JPH04198456A

JPH04198456A - 自動車モール材用フェライト・オーステナイト２相ステンレス鋼

Info

Publication number: JPH04198456A
Application number: JP32834290A
Authority: JP
Inventors: Izumi Muto; 泉武藤; Toru Ito; 叡伊藤; Takehisa Mizunuma; 水沼　武久; Shunpei Miyajima; 俊平宮嶋
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1992-07-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、Ｃｒメツキ材に類似した色調・色彩と耐候性
を併せ持つことが要求される自動車モール材用のフェラ
イト・オーステナイト２相ステンレス鋼に関するもので
ある。

（従来の技術）自動車の窓枠部分やボディーなどに装飾用として使用さ
れるモール材には、表面の美麗さと耐候性を兼ね備えて
いることが求められる。特に、ステンレス鋼を自動車用
モール材に適用する場合には、Ｃｒメツキ材と併用され
る場合を考慮して、Ｃｒメツキと同じ色調・色彩を有す
る必要性がある。

Ｃｒメツキ材の色調は光沢のある銀白色であり、一般に
フェライト系ステンレス鋼の研磨肌はこれに近い色調で
ある。これに対して、オーステナイト系ステンレス鋼は
、やや黄色味をおびており、Ｃｒメツキ材との間に色調
の差が存在する。さらに、光輝焼鈍処理によりモール材
用として光沢のある表面を得ようとした場合に、フェラ
イト系ステンレス鋼は処理後もＣｒメツキ材と同様の色
調であるのに対して、オーステナイト系ステンレス鋼は
やや黄色に着色するという欠点があることが知られてい
た。この様な技術背景から、Ｃｒメツキと同様の色彩特
性を持つ高耐候性のモール用材料として、現在はフェラ
イト系ステンレス鋼の光輝焼鈍材が使用されている。

また、フェライト系ステンレス鋼は、ＴｉやＮｂでＣと
Ｎを安定化することで靭性や加工性を損なうことなく、
ＣｒやＭｏの添加により耐食性を向上させることが可能
であり、現にＪＩＳにもＭｏ添加の高耐候性ステンレス
鋼である５ＵＳ４４４　（Ｆｅ−１９Ｃｒ−２Ｍ。

−Ｎｂ）が規格化されている。

しかし、海塩粒子の飛来量の多い海浜環境や冬季に融雪
剤散布を行う地方においては、５ＵＳ４４４ですら１年
以内の早期に光読を生じる場合がある。

この様な環境においても、光読することのないステンレ
ス鋼を得るには、ＣｒやＭｏをさらに添加する必要があ
る。５ＵＳ４４４以上の耐候性を得るためにはＣｒを２
０％を越えて添加する必要があるが、耐食性は向上する
ものの靭性と加工性が著しく低下し、コストの増加やモ
ール部材への加工が困難になるという問題が生じること
が知られていた。

特公平２−１９０２号公報においては、Ｃｒを２０〜２
５％添加したフェライト系ステンレス鋼の溶接部の靭性
を改善する方法として、ＣとＮを０゜０３％以下にした
上で、０．１〜０．６％の範囲でＮｂをＮｂ≧１２（Ｃ
＋Ｎ）の条件で添加することなどが開示されている。

しかし、この様なＣｒを２０％以上含む高耐候性のステ
ンレス鋼の靭性と加工性を根本的に改善するためにはＮ
ｂなどの安定化元素の添加では不十分であり、オーステ
ナイト相生成元素であるＮｉを添加して加工性に優れた
オーステナイト系ステンレス鋼として使用することが有
効であることが従来から知られている。しかし、Ｎｉを
多量に含む５ＵＳ３０４　（Ｆｅ　　１８Ｃｒ−８Ｎｉ
）や５ＵＳ３１６　（Ｆｅ−１７Ｃｒ−１２Ｎｉ−２，
５Ｍｏ）などのオーステナイト系ステンレス鋼は、光沢
のある表面を安価に大量に得ようとして光輝焼鈍処理を
行うと表面が淡い黄色味をおびて、Ｃｒメツキ材やフェ
ライト系ステンレス銅と併用した場合には色彩に違いが
生じるため美観上好ましくなく、自動車用モール材には
適用できないという問題が従来からあった。

この様な技術的な問題点があるにもかかわらず、現状で
は、２０％以上のＣｒを含む高耐候性のステンレス鋼に
Ｎｉを添加して靭性と加工性を改善する場合に、Ｃｒメ
ツキ材との色彩の差異が問題とならない許容Ｎｉ量など
については明かではない。そのため、加工性と自動車用
モール材として不可欠なＣｒメツキ材と類似した色彩特
性を有し、かつ５ＵＳ４４４以上の耐候性を持つステン
レス鋼光輝焼鈍材は開発されていないのが現状である。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、高耐候性を得るために２０％以上のＣｒを添
加したステンレス鋼の靭性と加工性を改善することを主
な目的として、Ｎｉを添加した場合に問題となる、光輝
焼鈍処理後の淡黄色化を生じないステンレス鋼の開発を
目的としてなされたものである。

（課題を解決するだめの手段）本発明者らは、ステンレス鋼の添加元素量と光輝焼鈍処
理後の色調・色彩との関係などについて系統的な研究を
行った結果、下記の様に合金成分量、特にＭｏ添加量と
フェライト相の体積分率を規定することで、靭性と加工
性を損なうことなく、Ｃｒメツキと類似した色調・色彩
を有し、かつ耐候性に優れたフェライト・オーステナイ
ト２相ステンレス鋼が得られることを知見した。特に、
成分を以下の様に規定することで、通常行われている光
輝焼鈍条件内で、黄色化しないステンレス鋼が得られる
。

本発明の要旨とするところは、重量パーセントで、Ｃ：　０．０７％以下、Ｓｉ　：　０．７％以下、Ｍｎ：１．３％以下、Ｃｒ：２０〜３５％、Ｎｉ：４〜１８％、Ｍｏ：９％以下、Ｎ　：　０．４％以下を含み、Ｃｒ　＋　５Ｍｏ≧４Ｎｉであり、残部はＦｅと不可避
不純物から構成され、フェライト相が体積パーセントで
３０〜９０％の範囲であることを特徴とする光輝焼鈍後
もＣｒメツキと類似した色調を有し、かつ耐候性にも優
れた自動車モール材用フェライト・オーステナイト２相
ステンレス鋼にある。

以下に本発明の詳細な説明する。

（作用）Ｃｒ　：　Ｃｒはステレンス鋼の耐候性を高める主要元
素である。「腐食防食’９０　、　ｐ１７９（１９９０
）に開示されている様に、Ｍｏとの複合添加によりその
効果は一層高まる。５ＵＳ４４４以上の耐候性を確保す
るためには、２０％以上の添加が必要であり、Ｃｒメツ
キ材と同様の色調を得るためにも、以下に述べる様に多
く添加する必要がある。しかし、過剰のＣｒ添加は、製
造工程でのスラブや熱延板の靭性を損なうためコストの
上昇につながることから、Ｃｒ添加による高耐食化のメ
ツリドがかえって蕾れる。そのため、Ｃｒ添加量は３５
％以下とする。

Ｎｉ：２０％以上のＣｒを添加したステンレス鋼の靭性
と加工性を根本的に改善するには、フェライト相に比べ
靭性と加工性に優れたオーステナイト相を生成させて、
フェライト・オーステナイト２相組織にする必要がある
。Ｎｉは代表的なオーステナイト相安定元素であり、ス
テンレス鋼の耐候性を損なうことなくフェライト・オー
ステナイト２相組織を得ることができる元素である。２
０％以上のＣｒｉに対して、フェライト・オーステナイ
ト２相組織を得るためには、Ｎｉを４％以上添加する必
要がある。しかし、旧添加量の増加に伴い合金の色調が
ますます黄色味をおびてくるため、それを補うだけのＣ
ｒとＭｏの添加が必要となり、製造コストの上昇を招く
。そのため、Ｎｉの上限を１８％とする。

Ｍｏ　：　ＭｏはＣｒとともに、耐候性を高めるのに有
効な元素であり、Ｃｒとの複合添加によりその効果は顕
著になる。また、その作用機構は明かではないが、Ｍｏ
はＮｉ添加に伴う光輝焼鈍後の黄色化を防止する効果が
ある。フェライト・オーステナイト２相組織の場合、Ｎ
ｉ添加による光輝焼鈍後の黄色化を防止するためには、
ＭｏとＣｒの添加量をＮｉ添加量との関係からＣｒ＋５
Ｍｏ≧４Ｎｉの条件で添加する必要がある。しかし、Ｍ
ｏの過剰の添加はフェライト相の靭性を損なうため、上
限を９％とする。

Ｃ：Ｃはステンレス鋼の色調には実質的には影響は与え
ないけれども、Ｃ含有量を低下させることて靭性と加工
性が向上する。ところが、Ｃ量を極微量にすることは精
錬技術上困難である。しかし、ＮｂとＴｉの添加により
Ｃを安定化することかできるので０．０７％以下とする
。

ＮＵＮもＣと同様に、ステレンス鋼の色調には実質的に
は影響を与えない。しかし、フェライト・オーステナイ
ト２相組織の場合には、オーステナイト相により多く固
溶して耐食性を向上させる。

その効果は、ＣｒやＭｏの複合添加により一層顕著に現
れる。しかし、多量の添加は製造上困難であるため、上
限を０．４％とする。

Ｓｉ　：　Ｓｉはステンレス鋼の色調には実質的には影
響しない。しかし、靭性や加工性の観点から少ないほど
よいため、上限を０．７％とする。

Ｍｎ　：　Ｍｎもステンレス鋼の色調には実質的には影
響しない。しかし、Ｍｎを多量に含有すると鋼中に粗大
なＭｎＳが生じ発銹起点となり、耐候性が劣化するため
、１．３％以下とする。

フェライト相の体積パーセン）：Ｃｒを２０％以上添加
した高耐候性のステンレス鋼に靭性と加工性を付与する
ためには、オーステナイト相生成元素の添加と熱処理を
組み合わせて、フェライト・オーステナイト２相組織に
するごとが必要である。

靭性と加工性を確保するためには、オーステナイト相を
１０％以上含ませることが必要である（フェライト相は
９０％以下となる）。また、フェライト相を少な（する
と、ステンレス鋼の色調がオーステナイト単相の黄色が
かった色調になる。そのため、フェライト相の体積パー
セントを３０〜９０％とする。

（実施例）以下、実施例に基づき本発明の詳細な説明する。

第１表に、本発明鋼と比較鋼の化学組成を示す。

比較鋼としては、５ＵＳ４３０．５ＵＳ４４４．５ＵＳ
３０４、ＳＯ５３１６と本発明鋼の組成に近いが本発明
の要件を満足していない鋼種である。これらＡ−Ｍの鋼
種は、実験室にて真空溶解、熱間圧延、焼鈍を施して作
製したものである。Ａ〜Ｍの光輝焼鈍材は、０．５ｍｍ
まで冷間圧延したものを幅６０ｍｍ、縦１００ｍｍの板
にして、露点を−４０〜−６５°Ｃに制御したＮ２ガス
もしくはＮ２とＮ２混合ガス（ＩＩ□：ＮＺ＝３　：　
１、容量比）中で８８０〜１０５０°Ｃで焼鈍を行うこ
とにより得た。５ＵＳ４３０．５ＵＳ４４４．５ＵＳ３
０４．５ＩＪＳ３１６は市販材を使用した。

まず、フェライト・オーステナイト２相ステンレス鋼の
耐食性と合金元素量との関係を調べた。

第１図に、本発明鋼の孔食発生電位とＣｒ、　Ｍｏ含有
量との関係を示す。孔食発生電位は、人工海水（６０°
Ｃ）中で、２０　ｍＶ／ｍｉｎの動電位法で測定したも
ので、電流密度が１００μＡ　／　ｃｒＡに達した電位
から求めた。ＣｒやＭｏの添加量を増すほど、孔食電位
が高くなる。また、５ＵＳ４４４や５ＵＳ３１６の孔食
発生電位より、高い孔食発生電位を得るには２０％以上
のＣｒ添加が必要であることがわかる。

次いで、フェライト・オーステナイト２相ステンレス鋼
光輝焼鈍材の色調と合金元素量との関係を調べた。ＪＩ
ＳＺ８７２２のＩ）−０法に基づいた色差計で測定した
結果を第２図に示す。縦軸のビは、ＪＩＳに規定されて
いるもので、色調を１７″ａ′″ビ色空間で表示する際
に、黄色と青の度合いを示すパラメーターである。ｂ”
の値が大きくなるほど黄色に着色していることに対応し
ている。図に示した様に、Ｃｒメツキのｂ１値は−１，
５であるが、−船釣にＣｒメツキとの色調の差が問題と
ならない範囲は、ｂ″値が１．０以下の範囲である。は
ぼ同一のＣｒ量とＮｉ量の鋼種で比べると、ＣｒとＭｏ
の添加量が多くなるほど、色調がＣｒメツキに近くなる
ことがわかる。このことから、オーステナイト系ステン
レス鋼などに見られるＮｉ添加に伴う黄色化は、Ｃｒ量
とＭｏ量をＮｉ添加量との関係から規定することにより
防止できることがわかる。

次に、フェライト・オーステナイト系ステンレス鋼に含
有される１量と、黄色化防止に必要なＣｒとＭｏ量との
関係を調べた。第３図に解析結果を示す。図中の・印は
ビが１．０以下でＣｒメツキとの色調の差が問題になら
ない範囲の鋼種であり、○印はビが１．０超の鋼種であ
る。この図より、Ｎｉによる黄色化を抑えて、Ｃｒメツ
キとの色調の差が問題にならない範囲にするためには、
Ｃｒ　ｌ　ＭｏをＣｒ＋５Ｍｏ≧４Ｎｉの範囲で添加す
ることが必要であることがわかる。

（発明の効果）本発明は、２０％以上のＣｒを含む高耐候性のフェライ
ト・オーステナイト２相ステンレス鋼のＮｉ量とＭｏ量
を適正化することで、自動車用モール材として必要なＣ
ｒメツキに類似した色調の光輝焼鈍材を得ることに成功
したものである。本発明のステンレス鋼は、５ＵＳ４４
４などのフェライト系ステンレス鋼が使用されている、
自動車モール材として非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明鋼と比較鋼との孔食発生電位をＣｒ量と
Ｍｏ量との関係で整理したグラフ、第２図は黄色の度合
いを示すｃ値とＣｒ、　Ｍｏ量との関係を示したグラフ
、第３図は表面黄色化に対するＣｒと、Ｍｏ量とＮｉ量
との関係を示したグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】重量パーセントで、Ｃ：０．０７％以下、Ｓｉ：０．７％以下、Ｍｎ：１．３％以下、Ｃｒ：２０〜３５％、Ｎｉ：４〜１８％、Ｍｏ：９％以下、Ｎ：０．４％以下を含み、Ｃｒ＋５Ｍｏ≧４Ｎｉであり、残部はＦｅと不可避不純
物から構成され、フェライト相が体積パーセントで３０
〜９０％の範囲であることを特徴とする自動車モール材
用フェライト・オーステナイト２相ステンレス鋼。