JPH08311557A - リジングのないフェライト系ステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】リジングが発生しないフェライト系ステンレス
鋼の提供。 【構成】スラブを1090〜1200℃に加熱した後、粗圧延の
後段における圧下量を１パス当たり35％以上とし、1000
〜1100℃で60〜90秒間保持した後、仕上げ圧延を開始
し、仕上げ圧延終了温度を 960〜1000℃とし、600 ℃以
下まで 25 ℃/s以上の冷却速度で冷却し、600 ℃以下で
巻取り、巻き取ったまま水浸漬処理した後、400 ℃から
の昇温速度を50〜100 ℃/hr として 800〜850 ℃に再加
熱して焼鈍した後、冷間圧延する。 【効果】上記のように圧延条件と焼鈍条件を特定し、結
晶方位のランダム化と組織の微細化を図ることにより、
深絞り加工時のリジングの発生が防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フェライト系ステンレ
ス鋼板の製造方法、特に深絞り加工などで発生するリジ
ングのないフェライト系ステンレス鋼板の製造方法に関
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とは、クロム
（Cr) を14〜19重量％含有する鋼である。その内、日本
工業規格(JIS) にSUS 430 として規定された材料（以
下、これを430 鋼と記載する。）は、深絞りなどの加工
性に優れており、またかなりの腐食環境にも耐えるの
で、おもに板材として建築内装材、日用耐久機器、厨房
機器、自動車装飾品、ガスバーナ、硝酸プラントの装置
部品などに多く用いられている。しかし、430 鋼の薄板
は、引張変形や深絞り加工を行うと、板の圧延方向に平
行なしわ状（凹凸）の歪み模様が現れやすい。この現象
は、リジングまたはローピングと呼ばれ、製品の外観を
損なうために仕上げ研磨が必要になったり、ひどいとき
には加工割れの原因となる。

【０００３】この現象を軽減させる方法、即ち、耐リジ
ング性を高める方法として次の方法が提案されている。

【０００４】オーステナイト生成元素の含有量を多く
して、熱間圧延中のオーステナイト相を増して組織の均
一化を図る方法、 熱間圧延後または冷間圧延途中の板を、一旦変態点以
上の温度に加熱して空冷して組織の均一化を図る方法、 連続鋳造鋳片の凝固段階に電磁攪拌して微細等軸晶と
し、粗大柱状晶を生じさせない方法、 熱間圧延においてスラブの加熱温度を高くし、強圧下
圧延によって再結晶を促進させ、組織を微細化させる方
法、 オーステナイト＋フェライト２相組織から、オーステ
ナイト→マルテンサイト変態によりマルテンサイト相を
分散・析出させ、冷延後の再結晶を促進してリジングの
発生を抑制する方法。

【０００５】しかし、前記の方法は材料価格の上昇と
なり、の方法は材料の機械的性質の低下を招き、の
方法でも完全な微細等軸晶にすることは困難であり、柱
状晶の残存が避けられない。また、の方法でスラブの
加熱温度を高くすると、リジング発生の原因となるフェ
ライトバンドの成長を促進する。更に、の方法は強圧
下圧延を行わなければならないので、新たな圧延設備を
必要とする。

【０００６】特開平1-111816号公報には、マルテンサイ
ト相を析出させたまま冷間圧延を行うことによって、リ
ジングの発生を抑制するの方法が開示されている。し
かし、マルテンサイト相が析出した材料は変形抵抗が大
きく、圧延パス回数が増加し、生産効率の低下を招く。

【０００７】特公昭61-19688号公報には、 900〜1200℃
の粗圧延において、15〜60秒のパス間時間を有する少な
くとも２〜７パスの圧延を行い、加工性（ｒ値、耐リジ
ング性）の優れたフェライト系ステンレス薄鋼板の製造
方法が開示されている。パス間時間を長くすることで圧
延材の静的再結晶が促進され、鋳造組織が微細ランダム
化されるとしている。しかし、加工された部分には再結
晶が生じるが、板厚の中心まで加工歪みが伝播しにく
く、表層部のみが再結晶することになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、熱間
圧延条件と焼鈍条件との相乗効果によって、深絞り加工
においてリジングが発生しないフェライト系ステンレス
鋼板を製造する方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、フェライト
系ステンレス鋼（たとえばSUS 430 鋼）薄板のリジング
について研究を重ね、耐リジング性を高めるためには、
熱間圧延条件と焼鈍条件とを、特定の範囲で組み合わせ
製造することがよいとの知見を得た。

【００１０】本発明はこの知見をもとに完成され、その
要旨とするところは、下記に示すフェライト系ステンレ
ス鋼板の製造方法にある。

【００１１】スラブを1090〜1200℃に加熱した後、粗圧
延の後段における圧下量を１パス当たり35％以上とし、
1000〜1100℃で60〜90秒間保持した後、仕上げ圧延を開
始し、仕上げ圧延終了温度を 960〜1000℃とし、600 ℃
以下まで 25 ℃/s以上の冷却速度で冷却し、600 ℃以下
で巻取り、巻き取ったまま水浸漬処理した後、400 ℃か
らの昇温速度を50〜100 ℃/hr として 800〜850 ℃に再
加熱して焼鈍した後、冷間圧延するリジングのないフェ
ライト系ステンレス鋼板の製造方法。

【００１２】ここで「粗圧延の後段」とは、通常４〜６
パスの粗圧延を行う後半のパス、即ち最終の１〜３パス
である。

【００１３】

【作用】本発明は、リジングの発生を抑制するため、熱
間圧延の粗圧延、仕上げ圧延および焼鈍条件を最適な範
囲で組み合わせることによって、不均一な集合組織と微
細組織として、リジングが発生しないフェライト系ステ
ンレス鋼板を製造する方法である。以下、製造条件ごと
に分説する。

【００１４】１．スラブの加熱：スラブを1090〜1200℃
に加熱するのは、1090℃より低い温度では、本発明の方
法の特徴のひとつである粗圧延後静的再結晶させるため
1000℃以上に保持すること、および仕上げ圧延終了温度
を960 ℃以上に確保することが困難となる。また、1200
℃を超えると鋳込み時の柱状晶の粒成長が生じ、粗粒化
し耐リジング性を劣化させ望ましくない。

【００１５】２．粗圧延の圧下量：圧延の後段における
圧下量を大きくすると、圧延材の静的再結晶を促進させ
ることができ、リジングの発生が抑制される。しかし、
圧下量が１パス当たり35％未満では、蓄積される歪みエ
ネルギーが小さく、静的再結晶の発生が少ない。なお、
この圧下量の上限は圧延機の能力から45％程度である。

【００１６】３．粗圧延後の保持：粗圧延の後、1000〜
1100℃（オーステナイト＋フェライトの二相域温度）に
60〜90秒間保持することによって、静的再結晶させる。
しかし、保持時間が60秒未満では静的再結晶の進行が不
十分となる。また、90秒を超えると圧延材の温度が低下
し、仕上げ圧延時の変形抵抗を増大させ、また表面疵を
発生させる。また、保持温度が1000℃未満では、仕上げ
圧延温度が960 ℃よりも低下することがあり望ましくな
い。なお、粗圧延後の温度が1000℃以下になったときに
は、再結晶加熱してもよい。しかし、保持温度の上限は
前記１のスラブの加熱温度よりも低い温度とし、1100℃
である。

【００１７】４．仕上げ圧延とその後の急冷：仕上げ圧
延終了温度を960 ℃以上とすることにより、圧延材の組
織をオーステナイト＋フェライトの二相組織とする。そ
の後、急冷してマルテンサイト組織を析出させ、さらに
急速加熱焼鈍を行うことによって結晶方位のランダム化
と組織の微細化を図る。これにより耐リジング性を改善
しようとするものである。なお、仕上げ圧延終了温度が
高くなると結晶粒の粗大化が起こるため、その上限は10
00℃とする。

【００１８】仕上げ圧延終了後の冷却速度は、オーステ
ナイト＋フェライトの二相組織からマルテンサイト組織
を析出させる冷却速度であればよく、25℃/s以上の急速
冷却とする。

【００１９】５．巻取り温度：仕上げ圧延材の巻取り温
度を600 ℃以下とするのは、600 ℃を超えるとマルテン
サイトの生成が不十分で圧延材の結晶方位をランダム化
することができないためである。しかし、400 ℃よりも
低い温度では鋼板が硬化し、巻取りが困難となり、また
巻き取られたとしてもコイルが硬化しているので、巻き
もどし時にコイル間のずれによる疵が発生する。したが
って、巻取り温度は 400℃以上とするのが望ましい。 ６．水浸漬処理：巻き取ったまま放置すると、潜熱によ
りマルテンサイトがフェライトと炭化物にする焼きもど
し現象が生じ、製品の冷延鋼板はリジングの発生しやす
いものとなる。従って、巻き取ったまま水浸漬処理する
ことによって、確実にマルテンサイト相を析出させフェ
ライト相への回復を抑制する。

【００２０】７．巻取り材の焼鈍：上記６で水浸漬処理
した巻取り材を、最高加熱温度を 800〜850 ℃までとし
て焼鈍する。このとき400 ℃から最高加熱温度までの昇
温速度を50℃/hr 以上とする。上記の仕上げ圧延と急冷
によって得られた巻取り材は、圧延歪みエネルギーが蓄
積されており、800 ℃以上の加熱で再結晶が促進され、
結晶方位のランダム化と組織の微細化とが図れる。しか
し、850 ℃を超えると異常酸化が生じ、焼鈍後の酸洗時
に表面性状の劣化を招くことがある。また、昇温速度が
50℃/hr 未満の遅い冷却では、静的回復が進行して歪み
エネルギーが減少し、組織の細粒化が十分に進行しな
い。昇温速度は、高ければ高いほどよいが、巻取り材の
変形を防止するため、その上限は100 ℃/hr とするのが
望ましい。さらに、400 ℃以上からの昇温速度を50℃/h
r 以上とするのは、400 ℃より低温では再結晶は起こら
ず、細粒化の目的を達成しないからである。この焼鈍の
時間は、通常コイルの状態で行うため、30分〜数時間で
あり、焼鈍後の冷却は空冷でよい。

【００２１】８．冷間圧延：上記７で焼鈍された材料
を、圧下率30〜90％で通常の冷間圧延を行う。その後、
必要により 800〜900 ℃で10〜60秒間保持する仕上げ焼
鈍を行う。

【００２２】図１は、本発明の製造工程のヒートパター
ンの一例を示す図である。スラブは、1090〜1200℃に加
熱された後、後段を強圧下する粗圧延が施された後1000
〜1100℃で60〜90秒保持され、仕上げ圧延温度を 960〜
1000℃とする仕上げ圧延を施し、600 ℃以下まで急冷し
てコイルに巻き取られる。巻き取られたコイルは水浸漬
された後、400 ℃以上を急速加熱して 800〜850 ℃で焼
鈍した後、冷間圧延と仕上げ焼鈍が行われる。

【００２３】

【実施例】以下本発明の方法について実施例により説明
する。

【００２４】フェライト系ステンレス鋼の代表的なSUS
430 鋼（Ｃ：0.06wt％、Al：0.10wt％、Cr：16.2wt％、
Ｎ：0.036 wt％、その他Feおよび不可避的不純物）の鋳
片（厚さ 50 mm、幅 60 mm、長さ 70 mm）を用い。それ
ぞれ1050℃、1100℃、1150℃、1170℃、1250℃に加熱
後、６パスの粗圧延を行った。粗圧延は、各パスの圧下
量を、表１に示すように、全てのパスを等しくした場合
(D) と、後段（４パス目以降）において強圧下量とした
場合(A〜C)の４通りについて行った。

【００２５】

【表１】

【００２６】これらの粗圧延後、保持温度を1100〜1000
℃、保持時間を50〜100 秒の範囲に変化させて保持した
後、板厚 3.6 mm まで仕上げ圧延を行った。表２に示す
仕上げ圧延終了温度から水冷（冷却速度を20〜35℃/sの
範囲に変化させた）により 510〜700 ℃の範囲に変化さ
せて冷却した後、巻き取った。巻き取られたコイルを、
そのまま水に浸漬した。次いで、再加熱を行い、400 ℃
から最高加熱温度（ 750〜900 ℃）までを50℃/hr およ
び25℃/hr の昇温速度で加熱し、12時間保持したのち、
冷却する焼鈍を行った。その後、厚さ0.5 mmまで冷間圧
延を行った後、900 ℃で１分間保持する仕上げ焼鈍を行
い、試験材を得た。

【００２７】得られた試験材から、厚さ0.5 mm、幅 25
mm、長さ250 mmの試験片を採取し、20％の引張り歪みを
加え、引張方向に粗さを測定し、その最大粗さをリジン
グ高さとした。リジング高さが15μｍ以下のものを本発
明の範囲と定めた。それらの試験結果を表２に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】発明例の試験番号１〜８は、スラブ加熱温
度を1090〜1200℃、粗圧延の後段パスで36.2％以上の強
圧下をかけ、60〜90秒間保持した後、仕上げ圧延を開始
し、仕上げ終了温度960 ℃以上から28℃/s以上の冷却速
度で急冷後、 510〜600 ℃で巻取り、コイルのまま水浸
漬処理した後、50℃/hr の昇温速度で加熱焼鈍したもの
である。いずれも本発明方法で定める範囲にあり、リジ
ング高さが 14 μｍ以下と良好である。

【００３０】比較例の試験番号９は、スラブの加熱温度
が1050℃と低いため、仕上げ圧延終了温度が950 ℃と低
くなり、リジング高さが 27 μｍとなった。

【００３１】試験番号10は、スラブの加熱温度が1250℃
と高いため、粗圧延時に歪みエネルギーの蓄積が少な
く、仕上げ圧延前の保持による再結晶の促進を阻害し、
リジング高さが 31 μｍとなった。

【００３２】試験番号11は、粗圧延を全て等しい圧下量
（27.0〜27.5％）で行ったため、粗圧延時に歪みエネル
ギーの蓄積が少なく、仕上げ圧延前の保持による再結晶
の促進を阻害し、リジング高さが 28 μｍとなった。

【００３３】試験番号12は、仕上げ圧延前の保持時間が
50秒と短いため、静的再結晶が進行せず、リジング高さ
が 25 μｍとなった。

【００３４】試験番号13は、粗圧延の後段の圧下量を前
段よりも大きくしているが、後段の圧下量が32.5％以下
であったため、歪みエネルギーの蓄積が少なく、仕上げ
圧延前の保持による静的再結晶が進行せず、リジング高
さが 26 μｍとなった。

【００３５】試験番号14は、仕上げ圧延前の保持時間が
100 秒と長いため、仕上げ圧延終了温度が920 ℃と低
く、γ→α変態によってオーステナイト量が減少し、結
晶組織のランダム化が得られず、変形抵抗が増大して圧
延疵の発生がみられた。また、リジング高さも 24 μｍ
となり、耐リジング性も悪い。

【００３６】試験番号15は、仕上げ圧延後の冷却速度が
20℃/sと低く、マルテンサイトの生成が不十分であるた
め結晶方位のランダム化が起こらず、リジング高さが 3
0 μｍとなった。

【００３７】試験番号16は、仕上げ圧延材の巻取り温度
が700 ℃と高いため、マルテンサイトがフェライトに変
態し、リジング高さが 26 μｍとなった。

【００３８】試験番号17は、焼鈍の加熱温度が 750℃と
低く、再結晶が起こらないため組織が粗大化し、リジン
グ高さが 26 μｍとなった。

【００３９】試験番号18は、焼鈍の加熱温度が 900℃と
高いため、酸洗時に表面性状が悪化したので、リジング
の測定はできなかった。

【００４０】試験番号19は、焼鈍加熱速度が25℃／秒と
低く、静的回復が進行するため、組織の微細化が起こら
ず、リジング高さが 25 μｍとなった。

【００４１】試験番号20は、コイルの水浸漬処理を行わ
なかったため、フェライト相の回復が起こり、リジング
高さが 31 μｍとなった。

【００４２】

【発明の効果】この発明は、圧延条件と焼鈍条件を特定
することによって、結晶方位のランダム化と組織の微細
化を図り、リジングの発生を抑制したフェライト系ステ
ンレス鋼板を製造する方法である。得られたフェライト
系ステンレス鋼は、外観の美観が重視される家庭用品、
厨房用品、建築材料および自動車材料などに使用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造工程のヒートパターンの一例を示
す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スラブを1090〜1200℃に加熱した後、粗圧
   延の後段における圧下量を１パス当たり35％以上とし、
   1000〜1100℃で60〜90秒間保持した後、仕上げ圧延を開
   始し、仕上げ圧延終了温度を 960〜1000℃とし、600 ℃
   以下まで 25 ℃/s以上の冷却速度で冷却し、600 ℃以下
   で巻取り、巻き取ったまま水浸漬処理した後、400 ℃か
   らの昇温速度を50〜100 ℃/hr として 800〜850 ℃に再
   加熱して焼鈍した後、冷間圧延することを特徴とするリ
   ジングのないフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。