JP3477113B2 - 深絞り成形後の耐二次加工脆性に優れた高純度フェライト系ステンレス鋼板 - Google Patents
深絞り成形後の耐二次加工脆性に優れた高純度フェライト系ステンレス鋼板Info
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Description
二次加工脆性に優れた高純度フェライト系ステンレス鋼
板に関するものである。
ナイト系ステンレス鋼板に比べ安価でかつ耐銹性に優れ
ていることから、厨房機器や家電機器などに広く使用さ
れている。近年、製鋼工程での脱炭・脱窒技術の向上に
より、加工性と耐銹性が一段と改善された高純度フェラ
イト系ステンレス鋼板が開発され、より広範囲な用途
に、複雑な形状に加工されて使用される機会が多くなっ
てきた。
・脱窒による高純度化は、伸び、r値を高めるので深絞
り加工性が顕著に向上する。しかし、その後にさらに拡
管加工等を施す二次加工においては成形性が低く、簡単
に粒界割れが生じる等、いわゆる二次加工脆性に劣る欠
点があった。
加工脆性改善に関しては、例えば、特公平2−7391
号公報と特開平8−296000号公報にはTiとBの
添加技術が開示されている。また、特開平8−2084
3号公報ではTi、微量NbとBの添加技術が提案され
ている。
純度フェライト系ステンレス鋼板においても、その他元
素のバランスによってはしばしば二次加工割れが発生
し、さらなる改善が望まれていた。また、Bは鋼中にお
いて、CやNと同じく侵入型固溶元素として作用するの
で、耐二次加工脆性を確保するための過度の添加によ
り、伸びやr値が低下してしまうという弊害が生じる。
度フェライト系ステンレス鋼板において、その優れた延
性や深絞り性を低下させることなく、深絞り加工後の耐
二次加工脆性を改善する方法を提供することにある。
達成をすべく鋭意検討を行った結果、高純度フェライト
系ステンレス鋼板における二次加工脆性の主な原因はP
の偏析にあり、そしてその改善にはMgの添加バランス
の影響が著しく大きいことを見出し、この発明に到達し
た。すなわち、本発明は上記の知見を基に構成したもの
で、その要旨とするところは、以下の通りである。 (1) 重量%で、 C :0.010%以下、 Si:0.5%以下、 Mn:1.0%以下、 P :0.018〜
0.04%、 S :0.01%以下、 Cr:9〜25%、 Ti+Nb:0.6%以下で、かつ(Ti+Nb)/
(C+N)が7.0以上、 Al:0.002〜0.05%、Ca:0.0020%
以下、 Mg:0.0050%以下、 N :0.01%以
下、 を含有し、さらに必要に応じて、 Mo:3%以下、 Cu:1%以下、 Ni:1%以下、 B :0.0006〜
0.0030% の1種又は2種以上を含有し、残部が実質的にFeから
なり、かつMg(%)≧0.05×P(%)を満たすこ
とを特徴とする深絞り成形後の耐二次加工脆性に優れた
高純度フェライト系ステンレス鋼板。
るPの影響を調べるため、以下の実験を行った。ラボ溶
解により、成分系として、C:0.005%、Si:
0.20%、Mn:0.44%、S:0.002%、C
r:17.4%、Ti+Nb:0.40%、Al:0.
034%、Ca:0.0005%、N:0.009%か
らなり、Pを0.01%、0.03%、0.05%の3
通りに、Mgを0%(添加なし)、0.0010%、
0.0020%、0.0040%、0.0060%の5
通りにほぼ調整した試験鋳片を作成した。この試験鋳片
を1200℃に加熱後、熱間圧延により板厚2.5mmの
熱延板とした。この熱延板を、焼鈍酸洗−冷間圧延−焼
鈍酸洗し、板厚0.5mmの冷延板とした。
工脆性を、下記の方法を用いて評価した。すなわち、絞
り比2.1の深絞り加工により一次加工品として円筒状
のカップを作製した。次いで、それらのカップを−10
〜30℃の温度に保持した後、衝撃的にカップ端部に3
%の拡管歪を与え、カップ側壁部の脆性割れ発生有無を
調べた。繰返し数は3個行った。評価は、◎印は試験温
度0℃以上で割れ無し、○印は15℃以上で割れ無し、
●印は15℃以上で割れ有りを示している。結果を表1
および図1に示す。Mg無添加の試験片では、Pが増加
するに従って耐二次加工脆性が悪化する傾向が見られ
た。これにMgを添加した試験片では、Mgが増加する
に従って耐二次加工脆性が改善したが、Pが0.05の
材料では、Mg量を多くしても良好な結果は得られなか
った。以上から耐二次加工脆性改善のためには、PとM
gの量を図1の四角形の範囲に制御すれば良いことを知
見した。
加工脆化がPの低減およびMgの添加により改善される
作用については以下の通り推察する。従来鋼はC、Nが
比較的高く、これらの元素は結晶粒界に侵入型として偏
析し、粒界構造の安定化に寄与している。しかし、C、
Nの低い高純度鋼では、これらの元素に代わって、置換
型元素であるPが粒界に偏析してくるため、粒界の電子
構造が変化し、粒界結合力を低下させて、脆くなるもの
と考えられる。これにMgを添加すると、Pとの化合物
を形成し、粒界に偏析するP量を減ずる効果があると考
えられる。またさらに、Mg添加によって生成したMg
を含む酸化物がPの粒界偏析を抑制する効果を有すると
考えられる。
て詳細に説明する。Cは加工性と耐食性を確保する目的
で制限される。特に、深絞り加工性向上には低いほうが
望ましいが、製鋼工程での脱炭時間を増長しコストの上
昇を招く。高伸び、高r値を維持する条件としてその上
限を0.010%とした。
に有効な元素であり、耐高温酸化性を向上させるので用
途によっては奨励されるが、本発明品で使われる加工用
途では制限されるので、その範囲を0.5%以下とし
た。0.25%以下とすれば、さらに好ましい。
びSの害を消去するために有用な元素であるが、過度に
添加すると冷間加工性を低下させる。その範囲は上限を
1.0%とした。
二次加工脆性が顕著に劣化するのみならず、熱間加工性
も劣化し表面疵が多発するので、その上限を0.04%
とした。下限はMgとの関係で0.018%とする。
し、高温での粒界脆化を促進する有害な元素であるた
め、その上限を0.01%とした。好ましくは、0.0
06%以下とする。
に耐食性を付与する基本元素である。その量が9%未満
では耐食性が不足し、25%を超えると冷間加工性が低
下し製造性が劣化する。従って、Crは9〜25%の範
囲で添加する。
およびNbはCおよびNを固定し、耐食性を向上させる
とともに金属組織の安定化に重要な元素であるが、その
効果を発揮するには、(Ti+Nb)/(C+N)の値
が7.0以上である必要がある。しかし、過剰な添加は
鋳片の表面性状を損ない製造性を低下させるので、Ti
+Nbの和で上限を0.6%に制限される。
して有効な元素であるが、その量は0.002%未満で
は効果がなく、また、0.05%を超えると曲げ加工性
の劣化等不都合を生じる。従って、Alは0.002〜
0.05%に制限される。
けるノズル詰まりを抑制するのに効果的な元素であり、
Ti量に応じて選択的に添加される。しかし、過剰に添
加するとCa系介在物を多くし、耐食性および製造性を
低下させるので、その範囲は0.0020%以下に制限
される。好ましくは、0.0010%以下とする。
目的で制限される。深絞り加工性向上には低い方が望ま
しいが、コストの上昇を招くのでその上限を0.01%
以下に制限される。
に最も大きく影響する重要な元素であり、Pとの関係で
必要量添加される。その下限は、0.05×P(%)で
あり、これ以下では耐二次加工脆性の改善が発揮されな
い。一方Mgを必要以上に多くしても、二次加工脆性に
対する効果は飽和してコスト高となる。加えて鋼の清浄
度が低下して介在物が増加し、延性が低下するので好ま
しくない。以上の理由からその上限を0.0050%と
した。
する。Moはステンレス鋼板特有の孔食の進展を抑制す
る効果がある。しかし、3%を超える添加は効果が飽和
し、かつ、コストの上昇を招くので、範囲は3%以下に
制限される。
添加で多くの腐食環境における全面腐食を抑制する効果
がある。しかし、1%を超えるとその効果が飽和するの
で、その範囲は1%以下に制限される。
添加で耐銹性を向上させる。しかし、1%を超えると効
果が飽和するので、その範囲は1%以下に制限される。
で結晶粒界を強化して耐二次加工脆性を向上させる。し
かし、過度に添加すると、CやNと同様に加工性を低下
させるので、その範囲は0.0006〜0.0030%
に制限される。
からなる鋼を電気炉、転炉等で溶製し二次精錬炉で成分
調整後連続鋳造法でCC鋳片とする。次いで、熱間圧延
−焼鈍酸洗(状況に応じて焼鈍省略)−冷間圧延−焼鈍
酸洗、必要に応じてさらに冷間圧延−焼鈍酸洗等を繰り
返し行うという通常の製造工程を経て製造される。
鋼を転炉−二次精錬炉で溶製し、CC鋳片とした後、1
130〜1200℃に加熱後、熱間圧延により板厚3.
0mmの熱延板とした。この熱延板を、焼鈍酸洗−冷間圧
延−焼鈍酸洗し、板厚0.6mmの冷延鋼板とした。
て、耐二次加工脆性を下記の方法を用いて評価した。す
なわち、絞り比2.1の深絞り加工により一次加工品と
して円筒状のカップを作製した。次いで、それらのカッ
プを−10〜30℃の温度に保持した後、衝撃的にカッ
プ端部に3%の拡管歪を与え、カップ側壁部の脆性割れ
発生有無を調べた。繰返し数は3個行った。
温度0℃以上で割れ無し、○印は15℃以上で割れ無
し、●印は15℃以上で割れ有りを示している。表2、
表3より、本発明鋼板が深絞り加工後の耐二次加工脆性
に対して非常に優れた特性を示すことがわかる。
高純度フェライト系ステンレス鋼板で問題となっていた
耐二次加工脆性が大きく向上し、過酷な加工に耐える高
深絞り加工用フェライト系ステンレス鋼板が提供でき
る。本発明品を使用することにより、厨房、家電、自動
車その他の広い用途分野で、従来にない複雑形状の器物
が容易に絞り加工できることになり、その経済的・社会
的効能は極めて大きい。
脆性感受性に対するPとMgの関係を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 重量%で、 C:0.010%以下、 Si:0.5%以下、 Mn:1.0%以下、 P :0.018〜0.04%、 S :0.01%以下、 Cr:9〜25%、 Ti+Nb:0.6%以下で、かつ (Ti+Nb)/(C+N)が7.0以上、 Al:0.002〜0.05%、 Ca:0.0020%以下、 Mg:0.0050%以下、 N :0.01%以下 を含有し、残部が実質的にFeからなり、かつMg
(%)≧0.05×P(%)を満たすことを特徴とする
深絞り成形後の耐二次加工脆性に優れた高純度フェライ
ト系ステンレス鋼板。 - 【請求項2】 重量%でさらに、Mo:3%以下、を含
有することを特徴とする請求項1記載の深絞り成形後の
耐二次加工脆性に優れた高純度フェライト系ステンレス
鋼板。 - 【請求項3】 重量%でさらに、Cu:1%以下を含有
することを特徴とする請求項1又は2記載の深絞り成形
後の耐二次加工脆性に優れた高純度フェライト系ステン
レス鋼板。 - 【請求項4】 重量%でさらに、Ni:1%以下、を含
有することを特徴とする請求項1、2又は3記載の深絞
り成形後の耐二次加工脆性に優れた高純度フェライト系
ステンレス鋼板。 - 【請求項5】 重量%でさらに、B:0.0006〜
0.0030%を含有することを特徴とする請求項1、
2、3又は4記載の深絞り成形後の耐二次加工脆性に優
れた高純度フェライト系ステンレス鋼板。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP17675299A JP3477113B2 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | 深絞り成形後の耐二次加工脆性に優れた高純度フェライト系ステンレス鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP17675299A JP3477113B2 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | 深絞り成形後の耐二次加工脆性に優れた高純度フェライト系ステンレス鋼板 |
Publications (2)
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---|---|
JP2001003144A JP2001003144A (ja) | 2001-01-09 |
JP3477113B2 true JP3477113B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=16019198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17675299A Expired - Lifetime JP3477113B2 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | 深絞り成形後の耐二次加工脆性に優れた高純度フェライト系ステンレス鋼板 |
Country Status (1)
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-
1999
- 1999-06-23 JP JP17675299A patent/JP3477113B2/ja not_active Expired - Lifetime
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