CN103608479B - 抗皱性优良的铁素体系不锈钢板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明着眼于Sn，其课题不仅在于改善含Cr铁素体系不锈钢的耐蚀性、耐锈性，而且还在于改善抗皱性。本发明通过在热轧温度区域成为α+γ双相组织的铁素体系不锈钢中，导出表示基于规定成分的1100℃下的γ相率的Ap和Sn的关系，适量添加Sn，进行1100℃以上的热轧中的总轧制率为15%以上的热轧，从而得到了抗皱性良好，且耐蚀性、耐锈性也优良的一般可用于耐用消耗材料的铁素体系不锈钢板。0.060≤Sn≤0.634－0.0082Ap、10≤Ap≤70。

Description

抗皱性优良的铁素体系不锈钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及抗皱性（resistance to ridging）优良的铁素体系不锈钢板及其制造方法。根据本发明，能够提供具有优良的抗皱性的铁素体系不锈钢板，所以能够将以往必要的研磨工序等省略，可为保护地球环境做出贡献。

背景技术

在家电及厨房用品等中广泛使用以SUS430为代表的铁素体系不锈钢。不锈钢最大的特征在于其优良的耐蚀性，因此多不实施表面处理，直接以金属基体制品化。

在成形铁素体系不锈钢时，有时在其表面发生皱纹状变形（ridging）这一表面凹凸。如果在钢表面发生皱纹状变形，则表面美观劣化，而且需要将其除去的研磨。正如SUS430那样，在热轧温度区域为α＋γ双相的钢种中，作为改善抗皱性的方法，已知有以下的方法（例如专利文献1～4）。

专利文献1中公开了对钢中的Al量和N量进行了规定，在热轧途中实施弯曲加工，通过其后的再结晶使结晶方位发生变化的方法。

专利文献2中公开了规定热精轧时的压下率的方法。

专利文献3中公开了将每道次的压下率规定为40%以上，通过施加大的应变而将铁素体带分断的方法。

专利文献4中公开了对由成分组成计算得到的奥氏体相率进行调整，规定加热温度、精轧速度及温度等的方法。

可是，在专利文献1、2及4所公开的方法中，根据钢种的不同，有时不一定提高抗皱性。此外，在专利文献3所公开的方法中，在轧制时有时发生烧接缺陷。在此种情况下，生产率下降。如上所述，在热轧温度区域为α＋γ双相的钢种中，目前还没有确立改善抗皱性的方法。

另一方面，近年来，正在研究通过添加微量的Sn来改善低Cr铁素 体系不锈钢的耐蚀性及高温强度（例如专利文献5～7）。

专利文献5中公开了Sn含量低于0.060%的铁素体系不锈钢。专利文献6中公开了以Hv300以上的高硬度为特征的马氏体系不锈钢。专利文献7中公开了通过添加Sn来改善高温强度的铁素体系不锈钢。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭62-136525号公报

专利文献2：日本特开昭63-69921号公报

专利文献3：日本特开平05-179358号公报

专利文献4：日本特开平06-081036号公报

专利文献5：日本特开平11-092872号公报

专利文献6：日本特开2010-215995号公报

专利文献7：日本特开2000-169943号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的课题在于，鉴于上述现状，在如SUS430那样于热轧温度区域为α＋γ双相的铁素体系不锈钢中改善抗皱性。

另一方面，如前所述研究了在含Cr铁素体系不锈钢中，通过微量添加Sn或Mg改善耐蚀性，确认了一定的效果。可是，局限于其添加量低于0.05%的铁素体系不锈钢。此外，Sn的添加效果在Hv300以上的马氏体系不锈钢及降低了C或N的高纯度铁素体系不锈钢中表现出来，但现状是没有得到足够谋求扩大用途的耐蚀性。

因此，本发明的目的在于，通过着眼于Sn，不仅改善含Cr铁素体系不锈钢及SUS430的耐蚀性、耐锈性，而且还改善抗皱性，从而提供一种一般可用于耐用消耗材料的铁素体系不锈钢板。

用于解决课题的手段

本发明人为解决上述课题，对影响铁素体系不锈钢的抗皱性的成分组成，尤其是与Sn含量的关系和与制造条件的关系进行了详细研究。其结果是，本发明人发现：在热轧温度区域成为α+γ双相组织的铁素体 系不锈钢中，如果适量添加Sn，则能够不会损害制造性（热加工性）而改善抗皱性。

本发明是基于上述见解而完成的，其要点如下。

（1）一种抗皱性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，以质量%计含有C：0.001～0.30%、Si：0.01～1.00%、Mn：0.01～2.00%、P：低于0.050%、S：0.020%以下、Cr：11.0～22.0%及N：0.001～0.10%，由下述（式3）定义的Ap满足下述（式2），且Sn含量满足下述（式1），剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成；金属组织为铁素体单相。

0.060≤Sn≤0.634－0.0082Ap （式1）

10≤Ap≤70 (式2）

Ap＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn－11.5（Cr＋Si）－12Mo－52Al－47Nb－49Ti＋189 （式3）

这里，Sn、C、N、Ni、Cu、Mn、Cr、Si、Mo、Al、Nb及Ti为各元素的含量。

（2）一种抗皱性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，以质量%计含有C：0.001～0.30%、Si：0.01～1.00%、Mn：0.01～2.00%、P：低于0.050%、S：0.020%以下、Cr：11.0～22.0%及N：0.001～0.10%，由所述（式3）定义的Ap满足所述（式2），且Sn含量满足所述（式1），剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成；金属组织为铁素体单相，皱纹状变形高度低于6μm。

要确保皱纹状变形性，1100℃以上的热轧中的总轧制率为15%以上的热轧是必要的，所以（2）的发明也就是说也能够记载如下。

（2’）一种抗皱性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，对于以质量%计含有C：0.001～0.30%、Si：0.01～1.00%、Mn：0.01～2.00%、P：0.050%以下、S：0.020%以下、Cr：11.0～22.0%及N：0.001～0.10%，由所述（式3）定义的Ap满足所述（式2），且Sn含量满足所述（式1），剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成的钢，将其加热至1150～1280℃，实施1100℃以上的热轧中的总轧制率为15%以上的热轧而形成钢板，其金属组织为铁素体单相。

（3）根据上述（1）或（2）所述的抗皱性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，以质量%计，进一步含有Al：0.0001～1.0%、Nb：0.30%以下及Ti：0.30%以下中的1种或2种以上。

（4）根据上述（1）～（3）所述的抗皱性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，以质量%计，进一步含有Ni：1.0%以下、Cu：1.0%以下、Mo：1.0%以下、V：1.0%以下、Co：0.5%以下及Zr：0.5%以下中的1种或2种以上。

（5）根据上述（1）～（4）中任1项所述的抗皱性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，以质量%计，进一步含有B：0.0050%以下、Mg：0.0050%以下、Ca：0.0050%以下、Y：0.1%以下、Hf：0.1%以下及REM：0.1%以下中的1种或2种以上。

（6）一种抗皱性优良的铁素体系不锈钢板的制造方法，其是上述（1）～（5）中任1项所述的抗皱性优良的铁素体系不锈钢板的制造方法，其特征在于，（i）将上述（1）～（5）中任1项所述的成分组成的钢加热至1150～1280℃，对该钢实施1100℃以上的热轧中的总轧制率为15%以上的热轧而形成热轧钢板；（ii）在卷取了上述热轧钢板后，对该热轧钢板实施退火或者不对该热轧钢板实施退火，再实施冷轧，接着进行退火。

（7）一种热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，在以质量%计含有C：0.001～0.3%、Si：0.01～1.0%、Mn：0.01～2.0%、P：0.005～0.05%、S：0.0001～0.01%、Cr：11～13%、N：0.001～0.1%、Al：0.0001～1.0%及Sn：0.06～1.0%，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成的铁素体系不锈钢板中，金属组织为铁素体单相；且由下述式（式3-2）定义的γp满足下述式（式3-1）。

10≤γp≤65 （式3-1）

γp＝420C＋470N＋23Ni＋7Mn＋9Cu－11.5Cr－11.5Si－52Al－69Sn＋189 （式3－2）

这里，C、N、Ni、Mn、Cu、Cr、Si、Al及Sn为各元素的含量。

（8）根据上述（7）所述的热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，替代所述式（式3-1），满足下述式（式3-1’）。

15≤γp≤55 （式3-1’）

（9）一种热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，在以质量%计含有C：0.001～0.3%、Si：0.01～1.0%、Mn：0.01～2.0%、P：0.005～0.05%、S：0.0001～0.02%、Cr：超过13%且在22%以下、N：0.001～0.1%、Al：0.0001～1.0%及Sn：0.060～1.0%，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成的铁素体系不锈钢板中，金属组织为铁素体单相；且由下述式（式2-2）定义的γp满足下述式（式2-1）。

5≤γp≤55 （式2-1）

γp＝420C＋470N＋23Ni＋7Mn＋9Cu－11.5Cr－11.5Si－52Al－57.5Sn＋189 （式2-2）

这里，C、N、Ni、Mn、Cu、Cr、Si、Al及Sn为各元素的含量。

（10）根据上述（9）所述的热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，替代所述式（式2-1），满足下述式（式2-1’）。

10≤γp≤40 （式2-1’）

（11）根据上述（7）～（10）所述的热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，所述铁素体系不锈钢板以质量%计，进一步含有Mg：0.005%以下、B：0.005%以下、Ca：0.005%以下、La：0.1%以下、Y：0.1%以下、Hf：0.1%以下及REM：0.1%以下中的1种或2种以上。

（12）根据上述（7）～（11）中任1项所述的热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，所述铁素体系不锈钢板以质量%计，进一步含有Nb：0.3%以下、Ti：0.3%以下、Ni：1.0%以下、Cu：1.0%以下、Mo：1.0%以下、V：1.0%以下、Zr：0.5%以下及Co：0.5%以下中的1种或2种以上。

（13）一种热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板的制造方法，其特征在于，将具有上述（7）～（12）中任1项所述的成分组成的不锈钢板坯加热至1100～1300℃而供给热轧，其中1100℃以上的热轧中的总轧制率为15%以上；并在700～1000℃下卷取热轧结束后的钢板。

（14）根据上述（13）所述的热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板的制造方法，其特征在于，对所述热轧结束后的钢板不实施退火，或者在700～1000℃下实施连续退火或箱式退火。

发明的效果

根据本发明，不依赖使用稀有金属而通过有效利用再循环的铁源中的Sn，便能够提供一种抗皱性、耐锈性及加工性优良的铁素体系不锈钢板。

附图说明

图1是表示Ap及Sn量与抗皱性及热轧钢板中的裂边的有无之间的关系的图示。

具体实施方式

以下，对本发明进行详细说明。

［第一实施方式：提高抗皱性的本发明钢板的说明］

首先，对本发明的钢板中的抗皱性、耐锈性及热加工性优良的铁素体系不锈钢板（以下有时称为“抗皱性的本发明钢板”）的第一实施方式进行说明。

本发明实施方式的抗皱性优良的铁素体系不锈钢板（抗皱性的本发明钢板）的特征在于，以质量%计，含有C：0.001～0.30%、Si：0.01～1.00%、Mn：0.01～2.00%、P：低于0.050%、S：0.020%以下、Cr：11.0～22.0%、N：0.0010～0.10%，由（式3）定义的Ap满足（式2），且Sn含量满足（式1），剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成；金属组织为铁素体单相。

0.060≤Sn≤0.634－0.0082Ap （式1）

10≤Ap≤70 （式2）

Ap＝420C＋470N＋23Ni＋9Cu＋7Mn－11.5（Cr＋Si）－12Mo－52Al－47Nb－49Ti＋189 （式3）

这里，Sn、C、N、Ni、Cu、Mn、Cr、Si、Mo、Al、Nb及Ti为各元素的含量（质量%）。

Ap为从上述元素的含量（质量%）算出的γ相率，是表示加热至1100℃时生成的奥氏体量的最大值的指标。元素的系数是通过实验确定有助于γ相生成的程度而得到的。再者，将钢中不存在的元素作为0%，计算上述（式3）。

首先，对以至得到成为本发明的基础的见解的试验和其结果进行说明。

本发明人以SUS430为基本成分，通过变更成分组成而熔炼几十种水准的不锈钢，然后进行铸造，通过变更热轧条件对铸坯实施热轧而形成热轧钢板。另外，对热轧钢板实施退火或者不对该热轧钢板实施退火，再实施冷轧，接着实施退火，以形成制品板。

由制品板采集JIS5号拉伸试验片，与轧制方向平行地赋予15%的拉伸应变，对赋予了拉伸应变后的板面上的凹凸高度进行测定，评价了抗皱性。将凹凸高度低于6μm的情况定义为抗皱性良好。由试验结果得到了下述见解。

(w)添加了Sn的钢种的抗皱性与未添加Sn的钢种的抗皱性相比，有时戏剧性地得以提高。该抗皱性提高的效果在热轧温度区域组织为α＋γ双相组织时非常显著。

(x)为了得到通过添加Sn提高抗皱性的效果，热轧前的钢坯加热条件是重要的。特别是，如果热轧初期的温度过低，则不能提高抗皱性，另一方面，如果热轧初期的温度过高，则热轧时在钢板表面产生缺陷。因此，在热轧前的钢坯加热温度中存在适宜范围。

(y)另外，热轧初期的轧制条件也对抗皱性产生较大的影响。具体地说，在从热轧开始到1100℃时的总压下率较高时，提高抗皱性的效果显著。

(z)如果Sn添加量过高，则在热轧时发生裂边，热轧钢板的制造本身变得困难。

将以SUS430为基本钢，通过使Sn量变化而调整了由上述（式3）定义的Ap的钢材加热至1200℃，将1100℃以上的总压下率规定为15%以上而制造热轧钢板，调查了裂边的有无。

此外，在大约820℃下对热轧钢板实施6小时以上的热处理，在进行了再结晶后实施冷轧，再实施再结晶退火。从得到的钢板采集JIS5号拉伸试验片，与轧制方向平行地赋予15%的拉伸应变，在赋予了拉伸应变后的钢板表面测定凹凸高度。

图1中示出了Ap及Sn量与抗皱性及热轧钢板中的裂边的有无之 间的关系。图中的符号表示如下。

×：在热轧时发生裂边

△：在热轧时未发生裂边，抗皱性不良

○：在热轧时未发生裂边，抗皱性良好

由图1得知：在Sn添加量高、Ap（钢中的γ相率）高的情况下，热轧时容易产生裂边。此外，由图1得知：如果Sn量满足上述（式1），且Ap（γ相率）满足上述（式2），则可得到优良的抗皱性。

接着，对抗皱性的本发明钢板的成分组成的限定理由进行说明。以下，有关成分组成的%意味着质量%。

C：C是奥氏体生成元素。大量的添加导致γ相率的增加以及热加工性的劣化，所以将上限规定为0.30%。但是，过度的降低导致精炼成本的增加，所以将下限规定为0.001%。在考虑到精炼成本及制造性时，将下限优选规定为0.01%，更优选规定为0.02%，将上限优选规定为0.10%，更优选规定为0.07%。

Si：Si对脱氧是有效的，此外是对提高耐氧化性有效的元素。为得到添加效果，添加0.01%以上，但大量的添加招致加工性的下降，所以将上限规定为1.00%。从谋求加工性和制造性的兼顾的角度考虑，将下限优选规定为0.10%，更优选规定为0.12%，将上限优选规定为0.60%，更优选规定为0.45%。

Mn：Mn是因形成硫化物而使耐蚀性降低的元素。因此，将上限规定为2.00%。但是，过度的降低导致精炼成本增加，所以将下限规定为0.01%。如果考虑到制造性，则将下限优选规定为0.08%，更优选规定为0.12%，进一步优选规定为0.15%，将上限优选规定为1.60%，更优选规定为0.60%，进一步优选规定为0.50%。

P：P是使制造性及焊接性劣化的元素。因此以较少为宜，为不可避免的杂质，将其上限限定在0.05%。更优选规定为0.04%以下，进一步优选规定为0.03%以下。过度的降低导致原料等的成本增加，所以也可以将下限设定在0.005%。也可以进而规定为0.01%。

S：S是使热加工性及耐锈性劣化的元素。因此以较少为宜，为不可避免的杂质，将其上限限定在0.02%。更优选规定为0.01%以下，进 一步优选规定为0.005%以下。过度的降低导致制造成本增加，所以也可以将下限设定在0.0001%，也可以优选规定为0.0002%，更优选规定为0.0003%，进一步优选规定为0.0005%。

Cr：Cr是铁素体系不锈钢的主要元素，是使耐蚀性提高的元素。为得到添加效果而添加11.0%以上。但是，大量的添加招致制造性的劣化，所以将上限规定为22.0%。如果考虑得到SUS430水平的耐蚀性，则将下限优选规定为13.0%，更优选规定为13.5%，进一步优选规定为14.5%。从确保制造性的观点出发，将上限规定为18.0%，优选规定为16.0%，更优选规定为16.0%，进一步优选规定为15.5%。

N：N与C同样是奥氏体生成元素。大量的添加导致γ相率增加，进而导致热加工性劣化，所以将上限规定为0.10%。但是，过度的降低导致精炼成本增加，所以将下限规定为0.001%。如果考虑到精炼成本及制造性，则优选将下限规定为0.01%，将上限规定为0.05%。

Sn：Sn在本发明钢中对于提高抗皱性是必需的元素。此外，Sn对于在不依赖Cr、Ni、Mo等稀有金属的情况下确保作为目标的耐锈性是必需的元素。此外，Sn还作为铁素体形成元素发挥作用，抑制奥氏体的生成，同时通过孕育效应使凝固组织微细化的效果。因此，以往能够通过利用添加Sn使凝固组织微细化来改善在Ap较小时发生的钢锭的自生裂纹。

在本发明钢中，为了得到作为目标的耐锈性及抗皱性，最好添加0.05%以上。从确保提高抗皱性的效果的观点出发，优选将其下限规定为0.060%。另外，如果考虑到经济性及制造稳定性，则优选超过0.100%，更优选超过0.150%。

Sn量越高，耐锈性及抗皱性越提高，但大量的添加招致热加工性的劣化。本发明人发现，如前所述，抗皱性在Sn的添加量与Ap（钢中的γ相率）之间具有密切的关系（图1）。从图1得知，在Sn添加量高、Ap（钢中的γ相率）高的情况下，热轧时容易产生裂边。此外，从图1得知，如果Sn量满足上述（式1），且Ap（γ相率）满足上述（式2），则可得到优良的抗皱性。基于这些见解，根据从图1所示的试验结果得到的下述（式1’）规定Sn的上限。

Sn≤0.63－0.0082Ap （式1’）

也就是说，Sn的上限根据奥氏体势：Ap（γ相率）的变化而变化。如果为Sn＞0.63－0.0082Ap，则钢的热加工性劣化，热轧时显著地发生裂边。

Al、Nb、Ti：Al、Nb及Ti对于提高加工性是有效的元素。根据需要添加1种或2种以上。

Al与Si同样是对脱氧有效的，且提高耐锈性的元素。为得到添加效果，最好添加0.0001%以上。如果考虑到添加效果，则将下限优选规定为0.001%，更优选规定为0.005%，进一步优选规定为0.01%。可是，过度的添加招致韧性及焊接性的下降，所以将上限规定为1.0%。考虑到确保韧性及焊接性，将其上限优选规定为0.5%，更优选规定为0.15%，进一步优选规定为0.10%。

Nb、Ti的大量添加招致提高加工性的效果的饱和，而且招致钢材的硬质化，所以将Nb及Ti的上限分别规定为0.30%以下，优选规定为0.1%，更优选规定为0.08%。另一方面，为了得到添加效果，最好分别优选添加0.03%以上，更优选规定为0.04%以上，进一步优选规定为0.05%以上。

Ni、Cu、Mo、V、Zr、Co：Ni、Cu、Mo、V、Zr及Co对于提高耐蚀性是有效的元素。可是，大量的添加使加工性劣化，所以Ni、Cu、Mo及V都将上限规定为1.0%。从加工性的观点出发，将各自的上限优选规定为0.30%，更优选规定为0.25%。

根据需要添加1种或2种以上，但为得到添加效果，Ni、Cu、Mo及V都最好添加0.01%以上。Zr及Co也同样，最好添加0.01%以上。为稳定地得到提高耐蚀性的效果，将各自的下限优选规定为0.05%，更优选规定为0.1%。为稳定地得到提高耐蚀性的效果，Ni、Cu、Mo、V、Zr及Co都优选超过0.05%且在0.25%以下，更优选为0.1～0.25%。

B、Mg、Ca：B、Mg及Ca是使凝固组织微细化，提高抗皱性的元素。大量的添加招致加工性及耐蚀性的劣化，所以都将上限规定为0.005%。从加工性的观点出发，将上限优选规定为0.0030%，更优选规定为0.0025%，进一步优选规定为0.002%。

根据需要添加1种或2种以上，但为得到添加效果，最好B添加0.0003%以上，Mg添加0.0001%以上，Ca添加0.0003%以上。从添加效果的观点出发，将各自的下限优选规定为0.0005%，更优选规定为0.0007%，进一步优选规定为0.0008%。

除此以外，La、Y、Hf、REM是提高热加工性及钢的清洁度，显著提高耐锈性及热加工性的元素。过度的添加导致合金成本的上升和制造性的下降，所以都将上限规定为0.1%。优选的是，考虑到添加效果、经济性及制造性，按1种或2种以上的合计将下限规定为0.001%，将上限规定为0.05%。在添加时，根据需要，最好都添加0.001%以上。

抗皱性的本发明钢板的金属组织为铁素体单相。不含奥氏体相或马氏体相等其它相。即使混合存在碳化物及氮化物等析出物，也不对抗皱性及热加工性产生大的影响，所以也可以在不损害抗皱性的本发明钢板的特性的范围内存在这些析出物。

规定Sn量上限的（式1’）的右边“0.63－0.0082Ap”中的Ap有必要满足上述（式2）：10≤Ap≤70（参照图1）。

如果Ap低于10，则即使添加Sn也不提高抗皱性。Ap越大，抗皱性越良好，但如果超过70，则热加工性显著劣化，所以将70作为上限。如果考虑到稳定地制造抗皱性的本发明钢板，则Ap优选为20～50。

接着，对抗皱性的本发明钢板的制造方法进行说明。

抗皱性的本发明钢板的制造方法的特征在于：

（i）将所要求的成分组成的钢加热至1150～1280℃，对该钢实施1100℃以上的热轧中的总轧制率为15%以上的热轧而形成热轧钢板；

（ii）在将上述热轧钢板卷取后，对该热轧钢板实施退火或者不对该热轧钢板实施退火，再实施冷轧，接着进行退火。

这里，对抗皱性的本发明钢板的制造方法中限定制造条件的理由进行说明。

在热轧铁素体系不锈钢的铸坯时，在热轧前将铸坯加热至1150～1280℃。如果加热温度低于1150℃，则在1100℃以上的热轧中难确保15%以上的总轧制率，而且热轧中热轧钢板发生裂边。另一方面，如果加热温度超过1280℃，则铸坯表层的晶粒生长，热轧时热轧钢板有时产 生缺陷。

在抗皱性的本发明钢板的制造方法中，将1100℃以上的热轧中的总轧制率规定为15%以上。由此，能够显著地改善抗皱性，此点为抗皱性的本发明钢板的制造方法中的最大的特征。

通过在1100℃以上的热轧中将总轧制率规定为15%以上，能够显著地改善制品板的抗皱性的理由尚未明确，但如果基于以前的试验结果，则可以认为如下。

在SUS430系中，1100℃是γ相率达到最大的温度。在高于1100℃的高温的区域对热轧钢板施加了应变后，在热轧钢板的温度降到1100℃的过程中，应变作为γ相的生成核发挥作用，γ相微细地生成。此时，在γ和α晶界浓化的Sn使来自晶界的γ相的生成延迟，其结果是，可促进α晶粒内的γ相的生成。

通过存在这样微细地生成的γ相，可利用其后的热轧将皱纹状变形的生成原因的粗大铁素体相微细地分断。以往，通过添加Sn来抑制认为对改善抗皱性具有效果的α相的再结晶。

热轧后，如通常一样卷取热轧钢板。如前所述，在热轧的初期阶段（1100℃以上的热轧）中，将对抗皱性施加影响的粗大铁素体晶粒分断，所以对精轧以后的工序的影响小。因此，卷取温度不需要特别规定。

可以对热轧钢板实施退火，也可以不实施。在对热轧钢板进行退火时，可以是箱式退火，也可以是利用连续退火线的退火。无论实施哪种退火，都可以表现出提高抗皱性的效果。接着，对热轧钢板进行冷轧，然后实施退火。冷轧可以实施2次，也可以实施3次。在最终退火后，进行酸洗，也可以进行调质轧制。

实施例

接着，对本发明的实施例进行说明，但实施例中的条件是为确认本发明的可实施性及效果而采用的一个条件例，本发明并不限定于该一个条件例。本发明可在不脱离本发明的要点，实现本发明目的的范围内采用各种条件。

（实施例1）

熔炼具有表1所示的成分组成的铁素体系不锈钢。由钢锭采集板厚70mm的钢坯，按各种条件供于热轧，轧制到板厚4.5mm。调查热轧钢板的裂边的有无。此外，在将热轧钢板酸洗后，目视调查了表面缺陷的有无。

经过退火或不经退火将得到的热轧钢板供于冷轧，接着进行退火，从而制作出板厚1mm的制品板。调整最终退火温度，使所有制品板都形成再结晶组织。由得到的制品板采集JIS5号拉伸试验片，对轧制方向施加15%拉伸应变。

拉伸后，使粗糙度计向与轧制方向垂直的方向扫描，以测定皱纹状变形（表面凹凸）的高度。皱纹状变形的测定方法如下。

用接触式粗糙度计，朝轧制方向和其垂直方向对在轧制方向施加了15%拉伸的所述试验片的平行部中央部进行扫描，得到凹凸轮廓。此时，将测定长度设定在10mm、将测定速度设定在0.3mm/s、将截止值（cut offvalue）设定在0.8mm。由凹凸轮廓将产生于凸部与凸部之间的凹部的深度方向的长度定义为皱纹状变形高度，对其进行测定。皱纹状变形等级按皱纹状变形的高度划分，规定为AA：低于3μm、A：低于6μm、B：6μm以上且低于20μm、C：20μm以上。在通常的制造方法中，皱纹状变形等级为B～C。

表2（将表2-1、表2-2一同称为表2）中示出了热轧条件、裂边的有无、热轧缺陷的有无及皱纹状变形等级。发明例所有都未发生裂边及热轧缺陷，皱纹状变形等级为AA或A。

比较例3、29及38具有本发明的成分组成及Ap，但是为按不符合本发明制造条件的制造条件制造的铁素体系不锈钢板的试验例。热轧前的加热温度不符合本发明的范围的上限。在这些钢板中，热加工性良好，但热轧钢板发生表面缺陷，抗皱性为等级为B，没有得到目标的特性。

比较例1、4、7、8、11、14、15、16、18、20、21、23、24、27、31、34、41、44、62、63、65、67、68、71、74、77及78虽然具有本发明的成分组成及Ap，但是为按不符合本发明制造条件的制造条件制造的铁素体系不锈钢板的试验例。在这些钢板中，热加工性良好，但没有得到目标的抗皱性。

在比较例7、15、21、34、44、62、65、68、71、74及78中，热轧前的加热温度不符合本发明的范围的下限，且1100℃以上的热轧中的总轧制率低于15%，抗皱性的等级为C（比较例15、78为等级B）。

在比较例1、4、8、11、14、16、18、20、23、24、27、31、41、63、67及77中，热轧前的加热温度在本发明的范围内，但1100℃以上的热轧中的总轧制率低于15%，抗皱性的等级为C（比较例77为等级B）。比较例39、46～54由于成分组成不符合本发明的成分组成，所以即使制造条件在本发明的范围内，也没有得到目标的抗皱性。

比较例55～60由于Ap在本发明范围外，所以即使制造条件在本发明的范围内，也没有得到目标的抗皱性。

［第二实施方式：提高耐锈性的本发明钢板的说明］

接着，对本发明的钢板中的热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板（以下有时称为“耐锈性的本发明钢板”）的第二实施方式进行说明。本发明人从耐锈性及加工性的观点出发得到了下述（a）～（e）的见解。

（a）Sn对于提高高纯度铁素体系不锈钢的耐锈性是有效的元素，但并不局限于高纯度铁素体系不锈钢，即使在含Cr铁素体系不锈钢中，确认通过添加微量的Sn也能提高耐锈性。此外，其有助于γ相的生成的程度与上述的Ap同样，为从上述元素的含量（质量%）算出的γ相率，可按表示加热至1100℃时生成的奥氏体量的最大值的指标进行评价。此时，通过实验确认也能够将Sn的添加量代入γ相率的式中。

此外，还得知，Cr添加量以13%为界线，其行为稍有不同。也就是说，在Cr添加量超过13%的中Cr铁素体系不锈钢中，如果将由下式定义的γp（H）调整到5≤γp（H）≤55，则能够得到良好的热加工性。

5≤γp（H）≤55 （式2-1）

γp（H）＝420C＋470N＋23Ni＋7Mn＋9Cu－11.5Cr－11.5Si－52Al－57.5Sn＋189 （式2-2）

γp（H）是表示1100℃加热时生成的奥氏体量的最大值的指标。

在Cr添加量为13%以下的低Cr铁素体系不锈钢中，如果将由下式定义的γp（L）调整到10≤γp（L）≤65，则能够得到良好的热加工性。

10≤γp（L）≤65 （式3-1）

γp（L）＝420C＋470N＋23Ni＋7Mn＋9Cu－11.5Cr－11.5Si－52Al－69Sn＋189 （式3-2）

γp（L）与γp（H）同样，是表示1100℃加热时生成的奥氏体量的最大值的指标。

（b）热加工性能够通过降低C或N，降低高温时的变形阻力，或微量添加Mg、B、Ca等，提高晶界强度来进行改善。

（c）此外，热加工性能够通过提高板坯加热温度和热轧结束温度，减小高温时的变形阻力来进行改善。

（d）耐锈性能够通过添加Nb、Ti等稳定化元素，或从再循环的铁源混入Ni、Cu、Mo、V等来改善。

也就是说，中Cr的耐锈性的铁素体系不锈钢的本发明钢板的要点如下。

（2-1）一种热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，在以质量%计含有C：0.001～0.3%、Si：0.01～1.0%、Mn：0.01～2.0%、P：0.005～0.05%、S：0.0001～0.02%、Cr：超过13.0%且在22.0%以下、N：0.001～0.1%、Al：0.0001～1.0%及Sn：0.060～1.0%，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成的铁素体系不锈钢板中，由下述（式2-2）定义的γp（H）满足下述（式2-1）。

5≤γp（H）≤55 （式2-1）

γp（H）＝420C＋470N＋23Ni＋7Mn＋9Cu－11.5Cr－11.5Si－52Al－57.5Sn＋189 （式2-2）

这里，C、N、Ni、Mn、Cu、Cr、Si、Al及Sn为各元素的含量。

或者，低Cr的耐锈性的铁素体系不锈钢的本发明钢板的要点如下。

（2-2）一种热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，在以质量%计含有C：0.001～0.3%、Si：0.01～1.0%、Mn：0.01～2.0%、P：0.005～0.05%、S：0.0001～0.01%、Cr：11.0～13.0%、N：0.001～0.1%、Al：0.0001～1.0%及Sn：0.060～1.0%，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成的铁素体系不锈钢板中，由下述（式3-2）定义的γp（L）满足下述（式3-1）。

10≤γp（L）≤65 （式3-1）

γp（L）＝420C＋470N＋23Ni＋7Mn＋9Cu－11.5Cr－11.5Si－52Al－69Sn＋189 （式3-2）

这里，C、N、Ni、Mn、Cu、Cr、Si、Al及Sn为各元素的含量。

（2-3）根据上述（2-1）或（2-2）所述的热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，所述铁素体系不锈钢板以质量%计，进一步含有Mg：0.005%以下、B：0.005%以下、Ca：0.005%以下、La：0.1%以下、Y：0.1%以下、Hf：0.1%以下及REM：0.1%以下中的1种或2种以上。

（2-4）根据上述（2-1）～（2-3）中任一项所述的热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，所述铁素体系不锈钢板以质量%计，进一步含有Nb：0.3%以下、Ti：0.3%以下、Ni：1.0%以下、Cu：1.0%以下、Mo：1.0%以下、V：1.0%以下、Zr：0.5%以下及Co：0.5%以下中的1种或2种以上。

（2-5）一种热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板的制造方法，其特征在于，将具有上述任一项所述的成分组成的不锈钢板坯加热至1100～1300℃而供给热轧，并在700～1000℃下卷取热轧结束后的钢板。

根据上述（2-5）所述的热加工性和耐锈性优良的铁素体系不锈钢板的制造方法，其特征在于，对所述热轧结束后的钢板不实施退火，或者在700～1000℃下实施连续退火或箱式退火。

根据耐锈性的本发明钢板，能够不依赖使用稀有金属，而通过有效利用再循环的铁源中的Sn，改善低Cr系、中Cr系各自的铁素体系不锈钢及SUS430的耐蚀性，从而提供一种一般可用于耐用消耗材料的合金节省型的铁素体系不锈钢板。

［提高耐锈性的发明的实施方式］

关于第二实施方式中的成分，与上述的限定第一实施方式中的成分组成的理由相同。

接着，对为确保Sn添加钢的热加工性而限定γp（L）或γP（H）的范围的（式2-2）及（3-2）进行说明。γp（L）或γP（H）是表示加 热至1100℃时生成的奥氏体量的最大值的指标。本发明人在通过实验求出Sn的添加效果，推断γ相的最大相分数的经验式中，在Cr为13～22%的中Cr添加时，新加入Sn项“－57.5Sn”而得到了γp（H）的下式。此外，同样，在Cr为11～13%的低Cr添加时，新加入Sn项“－69Sn”，而得到了γp（L）的下式。

γp（H）＝420C＋470N＋23Ni＋7Mn＋9Cu－11.5Cr－11.5Si－52Al－57.5Sn＋189 （式2-2）

γp（L）＝420C＋470N＋23Ni＋7Mn＋9Cu－11.5Cr－11.5Si－52Al－69Sn＋189 （式3-2）

这里，C、N、Ni、Mn、Cu、Cr、Si、Al及Sn为各元素的含量。

再者，在本说明书中，有时将γp（L）或γP（H）统称为γp。

接着对本发明人进行的实验和其结果及推测的作用机理进行说明。真空中将50kg含有0.2%的Sn的11～13%Cr钢和13～16%Cr钢熔化，然后进行铸造，从铸造得到的钢锭制作42mm厚的块状试验片，在放置1个月后，进行热轧实验。

在热轧实验中，将块状试验片加热至1120℃，按总压下率88%（8道次），在700～900℃的精轧温度下制造5mm厚的热轧钢板，在热轧钢板的两侧面调查有无发生裂边，判定热加工性的良否。

裂边伴随着γp的上升而发生，以13%Cr为界线，在13%以下时上限值上升。热加工裂纹在铁素体相和高温下生成的奥氏体相的相边界发生的频率高。可将此推断为通过生成Sn的溶解度小的奥氏体相，在Sn向铁素体相侧吐出的过程中，在奥氏体/铁素体的晶界偏析，从而使晶界强度下降。

在Cr量为13%以下时，由于高温下的变形阻力小，所以认为γp的上限值上升。另一方面，如果γp减小，则助长钢锭的自生裂纹。Sn是铁素体形成元素，同时是通过孕育效应使凝固组织微细化的元素。因此，以往在γp较小时发生的钢锭的自生裂纹可通过利用添加Sn使凝固组织微细化来加以改善。

此外，Sn的作为铁素体形成元素的贡献与Cr相比较，尽管微量添加贡献也大。本发明人根据实验中进行的组织观察，将1100℃时的铁 素体形成能在Cr为超过13%的中Cr时定为Cr的5倍，在Cr为13%以下的低Cr时定为Cr的6倍。其结果是，将中Cr系中的系数定为“－57.5（＝－11.5×5）”，将低Cr系中的系数定为“－69（＝－11.5×6）”。

另外，用添加0.2%Sn的钢制作冷轧退火板，将SUS410L（12%Cr）和SUS430（17%Cr）作为比较材，按照JIS Z2371，进行利用35℃、5%NaCl水溶液的盐雾试验，以评价耐锈性。评价面用600＃湿式砂纸进行研磨加工，将喷雾时间规定为48小时。

SUS410L在评价面生锈，添加Sn的11～13%Cr钢及添加Sn的13～22%Cr钢与SUS430同样都没有生锈。其结果是，能够确认添加Sn的提高耐锈性的效果。

在耐锈性的本发明钢板中，为确保所要求的热加工性，如以下限定由上述（式2-2）定义的γp（H）及由上述（式3-2）定义的γp（L）。

5≤γp（H）≤55 （式2-1）

10≤γp（L）≤65 （式3-1）

如上述（式2-1）、（式3-1）所示，关于作为目标的热加工性，在Cr超过13.0%时能够用γp（H）55以下确保，在Cr为13.0%以下时能够用γp65以下确保。再者，作为目标的热加工性，意味着在上述的热轧实验中没有发生裂边。

热加工性伴随着γp的下降而提高。可是，如果γp过度地减小，则自生裂纹敏感性提高，诱发起因于自生裂纹的热加工裂纹。因此，γp（H）的下限在Cr：超过13.0%时规定为5。如果考虑到效果和制造性，则优选的范围在Cr：超过13.0%时为10≤γp（H）≤40。另一方面，γp（L）的下限在Cr：13.0%以下时规定为10。如果考虑到制造性，则优选的范围在Cr：13.0%以下时，为15≤γp（L）≤55。

接着，对耐锈性的本发明钢板的制造方法中的条件的限定理由进行说明。

关于供于热轧的不锈钢板坯的加热温度，为了抑制诱发热加工裂纹的奥氏体相的生成，减小热轧时的变形阻力而规定为1100℃以上。如果过度地提高加热温度，则因晶粒的粗大化而使表面性状劣化，而且加热时的板坯形状有可能恶化，所以将上限规定为1300℃。从热加工性和制 造性的观点出发，优选为1150～1250℃。

热轧后的钢板的卷取温度从热加工性的观点出发，为提高加热温度而规定为700℃以上。在低于700℃时，有可能诱发卷取时的表面裂纹或卷材的形状不良。如果过度地提高卷取温度，则助长内部氧化物的生成或晶界氧化，使表面性状劣化，所以将上限规定为1000℃。从热加工性和制造性的观点出发，优选为700～900℃。

热轧后，实施热轧钢板退火或省略热轧钢板退火，然后实施1次冷轧或夹着中间退火的2次以上的冷轧。热轧钢板的退火在促进再结晶的700℃以上，通过连续退火或间歇式的箱式退火进行。如果过度地提高退火温度，则招致表面性状和酸洗脱氧化皮性的下降，所以将上限规定为1000℃。从表面性状的观点出发，优选为700～900℃。

冷轧后的最终退火在氧化性气氛中或还原性气氛中进行。关于退火温度，如果考虑到再结晶、表面性状、脱氧化皮性，优选为700～900℃。酸洗方法没有特别的限定，最好是工业上常用的方法。例如，也可以进行碱盐浴浸渍＋电解酸洗＋硝氟酸浸渍，电解酸洗进行中性盐电解或硝酸电解等。

［实施例］

接着，对本发明的实施例进行说明，但实施例中的条件是为确认本发明的可实施性及效果而采用的一个条件例，本发明并不限定于该一个条件例。本发明在不脱离本发明的要点，实现本发明的目的的范围内，可采用各种条件。

（实施例1）

真空中熔炼150kg具有表3-1、表3-2（有时将双方一同称为表3）所示的成分组成的铁素体系不锈钢，将铸锭加热至1000～1300℃后供于热轧，在500～700℃卷取，从而制作出板厚3.0～6.0mm的热轧钢板。表3中的*符号表示不符合本发明的规定，0表示无添加。

对热轧钢板模拟箱式退火或连续退火而实施退火或省略退火，实施1次或夹着中间退火的2次冷轧，从而制作出板厚0.4～0.8mm的冷轧钢板。对于冷轧钢板，在再结晶结束的温度780～900℃下实施最终退火。作为最终退火，进行氧化性气氛退火或光亮退火。作为比较钢，使用 SUS430（17Cr）、SUS430LX（17Cr）。

关于热加工性，通过调查有无发生热轧板的裂边而进行了评价。将裂边完全没有发生者表示为“○”，将发生从端面到钢板表面的裂边者表示为“×”，将裂边没有达到钢板表面者表示为“△”。将裂边评价指标为“○”和“△”者作为发明例。

关于耐锈性，通过按照JIS Z2371的盐雾试验和再在80℃、0.5%NaCl水溶液中浸渍168小时的浸渍试验进行了评价。比较钢的浸渍试验形成的生锈程度在SUS430为“全面生锈”，在SUS430LX为“未生锈”。因此，作为评价指标，将与SUS430同等的生锈表示为“○”，将与SUS430LX同等的“未生锈”表示为“◎”。再者，将示出相当SUS410L的生锈和穿孔者表示为“×”。

在表4-1、表4-2（有时将双方一同称为表4）中，汇总地示出了制造条件和试验结果。表4中的*符号表示不符合本发明的规定，×符号表示不符合本发明的目标，－符号表示未实施。

表4中，试验号码2-1～2-3、2-7～2-26及试验号码3-1～3-3、3-7～3-26是满足第二实施方式中规定的成分组成及γp和制造条件的铁素体系不锈钢的试验例。在这些钢板中，得到了第二实施方式中作为目标的热加工性和与SUS430同等或并不逊色于SUS430LX的耐锈性。再者，显示出并不逊色于SUS430LX的耐锈性的钢板含有14.5%以上的Cr。

试验号码2-4～2-6及试验号码3-4～3-6是具有第二实施方式中规定的成分组成及γp，但制造条件不符合第二实施方式中规定的制造条件的铁素体系不锈钢的试验例。在这些钢板中，不能抑制裂边，但得到了作为目标的热加工性。

试验号码2-27～2-31及试验号码3-27～3-32是成分组成及γp不符合第二实施方式中规定的成分组成及γp的铁素体系不锈钢的试验例。在这些钢板中，没有得到作为目标的热加工性和耐锈性的双方或一方。

试验号码2-32～2-34及试验号码3-33～3-35是具有第二实施方式中规定的成分组成，但γp不符合第二实施方式中规定的γp的铁素体系不锈钢的试验例。在这些钢板中，得到了作为目标的耐锈性，但没有得到作为目标的热加工性。在试验号码2-32及试验号码3-33的铁素体系 不锈钢中，由于γp小，所以起因于自生裂纹的裂纹通过热加工而明显化。

试验号码2-35和2-36及3-36和3-37分别是SUS410L及SUS430的参考例。

产业上的可利用性

如前所述，根据本发明，能够不依赖使用稀有金属而通过有效利用再循环的铁源中的Sn，从而提供一种抗皱性、耐锈性及加工性优良的铁素体系不锈钢板。此外，能够提供一种耐锈性及加工性优良的铁素体系不锈钢板。其结果是，本发明能够使以往必要的研磨工序等简略化，可为保护地球环境做出贡献，所以产业上的可利用性高。

Claims (6)

1.一种抗皱性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，以质量％计，含有C：超过0.02％且在0.30％以下、Si：0.01～1.00％、Mn：0.01～2.00％、P：0.050％以下、S：0.020％以下、Cr：11.0～22.0％及N：0.01～0.10％，由下述(式3)定义的Ap满足下述(式2)，且Sn含量满足下述(式1)，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成；金属组织为铁素体单相；

0.150＜Sn≤0.634－0.0082Ap (式1)

10≤Ap≤70 (式2)

Ap＝420C+470N+23Ni+9Cu+7Mn－11.5(Cr+Si)－12Mo－52Al－47Nb－49Ti+189 (式3)

这里，Sn、C、N、Ni、Cu、Mn、Cr、Si、Mo、Al、Nb及Ti为各元素的含量。

2.根据权利要求1所述的抗皱性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，所述铁素体系不锈钢板的皱纹状变形高度低于6μm。

3.根据权利要求1或2所述的抗皱性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，以质量％计，进一步含有Al：0.0001～1.0％、Nb：0.30％以下、Ti：0.30％以下、Ni：1.0％以下、Cu：1.0％以下、Mo：1.0％以下、V：1.0％以下、Co：0.5％以下及Zr：0.5％以下中的1种或2种以上。

4.根据权利要求1～3中任1项所述的抗皱性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，以质量％计，进一步含有B：0.005％以下、Mg：0.005％以下、Ca：0.005％以下、Hf：0.1％以下及REM：0.1％以下中的1种或2种以上。

5.根据权利要求4所述的抗皱性优良的铁素体系不锈钢板，其特征在于，所述REM包含Y。

6.一种抗皱性优良的铁素体系不锈钢板的制造方法，其是权利要求1～5中任1项所述的抗皱性优良的铁素体系不锈钢板的制造方法，其特征在于，

(i)将权利要求1～5中任1项所述的成分组成的钢加热至1150～1280℃，对该钢实施1100℃以上的热轧中的总轧制率为15％以上的热轧而形成热轧板；

(ii)在卷取了所述热轧板后，对该热轧板实施退火或者不对该热轧钢板实施退火，再实施冷轧，接着进行退火。