TWI763436B - 沃斯田鐵系不鏽鋼板及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明是要提供：耐孔蝕性優異的不鏽鋼冷軋鋼板。在針對於其組成分以質量%計，含有C：0.40%以下、Si：1.00%以下、Mn：2.00%以下、P：0.045%以下、S：0.030%以下、Ni：3.5～36.0%、Cr：15.00～30.00%、Mo：0～7.0%、以及N：0.25%以下之熱軋鋼板，實施一次或複數次冷軋來進行製造不鏽鋼冷軋鋼板時，是在冷軋工序之中的最終冷軋之後，或者是在前述複數次冷軋工序之中的最終冷軋以外的冷軋之後，實施熱處理，最後再實施稀硝酸電解處理。此外，所實施的熱處理，是在150℃以上且600℃以下的範圍的溫度下保持30秒鐘～10分鐘的熱處理、或者是在150℃以上且700℃以下的範圍的溫度下保持15分鐘～48小時的熱處理為宜。如此一來，鋼板表面之孔蝕發生電位將會變高，可提昇耐孔蝕性。

Description

沃斯田鐵系不鏽鋼板及其製造方法

本發明是關於很適合作為汽車零件、電子機器類、彈簧、其他他工業零件使用的沃斯田鐵系不鏽鋼板及其製造方法，是關於提昇其耐腐蝕性，尤其是提昇其耐孔蝕性。

例如：專利文獻1所揭示的「延性、耐磨損性以及耐鏽性優異的電氣材料用肥粒鐵系不鏽鋼之製造方法」是用來提昇肥粒鐵系不鏽鋼板的耐腐蝕性之方法。專利文獻1所揭示的技術，是在最終精退火之後，實施10%以上的冷軋，進行了再加熱處理後，例如：是在濃度10%的硝酸(20℃)中進行硝酸電解來將表面的鏽皮，如此一來，可以製造出不會使耐腐蝕性劣化，且延性、耐磨損性、以及耐鏽性優異的肥粒鐵系不鏽鋼。

又，專利文獻2是揭示「耐鏽性優異的肥粒鐵系不鏽鋼光輝退火材之製造方法」。專利文獻2所揭示的技術，是先將肥粒鐵系不鏽鋼板退火之後，使用中性鹽電解法以及硝酸電解法進行除鏽皮之後，實施冷軋，並且進行光輝退火，如此一來，可以製造出較之傳統的肥粒鐵系不鏽鋼光輝退火材具有更優異的耐鏽性之肥粒鐵系不鏽鋼光輝退火材。此外，其所採用的硝酸電解法，是在濃度15%的硝酸(50℃)中進行交替電解。

又，專利文獻3是揭示「耐腐蝕性良好的不鏽鋼之製造方法」。專利文獻3所揭示的技術，是針對於含有Cr：11質量%以上且35質量%以下，且已經將氧與硫的含量減少至O：0.01質量%以下、S：0.01質量%以下之不鏽鋼，使用含有氧化劑的酸性水溶液當作研磨液來進行機械性研磨，來製造成提昇了耐腐蝕性之不鏽鋼。專利文獻3所記載的技術，係採用：拋光研磨、皮帶式研磨來作為機械研磨。

另一方面，沃斯田鐵系不鏽鋼板，通常是在熱處理之後進行冷軋，藉此來提昇其機械特性，且具有某種程度的耐孔蝕性。但是，在含有氯離子的環境下、以及在間隙構造、高溫高濕的環境下，則很容易發生孔蝕。因此，在這種環境下大多使用增加了Cr、Mo含量的鋼種(SUS316L不鏽鋼等)。但是，這種鋼種的價格昂貴，基於成本考量的話，並非所有的環境下都可以使用。

一般而言，在進行製造沃斯田鐵系不鏽鋼板時，基於要消除內部應力、固溶化、改善其他機械特性之考量，因而實施熱處理。但是，即使是在氮氣與氫氣的混合氣體中或氫氣氛圍中之類的還原性氣體氛圍中進行熱處理，也無法完全地防止氧化，還是會在表層產生氧化膜，因而會在表層正下方產生Cr貧乏層，而導致耐腐蝕性的劣化。因此，為了要恢復其耐腐蝕性，以往的作法，是在還原性氣體氛圍中進行熱處理之後，又進行浸泡在酸性液中的處理，或者又進行電解研磨來使其耐腐蝕性恢復。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開平04-371518號公報 專利文獻2：日本特開平11-50202號公報 專利文獻3：日本特開平03-193885號公報

[發明所欲解決之問題]

專利文獻1及專利文獻2所揭示的技術，都是有關於提昇肥粒鐵系不鏽鋼板的耐腐蝕性的技術，但是，專利文獻1及專利文獻2並未針對於沃斯田鐵系不鏽鋼板進行揭示。

又，專利文獻3所揭示的技術雖然可以應用到沃斯田鐵系不鏽鋼板，但是，為了要提昇耐腐蝕性，必須使用酸性水溶液來進行拋光研磨等的機械性研磨作為其要件。沃斯田鐵系不鏽鋼板，在進行表層的研磨時，將會有改變其機械特性之可能性，而且進行表層研磨的作法也會有導致耐腐蝕性劣化之虞慮。此外，還有一個問題，就是：對於被要求具有表層粗細度的製品而言，經過拋光研磨的話，就無法對應其要求。

本發明，係有鑒於這種習知技術的問題而開發完成的，其目的是要提供：耐腐蝕性尤其是耐孔蝕性優異的沃斯田鐵系不鏽鋼板及其製造方法。 [解決問題之技術手段]

本發明人等，為了達成上述之目的，乃針對於會影響沃斯田鐵系不鏽鋼板的耐孔蝕性之各種要因不斷努力地加以檢討。

其結果，找到了一種創見，就是：對於熱軋鋼板實施冷軋來做成冷軋鋼板之際，當實施一次或複數次冷軋來製造冷軋鋼板時，在前述冷軋工序之中的最終冷軋之後，或者在前述冷軋工序之中的最終冷軋以外的冷軋之後，實施了特定條件的熱處理之後，再實施適正條件的稀硝酸電解處理，如此一來，鋼板表面的孔蝕發生電位將會昇高，即使是在習知冷軋鋼板無法對應的環境下，也可以提昇耐孔蝕性。

首先，針對於作為本發明的基礎之實驗結果進行說明。

針對於其組成分以質量%計，含有Cr：10.5～23.2%、Ni：0～35.1%、Mo：0～7.00%、N：0.02～ 0.07%、C:0.01～0.10%、Si：0.34～0.67%、以及Mn：0.65～1.10%之已經過退火和酸洗的熱軋鋼板(板厚：2.5mm)，實施三次冷軋來做成冷軋鋼板(板厚：0.1mm)。在進行製造冷軋鋼板時，在最終的冷軋之後，或者在第三次冷軋後實施稀硝酸電解的過程中之第二次冷軋之後所實施的熱處理，是以145～720℃的加熱溫度保持20秒鐘～49小時的熱處理，上述以外的熱處理，則是以850～1050℃的加熱溫度保持3～5分鐘的熱處理。並且針對於所製得的冷軋鋼板，實施稀硝酸電解處理之後，不實施表層研磨，而是依據日本工業規格JIS G 0577的規定，來測定了各鋼板表面的孔蝕發生電位Vc。此外，在進行測定孔蝕發生電位時，並未對於試驗溶液(氯化鈉水溶液)實施脫氣處理。此外，對照電極則是採用Ag/AgCl(氯化銀)電極。此外，針對於一部分的鋼板，並未實施稀硝酸電解處理。

稀硝酸電解處理的條件係採用：在硝酸濃度為3%的稀硝酸水溶液(液溫：60℃)中，以±30 mA/cm ²的電流密度，進行陽極暨陰極電解處理，合計處理時間為20秒鐘。將所測得的孔蝕發生電位Vc與孔蝕指數 X(=Cr+3.3Mo)的關係標示於圖1的統計圖中。

由圖1的統計結果可以得知：如果有將稀硝酸電解處理與冷軋後的熱處理組合在一起實施的情況(圖1中的黑圓點●標記)的孔蝕發生電位，係高於並未實施稀硝酸電解處理而僅實施熱處理的情況(圖1中的白圓點○標記)的孔蝕發生電位。換言之，將稀硝酸電解處理與熱處理組合在一起的作法，可以有效地提昇耐孔蝕性。此外，孔蝕指數X(=Cr+3.3Mo)是表示不鏽鋼發生孔蝕的難易度之指數。孔蝕指數愈高的話，係表示耐孔蝕性愈高之傾向。

從這個實驗結果，根據其與孔蝕指數 X(=Cr+3.3Mo)的關係，來將藉由實施稀硝酸電解處理所增加的孔蝕發生電位之閾值，定義成下列數式　A=0.039X ³-5.2X ²+232X-2311的關係。 (此數式中的X=Cr+3.3Mo) 這個數式，是在將高於稀硝酸電解前的孔蝕電位之稀硝酸電解後的孔蝕發生電位的數值標記到圖1的時候，根據小於這些點的下限之境界附近的數值所作成的趨勢線(近似曲線)。此外，未含有Mo的話，將該元素視為0%來計算出X的數值。

並且將不鏽鋼板表面的孔蝕發生電位Vc高於上述A值的情況，視為耐孔蝕性有提昇。此外，孔蝕指數低於15.0的鋼板，即使組合了稀硝酸電解處理與熱處理，也並未發現到孔蝕發生電位的增加有超過上述A值的情況。因此，乃將X的範圍限定在15.0～50.0。

因而從這種實驗結果找到了一種創見，就是：對於熱軋鋼板實施一次或複數次冷軋來製造冷軋鋼板時，藉由在前述冷軋工序之中的最終冷軋之後，或者在前述冷軋工序之最終冷軋以外的冷軋之後，實施特定條件的熱處理，且實施適正條件的稀硝酸電解處理，可使得鋼板表面的孔蝕發生電位變高，而可成為即使在以往無法對應的環境下也能夠適用之具有優異的耐孔蝕性之不鏽鋼板(不鏽鋼冷軋鋼板)。此外，也找到了另一種創見，就是：無論是在實施稀硝酸電解處理之前或之後，來實施冷軋都不會有問題。

本發明就是基於上述的創見，進一步地加以檢討而完成的。換言之，本發明的要旨係如下所述。 [1] 一種沃斯田鐵系不鏽鋼板，其特徵為：其組成分以質量%計，係含有C：0.40%以下、Si：1.00%以下、Mn：2.00%以下、P：0.045%以下、S：0.030%以下、Ni：3.5～36.0%、Cr：15.00～30.00%、Mo：0～7.0%、以及N：0.25%以下，其餘部分是Fe以及不可避免的雜質，且Cr和Mo的含量是符合以下列數式(2)所定義的X的數值為15.0～50.0的關係，

數式(2)中的Cr和Mo是表示該元素的含量(質量%)， 並且表面的孔蝕發生電位Vc是符合下列數式(1)的關係，

[2] 如前述[1]所述之沃斯田鐵系不鏽鋼板，其中，除了上述組成分之外，以質量%計，又含有從Ti：0.01～1.00%、Nb：0.01～1.00%、Cu：0.01～3.00%、Al：0.0001～1.50%、Ca：0.001～0.01%、Mg：0.001～0.01%、V：0.01～1.00%、Co：0.01～0.5%、W：0.01～1.0%、以及B:0.001～0.01%之中所選出的一種或兩種以上。 [3] 如前述[1]或[2]所述之沃斯田鐵系不鏽鋼板，其中，鋼板的表面粗細度Sa，是依據日本工業規格 ISO 25178所規定的Sa為0.80μm以下。 [4] 一種沃斯田鐵系不鏽鋼板之製造方法，其特徵為：當針對於具有前述[1]或[2]所述的組成分的熱軋鋼板實施一次或複數次冷軋來製造冷軋鋼板時，係在前述冷軋工序之中的最終冷軋之後，或者係在前述冷軋工序之中的最終冷軋以外的冷軋之後，實施在150～600℃之範圍的溫度下保持30秒鐘～10分鐘的熱處理，最後再實施稀硝酸電解處理。 [5] 一種沃斯田鐵系不鏽鋼板之製造方法，其特徵為：當針對於具有前述[1]或[2]所述的組成分的熱軋鋼板實施一次或複數次冷軋來製造冷軋鋼板時，係在前述冷軋工序之中的最終冷軋之後，或者係在前述冷軋工序之中的最終冷軋以外的冷軋之後，實施在150～700℃之範圍的溫度下保持15分鐘～48小時的熱處理，最後再實施稀硝酸電解處理。 [6] 如前述[4]或[5]所述的沃斯田鐵系不鏽鋼板之製造方法，其中，前述稀硝酸電解處理，是在硝酸濃度為3～10%及溫度為40～80℃的稀硝酸水溶液中，以±10～80 mA/cm ²的電流密度，進行陰極以及陽極電解處理，合計處理時間為10～60秒鐘。 [發明之效果]

根據本發明，係可提供：表面的孔蝕發生電位變高之耐孔蝕性優異的不鏽鋼板，而可達到產業上所需求之利用性的效果。此外，根據本發明，例如：在習知技術之孔蝕指數較低的鋼板無法對應的腐蝕性環境下也可以適用，並且也具有與習知技術之孔蝕指數較高的鋼板也就是孔蝕發生電位超過1000 mV的海司特合金(HASTELLY)之類的鎳基超合金同等程度的耐腐蝕性之效果。此外，根據本發明，並不限於沃斯田鐵系不鏽鋼板，即使應用在析出硬化系不鏽鋼板、日本工業規格JIS G 4305所規定的雙相不鏽鋼板中也可達成同樣的效果。

本發明的沃斯田鐵系不鏽鋼板，其組成分以質量%計，係含有C：0.40%以下、Si：1.00%以下、Mn：2.00%以下、P：0.045%以下、S：0.030%以下、Ni：3.5～36.0%、Cr：15.00～30.00%、Mo：0～7.0%、及N：0.25%以下，其餘部分是Fe以及不可避免的雜質，並且Cr和Mo的含量是符合X=Cr+3.3Mo為15.0～50.0的關係。在以下的說明中，係將與組成分相關的質量%予以簡單標示為%。

首先，說明限定組成分的理由。

C：0.40%以下 C是只要少量地含有即可提昇強度等之機械特性和耐磨損性的元素。想要獲得這種效果，將C含量設定在0.001%以上為宜。另一方面，C含量超過0.40%的話，很容易在結晶粒界生成Cr碳化物，而很容易導致粒界腐蝕的發生。此外，C含量超過0.40%的話，將會導致延性變差而阻礙沖壓加工性。因此，將C含量限定在0.40%以下。更好是將C含量設定在0.01～0.20%。

Si：1.00%以下 Si的作用是可以作為熔鋼的脫氧劑，並且是對於增加彈性限度和拉伸強度等的強度有助益的元素。想要獲得這種效果，係將Si含量設定在0.10%以上為宜。另一方面，Si含量超過1.00%的話，進行熱軋時將會發生裂邊現象而導致製品良率變差。因此，將Si含量限定在1.00%以下。

Mn：2.00%以下 Mn是對於增加拉伸強度等的強度和提昇韌性有助益，並且可對於熔鋼的脫氧有效地作用之元素。想要獲得這種效果，是將Mn含量設定在0.10%以上為宜。另一方面，Mn含量超過2.00%的話，鋼中的MnS等的夾雜物會增加，會對於加工性產生不良影響，因此，將Mn含量限定在2.00%以下。

P：0.045%以下、S：0.030%以下 P和S是不可避免地存在於鋼中且會對於機械特性造成不良影響的元素。因此，雖然希望是將P和S的含量儘量地減少，但只要P含量不要超過0.045%，S含量不要超過0.030%的話，對於鋼材的實用性並不會造成問題，還是可以容許的。因此，將P含量限定在0.045%以下，將S含量限定在0.030%以下。更好是將P含量限定在0.030%以下，將S含量限定在0.010%以下。

Ni：3.5～36.0% Ni是可以提昇耐腐蝕性，並且是有助於提昇韌性、強度、耐熱性的元素。想要獲得這種效果，必須將Ni含量設定在3.5%以上。Ni含量低於3.5%的話，鋼材在室溫時的金屬組織將會變成肥粒鐵相。另一方面，Ni含量超過36.0%的話，加工性會變差，而且焊接性也變差。因此，將Ni含量限定在3.5～36.0%的範圍。

Cr：15.00～30.00% Cr與Ni都是有助於提昇耐腐蝕性，並且與Ni都是可以將鋼材在室溫時的金屬組織變成沃斯田鐵相的元素。想要獲得這種效果，必須將Cr含量設定在15.00%以上。另一方面，Cr含量超過30.00%的話，延性會變差，並且會導致材料成本的上昇。因此，將Cr含量限定在15.00～30.00%的範圍。更好是在16.00～30.00%的範圍。

Mo：0～7.0% Mo是有助於提昇耐孔蝕性，並且是有助於提昇機械特性的元素，可因應需求來含有Mo或不含Mo(0%)。想要獲得這種效果而含有Mo的話，是將Mo含量設定在0.001%以上為宜。Mo含量低於0.001%的話，機械特性將會稍微變差。另一方面，Mo含量超過7.0%的話，將會促進σ相的析出，在進行熱處理時，韌性會變差。再者，Mo含量太多的話，將會導致材料成本的上昇。因此，想要含有Mo的話，係將Mo含量限定在7.0%以下。更好是在0.5～3.0%的範圍。

N：0.25%以下 N是可以使沃斯田鐵相穩定化，並且是可藉由侵入型的固溶所導致的固溶強化而有助於增加強度的元素。想要獲得這種效果，係將N含量設定在0.01%以上為宜。另一方面，N含量超過0.25%的話，將會造成：助長高溫時發生龜裂、二次加工性變差、促進粒界腐蝕等等的不良影響。因此，將N含量限定在0.25%以下。限定在0.20%以下為宜，更好是在0.01～0.10%的範圍。

孔蝕指數X：15.0～50.0 根據下列數式(2)中的Cr和Mo之各元素的含量(質量%)所定義的孔蝕指數X的值低於15.0的話，即使組合實施了稀硝酸電解處理與冷軋後的熱處理，也沒有看到孔蝕發生電位有所增加。

此外，如果未含有Mo的話，在進行計算數式(2)中的X的值時，係將Mo含量視為0%。另一方面，X的值超過50.0的話，合金元素量太多，延性將會變差，並且會導致材料成本的上昇。因此，是以使得孔蝕指數X的值落在15.0～50.0的範圍內的方式，來限定上述Cr和Mo的含量。

上述的成分是本發明的基本組成分，但是在本發明中，除了上述的基本組成分之外，還可以因應需求而從Ti：0.01～1.00%、Nb：0.01～1.00%、Cu：0.01～3.00%、Al：0.0001～1.50%、Ca：0.001～0.01%、Mg：0.001～0.01%、V：0.01～1.00%、Co：0.01～0.5%、W：0.01～1.0%、以及B:0.001～0.01%之中選出一種或兩種以上的元素，來作為選擇性添加的元素。

從Ti：0.01～1.00%、Nb：0.01～1.00%、Cu：0.01～3.00%、Al：0.0001～1.50%、Ca：0.001～0.01%、Mg：0.001～0.01%、V：0.01～1.00%、Co：0.0 1～0.5%、W：0.01～1.0%、以及B:0.001～0.01%之中選出一種或兩種以上的元素 Ti、Nb、Cu、Al、Ca、Mg、V、Co、W以及B都是作為細微析出物分散在鋼中，而有助於提昇鋼板的強度、提昇耐腐蝕性的元素，並且B是有助於改善高溫特性的效果，可以因應需求選擇出其中的一種或兩種以上的元素來進行添加。想要獲得這種效果，其含量必須分別是Ti：0.01%以上、Nb：0.01%以上、Cu：0.01%以上、Al：0.0001%以上、Ca：0.001%以上、Mg：0.001%以上、V：0.01%以上、Co：0.01%以上、W：0.01%以上、B：0.001%以上。另一方面，如果各元素的含量，分別是Ti：超過1.00%、Nb：超過1.00%、Cu：超過3.00%、Al：超過1.50%、Ca：超過0.01%、Mg：超過0.01%、V：超過1.00%、Co：超過0.5%、W：超過1.0%、B：超過0.01%的話，析出物的生成量會變多，容易導致耐腐蝕性變差和伸長率變差。因此，想要含有這些元素的話，將其含量分別限定在Ti：0.01～1.00%、Nb：0.01～1.00%、Cu：0.01～3.00%、Al：0.000 1～1.50%、Ca：0.001～0.01%、Mg：0.001～0.01%、V：0.01～1.00%、Co：0.01～0.5%、W：0.01～1.0%、B:0.001～0.01%的範圍為宜。

上述成分以外的其餘部分是Fe以及不可避免的雜質。

此外，O(氧)元素是不可避免地以氧化物的形態存在鋼中，而會對於延性、韌性等造成不良影響。因此，O(氧)元素是被視為雜質，儘量降低含量為宜，但可以容許O含量不要高於0.010%。此外，O含量過度地減少到低於0.001%的話，將會導致精煉成本的上昇，因此，將O(氧)含量設定在0.001%以上為宜。

本發明的沃斯田鐵系不鏽鋼板，除了具有上述的組成分，並且具有符合下列的數式(1)的關係之表面的孔蝕發生電位Vc。

在數式(1)中的X=Cr+3.3Mo……數式(2) X：15.0～50.0。在數式(2)中的Cr、Mo表示是Cr和Mo各元素的含量(質量%)。 如果所測定到的鋼板表面的孔蝕發生電位Vc太低，而不符合數式(1)的關係的話，將會無法確保所期望的耐孔蝕性。此外，鋼板表面的孔蝕發生電位Vc，係使用表層未經過研磨的測定樣本，並且依照日本工業規格JIS G 0577的規定來進行測定後所獲得的數值。此外，在進行測定孔蝕發生電位的時候，並未對於試驗溶液(氯化鈉水溶液)進行脫氣處理。對照電極是採用Ag/AgCl(氯化銀)電極。

其次，說明本發明之沃斯田鐵系不鏽鋼板的較佳製造方法。

本發明，係針對於具有上述的組成分且已經過退火及酸洗處理後的熱軋鋼板，實施一次或複數次的冷軋來做成既定的板厚度之冷軋鋼板。在這個製造過程中，本發明是在複數次的冷軋工序之中的最終冷軋之後，或者是在複數次的冷軋工序之中的最終冷軋以外的冷軋之後，實施熱處理。

上述的熱處理之目的，是要謀求機械特性的恢復及提昇，因此是實施在150～600℃的範圍的溫度下，保持30秒鐘～10分鐘的熱處理(以下，將這種熱處理也稱為熱處理A)為宜。如果熱處理的溫度低於150℃的話，機械特性的恢復不足，另一方面，如果熱處理的溫度超過600℃的話，氮化層和Cr貧乏層的成長太大，為了利用後續的電解處理來除去這些氮化層和Cr貧乏層，又必須提高電解處理液的酸濃度，以及提高電解時的用電量。如果實施這種電解處理的話，鋼板的表面肌膚將會大幅地發生變化。因此，實施熱處理A時，係將在上述溫度範圍內的保持時間限定在30秒鐘～10分鐘的範圍為宜。

又，基於再結晶或逆變態之目的，也可以採用在150～700℃的範圍的溫度下保持15分鐘～48小時的熱處理(以下，將這種熱處理也稱為熱處理B)來取代上述的熱處理。熱處理的溫度低於150℃的話，再結晶不足，另一方面，熱處理的溫度超過700℃的話，Cr貧乏層將會大幅成長，因此，即使在其後來又實施了稀硝酸電解處理，也無法確保所期望的孔蝕發生電位。因此，係將熱處理溫度設定在150～700℃的範圍的溫度為宜。此外，如果在上述溫度範圍內的保持時間低於15分鐘的話，再結晶不足，另一方面，保持時間太長超過48小時的話，Cr貧乏層將會大幅成長。因此，在實施熱處理B時，係將上述溫度範圍內的保持時間限定在15分鐘～48小時的範圍為宜。

此外，在本發明中，並未特別地限定實施退火處理時的氣體氛圍，除了大氣氛圍之外，也可以在例如：鈍氣氣體氛圍、或含有可燃性氣體和氧氣等的氣體氛圍中進行退火處理。此外，也可以在含有氫氣的還原性氣體氛圍中進行被稱為光輝退火(有時候也被稱為BA退火)的退火處理。

在本發明中，係在實施過上述的熱處理之後，又實施稀硝酸電解處理來作為最終的工序。

稀硝酸電解處理的作法，是在硝酸濃度為3～10%且溫度為40～80℃的稀硝酸水溶液中，以±10～80mA/cm ²的電流密度，進行陰極電解和陽極電解，合計的電解處理時間為10～60秒鐘為宜。

如果硝酸濃度低於3%的話，稀硝酸電解處理的效果不足，另一方面，硝酸濃度超過10%的話，鋼板表層的溶解趨於顯著，將會導致鋼板厚度的精度變差。因此，將稀硝酸水溶液的硝酸濃度限定在3～10%。此外，在相同的電流密度和相同的電解時間的情況下，硝酸濃度若是在3～10%範圍的話，鋼板表層的溶解量的變化很少，而且表面粗細度也幾乎沒有變化，但是隨著硝酸濃度的增加，形成在表層上的固態披覆膜變得堅固，孔蝕電位將會上昇。

此外，如果稀硝酸水溶液的溫度低於40℃的話，即使將本發明中的熱處理條件與稀硝酸電解組合在一起，稀硝酸電解的效果也是不足，另一方面，稀硝酸水溶液的溫度超過80℃的話，鋼板表層的溶解趨於顯著。因此，將稀硝酸水溶液的溫度限定在40～80℃的範圍。此外，電流密度低於10mA/cm ²的話，稀硝酸電解的效果不足，另一方面，電流密度太大而超過80mA/cm ²的話，表層的溶解量變得太多。因此，將電流密度限定在10～80 mA/cm ²的範圍。此外，電解時間的合計時間低於10秒的話，稀硝酸電解的效果不足，另一方面，合計時間太長超過60秒鐘的話，表層的溶解量變得太多。因此，將電解時間之陰極電解和陽極電解的合計時間限定在10～60秒鐘的範圍。此外，在實施稀硝酸電解處理時，基於除去表層之觀點考量，既可以是先進行陰極電解，然後才進行陽極電解，也可以是反覆地進行陰極電解與陽極電解，兩種方式的效果相同。

此外，如果是上述稀硝酸電解處理的話，係可獲得具有光澤感的表面肌膚。在這種情況下，表面粗細度Sa是0.80μm以下。如果表面粗細度Sa太粗而超過0.80μm的話，就無法成為具有光澤感的表面肌膚。在本發明中，係將鋼板的面粗細度Sa設定在0.80μm以下。此外，表面粗細度係採用依照日本工業規格ISO 25178所規定的方法進行測定後的算術平均值高度Sa來視為表面粗細度。

表面粗細度，作為光澤感的指標，對於製品而言，是很重要的項目，而且也強烈地影響到耐腐蝕性。表面粗細度Sa若超過0.80μm的話，耐腐蝕性很容易變得不穩定。此外，基於可使耐腐蝕性穩定化的觀點考量，係將表面粗細度Sa設定在0.40μm以下為宜。更好的表面粗細度Sa是在0.35μm以下，更優的表面粗細度Sa是在0.30μm以下。此外，在被要求必須具有特別穩定的耐腐蝕性的情況下，有效的作法是將表面粗細度Sa設定在0.25μm以下，更好是將表面粗細度Sa設定在0.20μm以下，更優是將表面粗細度Sa設定在0.15μm以下。

在實施了上述的熱處理之後，作為最終的工序，是實施稀硝酸電解處理，如此一來，係如圖1中的一例所示般地，與稀硝酸電解處理前(白圓點○)相較，稀硝酸電解處理後的孔蝕發生電位Vc(黑圓點●)更為提昇，而可更為提昇耐孔蝕性。

追究其理由，可以認為是因為產生了下列的現象之緣故。

對於冷軋鋼板實施熱處理的話，Cr元素朝向鋼板表面擴散，其中的一部分變成氣體成分從表面蒸發到熱處理爐內，愈是接近鋼板表面，Cr的濃度愈高而形成Cr濃化層。另一方面，在鋼板最表層則是在熱處理過程中被形成了氮化層和氧化層(披覆膜)。這些的層都是利用稀硝酸電解處理來將其除去，如此一來，Cr濃化層就呈現於表面而可提昇耐孔蝕性。

Cr與O(氧)和N(氮)之類的氣體成分的親和力很強。因此，被認為是：Cr在熱處理過程中，與氛圍氣體接觸而濃化在鋼板表面附近。也被認為是：濃化後的Cr與從氛圍氣體侵入的O、N、C或者原本就存在於鋼中的O、N、C相結合而形成Cr析出物。一旦，形成了Cr析出物的話，原本固溶在母相中的Cr量(固溶Cr量)就減少了。Cr之可提昇耐腐蝕性的效果是仰賴於鋼板中的固溶Cr量，所以固溶Cr量的減少，被認為是：將會導致鋼板本身的耐腐蝕性變差。此外，一旦形成了Cr析出物的話，Cr將會擴散到表層，因而在其內側生成Cr貧乏層。

例如：若是加熱超過950℃之通常的退火(熱處理)的話，上述的Cr貧乏層厚度會變很厚，而會導致鋼板表面附近的耐腐蝕性變差。另一方面，若是以950℃以下的較低溫實施退火(熱處理)的話，與加熱超過950℃之通常的退火(熱處理)相較，Cr的貧乏量較少，因此，被認為其耐腐蝕性的減損也比較少。可以考慮藉由在表面附近形成C貧乏層，來抑制Cr碳化物等析出在已經產生了Cr析出物之鋼板最表面的內側，來增加有效的Cr量(固溶Cr量)。然後，可以考慮將生成在最表層之含有Cr析出物的層，利用稀硝酸電解處理來予以除去，如此一來，存在於其內側的Cr析出物就變很少，可以讓已經增加了有效Cr量(固溶Cr量)之耐腐蝕性優異的部分露出來，藉以提昇鋼板表面的耐腐蝕性。特別是本發明中的這種以700℃以下(150℃以上)的低溫來實施的退火(熱處理)，被認為是：與以超過700℃的高溫域來實施退火(熱處理)的情況相較，可使得Cr貧乏層的厚度變得更薄，Cr貧乏量變得更少，而且Cr碳化物的析出也變得更少，因此，可以更為增加有效Cr量。因此，被認為是：與組成分的範圍相同的鋼板相較的話，在150℃以上且700℃以下的溫度範圍內實施熱處理後的鋼板，較諸在超過700℃的溫度範圍內實施熱處理後的鋼板，稀硝酸電解處理後的孔蝕發生電位變得更高，可以顯著地提昇耐孔蝕性。

Cr在鋼板最表層上會形成Cr氧化層，而在表面附近，Cr則是與O(氧)、C(碳)等相結合而成為細微的Cr氧化物、Cr碳化物等析出於表面正下方的鋼板側。因為Cr析出物的析出，將會導致該部分的有效Cr量(固溶Cr量)減少，耐腐蝕性會變差。此外，被認為是：在形成有Cr碳化物的部分的附近，將會形成C濃度減少後的C貧乏層。

例如：若是加熱超過950℃之通常的退火(熱處理)的話，上述鋼板最表層的脫碳現象、形成Cr氧化層、進而在表面附近生成Cr析出物的現象很明顯。如果從藉由脫碳等所導致的C量減少來使得有效Cr量增加的觀點考量的話，可以認為是有助於提昇耐腐蝕性，但是，隨著Cr氧化層的形成所衍生的脫Cr層的形成、以及在表面附近之Cr析出物的生成，都會導致表面附近之有效Cr量的減少，而使耐腐蝕性變差。

另一方面，在以950℃以下的低溫實施熱處理時，被認為是：雖然速度較慢，但也產生同樣的現象。然而，因為是在低溫所實施的熱處理，所以被認為是：Cr的擴散速度較慢，而且Cr氧化物的生成較少，因為脫Cr層的形成所導致的對於耐腐蝕性變差的影響較少。另一方面，被認為是：因為是表面附近生成了Cr碳化物，所以在其附近的母相中的C濃度會減少。然而，因為C的擴散速度並不夠快，來不及擴散供給用來彌補C濃度減少所需的C，因而形成了C減少後的C的貧乏層(C貧乏層)。因為C貧乏層的形成，使得該部分的有效Cr量增加。因此可以考慮：將形成在最表層的含有Cr析出物的層，利用稀硝酸電解處理予以除去的話，即可讓提昇了耐腐蝕性的C貧乏層露出於表面，其結果就可以提昇鋼板的耐腐蝕性。

尤其是本發明的這種以700℃以下(150℃以上)的低溫來實施退火(熱處理)，被認為是：與以超過700℃的高溫域來實施退火(熱處理)的情況相較，Cr的擴散速度更慢，Cr氧化物的生成量更少，因此形成脫Cr層所導致的耐孔蝕性(耐腐蝕性)變差也更少。此外，以700℃以下(150℃以上)的低溫來實施退火(熱處理)，被認為是：與以超過700℃的高溫域來實施退火(熱處理)的情況相較，C的擴散也變更慢，C貧乏層的形成也較少，有效Cr量也就相對應地增加。因此，以700℃以下(150℃以上)的低溫來實施熱處理的情況，被認為是：與以超過700℃的高溫域來實施熱處理的情況相較，稀硝酸電解處理後的孔蝕發生電位變得更高，提昇耐腐蝕性的效果變大。

如上所述，存在於表面附近的C，將會與存在於表面附近的Cr相結合而以Cr碳化物的形態析出，因此在表面附近的C量會減少，相對應地有效Cr量會增加。被認為是：C含量較高的鋼板與C含量較低的鋼板相較，其與氣體氛圍中的氣體成分產生反應所導致的蒸發量較多。因此，C含量較高的鋼板，因為實施熱處理所導致的C量減少而衍生的有效Cr量的變化(增加)較大。基於上述的現象，在本發明中，係被認為是：C含量較高的鋼板，在熱處理之後，藉由實施稀硝酸電解處理所產生的耐腐蝕性的改善效果較為顯著。

又，Mo也是與Cr同樣地，會成為固溶狀態而有助於提昇鋼板的耐腐蝕性(耐孔蝕性)。換言之，有效Mo量(固溶Mo量)愈多的話，愈可以改善鋼板的耐腐蝕性(耐孔蝕性)。又，Mo也是與Cr同樣地，很容易與C進行結合，因此，在熱處理過程中，在表面附近若有鋼中C氣化的話，將會發生C量減少的現象，因而在表面附近的有效Mo量將會增加。這種有效Mo量的增加，是隨著Mo含量愈多的話，有效Mo量的增加愈多，因此，被認為是：Mo含量愈多的鋼板，其提昇耐孔蝕性的效果愈大。

此外，Mo含量在3.0～7.0%的範圍時，因Mo含量的增加所產生的效果逐漸地變少，因此，在Mo含量超過3.0%的範圍之每單位的Mo含量所產生的改善耐孔蝕性的效果，係少於在Mo含量3.0%以下的範圍之每單位的Mo含量所產生的改善耐孔蝕性的效果。

基於以上的理由，因而被認為是：本發明的這種以700℃以下(150℃以上)的低溫來實施的熱處理，較諸以超過700℃的高溫域來實施的熱處理的情況，Cr貧乏層變得更少，有效Cr量也增加，因此，實施了700℃以下的低溫的熱處理，尤其是對於Mo含量高達3.0%的鋼板，其稀硝酸電解後的孔蝕發生電位，是高於以超過700℃的高溫域來實施的熱處理的情況。

此外，在實施過上述的稀硝酸電解處理之後，又再含氧量富化的大氣氛圍中，進行150℃以下的後熱處理，如此一來，可以形成耐腐蝕性優異之健全的固態披覆膜，而可提昇耐腐蝕性、以及耐孔蝕性。又，藉由將鋼板浸泡在硝酸溶液中，可以促進固態披覆膜的生成。基於促進固態披覆膜的生成和成長之目的考量，將鋼板浸泡在氧化性的酸液內的作法也有效。

此外，想要形成健全的固態披覆膜，必須預先提昇母相的耐腐蝕性，有效的作法，具體而言，係有：抑制碳化物的析出，來提高對於耐腐蝕性有效地作用之Cr含量的作法；除去熱處理時所形成的粗糙氧化披覆膜以及有可能形成在該氧化披覆膜的正下方的脫Cr層的作法；進而將作為被形成固態披覆膜的底材之金屬表面予以保持平滑的作法等。

此外，在熱處理之後，進行除去熱處理時所產生的氧化層和含有Cr貧乏層之表層時，除了使用上述的稀硝酸電解處理之外，亦可適用例如：使用鹼液的電解處理；使用濺射、機械性研磨等之所有的工業性的去除表層的方法。此外，在進行電解處理時，電解液並不限定是稀硝酸，也可以使用非氧化性的硫酸、鹽酸等來進行電解處理。

以下，將依據實施例，更進一步說明本發明。 [實施例]

(實施例1) 對於具有表1所示的組成分且已經過退火和酸洗處理後的熱軋鋼板(板厚：2.5mm)實施三次的冷軋來製作成0.1mm厚度的冷軋鋼板。此外，在最終的冷軋之後，實施了以恢復及提昇機械特性為主要目的之表2所示的熱處理A。此外，在最終的冷軋以外的冷軋之後，分別實施了表2所示的熱處理(以軟化為目的之熱處理)。其中一部分的鋼板，在最終的冷軋之後並不實施熱處理，而是在最終的冷軋以外的冷軋之後，實施了表2所示的熱處理(以恢復及提昇機械特性為目的之熱處理)。

然後，對於所製得的冷軋鋼板，又實施了稀硝酸電解處理之後，使用未經研磨的樣本依照日本工業規格JIS G 0577所規定的方法，測定了各鋼板表面的孔蝕發生電位Vc。此外，在進行測定孔蝕發生電位時，試驗溶液(氯化鈉水溶液)並未實施脫氣處理。對照電極則是採用Ag/AgCl(氯化銀)電極。此外，針對於其中一部分的鋼板，並未實施稀硝酸電解處理。稀硝酸電解處理的條件是在硝酸濃度為3%的稀硝酸水溶液(液溫為60℃)中，以±30 mA/cm ²的電流密度，進行陽極電解和陰極電解，合計的電解時間為20秒鐘。電解是以將鋼板側作為陽極、陰極的順序來進行的。此外，針對於稀硝酸電解處理後的鋼板，又依照日本工業規格ISO 25178所規定的方法，測定了算術平均高度Sa。測定視野的大小為1.0μm×1.0μm、測定間隔為25μm。

將所獲得的結果標示於表2。

本發明例都是孔蝕發生電位Vc符合數式(1)的關係，可以看出都是具有高孔蝕發生電位的不鏽鋼板，具有優異的耐孔蝕性。另一方面，落在本發明的範圍外之比較例，孔蝕發生電位Vc未符合數式(1)的關係，可以看出其耐孔蝕性很低。此外，鋼板編號No.A5、No.A6與No.A7、No.A8雖然具有同等的孔蝕指數X，但是，C含量較多之鋼板編號No.A7、No.A8之孔蝕發生電位Vc的數值較高。此外，孔蝕指數X落在本發明的範圍外之鋼板編號No.A18、No.A19之孔蝕發生電位Vc為0以下，無法適用於需要耐孔蝕性的用途。 (實施例2) 對於具有表1所示的組成分之已經過退火和酸洗處理後的熱軋鋼板(板厚：2.5mm)實施三次冷軋，與實施例1同樣地製作成0.1mm厚度的冷軋鋼板。此外，在最終的冷軋之後，實施表3所示之以再結晶或逆變態為目的之熱處理B，在最終的冷軋以外的冷軋之後，分別實施了表3所示之以軟化為目的之熱處理。針對於其中一部分的鋼板，在最終的冷軋之後，並未實施熱處理，而是在最終的冷軋以外的冷軋之後，實施了表3所示的熱處理(以再結晶或逆變態為目的之熱處理)。

然後，對於所製得的冷軋鋼板，又實施了稀硝酸電解處理之後，使用未經研磨的樣本，與實施例1同樣地測定了各鋼板表面的孔蝕發生電位Vc。此外，在進行測定孔蝕發生電位時，與實施例1同樣地，試驗溶液(氯化鈉水溶液)並未實施脫氣處理。此外，針對於其中一部分的鋼板，並未實施稀硝酸電解處理。稀硝酸電解處理的條件係與實施例1同樣。將所獲得的結果標示於表3。

本發明例都是孔蝕發生電位Vc符合數式(1)的關係，可以看出都是具有高孔蝕發生電位的不鏽鋼板，具有優異的耐孔蝕性。另一方面，落在本發明的範圍外之比較例，孔蝕發生電位Vc未符合數式(1)的關係，可以看出其耐孔蝕性很低。此外，鋼板編號No.B5、No.B6與No.B7、No.B8雖然具有同等的孔蝕指數X，但是，C含量較多之鋼板編號No.B7、No.B8之孔蝕發生電位Vc的數值較高。此外，孔蝕指數X落在本發明的範圍外之鋼板編號No.B18、No.B19之孔蝕發生電位Vc為0以下，無法適用於需要耐孔蝕性的用途。 (實施例3) 對於具有表1所示的鋼編號No.D的組成分之熱軋鋼板(板厚：2.5mm)，實施兩次表4所示的條件的冷軋來製作成冷軋鋼板(板厚：0.1mm)。在第一次與第二次冷軋之間，實施了以軟化為目的之熱處理(分別是1050℃×5分鐘和1000℃×2分鐘)。在最終的冷軋之後，實施了以恢復機械特性為目的之熱處理A(500℃×2分鐘)，並且以表4所示的條件實施了稀硝酸電解處理。

然後，與實施例1同樣地測定了各鋼板表面的孔蝕發生電位Vc。此外，鋼板表面的粗細度是依照日本工業規格ISO 25178所規定的方法，測定了表面粗細度(算術平均高度)Sa。

將所獲得的結果標示於表4。

本發明例都是孔蝕發生電位Vc符合數式(1)的關係，可以看出都是具有高孔蝕發生電位的不鏽鋼板，具有優異的耐孔蝕性。又，本發明例都是呈現出表面粗細度Sa為0.80μm以下之優異的表面性狀。另一方面，孔蝕發生電位Vc未符合數式(1)的關係而落在本發明的範圍外之比較例，則可以看出其耐孔蝕性很低。又，稀硝酸電解處理條件較低而落在本發明的範圍外的比較例，則可以看出其孔蝕發生電位Vc未符合數式(1)的關係而耐孔蝕性很低。另一方面，稀硝酸電解處理條件較高而落在本發明的範圍外的比較例，則可以看出其孔蝕發生電位Vc雖然符合數式(1)的關係，但是表面粗細度(算術平均高度)Sa超過0.80μm，而呈現粗糙的表面。此外，稀硝酸電解處理的溫度較高而落在本發明的範圍外的比較例，則可以看出其孔蝕發生電位Vc未符合數式(1)的關係。又，表面粗細度Sa為0.40μm以下的本發明例，孔蝕電位Vc是穩定地保持在1000 mV以上。

[圖1]是顯示孔蝕發生電位與孔蝕指數的關係之統計圖。

Claims (6)

1. 一種沃斯田鐵系不鏽鋼板，其特徵為：其組成分以質量%計，係含有C：0.40%以下、Si：1.00%以下、Mn：2.00%以下、P：0.045%以下、S：0.030%以下、Ni：3.5~36.0%、Cr：15.00~30.00%、Mo：0~7.0%、以及N：0.25%以下，其餘部分是Fe以及不可避免的雜質，且Cr和Mo的含量是符合以下列數式(2)所定義的X的數值為15.0~50.0的關係，X=Cr+3.3Mo......數式(2)數式(2)中的Cr和Mo是表示該元素的含量(質量%)，並且表面的孔蝕發生電位Vc是符合下列數式(1)的關係，Vc>0.039X ³ -5.2X ² +232X-2311……數式(1)。
2. 如請求項1所述之沃斯田鐵系不鏽鋼板，其中，除了上述組成分之外，以質量%計，又含有從Ti：0.01~1.00%、Nb：0.01~1.00%、Cu：0.01~3.00%、Al：0.0001~1.50%、Ca：0.001~0.01%、Mg：0.001~0.01%、V：0.01~1.00%、Co：0.01~0.5%、W：0.01~1.0%、以及B：0.001~0.01%之中所選出的一種或兩種以上。
3. 如請求項1或請求項2所述之沃斯田鐵系不鏽鋼板，其中，鋼板的表面粗細度Sa，是依據日本工業規格ISO 25178所規定的Sa為0.80μm以下。
4. 一種沃斯田鐵系不鏽鋼板之製造方法，其特徵為：當針對於具有請求項1或請求項2所述的組成分 的熱軋鋼板實施一次或複數次冷軋來製造冷軋鋼板時，係在前述冷軋工序之中的最終冷軋之後，或者係在前述冷軋工序之中的最終冷軋以外的冷軋之後，實施在150~600℃之範圍的溫度下保持30秒鐘~10分鐘的熱處理，最後再實施稀硝酸電解處理。
5. 一種沃斯田鐵系不鏽鋼板之製造方法，其特徵為：當針對於具有請求項1或請求項2所述的組成分的熱軋鋼板實施一次或複數次冷軋來製造冷軋鋼板時，係在前述冷軋工序之中的最終冷軋之後，或者係在前述冷軋工序之中的最終冷軋以外的冷軋之後，實施在150~700℃之範圍的溫度下保持1小時~48小時的熱處理，最後再實施稀硝酸電解處理。
6. 如請求項4或請求項5所述的沃斯田鐵系不鏽鋼板之製造方法，其中，前述稀硝酸電解處理，是在硝酸濃度為3~10%及溫度為40~80℃的稀硝酸水溶液中，以±10~80mA/cm²的電流密度，進行陰極以及陽極電解處理，合計處理時間為10~60秒鐘。

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