JP6379282B2 - せん断端面の耐食性に優れるフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板 - Google Patents
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Description
本願は、2015年3月26日に、日本に出願された特願2015−065028号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
このようなフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板の製造過程では、その利便性からせん断加工による鋼板の切出し、成形、打ち抜きが行われる場合が多い。そして、通常、このフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板は、せん断加工された状態のままでありせん断端面の耐食性処理を行わずに使用される。
しかし、フェライト・オーステナイト系ステンレス鋼の市場が拡大するにつれて使用環境も拡大し、平滑な表面と端面との耐食性の差が問題とされるようになった。フェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板では、常温においてフェライト相とオーステナイト相が存在しており、このせん断端面に存在するフェライト相がさびの原因となる。
これらのフェライト系ステンレス鋼板は、隙間腐食などの局部腐食に対して効果があるが、せん断端面における発銹(錆の発生)を抑制するためには、必ずしも十分とはいえず、端面腐食が発生する場合があった。
しかしながら、フェライト・オーステナイト系ステンレス鋼は、フェライト系ステンレス鋼と比較して高強度の特性を有している。このため、フェライト・オーステナイト系ステンレス鋼のせん断面の性状は、フェライト系ステンレス鋼のせん断面の性状と大きく異なる。さらに、せん断面の形状に加え、オーステナイト相とフェライト相の強度差から微小なすき間形状が形成され易く、これが耐食性に大きく影響する。このため、フェライト・オーステナイト系ステンレス鋼のせん断端面の耐食性を改善するには、上記の特許文献に記載された従来の方法のみでは不十分であり、せん断端面におけるさび発生の問題が依然として残存している。
ここで、破断面とは、鋼板をせん断後に加工面を観察すると確認される、「だれ」、「せん断面」、「破断面」および「バリ」と呼ばれる表面状態のうちのひとつである。
(1)質量%で、
C:0.03%以下、
Si:0.1〜1.0%、
Mn:0.5〜5.0%、
P:0.04%以下、
Al:0.015〜0.10%、
Cr:19.0〜24.0%、
Ni:0.60〜2.30%、
Cu:0.5〜1.5%、
Co:0.05〜0.25%、
V:0.01〜0.15%、
Ca:0.002%以下、
N:0.06〜0.20%、及び
S:0.0002〜0.0040%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物である化学成分を有し、
Co+0.25Vの値が0.10以上0.25未満であり、
金属組織がフェライト相とオーステナイト相のみからなり、
前記フェライト相の平均結晶粒径が5〜20μmの範囲であり、前記オーステナイト相の平均結晶粒径が2〜10μmの範囲であり、
鋼中に長径が1〜5μmの硫化物が5mm2当たり5〜20個の量で存在することを特徴とするせん断端面の耐食性に優れるフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板。
(2)さらに以下の群より選択される1種以上を含有することを特徴とする(1)に記載のせん断端面の耐食性に優れるフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板。
第1群:
質量%で、
Nb:0.005〜0.2%、
Ti:0.005〜0.2%、
W:0.005〜0.2%、及び
Mo:0.01〜1.0%
から選択される1種または2種以上。
第2群:
質量%で、
Sn:0.005〜0.2%、
Sb:0.005〜0.2%、
Ga:0.001〜0.05%、
Zr:0.005〜0.5%、
Ta:0.005〜0.1%、及び
B:0.0002〜0.0050%、
から選択される1種または2種以上。
(3)前記のCo+0.25Vの値が0.12以上0.25未満であることを特徴とする(1)又は(2)に記載のせん断端面の耐食性に優れるフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板。
(4)前記のCo,V,S,N,Cr,及びNiのうちいずれか1種以上のそれぞれの含有量が、質量%で、以下の範囲を満たすことを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のせん断端面の耐食性に優れるフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板。
Co:0.05〜0.12%、
V:0.08〜0.12%、
S:0.0003〜0.0010%、
N:0.08〜0.17%、
Cr:20.0〜23.0%、
Ni:1.0〜1.5%。
(5)前記Vの含有量が、質量%で、以下の範囲を満たすことを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のせん断端面の耐食性に優れるフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板。
V:0.01〜0.05%未満。
(6)前記のCo,S,N,Cr,及びNiのうちいずれか1種以上のそれぞれの含有量が、質量%で、以下の範囲を満たすことを特徴とする(5)に記載のせん断端面の耐食性に優れるフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板。
Co:0.05〜0.12%、
S:0.0003〜0.0010%、
N:0.08〜0.17%、
Cr:20.0〜23.0%、
Ni:1.0〜1.5%。
まず、本実施形態に係る鋼板の成分組成を限定した理由について説明する。なお、鋼の成分を示す%については、特に断らない限り質量%を意味する。
Cは、鋼中に不可避的に混入する元素であるが、C量が0.03%を超えると、オーステナイト相およびフェライト相でCr23C6が析出し結晶粒界を鋭敏化して耐食性を低下させる。従って、C量は少ないほうが望ましいが、0.03%までは許容できる。C量の下限値は、特に限定しないが、生産性およびコストの観点から、好ましくは0.002%以上であり、さらに好ましくは0.008%以上である。C量の上限値は、好ましくは0.025%以下である。
Siは、脱酸剤として有用な元素である。しかしながら、Si量(含有率)が0.1%未満では、十分な脱酸効果が得られず、酸化物が多量に鋼中に分散し、プレス加工時の割れ起点が増加する。一方、1.0%を超えてSiを添加すると、フェライト相が硬質化して加工性の低下を招く。従って、Si量を0.1〜1.0%の範囲に限定する。Si量は、好ましくは0.3%以上であり、加工性の低下をより抑制するためには0.7%以下とすることが好ましい。
Mnは、脱酸作用がある。さらに本実施形態では、MnSの分散状態を制御することで、せん断端面中の破断面の部分における表面粗さの増加を防ぐという効果があることがわかった。その機構は明らかではないが、以下のように推察される。
つまり、耐食性に影響を与えない程度の比較的微細なMnS粒子の存在が、破断面の亀裂の伝播を容易にし、直線的な破断面の形状が生じ易くなる、というものである。ただし、その効果は、S量が少ない本実施形態の鋼板において、Mn量が0.5%未満では得られない。一方、Mn量が5.0%を超えると、不働態被膜内にMn酸化物が生成し始め、逆に耐食性の低下を招く。従って、Mn量を0.5〜5.0%の範囲に限定する。表面粗さの低下を防ぐ観点から、Mn量を好ましくは1.0%以上とする。不働態被膜内のMn酸化物の生成をより抑制するためにはMn量を4.0%以下とすることが好ましい。
Pは、耐食性を低下させる元素である。また、結晶粒界にPが偏析することで熱間加工性を低下させるため、過剰量のPの添加は製造を困難にする。よって、P含有量は低いほうが望ましいが、0.04%以下までは許容できるため、P量は0.04%以下に制限する。望ましくは、P量は0.03%以下である。
Alは、脱酸のために有効な成分であるため、0.015%以上のAlを含有する必要がある。一方、Al量が0.10%を超えると、Al系の非金属介在物による表面疵が増加するとともに、Al系の非金属介在物が割れの起点となる。従って、Al量を0.015〜0.10%とする。脱酸効果を十分に享受する観点から、Al量を好ましくは0.02%以上とする。Al系の非金属介在物の生成をより抑制するためにはAl量を0.05%以下とすることが好ましい。
Crは、ステンレス鋼の耐食性を決める重要な元素である。本実施形態では、フェライト相とオーステナイト相がそれぞれ約50%で混在する組織であり、二相に分離した場合、フェライト相にはCrが濃縮する。一方、オーステナイト相では、Cr量が低下するが、オーステナイト生成元素であるNが濃縮する。オーステナイト相の耐食性を確保するために、19.0%以上のCrを含有させる。Cr量は、好ましくは20.0%以上である。
一方、Cr量が24.0%を超えると、フェライト相へσ相が生成しやすくなり、材料の硬化、耐食性の低下につながる。従って、Cr量を24.0%以下とする。Cr量は、好ましくは、23.0%以下である。
Cuは、腐食発生後のステンレス鋼の表面に被膜を形成し、アノード反応による地鉄の溶解を抑制する効果がある。従って、耐発銹性の向上および耐隙間腐食性の向上にも有用な元素である。
この効果は、Cu量が0.5%未満ではあまり期待できない。一方、Cu量が1.5%を超えると、高温で脆化を促進し、熱間加工性が低下する。従って、Cu量を0.5%〜1.5%の範囲に限定する。耐発銹性および耐隙間腐食性の向上の観点から、Cu量を好ましくは0.7%以上とする。熱間加工性の低下をより抑制するためには、Cu量を1.2%以下とすることが好ましい。
Niは、酸によるアノード反応を抑制し、より低いpHでも不動態の維持を可能にする元素である。すなわちNiは、耐隙間腐食性に対する効果が高く、活性溶解状態における腐食の進行を顕著に抑制する。Ni量が0.60%未満では、耐隙間腐食性を向上させる効果が得られず、さらに、オーステナイト相の比率が低下し、加工性を著しく低下させる。一方、Ni量が2.30%を超えると、オーステナイト相の比率が増加し、熱間加工性を低下させる。従って、Ni量を0.60〜2.30%の範囲に限定する。なお、Ni量の下限値は、好ましくは1.0%以上であり、より好ましくは1.5%以上である。Ni量の上限値は、好ましくは1.5%以下である。
Nは、オーステナイト相を安定させ、さらに、耐食性を向上させる重要な元素である。N量が0.06%未満では、オーステナイト相の比率が少量で加工性が低下するとともにオーステナイト相の耐食性が低下する。一方、N量が0.20%を超えると、逆にオーステナイト相が多量に生成し、熱間加工性が著しく低下する。従って、N量を0.06〜0.20%とする。オーステナイト相の安定化の観点から、N量を好ましくは0.08%以上とする。熱間加工性の低下をより抑制するためにはN量を0.17%以下とすることが好ましい。
Coは、Niと同様の挙動を示し、オーステナイト相を安定させる元素である。Niとの共存により微量のCoを添加しても、その効果を発現するが、Co量が0.05%未満では、その効果は認められない。また、Coは、高温域でオーステナイト相の析出を安定化するため、オーステナイト相へのNの濃縮が促進し、フェライト相のN量を大幅に低下させる。このため、Coは、Cr炭窒化物(特にCr窒化物)の析出の抑制に作用する。本実施形態の鋼板の耐食性が低下する要因は、Cr炭窒化物の析出に伴ってCr炭窒化物の周辺のCr濃度が低下することである。このため、Coは、特にCr炭窒化物の析出の抑制に作用することによって、フェライト粒界もしくはフェライト相とオーステナイト相との界面における耐食性の劣化を抑制する。一方、過剰な量のCoの添加は、オーステナイト相の比率を上昇させ、熱間加工性の低下を招く。更に、Coは稀少な元素であり高価であることから、多量のCoの添加は過大なコスト増加を招く。そのため、Co量の上限を0.25%以下とする。オーステナイト相安定化の観点から、Co量を好ましくは0.08%以上とする。熱間加工性の低下をより抑制するためには、Co量の上限値は、好ましくは0.20%以下であり、さらに好ましくは0.12%以下である。
Vは、強力な炭窒化物生成元素である。フェライト相中にVが存在することで、高温域で容易に炭窒化物が生成する。本実施形態の鋼板の耐食性が低下する要因は、Cr炭窒化物の析出に伴ってCr炭窒化物の周辺のCr濃度が低下することである。このため、高温域でVの炭窒化物が析出することにより、低温域でのCr炭窒化物の析出を抑制することが可能となる。この効果は、0.01%以上のVの添加によって認められるため、V量の下限を0.01%以上とする。一方、過剰な量のVの添加は硬質化を招くため、V量の上限を0.15%以下とする。V系炭窒化物の生成を促し、Cr炭窒化物の析出を抑制する観点から、V量を、好ましくは0.05%以上とし、さらに好ましくは0.08%以上とする。硬質化をより抑制するためにはV量を0.12%以下とすることが好ましい。少量のV量によって、上記効果を発現させる場合には、V量を0.05%未満とすることが好ましい。
Caは、脱酸のために有効な成分である。また、Caは、硫化物を生成する元素でもあり、せん断破面の良好な性状に寄与する硫化物を安定させるためにCaは有効な元素である。この効果を享受するためには、Ca量を0.0003%以上とすることが好ましい。しかし、Ca量が0.002%を超えると、粗大なCaSが生成しさびの起点となる。従って、Ca量を0.002%以下とする。
Sは、本実施形態において重要な元素である。従来、Sは、ステンレス鋼中でMnやCaなどと硫化物を形成し、耐食性を低下させる要因となるため、S量を低減することが望ましいとされていた。しかしながら、発明者らの研究では、従来好ましくないとされていたMnSやCaSであっても、その粒径および分散状態を適正に制御すれば、せん断端面の表面性状を安定的に高位に維持することが可能となり、耐食性を低下させないことが明確となった。
S含有量を0.0002%未満にするためには、原料を厳選する必要があり、また脱硫工程の負荷を増大させるので、S量の下限を0.0002%以上とする。一方、S量が0.0040%を超えると、硫化物の粗大化が認められ、さびの原因となる。従って、S量を0.0002〜0.0040%の範囲に限定する。S量の下限値は、より好ましくは0.0003%以上であり、S量の上限値は、より好ましくは0.0010%以下である。従って、S量のより好ましい範囲は0.0003〜0.0010%である。
本実施形態の鋼板の耐食性が低下する要因は、Cr炭窒化物の析出に伴ってCr炭窒化物の周辺のCr濃度が低下することである。本実施形態において、Cr炭窒化物、特にCr窒化物の生成を抑制するために、Cr窒化物の析出温度の上限までに十分な量のオーステナイト相を析出させ、フェライト相中のN量を低減しておくことが重要である。そのためには、Coの添加により、オーステナイト相の析出を促進すること、及びフェライト相中に残存するNをVによって固定することが有効である。Co+0.25Vの値が0.10未満の場合には、フェライト相内のN量を低減する効果が無い。このため、フェライト/フェライト粒界において、Cr窒化物が生成し、耐食性を劣化させる。従って、Co+0.25Vの値の下限値を0.10以上とする。Co+0.25Vの値を0.12以上とすることで、Cr窒化物の生成量の低下が明確となる。このため、Co+0.25Vの値の下限値は、好ましくは0.12以上である。一方、Co+0.25Vの値が大きすぎると、オーステナイト相の比率が過度に上昇し、熱間加工性の低下を招くおそれがある。このため、Co+0.25Vの値の上限値を0.25未満とする。
なお、Co+0.25Vのうち、Co,Vは、それぞれの元素の含有量(質量%)を示す。
Nbは、C、Nを固定してCr炭窒化物による鋭敏化を防ぎ、耐食性を向上させる元素である。しかしながらNb量が0.005%未満では、その添加効果に乏しい。一方、Nb量が0.2%を超えると、固溶強化によりフェライト相が硬質化し加工性を低下させる。このため、Nb量を0.005〜0.2%の範囲とすることが好ましい。
Tiは、C、Nを固定してCr炭窒化物による鋭敏化を防ぎ、耐食性を向上させる元素である。しかしながらTi量が0.005%未満では、その添加効果に乏しい。一方、Ti量が0.2%を超えると、フェライト相の硬質化を招き、靱性を低下させる。さらにTi系析出物により表面粗度の低下を招く。従って、Ti量を0.005〜0.2%の範囲とすることが好ましい。
WもTiと同様にC、Nを固定してCr炭窒化物による鋭敏化を防ぐ効果がある。しかしながら、W量が0.005%未満では、その効果は認められない。一方、W量が0.2%を超えると、硬質化を招き、加工性を低下させる。従って、W量を0.005〜0.2%の範囲とすることが好ましい。
Moは、耐食性を向上させる元素である。しかしながらMo量が0.01%未満では、その添加効果に乏しい。一方、Mo量が1.0%を超えると、硬質化を招き、加工性を低下させる。したがって、Mo量を0.01〜1.0%とすることが好ましい。
Sn、Sbは、耐食性を向上させる元素であるが、フェライト相の固溶強化元素でもある。このため、Sn、Sbのそれぞれの量の上限を0.2%とする。Sn、Sbのいずれかの量が0.005%以上の場合、耐食性を向上させる効果が発揮されるため、Sn、Sbのそれぞれの量を0.005〜0.2%とする。Sn、Sbのそれぞれの量の下限値は、好ましくは0.03%以上である。Sn、Sbのそれぞれの量の上限値は、好ましくは0.1%以下である。
Gaは耐食性向上に寄与する元素である。Ga量が0.001%以上で、効果が発現する。Ga量が0.05%超では、効果が飽和する。このため、0.001〜0.05%の範囲の量でGaを含有させることができる。
Zrは耐食性向上に寄与する元素である。Zr量が0.005%以上で、効果が発現する。Zr量が0.5%超では、効果が飽和する。このため、0.005〜0.5%の範囲の量でZrを含有させることができる。
Taは、介在物の改質により耐食性を向上させる元素であり、必要に応じて含有されてもよい。0.005%以上の量のTaによって効果が発揮されるため、Ta量の下限を0.005%以上とすれば良い。ただし、Ta量が0.1%超では、常温の延性の低下や靭性の低下を招く。このため、Ta量の上限は、好ましくは0.1%以下であり、より好ましくは0.050%以下である。少量のTa量によって、上記効果を発現させる場合には、Ta量を0.020%以下とすることが好ましい。
Bは2次加工脆化や熱間加工性劣化を防止するのに有用な元素であり、耐食性には影響を与えない元素である。このため0.0002%以上をB量の下限としてBを含有させることができる。しかし、B量が0.0050%を超えると、かえって熱間加工性が劣化するので、B量の上限を0.0050%以下とするのがよい。B含有量の上限は、好ましくは0.0020%以下である。
<オーステナイト相の平均結晶粒径:2〜10μm>
フェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板の金属組織は、フェライト相とオーステナイト相のみからなる。フェライト相とオーステナイト相のそれぞれの結晶粒径は、機械的性質やせん断端面の表面性状に過大な影響を与える。
フェライト相とオーステナイト相の再結晶温度は異なり、オーステナイト相の再結晶温度域ではフェライト相は粒成長が生じる。したがって、フェライト相の平均結晶粒径はオーステナイト相の平均結晶粒径よりも大きくなるが、フェライト相とオーステナイト相の粒径差が大きくなると、強度差も拡がっていく(大きくなる)。強度差が大きいと、せん断加工時にフェライト相とオーステナイト相の界面で割れが発生し、すき間腐食の起点となる。
図1は、せん断加工後の耐食性におよぼすフェライト相とオーステナイト相の平均結晶粒径の関係を示したグラフである。図1より明らかなように、フェライト相とオーステナイト相の平均結晶粒径には、適正な組み合わせが存在する。図1の結果より、フェライト相の平均結晶粒径の上限を20μmとする。
ここで、フェライト相の平均結晶粒径が5μm未満の場合、オーステナイト相の再結晶が完了していないため、強度が向上しバリは形成されにくくなる。しかし破断面の面積が大幅に増加し、耐食性が低下してしまう。オーステナイト相の平均結晶粒径が2μm未満の場合も、強度の上昇が顕著であり、同様の理由で耐食性が低下する。
一方、オーステナイト相の平均結晶粒径が10μm超では、軟質化の影響によりバリが増加し、破断面の粗度が低下し、かつミクロな隙間が形成される。さらに、フェライト相の一部に粗大粒が生成し、界面割れを助長する。以上により、耐食性の低下が大きい。
従って、フェライト相の平均結晶粒径を5〜20μmとし、オーステナイト相の平均結晶粒径を2〜10μmとする。
以下、鋼板中の硫化物の析出状態を上記の範囲に限定した理由について説明する。
本発明者らによると、せん断加工が施された端面の腐食の起点は、せん断面と破断面の境界部及び破断面であることが確認された。せん断面と破断面の境界部ですき間が形成され易いため、腐食因子が堆積しやすい。さらに、ディンプル破面に起因した凹凸による微細な隙間形状が、付着溶液の低pH化、高塩分化を促進する(付着溶液のpHを下げ、かつ付着溶液中の塩分を濃化する)。このため、せん断面と破断面の境界部及び破断面は、腐食が起こりやすい環境となっており、腐食の起点となると考えられる。従って、せん断面と破断面の境界部にすき間が形成されることを抑制することで、腐食の起こりにくいせん断端面が形成されると予想される。ここで硫化物とは、CaS、MnS、CrS、TiCS、CuS等を示している。
また、本実施形態では、硫化物の長径の最大値が1〜5μmであることが好ましい。
本実施形態では、上述したとおりフェライト相およびオーステナイト相の平均結晶粒径および硫化物の析出分散の状態が重要であり、そのために以下の条件で鋼板の製造を実施することが肝要である。
冷延時に導入される歪は再結晶粒の生成核となるが、本実施形態のような高強度鋼では、加工硬化が進むと冷延工程に多大な負荷が生じる。そこで、冷間圧延時の板温度を上昇させることによって負荷を軽減する。この効果は、冷延工程の負荷を低減するだけではなく、再結晶の生成核を過大としないため、結晶粒径の制御においても有用である。フェライト相の平均結晶粒径を5〜20μmとし、かつオーステナイト相の平均結晶粒径を2〜10μmとするためには、最終パス後の板温度を150℃以上に制御することが必要である。なお、最終パス後の板温度は1パス当たりの圧延率や圧延速度を変更することによって制御することが可能である。
巻き取り後の冷却速度は特に規定しない。しかし、475℃付近でいわゆる475℃脆性による靭性の低下が起こるため、425〜525℃の範囲の冷却速度は100℃/h以上が望ましい。
こうして作製された熱間圧延鋼帯に対して1000〜1100℃の温度で熱延板の焼鈍を施し、次いで酸洗を行う。
次に、圧下率が75%以上の冷間圧延を実施する際に、冷延によって生じた加工発熱が室温まで冷却しないように連続的にリバース圧延を施し、最終パス出側の板温度が160℃以上となるように冷延を実施する。得られた冷延板に対して950〜1050℃の温度で冷延板の焼鈍を施し、次いで酸洗を行って冷延製品とする。
せん断加工の際のクリアランスは、せん断端面中の破断面の面積、およびバリの高さに影響する。種々のクリアランスを検討した結果、本実施形態のフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼の場合、クリアランスを5〜20%とすれば、破断面の面積およびバリの高さが小さく抑えられ、耐食性が向上することが明らかとなった。せん断加工の際のクリアランスは10〜15%とすることが好ましい。
なお、表中の下線は本実施形態の範囲から外れているものを示す。
その後、表3,5に記載の焼鈍温度で熱延板の焼鈍を行い、酸洗した。次いで、冷間圧延で板厚:0.6〜1.2mmとした。冷間圧延に際しては、初期パスの噛み込み温度を60℃とし、板温度が低下しないように連続して圧延を行った。冷延率、最終パス後の板温(最終パス温度)は表3,5に示す値とした。得られた冷延板に対して、冷延板焼鈍を施し、酸洗仕上げにより表面を整えて試験片とした。
次いで、介在物の総数が5個を超えた場合にのみ、SEM−EDS法によりその介在物の組成を2箇所/個の地点で測定した。Sの濃度が50%以上となる組成が1箇所でも確認できれば、その介在物を硫化物と判定した。
以下の方法により、硫化物と判定された介在物の長径を測定した。硫化物は、比較的軟質な特性を有している。このため、多くの硫化物は、圧延方向に展伸した形態で存在する。従って、圧延方向の長さを長径とし、硫化物の先端から後端までの長さ(最大の長さ)を長径として測定した。なお、硫化物の長径の測定値は、小数点第1位で四捨五入し、整数として算出した。得られた長径の測定値のうちの最大値を表4,6の“硫化物の長径”の欄に記載した。
さらに、長径の測定値が1〜5μmである硫化物の個数を測定し、その5mm2当たりの個数を求めた。長径が1〜5μmの硫化物の個数(5mm2当たりの個数)を表4,6の“硫化物の個数”に記載した。
フェライト相の平均結晶粒径を表4,6の“フェライト相の粒径”の欄に記載した。オーステナイト相の平均結晶粒径を表4,6の“オーステナイト相の粒径”の欄に記載した。
{(打ち抜き工具の雄型の直径と雌型の直径との差)/試験片(鋼板)の厚さ}×100
切出した(せん断加工した)後、アセトンによる脱脂を行った。バリの出ている面を上にして傾き:75°でサイクル腐食試験機にサンプルを配置した。そして、JASO M
609−91に準拠したサイクル腐食試験を6サイクル行った。試験後、せん断端面において腐食が発生していないサンプルを“さび発生なし”と評価し、腐食の発生がみられたサンプルを“さび発生あり”と評価した。
得られた結果を表4,6に示す。
試験No.3,6,7,17,22の結果より、フェライト相の平均結晶粒径及びオーステナイト相の平均結晶粒径のいずれか一方又は両方が本実施形態の範囲より外れていた場合には、せん断端面にさびが発生した。特に試験No.22では、冷間圧延時の最終パス後の板温度が160℃よりも低かった。このため、冷延によるひずみの導入が非常に多く、ひずみが再結晶の核となり得たため、微細な結晶粒となりさびの原因となった。
試験No.12,15,17,18の結果より、硫化物の個数及び硫化物の長径のいずれか一方又は両方が本実施形態の範囲から外れていた場合、せん断端面でさびが発生した。
試験No.28〜46の結果より、化学成分が本実施形態の範囲から外れていた場合、せん断端面にさびが発生していた。
Claims (6)
- 質量%で、
C:0.03%以下、
Si:0.1〜1.0%、
Mn:0.5〜5.0%、
P:0.04%以下、
Al:0.015〜0.10%、
Cr:19.0〜24.0%、
Ni:0.60〜2.30%、
Cu:0.5〜1.5%、
Co:0.05〜0.25%、
V:0.01〜0.15%、
Ca:0.002%以下、
N:0.06〜0.20%、及び
S:0.0002〜0.0040%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物である化学成分を有し、
Co+0.25Vの値が0.10以上0.25未満であり、
金属組織がフェライト相とオーステナイト相のみからなり、
前記フェライト相の平均結晶粒径が5〜20μmの範囲であり、前記オーステナイト相の平均結晶粒径が2〜10μmの範囲であり、
鋼中に長径が1〜5μmの硫化物が5mm2当たり5〜20個の量で存在することを特徴とするせん断端面の耐食性に優れるフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板。 - さらに以下の群より選択される1種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載のせん断端面の耐食性に優れるフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板。
第1群:
質量%で、
Nb:0.005〜0.2%、
Ti:0.005〜0.2%、
W:0.005〜0.2%、及び
Mo:0.01〜1.0%
から選択される1種または2種以上。
第2群:
質量%で、
Sn:0.005〜0.2%、
Sb:0.005〜0.2%、
Ga:0.001〜0.05%、
Zr:0.005〜0.5%、
Ta:0.005〜0.1%、及び
B:0.0002〜0.0050%、
から選択される1種または2種以上。 - 前記のCo+0.25Vの値が0.12以上0.25未満であることを特徴とする請求項1又は2に記載のせん断端面の耐食性に優れるフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板。
- 前記のCo,V,S,N,Cr,及びNiのうちいずれか1種以上のそれぞれの含有量が、質量%で、以下の範囲を満たすことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のせん断端面の耐食性に優れるフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板。
Co:0.05〜0.12%、
V:0.08〜0.12%、
S:0.0003〜0.0010%、
N:0.08〜0.17%、
Cr:20.0〜23.0%、
Ni:1.0〜1.5%。 - 前記Vの含有量が、質量%で、以下の範囲を満たすことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のせん断端面の耐食性に優れるフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板。
V:0.01〜0.05%未満。 - 前記のCo,S,N,Cr,及びNiのうちいずれか1種以上のそれぞれの含有量が、質量%で、以下の範囲を満たすことを特徴とする請求項5に記載のせん断端面の耐食性に優れるフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板。
Co:0.05〜0.12%、
S:0.0003〜0.0010%、
N:0.08〜0.17%、
Cr:20.0〜23.0%、
Ni:1.0〜1.5%。
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