TWI428454B

TWI428454B - 具優良韌性高耐蝕性肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板及其製造方法

Info

Publication number: TWI428454B
Application number: TW100103437A
Authority: TW
Inventors: Takashi Samukawa; Shinsuke Ide; Yasushi Kato; Takumi Ujiro
Original assignee: Jfe Steel Corp
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2014-03-01
Also published as: JP4831257B2; CN102741445B; CN102741445A; KR20120099520A; JP2011179116A; KR101463525B1; TW201137132A; WO2011096454A1

Description

具優良韌性高耐蝕性肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板及其製造方法

本發明關於一種韌性(toughness)，或甚至加工性(workability)優異的高耐蝕性肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板(high-corrosion resistance cold rolled ferritic stainless steel sheet)及其製造方法。

在不銹鋼之中，沃斯田系不銹鋼(austenitic stainless steel)之SUS 304(18% Cr－8% Ni)(Japanese Industrial Standards,JIS G 4305)，由於具有優異的耐蝕性與韌性而廣泛被使用著。但是此鋼種含有大量的Ni，而為高價之物。另外，在Ni含量不高的肥粒鐵系不銹鋼(ferritic stainless steel)之中，已知含有Mo的SUS436L(18% Cr－1% Mo)(JIS G 4305)係具有相當於SUS304的優異耐蝕性的鋼種。但是仍因為Mo是高價元素，即使只有1%的含量也會大幅提高成本(increase in cost)。再者，此SUS436L並不能算是具有足夠韌性的構造構件。另外，不含Mo的肥粒鐵系不銹鋼，則已知有SUS430J1L(19% Cr－0.5% Cu－0.4% Nb)(JIS G 4305)，但也不能算是具有足夠韌性的構造構件。

近年來逐漸需要一種肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板，具有相當於不銹鋼泛用鋼種的SUS430或SUS304程度的耐蝕性，同時還可適用於構造構件用途，而且在低溫具優良韌性。

特別是為了得到板厚較厚而超過2mm～4mm，並在低溫具優良韌性的冷軋鋼板，從確保冷軋壓下率(rolling reduction of cold rolling)的觀點考量，而製造出板厚6mm以上的熱軋鋼板(hot rolled steel sheet)。肥粒鐵系不銹鋼與沃斯田系不銹鋼相比，熱軋材及冷軋材的韌性較差。肥粒鐵系不銹鋼熱軋鋼板，通常使用連續退火爐進行熱軋板退火，而在熱軋材的韌性不足的情況下，若在對熱軋鋼板施加張力的狀態使板通過連續退火步驟的產線，則板厚愈厚時，板破裂的可能性愈高。因此一直以來，冷軋用材料的肥粒鐵系不銹鋼熱軋鋼板的板厚係以4～5mm為主流。因此，需要使板厚6mm以上的肥粒鐵系不銹鋼熱軋鋼板的韌性提升。

另外，由於肥粒鐵系不銹鋼比沃斯田系不銹鋼廉價，而且耐蝕性較優異，其板厚2mm以下的冷軋鋼板被廣泛使用於廚房機器(kitchen instruments)或家電機器(household electrical appliance)等。近年來由於製鋼步驟(steel making process)中的脫碳及脫氮技術(decarburizing and denitrogenation technology)的提升，而開發出加工性與耐蝕性經過進一步改善，並且C及N含量降低的高純度肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板，其用途更為廣泛，而且加工成複雜的形狀使用的機會漸漸變多。

在這樣的背景之下，特別希望在肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板的壓製加工性(press workability)之中能有改善深衝性(deep drawability)的技術。在大量使用深衝要素的加工之中，使材料的平均r值提升是很重要的。

為了改善平均r值，提高冷軋壓下率是有效的方法，而從得到板厚2mm以下冷軋鋼板，並且確保較高的冷軋壓下率的觀點考量，則需要先製造出板厚6mm以上的熱軋鋼板。

因此如前述般，為了謀求改善平均r值而增加冷軋壓下率，需要使板厚6mm以上的肥粒鐵系不銹鋼熱軋鋼板的韌性提升。

對此，就改善肥粒鐵系不銹鋼韌性的技術而言，在專利文獻1中揭示了一種熱水器用肥粒鐵系不銹鋼板，其特徵為：以質量%表示下含有C：0.020%以下，Si：0.30～1.00%、Mn：1.00%以下，P：0.040%以下，S：0.010%以下，Cr：20.0～28.0%、Ni：0.6%以下，Al：0.03～0.15%、N：0.020%以下，O：0.0020～0.0150%、Mo：0.3～1.5%、Nb：0.25～0.60%、Ti：0.05%以下，剩餘部分為Fe及不可避免之雜質所構成，且滿足25≦Cr+3.3Mo≦30及0.35≦Si+Al≦0.85。

另外，在專利文獻2中揭示了一種具加工性與優良韌性肥粒鐵系不銹鋼，係滿足以質量%表示下C：0.1%以下，N：0.003～0.05%、Si：0.03～1.5%、Mn：1.0%以下，P：0.04%以下，S：0.03%以下，Cr：10～30%、Cu：2%以下，Ni：2%以下，Mo：3%以下，V：1%以下，Ti：0.02～0.5%、O(氧)：0.001～0.005%、Nb：0.8%以下，Al：0.001～0.15%、Zr：0.3%以下，B：0.1%以下，Ca：0.003%以下，Mg：未達0.0005%、Ti×N：0.0005以上，剩餘部分為Fe及不可避免之雜質之化學組成，而鋼中Mg與Al的含量比為0.3～0.5，分散有含Al及Mg的夾雜物(inclusion)與Ti系夾雜物的複合夾雜物。

但是，專利文獻1的技術是用來防止鋼帶在熱軋板退火時或冷軋時破裂，以確保製造性(productivity)為目的，改善板厚4mm的熱軋板在0℃的韌性，另外，由於大量含有Mo元素，因此還容易產生使韌性降低的金屬間化合物(intermetallic compound)等。因此認為在適用於本發明之目的，板厚較厚的用途方面，韌性仍不足。

另外，在專利文獻2中，由於Ti系夾雜物的分散控制(dispersion control)難以進行，因為粗大化而造成韌性容易降低，而仍未得到足夠的韌性。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]　日本特開2008-190035號公報

[專利文獻2]　日本特開2001-020046號公報

如以上所述般含有Mo或Ti的方法，並未充分謀求肥粒鐵系不銹鋼之熱軋板及冷軋板的韌性改善。

於是，本發明目的為藉由大幅改善肥粒鐵系不銹鋼熱軋鋼板的板厚在6mm以上時的韌性，而提供一種具優良韌性高耐蝕性肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板及其製造方法，其特徵為：使板厚4mm以下冷軋鋼板在-50℃之夏比衝撃值(charpy impact value)為100J/cm² 以上。

另外，本發明目的為提供一種高耐蝕性肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板及其製造方法，係進一步使板厚2mm以下的冷軋鋼板在-50℃之夏比衝撃值為100J/cm² 以上，韌性甚至加工性，特別是深衝性皆優異。

本發明人等為了解決前述課題，針對得到不含高價的Ni或Mo，耐蝕性與韌性，或進一步加工性優異的含有Nb的肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板的方法，潛心進行檢討。

首先針對導致發現本發明的實驗結果作說明。以下只要沒有特別提及，化學成分的%符號皆意指質量%。

首先查明了在含有Ti的鋼之中，由凝固階段開始產生的粗大的TiN析出物，會以肥粒鐵系不銹鋼的安定化元素的形式存在於鋼中，因為此析出物的切口效果，會使得韌性大幅降低。於是，不致力於混入Ti而選擇Nb作為安定化元素，進一步針對各種合金對含有Nb的肥粒鐵系不銹鋼的韌性造成的影響進行探討，則結果著眼於Al。使21% Cr－0.25% Nb－低C、N鋼中的Al含量成為0.03～0.50%而熔製出鋼材，將其加熱至1200℃並進行熱軋，捲繞溫度定為450℃，而製作出板厚7mm之熱軋板。所得的板厚7mm之熱軋板在0℃進行夏比衝撃測試(Charpy impacttest)。將其結果表示於圖1。圖1之縱軸之值，係將所測得的吸收能量之值除以衝撃測試片缺口部位的剖面積，而換算為每單位面積的吸收能量之值(以下稱為夏比衝撃值)。

進一步本發明人等將上述板厚7mm之熱軋鋼板退火，而製造出熱軋退火板(hot rolled and annealed steel sheet)，在酸洗之後冷軋至板厚4mm。進一步將冷軋板在980℃完工退火，並對於所得的板厚4mm之冷軋退火板，在-50℃進行夏比衝撃測試。將其結果表示於圖2。

圖2中縱軸之值與圖1相同。

由圖1及圖2可知，藉由使Al含量在0.20～0.40%的範圍，可使板厚7mm之熱軋鋼板及板厚4mm之冷軋退火板的韌性顯著提升。

其理由仍不清楚，而推測是因為含有Al使鋼中的O量降低，夾雜物減少等所造成。另外，關於Al超過0.40%的範圍時發生的韌性降低，認為是起因於固溶Al的增加。

接下來，為了評估Ti、N對熱軋板及冷軋退火板的韌性造成的影響，改變表1所示的21% Cr－0.25% Nb－0.25% Al－低C－N鋼中的Ti、N含量而熔製出鋼材，將其加熱至1200℃並進行熱軋，捲繞溫度定為450℃，而製作出板厚7mm的熱軋板。對於所得的板厚71mm之熱軋板，於0℃進行夏比衝撃測試。將其結果表示於圖3。進一步將上述板厚7mm之熱軋板退火，而製造出熱軋退火板，酸洗之後，冷軋至板厚4mm。進一步將冷軋板在980℃完工退火，而製作出板厚4mm的冷軋退火板，在測試溫度-50℃進行夏比衝撃測試。將其結果表示於圖4。圖3及圖4中之橫軸表示Ti(%)與N(%)之積，相當於溶度積常數(solubility product constant)之值(以下稱為「溶度積」)。由圖3及圖4可知，在Ti(%)×N(%)超過8.0×10^-5 的範圍，韌性顯著降低。

為了調查其原因，將實驗2-4與實驗2-5之熱軋板及冷軋退火板(cold rolled and anneald steel sheet)的剖面組織(sectional structure)研磨之後，以王水(aqua regalis)腐蝕而製作出試樣，以掃描式電子顯微鏡(electron scanning microscope，SEM)及能量分散型X射線分析裝置(energy dispersive X-ray analyzer，EDX)對試樣進行觀察、分析的結果，在熱軋板及冷軋退火板以及高韌性的實驗2-4(Ti與N的溶度積為8.00×10^-5 )試樣的鋼中，皆觀察到直徑為200～300nm的微細球狀Nb碳化物(carbide)。另一方面，在熱軋板及冷軋退火板以及低韌性的實驗2-5(Ti與N之溶度積為9.52×10^-5 )試樣的鋼中，皆觀察到多數直徑為2～5μm的粗大立方體狀(rectangular solid like)Ti氮化物(nitride)。

由此結果看來，認為在Ti與N的溶度積超過8.00×10^-5 的情況，Ti氮化物由凝固階段開始析出而粗大化，因為切口效果(notch effect)而造成韌性降低。

另外，亦針對製造板厚4mm之冷軋退火板所適合的熱軋板板厚進行探討。使用表1之實驗2-2之鋼，藉由熱軋製造出板厚為5.0mm、5.7mm、6.8mm、8.0mm的4種熱軋板。進一步對熱軋板進行退火、酸洗之後、冷軋、完工退火，而製作出板厚4mm之冷軋退火板。對於所得的板厚4mm之冷軋退火板，在-50℃進行夏比衝撃測試。

該等結果揭示於表2。實驗3-2(熱軋板的板厚5.7mm、冷軋壓下率30%)、實驗3-3(熱軋板的板厚6.8mm、冷軋壓下率41%)及實驗3-4(熱軋板的板厚8.0mm、冷軋壓下率50%)之冷軋退火板之-50℃之夏比衝撃值為100J/cm² 以上。另一方面，實驗3-1(熱軋板的板厚5.0mm、冷軋壓下率20%)之冷軋退火板之-50℃之夏比衝擊值未達100J/cm² 。將該等冷軋退火板的剖面組織研磨之後，以光學顯微鏡對經過王水腐蝕的試樣進行觀察的結果，在實驗3-1的試樣中，在壓延方向觀察到呈帶狀且伸展的粗大回復組織。由此結果看來，認為在冷軋壓下率低於30%的情況，形變能量的累積變得不足，在冷軋板退火時並未充分再結晶，變成粗大的回復組織，而使得韌性降低。

以上探討的結果發現，其耐蝕性與製造性的觀點看來，藉由將Cr含量定為18.0～24.0%並含有適量的Al，而且適當地控制鋼中所含Ti與N的溶度積[Ti%]×[N%]，以抑制在熔鋼階段析出的粗大的TiN析出物的產生(熱軋板及冷軋退火板的韌性降低的主要原因)，可得到具優良韌性高耐蝕性肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板。本發明基於該等見解而完成。

接下來，以一般認為是深衝性良好指標的冷軋退火板之平均r值成為1.30以上為目標，針對冷軋壓下率的影響進行探討。使用表1之實驗2-2之鋼，加熱至1200℃進行熱軋，將捲繞溫度定為450℃，而製造出板厚為4.0mm、4.5mm、5.0mm、5.5mm、6.0mm、7.0mm、8.0mm的7種熱軋板。進一步對熱軋板進行退火、酸洗之後、冷軋、完工退火，而製作出板厚2mm之冷軋退火板。由所得的板厚2mm之冷軋退火板沿著壓延方向、相對於壓延方向的45°方向、相對於壓延方向的90°的方向，切出JIS 13號B測試片，對各測試片造成15%的拉伸形變之後，求得下式所表示的平均r值。

平均r值=(r_L +2r_D +r_C )/4、但是，r_L 、r_D 、r_C 分別為壓延方向、相對於壓延方向的45°方向、相對於壓延方向的90°方向之r值。平均r值愈大代表深衝性優異。

該等結果揭示於表3及圖5。在冷軋壓下率在65%以上的冷軋試樣中，可得到目標平均r值為1.30以上的特性。

本發明基於該等見解而完成。

亦即，本發明之構成如以下所述。

(1)一種具優良韌性高耐蝕性肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板，其特徵為：以質量%表示下，C：0.020%以下，Si：1.0%以下，Mn：1.0%以下，P：0.06%以下，S：0.01%以下，Cr：18.0～24.0%、Mo：0.3%以下，Ti：0.015%以下，Al：0.20～0.40%、N：0.020%以下，並且10×(C+N)≦Nb≦0.40%，且成分含量滿足下述式(A)，剩餘部分為Fe及不可避免之雜質所構成。

Ti×N≦8.00×10^-5 　‧‧‧‧(A)

此處，各元素符號表示鋼中之成分含量(質量%)。

(2)如第(1)項所記載之肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板，其中，以質量%表示下、Si：0.5%以下，Mn：0.8%以下，Ti：0.010%以下。

(3)如第(1)項所記載之具優良韌性高耐蝕性肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板，其中，以質量%表示下含有C：0.015%以下，N：0.015%以下。

(4)如第(1)～(3)項中任一項所記載之具優良韌性高耐蝕性肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板，其中以質量%表示下含有下述之群組A或群組B之中至少一個群組，

群組A：一種以上選自Cu：0.3～0.8%、Ni：1.0%以下及Co：1.0%以下

群組B：B：0.0002～0.0020%。

(5)如第(1)～(4)項中任一項所記載之具優良韌性高耐蝕性肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板，其中，前述冷軋鋼板的完工退火後之夏比衝撃特性在-50℃中之夏比衝擊值為100J/cm² 以上。

(6)一種具優良韌性高耐蝕性肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板的製造方法，其係使用具有前述第(1)～(4)項中任一項所記載之組成之板塊進行加熱、熱軋、熱軋鋼板退火、酸洗、冷軋、完工退火而製造肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板的方法，其中使前述熱軋後且熱軋鋼板退火前之熱軋鋼板的厚度為6mm以上。

(7)如第(6)項所記載之具優良韌性高耐蝕性肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板的製造方法，其中前述熱軋鋼板的夏比衝撃特性於0℃中之夏比衝撃值為50J/cm² 以上。

(8)如第(6)或(7)項所記載之具優良韌性高耐蝕性肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板的製造方法，其中使前述冷軋中軋之壓下率為30%以上。

依據本發明可得到一種具優良韌性高耐蝕性肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板，其特徵為：板厚為4mm時，在-50℃之夏比衝撃值為100J/cm² 以上，更佳為150J/cm² 以上。

進一步還可得到一種除了改善上述韌性之外，加工性亦優異的高耐蝕性肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板。

以下針對本實施方式作詳細說明。

首先對於本發明之肥粒鐵系不銹鋼成分的限定理由作說明。

C：0.020%以下

C容易與Cr鍵結而形成Cr碳化物，在熔接時會成為在熱影響部位(heat-affected zone)形成Cr碳化物與晶界腐蝕(intergranular corrosion)的原因，故希望C含量較低。因此C定在0.020%以下，較佳為定在0.015%以下。另外，進一步在特別需要高晶界腐蝕防止能力的情況以及從精鍊成本(refining cost)的觀點看來，係以定在0.003～0.010%為佳。

Si：1.0%以下

Si為作為脫氧劑(deoxidizing agent)有效的元素。為了得到此效果，係以0.05%以上為佳。但是高含量則會使韌性降低。因此Si定在1.0%以下。較佳為0.5%以下，更佳為0.05～0.3%以下。

Mn：1.0%以下

Mn會與鋼中所存在的S鍵結形成可溶性硫化物(fusible sulfide)的MnS，而使耐蝕性降低。因此Mn定在1.0%以下。較佳為0.8%以下。另外，在特別需要高耐蝕性的情況以及從精鍊成本的觀點看來，較適合為0.05～0.6%以下。

P：0.06%以下

P為對耐蝕性造成損害的元素，因此以儘可能減低為佳。另外，若超過0.06%則由於固溶強化(solid solution strengthening)而使得加工性(workability)降低。因此P定在0.06%以下。進一步考慮到加工性及韌性，則宜為0.04%以下。

S：0.01%以下

S為對耐蝕性造成損害的元素，因此以儘可能減低為佳，而定在0.01%以下。進一步為了得到高耐蝕性，宜為0.006%以下。

Cr：18.0～24.0%

Cr係在表面形成鈍化被覆膜(passive film)而提高耐蝕性的元素。在Cr含量未達18.0%的情況，無法得到足夠的耐蝕性。另一方面，若超過24.0%，則容易發生σ相脆化(sigma phase embrittlement)或475℃脆性，而容易使韌性降低。因此Cr定在18.0～24.0%。進一步高耐蝕性的觀點看來，宜為20.0～24.0%。

Mo：0.3%以下

若含有Mo則具有提高不銹鋼耐蝕性的效果。若含量過高則會產生累夫斯相(Laves phase)等粗大的金屬間化合物，而使韌性降低。因此Mo定在0.3%以下。

Nb：10×(C+N)～0.40%

Nb可使對耐蝕性造成損害的C或N成為Nb碳化物、Nb氮化物或該等複合而成的析出物而無害化，而具有提升耐蝕性的效果。但是，若Nb含量低於(C+N)含量的10倍，則Nb碳化物、Nb氮化物或該等複合而成的析出物的析出變得不完全，Cr碳化物、Cr氮化物或該等複合而成的析出物析出，耐蝕性降低。因此Nb限定在10×(C+N)%以上。另一方面，若含量過高則會產生累夫斯相等粗大的金屬間化合物，而使韌性降低。因此Nb定在10×(C+N)～0.40%。宜為12×(C+N)～0.30%。此處C、N各成分的含量以質量%表示。

Ti：0.015%

Ti會形成粗大的氮化物，而使韌性降低。因此Ti定在0.015%以下。較佳為定在0.010%以下。另外，進一步在特別需要高韌性的情況，係以定在0.005%以下為佳。

N：0.020%以下

N會與Ti或Nb形成氮化物，而使韌性降低。特別是在與Ti共存的情況，在熔鋼的凝固階段開始產生粗大的TiN析出物，會因為其切口效果而導致韌性顯著降低。因此N定在0.020%以下。另外，進一步在特別需要高耐蝕性的情況下，係以定在0.015%%以下，較佳為0.010%以下。

Al：0.20～0.40%

Al為本發明中重要的元素，具有提升韌性的效果。對於本發明目標的韌性而言，未達0.20%的情況其效果不足。另外，在超過0.40%的情況，熱加工性(hot-workability)降低。因此將Al定在0.20～0.40%。另外，進一步在特別需要高韌性的情況，係以定在0.20～0.30％為佳。

Ti×N≦8.00×10^-5

如以上所述，粗大的TiN析出物(肥粒鐵系不銹鋼的韌性降低的主要原因)會在凝固階段開始產生。為了抑制此TiN的析出，Ti、N愈少愈好，而將Ti×N的溶度積限定在8.00×10^-5 以下。宜定在5.00×10^-5 以下。此處Ti、N各成分含量以質量%表示。

上述化學成分以外的剩餘部分為Fe及不可避免之雜質。另外，就不可避免之雜質而言，可容許例如Mg：0.0020%以下，Ca：0.0020%以下，V：0.10%以下，而不限於該等元素。

本發明之肥粒鐵系不銹鋼，藉著含有上述必須元素，能夠得到目標的特性，而可因應所希望的特性而含有以下元素。但是只要在不損害本發明作用效果的範圍，並不排除含有下述以外的成分。

Cu：0.3～0.8%

若含有Cu元素，則有助於提升耐蝕性，在減低間隙腐蝕(crevice corrosion)方面特別有效。為了發揮此效果，其含量有必要在0.3%以上。另一方面，若含量超過0.8%，則會使熱加工性降低。因此Cu定在0.3～0.8%。宜為0.3～0.5%。但是在不特別需要高耐蝕性的情況下，由於會使製造成本上昇而損及經濟性，因此不需要含有Cu。

Ni：1.0%以下

若含有Ni，則會有防止含有Cu造成熱加工性降低的效果。另外還具有使間隙腐蝕減低的效果。為了得到此效果，係以0.05%以上為佳。但是由於其為高價元素，而且即使含量超過1.0%，該等效果達飽和，反而會使熱加工性降低，因此Ni定在1.0%以下。宜為0.05～0.4%。

Co：1.0%以下

若含有Co元素，則有助於改善低溫韌性。為了得到此效果，係以0.05%以上為佳。但是含量過高則會使延性(ductility)降低。因此Co定在1.0%以下。

B：0.0002～0.0020%

若含有B元素，則在深衝成形(deep drawing)時可有效改善二次加工耐脆性(resistance to cold-work embrittlement)。在未達0.0002%的情況無法得到此效果。另一方面，含量過高會使熱加工性與深衝性(deep drawability)降低。因此在含有B的情況，係以0.0002～0.0020%的範圍為佳。

為了評估本發明鋼板的冷軋退火板(cold rolled and annealed steel sheet)的韌性，夏比衝撃測試選定在-50℃的溫度，是因為考慮到本發明鋼材的使用環境，係作為在寒冷地(cold latitudes)的建材領域的構造物使用，因此將冷軋鋼板的完工退火後，在-50℃之夏比衝撃測試中夏比衝撃值為100J/cm² 以上的情況評為良好。另外，將150J/cm² 以上評為極佳。

另外，鋼板的耐蝕性的評估係以JIS G 0577為基準，如後述般藉由測定孔蝕電位而進行，並將180mV vs SCE以上評為良好，未達180mV vs SCE評為不良。

如後述般，進一步對於冷軋鋼板完工退火後的加工特性，以平均r值進行評估，將其值為1.30以上的情況評為良好。

接下來針對本發明之肥粒鐵系不銹鋼之製造方法作說明。

本發明中有效率的製造方法，係連續鑄造(continuous casting)成板塊(slab)，加熱至1100～1300℃的範圍以進行熱軋，而製成熱軋線圈。在熱軋時捲繞成線圈的溫度若超過650℃，則在捲繞後碳化物或金屬間化合物會析出，而使韌性降低。因此，捲繞溫度係以定在650℃以下為佳，在需要高韌性的情況，捲繞溫度係以定在450℃以下為佳。另外，為了製造出板厚4mm以下並具有優良韌性的冷軋退火板，或板厚2mm以下而韌性及加工性優異的冷軋退火板，從確保冷軋壓下率的觀點考量，將熱軋鋼板(亦簡稱為「熱軋板」)的板厚定為6mm以上。更佳為7mm以上。將所得的熱軋板，藉由連續退火、酸洗產線，在900～1150℃的範圍進行退火、酸洗。由於在對熱軋板賦予張力的狀態使板通過產線，因此，在熱軋板的韌性不足的情況下，依照熱軋板的連續退火產線的不同，也會有板發生破裂的情形，故在0℃熱軋板之夏比衝撃值係以50J/cm² 以上為佳。

接下來，對熱軋退火板(使熱軋鋼板退火的鋼板)實施冷軋、完工退火，而得到冷軋退火板。

為了得到高韌性的冷軋退火板，於完工退火時，在往壓延方向伸展的粗大的回復組織不殘存的前提下，確保在冷軋時的冷軋壓下率合計30%以上。

進一步為了得到高韌性及高加工性的冷軋退火板，而以確保冷軋壓下率在65%以上，充分累積形變能量為佳。

另外，完工退火係以在950℃以上的溫度退火為佳。

本發明之肥粒鐵系不銹鋼熱軋鋼板的製造方法不限於此處敘述的方法，可適用周知的方法。

[實施例1]

熔製表4-1及表4-2所示化學成分之肥粒鐵系不銹鋼，以連續鑄造法製成250mm厚的板塊。將該等板塊加熱至1200℃之後，粗壓延至35mm厚，在1050℃開始完工壓延而在900℃結束，在500℃捲繞成線圈狀並冷卻，製成板厚5～8mm的熱軋板，採取JIS Z 2202所規定之4號測試片(但是寬度定為板厚大小)各5個(壓延方向為採取方向、衝撃方向為壓延寬度方向、測試片的寬度為板厚)，依據JIS Z 2242的規定，在測試溫度0℃之條件實施夏比衝撃測試。將5個夏比衝撃值取平均，將50J/cm² 以上的情況評為良好，未達50J/cm² 的情況評為不良。

進一步將熱軋板保持在1050℃以上80秒鐘(最高溫度：1100℃)之後，以放涼的方式實施退火，而製成熱軋退火板。將所得的熱軋退火板酸洗之後，冷軋至表5所示的板厚，在980℃進行完工退火。由該等冷軋退火板採取JIS Z 2202所規定之4號測試片(但是寬度定為4mm)各5個(壓延方向為採取方向、衝撃方向為壓延寬度方向、測試片的寬度為板厚)，依據JIS Z 2242的規定，在測試溫度-50℃之條件實施夏比衝撃測試。將5個夏比衝撃值取平均，將100J/cm² 以上的情況評為良好，未達100J/cm² 的情況評為不良。另外，將150J/cm² 以上的情況評為極佳。

進一步對於由冷軋退火板採取的測試片，以JIS G 0577為基準，並以3.5% NaCl溶液，在30℃測定孔蝕電位(pitting potential)，評估耐蝕性。將180mV vs SCE以上評為良好，未達180mV vs SCE評為不良。

將所得的結果一併揭示於表5。如表5所示，鋼板No.4～7、10～16、18～21、23～24、26～34、36任一者皆韌性良好，其-50℃之夏比衝撃值在100J/cm² 以上，而且耐蝕性皆良好，其孔蝕電位在180mV vs SCE以上。另一方面，Nb含量少的鋼板No.3及Cr含量少的鋼板No.35，其孔蝕電位未達180mV vs SCE，耐蝕性不良。另外，鋼板No.1、2、8、9、17、22、25其熱軋板在0℃之夏比衝撃值未達50J/cm² ，因此在施加張力並使板通過連續退火產線時，會有板破裂的可能性，而未進行後續的評估。另外，依照使Ti與N的溶度積大、熱軋鋼板的板厚為5mm且冷軋之壓下率為20%的製造方法製成的鋼板No.37，其在-50℃之夏比衝撃值未達100J/cm² 。

[實施例2]

實施例2除了實施例1之冷軋鋼板的冷軋壓下率及冷軋退火板的板厚以外，係與實施例1相同。所以在實施例2中，表6的鋼No.係與實施例1中表4-1及表4-2及表5所示之鋼No.相同。亦即，將實施例1之熱軋退火板酸洗之後，冷軋至表6所示的板厚，在980℃進行完工退火。沿著該等冷軋退火板之壓延方向、相對於壓延方向45°的方向、相對於壓延方向90°的方向，切出JIS 13號B測試片，對各測試片造成15%的拉伸形變之後，求得平均r值。將平均r值為1.30以上評為良好，未達1.30評為不良。

另外，採取JIS Z 2202所規定之4號測試片各5個(壓延方向為採取方向、衝撃方向為壓延寬度方向、測試片的寬度為板厚)，依據JIS Z 2242的規定，在測試溫度-50℃之條件實施夏比衝撃測試。將5個夏比衝撃值取平均，將100J/cm² 以上的情況評為良好，未達100J/cm² 的情況評為不良。另外，150J/cm² 以上的情況評為極佳。

進一步對於由冷軋退火板採取的測試片，以JIS G 0577為基準，並以3.5% NaCl溶液，在30℃測定孔蝕電位，評估耐蝕性。將180mV vs SCE以上評為良好，未達180mV vs SCE評為不良。

將所得的結果一併揭示於表6。如表6所示，冷軋壓下率為65%以上的鋼板No.44～47、52～56、58～61、63～64、66～74任一者皆韌性高，其平均r值在1.30以上，在-50℃之夏比衝撃值亦在100J/cm² 以上，而且耐蝕性亦良好，其孔蝕電位在180mV vs SCE以上。

另一方面，冷軋壓下率未達65%的鋼板No.50～51的平均r值未達1.30。另外，鋼板No.41、42、48、49、57、62、65其熱軋板在0℃之夏比衝撃值未達50J/cm² ，因此在施加張力並使板通過連續退火產線時，會有板破裂的可能性，而未進行後續的評估。另外，Nb含量少的鋼板No.43及Cr含量少的鋼板No.75其孔蝕電位未達180mV vs SCE，耐蝕性為不良。另外，依照使Ti×N的溶度積大，熱軋鋼板的板厚在5mm之冷軋壓下率為20%的製造方法製成的鋼板No.77，其在-50℃之夏比衝撃值未達100J/cm² 。

[產業上之可利用性]

本發明提供的肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板的耐蝕性及韌性優異，期待能夠作為卡車的貨架(back of the truck)、格柵(grating)或各種地板材料(variety of floor material)、鉤環(clasp)這些土木、建築(civil engineering and construction)用途等構造構件用等材料。

或者甚至於本發明提供的肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板，其加工性以及高韌性及耐蝕性皆優異，因此除了廚房機器等深衝用途以外，也期待能夠作為家電製品、卡車的貨架等輸送機器、格柵等各種地板材料、鉤環這些土木、建築用途等構造構件用等材料。

圖1表示Al含量對0℃之夏比衝撃值造成的影響之圖。

圖2表示Al含量對-50℃之夏比衝撃值造成的影響之圖。

圖3表示[Ti(%)]×[N(%)]對0℃之夏比衝撃值造成的影響之圖。

圖4表示[Ti(%)]×[N(%)]對-50℃之夏比衝撃值造成的影響之圖。

圖5表示冷軋壓下率與平均r值之關係之圖。

Claims

一種肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板，其係由以質量%表示下C：0.003~0.020%、Si：1.0%以下、Mn：1.0%以下、P：0.06%以下、S：0.01%以下、Cr：18.0~24.0%、Mo：0.3%以下、Ti：0.015%以下、N：0.020%以下，與Al：0.20~0.40%，並且10×(C+N)≦Nb≦0.40%，且成分含量滿足下述式(A)，剩餘部分為Fe及不可避免之雜質所構成，Ti×N≦8.0×10^-5 ．．．．(A)在此，各元素符號表示鋼中之成分含量(質量%)。
如請求項1之肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板，其中以質量%表示下含有Si：0.5%以下、Mn：0.8%以下、Ti：0.010%以下。
如請求項1之肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板，其中以質量%表示下含有C：0.015%以下、N：0.015%以下。
如請求項1~3中任一項之肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板，其中以質量%表示下含有下述之群組A或群組B之中至少一個群組，群組A：一種以上選自Cu：0.3~0.8%、Ni：1.0%以下及Co：1.0%以下，群組B：B：0.0002~0.0020%。
如請求項1~3中任一項之肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板，其中前述冷軋鋼板之完工退火後之夏比衝擊特性在-50℃中之夏比衝擊值為100J/cm² 以上。
如請求項4之肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板，其中前述冷軋鋼板之完工退火後之夏比衝擊特性在-50℃中之夏比衝擊值為100J/cm² 以上。
一種肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板之製造方法，其係對具有如請求項1至請求項4中任一項之組成之板塊進行加熱、熱軋、熱軋鋼板退火、酸洗、冷軋、完工退火而製造肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板之方法，其中使前述熱軋後且熱軋鋼板退火前之熱軋鋼板之厚度為6mm以上。
如請求項7之肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板之製造方法，其中前述熱軋鋼板之夏比衝擊特性於0℃中之夏比衝擊值為50J/cm² 以上。
如請求項7或8之肥粒鐵系不銹鋼冷軋鋼板之製造方法，其中使前述冷軋中軋之壓下率為30%以上。