CN105247088B - 冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供铁素体系不锈钢板的一个形态，该铁素体系不锈钢板以质量％计含有C：0.016％以下、Si：1.0％以下、Mn：1.0％以下、P：0.010～0.035％、S：0.005％以下、Al：0.50％以下、N：0.018％以下、Cr：15.6～17.5％、Cu：0.10～0.50％、Sn：0.01～0.3％及选自Ti：0.05～0.30％、Nb：0.05～0.40％、Mo：0.05～0.50％及Ni：0.05～0.50％中的1种以上，剩余部分含有Fe及不可避免的杂质，钢板表面的Cu浓度以阳离子分率计为15％以上，铁素体粒径为30μm以下。

Description

冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及可用于厨房及家用电器、器物、硬币、容器等的冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板及其制造方法。
本申请基于2013年3月25日向日本提出的日本特愿2013-062077号及2013年3月28日向日本提出的日本特愿2013-067972号主张优先权，在此引用其内容。
背景技术
铁素体系不锈钢板因设计性及耐蚀性优异而用于建筑物及运输机器、家用电气制品、厨房器具等各式各样的用途。这些制品(结构体)通常经由将钢板切断、成形、接合的工序来制造。在切断时，从生产率的高度考虑，通常进行剪切加工，但此时，在切断面产生所谓的“飞边(也可以称为毛刺、毛边)”。在该飞边大的情况下，在将切断品自动装入冲压装置内时，“飞边”的部分挂在装置内部，引起装入不良，而且即使能插入也在焊接部位产生由“飞边”造成的间隙，有时产生发生烧穿等不良。特别是，铁素体系不锈钢板有该“飞边”大的倾向，成为阻碍谋求扩大用途的主要原因。
例如，专利文献1中公开了一种通过适当地组合化学成分和热轧卷取温度来解决成为表面的凹凸缺陷即凸起(也称为起皱)的原因的热轧板再结晶不足的技术。该技术是通过将钢中的形成析出物即FeTiP、Ti4C2S2、TiC的C、P、S的含量抑制得较低，且在高温下卷取热轧后的钢板，从而使析出物粗大化。可是，由此技术得到的钢板虽然可改进成形性及耐凸起性，但是因剪切时成为断裂起点的析出物的量少，所以有剪切时的飞边大的问题。
此外，专利文献2中公开了一种通过控制固溶元素量、同时谋求析出物的粗大化和晶粒的粗大化而使胀形性优异的铁素体系不锈钢及其制造方 法。可是，由此技术得到的钢板因铁素体晶粒大、变形后的铁素体晶粒直接形成剪切面的飞边，因而有飞边大的问题。
专利文献3中公开了一种铁素体系不锈钢板，其通过降低成为表面缺陷的原因的TiO2、Al2O3的量、同时添加足够量的Ti，从而使加工性和耐蚀性优异，而且表面缺陷少。可是，由此技术得到的钢板也因铁素体粒径大、并且成为断裂起点的夹杂物量少，因而有因剪切而产生大的飞边的问题。
专利文献4中公开了一种钢板，其通过将FeTiP适度地分散在钢中，以FeTiP为起点而产生剪切时的裂纹，同时使铁素体粒径微细化而达到30μm以下，从而抑制剪切时的延展性断裂部分的变形，此外通过将屈服比规定为0.65以上，从而将加工硬化抑制得较小，并抑制直至断裂的铁素体晶粒变形。可是，在该技术中，有存在的FeTiP促进剪切工具的磨损、使工具寿命缩短的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-204588号公报
专利文献2：日本特开2002-249857号公报
专利文献3：日本特开2002-012955号公报
专利文献4：日本特开2008-308705号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的问题是提供一种不仅耐蚀性优异，而且用以往技术不能充分改善的冲剪加工性也优异的铁素体系不锈钢板及其制造方法。
用于解决问题的手段
关于本发明的第1形态，发明者们采用多种铁素体系不锈钢板实施了冲剪试验，对加工时产生的飞边的产生状况及冲剪加工中所用的工具表面进行了详细的调查。
其结果是，发现了以下事项。
(a)在钢板表面Cu以适当量浓化。
(b)只在满足钢板的平均铁素体粒径为30μm以下的情况下，能够维 持飞边高度小的状态。
也就是说，通过发现以下事项而完成了本发明。
(a’)通过在钢板表面适度地使Cu浓化，在剪切时与冲剪工具接触时出现润滑效果，使成为起点的裂纹稳定地产生。
(b’)通过微细化使铁素体粒径为30μm以下，由此抑制剪切时的延展性断裂部分的变形。这对降低飞边的尺寸、且延长工具寿命是有效的。
本发明的第1形态的要点如下。
(1)一种冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板，其含有C：0.016质量％以下、Si：1.0质量％以下、Mn：1.0质量％以下、P：0.010～0.035质量％、S：0.005质量％以下、Al：0.50质量％以下、N：0.018质量％以下、Cr：15.6～17.5质量％、Cu：0.10～0.50质量％、Sn：0.01～0.3质量％，进一步含有选自Ti：0.05～0.30质量％、Nb：0.05～0.40质量％、Mo：0.05～0.50质量％及Ni：0.05～0.50质量％中的1种以上，剩余部分含有Fe及不可避免的杂质，钢板表面的Cu浓度以阳离子分率计为15％以上，铁素体粒径为30μm以下。
(2)根据上述(1)所述的冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板，其以质量％计进一步含有B：0.001质量％以下、V：0.50质量％以下、W：0.50质量％以下、Co：0.50质量％以下、Mg：0.01质量％以下、Ca：0.003质量％以下、Zr：0.30质量％以下、REM(稀土类金属)：0.02质量％以下及选自Ta：0.50质量％以下、Sb：0.001～0.3质量％、Ga：0.0002～0.1质量％中的1种以上。
(3)一种冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板的制造方法，其中，将由上述(1)或(2)所述的成分组成构成的钢的板坯加热至1100℃以上，接着进行精轧的结束温度为900℃以上的热轧，在450～600℃下进行卷取，得到热轧板，接着在800～950℃下对所述热轧板进行退火，并进行酸洗、冷轧，接着在820℃～950℃的温度下且在氧浓度1％以上的气氛中进行最终退火，然后进行将直至600℃的温度范围内的冷却速度规定为30℃/s以上的冷却。
关于本发明的第2形态，发明者们采用多种铁素体系不锈钢板进行了冲剪试验，对加工时产生的飞边的产生状况及冲剪加工中所用的工具表面 进行了详细的调查。
其结果是，发现了以下事项。
(c)在钢板表面Cu以适当量浓化。
(d)只在钢板的平均铁素体粒径为30μm以下、满足表面硬度HV1为40～180的情况下，能够维持飞边高度小的状态。
也就是说，通过发现以下事项而完成了本发明。
(c’)通过在钢板表面适度地使Cu浓化，表现为在剪切时与冲剪工具接触时的润滑效果，使成为起点的裂纹稳定地产生。
(d’)通过微细化使铁素体粒径为30μm以下、使表面硬度HV1为140～180，由此抑制剪切时的延展性断裂部分的粘性变形。这对降低飞边的尺寸、且通过抑制磨损来延长工具寿命是有效的。
本发明的第2形态的要点如下。
(4)一种冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板，其含有C：0.020质量％以下、Si：0.80质量％以下、Mn：1.0质量％以下、P：0.010～0.035质量％、S：0.005质量％以下、Al：0.50质量％以下、N：0.020质量％以下、Cr：15.6～17.5质量％、Cu：0.50～2.00质量％、Sn：0.001～0.1质量％，进一步含有选自Ti：0.05～0.30质量％、Nb：0.05～0.40质量％及Ni：0.05～0.50质量％中的1种以上，剩余部分含有Fe及不可避免的杂质；钢板表面的Cu浓度以阳离子分率计为15％以上，铁素体粒径为30μm以下，表面硬度为140～180。
(5)根据上述(4)所述的冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板，其以质量％计进一步选自含有Mo：0.01～0.50质量％、B：0.001质量％以下、V：0.50质量％以下、W：0.50质量％以下、Co：0.50质量％以下，Mg：0.01质量％以下、Ca：0.003质量％以下、Zr：0.30质量％以下、REM(稀土类金属)：0.02质量％以下及Ta：0.50质量％以下、Sb：0.001～0.3质量％、Ga：0.0002～0.1质量％中的1种以上。
(6)一种冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板的制造方法，其中，将由上述(4)或(5)所述的成分组成构成的钢的板坯加热至1100℃以上，接着在精轧时的轧制率为80～90％、结束温度为900℃以上的条件下进行热轧，在400～500℃下进行卷取，得到热轧板，接着对所述热轧板进行退火， 并进行酸洗、冷轧，接着在850℃～950℃的温度下且在氧浓度1％以上的气氛中进行最终退火，然后进行将直至500℃的温度范围内的冷却速度规定为50℃/s以上的冷却。
发明效果
根据本发明的第1、2形态，可提供一种不仅耐蚀性优异，而且冲剪加工性也优异的铁素体系不锈钢板及其制造方法。所以根据本发明，可扩大铁素体系不锈钢板的用途。
附图说明
图1是表示第1实施方式的铁素体系不锈钢板的表层的Cu浓度与飞边高度的关系的图。
图2是表示第1实施方式的铁素体系不锈钢板的铁素体粒径与第20次的飞边高度的关系的图。
图3是表示第1实施方式的铁素体系不锈钢板的表层Cu浓度的测定例的图，是表示Cu浓度与距最表层的距离的关系的图。
图4是表示第2实施方式的铁素体系不锈钢板的表层的Cu浓度与第20次的飞边高度的关系的图。
图5是表示第2实施方式的铁素体系不锈钢板的铁素体粒径与第20次的飞边高度的关系的图。
图6是表示第2实施方式的铁素体系不锈钢板的表层Cu浓度的测定例的图，是表示Cu浓度与距最表层的距离的关系的图。
具体实施方式
(第1实施方式)
对第1实施方式所涉及的铁素体系不锈钢板的成分组成进行说明。再者，表示元素含量的单位％意味着质量％。
(C：0.016质量％以下)
C通过形成Cr碳化物而成为引起敏化的原因。因此，在本实施方式中，通过添加Ti或Nb，形成碳化物来固定C。TiC微细，具有通过使钢析出强化而促进加工硬化的作用。可是，如果C含量超过0.016质量％，则需要添 加大量的Ti，因此将C含量规定为0.016质量％以下，优选为0.012质量％以下。从回避由C导致的耐蚀性等的劣化的观点出发，其含量越少越好，但过度地降低C量会导致精炼成本的增加，因此优选规定为0.001质量％以上为好。另外，考虑到制造成本等，优选规定为0.002质量％～0.009质量％。
(Si：1.0质量％以下)
Si是固溶强化元素，使钢硬质化，降低延展性。如果延展性下降，则冲剪断裂时的变形能降低。因此，飞边高度为低位且稳定的冲剪条件的区域窄，随着冲剪次数的增加，飞边高度显著增大。此外，Si具有容易氧化的特性，因此根据热处理条件，Si在氧化皮中浓化，使除氧化皮性下降。其结果是，在最终的除氧化皮时需要增加火焰表面清理量。过度的火焰表面清理还可以将表层的浓化Cu层也进行火焰表面清理，在本实施方式中是不适合的。因此，在本实施方式中，需要将Si含量规定为1.0质量％以下。Si量优选为0.50质量％以下，更优选为0.25质量％以下。此外，Si是有时作为脱氧元素而添加的元素，考虑到制造成本等，优选将Si量规定为0.01质量％以上。
(Mn：1.0质量％以下)
Mn是使耐蚀性劣化的元素，此外还是构成MnS的元素。因大量MnS析出，MnS粗大化，而使冲剪加工性劣化。MnS在铁素体晶界以片状析出，以铁素体晶粒作为伸长晶粒，使冲剪加工时的飞边增大。因而，在本实施方式中，需要将Mn含量规定为1.0质量％以下。Mn量优选为0.50质量％以下，更优选为0.30质量％以下。此外，Mn是有时作为脱氧元素而添加的元素，考虑到制造成本等，优选规定为0.01质量％以上。
(P：0.010～0.035质量％)
P具有通过形成FeTiP而促进冲剪时的裂纹的产生、扩展、降低飞边高度的作用。通过含有0.010质量％以上的P可体现此效果。
可是，如果添加超过0.035质量％的P，则招致材料的脆化，因此将P量规定为0.035质量％以下。优选为0.020～0.025质量％的范围。
(S：0.005质量％以下)
S通过形成MnS或TiS来抑制铁素体晶粒的等轴化，促进伸长化，因 此助长飞边的产生。为了防止此现象，需要将S含量规定为0.005质量％以下。优选为0.003质量％以下。但是，过度的降低会导致精炼成本的增加，所以优选将S量规定为0.0001质量％以上。
(Al：0.50质量％以下)
Al是作为脱氧剂而添加的成分，为了提高钢的洁净度，优选添加0.02质量％以上。可是，如果大量添加Al，则因析出AlN而助长铁素体晶粒的软化，且成为铁素体晶粒向轧制方向伸长的原因。因而，在本实施方式中，将Al含量规定为0.50质量％以下。优选为0.10质量％以下。此外，Al有时作为脱氧元素而添加，并且使高温强度及耐氧化性提高。其作用从0.01质量％体现出来，因而优选Al量为0.01质量％以上。
(N：0.018质量％以下)
N是容易与Ti结合而形成TiN的元素。特别是，如果N含量超过0.018质量％，则钢中大量析出粗大的长方体的TiN，钢板产生表面缺陷。因而，将N含量规定为0.018质量％以下。优选为0.008～0.014质量％以下。
(Cr：15.6～17.5质量％)
Cr对于在不锈钢表面形成钝化皮膜、提高耐蚀性是重要的元素。为了维持端面的耐蚀性，需要含有15.6质量％以上。可是，如果超过17.5质量％，则Cr导致的硬化显著，使加工硬化系数下降，铁素体晶粒容易向冲剪方向延伸，因此飞边增大。因而，将Cr含量规定为17.5质量％以下。优选为16.0～17.3质量％的范围。
(Cu：0.10～0.50质量％)
Cu具有通过在钢板表面浓化而降低与冲剪工具的摩擦的作用，因此在本实施方式中具有重要的作用。通过含有Sn，且添加0.10质量％以上的Cu，可使钢板表面的Cu浓化稳定，降低飞边，同时抑制工具磨损。另一方面，如果添加超过0.50质量％，则招致固溶强化带来的硬度上升，同时因Cu在晶界析出而容易使铁素体晶粒脆化，所以有损害制造性的可能性。因而，将Cu量规定为0.50质量％以下。优选为0.10～0.30质量％。
(Sn：0.01～0.30质量％)
Sn在与Cu共存的情况下，可发挥促进Cu向钢板表面浓化的效果，因此在本实施方式中是重要的元素。通过Sn和Cu的共存而促进Cu的表面浓 化的效果可通过添加0.01质量％以上的Sn来发挥。可是，Sn也是固溶强化元素，如果过剩地添加则加工硬化常数上升，因此将Sn量规定为0.3质量％以下。此外，Sn也是提高耐蚀性的元素。通过添加0.03质量％以上可发挥提高耐蚀性的效果。所以，优选将Sn规定为0.03～0.25质量％的范围。更优选为0.10～0.20质量％的范围。
本实施方式的钢板进一步含有选自Ti：0.05～0.30质量％、Nb：0.05～0.40质量％、Mo：0.05～0.50质量％及Ni：0.05～0.50质量％中的1种以上。
(Ti：0.05～0.30质量％)
Ti与C、N、S结合而形成碳化物、氮化物、硫化物。在Ti量为0.05质量％以上时，可发挥固定这些元素的效果。因此，Ti需要添加0.05质量％以上。另一方面，如果Ti量超过0.30质量％，则TiN大量析出，钢板表面产生缺陷。因而，将Ti量规定为0.30质量％以下。
优选的是Ti量为0.08～0.20质量％的范围。更优选的是Ti量为0.08～0.15质量％。
(Nb：0.05～0.40质量％)
Nb是提高成形性和耐蚀性的元素。通过添加0.05质量％以上的Nb可提高成形性和耐蚀性。另一方面，过度地添加Nb会带来表面缺陷或光泽不均等不良及延展性的下降。所以，将Nb规定为0.05～0.40质量％的范围。另外，如果考虑到制造性及延展性，优选将Nb量规定为0.10～0.30质量％的范围。
(Mo：0.05～0.50质量％)
Mo是提高耐蚀性的元素，优选在要求耐蚀性的用途中添加。通过添加0.05质量％以上的Mo，可体现提高耐蚀性的效果。另一方面，过度量地添加Mo带来成形性、特别是延展性的劣化。所以，优选规定为0.05～0.50质量％的范围。另外，考虑到制造性或钢板强度等，更优选规定为0.05～0.20质量％的范围。进一步优选将Mo量规定为0.05～0.10质量％的范围。
(Ni：0.05质量％以上且0.5质量％以下)
Ni是提高耐蚀性的元素，但如果大量添加Ni，则成为因使钢硬质化而使延展性下降的原因。因而，将Ni含量规定为0.5质量％以下。优选为0.25质量％以下。此外，在添加Ni时，为了充分发挥提高耐蚀性的效果，优选 添加0.05质量％以上。更优选为0.10质量％以上。
在本实施方式中，也可以根据需要含有以下元素。
(B：0.001质量％以下)
B是通过向晶界偏析来提高晶界强度的元素，使冲剪加工时的端面性状稳定化。可是，B的过剩量的添加会形成低熔点硼化物，使热加工性显著降低。所以，在添加B时以0.001质量％以下的范围添加。为了稳定地得到B带来的效果，B量优选为0.0002质量％以上，更优选为0.0003质量％以上。
(Co：0.50质量％以下)
Co与Ni同样是提高耐蚀性的元素，但如果大量添加，则成为因使钢硬质化而使延展性下降的原因。因而，将Co含量规定为0.50质量％以下。Co量优选为0.1质量％以下。为了稳定地得到Co带来的效果，Co量优选为0.005质量％以上，更优选为0.01质量％以上。
(V、W：0.50质量％以下)
V及W与Ti同样与C结合而形成碳化物。如果将V或W的添加量规定为超过0.50质量％，则促进TiN的析出，诱发钢板表面缺陷。所以，在添加V及W时，优选将各自的量分别规定为0.50质量％以下，更优选规定为0.10质量％以下，进一步优选规定为0.05质量％以下。为了稳定地得到V、W带来的效果，V量及W量分别优选为0.005质量％以上，更优选为0.01质量％以上。
(Mg：0.01质量％以下)
Mg是作为脱氧剂而添加的成分。可是，如果大量添加，则以MgO析出，成为炼钢时堵塞喷嘴的原因。因此，在本实施方式中，将Mg量规定为0.01质量％以下，更优选规定为0.002质量％以下。为了稳定地得到Mg带来的效果，Mg量优选为0.0001质量％以上，更优选为0.0003质量％以上。
(Ca：0.01质量％以下)
Ca是作为脱氧剂而添加的成分。可是，如果大量添加Ca，则以CaO或CaS析出，成为生锈的原因。因此，在本实施方式中，将Ca规定为0.01质量％以下。为了稳定地得到Ca带来的效果，Ca量优选为0.0001质量％以上，更优选为0.0003质量％以上。
(Zr：0.30质量％以下)
Zr与Nb或Ti等同样形成碳氮化物而抑制Cr碳氮化物的形成，从而提高耐蚀性，因此根据需要添加0.01质量％以上。此外，即使添加超过0.30质量％，其效果也饱和，因形成大型氧化物而成为表面缺陷的原因，因此以0.01～0.30质量％添加。上限值更优选为0.20质量％。由于与Ti、Nb相比较是高价元素，因此考虑到制造成本，优选规定为0.02质量％～0.05质量％。
(REM(稀土类金属)：0.02质量％以下)
REM(稀土类金属)与B同样，是提高晶界强度的元素，使冲剪加工时的端面性状稳定化，但其作用在0.02质量％时饱和。所以，将REM量(稀土类金属的总量)规定为0.02质量％以下。要体现效果，优选将REM量的下限规定为0.002质量％。再者，REM(稀土类元素)按照通常的定义，指钪(Sc)、钇(Y)这两个元素和从镧(La)到镥(Lu)这15个元素(镧系元素)的总称。可以单独添加，也可以是混合物。
(Ta：0.50质量％以下)
Ta是提高高温强度的元素，可根据需要添加。可是，Ta的过量添加导致常温延展性的下降或韧性下降，因此将0.50质量％作为Ta量的上限。为使高温强度和延展性-韧性得以兼顾，Ta量优选为0.05质量％以上且0.5质量％以下。
(Sb：0.001～0.3质量％)
Sb对于提高耐蚀性是有效的，也可以根据需要以0.3质量％以下的量添加。特别是从间隙腐蚀性的观点出发，将Sb量的下限规定为0.001质量％。另外，从制造性及成本的观点出发，优选将Sb量规定为0.01质量％以上。从成本的观点出发，Sb量的上限优选为0.1质量％。
(Ga：0.0002～0.1质量％)
对于Ga，为了提高耐蚀性或抑制氢脆化，也可以以0.1质量％以下的量添加。从形成硫化物或氢化物的观点出发，将Ga量的下限规定为0.0002质量％。另外，从制造性及成本的观点出发，Ga量优选为0.0020质量％以上。
关于其它成分，本实施方式中没有特别的规定，但在本实施方式中， 也可以根据需要以0.001～0.1质量％的量添加Hf、Bi等。再者，优选尽量降低As、Pb等一般有害的元素或杂质元素的量。
本实施方式的铁素体系不锈钢板中的上述成分以外的剩余部分含有Fe及不可避免的杂质。
接着，对本实施方式所涉及的铁素体系不锈钢板中的表面的Cu浓度、铁素体粒径进行说明。
(钢板表面的Cu浓度以阳离子分率计为15％以上)
发现了：铁素体系不锈钢板的表面的Cu浓度对于降低与冲剪时的工具的摩擦系数、抑制飞边产生、同时抑制工具磨损具有重要的作用。如果Cu在表面浓化，则在与冲剪工具接触时在工具前端Cu作为构成刀尖而存在，抑制工具的磨损。另外，Cu因导热性优异而使蓄积在工具上的加工热扩散，可抑制钢板的由温度上升导致的软化，因此端面的飞边减小。为了体现此效果，需要按照以至少钢板表层的Cu浓度换算成阳离子分率计达到15％以上的方式使Cu浓化。如果低于此值，则钢板和工具的摩擦系数上升，飞边增大，而且促进工具磨损。为了使Cu在制品表面浓化，最好作为合金元素的Cu的添加量大。可是，显然因Cu与Sn共存，即使以低的Cu浓度，Cu也在表面浓化。过剩量的Sn或Cu的添加促进铁素体系不锈钢的脆化，因此需要以小的添加量体现效果。为了以Cu量在0.1～0.5％的范围、表面的Cu浓度达到15％以上的方式使Cu浓化，0.01％以上的Sn是必要的。
图1是表示表层的Cu浓度与飞边高度的关系的图。在图1中，白圈的描绘点表示铁素体粒径为30μm以下的例子。黑圈的描绘点表示超过30μm的例子。图1中的试验例子是在按照本实施方式的制造方法制造本实施方式的成分组成的钢(实施例1的钢1-1、1-6及1-9)时，通过使冷轧板的热处理条件变化而制造的例子。在加工热处理条件下将铁素体粒径控制在30μm以下，在组合冷轧板热处理的气氛、冷却速度和酸洗条件的条件下使钢材表面的Cu浓度变化。其结果是，只要钢板表面的Cu浓度为15％以上，就能稳定地使飞边高度在50μm以下。即使在铁素体粒径为35μm，且钢板表面的Cu浓度低于15％时，有时飞边高度也达到50μm以下，但此例子的第20次的飞边高度偏离50μm以下的范围。
(铁素体粒径：30μm以下)
如果铁素体粒径大，则冲剪时产生的1个1个铁素体晶粒的变形量增大，因此飞边增大。因而，需要将铁素体粒径规定为30μm以下。铁素体粒径优选为25μm以下，更优选为20μm以下。
图2是表示铁素体粒径与第20次的飞边高度的关系的图。在图2中，白圈的描绘点表示钢板表面的Cu浓度以阳离子分率计为15％以上的例子。黑圈的描绘点表示钢板表面的Cu浓度按阳离子分率低于15％的例子。这些例子是按照本实施方式的制造方法制造本实施方式的成分组成的钢(实施例1的钢No.1-1、1-6及1-9)时，通过使热轧板及冷轧板的退火条件变化而制造的例子。在冷轧板的退火气氛和酸洗条件的组合条件下，将钢材表面的Cu浓度控制在15％以上及低于15％，在热轧板及冷轧板的退火条件下使铁素体粒径变化。在钢板表面的Cu浓度高至15％以上的情况下，基本上可通过铁素体粒径来控制第20次的飞边高度。粒径越小，飞边高度越减小。此外，在钢板表面的Cu浓度低为低于15％的情况下，即使铁素体粒径减小，飞边高度也增高。
接着，对本实施方式所涉及的铁素体系不锈钢板的制造方法进行说明。
本实施方式的制造方法如以下所述，热轧后在比较低的温度下卷取，在比较低的温度下进行热轧板退火，同时提高最终退火后的冷却速度。由此，回避ε-Cu的析出，确保固溶Cu。根据本实施方式的制造方法，可使Cu向钢板表面适度浓化，且使铁素体粒径微细化而可达到30μm以下。以下对每一制造工艺进行说明。
成为本实施方式的铁素体系不锈钢板的原材料的钢板坯的制造可采用通常公知的方法。例如，用转炉、电炉等熔炼钢，根据需要，通过RH脱气装置或AOD炉、VOD炉等进行2次精炼而调整成上述成分组成。然后，优选用连续铸造法或铸锭-开坯法制成板坯。
接着，热轧需要按以下条件进行。
(板坯加热温度：1100℃以上)
需要将热轧前的板坯的加热温度规定为1100℃以上。在加热温度低于1100℃时，在热轧板中容易残留热轧组织。由此铁素体晶粒容易向轧制方向伸长，使飞边增大。
(精轧的结束温度：900℃以上)
有必要将热轧中的精轧结束温度规定为900℃以上。在精轧的结束温度低于900℃时，热轧中材料难以再结晶化，结果铁素体晶粒容易伸长。
(卷取温度：450～600℃)
热轧后的卷取温度对于控制热轧板中的晶界偏析及析出物是重要的，需要规定为600℃以下的范围。如果卷取温度超过600℃，则Cu以ε-Cu相析出，向表面浓化的有效的Cu浓度降低。另一方面，在卷取温度低于450℃时，因Cu或Sn的影响，钢板的硬度显著上升，成为卷取时的卷形状不良或擦伤的原因。因此，将卷取温度规定为450℃以上。卷取温度优选为500～550℃的范围。
对按上述得到的热轧板实施热轧板退火、酸洗及冷轧。然后，实施用于使其再结晶的最终退火。将此时的热轧板的退火温度以及最终退火温度规定为下述范围。
(热轧板的退火温度：800～950℃)
优选将热轧板的退火温度规定为800～950℃的范围。在热轧板的退火温度低于800℃时，热轧板的再结晶不充分，铁素体晶粒伸长化。如果热轧板的退火温度达到800℃以上，则ε-Cu相熔化，在冷轧板的最终退火后能够确保向表面浓化的Cu量。另一方面，如果热轧板的退火温度超过950℃，则促进铁素体晶粒的粗大化，使制品的铁素体晶粒粗大化。因此，规定为950℃以下是必要的。
(最终退火温度：820～950℃)
将冷轧后的最终退火温度规定为820℃以上。在最终退火温度低于820℃时，容易残留向轧制方向伸长的冷轧组织，使飞边增大。另外，开始析出ε-Cu相，固溶Cu量不充分，表面的Cu浓度降低。另一方面，如果最终退火温度超过950℃，则铁素体晶粒的粗大化扩展，铁素体粒径超过30μm。优选的最终退火温度为850～920℃的范围。
(最终退火的气氛：氧浓度1％以上)
此外，由于钢板表面的氧化状态影响制品表面的Cu浓度，所以将最终退火时的气氛中的氧浓度规定为1％以上。如果与Cr氧化物一同，通过Mn氧化物或Fe氧化物而形成氧化皮，则在表层近旁形成氧化物的元素减少。因此，以相对比计Cu量增多。一般来讲，在除氧化皮中，由于用酸液与氧 化皮一同将钢板基体溶解，所以与最终退火时通过扩散而在表面浓化的Cu一同促进表面的浓化。再者，最终退火也可以在大气中进行。也就是说，只要将大气中的氧浓度(大约21％)作为气氛中的氧浓度的上限即可。
(直至600℃的冷却速度：30℃/s以上)
Cu在最终退火后的冷却时以ε-Cu相析出。一旦ε-Cu相析出，则不会在其后的工序中再溶解。为了使Cu向表层浓化而需要抑制析出。为此，在直至600℃的温度范围中，以30℃/s以上的冷却速度进行冷却是必要的。只要冷却速度高就可抑制析出行为，但有容易引起形状不良等问题。所以，冷却速度优选为35～60℃/s的范围。
对最终退火后的冷轧板通过酸洗来实施除氧化皮。接着，也可以直接制成制品，其后，也可以根据需要实施调质轧制。优选将此时的调质轧制压下率规定为0.3～1.2％的范围。
(第2实施方式)
对第2实施方式所涉及的铁素体系不锈钢板的成分组成进行说明。
(C：0.020质量％以下)
C通过形成Cr碳化物而成为引起敏化的原因。因此，在本实施方式中，通过添加Ti或Nb，形成碳化物来固定C。TiC微细，具有通过使钢析出强化而促进加工硬化的作用。可是，如果C含量超过0.020质量％，则需要添加大量的Ti或Nb，因此将C含量规定为0.020质量％以下。优选为0.012质量％以下。从回避由C导致的耐蚀性等的劣化的观点出发，其含量越少越好，但过度地降低C量会导致精炼成本的增加，因此优选规定为0.001质量％以上为好。另外，考虑到制造成本等，优选规定为0.005质量％～0.010质量％。
(Si：0.80质量％以下)
Si是固溶强化元素，使钢硬质化，降低延展性。如果延展性下降，则使冲剪断裂时的变形能降低。因此，飞边性状稳定的冲剪条件的范围窄，随着冲剪次数的增加，冲剪条件脱离稳定范围，飞边高度增大。因此，在本实施方式中，需要将Si含量规定为0.80质量％以下。Si量优选为0.30质量％以下，更优选为0.25质量％以下。此外，Si是有时作为脱氧元素而添加的元素，考虑到制造成本等，优选将Si量规定为0.01质量％以上。
(Mn：1.0质量％以下)
Mn是使耐蚀性劣化的元素，此外还是构成MnS的元素。因大量MnS析出，或MnS粗大化，而使冲剪加工性劣化。MnS在铁素体晶界以片状析出，将铁素体晶粒形成为伸长晶粒，使冲剪加工时的飞边增大。因而，在本实施方式中，需要将Mn含量规定为1.0质量％以下。优选为0.50质量％以下，更优选为0.30质量％以下。此外，Mn是有时作为脱氧元素而添加的元素，考虑到制造成本等，优选规定为0.01质量％以上。
(P：0.010～0.035质量％)
P具有通过形成FeTiP而促进冲剪时的裂纹的产生、扩展、降低飞边高度的作用。通过含有0.010质量％以上的P可体现此效果。
可是，如果添加超过0.035质量％，则招致材料脆化，因此规定为0.035质量％以下。优选为0.020～0.025质量％的范围。
(S：0.005质量％以下)
S通过形成MnS或TiS来抑制铁素体晶粒的等轴化，促进伸长化，因此助长飞边的产生。为了防止此现象，需要将S含量规定为0.005质量％以下。优选为0.003质量％以下。但是，过度的降低会导致精炼成本的增加，所以规定为0.0001质量％以上。
(Al：0.50质量％以下)
Al是作为脱氧剂而添加的成分，为了提高钢的洁净度，优选添加0.02质量％以上。可是，如果大量添加Al，则析出AlN，助长铁素体晶粒的软化，且成为铁素体晶粒向轧制方向伸长的原因。因而，在本实施方式中，将Al含量规定为0.50质量％以下。优选为0.10质量％以下。此外，Al有时作为脱氧元素而添加，而且提高高温强度及耐氧化性。由于其作用从0.01质量％体现出来，所以Al量优选为0.01质量％以上。
(N：0.020质量％以下)
N是容易与Ti结合而形成TiN的元素。特别是，如果N含量超过0.020质量％，则钢中大量析出粗大的长方体的TiN，钢板产生表面缺陷。因而，将N含量规定为0.020质量％以下。优选为0.07～0.012质量％。
(Cr：15.6～17.5质量％)
Cr对于在不锈钢表面形成钝化皮膜、提高耐蚀性是重要的元素。为了 维持端面的耐蚀性，需要含有15.6质量％以上。可是，如果超过17.5质量％，则Cr导致的硬化显著，使加工硬化系数下降，铁素体晶粒容易向冲剪方向延伸，因此飞边增大。因而，将Cr含量规定为17.5质量％以下。优选为16.0～17.3质量％的范围。
(Cu：0.50～2.00质量％)
Cu具有通过在钢板表面浓化而降低与冲剪工具的摩擦的作用，因此在本实施方式中具有重要的作用。通过含有Sn，且添加0.50质量％以上的Cu，可使钢板表面的Cu浓化稳定，降低飞边，同时抑制工具磨损。另一方面，如果添加超过2.00质量％，则招致固溶强化带来的硬度上升，同时因Cu在晶界析出而容易使铁素体晶粒脆化，所以有损害制造性的可能性。此外，招致ε-Cu相的析出，分散强化导致的硬度上升促进工具摩耗。因而，将Cu的上限规定为2.00质量％。优选为超过0.50质量％且2.00质量％以下，更优选为0.8～1.2质量％。
(Sn：0.001～0.1质量％)
Sn在与Cu共存的情况下，可发挥促进Cu向钢板表面浓化的效果，因此在本实施方式中是重要的元素。通过Sn和Cu的共存而促进Cu的表面浓化的效果可通过添加0.001质量％以上的Sn来发挥，按0.01质量％以上添加可显著地体现效果。实用上也可以是0.003质量％以上。可是，Sn也是固溶强化元素。所以，如果过剩地添加则加工硬化常数上升，因此将Sn量规定为0.1质量％以下。此外，Sn也是提高耐蚀性的元素。以0.01质量％以上添加可发挥提高耐蚀性的效果，以0.03质量％以上添加可体现更显著的效果。所以，为了通过Sn促进Cu的表面浓化，优选为0.003～0.01质量％。
在提高耐蚀性的效果也必要的情况下，优选将Sn规定为0.03～0.08质量％的范围。更优选为0.04～0.06质量％的范围。
本实施方式的钢板进一步含有选自Ti：0.05～0.30质量％、Nb：0.05～0.40质量％及Ni：0.05～0.50质量％中的1种以上。
(Ti：0.05～0.30质量％)
Ti与C、N、S结合而形成碳化物、氮化物、硫化物。在Ti量为0.05质量％以上时，可发挥固定这些元素的效果。因而，需要将Ti添加0.05质量％以上。另一方面，如果Ti量超过0.30质量％，则TiN大量析出，钢板 表面产生缺陷。因而，将Ti量规定为0.30质量％以下。优选Ti量为0.15～0.25质量％的范围。
(Nb：0.05～0.40质量％)
Nb是提高成形性和耐蚀性的元素。通过添加0.05质量％以上的Nb可提高成形性和耐蚀性。另一方面，过度地添加Nb带来表面缺陷或光泽不均等不良及延展性的下降。所以，将Nb规定为0.05～0.40质量％的范围。另外，考虑到制造性及延展性，优选将Nb量规定为0.07～0.20质量％的范围。
(Ni：0.05～0.50质量％)
Ni是提高耐蚀性的元素，添加0.05质量％以上可发挥效果。另一方面，如果大量添加，则成为因使钢硬质化而使延展性下降的原因。因而，将Ni含量规定为0.50质量％以下。优选为0.25质量％以下。
在本实施方式中，也可以根据需要含有以下元素。
(B：0.001质量％以下)
B是通过向晶界偏析来提高晶界强度的元素，使冲剪加工时的端面性状稳定化。可是，B的过剩量的添加会形成低熔点硼化物，使热加工性显著降低。所以，将B量规定为0.001质量％以下。为了稳定地得到B带来的效果，B量优选为0.0002质量％以上，更优选为0.0003质量％以上。
(Co：0.50质量％以下)
Co与Ni同样是提高耐蚀性的元素，但如果大量添加，则成为因使钢硬质化而使延展性下降的原因。因而，将Co含量规定为0.50质量％以下。Co量优选为0.10质量％以下。为了稳定地得到Co带来的效果，Co量优选为0.005质量％以上，更优选为0.01质量％以上。
(Mo：0.01～0.50质量％)
Mo是提高耐蚀性的元素，优选在要求耐蚀性的用途中添加。通过添加0.01质量％以上的Mo，可体现提高耐蚀性的效果。另一方面，过量地添加Mo带来成形性、特别是延展性的劣化。所以，优选规定为0.01～0.50质量％的范围。更优选将0.30质量％作为上限。另外，考虑到制造性或强度等，更优选规定为0.05～0.20质量％的范围。进一步优选为0.05～0.15质量％的范围。
(V、W：0.50质量％以下)
V及W与Ti同样地与C结合而形成碳化物。如果将V或W的添加量规定为超过0.50质量％，则促进TiN的析出，诱发钢板表面缺陷。所以，在添加V或W时，优选将各自的量分别规定为0.50质量％以下，更优选规定为0.10质量％以下，进一步优选规定为0.05质量％以下。为了稳定地得到V、W带来的效果，优选将V量及W量分别规定为0.005质量％以上，更优选为0.01质量％以上。
(Mg：0.01质量％以下)
Mg是作为脱氧剂而添加的成分。可是，如果大量添加，则以MgO析出，成为炼钢时堵塞喷嘴的原因。因此，在本实施方式中，将Mg量规定为0.01质量％以下，更优选规定为0.002质量％以下。为了稳定地得到Mg带来的效果，Mg量优选为0.0001质量％以上，更优选为0.0003质量％以上。
(Ca：0.003质量％以下)
Ca是作为脱氧剂而添加的成分。可是，如果大量添加，则以CaO或CaS析出，成为生锈的原因。因此，在本实施方式中，将Ca规定为0.003质量％以下。为了稳定地得到Ca带来的效果，Ca量优选为0.0001质量％以上，更优选为0.0003质量％以上。
(REM(稀土类金属)：0.02质量％以下)
REM(稀土类金属)与B同样，是提高晶界强度的元素，使冲剪加工时的端面性状稳定化，但其作用在0.02质量％时饱和。所以，将REM量(稀土类金属的总量)规定为0.02质量％以下。要体现效果，优选将REM量的下限规定为0.002质量％。再者，REM(稀土类元素)按照通常的定义，指钪(Sc)、钇(Y)这两个元素和从镧(La)到镥(Lu)这15个元素(镧系元素)的总称。可以单独添加，也可以是混合物。
(Ta：0.50质量％以下)
Ta是提高高温强度的元素，可根据需要添加。可是，Ta的过量添加导致常温延展性的下降或韧性下降，因此将0.50质量％作为Ta量的上限。为使高温强度和延展性-韧性得以兼顾，Ta量优选为0.05质量％以上且0.5质量％以下。
(Sb：0.001～0.3质量％)
Sb对于提高耐蚀性是有效的，也可以根据需要以0.3质量％以下的量添 加。特别是从间隙腐蚀性的观点出发，将Sb量的下限规定为0.001质量％。另外，从制造性及成本的观点出发，优选将Sb量规定为0.01质量％以上。从成本的观点出发，Sb量的上限优选为0.1质量％。
(Ga：0.0002～0.1质量％)
Ga为提高耐蚀性或抑制氢脆化，也可以以0.1质量％以下的量添加。从形成硫化物或氢化物的观点出发，将Ga量的下限规定为0.0002质量％。另外，从制造性及成本的观点出发，Ga量优选为0.0020质量％以上。
(Zr：0.30质量％以下)
Zr与Nb或Ti等同样地形成碳氮化物而抑制Cr碳氮化物的形成，从而提高耐蚀性，因此根据需要添加0.01质量％以上。此外，即使添加超过0.30质量％，其效果也饱和，因形成大型氧化物而成为表面缺陷的原因，因此以0.01～0.30质量％的量添加。更优选为0.20质量％以下。由于Zr与Ti、Nb相比是高价元素，因此考虑到制造成本，优选规定为0.02质量％～0.05质量％。
关于其它成分，本实施方式中没有特别的规定，但在本实施方式中，也可以根据需要以0.001～0.1质量％的量添加Hf、Bi等。再者，优选尽量降低As、Pb等一般有害的元素或杂质元素的量。
本实施方式的铁素体系不锈钢板中的上述成分以外的剩余部分含有Fe及不可避免的杂质。
接着，对本实施方式所涉及的铁素体系不锈钢板中的表面的Cu浓度、铁素体粒径进行说明。
(钢板表面的Cu浓度以阳离子分率计为15％以上)
发现了：铁素体系不锈钢板的表面的Cu浓度对于降低与冲剪时的工具的摩擦系数、抑制飞边产生、同时抑制工具磨损具有重要的作用。如果Cu在表面浓化，则在与冲剪工具接触时在工具前端Cu作为构成刀尖而存在，抑制工具的磨损。另外，Cu因导热性优异而使蓄积在工具上的加工热扩散，可抑制钢板的由温度上升导致的软化，因此端面的飞边减小。为了体现此效果，需要以至少钢板表层的Cu浓度换算成阳离子分率计达到15％以上的方式使Cu浓化。如果低于此值，则钢板和工具的摩擦系数上升，飞边增大，而且促进工具磨损。为了使Cu在制品表面浓化，最好作为合金元素的Cu 的添加量大。通过以0.5％以上的量含有Cu，得到了以表面的Cu浓度达到15％以上的方式Cu浓化的倾向。但是，确认了因制造条件有时表面的Cu浓度低于15％。因此，通过添加容易与Cu共存的Sn，可使Cu向表面的浓化稳定。为了使表面的Cu浓度稳定地达到15％以上，添加0.001％以上的Sn是必要的。
图4是表示表层的Cu浓度与第20次的飞边高度的关系的图。如果表层的Cu浓度超过15％则飞边高度稳定，第20次的飞边高度为50μm以下。在图4中，即使表面Cu浓度为15％以上，也有时飞边高度超过50μm，接着进行补足。图中的黑圈的描绘点表示铁素体粒径为30μm以下、但表面硬度低于140或超过180的例子。白三角的描绘点表示粒径超过30μm的例子。它们是在按照本实施方式的制造方法制造本实施方式的成分组成的钢(实施例2的钢2-1及2-7)时，通过使冷轧板的热处理条件变化而制造的例子。在加工热处理条件下将铁素体粒径控制在30μm以下，且将表面硬度控制在140～180，在组合冷轧板热处理的气氛和酸洗条件的条件下使钢材表面的Cu浓度变化。其结果是，只要钢板表面的Cu浓度为15％以上，就能稳定地使飞边高度在50μm以下。
(铁素体粒径：30μm以下)
如果铁素体粒径大，则冲剪时产生的1个1个铁素体晶粒的变形量增大，因此飞边增大。因而，需要将铁素体粒径规定为30μm以下。铁素体粒径优选为25μm以下，更优选为20μm以下。
图5是表示铁素体粒径与第20次的飞边高度的关系的图。在图5中，白三角的描绘点表示钢板表面的Cu浓度以阳离子分率计为15％以上、但表面硬度低于140或超过180的例子。黑圈的描绘点表示钢板表面的Cu浓度低于15％的例子。这些例子是按照本实施方式的制造方法制造本实施方式的成分组成的钢(实施例1的钢1及7)时，通过使热轧板及冷轧板的退火条件变化而制造的例子。在冷轧板的退火气氛和酸洗条件的组合条件下，将钢材表面的Cu浓度控制在15％以上，且将表面硬度控制在140～180，在冷轧板的退火的冷却速度条件下使铁素体粒径变化。在钢板表面的Cu浓度为15％以上的情况下，通常可通过铁素体粒径控制第20次的飞边高度。粒径越小，飞边高度越减小。此外，在表层Cu浓度低的情况下，即使铁素 体粒径减小，第20次的飞边高度也增高。
(表面硬度140～180)
表面硬度是影响冲剪加工中的变形和工具寿命的重要因素。如果硬度高，则虽难以变形但变脆，剪切断面和延展性断面的比率发生变化。难以产生延展性断面，因此对于降低飞边高度是有效的，但工具寿命显著降低。所以，将表面硬度的上限规定为180。另一方面，在表面硬度低的情况下，容易产生塌边，伴随着塌边的变形使飞边高度增加。特别是，在表面硬度低的情况下，飞边高度的增大显著，因此表面硬度成为基准。此外，晶体粒径和表面硬度具有相关关系，为了降低表面硬度，晶粒的粗化是有效的手段。
为了稳定地满足晶体粒径30μm以下，将表面硬度规定为140以上。再者，本实施方式中的表面硬度为维氏硬度。
接着，对本实施方式所涉及的铁素体系不锈钢板的制造方法进行说明。
本实施方式的制造方法如以下所述，热轧后在比较低的温度下卷取，在比较低的温度下进行热轧板退火，同时提高最终退火后的冷却速度。由此，回避ε-Cu的析出而确保固溶Cu，同时控制晶体粒径和材料硬度。根据本实施方式的制造方法，可使Cu向钢板表面适度浓化，且使铁素体粒径微细化而可达到30μm以下。以下对每一制造工艺进行说明。
成为本实施方式的铁素体系不锈钢板的原材料的钢板坯的制造可采用通常公知的方法。例如，用转炉、电炉等熔炼钢，根据需要，通过RH脱气装置或AOD炉、VOD炉等进行2次精炼而调整成上述成分组成。然后，优选用连续铸造法或铸锭-开坯法制成板坯。
接着，热轧需要按以下条件进行。
(板坯加热温度：1100℃以上)
需要将热轧前的板坯的加热温度规定为1100℃以上。在板坯的加热温度低于1100℃时，在热轧板中容易残留热轧组织。由此铁素体晶粒容易向轧制方向伸长，使飞边增大。
(精轧时的轧制率：80～90％)
需要使热轧中的精轧率在80～90％的范围。在轧制率低于80％时，不能使铸造组织完全粉碎。因此，最终制品的表面特性产生起因于粗大凝固 组织的起皱等不良。此外，如果轧制率超过90％，则板端部的温度下降显著，产生鳞状折叠缺陷或边裂等问题的可能性增大。
(精轧结束的温度：900℃以上)
需要将热轧中的精轧结束温度规定为900℃以上。在精轧的结束温度低于900℃时，热轧中材料难以再结晶化，结果铁素体晶粒容易伸长。伸长的铁素体晶粒成为含有粗大晶粒的混合晶粒组织的原因，硬度容易不稳定，所以严格管理是必要的。
(卷取温度：400～500℃)
热轧后的卷取温度对于控制热轧板中的晶界偏析及析出物是重要的，需要规定为500℃以下的范围。在本发明钢的Cu量中，如果卷取温度超过500℃，则Cu开始以ε-Cu相析出。为了确保对于Cu向表面浓化有效的固溶Cu量，最好析出量尽可能地小。另一方面，在卷取温度低于400℃时，因固溶Cu或Sn的影响，钢板硬度显著上升，成为卷取时的卷形状不良或擦伤的原因。卷取温度优选为450～500℃的范围。
对按上述得到的热轧板，实施热轧板退火、酸洗及冷轧。然后，实施用于使其再结晶的最终退火。将此时的热轧板的退火温度和最终退火温度规定为下述范围。
(热轧板的退火温度：850～950℃)
优选将热轧板的退火温度规定为850～950℃的范围。在热轧板的退火温度低于850℃时，热轧板的再结晶不充分，使铁素体晶粒伸长化。如果热轧板的退火温度达到850℃以上，则ε-Cu相熔化，在冷轧板的最终退火后能够确保向表面浓化的Cu量。另一方面，如果退火温度超过950℃，则促进铁素体晶粒的粗大化，使制品的铁素体晶粒粗大化。因此，需要规定为950℃以下。
(最终退火温度：850～950℃)
将冷轧后的最终退火温度规定为850℃以上。在最终退火温度低于850℃时，容易残留向轧制方向伸长的冷轧组织，使飞边增大。另外，开始析出ε-Cu相，固溶Cu量不充分，表面的Cu浓度降低。另一方面，如果最终退火温度超过950℃，则铁素体晶粒的粗大化扩展，铁素体粒径超过30μm。优选的最终退火温度为880～920℃的范围。
(最终退火的气氛：氧浓度1％以上)
此外，由于钢板表面的氧化状态影响制品表面的Cu浓度，所以将最终退火时的气氛中的氧浓度规定为1％以上。如果与Cr氧化物一同通过Mn氧化物或Fe氧化物而形成氧化皮，则在表层近旁形成氧化物的元素减少。因此，以相对比计Cu量增多。一般来讲，在除氧化皮中，由于用酸液与氧化皮一同将钢板基体溶解，所以与最终退火时通过扩散而在表面浓化的Cu一同促进表面的浓化。再者，最终退火也可以在大气中进行。也就是说，只要将大气中的氧浓度(大约21％)作为气氛中的氧浓度的上限即可。
(直至500℃的冷却速度：50℃/s以上)
Cu在最终退火后的冷却时以ε-Cu相析出。一旦ε-Cu相析出，则不会在其后的工序中再溶解。此外，如果微细地分散，则招致硬度上升。为了使Cu向表层浓化，抑制硬度上升，而需要控制析出状态。为此，在直至500℃的温度范围中，以50℃/s以上的冷却速度进行冷却是必要的。只要冷却速度高就可抑制析出行为，但有容易引起形状不良等问题。所以，冷却速度优选为55～65℃/s的范围。
对最终退火后的冷轧板通过酸洗实施除氧化皮。接着，也可以直接制成制品，其后，也可以根据需要实施调质轧制。优选将此时的调质轧制压下率规定为0.3～1.2％的范围。
实施例
(实施例1)
以下，示出相当于第1实施方式的铁素体系不锈钢板的实施例。
熔炼具有表1A及表1B所示的成分组成的成分No.1-1～1-38的钢，制成钢锭。接着，按表2A、表2B、表2D所示的条件进行热轧，制成板厚为4mm的热轧板。对该热轧板，通过890℃的连续退火实施热轧板退火。酸洗后，通过冷轧而制成板厚为1mm的冷轧板。
接着，对上述冷轧板在表2A、表2B、表2D所示的温度下进行最终退火，制成冷轧退火板。将按上述得到的冷轧退火板供于下述试验。
(冲剪性的评价)
对上述冷轧退火板，以留空量为10％对Φ12mm的孔进行冲剪加工，测 定剪切面的飞边的高度。重复该冲剪试验，测定连续50次冲剪后的飞边高度。连续冲剪时的飞边高度依赖于与冲剪加工初期的工具的接触。因此，如果在20～30次的加工中没有产生大的飞边，则判定可维持稳定的飞边高度。因此，作为不损害生产率的指标，以第20次的飞边高度评价冲剪性。此外，也将第1次的飞边高度作为评价项目。
(铁素体晶体粒径的测定)
在上述冷轧退火板的与轧制方向平行的板厚截面上，镜面研磨板厚的中央部，通过用王水浸蚀而露出组织。按由JIS G0552规定的切断法，测定铁素体晶粒的ASTM公称粒径。粒径的测定按以下的步骤进行。将实际的长度为800μm的线段，在照片上向板厚方向引5根，向轧制方向引5根。计算这些线段和铁素体晶界的交点。将板厚方向的线段的合计长度除以该交点数，得到在板厚方向的铁素体晶界被切断的线段的平均长度。同样，还求出轧制方向的被切断的线段的平均长度。将它们进一步平均，将得到的平均值乘以1.13，得到ASTM公称粒径。
(钢板表面的Cu浓度的测定)
从上述冷轧退火板上切出大小20mm见方的试验片。使用Rigaku制SpectrumaGDA750/辉光放电发射光谱分析装置(GDS)，按分析径：4mm、测定间距：2.5mm/分钟、分析时间：20秒的条件，一边从表面进行Ar溅射一边连续测定深度方向的Cu浓度。从测定结果中提取阳离子元素，将阳离子元素的量换算成存在比率，求出从最表层至内部的浓度曲线。从得到的曲线中，将距最表层5nm部分的Cu浓度假设为表面Cu浓度。图3是表示表层Cu浓度的测定例的图。如图3所示，得知在表层近旁Cu显著浓化。
上述测定结果示于表2C及表2E中。从表1A、表1B、表2A～表2E得知以下内容。
在试验No.1-1～1-30的钢板中，尽管成分范围满足实施方式的组成的条件，但在没有满足其它条件的钢板(试验No.1-6、1-7、1-10、1-14、1-15、1-17、1-22、1-24、1-25、1-27、1-29、1-30)中，冲剪试验时的飞边高度超过50μm，或第20次的飞边高度超过50μm。
试验No.1-1～1-5、1-8、1-9、1-11～1-13、1-16、1-18～1-21、1-23、1-26、1-28、1-30-1、1-30-2的钢板中，所有条件都满足本实施方式的范围， 冲剪试验的初期的飞边高度、第20次的飞边高度都良好，为50μm以下。
试验No.1-31～1-51的钢板因成分没有满足本实施方式的范围，所以第20次的飞边高度增大。
在试验No.1-6、1-7、1-14、1-17、1-24中，以满足本实施方式的范围的成分使热轧条件变化。
在试验No.1-6中，热轧时的轧制结束温度偏离本实施方式的范围。因此，铁素体粒径超过30μm，第20次的飞边高度增大。
在试验No.1-14中，在热轧中，轧制结束温度低，卷取温度高，偏离本实施方式的范围。因此，表层的Cu浓度低，而且铁素体粒径也增大，冲剪试验的初期的飞边高度和第20次的飞边高度增大。
在试验No.1-7、1-17中，热轧的卷取温度高，偏离本实施方式的范围。因此，钢板表层的Cu浓度降低，冲剪试验的初期的飞边高度和第20次的飞边高度增大。
在试验No.1-24中，轧制结束温度低，冷轧板的最终退火温度高，偏离本实施方式的范围。因此，铁素体粒径增大，尽管冲剪试验的初期的飞边高度低，但在第20次的冲剪试验中飞边高度增高。
试验No.1-10、1-30是使成分组成适合于本实施方式的钢的热轧板的退火温度变化的例子。
在试验No.1-10中，热轧板的退火温度低，表层的Cu浓度也低。因此，冲剪试验的初期的飞边高度及第20次的飞边高度增大。
在试验No.1-30中，因热轧板的退火温度高，而使表面Cu浓度低于15％。因此，冲剪试验的初期的飞边高度及第20次的飞边高度增大。
试验No.1-22、1-25是使成分组成适合于本实施方式的钢的冷轧板最终退火温度变化的例子。
在试验No.1-22中，最终退火温度低，表层的Cu浓度也低。因此，冲剪试验的初期的飞边高度及第20次的飞边高度增大。
在试验No.1-25中，因最终退火温度高而使铁素体晶粒粗大地生长。因此，第20次的飞边高度增大。
试验No.1-27是使成分组成适合于本实施方式的钢的最终退火时的冷却速度变化的例子。在试验No.1-27中，因冷却速度慢而使Cu析出。因此， 表层的Cu浓度降低。另外因退火温度高的影响而使铁素体粒径增大。其结果是，冲剪试验的初期的飞边高度及第20次的飞边高度都增大。
试验No.1-29是使成分组成适合于本实施方式的钢的最终退火时的氧浓度变化的例子。在试验No.1-29中，因最终退火时的氧浓度低，因而氧化皮薄，Cr氧化物成为主体。因此，表层附近的元素变化小，Cu浓化减少。所以，冲剪试验的初期的飞边高度及第20次的飞边高度增大。
表2C
表2E
(实施例2)
以下，示出相当于第2实施方式的铁素体系不锈钢板的实施例。
熔炼具有表3A及表3B所示的成分组成的成分No.2-1～2-36的钢，制成钢锭。接着，按表4A、表4B、表4D所示的条件进行热轧，制成板厚为4mm的热轧板。通过连续退火对该热轧板实施热轧板退火。酸洗后，进行冷轧，制成板厚为1mm的冷轧板。
接着，按表4A、表4B、表4D所示的条件对上述冷轧板进行最终退火，制成冷轧退火板。将按上述得到的冷轧退火板供于下述试验。
(1)冲剪性的评价
对上述冷轧退火板，以留空量为10％对Φ12mm的孔进行冲剪加工，测定剪切面的飞边的高度。重复该冲剪试验，测定连续20次冲剪后的飞边高度。连续冲剪时的飞边高度依赖于与冲剪加工初期的工具的接触。因此，如果在20～30次的加工中没有产生大的飞边，则可维持稳定的飞边高度。所以，作为不损害生产率的指标，测定了第20次的飞边高度。
(2)铁素体晶体粒径的测定
在上述冷轧退火板的与轧制方向平行的板厚截面上，镜面研磨板厚的中央部，通过用王水浸蚀而露出组织。按由JIS G0552规定的切断法，测定铁素体晶粒的ASTM公称粒径。粒径的测定按以下的步骤进行。将实际的长度为800μm的线段，在照片上向板厚方向引5根，向轧制方向引5根。计算这些线段和铁素体晶界的交点。将板厚方向的线段的合计长度除以该交点数，得到在板厚方向的铁素体晶界被切断的线段的平均长度。同样，还求出轧制方向的被切断的线段的平均长度。将它们进一步平均，将得到的平均值乘以1.13，得到ASTM公称粒径。
(3)表面硬度的测定
用#600研磨冷轧退火板表面，采用维氏硬度计，按由JIS Z2244规定的方法测定表面硬度。测定时的试验力为9.807N，测定5点，将其平均值作为表面硬度。
(4)钢板表面的Cu浓度的阳离子分率的测定
从上述冷轧退火板上切出大小20mm见方的试验片。使用Rigaku制SpectrumaGDA750/辉光放电发射光谱分析装置(GDS)，按分析径：4mm、 测定间距：2.5mm/min、分析时间：20sec的条件，一边从表面进行Ar溅射一边连续测定深度方向的Cu浓度。从测定结果中提取阳离子元素，将阳离子元素的量换算成存在比率，求出从最表层至内部的浓度曲线。从得到的曲线，将距最表层5nm部分的Cu浓度假设为表面Cu浓度。图6是表示表层Cu浓度的测定例的图。得知在表层近旁Cu显著浓化。
表4C及表4E中示出上述测定结果。从表3A、表3B、表4A～表4E中得知以下内容。
在试验No.2-1～2-25的钢板中，在成分范围满足本实施方式的组成的条件、但没有满足其它条件的钢板中，冲剪试验第20次的飞边高度超过50μm。试验No.2-1、2-5～2-8、2-10、2-11、2-13～2-15、2-17～2-19、2-22、2-24的钢板中，所有条件都满足本实施方式的范围，飞边高度良好，为50μm以下。
在试验No.2-2、2-9、2-12、2-16、2-20中，按满足本实施方式的范围的成分使热轧条件变化。
在试验No.2-2、2-9中，因热轧时的精轧率偏离本实施方式的范围，因而飞边大。
在试验No.2-12中，在热轧中，终轧温度低，偏离本实施方式的范围。因此，表层的Cu浓度降低，飞边高度增大。
在试验No.2-16、2-20中，热轧的卷取温度偏离本实施方式的范围。因此，在试验No.2-16中，钢板表层的Cu浓度降低，在试验No.2-20中，铁素体粒径超过30μm。双方飞边高度都增大。
试验No.2-3、2-4、2-21、2-23是使成分组成适合本实施方式的钢的冷轧板退火的条件变化的例子。
在试验No.2-3中，由于冷轧板退火后的冷却速度慢，所以铁素体晶粒粗大地生长，且ε-Cu相析出。因此，表层的Cu浓度下降，第20次的飞边大。
在试验No.2-4中，退火温度低。因此，表层的Cu浓度及铁素体粒径满足实施方式的范围，但是表面硬度高。因此，飞边大。
在试验No.2-21中，冷轧板退火后的冷却速度慢，ε-Cu相析出。因此，表层的Cu浓度下降，第20次的飞边大。
在试验No.2-23中，由于冷轧板的最终退火温度高，因此表面硬度下降，第20次的飞边大。
试验No.2-25是使成分组成适合本实施方式的钢的最终退火时的氧浓度变化的例子。由于因氧浓度低，所以氧化皮薄，Cr氧化物为主体。因此，表层附近的元素变化微小，Cu浓化减小。所以，飞边增大。
试验No.2-26～2-46的钢板因成分没有满足本实施方式的范围，因而飞边高度增大。
表4C
表4E
产业上的可利用性
第1实施方式的铁素体系不锈钢板的耐蚀性优异，且可减小冲剪加工时的飞边。因此，第1实施方式的铁素体系不锈钢板可应用于厨房、家用电器、器物、容器、医療器具、储水机的领域。
第2实施方式的铁素体系不锈钢板的耐蚀性优异，且可减小冲剪加工时的飞边。因此，第2实施方式的铁素体系不锈钢板可应用于医療器具及建筑金属器具的领域。

Claims (6)

1.一种冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板，其含有C：0.016质量％以下、Si：1.0质量％以下、Mn：1.0质量％以下、P：0.010～0.035质量％、S：0.005质量％以下、Al：0.50质量％以下、N：0.018质量％以下、Cr：15.6～17.5质量％、Cu：0.10～0.50质量％、Sn：0.01～0.3质量％,
进一步含有选自Ti：0.05～0.30质量％、Nb：0.05～0.40质量％、Mo：0.05～0.50质量％及Ni：0.05～0.50质量％中的1种以上,
剩余部分为Fe及不可避免的杂质；
钢板表面的Cu浓度以阳离子分率计为15％以上，铁素体粒径为30μm以下。
2.根据权利要求1所述的冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板，其以质量％计进一步含有选自B：0.001质量％以下、V：0.50质量％以下、W：0.50质量％以下、Co：0.50质量％以下、Mg：0.01质量％以下、Ca：0.003质量％以下、Zr：0.30质量％以下、REM(稀土类金属)：0.02质量％以下、Ta：0.50质量％以下、Sb：0.001～0.3质量％及Ga：0.0002～0.1质量％中的1种以上。
3.一种冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板的制造方法，其中，将由权利要求1或2所述的成分组成构成的钢的板坯加热至1100℃以上，接着进行精轧的结束温度为900℃以上的热轧，在450～600℃下进行卷取，得到热轧板，接着在800～950℃下对所述热轧板进行退火，并进行酸洗、冷轧，接着在820℃～950℃的温度下且在氧浓度1％以上的气氛中进行最终退火，然后进行将直至600℃的温度范围内的冷却速度规定为30℃/s以上的冷却。
4.一种冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板，其含有C：0.020质量％以下、Si：0.80质量％以下、Mn：1.0质量％以下、P：0.010～0.035质量％、S：0.005质量％以下、Al：0.50质量％以下、N：0.020质量％以下、Cr：15.6～17.5质量％、Cu：0.50～2.00质量％、Sn：0.001～0.1质量％，
进一步含有选自Ti：0.05～0.30质量％、Nb：0.05～0.40质量％及Ni：0.05～0.50质量％中的1种以上，
剩余部分为Fe及不可避免的杂质；
钢板表面的Cu浓度以阳离子分率计为15％以上，铁素体粒径为30μm以下，表面硬度HV1为140～180。
5.根据权利要求4所述的冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板，其以质量％计进一步含有选自Mo：0.01～0.50质量％、B：0.001质量％以下、V：0.50质量％以下、W：0.50质量％以下、Co：0.50质量％以下，Mg：0.01质量％以下、Ca：0.003质量％以下、Zr：0.30质量％以下、REM(稀土类金属)：0.02质量％以下、Ta：0.50质量％以下、Sb：0.001～0.3质量％及Ga：0.0002～0.1质量％中的1种以上。
6.一种冲剪加工性优异的铁素体系不锈钢板的制造方法，其中，将由权利要求4或5所述的成分组成构成的钢的板坯加热至1100℃以上，接着在精轧时的轧制率为80～90％、结束温度为900℃以上的条件下进行热轧，在400～500℃下进行卷取，得到热轧板，接着对所述热轧板在850℃～950℃的温度下进行退火，并进行酸洗、冷轧，接着在850℃～950℃的温度下且在氧浓度1％以上的气氛中进行最终退火，然后进行将直至500℃的温度范围内的冷却速度规定为50℃/s以上的冷却。
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