CN109415783A - 含Ti铁素体系不锈钢板及制造方法以及法兰 - Google Patents

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Abstract

【课题】提供韧性优异的含Ti铁素体系不锈钢的厚规格热轧钢板。【解决手段】含Ti铁素体系不锈钢板，其具有以质量％计由C：0.003～0.030％、Si：2.0％以下、Mn：2.0％以下、P：0.050％以下、S：0.040％以下、Cr：10.0～19.0％、N：0.030％以下、Ti：0.07～0.50％、Al：0.010～0.20％、Mo：0～1.50％、B：0～0.0030％、余量Fe及不可避免的杂质构成的化学组成，由下式：K值＝‑0.07×Cr－6790×Free(C+N)－1.44×d+267定义的K值为150以上，板厚为5.0～11.0mm。在此，Free(C+N)相当于固溶(C+N)浓度(质量％)，d为平均结晶粒径(μm)。

Description

含Ti铁素体系不锈钢板及制造方法以及法兰
技术领域
本发明涉及韧性优异的厚规格的含Ti铁素体系不锈钢板及其制造方法。另外，涉及使用有上述含Ti铁素体系不锈钢板的法兰。
背景技术
对汽车排气流路构件要求耐腐蚀性、耐热性、强度等特性。作为这些特性优异的原材料，目前，大多使用奥氏体系不锈钢板。近年来，取代奥氏体系钢种而希望采用热膨胀系数小且原料成本也便宜的铁素体系钢种这样的需求正在升高。作为这样的替代材料，可列举含Ti铁素体系不锈钢板。
汽车排气流路构件一般而言通过对冷轧退火钢板实施压制加工、或将冷轧退火钢板进行管加工之后实施各种加工的工序来制造。近年来的汽车排气流路构件成型为复杂的形状的情况也多，对作为其原材料的冷轧退火钢板要求优异的加工性。为了得到加工性好的冷轧退火钢板，提高冷轧率是有利的。为了确保充分的冷轧率，使用厚规格(例如板厚5.0mm以上)的热轧退火钢板是有效的。另外，就用于汽车排气路径的法兰等而言，对厚规格(例如板厚5.0～11.0mm)的钢板的需求高。板厚越大，韧性降低的影响越容易变得显著。
在将厚规格的热轧退火钢板向冷轧工序进行的情况下，若钢板的韧性低，则需要限定于向具有成为缓慢的板弯曲这样的直径大的套口的线的通板，或使冷轧工序中的中间退火次数增加的对策。这些应对方法伴随生产率、制造成本的增大。另外，在将厚规格的钢板作为原材料制造法兰时，对其原材料也要求良好的韧性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭60-228616号公报
专利文献2：日本特开昭64-56822号公报
专利文献3：日本特开2012-140688号公报
发明内容
发明所要解决的课题
通常，对于含Ti铁素体系不锈钢的厚规格钢板而言，低温韧性容易降低。作为提高含Ti铁素体系不锈钢板的韧性的方法，专利文献1公开如下方法：在热轧后进行急冷，在450℃以下的温度下进行卷绕。专利文献2公开如下方法：根据组成提高热轧精加工温度，在卷绕后进行急水冷。但是，即使采取这些对策，板厚变厚时，有时线通板时对于韧性的可靠性变得不充分。专利文献3公开如下方法：在570℃以上进行卷绕而制成卷材，在确保卷材再外周的表面温度为550℃的时间5分钟以上之后，浸渍于水槽。但是，有时根据热轧钢板的结晶粒径，期望低温韧性的进一步提高。
本发明的目的在于，提供一种韧性优异的含Ti铁素体系不锈钢的厚规格钢板、及使用其的法兰(凸缘)。
用于解决课题的手段
根据发明人的研究，可知：含Ti铁素体系不锈钢的厚规格钢板的韧性通过减少固溶于铁素体相的基质中的C量及N量而提高，但其提高的程度受铁素体结晶粒径很大影响。本发明是基于这样的发现而完成的。
上述目的通过以下的发明来实现。
[1]含Ti铁素体系不锈钢板，其中，具有以质量％计由C：0.003～0.030％、Si：2.0％以下、Mn：2.0％以下、P：0.050％以下、S：0.040％以下、Cr：10.0～19.0％、N：0.030％以下、Ti：0.07～0.50％、Al：0.010～0.20％、余量Fe及不可避免的杂质构成的化学组成，由下述(1)式定义的K值为150以上，板厚为5.0～11.0mm。
K值＝-0.07×Cr－6790×Free(C+N)－1.44×d+267……(1)
在此，在(1)式的Cr的位置上代入钢中Cr含量(质量％)的值，Free(C+N)为从存在于钢中的C和N的合计含量(质量％)减去了用电解提取法所回收的提取残渣中存在的C和N的合计含量(质量％)的值(质量％)。d为对将与轧制方向及板厚方向平行的截面(L截面)进行了研磨的观察面、利用JIS G0551:2013的附录C中所规定的直线试验线的切断法求出的平均结晶粒径(μm)。
[2]上述[1]所述的含Ti铁素体系不锈钢板，其中，具有以质量％计进一步含有Mo：1.50％以下的化学组成。
[3]上述[1]或[2]所述的含Ti铁素体系不锈钢板，其中，具有以质量％计进一步含有B：0.0030％以下的化学组成。
[4]上述[1]～[3]中任一项所述的含Ti铁素体系不锈钢板的制造方法，其具有：
将具有上述化学组成的钢的板坯用加热炉加热之后，在950～1120℃的温度下从炉中取出，利用粗轧机进行轧制而制成板厚20～50mm、表面温度700～850℃的中间板坯，接着对上述中间板坯实施热轧而制成板厚5.0～11.0mm之后，在表面温度650～800℃下卷绕，由此得到热轧钢板的工序；
将上述热轧钢板在800～1100℃下进行退火的工序。
[5]法兰，其使用了上述[1]～[3]中任一项所述的含Ti铁素体系不锈钢板。
[6]上述[5]所述的法兰，其中，上述法兰为排气路径用法兰。
[7]上述[5]所述的法兰，其中，上述法兰为汽车排气路径用法兰。
发明效果
根据本发明，可以稳定地实现韧性优异的含Ti铁素体系不锈钢的厚规格钢板。该钢板特别是低温韧性提高，因此，也可以缓和通板条件、制造条件的制约。将厚规格钢板作为原材料加工成各种部件(汽车排气路径的法兰等)的情况下，与韧性有关的可靠性也高。
具体实施方式
[化学组成]
本发明中，将含有以下所示的成分元素的铁素体系不锈钢作为对象。只要没有特殊说明，与钢板的化学组成有关的“％”意指质量％。
C成为使钢硬质化、使热轧退火钢板的韧性降低的主要原因。C含量(固溶C和作为化合物存在的C的总量)限制为0.030％以下。更优选设为0.020％以下，也可以控制在0.015％以下。过量的低C化使对制钢的负荷增大，导致成本上升。在此，将C含量0.003％以上的钢板作为对象。
Si及Mn除作为脱氧剂有效之外，具有使耐高温氧化性提高的作用。关于Si，确保0.02％以上的含量是更有效的，关于Mn，确保0.10％以上的含量是更有效的。这些元素大量地含有时，成为招致钢的脆化的主要原因。Si含量限制在2.0％以下，更优选设为1.0％以下。Mn含量也限制在2.0％以下，更优选设为1.0％以下。
P及S大量地含有时，成为耐腐蚀性降低等的主要原因。P含量可以允许至0.050％，S含量可以允许至0.040％。过量的低P化、低S化使对制钢的负荷增大，且不经济。通常，P含量在0.010～0.050％的范围内进行调整即可，S含量在0.0005～0.040％的范围内进行调整即可。
Cr对于确保作为不锈钢的耐腐蚀性而言是重要的。对耐高温氧化性的提高也是有效的。为了发挥这些作用，需要10.0％以上的Cr含量。大量地含有Cr时，有时钢发生硬质化，对厚规格热轧退火钢板的韧性改善带来障碍。在此，将Cr含量为19.0％以下的钢作为对象。
N与C同样，成为使热轧退火钢板的韧性降低的主要原因。N含量(固溶N和作为化合物存在的N的总量)限制在0.030％以下。更优选设为0.020％以下，也可以控制在0.015％以下。过量的低N化使对制钢的负荷增大，导致成本上升。通常，N含量在0.003％以上的范围内进行调整即可。
Ti是在通过与C、N结合以形成Ti碳氮化物从而抑制Cr碳氮化物的晶界偏析、较高地维持钢的耐腐蚀性及耐高温氧化性方面是非常有效的元素。Ti含量需要设为0.07％以上。设为0.09％以上是更有效的，进一步优选设为0.15％以上。Ti含量过大时，助长热轧退火钢板的韧性降低，因此不优选。各种研究的结果，Ti含量限制在0.50％以下，更优选在0.40％以下的范围内含有。予以说明，本说明书中“碳氮化物”是指C、N的1种以上与金属元素结合的化合物。如果是Ti碳氮化物的实例，则TiC、TiN及Ti(C,N)相当于此。
Al作为脱氧剂是有效的。为了充分地得到该作用，以成为0.010％以上的Al含量的方式添加是有效的。大量的Al含量成为韧性降低的主要原因。Al含量限制在0.20％以下。
Mo对耐腐蚀性的提高是有效的，可以根据需要进行添加。该情况下，设为0.01％以上的Mo含量是更有效的。大量的Mo含量有时对韧性产生不良影响。Mo含量设为0～1.50％的范围。
B对2次加工性提高是有效的，可以根据需要进行添加。该情况下，确保0.0010％以上的含量是更有效的。但是，B含量超过0.0030％时，有时金属组织的均匀性因Cr2B的生成而受损，加工性降低。B含量设为0～0.0030％的范围。
[K值]
由下述(1)式表示的K值为从钢中Cr含量、固溶C+N量、平均结晶粒径准确地推定使用了上述化学组成范围的含Ti铁素体系不锈钢的厚规格钢板(板厚5.0～11.0mm)中的U切口冲击试样片(冲击方向与轧制方向和板厚方向垂直的方向)的20℃下的恰贝(Charpy)冲击值(J/cm2)的指标。
K值＝-0.07×Cr－6790×Free(C+N)－1.44×d+267……(1)
在此，在(1)式的Cr的位置上代入钢中Cr含量(质量％)的值，Free(C+N)为从存在于钢中的C和N的合计含量(质量％)减去了用电解提取法所回收的提取残渣中存在的C和N的合计含量(质量％)的值(质量％)。d为对将与轧制方向及板厚方向平行的截面(L截面)进行了研磨的观察面、利用JIS G0551:2013的附录C中所规定的直线试验线的切断法求出的平均结晶粒径(μm)。
根据发明人的详细研究，可知：厚规格的含Ti铁素体系不锈钢板的常温附近的韧性大大受Cr含量、固溶C+N量及铁素体平均结晶粒径的影响。已确认：如果以满足上述化学组成、且K值成为150以上的方式调整Cr含量、固溶C+N量及平均结晶粒径，则充分地确保与将厚规格钢板加工成钢管、各种构件时、或实施冷轧而得到薄规格钢板时的韧性有关的可靠性。因此，本说明书中，将上述K值为150以上设为要件。热轧退火钢板中的固溶C+N量和铁素体平均结晶粒径可以通过后述的热轧条件而控制，可以分别制作K值为150以上的热轧退火钢板。
上述(1)式的Free(C+N)相当于固溶(C+N)浓度(质量％)。可以用以下的方法求出Free(C+N)。
[Free(C+N)的求法]
在由10质量％的乙酰丙酮、1质量％的四甲基氯化铵、89质量％的甲醇构成的非水系电解液中，对从钢板上采取的质量已知的样品赋予相对于饱和甘汞基准电极(SCE)为-100mV～400mV的电位，使样品的基质(金属基体)全部溶解之后，用孔径0.05μm的膜滤器过滤含有未溶解物的液体，将残留于过滤器的固体成分作为提取残渣回收。对于提取残渣中的C及N，分别用红外线吸收式-高频燃烧法分析C，用脉冲加热熔融-热导率法分析N，算出存在于提取残渣中的C和N的合计含量Insol(C+N)(钢中所占的质量％)。Free(C+N)(质量％)利用下述(2)式求出。
Free(C+N)＝Total(C+N)-Insol(C+N)……(2)
在此，Total(C+N)为存在于钢中的C和N的合计量(质量％)，Insol(C+N)为存在于提取残渣中的C和N的合计含量(质量％)。
[板厚]
含Ti铁素体系不锈钢为在耐腐蚀性、耐热性等材料特性方面对汽车排气流路构件用途有用的钢种之一。对用于加工成汽车排气流路构件的原材料钢板要求优异的加工性。为了提高成为该加工性的指标的兰克福德(ランクフォード)值(r值)，使冷轧率增大是有效的。为了赢得高的冷轧率，采用厚规格的热轧钢板是有利的。另一方面，含Ti铁素体系不锈钢为从常温附近在低温侧容易发生钢板的韧性降低的钢种。厚规格的钢板中，韧性降低的影响更容易显著化。
各种研究的结果，为了提高冷轧钢板的r值，应用板厚5.0mm以上的热轧钢板是非常有效的。因此，本发明中，将板厚5.0mm以上的热轧钢板作为对象，实现韧性改善。将板厚5.5mm以上的热轧钢板作为对象是更有效的。板厚太厚时，冷轧工序中的一般的通板线中，有时负荷变得过大。在此，将板厚11.0mm以下的钢板作为对象。更优选设为板厚9.0mm以下。
[制造方法]
韧性优异的上述的厚规格的含Ti铁素体系不锈钢热轧钢板可以用现有一般的不锈钢热轧钢板制造设备来制造。以下，例示制造方法。
[熔炼]
利用连续铸造法制造铸造板坯。也可以利用造块法制作铸块，通过锻造或分块轧制来制造板坯。板坯厚度优选设为200～250mm。
[板坯加热]
将上述板坯放入加热炉中，加热至950℃以上的温度。加热时间(材料温度保持在950℃以上的时间)例如可以在50～120分钟的范围内设定。通过加热至950℃以上的温度，在铸造时生成的粗大TiC分解为Ti+C，可以实现TiC几乎消失的组织状态。关于TiN，即使在1150℃下也不完全进行分解，但不需要特别拘泥于N的完全固溶化。材料的最高到达温度可以在1120℃以下的范围内设定，但从炉中取出时的材料温度(提取温度)需要调整为后述的温度范围。
[粗轧]
将加热后的板坯在提取温度950～1120℃下从炉中取出，利用粗轧机进行轧制。提取温度比其高时，再结晶铁素体相的平均结晶粒径容易粗化，难以得到上述K值为150以下的热轧钢板。粗轧通过1个轧槽(パス)或多个轧槽的轧制而进行，制造板厚20～50mm的中间板坯。此时，以通过粗轧而得到的中间板坯的表面温度成为700～850℃的方式进行控制是重要的。即，以至少粗轧的最终轧槽温度成为700～850℃的范围的方式设定提取温度及粗轧轧槽轧制表(スケジュール)。该温度范围与发生TiC的再析出的温度范围重叠。从未固溶的TiC几乎不残存的状态使TiC在粗轧中再析出时，从许多位点产生微细的TiC。在中间板坯中，这些众多的TiC或将已经析出的TiN作为核而生成的Ti碳氮化物成为微细分散的状态。微细分散的Ti碳氮化物通过钉扎效应而发挥抑制铁素体再结晶晶粒的粗化的作用。在中间板坯的表面温度超过850℃这样的高温下进行粗轧时，TiC成为与活跃地再析出的温度相比的高温下的粗轧，因此，无法充分地发挥上述钉扎效应，生成粗大晶粒，晶粒细化效果变得不充分。另一方面，中间板坯的表面温度低于700℃时，成为后述的精加工热轧中的变形阻力增大、或卷绕温度过低的主要原因。粗轧的合计轧制率优选设为80～90％。
[精加工热轧]
在此，将对于上述中间板坯实施直至卷绕期间的一系列热轧称为“精加工热轧”。精加工热轧可以使用反向型轧制机而进行，也可以使用串联式的连续轧制机而进行。以最终轧槽后的板厚成为5.0～11.0mm，且能实现后述的卷绕温度的方式设定轧槽轧制表。在精加工热轧中也通过钉扎效应而抑制再结晶晶粒的生长。精加工热轧的合计轧制率例如可以设为65～85％。
[卷绕]
结束了精加工热轧的钢板以表面温度为650～800℃的状态卷绕成卷材状，形成热轧钢板。在比650℃低的温度下卷绕时，高温强度上升，因此，容易产生以正常的形态卷绕不成卷材状的状态。产生这样的卷绕异常时，需要通板复卷工序，因此导致生产成本上升。在比800℃高的温度下卷绕时，促进动态的2次再结晶化，晶粒粗化容易进行。该情况下，有可能导致K值的降低(即韧性降低)。卷绕后，原样在大气中自然冷却即可。即使不进行水冷等冷却处理，也维持通过上述的钉扎效应而带来的效果。在利用晶粒细化时，低温韧性改善大。另外，认为固溶C、N的减少带来的基质的软质化也有助于低温韧性改善。
[退火]
通过对如上述那样得到的热轧钢板实施800～1100℃下的退火(热轧板退火)，可以得到韧性优异的厚规格的含Ti铁素体系不锈钢板。退火时间例如可以设为均热0～5分钟。在此，均热0分钟是指材料温度到达规定的温度之后立即冷却的情况。
实施例
将表1所示的钢进行熔炼，得到厚度约200mm的连续铸造板坯。钢的化学组成均满足本发明的规定。将各连续铸造板坯放入加热炉，根据钢种在表2中记载的板坯加热温度下保持约50～100分钟之后从炉中取出，立即进行利用粗轧机的粗轧。提取温度设为与板坯加热温度相同。粗轧根据精加工目标板厚以7～9个轧槽进行，制作厚度20～50mm的中间板坯。在粗轧机的最终轧槽出侧测定中间板坯的表面温度。将该温度在表2中作为“中间板坯温度”表示。对得到的中间板坯，立即利用具有具备6机座轧机的连续热轧机或卷取炉的可逆式热轧机实施精加工热轧，其后，卷绕而得到表2所示的板厚的热轧钢板。卷绕温度通过测定卷绕机即刻之前的板表面温度而求出。对得到的热轧钢板在表2所示的温度下实施均热0分钟的热轧板退火。
从各热轧退火钢板采取样品，用上述的方法求出Free(C+N)、平均结晶粒径d，利用(1)式求出K值。另外，由各热轧钢板制作U切口冲击试样片，按照JIS Z2242:2005进行20℃下的恰贝冲击试验。利用摆锤的冲击赋予方向(即U切口的深度方向)设为与轧制方向和板厚方向垂直的方向(即热轧退火钢带的板宽度方向)。将这些结果示于表2。
表1
表2
就按照本发明在K值成为150以上的条件下制造的热轧钢板(本发明例)而言，利用20℃的U切口冲击试样片的冲击值都成为150J/cm2以上，具有良好的韧性。
作为比较例的No.21、22、23、24、25、26、27、28，其板坯加热温度、中间板坯温度、卷绕温度与本发明例较高地偏离，因此，无法得到利用TiC等的析出物的钉扎效应，平均结晶粒径变大，其结果，韧性降低。No.29中，板坯加热温度、中间板坯温度满足本发明的条件，但由于卷绕温度低，因此，卷绕的卷材的形状变差。另外，钢中的C、N含量高但Ti添加量少，因此，Free(C+N)升高，韧性降低。

Claims (7)

1.含Ti铁素体系不锈钢板，其中，具有以质量％计由C：0.003～0.030％、Si：2.0％以下、Mn：2.0％以下、P：0.050％以下、S：0.040％以下、Cr：10.0～19.0％、N：0.030％以下、Ti：0.07～0.50％、Al：0.010～0.20％、余量Fe及不可避免的杂质构成的化学组成，由下述(1)式定义的K值为150以上，板厚为5.0～11.0mm，
K值＝-0.07×Cr－6790×Free(C+N)－1.44×d+267……(1)
在此，在(1)式的Cr的位置上代入钢中Cr含量(质量％)的值，Free(C+N)为从存在于钢中的C和N的合计含量(质量％)减去了用电解提取法所回收的提取残渣中存在的C和N的合计含量(质量％)的值(质量％)，d为对将与轧制方向及板厚方向平行的截面(L截面)进行了研磨的观察面、利用JIS G0551:2013的附录C中所规定的直线试验线的切断法求出的平均结晶粒径(μm)。
2.权利要求1所述的含Ti铁素体系不锈钢板，其中，具有以质量％计进一步含有Mo：1.50％以下的化学组成。
3.权利要求1所述的含Ti铁素体系不锈钢板，其中，具有以质量％计进一步含有B：0.0030％以下的化学组成。
4.权利要求1～3中任一项所述的含Ti铁素体系不锈钢板的制造方法，其具有：
将具有上述化学组成的钢的板坯用加热炉加热之后，在950～1120℃的温度下从炉中取出，利用粗轧机进行轧制而制成板厚20～50mm、表面温度700～850℃的中间板坯，接着对上述中间板坯实施热轧而制成板厚5.0～11.0mm之后，在表面温度650～800℃下卷绕，由此得到热轧钢板的工序；
将上述热轧钢板在800～1100℃下进行退火的工序。
5.法兰，其使用了权利要求1～3中任一项所述的含Ti铁素体系不锈钢板。
6.权利要求5所述的法兰，其中，上述法兰为排气路径用法兰。
7.权利要求5所述的法兰，其中，上述法兰为汽车排气路径用法兰。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109563576A (zh) * 2016-05-16 2019-04-02 日新制钢株式会社 排气管法兰部件用含Ti铁素体系不锈钢板和制造方法以及法兰部件

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102020511B1 (ko) * 2017-12-14 2019-09-10 주식회사 포스코 충격 인성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조방법
EP3805417A4 (en) * 2018-03-30 2022-01-05 NIPPON STEEL Stainless Steel Corporation FERRITIC STAINLESS STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF
KR102120696B1 (ko) * 2018-09-19 2020-06-09 주식회사 포스코 충격 인성이 우수한 페라이트계 스테인리스 열연 무소둔 강판 및 그 제조방법
KR102173277B1 (ko) * 2018-11-06 2020-11-03 주식회사 포스코 저온 충격인성이 우수한 열연 강판 및 그 제조방법
CN113166831B (zh) * 2018-12-11 2022-11-01 杰富意钢铁株式会社 铁素体系不锈钢板及其制造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000073123A (ja) * 1998-08-27 2000-03-07 Kawasaki Steel Corp 加工性に優れたＴｉ含有フェライト系ステンレス鋼板の製造方法
TW480288B (en) * 1999-12-03 2002-03-21 Kawasaki Steel Co Ferritic stainless steel plate and method
JP2007224342A (ja) * 2006-02-22 2007-09-06 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp 加工肌荒れの少ない成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法とプレス成形方法
CN101255532A (zh) * 2007-02-26 2008-09-03 新日铁住金不锈钢株式会社 加工表面粗糙小的成形性优异的铁素体系不锈钢板及其制造方法
JP2012140687A (ja) * 2011-01-05 2012-07-26 Nisshin Steel Co Ltd Ｔｉ含有フェライト系ステンレス鋼熱延コイルおよび製造法
CN103857812A (zh) * 2011-12-09 2014-06-11 新日铁住金不锈钢株式会社 冷裂纹性优异的铁素体系不锈钢热轧钢板以及其制造方法
KR101553607B1 (ko) * 2014-12-26 2015-09-17 주식회사 포스코 연성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강재 및 그 제조방법
JP2015187290A (ja) * 2014-03-26 2015-10-29 新日鐵住金ステンレス株式会社 フランジ用フェライト系ステンレス鋼板とその製造方法およびフランジ部品

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0617516B2 (ja) 1984-04-25 1994-03-09 住友金属工業株式会社 フエライト系ステンレス鋼熱延鋼帯の製造法
JPH0794688B2 (ja) 1987-08-27 1995-10-11 日新製鋼株式会社 高Ａｌ含有フェライト系ステンレス鋼熱延鋼帯の靭性を改善する製造方法
KR100762151B1 (ko) * 2001-10-31 2007-10-01 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 딥드로잉성 및 내이차가공취성이 우수한 페라이트계스테인리스강판 및 그 제조방법
JP3809827B2 (ja) * 2002-06-17 2006-08-16 Ｊｆｅスチール株式会社 Ｔｉ添加フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
RU2417272C2 (ru) * 2006-10-05 2011-04-27 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Дисковый тормоз, обладающий отличным сопротивлением смягчающему отпуску и ударной вязкостью
JP5682901B2 (ja) * 2008-09-18 2015-03-11 Ｊｆｅスチール株式会社 スピニング加工性に優れるＴｉ添加フェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法
EP2458038B1 (en) * 2009-07-23 2019-06-12 JFE Steel Corporation Stainless steel for fuel cell having excellent corrosion resistance and method for producing same
JP4798298B2 (ja) * 2009-07-30 2011-10-19 Ｊｆｅスチール株式会社 導電性と延性に優れた燃料電池セパレータ用ステンレス鋼およびその製造方法
JP5737952B2 (ja) 2011-01-05 2015-06-17 日新製鋼株式会社 Ｎｂ含有フェライト系ステンレス鋼熱延コイルおよび製造法
US9399809B2 (en) * 2011-02-08 2016-07-26 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation Hot rolled ferritic stainless steel sheet, method for producing same, and method for producing ferritic stainless steel sheet
JP6067161B1 (ja) * 2016-03-24 2017-01-25 日新製鋼株式会社 靭性の良好なＴｉ含有フェライト系ステンレス鋼板

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000073123A (ja) * 1998-08-27 2000-03-07 Kawasaki Steel Corp 加工性に優れたＴｉ含有フェライト系ステンレス鋼板の製造方法
TW480288B (en) * 1999-12-03 2002-03-21 Kawasaki Steel Co Ferritic stainless steel plate and method
JP2007224342A (ja) * 2006-02-22 2007-09-06 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp 加工肌荒れの少ない成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法とプレス成形方法
CN101255532A (zh) * 2007-02-26 2008-09-03 新日铁住金不锈钢株式会社 加工表面粗糙小的成形性优异的铁素体系不锈钢板及其制造方法
JP2012140687A (ja) * 2011-01-05 2012-07-26 Nisshin Steel Co Ltd Ｔｉ含有フェライト系ステンレス鋼熱延コイルおよび製造法
CN103857812A (zh) * 2011-12-09 2014-06-11 新日铁住金不锈钢株式会社 冷裂纹性优异的铁素体系不锈钢热轧钢板以及其制造方法
JP2015187290A (ja) * 2014-03-26 2015-10-29 新日鐵住金ステンレス株式会社 フランジ用フェライト系ステンレス鋼板とその製造方法およびフランジ部品
KR101553607B1 (ko) * 2014-12-26 2015-09-17 주식회사 포스코 연성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강재 및 그 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109563576A (zh) * 2016-05-16 2019-04-02 日新制钢株式会社 排气管法兰部件用含Ti铁素体系不锈钢板和制造方法以及法兰部件

Also Published As

Publication number Publication date
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US20190093192A1 (en) 2019-03-28

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