WO2014087648A1 - フェライト系ステンレス鋼板 - Google Patents

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WO2014087648A1
WO2014087648A1 PCT/JP2013/007124 JP2013007124W WO2014087648A1 WO 2014087648 A1 WO2014087648 A1 WO 2014087648A1 JP 2013007124 W JP2013007124 W JP 2013007124W WO 2014087648 A1 WO2014087648 A1 WO 2014087648A1
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steel sheet
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正崇 吉野
太田　裕樹
Original Assignee
Ｊｆｅスチール株式会社
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    • C21D8/0273—Final recrystallisation annealing

Definitions

  • the present invention relates to a ferritic stainless steel sheet, and particularly to a ferritic stainless steel sheet having excellent surface properties.
  • Stainless steel sheets are roughly classified into ferritic stainless steel sheets represented by SUS430 and austenitic stainless steel sheets represented by SUS304.
  • Ferritic stainless steel sheets have a smaller thermal expansion coefficient and higher thermal conductivity than austenitic stainless steel sheets. For this reason, the ferritic stainless steel sheet is excellent in thermal fatigue characteristics. In addition, stress corrosion cracking resistance is less likely to occur.
  • Ferritic stainless steel sheets with these properties are used in automotive exhaust systems that require excellent thermal fatigue properties in addition to heat resistance and oxidation resistance, and excellent stress corrosion cracking resistance. It is applied to kitchen facilities and electric water heaters that require high power.
  • ferritic stainless steel sheets have the great advantage that they can be manufactured at a low cost because they contain less expensive elements such as Ni and Mn, which are austenite-forming elements. Have. These excellent properties have been evaluated, and ferritic stainless steel sheets have been applied to various applications, and their needs have been increasing in recent years.
  • the ferritic stainless steel sheet applied for such applications is required to have not only the above properties but also excellent surface properties.
  • Patent Document 1 discloses a technique for reducing the generation of TiN inclusions by regulating the amounts of Ti, N, and O.
  • Patent Document 1 discloses a technique for reducing the generation of TiN inclusions by regulating the amounts of Ti, N, and O.
  • the surface texture may deteriorate, and an excellent surface texture cannot be obtained only by component regulation considering only oxides and nitrides.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a ferritic stainless steel sheet having excellent surface properties.
  • the present inventors investigated the types of inclusions generated in the ferritic stainless steel sheet and the amount of the inclusions.
  • coarse Ti-based sulfides and Ti-based phosphides Ti-based oxides.
  • Phosphide was also produced, and it was revealed that this coarse Ti-based sulfide and phosphide deteriorated the surface properties of the steel sheet.
  • the present inventors then studied diligently about the steel plate component range in which the surface properties do not deteriorate due to Ti-based oxides, sulfides and phosphides. As a result, it has been found that by appropriately managing the amounts of Ti, S, P, and O, the formation of the inclusions can be suppressed, and the surface properties of the steel sheet are greatly improved.
  • the present invention has been made based on the above findings, and the gist thereof is as follows. [1] By mass%, C: 0.004% to 0.014%, N: 0.004% to 0.014%, Si: 0.01% to 0.30%, Mn: 0.00.
  • a ferritic stainless steel sheet having excellent surface properties can be obtained.
  • the present invention provides a technology for obtaining a ferritic stainless steel sheet having excellent surface properties by effectively suppressing the formation of Ti-based sulfides and phosphides, which have not been considered in the past, in addition to Ti-based oxides.
  • Ti-based sulfides and phosphides which have not been considered in the past, in addition to Ti-based oxides.
  • regulated the component composition of the steel plate of this invention below is demonstrated.
  • all the component% means the mass% unless there is particular notice.
  • C 0.004% or more and 0.014% or less
  • the amount of C exceeds 0.014%, the workability is deteriorated and the corrosion resistance of the welded part is significantly lowered when welding is performed.
  • a lower C content is preferable from the viewpoint of corrosion resistance and workability.
  • the C content is in the range of 0.004% to 0.014%.
  • it is 0.004% or more and 0.011% or less of range. More preferably, it is 0.005% or more and 0.008% or less of range.
  • the N amount is set in the range of 0.004% to 0.014%.
  • the N amount is set in the range of 0.004% or more and 0.011% or less of range. More preferably, it is 0.006% or more and 0.009% or less of range.
  • Si 0.01% or more and 0.30% or less Si is an element useful as a deoxidizer in the steelmaking process. This effect can be obtained by making the Si amount 0.01% or more. The effect increases as the Si amount increases. However, if the amount of Si exceeds 0.30%, the rolling load in the hot rolling process increases and the productivity decreases, and a large amount of oxide scale is generated on the surface, resulting in an increase in surface defects. Therefore, it is not preferable. Therefore, the Si amount is set to 0.01% or more and 0.30% or less. In order to perform descaling more easily in the annealing / pickling process, the Si content is preferably 0.25% or less. More preferably, it is 0.20% or less.
  • Mn 0.01% or more and 0.30% or less Mn has an effect of increasing the strength of the steel sheet, and is also an element useful as a deoxidizer. In order to acquire these effects, it is necessary to make Mn amount 0.01% or more. However, if the amount of Mn exceeds 0.30%, the thickness of the oxide scale generated in the annealing process of the hot-rolled sheet or the annealing process of the cold-rolled sheet becomes thick, and the surface properties are lowered. Therefore, the amount of Mn is 0.01% or more and 0.30% or less. Preferably it is 0.05 to 0.25% of range. More preferably, it is 0.05 to 0.20% of range.
  • P 0.025% or more and 0.040% or less
  • P is an element inevitably contained in the steel sheet. Further, excessive P content reduces weldability and easily causes intergranular corrosion. This tendency becomes remarkable when the amount of P exceeds 0.040%. A lower P content is preferable from the viewpoint of weldability and prevention of intergranular corrosion.
  • the P content is in the range of 0.025% to 0.040%. Preferably, it is 0.025% or more and 0.035% or less. More preferably, it is 0.025% or more and 0.030% or less.
  • S 0.010% or less S, like P, is an element inevitably contained in the steel sheet.
  • the S amount is 0.010% or less.
  • it is 0.007% or less. More preferably, it is 0.004% or less.
  • Al 0.01% or more and 0.08% or less
  • Al is an effective deoxidizer. This effect as a deoxidizer can be obtained by making the Al content 0.01% or more. However, if the amount of Al exceeds 0.08%, surface defects due to Al-based inclusions may occur, and pickling properties in the annealing process are deteriorated, which is not preferable in production. Therefore, the Al content is set in a range of 0.01% to 0.08%. Preferably it is 0.01% or more and 0.06% or less of range. More preferably, it is 0.02% or more and 0.05% or less.
  • the Cr content is in the range of 10.5% or more and 24.0% or less.
  • the Cr content is 12.0% or more and 24.0% or less of range. More preferably, it is 15.0% or more and 21.5% or less of range. Even more preferably, it is in the range of 16.0% or more and 19.0% or less.
  • Ni 0.01% or more and 0.40% or less
  • Ni is an element that improves the corrosion resistance of a stainless steel plate, and the progress of corrosion in a corrosive environment where a passive film cannot be formed and active dissolution occurs. It is an element which suppresses. This effect is obtained by setting the Ni content to 0.01% or more, and increases as the Ni content increases. However, when the Ni content exceeds 0.40%, workability is lowered and stress corrosion cracking is likely to occur. Furthermore, since Ni is an expensive element, an increase in the amount of Ni causes an increase in manufacturing cost, which is not preferable. Therefore, the Ni content is 0.01% or more and 0.40% or less. Preferably it is 0.05 to 0.30% of range. More preferably, it is 0.10% or more and 0.20% or less of range.
  • Ti 0.20% or more and 0.38% or less Ti combines with C or N to improve workability or prevent the weld from becoming sensitized and improve the corrosion resistance of the weld. In order to obtain this effect, the Ti amount needs to be 0.20% or more. However, if the amount of Ti exceeds 0.38%, coarse Ti carbonitride is generated in the casting process and causes surface defects, which is not preferable. Therefore, the Ti amount is set to 0.20% or more and 0.38% or less. Preferably it is 0.20% or more and 0.35% or less of range. More preferably, it is 0.25% or more and 0.35% or less of range.
  • Nb 0.012% or less If the Nb content exceeds 0.012%, the recrystallization temperature rises, and good mechanical properties are achieved unless the annealing temperature of the hot-rolled sheet or the annealing temperature of the cold-rolled sheet is increased. Cannot be obtained. When these annealing temperatures are raised, the scale generated during annealing becomes thicker. Therefore, some scales remain after pickling, or the surface is roughened by performing strong pickling to remove thick scales, and the surface properties are deteriorated. Therefore, the Nb content is 0.012% or less. Preferably it is 0.008% or less. More preferably, it is 0.005% or less.
  • O 0.0060% or less
  • O is an element that improves the penetration depth during welding. However, if the amount of O exceeds 0.0060%, the amount of oxide inclusions increases and the corrosion resistance decreases. Therefore, the O amount is set to 0.0060% or less. Preferably it is 0.0045% or less. More preferably, it is 0.0030% or less.
  • (P% + S% + 10 ⁇ O%) ⁇ Ti% ⁇ 0.025 Ti forms inclusions with P, S and O.
  • (P% + S% + 10 ⁇ O%) ⁇ Ti% exceeds 0.025 the amount of Ti-based inclusions generated on the steel sheet surface increases and the inclusions become coarse, resulting in a decrease in surface defects and surface gloss. Since surface quality deteriorates, it is not preferable. Further, if (P% + S% + 10 ⁇ O%) ⁇ Ti% exceeds 0.025, it is preferable because coarse Ti-based inclusions generated on the surface of the steel sheet cause defects in the passive film and decrease the corrosion resistance. Absent. Therefore, (P% + S% + 10 ⁇ O%) ⁇ Ti% is set to 0.025 or less. P%, S%, 0%, and Ti% represent the contents (mass%) of P, S, O, and Ti, respectively.
  • the ferritic stainless steel sheet of the present invention contains the above-mentioned essential components, and the balance consists of Fe and inevitable impurities.
  • ferritic stainless steel sheet of the present invention is further optionally selected from one or more selected from Cu, Mo and V, and from Zr, REM, W, Co, B, Mg and Ca. 1 type (s) or 2 or more types selected can be contained within the following range.
  • Cu is an element that improves corrosion resistance.
  • Cu is an element particularly effective for improving the corrosion resistance of the base material and the weld when the steel plate is in an aqueous solution or when weakly acidic water droplets adhere to the steel plate. This effect is obtained by making Cu 0.01% or more, and the effect becomes higher as the amount of Cu increases.
  • the amount of Cu exceeds 0.48%, hot workability is deteriorated, and an oxide derived from Cu called red scale is formed on the slab during hot rolling, resulting in surface defects. Therefore, it is not preferable.
  • the amount of Cu shall be 0.01% or more and 0.48% or less.
  • it is 0.10% or more and 0.48% or less of range. More preferably, it is 0.30% or more and 0.45% or less of range.
  • Mo 0.01% or more and 1.20% or less
  • Mo is an element that remarkably improves the corrosion resistance of the stainless steel plate. This effect is obtained by setting the Mo amount to 0.01% or more, and the effect increases as the Mo amount increases. However, if the Mo content exceeds 1.20%, the hot workability is deteriorated and surface defects frequently occur during hot rolling. Moreover, since Mo is an expensive element, the addition of a large amount increases the manufacturing cost. Therefore, when adding Mo, the amount of Mo shall be 0.01% or more and 1.20% or less. Preferably it is 0.30% or more and 1.20% or less of range. More preferably, it is 0.30% or more and 0.90% or less of range. More preferably, it is 0.40% or more and 0.60% or less of range.
  • V 0.01% or more and 0.10% or less
  • V is an element effective for refining crystal grains after annealing, preventing surface deteorations and improving fatigue characteristics. Further, V is combined with C or N and has an effect of suppressing a decrease in corrosion resistance due to the sensitization of the welded portion. These effects can be obtained by making the V amount 0.01% or more. However, if the V amount exceeds 0.10%, the workability is lowered and the raw material cost is increased, which is not preferable. Therefore, when adding V, the amount of V is made 0.01% or more and 0.10% or less. Preferably it is 0.01% or more and 0.07% or less of range. More preferably, it is 0.02% or more and 0.05% or less.
  • Zr combines with C and N to sensitize welds Has the effect of increasing the high temperature strength. These effects can be obtained by making the amount of Zr 0.01% or more. On the other hand, if the amount of Zr exceeds 0.20%, workability deteriorates. Moreover, since Zr is an expensive element, excessive addition causes an increase in manufacturing cost, which is not preferable. Therefore, when adding Zr, the amount of Zr shall be 0.01% or more and 0.20% or less. Preferably, the range is 0.01% or more and 0.10% or less.
  • REM 0.001% or more and 0.100% or less REM has the effect of improving oxidation resistance, and in particular, suppresses the formation of an oxide film on the weld and improves the corrosion resistance of the weld. effective.
  • the REM amount needs to be 0.001% or more.
  • the amount of REM shall be 0.001% or more and 0.100% or less.
  • it is set as 0.001% or more and 0.050% or less of range.
  • W 0.01% or more and 0.20% or less W, like Mo, has the effect of improving the corrosion resistance. This effect can be obtained by making the W amount 0.01% or more.
  • the amount of W exceeds 0.20%, the strength increases, and the productivity is lowered due to an increase in rolling load or the like, which is not preferable.
  • the W content is in the range of 0.01% to 0.20%.
  • the range is 0.01% or more and 0.10% or less.
  • Co 0.01% or more and 0.20% or less
  • Co is an element that improves toughness. This effect can be obtained by making the Co content 0.01% or more.
  • the amount of Co exceeds 0.20%, workability deteriorates. Therefore, when adding Co, the amount of Co is set to a range of 0.01% or more and 0.20% or less. Preferably, the range is 0.01% or more and 0.10% or less.
  • B 0.0002% or more and 0.0020% or less B is an element effective for improving resistance to secondary working embrittlement after deep drawing. This effect can be obtained by making the B amount 0.0002% or more. On the other hand, if the amount of B exceeds 0.0020%, the rolling load during hot rolling increases and surface defects increase, which is not preferable. Therefore, when adding B, the amount of B is made into the range of 0.0002% or more and 0.0020% or less. Preferably it is 0.0005% or more and 0.0015% or less of range.
  • Mg 0.0002% or more and 0.0010% or less
  • Mg is an element that improves the rate of equiaxed crystals of the slab and is effective in improving workability and toughness. Furthermore, in a steel sheet containing Ti as in the present invention, the toughness decreases when the Ti carbonitride becomes coarse, but Mg also has an effect of suppressing the coarsening of the Ti carbonitride. These effects can be obtained by setting the Mg amount to 0.0002% or more. On the other hand, if the amount of Mg exceeds 0.0010%, the amount of Mg inclusions increases and the surface properties of the steel sheet are deteriorated. Therefore, when adding Mg, the amount of Mg is set in the range of 0.0002% to 0.0010%. Preferably it is 0.0002% or more and 0.0004% or less of range.
  • Ca 0.0005% or more and 0.0030% or less
  • Ca is an effective component for preventing the choke of nozzle due to precipitation of Ti inclusions which are likely to occur during continuous casting. The effect is acquired by making Ca amount 0.0005% or more. However, if the Ca content exceeds 0.0030%, the corrosion resistance decreases due to the formation of CaS. Therefore, when Ca is added, the Ca content is in the range of 0.0005% to 0.0030%. Preferably it is 0.0005% or more and 0.0020% or less of range. More preferably, it is 0.0005% or more and 0.0015% or less of range.
  • the ferritic stainless steel sheet of the present invention is obtained by melting a molten steel having the above composition by a known method such as a converter, an electric furnace, a vacuum melting furnace or the like, and continuously casting or ingot-and-bloomig method.
  • Steel material (slab). The slab is heated at 1100 to 1250 ° C. for 1 to 24 hours, or directly hot-rolled as cast without heating to form a hot-rolled sheet.
  • hot-rolled sheets are subjected to continuous annealing at 800 to 1100 ° C. and batch-annealing hot-rolled sheets at 700 to 900 ° C.
  • the hot-rolled sheet after annealing or the unrolled hot-rolled sheet is subjected to pickling and cold rolling to become a cold-rolled sheet.
  • the cold-rolled sheet is annealed and pickled to become a product.
  • Cold rolling is preferably performed at a rolling reduction of 50% or more from the viewpoints of ductility, bendability, press formability, and leveling.
  • the recrystallization annealing of cold-rolled sheets is generally performed according to JIS G 0203 surface finish, No. In the case of a 2B finished product, it is preferable to carry out at 800 to 1000 ° C. in view of obtaining good mechanical properties and pickling properties. In order to obtain more gloss, BA annealing (bright annealing) may be performed.
  • grinding or polishing may be performed.
  • a stainless steel plate having the chemical composition shown in Table 1 (the essential components are shown in Table 1-1 and the optional components are shown in Table 1-2) was melted in a 50 kg small vacuum melting furnace. These steel ingots were heated to 1150 ° C. and then hot-rolled to obtain 3.5 mm thick hot rolled sheets. Subsequently, the hot-rolled sheet obtained above was annealed at 950 ° C. for 10 minutes, then shot blasted, pickled with a mixed acid of hydrofluoric acid and nitric acid, and cold-rolled to a thickness of 0.8 mm. Cold-rolled sheet was used. The obtained cold-rolled sheet was subjected to finish annealing at 900 ° C. in an air atmosphere, and then pickled with a mixed acid of hydrofluoric acid and nitric acid.
  • salt spray cycle test The corrosion resistance of the cold-rolled annealed pickling plates obtained as described above was evaluated by visual inspection and a salt spray cycle test.
  • salt spray (5% NaCl, 35 ° C., spray 2 h) ⁇ dry (60 ° C., 4 h, relative humidity 40%) ⁇ wet (50 ° C., 2 h, relative humidity ⁇ 95%) is one cycle. Five cycles were performed.
  • Table 2 shows the results obtained as described above.
  • Comparative Example B1 in which the Cr content is less than the range of the present invention although the predetermined surface quality was obtained, corrosion occurred on the entire surface of the test piece in the salt spray cycle test, and sufficient corrosion resistance was not obtained.
  • Comparative Example B2 in which Cr was added beyond the scope of the present invention was not tested because the hot-rolled sheet was poor in toughness and cracks occurred in the next cold rolling process.
  • ferritic stainless steel plate obtained by the present invention has excellent surface quality, it is suitable for use in automobile parts such as building materials and molding materials.

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Abstract

　フェライト系ステンレス鋼板を提供する。　質量％で、Ｃ：０．００４％以上０．０１４％以下、Ｎ：０．００４％以上０．０１４％以下、Ｓｉ：０．０１％以上０．３０％以下、Ｍｎ：０．０１％以上０．３０％以下、Ｐ：０．０２５％以上０．０４０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．０１％以上０．０８％以下、Ｃｒ：１０．５％以上２４．０％以下、Ｎｉ：０．０１％以上０．４０％以下、Ｔｉ：０．２０％以上０．３８％以下、Ｎｂ：０．０１２％以下、Ｏ：０．００６０％以下であり、かつ、（Ｐ％＋Ｓ％＋１０×Ｏ％）×Ｔｉ％≦０．０２５を満足する範囲でＰ、Ｓ、Ｏ、Ｔｉを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。なお、Ｐ％、Ｓ％、０％、Ｔｉ％はそれぞれＰ、Ｓ、Ｏ、Ｔｉの含有量（質量％）を表す。

Description

フェライト系ステンレス鋼板
　本発明は、フェライト系ステンレス鋼板（ferritic stainless steel sheet）、特に表面性状に優れたフェライト系ステンレス鋼板に関するものである。
　ステンレス鋼板はＳＵＳ４３０に代表されるフェライト系ステンレス鋼板とＳＵＳ３０４に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼板(austenitic stainless steel sheet)とに大別される。フェライト系ステンレス鋼板は、オーステナイト系ステンレス鋼板に比べて、熱膨張係数が小さく熱伝導率が高い。このため、フェライト系ステンレス鋼板は、熱疲労特性(thermal fatigue resistance)に優れる。また、応力腐食割れ(stress corrosion cracking resistance)も起きにくい。このような性質を有するフェライト系ステンレス鋼板は、耐熱性(heat resistance)や耐酸化性(oxidation resistance)に加えて優れた熱疲労特性が要求される自動車排気系部材や優れた耐応力腐食割れ性が求められる厨房設備や電気温水器等に適用されている。さらに、フェライト系ステンレス鋼板はオーステナイト系ステンレス鋼板に比べて、オーステナイト生成元素(austenite former)であるＮｉやＭｎ等の高価な元素の添加量が少ないため低コストで製造することができるという大きな利点を持つ。これらの優れた特性が評価されて、フェライト系ステンレス鋼板は様々な用途に適用されており、そのニーズは近年さらに高まっている。
　ところで、清潔感や意匠性を求める用途には優れた表面性状が要求される。そのため、このような用途に適用されるフェライト系ステンレス鋼板は、上記特性だけでなく、表面性状にも優れることが求められる。
　このような課題に対し、たとえば、特許文献１には、Ｔｉ、ＮおよびＯの量を規制することによりＴｉＮ介在物の生成を低減させる技術が開示されている。このようにＴｉ等の遷移金属の酸化物あるいは窒化物の生成を回避する技術に関しては多数の開示例がある。しかし、これらの規制を行っても表面性状が悪化する場合があり、酸化物や窒化物のみを考慮した成分規制だけでは、優れた表面性状を得ることはできない。
特開２００２－２７５５９０号公報
　本発明は、上述の問題を解決するためになされたもので、表面性状に優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供することを目的とする。
　本発明者らは、フェライト系ステンレス鋼板中に生成する介在物の種類とその生成量について調査した。その結果、鋼板表面には、従来考慮されていたＴｉ系の酸化物(Ti-based  oxide)に加え、粗大なＴｉ系の硫化物(Ti-based sulfide)およびＴｉ系のリン化物(Ti-based phosphide)も生成し、この粗大なＴｉ系の硫化物およびリン化物が鋼板の表面性状を悪化させることが明らかとなった。
　そこで、次に、本発明者らは、Ｔｉ系の酸化物、硫化物およびリン化物による表面性状の低下が生じない鋼板成分範囲について鋭意検討した。その結果、Ｔｉ、Ｓ、ＰおよびＯ量を適切に管理することにより、上記介在物の生成を抑制することができ、鋼板の表面性状が大幅に向上することを見出した。
　本発明は、以上の知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
［１］質量％で、Ｃ：０．００４％以上０．０１４％以下、Ｎ：０．００４％以上０．０１４％以下、Ｓｉ：０．０１％以上０．３０％以下、Ｍｎ：０．０１％以上０．３０％以下、Ｐ：０．０２５％以上０．０４０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．０１％以上０．０８％以下、Ｃｒ：１０．５％以上２４．０％以下、Ｎｉ：０．０１％以上０．４０％以下、Ｔｉ：０．２０％以上０．３８％以下、Ｎｂ：０．０１２％以下、Ｏ:０．００６０％以下であり、かつ、（Ｐ％+Ｓ％+１０×Ｏ％）×Ｔｉ％≦０．０２５を満足する範囲でＰ、Ｓ、Ｏ、Ｔｉを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。なお、前記Ｐ％、前記Ｓ％、前記Ｏ％、前記Ｔｉ%はそれぞれＰ、Ｓ、Ｏ、Ｔｉの含有量（質量％）を表す。
［２］質量％で、さらに、Ｃｕ：０．０１％以上０．４８％以下、Ｍｏ：０．０１％以上１．２０％以下、Ｖ：０．０１％以上０．１０％以下のうちから選ばれる１種または２種以上を含有することを特徴とする前記［１］に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
［３］質量％で、さらに、Ｚｒ：０．０１％以上０．２０％以下、ＲＥＭ:０．００１％以上０．１００％以下、Ｗ：０．０１％以上０．２０％以下、Ｃｏ：０．０１％以上０．２０％以下、Ｂ：０．０００２％以上０．００２０％以下、Ｍｇ：０．０００２％以上０．００１０％以下、Ｃａ：０．０００５％以上０．００３０％以下のうちから選ばれる１種または２種以上を含有することを特徴とする前記［１］または前記［２］に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
　本発明によれば、表面性状に優れたフェライト系ステンレス鋼板が得られる。
　本発明は、Ｔｉ系の酸化物に加え、従来考慮されていなかったＴｉ系の硫化物およびリン化物の生成を効果的に抑制することにより、優れた表面性状を有するフェライト系ステンレス鋼板を得る技術に関する。以下に本発明の鋼板の成分組成を規定した理由を説明する。なお、成分％は、特に断りのない限り、すべて質量％を意味する。
　Ｃ：０．００４％以上０．０１４％以下
　Ｃ量が０．０１４％を超えると加工性の低下および溶接を施した場合の溶接部の耐食性の低下が顕著になる。Ｃ量が低いほど耐食性および加工性の観点では好ましい。しかし、Ｃ量を０．００４％未満にするためには精錬時間を長くする必要があり、製造上好ましくない。そのため、Ｃ量は０．００４％以上０．０１４％以下の範囲とする。好ましくは０．００４％以上０．０１１％以下の範囲である。より好ましくは０．００５％以上０．００８％以下の範囲である。
　Ｎ：０．００４％以上０．０１４％以下
　Ｎ量が０．０１４％を超えると加工性の低下および溶接を施した場合の溶接部の耐食性の低下が顕著になる。耐食性の観点からＮ量は低いほど好ましい。しかし、Ｎ量を０．００４％未満にまで低減するには精錬時間を長くする必要があり、製造コストの上昇および生産性の低下を招くため好ましくない。よって、Ｎ量は０．００４％以上０．０１４％以下の範囲とする。好ましくは０．００４％以上０．０１１％以下の範囲である。より好ましくは０．００６％以上０．００９％以下の範囲である。
　Ｓｉ：０．０１％以上０．３０％以下
　Ｓｉは、製鋼工程における脱酸剤として有用な元素である。この効果はＳｉ量を０．０１％以上にすることで得られる。また、Ｓｉ量が多いほどその効果は大きくなる。しかし、Ｓｉ量が０．３０％を超えると、熱間圧延工程における圧延荷重が増大して製造性が低下するとともに、表面に多量の酸化スケール(oxide scale)が生成し表面欠陥の増加が生じるため好ましくない。そのため、Ｓｉ量は０．０１％以上０．３０％以下とする。焼鈍・酸洗工程において脱スケール(descaling)をより容易に行うためには、Ｓｉ量を０．２５％以下とすることが好ましい。より好ましくは０．２０％以下である。
　Ｍｎ：０．０１％以上０．３０％以下
　Ｍｎは、鋼板の強度を高める効果があり、また、脱酸剤としても有用な元素である。これらの効果を得るためには、Ｍｎ量を０．０１％以上にすることが必要である。しかし、Ｍｎ量が０．３０％を超えると、熱延板の焼鈍工程や冷延板の焼鈍工程で生成する酸化スケールの厚みが厚くなり、表面性状が低下する。そのため、Ｍｎ量は０．０１％以上０．３０％以下とする。好ましくは０．０５％以上０．２５％以下の範囲である。より好ましくは０．０５％以上０．２０％以下の範囲である。
　Ｐ：０．０２５％以上０．０４０％以下
　Ｐは鋼板に不可避的に含まれる元素である。また、Ｐの過剰な含有は溶接性（weldability）を低下させ、粒界腐食（intergranular corrosion）を生じやすくさせる。この傾向はＰ量を０．０４０％超にすると顕著になる。Ｐ量が低いほど溶接性および粒界腐食の防止の観点では好ましい。しかし、Ｐ量を０．０２５％未満にするためには精錬時間を長くする必要があり、製造上好ましくない。そのため、Ｐ量は０．０２５％以上０．０４０％以下の範囲とする。好ましくは、０．０２５％以上０．０３５％以下である。より好ましくは、０．０２５％以上０．０３０％以下である。
　Ｓ：０．０１０％以下
　ＳもＰと同様に鋼板に不可避的に含まれる元素である。Ｓ量が０．０１０％超になると、耐食性が低下する。よって、Ｓ量は０．０１０％以下とする。好ましくは０．００７％以下である。より好ましくは０．００４％以下である。
　Ａｌ：０．０１％以上０．０８％以下
　Ａｌは有効な脱酸剤である。この脱酸剤としての効果はＡｌ量を０．０１％以上にすることで得られる。しかし、Ａｌ量が０．０８％を超えると、Ａｌ系介在物(Al-based inclusion)による表面欠陥が生じる場合があるとともに、焼鈍工程における酸洗性が低下するため製造上好ましくない。そのため、Ａｌ量は０．０１％以上０．０８％以下の範囲とする。好ましくは０．０１％以上０．０６％以下の範囲である。より好ましくは０．０２％以上０．０５％以下の範囲である。
　Ｃｒ：１０．５％以上２４．０％以下
　Ｃｒはステンレス鋼板の耐食性を確保するために最も重要な元素である。Ｃｒ量が１０．５％未満では十分な耐食性が得られない。一方、Ｃｒ量が２４．０％を超えると、σ（シグマ）相(sigma phase)の生成により熱延板の靭性が低下し、熱延板の連続焼鈍が困難となるため製造上好ましくない。そのため、Ｃｒ量は１０．５％以上２４．０％以下の範囲とする。好ましくは１２．０％以上２４．０％以下の範囲である。より好ましくは１５．０％以上２１．５％以下の範囲である。さらにより好ましくは１６．０％以上１９．０％以下の範囲である。
　Ｎｉ：０．０１％以上０．４０％以下
　Ｎｉはステンレス鋼板の耐食性を向上させる元素であり、不動態皮膜(passivation film)が形成できず活性溶解(active dissolution)が生じる腐食環境において腐食の進行を抑制する元素である。この効果はＮｉ量を０．０１％以上にすることで得られ、Ｎｉ量が多いほど高くなる。しかし、Ｎｉ量が０．４０％を超えると、加工性が低下することに加えて、応力腐食割れが発生しやすくなる。さらには、Ｎｉは高価な元素であるため、Ｎｉ量の増加は製造コストの増大を招くため好ましくない。そのため、Ｎｉ量は０．０１％以上０．４０％以下とする。好ましくは０．０５％以上０．３０％以下の範囲である。より好ましくは０．１０％以上０．２０％以下の範囲である。
　Ｔｉ：０．２０％以上０．３８％以下
　ＴｉはＣあるいはＮと結合し、加工性を向上させたり溶接部の鋭敏化を防止して溶接部の耐食性を向上させたりする。この効果を得るためにはＴｉ量を０．２０％以上にする必要がある。しかし、Ｔｉ量が０．３８％を超えると、鋳造工程において粗大なＴｉ炭窒化物(Ti carbonitride)が生成し、表面欠陥を引き起こすため好ましくない。そのため、Ｔｉ量は０．２０％以上０．３８％以下とする。好ましくは０．２０％以上０．３５％以下の範囲である。より好ましくは０．２５％以上０．３５％以下の範囲である。
　Ｎｂ：０．０１２％以下
　Ｎｂ量が０．０１２％を超えると再結晶温度(recrystallization temperature)が上昇し、熱延板の焼鈍温度や冷延板の焼鈍温度を上げなければ良好な機械的性質が得られなくなる。これらの焼鈍温度を上げると焼鈍時に生成するスケールが厚くなる。そのため、酸洗後に一部スケールが残ったり、厚いスケールを除去するために強い酸洗を行い表面が荒れたりし、表面性状が低下する。そのため、Ｎｂ量は０．０１２％以下とする。好ましくは０．００８％以下である。より好ましくは０．００５％以下である。
　Ｏ：０．００６０％以下
　Ｏは溶接時の溶け込み深さ（penetration depth）を向上させる元素である。しかし、Ｏ量が０．００６０％を超えると、酸化物系の介在物（oxide inclusions）の量が増加し耐食性が低下する。そのため、Ｏ量は０．００６０％以下とする。好ましくは０．００４５％以下である。より好ましくは０．００３０％以下である。
　（Ｐ％＋Ｓ％＋１０×Ｏ％）×Ｔｉ％≦０．０２５
　ＴｉはＰ、ＳおよびＯと介在物を形成する。（Ｐ％＋Ｓ％＋１０×Ｏ％）×Ｔｉ％が０．０２５を超えると、鋼板表面に生成するＴｉ系介在物の量が増加するとともに介在物が粗大となり、表面欠陥や表面光沢の低下による表面品質が低下するので好ましくない。さらに、（Ｐ％＋Ｓ％＋１０×Ｏ％）×Ｔｉ％が０．０２５を超えると、鋼板表面に生成した粗大なＴｉ系介在物により不動態皮膜に欠陥ができて、耐食性が低下するので好ましくない。
そのため、（Ｐ％＋Ｓ％＋１０×Ｏ％）×Ｔｉ％は０．０２５以下とする。なお、Ｐ％、Ｓ％、０％、Ｔｉ％はそれぞれＰ、Ｓ、Ｏ、Ｔｉの含有量（質量％）を表す。
　以上より、本発明のフェライト系ステンレス鋼板は、上記必須成分を含有し残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる。
　また、本発明のフェライト系ステンレス鋼板は必要に応じて、さらに、Ｃｕ、ＭｏおよびＶのうちから選ばれる１種または２種以上、Ｚｒ、ＲＥＭ、Ｗ、Ｃｏ、Ｂ、ＭｇおよびＣａのうちから選ばれる１種または２種以上を、下記の範囲で含有することができる。
　Ｃｕ、Ｍｏ、Ｖの１種または２種以上
　Ｃｕ：０．０１％以上０．４８％以下
　Ｃｕは耐食性を向上させる元素である。また、Ｃｕは、鋼板が水溶液中にある場合や弱酸性の水滴が鋼板に付着した場合の母材および溶接部の耐食性を向上させるのに特に有効な元素である。この効果はＣｕを０．０１％以上にすることで得られ、その効果はＣｕ量が大きいほど高くなる。しかし、Ｃｕ量が０．４８％を超えると、熱間加工性が低下するとともに、熱間圧延時に赤スケール(red scale)と呼ばれるＣｕ起因の酸化物がスラブ上に生成し、表面欠陥が生じるため好ましくない。さらには焼鈍後の脱スケールが困難となるため製造上好ましくない。そのため、Ｃｕを添加する場合、Ｃｕ量は０．０１％以上０．４８％以下の範囲とする。好ましくは、０．１０％以上０．４８％以下の範囲である。より好ましくは０．３０％以上０．４５％以下の範囲である。
　Ｍｏ：０．０１％以上１．２０％以下
　Ｍｏはステンレス鋼板の耐食性を顕著に向上させる元素である。この効果はＭｏ量を０．０１％以上にすることで得られ、Ｍｏ量が多いほど向上する。しかし、Ｍｏ量が１．２０％を超えると、熱間加工性が低下して熱間圧延時に表面欠陥が多発するようになる。また、Ｍｏは高価な元素であることから、多量の添加は製造コストを増大させる。そのため、Ｍｏを添加する場合、Ｍｏ量は０．０１％以上１．２０％以下とする。好ましくは０．３０％以上１．２０％以下の範囲である。より好ましくは０．３０％以上０．９０％以下の範囲である。さらに好ましくは０．４０％以上０．６０％以下の範囲である。
　Ｖ：０．０１％以上０．１０％以下
　Ｖは焼鈍後の結晶粒を微細化し、表面の肌荒れ(surface deteorations)の防止や疲労特性の向上に有効な元素である。また、ＶはＣあるいはＮと結合して溶接部の鋭敏化による耐食性の低下を抑制する効果がある。これらの効果はＶ量を０．０１％以上にすることで得られる。しかし、Ｖ量が０．１０％を超えると加工性が低下するとともに、原料コストが上昇するため好ましくない。そのため、Ｖを添加する場合、Ｖ量は０．０１％以上０．１０％以下の範囲とする。好ましくは０．０１％以上０．０７％以下の範囲である。より好ましくは０．０２％以上０．０５％以下の範囲である。
　Ｚｒ、ＲＥＭ、Ｗ、Ｃｏ、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａのうちから選ばれる１種または２種以上
　Ｚｒ：０．０１％以上０．２０％以下
　ＺｒはＣ、Ｎと結合して溶接部の鋭敏化を抑制する効果があるとともに高温強度を上昇させる効果がある。これらの効果はＺｒ量を０．０１％以上にすることで得られる。一方、Ｚｒ量が０．２０％を超えると加工性が低下する。また、Ｚｒは高価な元素であるため、過度な添加は製造コストの増加を招くため好ましくない。そのため、Ｚｒを添加する場合、Ｚｒ量は０．０１％以上０．２０％以下の範囲とする。好ましくは、０．０１％以上０．１０％以下の範囲とする。
　ＲＥＭ：０．００１％以上０．１００％以下
　ＲＥＭは耐酸化性（oxidation resistance）を向上させる効果があり、特に溶接部の酸化皮膜（oxide film）の形成を抑制し溶接部の耐食性を向上させる効果がある。この効果を得るためにはＲＥＭ量を０．００１％以上にする必要がある。一方、ＲＥＭ量が０．１００％を超えると熱間圧延性が低下して表面欠陥が多発するので好ましくない。そのため、ＲＥＭを添加する場合、ＲＥＭ量は０．００１％以上０．１００％以下の範囲とする。好ましくは、０．００１％以上０．０５０％以下の範囲とする。
　Ｗ：０．０１％以上０．２０％以下
　ＷはＭｏと同様に耐食性を向上させる効果がある。この効果はＷ量を０．０１％以上にすることで得られる。一方、Ｗ量が０．２０％を超えると強度が上昇し、圧延荷重の増大等による製造性の低下を招くため好ましくない。そのため、Ｗを添加する場合、Ｗ量は０．０１％以上０．２０％以下の範囲とする。好ましくは、０．０１％以上０．１０％以下の範囲とする。
　Ｃｏ：０．０１％以上０．２０％以下
　Ｃｏは靭性を向上させる元素である。この効果はＣｏ量を０．０１％以上にすることで得られる。一方、Ｃｏ量が０．２０％を超えると加工性が低下する。そのため、Ｃｏを添加する場合、Ｃｏ量は０．０１％以上０．２０％以下の範囲とする。好ましくは、０．０１％以上０．１０％以下の範囲とする。
　Ｂ：０．０００２％以上０．００２０％以下
　Ｂは深絞り成形(deep drawing)後の耐二次加工脆性(resistance to secondary working embrittlement)を改善するために有効な元素である。この効果はＢ量を０．０００２％以上にすることで得られる。一方、Ｂ量が０．００２０％を超えると熱間圧延時の圧延荷重が増大し表面欠陥が増大するので好ましくない。そのため、Ｂを添加する場合、Ｂ量は０．０００２％以上０．００２０％以下の範囲とする。好ましくは０．０００５％以上０．００１５％以下の範囲である。
　Ｍｇ：０．０００２％以上０．００１０％以下
　Ｍｇはスラブの等軸晶率(rate of equiaxed crystals)を向上させ、加工性や靭性の向上に有効な元素である。さらに、本発明のようにＴｉを含む鋼板においては、Ｔｉ炭窒化物が粗大化すると靭性が低下するが、ＭｇはＴｉ炭窒化物の粗大化を抑制する効果も有する。これらの効果はＭｇ量を０．０００２％以上にすることで得られる。一方で、Ｍｇ量が０．００１０％を超えると、Ｍｇ介在物量が増えて鋼板の表面性状を悪化させてしまう。したがって、Ｍｇを添加する場合、Ｍｇ量は０．０００２％以上０．００１０％以下の範囲とする。好ましくは０．０００２％以上０．０００４％以下の範囲である。
　Ｃａ：０．０００５％以上０．００３０％以下
　Ｃａは、連続鋳造の際に発生しやすいＴｉ系介在物の析出によるノズルの閉塞(choke of nozzle)を防止するのに有効な成分である。その効果はＣａ量を０．０００５％以上にすることで得られる。しかし、Ｃａ量が０．００３０％を超えるとＣａＳの生成により耐食性が低下する。従って、Ｃａを添加する場合、Ｃａ量は０．０００５％以上０．００３０％以下の範囲とする。好ましくは０．０００５％以上０．００２０％以下の範囲である。より好ましくは０．０００５％以上０．００１５％以下の範囲である。
　次に、本発明のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法について説明する。
　本発明のフェライト系ステンレス鋼板は、上記成分組成からなる溶鋼を転炉、電気炉、真空溶解炉等の公知の方法で溶製し、連続鋳造法あるいは造塊－分塊法(ingot and bloomig method)により鋼素材（スラブ）とする。このスラブを、１１００～１２５０℃で１～２４時間加熱するか、あるいは加熱することなく鋳造まま直接、熱間圧延して熱延板とする。
　通常、熱延板は８００～１１００℃での連続焼鈍や７００～９００℃のバッチ焼鈍(batch annealing)の熱延板の焼鈍が施される。なお、用途によっては熱延板の焼鈍を省略しても良い。次いで、焼鈍後の熱延板又は焼鈍を施していない熱延板は、酸洗、冷間圧延が施されることにより冷延板となる。その後、冷延板は焼鈍・酸洗が施されて製品となる。
　冷間圧延は延性、曲げ性、プレス成形性および形状矯正(leveling)の観点から５０％以上の圧下率で行うことが好ましい。
　冷延板の再結晶焼鈍は、一般的にはＪＩＳ　Ｇ　０２０３の表面仕上げ、Ｎｏ．２Ｂ仕上げ品の場合、良好な機械的性質を得ること、および酸洗性の面から８００～１０００℃で行うことが好ましい。また、より光沢を求めるためにＢＡ焼鈍（光輝焼鈍(bright annealing)）を行っても良い。
　なお、冷間圧延後および加工後にさらに表面性状を向上させるために、研削や研磨等を施してもよい。
　以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明する。
　表１（表１－１に必須成分、表１－２に任意成分を示した。）に示す化学組成を有するステンレス鋼板を５０ｋｇ小型真空溶解炉にて溶製した。これらの鋼塊を、１１５０℃に加熱後、熱間圧延を施して３．５ｍｍ厚の熱延板とした。次いで、上記により得られた熱延板は９５０℃で１０分間焼鈍した後、ショットブラスト(shot blasting)を行いフッ酸と硝酸の混合酸で酸洗し、冷間圧延により板厚０．８ｍｍの冷延板とした。得られた冷延板に対して、大気雰囲気下において９００℃で仕上げ焼鈍を行った後、フッ酸と硝酸の混合酸で酸洗した。
　以上により得られた冷延焼鈍酸洗板に対して、目視観察による表面検査、塩水噴霧サイクル試験(salt spray cyclic corrosion test)による耐食性の評価を行った。塩水噴霧サイクル試験は、塩水噴霧（５％ＮａＣｌ、３５℃、噴霧２ｈ）→乾燥（６０℃、４ｈ、相対湿度４０％）→湿潤（５０℃、２ｈ、相対湿度≧９５％）を１サイクルとして、５サイクル行った。
　目視観察による表面検査では、表面欠陥面積が５％未満の場合を合格とした。塩水噴霧サイクル試験では、５サイクル終了後に腐食発生がない場合を合格とした。表面検査および塩水噴霧サイクル試験のいずれもが合格となった場合に所定の材質が得られたと判定した。
　以上により得られた結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表２より、本発明例Ａ１～Ａ１８では、表面欠陥は認められず、塩水噴霧サイクル試験においても腐食は発生せず良好な表面品質が得られた。
　一方、Ｃｒ量が本発明の範囲を下回る比較例Ｂ１では、所定の表面品質は得られたものの、塩水噴霧サイクル試験において試験片全面に腐食が生じ、十分な耐食性が得られなかった。
　本発明の範囲を超えてＣｒを添加した比較例Ｂ２は、熱延板の靭性に乏しく、次の冷延工程で割れが発生したため、試験は実施しなかった。
　本発明の範囲を超えてＴｉを添加した比較例Ｂ３では、粗大なＴｉ炭窒化物に起因した表面欠陥（スジ状疵（streak-like flaw））が発生した。
　（Ｐ％＋Ｓ％＋１０×Ｏ％）×Ｔｉ％、Ｐ、Ｓ、あるいはＯが本発明の範囲を上回る比較例Ｂ４～Ｂ７では、鋼板表層部に多量の粗大なＴｉ系介在物が生成したことによる表面欠陥（ヘゲ（scrab）や線ヘゲ(linear scdab)等）が発生し、所定の表面品質が得られなかった。
　また、ＳｉあるいはＡｌを本発明の範囲を超えて添加した比較例Ｂ８およびＢ９では、酸洗で完全にはスケールが除去できず一部のスケールが残り、良好な表面外観を得ることができなかった。また、塩水噴霧サイクル試験において、酸洗で除去できずに残ったスケールから腐食が発生した。
　以上の結果から、各元素の含有量の規定に加え、（Ｐ％＋Ｓ％＋１０×Ｏ％）×Ｔｉ％≦０．０２５の値も本発明の範囲内に適切に調整することで、表面性状に優れたフェライト系ステンレス鋼板が得られることが確認された。
　本発明で得られるフェライト系ステンレス鋼板は、優れた表面品質を有するので、例えば建築建材やモール材等の自動車部品等への使用に好適である。

Claims (3)

  1. 　質量％で、Ｃ：０．００４％以上０．０１４％以下、Ｎ：０．００４％以上０．０１４％以下、Ｓｉ：０．０１％以上０．３０％以下、Ｍｎ：０．０１％以上０．３０％以下、Ｐ：０．０２５％以上０．０４０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．０１％以上０．０８％以下、Ｃｒ：１０．５％以上２４．０％以下、Ｎｉ：０．０１％以上０．４０％以下、Ｔｉ：０．２０％以上０．３８％以下、Ｎｂ：０．０１２％以下、Ｏ：０．００６０％以下であり、かつ、
    （Ｐ％＋Ｓ％＋１０×Ｏ％）×Ｔｉ％≦０．０２５を満足する範囲でＰ、Ｓ、Ｏ、Ｔｉを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。なお、前記Ｐ％、前記Ｓ％、前記０％、前記Ｔｉ％はそれぞれＰ、Ｓ、Ｏ、Ｔｉの含有量（質量％）を表す。
  2. 　質量％で、さらに、Ｃｕ：０．０１％以上０．４８％以下、Ｍｏ：０．０１％以上１．２０％以下、Ｖ：０．０１％以上０．１０％以下のうちから選ばれる１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
  3. 　質量％で、さらに、Ｚｒ：０．０１％以上０．２０％以下、ＲＥＭ：０．００１％以上０．１００％以下、Ｗ：０．０１％以上０．２０％以下、Ｃｏ：０．０１％以上０．２０％以下、Ｂ：０．０００２％以上０．００２０％以下、Ｍｇ：０．０００２％以上０．００１０％以下、Ｃａ：０．０００５％以上０．００３０％以下のうちから選ばれる１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
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