JPH1180904A

JPH1180904A - 耐食性に優れるステンレス熱延鋼板およびその製造方法

Info

Publication number: JPH1180904A
Application number: JP24395697A
Authority: JP
Inventors: Kazuhide Ishii; 和秀石井; Masaaki Kono; 雅昭河野; Susumu Sato; 佐藤　　進
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 1999-03-26
Anticipated expiration: 2017-09-09
Also published as: JP3697853B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ステンレス鋼の熱間圧延工程で生成する表面
スケールを除去しなくても、優れた耐食性を有するステ
ンレス熱延鋼板とその製造方法を提供する。【構成】 Cr：10wt％以上、Si：0.5 wt％以上を含有す
る鋼スラブを、スラブから熱延鋼帯とへの展伸比：150
以上にて熱間圧延することにより、鋼板表面に、厚さ３
μｍ以下のスケール層を形成させ、しかもこのスケール
層の、下地合金との界面に、0.08μｍ以上のSi濃化層を
形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面に熱延スケー
ルが付着したままでも耐食性が良好なステンレス熱延鋼
板（以下、熱延鋼帯も含む。）およびその製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ステンレス鋼は、CrやNiといった元素を
多量に含有しているため、普通鋼と比較して著しく優れ
た耐食性を有している。このステンレス鋼板は、一般に
は、次のような工程で製造される。先ず、精錬された溶
鋼を連続鋳造設備によりスラブとされ、1100〜1300℃程
度の温度に加熱後、熱間圧延される。その後、焼鈍およ
び酸洗を経て、熱延焼鈍酸洗板とされる。熱延焼鈍酸洗
板の一部は、このままの状態でも使用されるが、その大
部分は、さらに冷間圧延、仕上げ焼純および酸洗が行わ
れて、冷延製品とされる。上記の工程のうち、熱延鋼板
の酸洗は、熱間圧延工程で鋼板表面に生成した (Fe・C
r)₂O₃や（Fe・Cr)₃O₄を主体とした酸化スケールを除去
するためのものであり、この酸洗には、塩酸、硫酸、硝
酸と弗酸の混酸などが用いられている。

【０００３】ところで、酸洗に用いられるこれらの酸
は、それ自体はさほど高価ではないが、腐食性が強い。
このために、酸洗設備が必然的に高価になり、その維持
管理費も高価となる。さらに、酸洗後の酸液は有害な金
属イオンを含んだ強酸であるため、廃酸処理にも多大な
コストが必要となる。そこで、光沢などの表面特性があ
まり問題とされない用途に対しては、ステンレス熱延鋼
板の表面にスケールを残したまま使用することができれ
ば、酸洗工程を省略することができ、大幅なコストダウ
ンと廃酸処理の問題を一挙に解決できることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来か
らの通常の工程で製造されたステンレス熱延鋼板では、
鋼板表面にスケールを有したままの状態では、耐食性が
十分でなく、腐食環境での使用は困難であるという問題
があった。そこで、本発明の目的は、上記既知技術が抱
えていたこれらの問題を解決し、ステンレス鋼の熱間圧
延工程で生成する表面スケールを除去しなくても、優れ
た耐食性を有するステンレス熱延鋼板とその製造方法を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、上掲
の目的の実現に向けて鋭意研究した結果、ステンレス鋼
の化学成分および熱間圧延における展伸比を適正化し
て、熱延鋼板のスケール構造を制御することによって、
上記目的を達成できることを見いだし、本発明を完成す
るに至った。

【０００６】すなわち、本発明の要旨構成は次のとおり
である。 (1) Cr：10wt％以上、Si：0.5 wt％以上の鋼組成を有す
る熱延鋼板であって、鋼板表面には、厚さ３μｍ以下の
スケール層が形成され、しかも前記スケール層には、下
地合金との界面に、Si濃化層が0.08μｍ以上形成されて
なることを特徴とする耐食性に優れるステンレス熱延鋼
板。

【０００７】(2) Cr：10wt％以上、Si：0.5 wt％以上を
含有する鋼スラブを、スラブから熱延鋼帯とへの展伸
比：150 以上にて熱間圧延することを特徴とする上記
(1) に記載のステンレス熱延鋼板の製造方法。

【０００８】

【発明の実施の形態】発明者らは、種々の成分と熱延条
件で製造された、スケールの構造が異なるステンレス熱
延鋼板を用いて、スケール構造が耐食性へ及ぼす影響に
ついて検討を行った。その結果、スケール厚みが３μｍ
以下、かつこのススケール層には、下地合金との界面
に、Si濃化層が0.08μｍ以上の厚さで形成されている場
合に、良好な耐食性が得られることを見いだした。この
ような構造のスケール層が耐食性を向上させる機構は、
必ずしも明確ではないが、発明者らは主として次の２つ
に集約されると考えている。スケールが着いたままの熱延鋼板での発銹は、スケー
ル中に金属として存在しているFeを起点として生じる。
スケール厚みを減らすと、このFe量が減り発銹が抑制さ
れる。 Siを含んだスケール皮膜は緻密性および電気絶縁性が
高く、腐食反応にかかわるイオンや電子の拡散を抑制
し、腐食の進行を遅らせる。

【０００９】さらに、発明者らは、上述したようなスケ
ール構造を得るために必要な鋼成分と熱延条件について
検討した。その結果、スケールの生成量には、スラブか
ら熱延鋼帯への展伸比、すなわち熱延前のスラブと熱延
後の鋼帯との圧延比（（鋼帯の圧延面の面積）／（熱延
前スラブの圧延面の面積）、実際の圧延では（スラブ厚
み）／（熱延板仕上げ厚み）に等しい）の影響が大き
く、展伸比が大きくなればそれに従いスケール厚さは薄
くなり、特に、前記展伸比を150 以上として熱間圧延し
た場合には、スケールの厚さが３μｍ以下になることを
見いだした。このとき、展伸比が大きくなれば、スケー
ル層における下地合金との界面に生成するSiが濃化した
酸化物層も薄くなる。そこで、展伸比150 以上の場合で
も、厚さ0.08μｍ以上のSiが濃化した酸化物層を生成さ
せるための方法についても検討を行い、鋼中のSi量を0.
5 wt％以上含有させることにより解決できることを見い
だした。

【００１０】次に、本発明について、限定理由を含めて
説明する。 Cr：10wt％以上 Crは、耐食性維持に必要な元素であり、その含有量が10
wt％未満では、ステンレス鋼としての耐食性を具備する
ことができないほか、熱延により生成するスケールが増
加し、本発明に従う方法で製造しても、薄スケール化が
困難となるので10wt％以上含有させる必要がある。な
お、Cr濃度が高くなると熱間加工性が低下すること、高
価になることを考慮して、30wt％を上限とするのが望ま
しい。

【００１１】Si：0.5 wt％以上 Siは、スケールの構造と関連する重要な元素である。熱
延時にFe、Crのスケール層と下地合金の界面に耐食性向
上に有効なSiが濃化した酸化物層（主としてSiO₂層と考
えられる）を形成する。Si含有量が0.5 wt％未満では本
発明の方法によってもSiが濃化した酸化物層を耐食性に
必要な0.08μｍ以上確保することができないため、0.5
wt％以上含有させる必要がある。なお、3.0 wt％を超え
て含有すると、熱延鋼板の靱性が低下するので、3.0 wt
％を上限とするのが望ましい。

【００１２】本発明で対象とするステンレス鋼の成分組
成はそれぞれ常法に沿った範囲であれば良く、特に限定
されるものではない。具体的には、例えば、上記成分の
他に、耐食性を向上させるために 0.1〜5.0 wt％のNi、
鋼中Ｓを固定するために 0.1〜1.5 wt％のMn、脱酸のた
めに 0.001〜0.1 wt％のAl、鋼中のＣ、Ｎの析出固定の
ためにそれぞれ0.01〜0.3 wt％のTi、0.01〜0.5 wt％の
Nb，0.01〜0.2 wt％のZr，0.01〜0.5 wt％のＶなどが含
まれる。またこの他に、耐食性向上のために 0.1〜2.0
wt％のMo，0.1 〜0.5 wt％のCuなどが添加されてもよ
い。

【００１３】スケール構造前述したように、スケール層の厚さが３μｍを超える
と、その中に金属Feを起点に短時間で発銹するため、ス
ケール層の厚さは３μｍ以下、望ましくは 2.5μｍ以下
に制限する必要がある。また、上記スケール層の一部を
構成し、下地合金との界面に生成する、Siが濃化した酸
化物層の厚さはSi濃化層が0.08μｍ以上とする必要があ
る。この理由は、0.08μｍ未満では腐食の進行が速く、
耐食性が劣るためである。

【００１４】熱間圧延における展伸比熱間圧延における展伸比は、前記組成を満足するステン
レス鋼スラブを、展伸比を大きくして熱間圧延すること
により、形成されるスケール厚さは薄くなる。この、展
伸比を150 以上とする、大圧下条件で圧延することによ
って、熱延鋼板の表面に生成するスケール厚さを３μｍ
以下に抑制することができる。上述した構造のスケール
層を有する、耐食性に優れるステンレス熱延鋼板を製造
するためには、上記範囲の展伸比で熱間圧延すれば達成
できので、基本的には、そのほかの製造条件については
特に定める必要はないが、好適な条件として以下の条件
が挙げられる。すなわち、スラブ加熱温度は1000〜1250
℃、熱間圧延終了温度は 700〜1100℃、巻き取り温度は
100〜1000℃の範囲である。なお、巻き取り温度が高い
と巻き取り後にスケール厚が増え、また、スケール中の
酸化鉄が金属鉄に還元されて、発銹の起点となるので、
600 ℃以下が好ましい。

【００１５】

【実施例】以下、実施例に基づいて、具体的に説明す
る。表１に示す成分組成からなるステンレス鋼スラブ
を、1050〜1150℃に加熱し、圧延終了温度 900〜1050℃
にて、表２に示す種々の条件で熱間圧延して鋼帯とし、
300 〜700 ℃でコイルに巻き取った。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】得られた熱延鋼板を酸洗することなく、そ
のままの状態で供試材とし、スケールの構造および耐食
性を調査した。スケールの厚さおよびSi濃化層の厚さ
は、熱延鋼板から試料を切り出し、断面を研磨し、ＳＥ
Ｍ観察により求めた。一方、Si濃化層の厚さは、ＳＥＭ
観察およびＡＥＳ分析により、スケール層の組成を同定
し、Siピーク（Si濃度は約２〜30％程度と推定される）
が観察される層の厚さを測定することにより求めた。ま
た、耐食性は、巻き取り後の熱延鋼板から50×100mm の
試験片を切り出し、塩水噴霧試験（ＳＳＴ：ＪＩＳＺ
２３７１、５％NaClを35℃で噴霧）を24時間行ない、試
験後の板面を目視観察して、次の４段階で評価した。１：発銹なし（発銹面積０％）２：軽微な発銹がある（発銹面積10％以下）３：発銹している（発銹面積10％以上30％未満）４：激しく発銹している（発銹面積30％以上）これらの結果を、表２に併記する。

【００１９】鋼中Si濃度が0.9 wt％のＡ鋼、1.4 wt％の
Ｂ鋼および0.8 wt％のＣ鋼を、展伸比150 以上で圧延す
ことにより、本発明範囲にあるスケール厚およびSi濃化
層が得られたNo. １、２、５、６および８は、耐食性評
価がいずれも２であり良好な耐食性を示した。これに対
して、Ａ鋼でも展伸比が67や50と低く、スケール厚さが
本発明範囲を外れて厚いNo. ３や４は、耐食性評価は３
あるいは４と悪かった。同じく、Ｂ鋼で展伸比53でスケ
ール厚みが厚いNo. ７も耐食性評価は３で悪かった。ま
た、鋼中Si量が0.3 wt％のＤ鋼および0.2 wt％のＥ鋼
は、展伸比が150 未満ではスケール厚みが３μｍ以上と
なり、また展伸比が150 以上ではSi濃化層の厚みが少な
すぎて、いづれも耐食性評価は３あるいは４と悪かっ
た。このように、本発明に従う熱延鋼板は、いずれも、
酸洗を行うことなく、鋼板表面にスケールを有したまま
で良好な耐食性を示すことが明らかである。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来は、熱延後または熱延焼鈍後に行っていた、酸洗を
省略して、スケールを鋼板表面に残したままでも、優れ
た耐食性を有するステンレス熱延鋼板を提供することが
できる。したがって、本発明によれば、廃酸処理に伴う
問題がなくなり、また酸洗処理に伴うコストが不要とな
るので、低廉なステンレス熱延鋼板を効率よく提供する
ことが可能になり、その工業的な価値は極めて大きい。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Cr：10wt％以上、Si：0.5 wt％以上の鋼組
成を有する熱延鋼板であって、鋼板表面には、厚さ３μ
ｍ以下のスケール層が形成され、しかも前記スケール層
には、下地合金との界面に、Si濃化層が0.08μｍ以上形
成されてなることを特徴とする耐食性に優れるステンレ
ス熱延鋼板。
【請求項２】Cr：10wt％以上、Si：0.5 wt％以上を含有
する鋼スラブを、スラブから熱延鋼帯とへの展伸比：15
0 以上にて熱間圧延することを特徴とする請求項１に記
載のステンレス熱延鋼板の製造方法。