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JP2002332550A - プレス成形性に優れた高クロム鋼板およびその製造方法 - Google Patents

プレス成形性に優れた高クロム鋼板およびその製造方法

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Publication number
JP2002332550A
JP2002332550A JP2002011232A JP2002011232A JP2002332550A JP 2002332550 A JP2002332550 A JP 2002332550A JP 2002011232 A JP2002011232 A JP 2002011232A JP 2002011232 A JP2002011232 A JP 2002011232A JP 2002332550 A JP2002332550 A JP 2002332550A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel sheet
high chromium
press formability
chromium steel
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002011232A
Other languages
English (en)
Inventor
Ken Kimura
謙 木村
Masayuki Tento
雅之 天藤
Masao Kikuchi
正夫 菊池
Junichi Hamada
純一 濱田
Yuji Koyama
祐司 小山
Koji Sugano
浩至 菅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2002011232A priority Critical patent/JP2002332550A/ja
Publication of JP2002332550A publication Critical patent/JP2002332550A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレス成形性に優れた高クロム鋼板およびそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 この鋼板は、mass%で、C:0.000
5〜0.005%、N:0.0005〜0.015%、
Cr:16〜18%、Si:0.01〜0.2%、M
n:0.01〜0.2%、P<0.02%、S<0.0
1%、Al:0.005〜0.1%、Ti:96×(C
/12+N/14)〜0.25%を、0.9Si+0.
5Mn+8.6P+2Ti≦0.75%を満たすよう含
有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼であり、
製品板を圧延方向と平行、垂直、45°の3方向に引張
試験した際に、いずれの方向においても、降伏伸びが
0.05%未満、かつ、下降伏強度もしくは0.2%耐
力が260MPa未満であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プレス成形性に優
れた高クロム鋼板およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】フェライト系ステンレス鋼に代表される
高クロム鋼板は、厨房用、家電用等、プレス成形をして
用いられている場合が多い。しかし、高クロム鋼板を成
形した場合には、普通鋼(炭素鋼)に比べてポンチやダ
イスの摩耗損傷が著しく早い。この原因は、高クロム鋼
板の強度が普通鋼に比べて著しく高いことにあるためで
あり、従って、高クロム鋼板の強度を低下できれば、プ
レス成形時の摩耗損傷を抑制できると考えられる。高ク
ロム鋼(フェライト系ステンレス鋼)を軟質化する研究
はこれまでに行われており、特開昭62−30852号
公報、特開昭63−47353号公報が知られている。
しかしいずれの知見を用いても、プレス時の摩耗損傷を
軽減出来なかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、プレス成形
時のポンチ、ダイスの摩耗損傷を抑制できる鋼板を、1
7%Crをベースにした高クロム鋼板およびその製造方
法で提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】高クロム鋼板の代表鋼種
であるSUS430は、Crが17%程度添加されてい
る。Crは固溶強化元素であるため、Cr量を低減する
ことで強度は低下できると考えられるが、耐食性を確保
するためには必須元素である。そこで本発明者らは、1
7%Cr鋼をベースとして、プレス成形用のポンチ及び
ダイスの摩耗損傷性に及ぼす材料特性の影響を調査し、
下記の知見を得た。 降伏点伸びが高い場合には、摩耗損傷が大きい。 下降伏応力もしくは0.2%耐力が260MPaを超
える場合に、摩耗損傷が著しく大きくなる。 圧延に平行、垂直、45°の3方向のいずれも降伏点
伸び及び下降伏応力もしくは0.2%耐力が低い場合
に、摩耗損傷が抑制される。
【0005】さらに、材料特性と成分及び製造方法の関
係を調査し、下記の知見を得た。 降伏点伸びは、C,Nを析出物として固定することで
低減できる。 下降伏応力もしくは0.2%耐力は、固溶強化元素で
あるSi,Mn,P,Tiの影響が大きく、いずれも添
加量が多いほど大きくなる。 最終焼鈍後の調質圧延の圧下率が高い場合には、0.
2%耐力が大きく上昇する。
【0006】本発明は上記知見に基づいて完成されたも
のであって、その要旨とするところは以下の通りであ
る。 (1)鋼成分として、mass%で、 C :0.0005〜0.005%、N :0.0005〜0.015%、 Cr:16〜18%、 Si:0.01〜0.2%、 Mn:0.01〜0.2%、 P :0.02%未満、 S :0.01%未満、 Al:0.005〜0.1%、 Ti:96×(C/12+N/14)〜0.25% を含有し、かつ下記(1)式を満足し、残部が鉄及び不
可避的不純物からなる鋼であり、製品板を圧延方向と平
行、垂直、45°の3方向に引張試験した際に、いずれ
の方向においても、降伏伸びが0.05%未満、かつ、
下降伏強度もしくは0.2%耐力が260MPa未満で
あることを特徴とするプレス成形性に優れた高クロム鋼
板。 0.9Si+0.5Mn+8.6P+2Ti≦0.75% ……(1) (2)鋼成分として、さらにmass%で、Mg:0.
0001〜0.01%を含有することを特徴とする前記
(1)に記載のプレス成形性に優れた高クロム鋼板。 (3)鋼成分として、さらにmass%で、B:0.0
005〜0.005%を含有することを特徴とする前記
(1)又は(2)に記載のプレス成形性に優れた高クロ
ム鋼板。 (4)鋼成分として、さらにmass%で、Co:0.
1〜3%、V:0.1〜3%の1種もしくは2種を含有
することを特徴とする前記(1)乃至(3)のいずれか
1項に記載のプレス成形性に優れた高クロム鋼板。 (5)前記(1)乃至(4)のいずれか1項に記載の高
クロム鋼板を製造するに際し、熱間圧延後、焼鈍及び酸
洗の組み合わせ工程を経て結晶粒度番号を6〜8に調整
した後に、圧下率が0.5%未満の調質圧延を行うこと
を特徴とするプレス成形性に優れた高クロム鋼板の製造
方法。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明について詳細に説明す
る。なお、下記の説明における%とはmass%を示す
ものである。C,N:C,Nを多量に添加すると、それ
らを固定するための必要Ti量が増加する。Tiは降伏
応力もしくは0.2%耐力を増加させるため、C,Nは
共に低く抑える必要がある。それぞれの上限は、精錬能
力を考慮してC:0.005%、N:0.015%とし
た。一方、下限は精錬段階でのコストを考慮した場合に
はそれぞれ0.0005%である。
【0008】Cr:本発明では17%をベースとした高
クロム鋼板のプレス成形性を考えている。精錬での許容
範囲としては±1%が考えられ、16〜18%の範囲と
した
【0009】Si,Mn:Si,Mnは降伏応力もしく
は0.2%耐力を抑える観点から低い方が好ましく、上
限を0.2%とした。下限は不純物として混入する最低
レベルの0.01%とした。
【0010】P:Pは強力な固溶強化元素であるため、
極力低い方が好ましい。但し、Fe−Cr原料からの混
入も考えられるため、0.02%未満とした。
【0011】S:Sは多量に添加すると耐食性を劣化さ
せるため0.01%未満とした。
【0012】Al:Alは脱酸元素として活用される
が、0.1%を超えると成形性、製造性を低下させるた
め、0.1%を上限とした。但し、不純物レベルとして
0.005%程度混入するため、これを下限とした。
【0013】Ti:TiはC,Nを確実に固定できるレ
ベルとして、化学量論組成の2倍、すなわち、96×
(C/12+N/14)を下限とした。但し、添加量が
多い場合には鋼板の強度を増加させるため、上限を0.
25%とした。
【0014】上記基本成分に加え、以下の成分を必要に
応じて添加することができる。Mg:Mgは凝固組織を
細かくし、成形性を向上する効果がある。その効果を発
揮するのは0.0001%以上でありこれを下限とし
た。また多量に添加してもその効果は飽和するため、
0.010%を上限とした。本発明におけるMg量と
は、精錬時に添加され、鋼板製造後に鋼中に残存してい
る量を示しており、不純物としてスラグ等から混入する
ものではない。好ましい範囲は0.0002〜0.00
3%である。
【0015】B:加工性、特に二次加工性を向上させる
元素である。0.0005%以上添加することで効果が
現れる。しかし0.005%より多くてもその効果は飽
和する。
【0016】Co,V:これらは、高クロム鋼に少量添
加した場合には、下降伏強度(又は0.2%耐力)を増
加させることなく加工性を向上させる元素である。その
効果が発揮される下限はそれぞれ0.1%である。但
し、それぞれ3%超添加すると強度を大きく増加させる
ため、3%を上限とした。
【0017】その他の元素:上記以外の元素は、不可避
的不純物として混入する以外に添加はしない。特にNb
は下降伏応力を著しく上昇させるため、0.02%未満
とすることが好ましい。
【0018】Si,Mn,P,Ti:前述のように規定
した元素のうち、固溶強化元素であるSi,Mn,P,
Tiの4元素については、下記(1)式 0.9Si+0.5Mn+8.6P+2Ti≦0.75 ……(1) の関係式を満足することが必要になる。式の左辺が0.
75を超えると下降伏応力が大きくなり、成形時のポン
チの摩耗損傷が大きくなる。
【0019】調質圧延率:調質圧延は、熱間圧延後、焼
鈍及び酸洗の組み合わせ工程を経た後に実施される。こ
れにより降伏点伸びを抑制する効果があるが、圧延率が
0.5%以上であると、材料の下降伏応力もしくは0.
2%耐力が大きく上昇するため、0.5%未満とした。
圧延率は、鋼板圧延方向の伸び率に換算しても良い。成
分によっては降伏点伸びが発生しない場合があるため、
下限は特に設ける必要はない。
【0020】結晶粒度番号:調質圧延前の結晶粒度番号
を6〜8に調整する必要がある。粒度番号が8より大き
いと下降伏応力(0.2%耐力)が増加するため、8を
上限とした。逆に6より小さいとプレス成形時に肌荒れ
が生じるため6を下限とした。結晶粒度番号を前記のよ
うにするためには、冷間圧延率や焼鈍温度を適宜調整す
ればよい。結晶粒度番号はJIS記載の方法に準じて測
定すればよい。
【0021】降伏点伸び及び下降伏応力もしくは0.2
%耐力:圧延方向と平行、垂直及び45°の3方向のい
ずれかの降伏点伸びが、0.05%以上あると、成形時
のポンチの摩耗が激しくなるため0.05%未満とし
た。下降伏応力は、前述の3方向とも260MPa未満
にすることで、成形時のポンチ及びダイスの摩耗損傷を
軽減できるためこれを上限とした。下降伏応力は低い方
が摩耗損傷が抑制できると考えられ、3方向とも230
MPaとすることが好ましい。降伏点伸び及び下降伏応
力は、JISに準ずる方法で測定すればよい。降伏点が
存在しない場合には、下降伏応力の代わりに0.2%耐
力を用いることとする。
【0022】また製造工程は、熱間圧延後に焼鈍、冷延
を組み合わせた工程を経ることが必要である。これは熱
間圧延後に1回以上の冷間圧延及び焼鈍を行うことを意
味しており、熱延板焼鈍を行っても行わなくても良い
し、冷間圧延途中に焼鈍しても良い。但し、調質圧延前
には焼鈍することが必要である。
【0023】本発明は、前述の成分限定を行い、調質圧
延前の結晶粒度番号及び調質圧延率を規定することで、
初めて圧延方向と平行、垂直及び45°の3方向の降伏
点伸び及び下降伏応力(0.2%耐力)を満足する鋼板
を製造でき、成形時のポンチ及びダイスの摩耗損傷を抑
制できる。
【0024】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。 [実施例1]表1に示すフェライト系ステンレス鋼を溶
製し、熱間圧延後、焼鈍、冷間圧延の組み合わせによっ
て結晶粒度番号を6〜8に調整した。これに0.1%の
調質圧延を施したのち、引張試験(圧延方向と平行、垂
直及び45°の3方向)及び実験室でのプレス成形試験
(同一鋼種で10回ずつ)を行った。表2に引張試験結
果及びプレス試験後のポンチの摩耗状況を調査した結果
を示す。本発明鋼はプレス成形後のポンチの摩耗が極め
て少なく、目視では認められないレベルであった。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】[実施例2]表1に示すフェライト系ステ
ンレス鋼の内数種を熱間圧延後、焼鈍、冷間圧延の組み
合わせによって結晶粒度番号を変え、また調質圧延率を
変えて製品板を作製した。これらの鋼板を引張試験(圧
延方向と平行、垂直及び45°の3方向)及び実験室で
のプレス成形試験(同一鋼種で10回ずつ)を行った。
表3に引張試験結果、プレス試験後のポンチの摩耗状況
と鋼板の表面状態を調査した結果を示す。本発明鋼はプ
レス成形後のポンチの摩耗がほとんど無く、鋼板表面の
肌荒れも生じなかった。
【0028】
【表3】
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、鋼成分と圧延方向と平
行、垂直、45°の3方向の強度を限定することによ
り、高クロム鋼板のプレス成形性を向上でき、プレス成
形時のポンチ、ダイスの摩耗損傷を抑制できる。また通
常の設備により、結晶粒度番号及び調質圧延率を規定す
ることのみによって、このプレス成形性に優れた高クロ
ム鋼板の製造方法をも提供でき、産業上の価値は極めて
高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22C 38/32 C22C 38/32 (72)発明者 菊池 正夫 東京都千代田区大手町2−6−3 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 濱田 純一 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式会 社光製鐵所内 (72)発明者 小山 祐司 北九州市戸畑区飛幡町1−1 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 菅野 浩至 北九州市戸畑区飛幡町1−1 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 Fターム(参考) 4E002 AA07 AD06 BC05 BD09 BD10 CB01 4K037 EA01 EA02 EA04 EA10 EA12 EA14 EA15 EA18 EA23 EA25 EA27 EA31 EA32 EB01 EB02 EB03 FG01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼成分として、mass%で、 C :0.0005〜0.005%、 N :0.0005〜0.015%、 Cr:16〜18%、 Si:0.01〜0.2%、 Mn:0.01〜0.2%、 P :0.02%未満、 S :0.01%未満、 Al:0.005〜0.1%、 Ti:96×(C/12+N/14)〜0.25%を含
    有し、かつ下記(1)式を満足し、残部が鉄及び不可避
    的不純物からなる鋼であり、製品板を圧延方向と平行、
    垂直、45°の3方向に引張試験した際に、いずれの方
    向においても、降伏伸びが0.05%未満、かつ、下降
    伏強度もしくは0.2%耐力が260MPa未満である
    ことを特徴とするプレス成形性に優れた高クロム鋼板。 0.9Si+0.5Mn+8.6P+2Ti≦0.75% ……(1)
  2. 【請求項2】 鋼成分として、さらにmass%で、 Mg:0.0001〜0.01%を含有することを特徴
    とする請求項1に記載のプレス成形性に優れた高クロム
    鋼板。
  3. 【請求項3】 鋼成分として、さらにmass%で、 B :0.0005〜0.005% を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載のプ
    レス成形性に優れた高クロム鋼板。
  4. 【請求項4】 鋼成分として、さらにmass%で、 Co:0.1〜3%、 V :0.1〜3%の1種もしくは2種を含有すること
    を特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のプ
    レス成形性に優れた高クロム鋼板。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の高
    クロム鋼板を製造するに際し、熱間圧延後、焼鈍及び酸
    洗の組み合わせ工程を経て結晶粒度番号を6〜8に調整
    した後に、圧下率が0.5%未満の調質圧延を行うこと
    を特徴とするプレス成形性に優れた高クロム鋼板の製造
    方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008138270A (ja) * 2006-12-05 2008-06-19 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp 加工性に優れた高強度ステンレス鋼板およびその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008138270A (ja) * 2006-12-05 2008-06-19 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp 加工性に優れた高強度ステンレス鋼板およびその製造方法

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Effective date: 20030729