JP2012167298A - フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 耐リジング性と深絞り性が良好なフェライト系ステンレス鋼板とその製造方法等であって、生産性がよくコスト面でも有利なものを提供する。
【解決手段】 1)少なくとも最終３段において圧下率が25％を超え粗圧延温度が1000℃以上1100℃以下である粗圧延を行い、2)さらに、少なくとも最終３段において圧下率が25％を超え仕上温度が700℃以上850℃以下である仕上圧延を行って熱延鋼板を製造し、3)その後、当該熱延鋼板に対して熱延焼鈍、冷間圧延および冷延焼鈍を行う。
【選択図】 図１

Description

請求項に係る発明は、耐リジング性（リジングを発生しにくい性質）と深絞り性が良好なフェライト系ステンレス鋼板（いわゆる16％Cr冷延鋼板）とその製造方法等に関するものである。

フェライト系ステンレス鋼板は、フェライトの単相組織であり鋳造時点から冷間圧延の終了時点まで相変態を起こすことがない。そのために鋳造組織が残っていることから、その冷延鋼板を延伸加工等するとき、リジングと呼ばれるスジが鋼板表面に発生しやすく、深絞り性が劣る。
したがって、フェライト系ステンレス鋼板が、成形加工を良好に行える広範な用途をもつ材料であるためには、耐リジング性および深絞り性に優れることが求められる。

フェライト系ステンレス鋼板に関する従来の特許文献には、下記のようなものがある。

特公昭57-61096号公報 特許3128487号公報 特公平9-256064号公報 特許第3684650号公報 特開昭63-69921号公報 特開平1-136930号公報

上記した特許文献には、上記のような意味で用途が広く実用性の高いフェライト系ステンレス鋼板を示したものは見当たらない。
たとえば、上記の特許文献１・２には、耐リジング性と深絞り性との双方に優れるフェライト系ステンレス鋼板は記載されていない。すなわち、特許文献１には、フェライト系ステンレス鋼板のリジング特性を向上させる方法として、異径ロール圧延による製造方法が開示されているが、リンジング性は向上させられても、深絞り性の向上について格別寄与する面はなさそうである。特許文献２も同様に、仕上圧延の圧延ロールの粗度を1.5μm以上にする方法や、15％以上の異周速圧延を施すことでリジング特性を良好にするフェライト系ステンレス鋼板の製造方法が開示されているが、深絞り性が向上する旨は示されていない。

特許文献３・４には、Cが0.01mass%以下であり特殊元素が添加された例が示されているものの、それらの例は工業的に製造することが難しい。すなわち、特許文献３にはCが0.01mass%以下の成分で高r値を有する製造方法が開示されているが、Crを15〜20mass%としてCを0.01mass%以下に下げることは製鋼段階の生産コストを顕著に増加させる問題がある。また、特許文献４にはTiを添加することで成形性の優れたフェライト系ステンレス鋼帯の製造方法が開示されているが、Tiのような特殊な合金元素の添加が必要なら、製造コストはかなり高くなる。

特許文献５・６の例では生産性や製造性が低い。すなわち、特許文献５に成形加工性および耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法が開示されているが、加熱温度が1200℃から1300℃と高く、生産性が悪い。特許文献６には、摩擦係数0.2以下、仕上圧延700℃で圧延を行うとあるが、摩擦係数が0.2以下では板の噛み込み性に問題があり生産性が悪い。

また、従来は、仕上圧延で圧延温度を低下させるとともに圧下率を増加させることが商用の大量生産工程では困難であったため、耐リジング性や成形加工性の向上に適していない比較的高温での仕上圧延での軽圧下圧延が、実熱延工程においてやむを得ず行われている。
本発明は、以上のような観点から、耐リジング性と深絞り性が良好なフェライト系ステンレス鋼板とその製造方法であって、生産性がよくコスト面でも有利なものを提供することを目的とする。

発明によるフェライト系ステンレス鋼板の製造方法は、C：0.01〜0.07%、Si：0.50%以下、Mn：1.0%以下、Cr：15〜20％、Al：0.2%以下を含む（残部は鉄および不可避的不純物の組成にてなる）フェライト系ステンレス鋼板の製造方法であって、
1) 少なくとも最終３段において圧下率が25％を超え粗圧延温度が1100℃以上1100℃以下である粗圧延を行い、
2) さらに、少なくとも最終３段において圧下率が25％を超え仕上温度が700℃以上850℃以下である仕上圧延を行って熱延鋼板を製造し、
3) その後、当該熱延鋼板に対して熱延焼鈍、冷間圧延および冷延焼鈍を行う
ことを特徴とする。

上記の製造方法によれば、耐リジング性と深絞り性とに優れるフェライト系ステンレス鋼板を製造することができる。その理由は、つぎのような作用に基づくものと考えられる。
・ 上記1)のように最終３段以上においてフェライト系ステンレスが再結晶する最適温度で高圧下の粗圧延を行うと、粗圧延中にフェライトが再結晶して鋳造組織を潰すことができる。
・ 続いて、上記2)のように最終３段以上において低温度・高圧下の仕上圧延を行うと、低温度ゆえに鋼板（熱延鋼板）内に残留ひずみが溜まる。
・ その後に上記3)のように熱延焼鈍を行うと、上記残留ひずみの作用で再結晶が促進し鋳造組織を潰すことができる。したがって、その後に冷延および冷延焼鈍を行うと、鋳造組織が破壊されランダム方位化されているためにリジングの発生しにくい深絞り性の優れるフェライト系ステンレス鋼板が得られる。

上記の製法において、熱延焼鈍は850℃（±50℃）で8時間以上行い、上記冷間圧延は圧化率を50％以上とし、上記冷延焼鈍は920℃（±20℃）で2分以上行うのがよい。
これらの条件は、フェライト系ステンレス鋼板について一般的に行われているものであるが、それによって良好な鋼板を得ることができる。

発明によるフェライト系ステンレス鋼板用熱延鋼板の製造方法は、C：0.01〜0.07%、Si：0.50%以下、Mn：1.0%以下、Cr：15〜20％、Al：0.2%以下を含む（残部は鉄および不可避的不純物の組成にてなる）板材に対し、上記1)・2)の粗圧延および仕上圧延を行うものである。
それにより、後に一般的な熱延焼鈍・冷間圧延・冷延焼鈍を行って良好な耐リジング性と深絞り性とを有するフェライト系ステンレス鋼板とすることのできる、好ましい熱延鋼板を得ることができる。
なお、その熱延鋼板の製造に関し、仕上圧延を終えて室温まで冷却した状態で、板厚中心部においてＣｒＫ_αＸ線による半価幅が1.0deg以上になるよう、上記熱延鋼板に残留ひずみを蓄積させるのがよい。そうすれば、その後の熱延焼鈍過程で、残留ひずみの作用により再結晶し鋳造組織を十分に潰すことができ、耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板が得られる。

発明によるフェライト系ステンレス鋼板は、C：0.01〜0.07%、Si：0.50%以下、Mn：1.0%以下、Cr：15〜20％、Al：0.2%以下を含み（残部は鉄および不可避的不純物の組成にてなり）、
・ 板厚1/2位置でのEBSPによる(111)面極密度（ランダム強度）が3.0以上、(100)面極密度（ランダム強度）が2.5以下であるとともに、
・ 粒径が15μｍ以下である
ことを特徴とする。

このようなフェライト系ステンレス鋼板は、(111)面極密度と(100)面極密度との関係からランクフォード値（ｒ値）が高く、また粒径が小さいため、深絞り性に優れるとともに耐リジング性も良好である。
上述の製造方法によって製造し、とくにその鋼板の面極密度と粒径とを上記のようにすると、格別なコストを要することなく、耐リジング性と深絞り性に富むフェライト系ステンレス鋼板を得ることができる。

なお、上記フェライト系ステンレス鋼板とするための熱延鋼板は、1)・2)の手順による上記製造方法によって製造されたものが好ましい。
その熱延鋼板が、板厚中心部においてＣｒＫ_αＸ線による半価幅が1.0deg以上になるように残留ひずみを有するものであれば、冷間圧延等の後に耐リジング性を確保するうえで特に好ましい。

本発明によれば、フェライト系ステンレス鋼板の耐リジング性と深絞り性とをともに向上させることができる。また、生産性の悪い方法を採用することなく、格別なコストをかけずに、耐リジング性と深絞り性に富むフェライト系ステンレス鋼板を製造することが可能である。

発明による鋼板と比較例１・２の鋼板とについて、リジングプロファイルを示す図である。 上記各鋼板について冷延焼鈍後の金属組織を示す顕微鏡組織写真である。

発明の実施例について説明する。
質量で0.06C-0.25Si-0.60Mn-16.0Cr(wt%)を含有するSUS430スラブを1160℃に加熱し、7パスの粗圧延、6パスの仕上圧延からなる熱間圧延を施し、板厚3.0mmの熱延鋼板とした。表1および表2に、試験圧延（粗圧延および仕上圧延）の実績を示す。仕上圧延は、発明による鋼板（本発明例）と比較例１・２とについてそれぞれ異なる条件で行った。
粗圧延における最終3段の圧下率は、27.0%(R5)、31.6%(R6)、28.6%(R7)といずれも25%超えであり、粗圧延温度は1020℃と、フェライトの再結晶が促進される温度域である。また、仕上圧延における最終3段の圧下率は、本発明例では31.7%(F4)、27.7%(F5)、25.3%(F6)といずれも25%超えであり、仕上温度は827℃と低い。

上記のように製造した熱延鋼板の板厚中心部にはひずみが溜まっており、CrKαX線測定による半価幅が、表3に示すように本発明例では1.0°超を示した。

次に、上記の熱延鋼板に850℃8時間のバッチ焼鈍を付与した後、厚さ3mmから0.5mmまで冷延し、最後に、仕上げ焼鈍として再度920℃2分のバッチ焼鈍を行った。
冷延焼鈍を行った板からJIS5号試験片を採取し、15％伸びを与えた後、表面粗度を測定してリジング量と定義した。また、その冷延焼鈍板からJIS12号試験片採取して平均ランクフォード値を測定した。平均ランクフォード値ｒ_AVEは以下の式（数１）による。各例について、リジング量と平均ランクフォード値を含む機械的特性と結晶粒径とを表４に示し、リジングプロファイルを図１に示す。図１のプロファイルおよび表４のリジング量・平均ランクフォード値・結晶粒径から、本発明例の板が耐リジング性と深絞り性に優れることが分かる。
なお、表５のとおり、本発明例における板厚1/2位置のEBSPによる(111)面極密度は3.0以上、(100)面極密度は2.5以下であった。
L,C,Dは圧延方向、圧延直角方向、圧延45°方向を示す。

金属組織観察として、冷延焼鈍を経て得られた鋼板から板厚1/2位置についての組織を得、シュー酸電解腐食を行って観察した。その結果を図１に示す。本発明例のものは粒径が小さく揃っていて好ましい。

Claims (9)

1. C：0.01〜0.07%、Si：0.50%以下、Mn：1.0%以下、Cr：15〜20％、Al：0.2%以下を含むフェライト系ステンレス鋼板用熱延鋼板の製造方法であって、
   少なくとも最終３段において圧下率が25％を超え粗圧延温度が1000℃以上1100℃以下である粗圧延を行い、さらに、少なくとも最終３段において圧下率が25％を超え仕上温度が700℃以上850℃以下である仕上圧延を行うことを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板用熱延鋼板の製造方法。
2. 仕上圧延を終えた状態で、板厚中心部においてＣｒＫ_αＸ線による半価幅が1.0deg以上になるよう、上記熱延鋼板に残留ひずみを蓄積させることを特徴とする請求項１に記載したフェライト系ステンレス鋼板用熱延鋼板の製造方法。
3. C：0.01〜0.07%、Si：0.50%以下、Mn：1.0%以下、Cr：15〜20％、Al：0.2%以下を含むフェライト系ステンレス鋼板の製造方法であって、
   少なくとも最終３段において圧下率が25％を超え粗圧延温度が1000℃以上1100℃以下である粗圧延を行い、さらに、少なくとも最終３段において圧下率が25％を超え仕上温度が700℃以上850℃以下である仕上圧延を行って熱延鋼板を製造し、その後、当該熱延鋼板に対して熱延焼鈍、冷間圧延および冷延焼鈍を行うことを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
4. 上記熱延焼鈍は850℃で8時間行い、上記冷間圧延は圧下率を50％以上とし、上記冷延焼鈍は920℃で2分行うことを特徴とする請求項３に記載したフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
5. C：0.01〜0.07%、Si：0.50%以下、Mn：1.0%以下、Cr：15〜20％、Al：0.2%以下を含むフェライト系ステンレス鋼板であって、
   板厚1/2位置でのEBSPによる(111)面極密度が3.0以上、(100)面極密度が2.5以下であるとともに、粒径が15μｍ以下であることを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
6. C：0.01〜0.07%、Si：0.50%以下、Mn：1.0%以下、Cr：15〜20％、Al：0.2%以下を含み、
   請求項３または４に記載の製造方法によって製造されたことを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
7. 板厚1/2位置でのEBSPによる(111)面極密度が3.0以上、(100)面極密度が2.5以下であるとともに、粒径が15μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
8. C：0.01〜0.07%、Si：0.50%以下、Mn：1.0%以下、Cr：15〜20％、Al：0.2%以下を含み、
   請求項１または２に記載の製造方法によって製造されたことを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板用熱延鋼板。
9. 板厚中心部においてＣｒＫ_αＸ線による半価幅が1.0deg以上になるように残留ひずみを有することを特徴とする請求項８に記載したフェライト系ステンレス鋼板用熱延鋼板。