｐは
０．０１ｗｔ％以下とすることが好ましい。
【００２８】Ｓは、熱間加工性を低下させる元素である
とともに、軟磁気特性も劣化させるため、その含有量は
できるだけ低いほうが好ましい。Ｓは０．０１ｗｔ％以
下であれば実質的にその影響を無視することができ、経
済性を損なうこともないから、Ｓは０．０１ｗｔ％以下
とすることが好ましい。
とともに、軟磁気特性も劣化させるため、その含有量は
できるだけ低いほうが好ましい。Ｓは０．０１ｗｔ％以
下であれば実質的にその影響を無視することができ、経
済性を損なうこともないから、Ｓは０．０１ｗｔ％以下
とすることが好ましい。
【００２９】Ａｌは、脱酸により鋼を清浄化する作用を
有するとともに、軟磁気特性上も電気抵抗を高める作用
を有する。本発明のようにＳｉを４〜１０ｗｔ％添加す
る鋼では、Ｓｉにより軟磁気特性の向上を図り、Ａｌは
鋼の脱酸作用のみ果たせばよいことから、ｓｏｌ．Ａｌ
は０．２ｗｔ％以下とすることが好ましい。
有するとともに、軟磁気特性上も電気抵抗を高める作用
を有する。本発明のようにＳｉを４〜１０ｗｔ％添加す
る鋼では、Ｓｉにより軟磁気特性の向上を図り、Ａｌは
鋼の脱酸作用のみ果たせばよいことから、ｓｏｌ．Ａｌ
は０．２ｗｔ％以下とすることが好ましい。
【００３０】Ｎは、軟磁気特性を劣化させる元素であ
り、時効による磁気特性の劣化も引き起こすため、その
含有量はできるだけ低いほうが好ましい。Ｎは０．０１
ｗｔ％以下であれば実質的にその影響を無視することが
でき、経済性を損なうこともないから、Ｎは０．０１ｗ
ｔ％以下とすることが好ましい。
り、時効による磁気特性の劣化も引き起こすため、その
含有量はできるだけ低いほうが好ましい。Ｎは０．０１
ｗｔ％以下であれば実質的にその影響を無視することが
でき、経済性を損なうこともないから、Ｎは０．０１ｗ
ｔ％以下とすることが好ましい。
【００３１】Ｏは、軟磁気特性を劣化させる元素であ
り、また加工性にも悪影響を与えるため、その含有量は
できるだけ低いことが望ましい。経済性の観点からＯは
０．０２ｗｔ％以下とすることが好ましい。
り、また加工性にも悪影響を与えるため、その含有量は
できるだけ低いことが望ましい。経済性の観点からＯは
０．０２ｗｔ％以下とすることが好ましい。
【００３２】次に、結晶粒界に現出する析出物について
説明する。結晶粒界に現出する析出物は、バフ研磨した
鋼板を弱くエッチングすることによって観察される。本
発明者らは、透過型電子顕微鏡などを用いてこの析出物
を詳細に調べた結果、Ｆｅの炭化物またはＦｅとＳｉの
炭化物であり、これらは約７００℃以下で析出すること
を見出した。上述したように、このような粒界に析出す
る炭化物の析出量が鋼板の加工性と極めて大きな相関を
有するのである。
説明する。結晶粒界に現出する析出物は、バフ研磨した
鋼板を弱くエッチングすることによって観察される。本
発明者らは、透過型電子顕微鏡などを用いてこの析出物
を詳細に調べた結果、Ｆｅの炭化物またはＦｅとＳｉの
炭化物であり、これらは約７００℃以下で析出すること
を見出した。上述したように、このような粒界に析出す
る炭化物の析出量が鋼板の加工性と極めて大きな相関を
有するのである。
【００３３】このことを、浸珪法によって製造した高珪
素鋼板について図１に基づいて説明する。図１は、表１
に示す化学組成を有する板厚０．３ｍｍの浸珪法による
高珪素鋼板について、結晶粒界に占める炭化物の割合と
三点曲げ試験での押し込み量との関係を調べた結果を示
すグラフである。
素鋼板について図１に基づいて説明する。図１は、表１
に示す化学組成を有する板厚０．３ｍｍの浸珪法による
高珪素鋼板について、結晶粒界に占める炭化物の割合と
三点曲げ試験での押し込み量との関係を調べた結果を示
すグラフである。
【００３４】ここで用いた浸珪法による高珪素鋼板サン
プルは、以下ようにして作製した。まず、Ｓｉ：３ｗｔ
％の鋼を溶解後、熱間圧延および冷間圧延により板厚
０．３ｍｍまで圧延した。次いで、従来の連続浸珪処理
ラインを用いて浸珪し、表１に示す組成を有するＳｉ：
約６．５ｗｔ％の高珪素鋼板を作製した。なお、浸珪を
行うとＣ，Ｍｎなどが多少抜けるが、表１はそのような
浸珪処理後の成分を示すものである。この際に、鋼板の
冷却速度を変えることによって炭化物の析出状態を変え
たサンプルを作製した。図１の横軸の「結晶粒界に占め
る析出物の割合」は、各サンプルの断面を研磨後、ピク
ラール酸溶液を用いて炭化物を選択エッチングし、４０
０倍の写真撮影を行い、この写真から全粒界長さを測定
し、一方、粒界に析出した炭化物のトータル長さを測定
し、これらの値から炭化物の全粒界に占める炭化物の割
合を計算することによって求めた。また、図１の縦軸は
図２に示す試験機によって行った三点曲げ試験による押
し込み量を示す。この図２の試験においては、押し治具
は２ｍｍ／ｍｉｎのスピードで押し込み、割れが発生す
るまでの押し込み量で曲げ加工性を評価した。
プルは、以下ようにして作製した。まず、Ｓｉ：３ｗｔ
％の鋼を溶解後、熱間圧延および冷間圧延により板厚
０．３ｍｍまで圧延した。次いで、従来の連続浸珪処理
ラインを用いて浸珪し、表１に示す組成を有するＳｉ：
約６．５ｗｔ％の高珪素鋼板を作製した。なお、浸珪を
行うとＣ，Ｍｎなどが多少抜けるが、表１はそのような
浸珪処理後の成分を示すものである。この際に、鋼板の
冷却速度を変えることによって炭化物の析出状態を変え
たサンプルを作製した。図１の横軸の「結晶粒界に占め
る析出物の割合」は、各サンプルの断面を研磨後、ピク
ラール酸溶液を用いて炭化物を選択エッチングし、４０
０倍の写真撮影を行い、この写真から全粒界長さを測定
し、一方、粒界に析出した炭化物のトータル長さを測定
し、これらの値から炭化物の全粒界に占める炭化物の割
合を計算することによって求めた。また、図１の縦軸は
図２に示す試験機によって行った三点曲げ試験による押
し込み量を示す。この図２の試験においては、押し治具
は２ｍｍ／ｍｉｎのスピードで押し込み、割れが発生す
るまでの押し込み量で曲げ加工性を評価した。
【００３５】図１から明らかなように、結晶粒界炭化物
の量が低いほど、曲げ加工性が良好である。ここで、三
点曲げ試験での押し込み量が５ｍｍを超えれば従来のも
のに対して曲げ加工性が向上したと考えられ、図１から
５ｍｍを超える押し込み量を達成するためには、結晶粒
界に占める析出物の割合を２０％以下とすることが好ま
しいことがわかる。また、図１の結果から、結晶粒界炭
化物の結晶粒界面積全体に占める割合を１０％以下とす
ることで、より優れた加工性を得ることができることが
わかる。
の量が低いほど、曲げ加工性が良好である。ここで、三
点曲げ試験での押し込み量が５ｍｍを超えれば従来のも
のに対して曲げ加工性が向上したと考えられ、図１から
５ｍｍを超える押し込み量を達成するためには、結晶粒
界に占める析出物の割合を２０％以下とすることが好ま
しいことがわかる。また、図１の結果から、結晶粒界炭
化物の結晶粒界面積全体に占める割合を１０％以下とす
ることで、より優れた加工性を得ることができることが
わかる。
【００３６】
【表１】
【００３７】このことは圧延法によって製造した高珪素
鋼板についても同様であり、粒界に析出する炭化物の析
出量が鋼板の二次加工性と極めて大きな相関を有する。
圧延法による高珪素鋼板についてこのことを確認した結
果を図３に示す。図３は、表２に示す化学組成を有する
板厚０．２ｍｍの圧延法による高珪素鋼板について、図
１と同様、結晶粒界に占める炭化物の割合と三点曲げ試
験での押し込み量との関係を調べた結果を示すグラフで
ある。したがって図３の横軸および縦軸は図１と同じで
ある。また、ここにおける「結晶粒界に占める析出物の
割合」は図１の場合と同様にして求めたものであり、
「押込み量」は図４に示す試験機によって行った三点曲
げ試験による押し込み量を示す。この図４の試験におい
ては、押し治具は３ｍｍ／ｍｉｎのスピードで押し込
み、割れが発生するまでの押し込み量で曲げ加工性を評
価した。図３からも、結晶粒界炭化物の量が低いほど、
曲げ加工性が良好であることが確認される。
鋼板についても同様であり、粒界に析出する炭化物の析
出量が鋼板の二次加工性と極めて大きな相関を有する。
圧延法による高珪素鋼板についてこのことを確認した結
果を図３に示す。図３は、表２に示す化学組成を有する
板厚０．２ｍｍの圧延法による高珪素鋼板について、図
１と同様、結晶粒界に占める炭化物の割合と三点曲げ試
験での押し込み量との関係を調べた結果を示すグラフで
ある。したがって図３の横軸および縦軸は図１と同じで
ある。また、ここにおける「結晶粒界に占める析出物の
割合」は図１の場合と同様にして求めたものであり、
「押込み量」は図４に示す試験機によって行った三点曲
げ試験による押し込み量を示す。この図４の試験におい
ては、押し治具は３ｍｍ／ｍｉｎのスピードで押し込
み、割れが発生するまでの押し込み量で曲げ加工性を評
価した。図３からも、結晶粒界炭化物の量が低いほど、
曲げ加工性が良好であることが確認される。
【００３８】
【表２】
【００３９】次に、本発明の高珪素鋼板の製造方法につ
いて説明する。本発明に係る高珪素鋼板は、浸珪法によ
っても、また圧延法によっても製造することができる。
ただし、圧延法を採用する場合は、加工性の観点からＳ
ｉ量の上限は実質的に７ｗｔ％となる。
いて説明する。本発明に係る高珪素鋼板は、浸珪法によ
っても、また圧延法によっても製造することができる。
ただし、圧延法を採用する場合は、加工性の観点からＳ
ｉ量の上限は実質的に７ｗｔ％となる。
【００４０】まず、浸珪法を採用する場合には、Ｓｉ：
４ｗｔ％未満を含有する鋼板を浸珪帯においてＳｉＣｌ
4 を含む無酸化性ガス雰囲気で浸珪処理し、次いでＳｉ
Ｃｌ4 を含まない無酸化性ガス雰囲気でＳｉを鋼板内部
に拡散させる拡散熱処理を施すことにより、高珪素鋼板
を連続的に製造するにあたり、冷却帯での冷却速度が、
温度域３００〜７００℃において、５℃／ｓｅｃ以上で
ある。
４ｗｔ％未満を含有する鋼板を浸珪帯においてＳｉＣｌ
4 を含む無酸化性ガス雰囲気で浸珪処理し、次いでＳｉ
Ｃｌ4 を含まない無酸化性ガス雰囲気でＳｉを鋼板内部
に拡散させる拡散熱処理を施すことにより、高珪素鋼板
を連続的に製造するにあたり、冷却帯での冷却速度が、
温度域３００〜７００℃において、５℃／ｓｅｃ以上で
ある。
【００４１】析出状態は冷却速度に依存することがよく
知られている。そこで、表３に示す化学組成を有する鋼
を１２００℃にて２０分間加熱後７００℃まで急冷し、
その後各種の冷却速度で冷却して、結晶粒界に析出した
炭化物の量を測定した。その結果を図５に示す。
知られている。そこで、表３に示す化学組成を有する鋼
を１２００℃にて２０分間加熱後７００℃まで急冷し、
その後各種の冷却速度で冷却して、結晶粒界に析出した
炭化物の量を測定した。その結果を図５に示す。
【００４２】図５は、以下のようにして作製した高珪素
鋼板サンプルを用いた結果である。４水準にＣ濃度を変
化させたＳｉ：３ｗｔ％の鋼を溶解後、熱間圧延および
冷間圧延により板厚０．３ｍｍまで圧延した。次いで、
従来の連続浸珪処理ラインを用いて浸珪し、表３に示す
組成を有するＳｉ：約６．５ｗｔ％の高珪素鋼板（板厚
０．３ｍｍ）を作製した。この後、別の雰囲気炉を用い
て、１２００℃で２０分間焼鈍後７００℃まで急冷し、
その後、１℃／ｓｅｃ、５℃／ｓｅｃ、１０℃／ｓｅｃ
の３種類の冷却速度で室温まで冷却してサンプルを作製
した。図５の横軸のＣ濃度は、サンプルを化学分析する
ことにより求めた。図５の縦軸の「結晶粒界に占める析
出物の割合」は、図１の場合と同様にして求めた。
鋼板サンプルを用いた結果である。４水準にＣ濃度を変
化させたＳｉ：３ｗｔ％の鋼を溶解後、熱間圧延および
冷間圧延により板厚０．３ｍｍまで圧延した。次いで、
従来の連続浸珪処理ラインを用いて浸珪し、表３に示す
組成を有するＳｉ：約６．５ｗｔ％の高珪素鋼板（板厚
０．３ｍｍ）を作製した。この後、別の雰囲気炉を用い
て、１２００℃で２０分間焼鈍後７００℃まで急冷し、
その後、１℃／ｓｅｃ、５℃／ｓｅｃ、１０℃／ｓｅｃ
の３種類の冷却速度で室温まで冷却してサンプルを作製
した。図５の横軸のＣ濃度は、サンプルを化学分析する
ことにより求めた。図５の縦軸の「結晶粒界に占める析
出物の割合」は、図１の場合と同様にして求めた。
【００４３】炭素量と冷却速度に依存して析出状態は異
なるが、上述したように、結晶粒界に占める析出物の割
合が２０％以下で加工性が良好となることを考慮する
と、図５から、冷却速度が５℃／ｓｅｃ以上が好ましい
ことが確認される。また、その冷却速度が規定される温
度域は、炭化物の析出する７００℃と、実質的に炭素が
動きにくくなる３００℃との間である必要がある。
なるが、上述したように、結晶粒界に占める析出物の割
合が２０％以下で加工性が良好となることを考慮する
と、図５から、冷却速度が５℃／ｓｅｃ以上が好ましい
ことが確認される。また、その冷却速度が規定される温
度域は、炭化物の析出する７００℃と、実質的に炭素が
動きにくくなる３００℃との間である必要がある。
【００４４】また、浸珪法を用いた連続ラインによる製
造方法においては、通常その冷却速度は１℃／ｓｅｃ程
度が下限となる。したがって、１℃／ｓｅｃ以上の全て
の冷却速度範囲において結晶粒界に占める析出物の割合
が２０％以下で加工性が良好となることを考慮すると、
図５からＣ濃度が０．００６５ｗｔ％以下が好ましいこ
とが確認される。
造方法においては、通常その冷却速度は１℃／ｓｅｃ程
度が下限となる。したがって、１℃／ｓｅｃ以上の全て
の冷却速度範囲において結晶粒界に占める析出物の割合
が２０％以下で加工性が良好となることを考慮すると、
図５からＣ濃度が０．００６５ｗｔ％以下が好ましいこ
とが確認される。
【００４５】以上のことより、炭化物の析出を抑制する
ためには、冷却速度を制御する方法およびＣ濃度を制御
する方法を採用することができ、コストの点などを考慮
していずれか用いやすいほうを選択すればよい。
ためには、冷却速度を制御する方法およびＣ濃度を制御
する方法を採用することができ、コストの点などを考慮
していずれか用いやすいほうを選択すればよい。
【００４６】
【表３】
【００４７】次に、圧延法を採用する場合には、Ｃ：
０．０１ｗｔ％以下、Ｓｉ：４〜７ｗｔ％を含有する高
珪素鉄合金スラブを熱間圧延し、得られた熱延板を脱ス
ケール後、圧延および７００℃以上の最終焼鈍を行って
高珪素鋼板を製造するにあたり、前記最終焼鈍での冷却
速度が、温度域３００〜７００℃において５℃／ｓｅｃ
以上である。
０．０１ｗｔ％以下、Ｓｉ：４〜７ｗｔ％を含有する高
珪素鉄合金スラブを熱間圧延し、得られた熱延板を脱ス
ケール後、圧延および７００℃以上の最終焼鈍を行って
高珪素鋼板を製造するにあたり、前記最終焼鈍での冷却
速度が、温度域３００〜７００℃において５℃／ｓｅｃ
以上である。
【００４８】上述のように炭化物が約７００℃以下で析
出するので、最終焼鈍は炭化物が実質的に析出しないと
考えられる７００℃以上とする。最終焼鈍の上限温度に
ついては特に規定する必要はないが、経済性の観点から
１３００℃以下とすることが望ましい。
出するので、最終焼鈍は炭化物が実質的に析出しないと
考えられる７００℃以上とする。最終焼鈍の上限温度に
ついては特に規定する必要はないが、経済性の観点から
１３００℃以下とすることが望ましい。
【００４９】このように圧延法を採用した場合について
加工性と冷却速度との関係を把握した。表４に示す化学
組成を有する鋼を溶解後、熱間圧延および冷間圧延して
得られた板厚０．２ｍｍの高珪素鋼板を１２００℃にて
１５分間加熱後７００℃まで急冷し、その後各種の冷却
速度で冷却して、図４に示す試験機によって行った三点
曲げ試験による押し込み量を測定した。その結果を図６
に示す。
加工性と冷却速度との関係を把握した。表４に示す化学
組成を有する鋼を溶解後、熱間圧延および冷間圧延して
得られた板厚０．２ｍｍの高珪素鋼板を１２００℃にて
１５分間加熱後７００℃まで急冷し、その後各種の冷却
速度で冷却して、図４に示す試験機によって行った三点
曲げ試験による押し込み量を測定した。その結果を図６
に示す。
【００５０】炭素量と冷却速度に依存して加工性は異な
るが、冷却速度が５℃／ｓｅｃ以上であれば明らかに二
次加工性に優れることがわかる。冷却速度によって加工
性が異なる理由は、冷却速度に依存して炭化物の粒界析
出状態が異なり、曲げ加工性に影響したと考えられる。
なお、表４に示す成分は、焼鈍後に化学分析を行って得
られた値である。Ｃ濃度は最終焼鈍の冷却過程において
限定されるべきものであり、したがってスラブと最終製
品のＣ濃度が異なるような場合、例えば最終焼鈍を酸化
性雰囲気や浸炭雰囲気で行った場合は、最終製品のＣ濃
度をＣ：０．０１ｗｔ％以下に規定する必要がある。な
お、この場合にも、上述の冷却速度が規定される温度域
は、炭化物の析出する上限である７００℃と実質的に炭
素が動きにくくなる３００℃との間である必要がある。
るが、冷却速度が５℃／ｓｅｃ以上であれば明らかに二
次加工性に優れることがわかる。冷却速度によって加工
性が異なる理由は、冷却速度に依存して炭化物の粒界析
出状態が異なり、曲げ加工性に影響したと考えられる。
なお、表４に示す成分は、焼鈍後に化学分析を行って得
られた値である。Ｃ濃度は最終焼鈍の冷却過程において
限定されるべきものであり、したがってスラブと最終製
品のＣ濃度が異なるような場合、例えば最終焼鈍を酸化
性雰囲気や浸炭雰囲気で行った場合は、最終製品のＣ濃
度をＣ：０．０１ｗｔ％以下に規定する必要がある。な
お、この場合にも、上述の冷却速度が規定される温度域
は、炭化物の析出する上限である７００℃と実質的に炭
素が動きにくくなる３００℃との間である必要がある。
【００５１】
【表４】
【００５２】なお、Ｃ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｉ：４
〜１０ｗｔ％を含み、結晶粒界に析出した炭化物の結晶
粒界面積全体に占める割合が２０％以下の高珪素鋼板に
おいて、本発明の効果を十分に得ることができるが、そ
の他にＭｎ：０．５ｗｔ％以下、Ｐ：０．０１ｗｔ％以
下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．２ｗ
ｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗｔ％以下、Ｏ：０．０２ｗｔ
％以下と加工性を劣化させる元素を規定することによ
り、より大きな効果を得ることができる。
〜１０ｗｔ％を含み、結晶粒界に析出した炭化物の結晶
粒界面積全体に占める割合が２０％以下の高珪素鋼板に
おいて、本発明の効果を十分に得ることができるが、そ
の他にＭｎ：０．５ｗｔ％以下、Ｐ：０．０１ｗｔ％以
下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．２ｗ
ｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗｔ％以下、Ｏ：０．０２ｗｔ
％以下と加工性を劣化させる元素を規定することによ
り、より大きな効果を得ることができる。
【００５３】また、本発明の効果は、高珪素鋼板の結晶
方位分布に関係なく得られるものであり、方向性高珪素
鋼板および無方向性高珪素鋼板のいずれにも適用するこ
とができる。
方位分布に関係なく得られるものであり、方向性高珪素
鋼板および無方向性高珪素鋼板のいずれにも適用するこ
とができる。
【００５４】
（実施例１）表５に示す化学組成を有するＳｉ：３．０
ｗｔ％の母材鋼板（板厚０．３ｍｍ）を、従来と同様の
連続浸珪処理ラインにおいて浸珪処理してＳｉ：４〜１
０ｗｔ％とした後、種々の冷却速度で冷却して高珪素鋼
板を作製した。製品の結晶粒径はおよそ０．４ｍｍと、
Ｓｉ含有量や冷却速度の違いによる相違は見られなかっ
た。また、浸珪後の化学組成は、Ｓｉ含有量や冷却速度
の違いによる相違は見られず、この時のＣはおよそ８０
ppm であった。
ｗｔ％の母材鋼板（板厚０．３ｍｍ）を、従来と同様の
連続浸珪処理ラインにおいて浸珪処理してＳｉ：４〜１
０ｗｔ％とした後、種々の冷却速度で冷却して高珪素鋼
板を作製した。製品の結晶粒径はおよそ０．４ｍｍと、
Ｓｉ含有量や冷却速度の違いによる相違は見られなかっ
た。また、浸珪後の化学組成は、Ｓｉ含有量や冷却速度
の違いによる相違は見られず、この時のＣはおよそ８０
ppm であった。
【００５５】
【表５】
【００５６】図７に、上述のようにして作製した高珪素
鋼板の結晶粒界に析出した炭化物の量を示す。図７は、
１℃／ｓｅｃ、５℃／ｓｅｃ、１０℃／ｓｅｃの３種類
の冷却速度で室温まで冷却した場合について、横軸に鋼
板のＳｉ濃度をとり、縦軸に結晶粒界に占める析出物の
割合をとって、これらの関係を示すグラフである。な
お、図７の横軸のＳｉ濃度はサンプルを化学分析するこ
とにより求め、縦軸の「結晶粒界に占める析出物の割
合」は、図１の場合と同様にして求めた。
鋼板の結晶粒界に析出した炭化物の量を示す。図７は、
１℃／ｓｅｃ、５℃／ｓｅｃ、１０℃／ｓｅｃの３種類
の冷却速度で室温まで冷却した場合について、横軸に鋼
板のＳｉ濃度をとり、縦軸に結晶粒界に占める析出物の
割合をとって、これらの関係を示すグラフである。な
お、図７の横軸のＳｉ濃度はサンプルを化学分析するこ
とにより求め、縦軸の「結晶粒界に占める析出物の割
合」は、図１の場合と同様にして求めた。
【００５７】この図から、Ｓｉが４〜１０ｗｔ％の範囲
のいずれの濃度でも、冷却速度が５℃／ｓｅｃ以上であ
れば、結晶粒界に占める析出物の割合が２０％以下とな
ることが確認された。
のいずれの濃度でも、冷却速度が５℃／ｓｅｃ以上であ
れば、結晶粒界に占める析出物の割合が２０％以下とな
ることが確認された。
【００５８】（実施例２）表６に示す化学組成を有する
Ｓｉ：３．０ｗｔ％の母材鋼板（板厚０．３ｍｍ）を、
従来と同様の連続浸珪処理ラインにおいて浸珪処理して
Ｓｉ：４〜１０ｗｔ％とした後、２℃／ｓｅｃの冷却速
度で冷却して高珪素鋼板を作製した。
Ｓｉ：３．０ｗｔ％の母材鋼板（板厚０．３ｍｍ）を、
従来と同様の連続浸珪処理ラインにおいて浸珪処理して
Ｓｉ：４〜１０ｗｔ％とした後、２℃／ｓｅｃの冷却速
度で冷却して高珪素鋼板を作製した。
【００５９】
【表６】
【００６０】製品の結晶粒径はおよそ０．４ｍｍであ
り、Ｓｉ含有量や冷却速度の違いによる相違は見られな
かった。図８にこのようにして作製した高珪素鋼板の結
晶粒界に析出した炭化物の量を示す。図８は、Ｃ：３０
ｐｐｍ、６５ｐｐｍ、９０ｐｐｍの３種類の鋼板につい
て、横軸に鋼板のＳｉ濃度をとり、縦軸に結晶粒界に占
める析出物の割合をとって、これらの関係を示す図であ
る。なお、図８のＳｉ、Ｃ濃度は、浸珪処理後の鋼板を
化学分析することにより求め、結晶粒界に占める析出物
の割合は図１の場合と同様にして求めた。
り、Ｓｉ含有量や冷却速度の違いによる相違は見られな
かった。図８にこのようにして作製した高珪素鋼板の結
晶粒界に析出した炭化物の量を示す。図８は、Ｃ：３０
ｐｐｍ、６５ｐｐｍ、９０ｐｐｍの３種類の鋼板につい
て、横軸に鋼板のＳｉ濃度をとり、縦軸に結晶粒界に占
める析出物の割合をとって、これらの関係を示す図であ
る。なお、図８のＳｉ、Ｃ濃度は、浸珪処理後の鋼板を
化学分析することにより求め、結晶粒界に占める析出物
の割合は図１の場合と同様にして求めた。
【００６１】この図８から、Ｓｉが４〜１０ｗｔ％の範
囲のいずれの濃度でも、Ｃ濃度が６５ｐｐｍ以下（０．
００６５ｗｔ％以下）であれば、結晶粒界に占める析出
物の割合が２０％以下となることが確認された。
囲のいずれの濃度でも、Ｃ濃度が６５ｐｐｍ以下（０．
００６５ｗｔ％以下）であれば、結晶粒界に占める析出
物の割合が２０％以下となることが確認された。
【００６２】（実施例３）実施例１で作製した各種のＳ
ｉ濃度の高珪素鋼板サンプルを、別の雰囲気炉を用いて
１２００℃で２０分間加熱後７００℃まで急冷し、その
後種々の冷却速度で冷却して結晶粒界に炭化物を析出さ
せ、三点曲げ試験での押し込み量と結晶粒界炭化物の量
との関係を調べた。その結果を図９に示す。図９は、横
軸に結晶粒界に占める析出物の割合をとり、縦軸に三点
曲げ試験での押し込み量をとって、種々のＳｉ量につい
てこれらの関係を示すグラフである。なお、結晶粒界に
占める析出物の割合は上述した図１の場合と同様の方法
によって求め、三点曲げ試験での押し込み量は、図２に
示す治具を用いて上述の図１の場合と同様の方法によっ
て測定した。
ｉ濃度の高珪素鋼板サンプルを、別の雰囲気炉を用いて
１２００℃で２０分間加熱後７００℃まで急冷し、その
後種々の冷却速度で冷却して結晶粒界に炭化物を析出さ
せ、三点曲げ試験での押し込み量と結晶粒界炭化物の量
との関係を調べた。その結果を図９に示す。図９は、横
軸に結晶粒界に占める析出物の割合をとり、縦軸に三点
曲げ試験での押し込み量をとって、種々のＳｉ量につい
てこれらの関係を示すグラフである。なお、結晶粒界に
占める析出物の割合は上述した図１の場合と同様の方法
によって求め、三点曲げ試験での押し込み量は、図２に
示す治具を用いて上述の図１の場合と同様の方法によっ
て測定した。
【００６３】加工性はＳｉ濃度によって異なり、Ｓｉが
高濃度になるにしたがって加工性が劣化するため、加工
性の良否はＳｉ濃度毎に行う必要がある。この点を考慮
して図９をみると、いずれのＳｉ濃度においても、結晶
粒界炭化物の量が減少するにしたがって加工性が向上
し、その析出物が結晶粒界面積の２０％以下であれば加
工性が良好であることが確認される。
高濃度になるにしたがって加工性が劣化するため、加工
性の良否はＳｉ濃度毎に行う必要がある。この点を考慮
して図９をみると、いずれのＳｉ濃度においても、結晶
粒界炭化物の量が減少するにしたがって加工性が向上
し、その析出物が結晶粒界面積の２０％以下であれば加
工性が良好であることが確認される。
【００６４】（実施例４）表７に示す化学組成を有する
スラブを熱間圧延し、得られた熱延板を脱スケール後、
板厚０．２ｍｍまで圧延し、窒素中において１２００℃
で１５分間の最終焼鈍を行った。最終焼鈍の際に、種々
の冷却速度で冷却して高珪素鋼板を作製した。製品の結
晶粒径はいずれもおよそ０．３ｍｍであり、Ｓｉ量や冷
却速度による相違は認められなかった。なお、表７に示
す成分は最終焼鈍後に化学分析して得られた値である。
スラブを熱間圧延し、得られた熱延板を脱スケール後、
板厚０．２ｍｍまで圧延し、窒素中において１２００℃
で１５分間の最終焼鈍を行った。最終焼鈍の際に、種々
の冷却速度で冷却して高珪素鋼板を作製した。製品の結
晶粒径はいずれもおよそ０．３ｍｍであり、Ｓｉ量や冷
却速度による相違は認められなかった。なお、表７に示
す成分は最終焼鈍後に化学分析して得られた値である。
【００６５】
【表７】
【００６６】このようにして作製した高珪素鋼板の冷却
速度と加工性との関係を図１０に示す。加工性は図４に
示す試験機により三点曲げ試験を行って評価した。加工
性の絶対値はＳｉ含有量によって大きく影響されるが、
いずれのＳｉ濃度においても、冷却速度が５℃／ｓｅｃ
以上であれば、加工性が良好な高珪素鋼板が得られるこ
とが確認された。冷却速度によって加工性が異なる理由
は、冷却速度に依存して炭化物の粒界析出状態が異な
り、曲げ加工性に影響したためと考えられる。
速度と加工性との関係を図１０に示す。加工性は図４に
示す試験機により三点曲げ試験を行って評価した。加工
性の絶対値はＳｉ含有量によって大きく影響されるが、
いずれのＳｉ濃度においても、冷却速度が５℃／ｓｅｃ
以上であれば、加工性が良好な高珪素鋼板が得られるこ
とが確認された。冷却速度によって加工性が異なる理由
は、冷却速度に依存して炭化物の粒界析出状態が異な
り、曲げ加工性に影響したためと考えられる。
【００６７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、加工性
に優れた高珪素鋼板およびその製造方法が提供される。
この鋼板を用いることにより製品の二次加工性等に優れ
たものとなり、工業上有用な効果がもたらされる。
に優れた高珪素鋼板およびその製造方法が提供される。
この鋼板を用いることにより製品の二次加工性等に優れ
たものとなり、工業上有用な効果がもたらされる。
【図１】表１に示す化学組成を有する板厚０．３ｍｍの
浸珪法による高珪素鋼板について、結晶粒界に占める析
出物の割合と三点曲げ試験での押し込み量との関係を示
すグラフ。
浸珪法による高珪素鋼板について、結晶粒界に占める析
出物の割合と三点曲げ試験での押し込み量との関係を示
すグラフ。
【図２】鋼板の加工性を評価するための三点曲げ試験方
法を説明するための図。
法を説明するための図。
【図３】表２に示す化学組成を有する板厚０．２ｍｍの
圧延法による高珪素鋼板について、結晶粒界に占める析
出物の割合と三点曲げ試験での押し込み量との関係を示
すグラフ。
圧延法による高珪素鋼板について、結晶粒界に占める析
出物の割合と三点曲げ試験での押し込み量との関係を示
すグラフ。
【図４】鋼板の加工性を評価するための三点曲げ試験方
法を説明するための図。
法を説明するための図。
【図５】表３に示す化学組成を有する板厚０．３ｍｍの
浸珪法による高珪素鋼板について、鋼板のＣ濃度と結晶
粒界に占める析出物の割合との関係を示すグラフ。
浸珪法による高珪素鋼板について、鋼板のＣ濃度と結晶
粒界に占める析出物の割合との関係を示すグラフ。
【図６】表４に示す化学組成を有する板厚０．２ｍｍの
圧延法による高珪素鋼板について、種々のＣ濃度におけ
る冷却速度と加工性との関係を示すグラフ。
圧延法による高珪素鋼板について、種々のＣ濃度におけ
る冷却速度と加工性との関係を示すグラフ。
【図７】浸珪法によって製造された高珪素鋼板におい
て、１℃／ｓｅｃ、５℃／ｓｅｃ、１０℃／ｓｅｃの３
種類の冷却速度で室温まで冷却した場合における、鋼板
のＳｉ濃度と結晶粒界に占める析出物の割合との関係を
示すグラフ。
て、１℃／ｓｅｃ、５℃／ｓｅｃ、１０℃／ｓｅｃの３
種類の冷却速度で室温まで冷却した場合における、鋼板
のＳｉ濃度と結晶粒界に占める析出物の割合との関係を
示すグラフ。
【図８】浸珪法によって製造されたＣ：３０ｐｐｍ、６
５ｐｐｍ、９０ｐｐｍの３種類の高珪素鋼板において、
２℃／ｓｅｃの冷却した場合における鋼板のＳｉ濃度と
結晶粒界に占める析出物の割合との関係を示すグラフ。
５ｐｐｍ、９０ｐｐｍの３種類の高珪素鋼板において、
２℃／ｓｅｃの冷却した場合における鋼板のＳｉ濃度と
結晶粒界に占める析出物の割合との関係を示すグラフ。
【図９】浸珪法によって製造された高珪素鋼板におい
て、種々のＳｉ量の鋼板における、結晶粒界に占める析
出物の割合と三点曲げ試験での押し込み量との関係を示
すグラフ。
て、種々のＳｉ量の鋼板における、結晶粒界に占める析
出物の割合と三点曲げ試験での押し込み量との関係を示
すグラフ。
【図１０】圧延法によって製造された高珪素鋼板におい
て、種々のＳｉ量の鋼板における冷却速度と加工性との
関係を示すグラフ。
て、種々のＳｉ量の鋼板における冷却速度と加工性との
関係を示すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平谷 多津彦 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 笠井 勝司 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 10/08 C21D 8/12 C22C 38/00 303 C22C 38/06 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｃ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｉ：４〜１
０ｗｔ％を含有し、結晶粒界に析出した炭化物の結晶粒
界面積全体に占める割合が２０％以下であることを特徴
とする加工性に優れた高珪素鋼板。 - 【請求項２】 Ｃ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｉ：４〜１
０ｗｔ％，Ｍｎ：０．５ｗｔ％以下、Ｐ：０．０１ｗｔ
％以下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．
２ｗｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗｔ％以下、Ｏ：０．０２
ｗｔ％以下を含み、結晶粒界に析出した炭化物の結晶粒
界面積全体に占める割合が２０％以下であることを特徴
とする加工性に優れた高珪素鋼板。 - 【請求項３】 Ｓｉ：４ｗｔ％未満を含有する鋼板を浸
珪帯においてＳｉＣ4を含む無酸化性ガス雰囲気で浸珪
処理し、次いでＳｉＣｌ4を含まない無酸化性ガス雰囲
気でＳｉを鋼板内部に拡散させる拡散熱処理を施した
後、冷却帯で冷却することにより、高珪素鋼板を連続的
に製造するにあたり、冷却帯での冷却速度が、温度域３
００〜７００℃において５℃／ｓｅｃ以上であることを
特徴とする加工性に優れた高珪素鋼板の製造方法。 - 【請求項４】 Ｃ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｉ：４〜７
ｗｔ％を含有する高珪素鉄合金スラブを熱間圧延し、得
られた熱延板を脱スケール後、圧延および７００℃以上
の最終焼鈍を行って高珪素鋼板を製造するにあたり、前
記最終焼鈍での冷却速度が、温度域３００〜７００℃に
おいて５℃／ｓｅｃ以上であることを特徴とする加工性
に優れた高珪素鋼板の製造方法。 - 【請求項５】 Ｓｉ：４ｗｔ％未満を含有する鋼板を浸
珪帯においてＳｉＣｌ4を含む無酸化性ガス雰囲気で浸
珪処理し、次いでＳｉＣｌ4を含まない無酸化性ガス雰
囲気でＳｉを鋼板内部に拡散させる拡散熱処理を施した
後、冷却帯にて温度域７００℃から室温において１℃／
ｓｅｃ以上で冷却することにより連続的に製造される高
珪素鋼板であって、Ｃ：０．００６５ｗｔ％以下である
ことを特徴とする加工性に優れた高珪素鋼板。
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|---|---|---|---|
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| US08/717,623 US5902419A (en) | 1995-10-06 | 1996-09-23 | Silicon steel sheet and method thereof |
| DE69605522T DE69605522T2 (de) | 1995-10-06 | 1996-09-30 | Siliziumstahlblech und Herstellungsverfahren |
| EP96115662A EP0767249B1 (en) | 1995-10-06 | 1996-09-30 | Silicon steel sheet and method thereof |
| KR1019960044045A KR100232913B1 (ko) | 1995-10-06 | 1996-10-05 | 실리콘 강판과 그 제조방법 |
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| JP7-260042 | 1995-10-06 | ||
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| JP8-39705 | 1996-02-27 | ||
| JP16582096A JP3275712B2 (ja) | 1995-10-06 | 1996-06-26 | 加工性に優れた高珪素鋼板およびその製造方法 |
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|---|---|
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