JPH11302739A - 表面特性が優れ、異方性が小さいフェライト系ステンレス鋼の製造方法 - Google Patents
表面特性が優れ、異方性が小さいフェライト系ステンレス鋼の製造方法Info
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Abstract
かつ、リジング特性を改善できるフェライト系ステンレ
ス鋼の製造方法を提供する。 【解決手段】 wt%で、C:0.0005〜0.010%、S:0.0010〜
0.040%、P:0.025%以下、Cr:10.0〜20.0% 、 Ti:0.4%以
下、N:0.0005〜0.020%、 O:0.01%以下を含有し、2≦S/C
≦4 及び 1.5(P+S)+4(C+N+O)≦Tiを満足するフェライ
ト系ステンレス鋼を熱間圧延するに際し、加熱温度を1
250℃以下とし、粗圧延の全圧下率が80%以上で、
かつ粗圧延の最終3パスを累積圧下率60%以上として
1000℃以上で粗圧延を終了した後、粗圧延の全歪
(対数歪:εr )と仕上圧延の全歪(対数歪:εf )を
εr ≦εf となるように仕上圧延を行った後600℃未
満で捲取り、熱延板焼鈍を実施することなく酸洗し、冷
延、焼鈍を実施することを特徴とする表面特性が優れ、
異方性が小さいフェライト系ステンレス鋼の製造方法。
Description
方性が小さいフェライト系ステンレス鋼の製造方法に関
するものである。
イト系ステンレス鋼に比べてNi含有量が少なく低価格で
あるため、厨房器具や自動車の排気系部品等をはじめ広
く使用されている。
特性として、プレス加工性と加工後の表面特性が挙げら
れるが、フェライト系ステンレス鋼はオーステナイト系
ステンレス鋼に比較して加工性及び表面特性の点で劣っ
ているのが実状である。
加工性を示す特性値としてr値が挙げられる。r値が高
いほど深絞り特性が向上するが、フェライト系ステンレ
ス鋼では面内異方性が大きく、特に圧延方向に対して4
5゜方向のr値が圧延方向や圧延方向に直角方向のr値
より低いのが通常である。
r値を高くすることが検討されてきた。しかし、45゜
方向のr値が低いと、加工性が45゜方向のr値に影響
されるため、むしろ面内の異方性が小さい鋼板が加工性
の点からは望ましい。
グと言われる表面凹凸が発生することが知られている。
このリジングは加工度に比例して大きくなるため、強加
工したところでは著しく美観を損ねることになる。ま
た、一旦成形後2次加工を受ける場合は、凹凸によって
加工条件が局所的に変化して割れの原因となることもあ
り、耐リジング性の良好な鋼板が望まれる。
されいる。すなわち、加工性改善の観点からは特開平4
−99151号公報には、900℃以下の圧下率を50
%以上とし、800℃以下の仕上温度で圧延を行い、6
00℃以上で捲取りを行い、熱延板焼鈍を実施する方法
が開示されている。また、特開平5−98352号公報
にも同様に仕上圧延温度を800℃以下とし熱延板焼鈍
する方法が開示されている。さらに、特開平9−235
621号公報には成分規定を行ってかつ600℃以上で
捲取る方法が開示されている。
5号公報では、耐リジング性が良好な合金が示されてい
るが、その実施例で示されているように熱間圧延後、熱
延板焼鈍を実施するものであり、熱延板焼鈍を行うこと
によるコストアップやまた焼鈍によるスケール増加によ
る酸洗コスト増などの原因となる。
新工程を付加することは、安価なフェライト系ステンレ
ス鋼のメリットを失う可能性が大きく、耐リジング特性
及び加工性が良好なフェライト系ステンレス鋼を熱延板
焼鈍を省略した、いわゆる普通鋼プロセスで製造できれ
ば、フェライト系ステンレス鋼をさらに安価に提供でき
ることとなる。
は、フェライト系ステンレス鋼の異方性を改善し、かつ
耐リジングを改善できるフェライト系ステンレス鋼の製
造方法を提供することにある。
セスで実施されている熱延板焼鈍や、冷延と冷延の間に
中間焼鈍を実施する、いわゆる2回冷延法を用いずとも
耐リジング性や加工性を改善できる方法を検討した。そ
の結果、微量成分を規定して熱間圧延時の圧下条件また
熱延後の捲取条件を一貫で適正化することで耐リジング
性と加工性を同時に改善できることを見出し、本発明を
完成した。
る。 (1)重量%で C :0.0005〜0.010%、S :0.0010〜0.040%、 P :0.025%以下、 Cr:10.0〜20.0%、 Ti:0.4%以下、 N :0.0005〜0.020%、 O :0.01%以下 を含有し、2≦S/C≦4及び1.5(P+S)+4
(C+N+O)≦Tiを満足するフェライト系ステンレ
ス鋼を熱間圧延するに際し、加熱温度を1250℃以下
とし、粗圧延の全圧下率が80%以上で、かつ粗圧延の
最終3パスを累積圧下率60%以上として1000℃以
上で粗圧延を終了した後、粗圧延の全歪(対数歪:εr)
と仕上圧延の全歪(対数歪:εf )をεr ≦εf となる
ように仕上圧延を行った後、600℃未満で捲取り、熱
延板焼鈍を実施することなく酸洗し、冷延、焼鈍を実施
することを特徴とする表面特性が優れ、異方性が小さい
フェライト系ステンレス鋼の製造方法。
〜0.0020%を含有することを特徴とする前項
(1)に記載の表面特性が優れ、異方性が小さいフェラ
イト系ステンレス鋼の製造方法。
5〜0.0050%を含有することを特徴とする前項
(1)または(2)に記載の表面特性が優れ、異方性が
小さいフェライト系ステンレス鋼の製造方法。
(3)の何れか1項に記載の表面特性が優れ、異方性が
小さいフェライト系ステンレス鋼の製造方法。
ロールと圧延板の平均摩擦係数を0.2以下となるよう
に潤滑することを特徴とする前項(1)乃至(4)の何
れか1項に記載の表面特性が優れ、異方性が小さいフェ
ライト系ステンレス鋼の製造方法。
−0.002〜0.007C−0.004〜0.015
N−Ti添加鋼を基本成分とするフェライト系ステンレ
ス鋼の50kg鋼塊を溶製し、熱延実験を行って3〜5mm
の熱延板を製造し、酸洗〜冷延〜焼鈍を行った。r値
は、製品板から圧延方向に対して0,45,90℃方向
からJIS5号試験試験片を採取し、15%引張試験後
に測定した。またリジング特性は、製品板の圧延方向か
らからJIS5号試験試験片を採取し、16%引張試験
を行った後、圧延方向に対して直角方向に粗度計により
凹凸を測定した。この両特性値に及ぼす成分、熱延条件
の影響を調査し、成分、及び熱間圧延を一貫して制御す
ることで表面特性及び加工性を改善することが可能とな
った。
は、耐リジング特性、加工性改善の点からPを0.02
5%以下にし、下記式で示されるSとC、及びP,S,
C,N,OとTiの関係を満足するリジング、r値が改
善されることが判明した。 2≦S/C≦4及び1.5(P+S)+4(C+N+
O)≦Ti 成分的にこの式を満たすと、加熱〜熱間圧延時の析出物
の安定化が図られ、加熱時の粒成長を防止し、また粗圧
延時の再結晶を促進することができ、鋳造組織の破壊を
押し進めることができる。
下としたのは、1250℃を超えるような高温加熱では
粒径が粗大になり、熱延時の再結晶が遅延したり、本発
明の成分制御を行っても析出物が加熱時に溶解し、熱延
時中や捲取時また、冷延後の焼鈍時に再析出するなど、
再結晶を遅延させるため、1250℃以下とする。
0℃より低温では、圧延中の再結晶を活用できず、また
圧延温度が低温化するために焼き付きによる疵が発生し
やすくなるため、実用上1000℃が加熱温度の下限と
考えられる。
前に再結晶組織とすることが重要であり、このためには
粗圧延では初期板厚に対し80%以上の圧下率をとるこ
と、また粗圧延から仕上圧延の間に十分再結晶を促すた
めに、粗圧延の最終3パスの累積圧下率(最終3パス前
の板厚に対する圧下率)として60%以上を確保し、粗
圧延終了温度を1000℃以上とすることで、仕上圧延
前の組織として混粒組織等の組織的異方性をなくすこと
ができる。
満足させてかつ粗圧延の全ひずみ(対数歪みεr )と仕
上圧延の全ひずみ(対数歪みεf )がεr ≦εf となる
ように仕上圧延を行うことがr値の異方性を小さくし、
またリジング改善に有効である。
剪断変形を防止する効果があるため、仕上圧延に実施す
ると加工性改善が可能となる。この際に仕上圧延として
ロールと圧延板の平均摩擦係数を0.2以下となる潤滑
圧延を実施することが重要である。ここで、ロールと圧
延板の間の摩擦係数を0.2以下としたのは、摩擦力に
よる剪断歪みの影響を小さくすることが可能となるから
であり、摩擦係数が小さいほどr値改善効果が大きくな
る。
望ましく、また捲取は600℃より低温にする。600
℃以上の捲取温度では、捲取後の冷却中に回復、再結晶
が生じてしまい、製品板の45゜方向のr値が小さくな
り異方性が大きくなり、またコイルの冷却時の熱履歴が
長手方向で変化するため加工性のバラツキが生じてしま
うためであり、本発明では600℃より低温で巻き取る
ことでコイル内の特性のバラツキを防止できることにな
る。
した結果、本発明は下記の成分系で成り立つことが判明
した。すなわち、本発明のフェライト系ステンレス鋼
は、重量%で、 C :0.0005〜0.010%、S :0.0010〜0.040%、 P :0.025%以下、 Cr:10.0〜20.0%、 Ti:0.4%以下、 N :0.0005〜0.020%、 O :0.01%以下、 また、必要に応じ、 B :0.0020%以下、 Mg:0.0005〜0.0050% の1種または2種、さらに、選択元素として下記の元素
の1種以上を添加できる。 Mo:0.05〜2.0%、 Nb:0.05〜2.0%、 Zr:0.05〜2.0%、 W :0.05〜2.0%、 V :0.05〜2.0%
べる。 C:Cは加工性、耐食性の点では有害であり、特に溶接
部の耐食性に悪影響を与えるため、低いほど望ましい。
現状では0.0005%未満にするには製造コストが高
くなり、また0.010%を超えて添加すると加工性、
靭性及び耐食性が劣化するために、Cは0.0005〜
0.01%とした。
改善にとって重要な元素であり、Cとの関係で規制され
るため、下限は0.0010%であり、上限は0.04
%である。これを超えて添加しても、特性改善効果は少
なく、また降伏強度が高くなり加工性が劣化する。
加工性に対しても有害であり、その含有量は少ないほど
望ましく、0.025%以下とする。
レス鋼の主要元素であり、耐食性の観点から10%以上
添加する必要がある。しかし、20%を超えて添加して
も耐食性は向上するが、コストアップが大きく、また加
工性や靭性が劣化するので、Crの上限は20%とし
た。
加工性の観点から、C,N,P,S,Oを固定するため
に必要な元素であり、上記成分との関係から1.5(P
+S)+4(C+N+O)以上含有する。また、過剰に
含有すると靭性が低下し加工性を低下させるため、0.
4%以下とする。
食性、加工性には好ましいが、0.0005%未満にす
ることは工業的には困難であり、また0.02%を超え
て添加すると加工性、靭性が劣化するために、Nは0.
0005〜0.02%の範囲で添加する。
造時のノズル詰まりやキズ発生また熱延板の靭性を劣化
の原因となるため、本発明では0.01%以下とした。
本発明のような加工性を改善するために添加し、特に2
次加工割れに対しては有効であり、0.0003%以上
で添加する。また0.0020%を超えて添加すると、
熱間圧延時や冷延焼鈍後の再結晶を遅延させ加工性、耐
リジング性を劣化させるため、0.0003〜0.00
20%で添加する。
り、0.0005%以上添加する。また、0.0050
%を超えて添加してもその効果は飽和するため、0.0
005〜0.0050%で添加する。
b,Zr,W,Vのいずれか1種以上を添加することが
できる。 Mo:Moは耐食性の点や、また排気材料として高温で
の強度を必要とする場合も有効な元素であり、0.05
%以上添加できる。また、2.0%を超えて添加しても
その効果は飽和し、また高価となるため、0.05〜
2.0%とした。
好ましい元素であり、また排気材料として高温での強度
を必要とする場合も有効な元素であり、0.05%以上
で添加できる。また、2.0%を超えて添加してもその
効果は飽和し、また高価となるため、0.05〜2.0
%とした。
た、特に溶接部でのCr炭窒化物の析出を抑制して耐食
性を向上させ、また排気材料として高温での強度を必要
とする場合も有効な元素であり、0.05%以上で添加
できる。また、2.0%を超えて添加してもその効果は
飽和し、また高価となるため、0.05〜2.0%とし
た。
に溶接部でのCr炭窒化物の析出を抑制して耐食性を向
上させ、また排気材料として高温での強度を必要とする
場合も有効な元素であり、0.05%以上で添加でき
る。また、2.0%を超えて添加してもその効果は飽和
し、また高価となるため、0.05〜2.0%とした。
に溶接部でのCr炭窒化物の析出を抑制して耐食性を向上
させ、また排気材料として高温での強度を必要とする場
合も有効な元素であり、0.05%以上で添加できる。
また、2.0%を超えて添加してもその効果は飽和し、
また高価となるため、0.05〜2.0%とした。
されるSi,Mn,Alを使用してもよい。この場合本
発明の特性に影響しない範囲として下記の成分範囲が望
ましい。 Si:0.01〜1.0%、 Mn:0.01〜1.0%、 Al:0.005〜0.05%
では十分な効果がなく、また1%を超えて添加すると本
発明の加工性を劣化させるため、0.01〜1.0%が
望ましい。 Mn:Mnは脱酸元素として、0.01%未満では効果
が十分ではなく、1%を超えて添加してもその効果が飽
和するため、0.01〜1.0%が望ましい。 Al:Alは脱酸元素として0.005%以上で効果が
あり、0.05%を超えても脱酸程度も飽和するため、
0.005%〜0.05%が望ましい。
分を有する厚み250mmのフェライト系ステンレス鋼ス
ラブを用いて、表2に示す条件で加熱、熱延後、熱間圧
延を行い、3〜5mmの熱延板を製造した。この後、熱延
板焼鈍を実施したNo.B以外は、熱延板焼鈍を省略して
酸洗、冷延を行い、加工性及びリジング特性を評価し
た。熱延板焼鈍実施材No.Bの熱延板焼鈍条件は820
℃×6hとして箱焼鈍にて実施した。また冷延圧下率は
80%とし、仕上焼鈍は800℃〜1070℃で30〜
60秒とした。
リジング高さを下記の方法で測定した。r値及び異方性
の尺度である△rは、圧延方向に対して0゜方向、45
゜方向、90゜方向からJIS5号試験試験片を採取
し、15%引張試験を行い、次式で求めた。 r値=(rL +2rD +rC )/4 △r=(rL −2rD +rC )/2 ここで、rL :圧延方向のr値、rD :圧延方向に対し
て45゜方向のr値、rC :圧延方向に対して90゜方
向のr値である。r値としては1.5以上、また△rは
0.3以下であれば、45゜方向のr値不足による加工
性低下は問題とならない。
IS5号引張試験片を採取し、16%引張試験を行い、
圧延方向に対して直角方向に粗度計を用いて凹凸を測定
した。
7μm以上〜15μm未満、C:15μm以上〜30μ
m未満、D:30μm以上とした。実用上はA,Bラン
クは問題ない。
5以上であり、異方性を示す△rも0.3以下と熱延板
焼鈍プロセス材や本発明の条件を満たさないものに比べ
て極めて良好であり、またリジング特性も良好であるこ
とが示された。
略した簡略なプロセスで成分制御と熱延条件を一貫で制
御することにより、フェライト系ステンレス鋼の課題で
ある加工性の異方性を改善し、かつリジング特性を改善
したフェライト系ステンレス鋼を製造することができ
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 重量%で、 C :0.0005〜0.010%、 S :0.0010〜0.040%、 P :0.025%以下、 Cr:10.0〜20.0%、 Ti:0.4%以下、 N :0.0005〜0.020%、 O :0.01%以下 を含有し、2≦S/C≦4及び1.5(P+S)+4
(C+N+O)≦Tiを満足するフェライト系ステンレ
ス鋼を熱間圧延するに際し、加熱温度を1250℃以下
とし、粗圧延の全圧下率が80%以上で、かつ粗圧延の
最終3パスを累積圧下率60%以上として1000℃以
上で粗圧延を終了した後、粗圧延の全歪(対数歪:εr
)と仕上圧延の全歪(対数歪:εf )をεr ≦εf と
なるように仕上圧延を行った後、600℃未満で捲取
り、熱延板焼鈍を実施することなく酸洗し、冷延、焼鈍
を実施することを特徴とする表面特性が優れ、異方性が
小さいフェライト系ステンレス鋼の製造方法。 - 【請求項2】 さらに重量%で、B:0.0003〜
0.0020%を含有することを特徴とする請求項1に
記載の表面特性が優れ、異方性が小さいフェライト系ス
テンレス鋼の製造方法。 - 【請求項3】 さらに重量%で、Mg:0.0005〜
0.0050%を含有することを特徴とする請求項1ま
たは2に記載の表面特性が優れ、異方性が小さいフェラ
イト系ステンレス鋼の製造方法。 - 【請求項4】 さらに重量%で、 Mo:0.05〜2.0%、 Nb:0.05〜2.0%、 Zr:0.05〜2.0%、 W :0.05〜2.0%、 V :0.05〜2.0% の1種以上を含有することを特徴とする請求項1乃至3
の何れか1項に記載の表面特性が優れ、異方性が小さい
フェライト系ステンレス鋼の製造方法。 - 【請求項5】 熱間圧延に際し、仕上圧延におけるロー
ルと圧延板の平均摩擦係数を0.2以下となるように潤
滑することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に
記載の表面特性が優れ、異方性が小さいフェライト系ス
テンレス鋼の製造方法。
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JP11391098A JP3857807B2 (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | 表面特性が優れ、異方性が小さいフェライト系ステンレス鋼の製造方法 |
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