JPS62124220A - ステンレス厚鋼板の製造方法 - Google Patents

ステンレス厚鋼板の製造方法

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JPS62124220A
JPS62124220A JP15744785A JP15744785A JPS62124220A JP S62124220 A JPS62124220 A JP S62124220A JP 15744785 A JP15744785 A JP 15744785A JP 15744785 A JP15744785 A JP 15744785A JP S62124220 A JPS62124220 A JP S62124220A
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良輔 高橋
Hironori Yamamoto
山本 廣紀
Yoshiaki Fujita
藤田 芳昭
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
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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) 本発明はオーステナイト系ステンレス鋼および2相系ス
テンレス鋼の厚鋼板の製造方法に関し、特に製造工程を
簡略化しつるステンレス厚鋼板の製造方法に関するもの
である。
(従来の技術) 従来、18 Cr−8NKステンVス鋼に代表されるC
r−N1系、及びCr −N i−Mo系を主とするオ
ーステナイトステンレス鋼や2相系ステンレス鋼は熱間
圧延後、常温から1000℃以上の温度に再加熱して保
定をする固溶化処理を行なって、熱間加工組織を再結晶
させ、粒度調整を行なうと共に、炭化物を再固溶させて
粒界腐食抵抗を回復する方法で製造されて来た。この方
法による固溶化熱処理の目的は、■再結晶・粒度調整、
■炭化物の再固溶、更に■凝固偏析の残存部の拡散・消
滅をはかり、板の全長、全幅、板厚全体の材質や耐食性
の均一化をねらいとするものである。ところがこのよう
な目的を達成するためには1000℃以上に再加熱し板
全体を均一に加熱した後、さらに保定時間を長く取る必
要があり、現状で在炉時間としては合計で20分から3
0分以上も取ることになり、エネルギーの点でも又生産
性の点からも大きな問題となっている。このためこの工
程の簡省略化が強く望まれて来た。
すでに特公昭57−38654号公報において、前記と
同様な目的のホットコイル製造法として、ホラトス) 
IJツブ圧延において熱間圧延後、3〜10秒間空冷さ
れたあと急冷し、400〜600Cで巻取る方法が開示
され、また特公昭59−46287号公報において、8
50〜1150℃で累計圧下率が50%以上でかつ仕上
温度を850℃以上1150℃以下で熱間圧延を行なっ
た後、引続いて850℃〜550℃の温度域をV=CX
100O(ただしV:平均冷却速度(℃/秒)、C:対
象鋼の炭素含有量(tlA)で示す平均冷却速度以上で
急冷する方法で固溶化処理を省略する方法が開示されて
いる。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明者等は特にステンレス厚鋼板において、これらの
従来方法を検討した結果、厚鋼板の特徴から、板厚、板
幅、板長さが多種類であり、これらのサイズによって熱
間圧延の方法が一方向圧延、クロス圧延等々と異なり、
又パス回数や圧下率も様々である点でホ、トストリ、プ
の圧延とは異なりている。したがって版毎の温度や圧延
時間も様様であり、板の部位によりても温度は様々であ
る。
このような厚板の固溶化熱処理を簡省略化して厚板の全
長、全幅、及び板厚全面において均一な材質を得るため
には、従来技術に加うるに、更に成分や熱間圧延法及び
固溶化処理法の簡略化についての改善が必要となること
が判明した。すなわちステンレス厚鋼板の最終熱処理で
ある固溶化熱処理を簡省略するには特に板厚全体にわた
って、再結晶や粒度調整を均一化して混粒発生を防止し
、炭化物の再固溶化を均一化すると共に凝固偏析に起因
するδフェライトの消滅やN1のミクロ偏析を均一化す
る必要があることが判明した。
(問題点を解決するだめの手段) このような本発明の諌題を解決するためには、出発鋼成
分および加熱から熱間圧延にわたる各製造工程を規制す
ることが必要である。
出発鋼成分としては、凝固初期にδフェライト相を経由
して、ミクロ偏析の軽減、特にNiの均一化を進めるた
めにδ―(%)= 3 (Cr+Mo+1.531 )
  2.8(Ni +0.5Mn+ 0.5Cu) −
84(C+N)−19,8で決まるδcat(%)を−
3%以上とすることが望ましい。第1図は18Cr−8
Nt系の製品厚板のNl ミクロ偏析に対するδa(%
1の影響を示したもので、δCd(@が一3%以上で偏
析が軽減されている。
すなわち、固溶化熱処理の省略の目的で5US304で
大幅に成分を変更した供試材を1250℃に20分加熱
後、50m→8誼まで熱間圧延し、圧延終了温度を95
0℃としすぐ水冷して、再結晶を十分させた材料につい
て、鋼板におけるNiのミクロ偏析をEPMAにて調査
した結果である。N1のミクロ偏析が大きいと、腐食パ
ターンが発生しゃすく又寛解研磨後の表面を著しく害す
る。こうしてミクロ偏析に対しては成分の影響が大きく
、δmf%)で決まり、δ朔チ)が−3%未満で凝固初
期にオーステナイトが安定であるとミクロ偏析が不良で
あり、a cat(%)が−3チ以上では凝固初期にδ
フェライトを経由して均一化され固溶化処理省略後もミ
クロ偏析は少なくなっている。こうして凝固の初期に6
フエライト相を経由することがミクロ偏析の軽減に大き
な効果のあることが判明した。
加熱炉においてはこれらのδフェライトを消滅させるこ
とが必要で1100℃〜1300℃に1o分以上加熱す
る。1100℃未満ではδの消滅が長時間かけても進ま
ず1250℃で最も早く進行し10分の加熱で消滅が進
行し1300℃を超えると再びδフェライトが増加する
なお、本発明におけるオーステナイトステンレス鋼の主
要成分は通常、 Cr: 18.O〜22.0%、 N
i : 6.0〜15.0% 、Mo: C)〜4.0
%、Si:1.O%以下、 Cu : 0〜2.0 %
 、 C:O,OS*以下、N:0.4%以下であり、
又、2相ステンレス鋼の主要成分は、Cr 19〜27
%、N14〜7チ。
Mo 1.0−3.5% 、 Cu : O〜2 To
 、 Si: 1.Ofy以下、C:0.08チ以下、
N : 0.4チ以下である。
熱間圧延はホラトス) IJツブのようにタンデム圧延
される場合とは異なり、厚板圧延のようなリバース圧延
においてはパス毎の圧下率や、パス間の時間を適当に制
御することが可能である。再結晶化のためにはなるべく
高温で大圧下圧延が有効であるが、板厚全面にわたって
再結晶させ、混粒の発生を防止し、粒度調整をはかりつ
つ、かつ凝固偏析の残部であるδフェライトやN1偏析
を均一化するには、熱間圧延の温度、圧下率とパス間時
間を制御し、鋼板表面の復熱をはかりつつ圧延を進める
ことが必要である。これらの詳細な検討結果を次に述べ
る。
第2図は8304(Cr18.2S、Ni &6%、C
0,04%、NO,04% )CC鋳片(厚み130絽
)を1250℃に20分加熱し、50顛厚まで熱間圧延
し、一旦室温まで冷却し、再度1200℃に加熱した後
冷却して、1050℃、 100OC。
950℃より1ノtスで5(lの圧下を与えた後、ある
時間空冷時間を取った後に水冷を開始した場合の再結晶
組織を示している。すでに特公昭57−38654号公
報にも述べられているように、再結晶化は空冷時間を長
く取ることによって進行し、10501:では3.2秒
で、1000℃では18秒でほぼ均一化することがわか
る。こうして空冷時間の取り方が均一再結晶化に重要で
あることが判明した。
第3図はSUS 304 CC鋳片(厚み130 m 
)を1250℃に30分間加熱し、22mmまでリバー
ス圧延し、30秒空冷し、均一に再結晶化させた後、1
050℃より5パスのタンデム圧延でノ9ス間時間をほ
とんど取らずに累積86%の圧下を加えて988cで仕
上圧端をしすぐ急冷した結果で、板厚表面部と板厚中心
部の再結晶組織を示している。このようにパス間時間を
取らないと表面部と板厚中心部での再結晶やδフェライ
トの挙動に差を生じ不均一になっている。
これに対して第4図はSUS 304 CC鋳片を12
50℃に30分間加熱した後、リバースの圧延をし、1
050Cから各パスにパス間時間を7〜15秒取りなか
ら7/4′スで累積86q6の圧延をおこない、922
℃で仕上げ後すぐ水冷した組織で、板厚の表面部、μ厚
部、中心部で均一再結晶粒が得られた。このようにして
板厚断面の均一再結晶化には温度・圧下率・パス間時間
の組合せが重要であることが判明した。すなわち、CC
鋳片の熱間圧延と再結晶においては圧延の初期から大圧
下あるいは累積で大王下し、パス間の時間あるいは累積
のパス間時間を取って圧延を進めることが必要である。
再結晶・粒成長のためには、高温域で大圧下し、ノ臂ス
間時間を取ることが必要である。・臂ス間時間が不足す
ると、初期に再結晶が不均一化し、混粒の原因になる。
又パス間時間を取ることで、鋼板表面が復熱して、鋼板
断面の均一再結晶組織を得ることが出来、更にδフェラ
イトの消滅と偏析の拡散消滅が進行する。
リバース圧延である厚板圧風では、各パスの圧下率とパ
ス間時間を選ぶことが出来る点が有利で均一再結晶組織
と偏析の少ない圧延組織を得るためには、熱間圧延にお
いて、全圧下ノクス数の少なくとも半数以上を圧下率1
5es以上で圧延し、しかもこれらの圧下のノ9ス間時
間を各々3秒〜40秒取るようKして熱間圧延すること
が上記の目的達成に必要な要件であることが判明した。
各パスの圧下率は大きい方が望ましく、15%以上とし
た。15%未満の小圧下をくり返すと混粒になる。再結
晶化には大圧下とノ9ス間時間の組  ′み合せが有効
であり、又鋼板表面復熱のためにも/9ス間時間が必要
である。3秒未満では効果が小さく、長時間程望ましい
が、温度降下の逆作用が生じるので上限は40秒までと
した。
以上の通シの熱間圧延を行なった場合の最終の熱間圧延
は再結晶や粒度調整のためには900℃以上が望ましく
、特に固溶化熱処理を省略するためには板の各部位にお
いても900℃以上で終了することが必要である。
ところが厚板圧延において板厚の薄いものでは熱間圧延
が800℃程度になる場合も多い。いづれにしても熱間
圧延後は、なるべく早く冷却して700〜800℃にあ
る炭化物の析出域を急冷して、炭化物の析出、成長を防
ぐことが必要である。
本発明者らはSUS 304について熱間圧延後の冷却
中の炭化物の析出や成長及び再加熱時の析出・成長、消
滅の過程をくわしく検討した結果次の事が判った。第5
図に示すとおり900″C以上の温度で熱間圧延後鋼板
表面温度が800℃以上で水冷を開始し、3℃/就以上
の冷却速度で500℃以下まで冷却した場合には炭化物
は全く析出しない。
したがって固溶化熱処理は不要である。
熱間圧延後800℃以下で水冷を開始した場合、水冷開
始温度が低@度(例えば700℃)炭化物の析出がみら
れるが500℃までを1@、冷しておけば成長を抑制す
ることが出来る。650℃以下で水冷した場合には、炭
化物が成長してしまい効果が小さい。
熱間圧延後水冷をしないで通常通り空冷したものでは冷
却中に炭化物が析出しかつ成長して、粒界に連続的に析
出する。
これら種々の程度の炭化物析出した材料を再加熱してい
く際の昇温時の挙動を検討した。昇温スピードは400
〜b 800℃になると新たに炭化物が析出しはじめると共に
すでに析出していた炭化物は成長しはじめる。900℃
で成長が顕著で950℃になると炭化物は消滅しはじめ
100OCに達するとほとんど消滅する。ただ熱間圧延
後空冷して、炭化物が大きく成長したものでは昇温のみ
では炭化物の完全消滅は得られず保定時間を取ることが
必要である。
典型的な炭化物挙動を第7図に示した。第5図および第
6図の結果と考え合わせると少なくとも鋼板表面温度が
650℃以上で、水冷をした場合には、炭化物の成長が
抑制されているので、固溶化熱処理は鋼板を1000℃
以上に昇温することで達成される。従って、保定時間は
組織の均一化に必要な時間であればよく、高々5分以下
で十分である。なお、熱間圧延後の水冷開始温度が高け
ればより一層有効で板全体が800℃以上から冷却した
場合には固溶化処理を省略することが出来る。熱間圧延
後の冷却は500″Cまででよく、かつ冷却速度は80
0℃〜300℃間の平均冷却速度で3℃/鴛以上で十分
である。もちろんこれらは前述した通り鋼板の偏析対策
である成分コントロールや熱間圧延法を採用したものに
ついて成立し、この場合でも熱間圧延・水冷後に、簡易
熱処理を付加することは更にこれらのミクロ偏析軽減に
有効である。この際付加すべき熱処理時間は短時間でよ
く、高々5分で十分である。5分以上は効果が飽和する
以上述べた簡易固溶化処理法、あるいは固溶化熱処理の
省略法によって製造されたステンレス厚鋼板には次のよ
うな付加的な利点が認められる。
すなわち従来のようなl100C以上で20分以上在炉
させる方法に比較して、本発明に従って固溶化熱処理を
省略ないし5分以下の短時間とすることで、この間のス
ケール成長が抑制される。このため鋼板表面の脱Cr層
が薄くなり、製品の耐食性に有利に作用する。又スケー
ル厚さが薄くなり、したがってデスケール時間が短縮さ
れるという利点がある。
本発明は、18Cr−BNiを代表例とするオーステナ
イト系ステンレス鋼は勿論、20〜25Cr−4〜7N
l−1,0〜4 Mo系を主成分とする2相ステンレス
鋼についても適用されうるものである。
なおこれらの厚鋼板の製造において、固溶化熱処理の簡
省略化の判定の基塩は圧延の仕上り温度と水冷開始温度
であることが確められ、これらの値を知ることによって
次工程の固溶化熱処理の温度、時間を判定出来、さらに
は省略して製造することが出来ることが明らかになった
以下、本発明を実施例にもとづいて説明する。
(本発明の実施例) 実施例(1) 通常のSUS 304のCC鋳片(140t )を12
50℃に30分加熱し、抽出後1100℃からリバース
圧延を開始し、12パスで板厚20絹まで圧延した。圧
延仕上がり温度は970℃であった。この間の12パス
中7ノぐスの圧下率は15チ以上とした。これらの7パ
スのパス間の時間は短かいもので8秒、長いもので34
秒であった。熱間圧延終了後59秒後に表面温度、88
0℃から水冷した。
鋼板は板厚断面すべて均一再結晶化し、δフェライトや
Niのミクロ偏析も認められず、機械的性質も下記の通
りで良好であった。
供試材(SUS 304)化学成分(@機械的性質(固
溶化処理なし材) 板厚20tx実施例(2) 通常のSUS 304のCC鋳片(140t)を120
0℃に20分以上加熱し、抽出後、1070℃からリバ
ース圧延を開始し、l O/4’スで40m厚板、12
パスで10fl厚板を製造した。それぞれの仕上り温度
は980℃と860℃であった。この間それぞれ7パス
及び8ノぜスを15チ以上の圧下率で圧延し、短かいも
ので8秒、長いもので32秒のパス間時間を取って圧延
を完了した。水冷開始は40龍厚板で890℃、101
11厚板は730℃であった。
その後鋼板を500℃/minの昇温スピードで熱処理
炉で昇温し、40tm厚板は1040℃到達後、1分後
に水冷した。又10m厚板は1100℃到達後、1分後
に水冷した。これら厚板の試験結果は板厚断面で再結晶
粒度も均一であり炭化物も認められず機械的性質も良好
であった。
供試材(SUS 304)化学成分(チ)(発明の効果
) 本発明はステンレス厚鋼板の製造法に関するもので、特
に熱間圧延法との関連で、固溶化処理の簡省略化をねら
いにしたものである。本発明によシ従来1100℃以上
に20力以上加熱する方式が5分以下に短縮されること
から、エネルギーコストはもちろん、生産性の点でも大
きな利点を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明製品のN1ミクロ偏析に対するδcal
(%)の影響を示す図、第2図は熱間圧延中の再結晶挙
動に対する圧延開始温度と空冷時間の影響を示す図、第
3図は従来法によるタンデム圧延材の表面と中心部の金
属組織を示す顕微鏡組織写真、第4図は本発明法による
リバース圧延材の表面と中心部の金属組織を示す顕微鏡
組織写真、第5図はSUS 304−の熱間圧延後の水
冷開始@度の例を示す図、第6図は第5図の各水冷開始
温度に対応する昇温時の炭化物の析出、成長、溶解挙動
例を示す図、第7図は冷却開始温度と昇温時の炭化物挙
動並びに再結晶挙動との関係を示す金属顕微鏡組織写真
である。 第1図 、!;“C乙しe(%ン 第3図 第4図 手 続 補 正 書:  (自発) 昭f1161年10月16日 ′4看作庁[2官黒田明雄殿 1、事件の表示 昭和60年特許願第157447号 2、発明の名称 ステンレス厚鋼板の製造方法 3、補正をする者 119件との関係 特許出願人 東京都千代田区大手町二丁目6番3号 (665)新日本製鐵株式會社 代表者 武  1)   豊 4、代理人〒100 東京都千代田区丸の内二丁目4番1号 6、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄及び発明の詳細な説明の欄 (1)特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 (2)明細書5頁11行「再固溶化」を「固溶化」に補
正する。 (3)同10頁10行〜11頁1行「全圧下パス数の少
なくとも・・・40秒までとした。」を下記の通り補正
する。 「全圧下パス数の少なくとも半数以上に3秒〜40秒の
パス間時間を取って圧延することが上記の目的達成に必
要な要件であることが判明した。 パス間時間は3秒未満では効果が小さく、長時間程望ま
しいが、温度降下の逆作用が生じるので上限は40秒ま
でとした。さらに各バスの圧下率は大きい方が好ましく
、15%以上が望ましい。」(4)同12頁14行「9
00℃で」を「第6図に示すように、900℃で」に補
正する。 (5)同13頁4行r1000℃以上」を「950℃以
上」に補正する。 (6)  同14頁3行rl100℃以上」をr100
0℃以上」に補正する。 (7)同15頁12行「均一再結晶化し」の後に「炭化
物も認められず」を挿入する。 (8)同17頁5行「認められず」の後に「またNiの
ミクロ偏析も認められず」を挿入する。 (9)同18頁5行rl100℃以上」をrlooo°
C以上」に補正する。 特許請求の範囲 (1)オーステナイト系及び2相系ステンレス鋼におい
て、 δcal (χ)=3(Cr+Mo+1.5Si) −
2,8(Ni+0.5Mn+0.5Cu)  84(C
+N) −19,8で決まるδcal (χ)を=3%
以上となるような成分系とした連鋳鋳片(以下CC鋳片
という)又は分塊圧延を経た鋼片を、加熱温度1100
〜工300℃に10分以上加熱し、熱間圧延において全
圧下パス数の少なくともを施し、且つ圧延仕上温度を9
00℃以上となし、熱間圧延後、鋼板温度が800℃以
上から水冷を開始し、800〜300℃間の平均冷却速
度を3’C/sec以上で任意の温度まで急冷すること
を特徴とするステンレス厚鋼板の製造方法。 (2)オーステナイト系及び2相系ステンレス鋼におい
て、 δcal (χ)=3(Cr+Mo+1.5Si)  
2.8(Ni+0.5Mn+0.5Cu)   84(
CJ)−19,8で決まるδcal (Z)を−3%以
上となるような成分系とした連鋳鋳片(以下CC鋳片と
いう)又は分塊圧延を経た鋼片を、加熱温度1100〜
1300℃に10分以上加熱し、熱間圧延において全圧
下バス数の少なくともを施し、この熱間圧延後、鋼板温
度が650℃以上から水冷を開始し、800〜300℃
間の平均冷却速度を3℃/sec以上で任意の温度まで
急冷し、引続き950℃以上に加熱して保定時間を5分
以下とし、その後急冷することを特徴とするステンレス
厚鋼板の製造方法。 手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 昭和60年特許願第157447号 −23発明の名称 ステンレス厚鋼板の製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都千代田区大手町二丁目6番3号 (665)新日本製鐵株式會社 代表者 武  1)   豊 4、代理人〒100 6、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 ill明細書18頁lO行〜19頁2行を下記のとおり
補正する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)オーステナイト系及び2相系ステンレス鋼におい
    て、 δcal(%)=3(Cr+Mo+1.5Si)−2.
    8(Ni+0.5Mn+0.5Cu)−84(C+N)
    −19.8で決まるδcal(%)を−3%以上となる
    ような成分系とした連鋳鋳片(以下CC鋳片という)又
    は分塊圧延を経た鋼片を、加熱温度1100℃〜130
    0℃に10分以上加熱し、熱間圧延において全圧下パス
    数の少なくとも半数以上に圧下率15%以上の圧延を3
    秒〜40秒のパス間時間を取って施し、且つ圧延仕上温
    度を900℃以上となし、熱間圧延後、鋼板温度が80
    0℃以上から水冷を開始し、800〜300℃間の平均
    冷却速度を3℃/sec以上で任意の温度まで急冷する
    ことを特徴とするステンレス厚鋼板の製造方法。
  2. (2)オーステナイト系及び2相系ステンレス鋼におい
    て、 δcal(%)=3(Cr+Mo+1.5Si)−2.
    8(Ni+0.5Mn+0.5Cu)−84(C+N)
    −19.8で決まるδcal(%)を−3%以上となる
    ような成分系とした連鋳鋳片(以下CC鋳片という)又
    は分塊圧延を経た鋼片を、加熱温度1100℃〜130
    0℃に10分以上加熱し、熱間圧延において全圧下パス
    数の少なくとも半数以上に圧下率15%以上の圧延を3
    秒〜40秒のパス間時間を取って施し、この熱間圧延後
    、鋼板温度が650℃以上から水冷を開始し、800〜
    300℃間の平均冷却速度を3℃/sec以上で任意の
    温度まで急冷し、引続き950℃以上に加熱して保定時
    間を5分以下とし、その後急冷することを特徴とするス
    テンレス厚鋼板の製造方法。
JP15744785A 1985-07-17 1985-07-17 ステンレス厚鋼板の製造方法 Granted JPS62124220A (ja)

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JP15744785A JPS62124220A (ja) 1985-07-17 1985-07-17 ステンレス厚鋼板の製造方法

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