CN112888802A

CN112888802A - 铁素体系不锈钢热轧退火钢板及其制造方法

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Publication number: CN112888802A
Application number: CN201980069792.9A
Authority: CN
Inventors: 吉野正崇; 井上佳士; 高法刚
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2021-06-01
Also published as: WO2020084987A1; CA3114743A1; TWI718712B; US20210363604A1; TW202020182A; JP7038799B2; KR20230142630A; MX2021004713A; KR20210064281A; CA3114743C; JPWO2020084987A1

Abstract

本发明提供具有充分的耐腐蚀性且对厚壁的凸缘进行冲裁加工时不会产生裂纹、可得到规定的尺寸精度、具有优异的冲裁加工性的铁素体系不锈钢热轧退火钢板及其制造方法。该铁素体系不锈钢热轧退火钢板具有以下的成分组成：以质量％计含有C：0.001～0.020％、Si：0.05～1.00％、Mn：0.05～1.00％、P：0.04％以下、S：0.01％以下、Al：0.01～0.10％、Cr：10.0～20.0％、Ni：0.50～2.00％、Ti：0.10～0.40％、N：0.001～0.020％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，金属组织为平均晶体粒径5～20μm的铁素体单相组织。

Description

铁素体系不锈钢热轧退火钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及适合用于凸缘等的加工性优异的铁素体系不锈钢热轧退火钢板及其制造方法。

背景技术

近年来，为了减少作为温室效应气体的CO₂排放量，关于汽车的废气的法律法规不断强化。为了减少汽车尾气中的CO₂排放量，有效的是提高油耗效率，因此针对发动机中的燃烧温度的高温化进行研究。

发动机产生的废气经由废气再循环(Exhaust Gas Recirculation，EGR)系统、消音器等排气系统部件被释放到大气中。为了防止气体的泄漏，这样的汽车排气系统的各部件介由凸缘被紧固。适用于排气系统部件的凸缘作为紧固部件需要具有足够的尺寸精度。

以往，这样的厚壁的凸缘使用普通钢。但是近年来，出于进一步提高汽车油耗效率的要求，发动机燃烧温度和来自发动机的废气的进一步高温化不断进展。随之要求凸缘具有高于以往的高温强度和耐腐蚀性。鉴于这样的背景，近年来逐渐使用与普通钢相比高温强度和耐腐蚀性优异的不锈钢，特别是热膨胀系数较小且不易产生热应力的高强度铁素体系不锈钢板(例如，ASTM A240/240M－S40975(11mass％Cr－Ti－Ni钢)的板厚较厚者(例如板厚为5mm以上)。

但是，由于排气系统中使用的凸缘的板厚较厚(多为5mm以上)，所以存在在制造凸缘时的冲裁加工时有时产生裂纹而无法适当地制造凸缘部件的课题，强烈需求冲裁加工性优异的厚壁的铁素体系不锈钢板。

针对这样的市场要求，例如，在专利文献1中公开了一种铁素体系不锈钢热轧钢板，以质量％计含有C：0.015％以下、Si：0.01～0.4％、Mn：0.01～0.8％、P：0.04％以下、S：0.01％以下、Cr：14.0且小于18.0％、Ni：0.05～1％、Nb：0.3～0.6％、Ti：0.05％以下、N：0.020％以下、Al：0.10％以下、B：0.0002～0.0020％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，Nb、C和N的含量满足Nb/(C+N)≥16，在0℃时的夏比冲击值为10J/cm²以上，板厚为5.0～9.0mm。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2014/157576号

发明内容

本发明人等利用专利文献1中公开的方法，试制了具有基于ASTM A240/240M－S40975的钢成分的板厚10mm的铁素体系不锈钢板，通过间隙10％的冲裁加工制作了具有20mmφ的孔的凸缘。其结果得知虽然均没有因冲裁产生裂纹，但是有凸缘的外周尺寸和/或中心的孔尺寸超过部件的允许公差的情况，就适用于厚壁的凸缘而言并不充分。

本发明的目的在于解决上述课题，提供一种具有充分的耐腐蚀性且对厚壁的凸缘进行冲裁加工时不会产生裂纹、可得到规定的尺寸精度、具有优异的冲裁加工性的铁素体系不锈钢热轧退火钢板及其制造方法。

本发明人等为了解决上述课题进行了详细的研究。其结果，发现为了在冲裁加工中不产生裂纹地得到规定的尺寸精度，只要使钢板的金属组织为铁素体单相组织，且将其平均晶体粒径控制在5～20μm的范围即可。

而且发现通过对适当成分的铁素体系不锈钢进行热轧，对得到的热轧钢板进行成为铁素体单相区域的适当条件、具体而言在600℃以上且小于750℃保持1分钟～24小时的热轧板退火，能够使金属组织为铁素体单相，且将平均晶体粒径控制在5～20μm的范围。

本发明是基于以上的发现而进行的，主旨如下。

[1]一种铁素体系不锈钢热轧退火钢板，具有以下的成分组成：以质量％计含有C：0.001～0.020％、Si：0.05～1.00％、Mn：0.05～1.00％、P：0.04％以下、S：0.01％以下、Al：0.01～0.10％、Cr：10.0～20.0％、Ni：0.50～2.00％、Ti：0.10～0.40％、N：0.001～0.020％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，金属组织为平均晶体粒径5～20μm的铁素体单相组织。

[2]根据上述[1]所述的铁素体系不锈钢热轧退火钢板，其中，以质量％计进一步含有选自Cu：0.01～1.00％、Mo：0.01～2.00％、W：0.01～0.20％、Co：0.01～0.20％中的1种或2种以上。

[3]根据上述[1]或[2]所述的铁素体系不锈钢热轧退火钢板，其中，以质量％计进一步含有选自V：0.01～0.20％、Nb：0.01～0.10％、Zr：0.01～0.20％、REM：0.001～0.100％、B：0.0002～0.0025％、Mg：0.0005～0.0030％、Ca：0.0003～0.0030％中的1种或2种以上。

[4]一种铁素体系不锈钢热轧退火钢板的制造方法，是上述[1]～[3]中任一项所述的铁素体系不锈钢热轧退火钢板的制造方法，对热轧工序中得到的热轧钢板进行在600℃以上且小于750℃保持1分钟～24小时的热轧板退火。

根据本发明，可得到具有充分的耐腐蚀性且具有优异的冲裁加工性的铁素体系不锈钢热轧退火钢板。

应予说明，本发明中充分的耐腐蚀性是指对表面用#600砂纸抛光后再将端面部密封而成的钢板进行5个循环的JIS H 8502中规定的盐水喷雾循环试验(将盐水喷雾(5质量％NaCl、35℃、喷雾2hr)→干燥(60℃、4hr、相对湿度40％)→湿润(50℃、2hr、相对湿度≥95％))作为1个循环的试验)时的钢板表面的生锈面积率(＝生锈面积/钢板总面积×100[％])为25％以下。

另外，作为冲裁加工性的评价，首先，从热轧退火钢板采集100mm×100mm的试验片后，以在该试验片中央部形成φ20mm(公差±0.1mm)的孔的方式，利用设置有具有直径20mm的减重用圆柱刀片的上模(冲头)和具有直径20mm以上的孔的下模(模具)的曲柄式压力机，通过冲裁加工制作5片试验片。应予说明，冲裁加工是以上模与下模的间隙成为10％的方式，根据试验片板厚选定下模侧的孔直径而进行的。在此，上述的间隙(C)[％]、模具的孔的直径(模具的内径)(Dd)[mm]和冲头的直径(Dp)[mm]也包括板厚(t)[mm]在内，由以下的式(1)的关系表示。

C＝(Dd－Dp)÷(2×t)×100···式(1)

本发明中的优异的冲裁加工性是指对这样得到的试验片进行试验片外观的目视观察和利用电子游标卡尺测定试验片中央部的孔径时，没有裂纹，5片试验片的冲裁加工后的孔径全部在19.9～20.1mm的范围。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。

本发明的铁素体系不锈钢热轧退火钢板是具有以质量％计含有C：0.001～0.020％、Si：0.05～1.00％、Mn：0.05～1.00％、P：0.04％以下、S：0.01％以下、Al：0.01～0.10％、Cr：10.0～20.0％、Ni：0.50～2.00％、Ti：0.10～0.40％、N：0.001～0.020％且剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成，且金属组织为平均晶体粒径5～20μm的铁素体单相组织的铁素体系不锈钢热轧退火钢板。

以下，对本发明进行详细说明。

本发明人等使用基于ASTM A240/240M－S40975(成分组成是以质量％计含有C≤0.03％、Si≤1.00％、Mn≤1.00％、P≤0.040％、S≤0.030％、Cr：10.5～11.7％、Ni：0.50～1.00％、N≤0.03％、Ti：6×(C+N)～0.74％且剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。)的板厚10mm的各种铁素体系不锈钢板，通过间隙10％的冲裁加工制作具有20mmφ的孔的凸缘。结果发现虽然均没有因冲裁而产生裂纹，但是有凸缘的外周尺寸和/或中心的孔尺寸超过部件的允许公差的情况。

此外，本发明人等对冲裁加工中的尺寸精度因钢板而有大幅差异的原因进行了详细研究。其结果发现了下述趋势：供于冲裁加工的钢板的平均晶体粒径小于5μm时，冲裁加工后的部件尺寸小于允许公差，钢板的平均晶体粒径大于20μm时，冲裁加工后的部件尺寸大于允许公差。由此，本发明人等查明了冲裁加工中无法稳定地得到充分的尺寸精度的原因是平均晶体粒径过小时，由于钢板过于硬质，所以冲裁加工时的剪切面比率变小，以及平均晶体粒径过大时，在冲裁加工时产生大的滴垂或毛边。

因此，本发明人等针对获得金属组织成为平均晶体粒径5～20μm的铁素体单相组织的铁素体系不锈钢板的方法，从钢成分、热轧方法和热轧板退火方法的观点进行了深入研究。其结果发现将钢成分，特别是Cr和Ni的含量控制在适当的范围，并在热轧工序中生成奥氏体相和铁素体相的情况下进行热轧后，在铁素体单相温度区域的适当温度范围内进行热轧板退火是有效的。

接下来，通过在铁素体单相温度区域的适当温度范围，具体而言在600℃以上且小于750℃保持1分钟～24小时而进行热轧板退火工序。由此，产生热轧后的金属组织中存在的铁素体相的再结晶和马氏体相向铁素体相的相变，得到铁素体单相组织。此时，当热轧板退火温度小于600℃时，铁素体相的再结晶和马氏体相向铁素体相的相变变得不充分，容易产生由钢板的过度硬质化引起的冲裁裂纹。另一方面，如果退火温度成为750℃以上，则晶粒过度粗大化而使平均晶体粒径大于20μm，在冲裁加工时容易产生大的滴垂或毛边，在冲裁加工时得不到规定的尺寸精度。当保持时间少于1分钟时，铁素体相的再结晶和马氏体相向铁素体相的相变变得不充分，容易产生由钢板的过度硬质化引起的冲裁裂纹。如果保持时间超过24小时，则晶粒过度粗大化而使平均晶体粒径大于20μm，在冲裁加工时容易产生大的滴垂或毛边，由此在冲裁加工时得不到规定的尺寸精度。因此，本发明中需要进行在600℃以上且小于750℃的温度范围保持1分钟～24小时的热轧板退火。

如此，本发明中，使金属组织为铁素体单相组织，使该铁素体单相组织的平均晶体粒径为5～20μm。该平均晶体粒径优选为7μm以上，更优选为10μm以上。另外，该平均晶体粒径优选为18μm以下，更优选为15μm以下。

另外，对于平均晶体粒径，可以从板宽中央部采集组织观察用试验片，对轧制方向截面进行镜面研磨后，利用SEM/EBSD法在包含全部厚度的视野内进行测定和解析，将取向差为15°以上的边界定义为晶界，基于Area法求出。

应予说明，本发明的铁素体系不锈钢热轧退火钢板的板厚没有特别限定，但优选为可适用于厚壁的凸缘的板厚，因此优选为5.0mm以上，更优选为8.0mm以上。另外，板厚优选为15.0mm以下，更优选为13.0mm以下。

接下来，对本发明的铁素体系不锈钢热轧退火钢板的成分组成进行说明。

以下，只要没有特殊说明，则作为成分含量的单位的“％”是指“质量％”。

C：0.001～0.020％

如果含有C超过0.020％，则加工性的下降和焊接部的耐腐蚀性下降变得显著。从耐腐蚀性和加工性的观点考虑，C含量越少越好，但为了使C含量小于0.001％，精炼耗费时间，在制造上并不理想。因此，使C含量为0.001～0.020％的范围。C含量优选为0.003％以上，进一步优选为0.004％以上。另外，C含量优选为0.015％以下，进一步优选为0.012％以下。

Si：0.05～1.00％

Si具有浓缩于焊接时形成的氧化被膜而提高焊接部的耐腐蚀性的效果，并且是作为制钢工序中的脱氧元素有用的元素。这些效果通过含有0.05％以上的Si可得到，含量越多其效果越大。但是，如果含有超过1.00％的Si，则热轧工序中的轧制载荷增大，生成显著的氧化皮，导致表面缺陷增加、制造成本上升，故而不优选。因此，使Si含量为0.05～1.00％。Si含量优选为0.10％以上，进一步优选为0.15％以上。另外，Si含量优选为0.60％以下，进一步优选为0.40％以下。

Mn：0.05～1.00％

Mn为生成奥氏体的元素，具有增加在热轧工序中的轧制加工前的加热时生成的奥氏体量的效果。另外，还有作为脱氧剂的作用。为了得到该效果，需要含有0.05％以上的Mn。但是，如果Mn含量超过1.00％，则促进成为腐蚀的起点的MnS析出，耐腐蚀性下降。因此，使Mn含量为0.05～1.00％。Mn含量优选为0.10％以上，进一步优选为0.15％以上。另外，Mn含量优选为0.60％以下，进一步优选为0.30％以下。

P：0.04％以下

P为钢中不可避免地含有的元素，但由于为对耐腐蚀性和加工性有害的元素，所以优选尽可能地减少。特别是如果P含量超过0.04％，则因固溶强化导致加工性显著下降。由此，使P含量为0.04％以下。P含量优选为0.03％以下。

S：0.01％以下

S与P同样地也为钢中不可避免地含有的元素，由于为对耐腐蚀性和加工性有害的元素，所以优选尽可能地减少。特别是，如果S含量超过0.01％，则耐腐蚀性显著下降。由此，使S含量为0.01％以下。S含量优选为0.008％以下。S含量进一步优选为0.003％以下。

Al：0.01～0.10％

Al为有效的脱氧剂。并且，Al与氮的亲和力比Cr强，因此氮侵入焊接部时，氮不以Cr氮化物析出，而以Al氮化物析出，具有抑制敏化的效果。这些效果通过含有0.01％以上的Al可得到。但是，如果含有超过0.10％的Al，则焊接时的熔透性下降，焊接作业性下降，故而不优选。因此，使Al含量为0.01～0.10％的范围。Al含量优选为0.02％以上，进一步优选为0.03％以上。另外，Al含量优选为0.06％以下，进一步优选为0.04％以下。

Cr：10.0～20.0％

Cr是为了确保不锈钢的耐腐蚀性最重要的元素。其含量小于10.0％时，在汽车尾气气氛中得不到充分的耐腐蚀性。另一方面，如果含有超过20.0％的Cr，则即便含有规定量的Ni，热轧工序中的奥氏体相的生成量也不足，热轧工序中的金属组织的微细化效果变得不充分，使热轧板退火后的平均晶体粒径大于20μm，在冲裁加工时得不到规定的尺寸精度。因此，使Cr含量为10.0～20.0％的范围。Cr含量优选为10.0～17.0％的范围。Cr含量更优选为10.5％以上，进一步优选为11.2％以上。另外，Cr含量更优选为12.0％以下，进一步优选为11.7％以下。

Ni：0.50～2.00％

Ni为生成奥氏体的元素，具有增加在热轧工序中的轧制加工前的加热时生成的奥氏体量的效果。本发明中，通过将Cr和Ni的含量控制在规定量，从而在热轧工序中的加热时生成奥氏体相。通过生成该奥氏体相，铸造时形成的粗大金属组织微细化，并且在热轧中，在奥氏体相中产生动态和/或静态再结晶，因此使热轧后的金属组织更加微细化，结果有助于热轧板退火后的金属组织的微细化。这些效果通过含有0.50％以上的Ni可得到。另一方面，如果Ni含量超过2.00％，则过度的固溶Ni导致热轧退火后的钢板的过度硬质化，因此容易产生冲裁裂纹。因此，使Ni含量为0.50～2.00％。Ni含量优选为0.60％以上，进一步优选为0.70％以上。进一步优选为0.75％以上。另外，Ni含量更优选为1.50％以下，进一步优选为1.00％以下。

Ti：0.10～0.40％

Ti优选与C、N结合，具有抑制Cr碳氮化物的析出，使再结晶温度下降，并且抑制因Cr碳氮化物析出导致的敏化而引起的耐腐蚀性下降的效果。为了得到这些效果，需要含有0.10％以上的Ti。但是，如果Ti含量超过0.40％，则在铸造工序中生成粗大的Ti碳氮化物，钢板的韧性显著下降，而且引起表面缺陷，故而在制造上不理想。因此，使Ti含量为0.10～0.40％。Ti含量优选为0.15％以上，进一步优选为0.20％以上。另外，Ti含量优选为0.35％以下，Ti含量进一步优选为0.30％以下。应予说明，从焊接部耐腐蚀性的观点考虑，优选为满足式：Ti/(C+N)≥8(该式中的Ti、C和N为各元素的含量(质量％))的Ti含量。

N：0.001～0.020％

如果N含量超过0.020％，则加工性的下降和焊接部的耐腐蚀性的下降变得显著。从耐腐蚀性的观点考虑，N含量越低越好，但将N含量减少至小于0.001％需要长时间的精炼，导致制造成本的上升和生产率的下降，故而不优选。由此，使N含量为0.001～0.020％的范围。N含量优选为0.005％以上，进一步优选为0.007％以上。另外，N含量优选为0.015％以下，N含量进一步优选为0.012％以下。

本发明的铁素体系不锈钢的特征在于，含有上述必需成分，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。并且，可以根据需要以下述的范围含有选自Cu、Mo、W和Co中的1种或2种以上或/进一步含有选自V、Nb、Zr、REM、B、Mg和Ca中的1种或2种以上。应予说明，在下述的范围内低于下限值时，即便含有下述的元素也不妨碍本发明的效果，因此以低于下限值含有下述的元素时，该元素为不可避免的杂质。

Cu：0.01～1.00％

Cu是提高水溶液中或附着有弱酸性的水滴时的母材和焊接部的耐腐蚀性特别有效的元素。该效果通过含有0.01％以上可得到，Cu含量越多，该效果越高。但是，如果含有超过1.00％的Cu，则有时热加工性下降而诱发表面缺陷。并且有时退火后的脱氧化皮变得困难。因此，含有Cu时，优选使Cu含量为0.01～1.00％的范围。Cu含量更优选为0.10％以上，进一步优选为0.30％以上。另外，Cu含量更优选为0.60％以下，进一步优选为0.45％以下。

Mo：0.01～2.00％

Mo是可显著提高不锈钢的耐腐蚀性的元素。该效果通过含有0.01％以上可得到，含量越多，该效果越高。但是，如果Mo含量超过2.00％，则有时热轧时的轧制负荷变大，制造性下降，或者发生钢板强度的过度上升。另外，由于Mo为昂贵的元素，所以大量的含有增大制造成本。因此，含有Mo时，优选使Mo含量为0.01～2.00％。Mo含量更优选为0.10％以上，进一步优选为0.30％以上。另外，Mo含量更优选为1.40％以下，进一步优选为0.90％以下。

W：0.01～0.20％

W与Mo同样地具有提高耐腐蚀性的效果。该效果通过含有0.01％以上的W可得到。但是，如果含有超过0.20％的W，则有时强度上升，因轧制载荷的增大等导致制造性的下降。因此，含有W时，优选使W含量为0.01～0.20％的范围。W含量进一步优选为0.05％以上。另外，W含量进一步优选为0.15％以下。

Co：0.01～0.20％

Co是提高韧性的元素。该效果通过含有0.01％以上的Co可得到。另一方面，如果Co含量超过0.20％，则有时加工性下降。因此，含有Co时，优选使Co含量为0.01～0.20％的范围。

V：0.01～0.20％

V与C、N形成碳氮化物而抑制焊接时的敏化，提高焊接部的耐腐蚀性。该效果在V含量为0.01％以上时可得到。另一方面，如果V含量超过0.20％，则有时加工性和韧性显著下降。因此，优选使V含量为0.01～0.20％。V含量进一步优选为0.02％以上。另外，V含量进一步优选为0.050％以下。

Nb：0.01～0.10％

Nb具有使晶粒微细化且通过以微小的碳氮化物析出而提升0.2％耐力的效果。这些效果通过含有0.01％以上的Nb可得到。另一方面，Nb还具有使再结晶温度上升的效果，如果Nb含量超过0.10％，则为了通过热轧板退火产生充分的再结晶所需的退火温度变得过高，因此有时在热轧板退火后得不到本发明需要的平均晶体粒径为5～20μm的铁素体单相组织。因此，含有Nb时，优选使Nb含量为0.01～0.10％的范围。Nb含量进一步优选为0.01～0.05％。

Zr：0.01～0.20％

Zr具有与C、N结合而抑制敏化的效果。该效果通过含有0.01％以上的Zr可得到。另一方面，如果含有超过0.20％的Zr，则有时加工性显著下降。因此，含有Zr时，优选使Zr含量为0.01～0.20％的范围。Zr含量进一步优选为0.01～0.10％的范围。

REM：0.001～0.100％

REM(Rare Earth Metals：稀土金属)具有提高耐氧化性的效果，抑制焊接部的氧化被膜(焊接回火色)形成，抑制氧化被膜正下方的缺Cr区域的形成。该效果通过含有0.001％以上的REM可得到。另一方面，如果含有超过0.100％的REM，则有时使热加工性下降。因此，含有REM时，优选使REM含量为0.001～0.100％的范围。REM含量更优选为0.001～0.050％的范围。

B：0.0002～0.0025％

B是对改善深拉深成型后的耐二次加工脆性有效的元素。该效果通过使B的含量为0.0002％以上可得到。另一方面，如果含有超过0.0025％的B，则有时加工性和韧性下降。因此，含有B时，优选使B含量为0.0002～0.0025％的范围。B含量进一步优选为0.0003％以上。另外，B含量进一步优选为0.0006％以下。

Mg：0.0005～0.0030％

Mg是对提高板坯的等轴晶率、提高加工性或韧性有效的元素。此外，如果像本发明这样在含有Ti的钢中Ti碳氮化物粗大化，则韧性下降，Mg也具有抑制Ti碳氮化物的粗大化的效果。这些效果通过含有0.0005％以上的Mg可得到。另一方面，如果Mg含量超过0.0030％，则有时使钢的表面性状劣化。因此，含有Mg时，优选使Mg含量为0.0005～0.0030％的范围。Mg含量进一步优选为0.0010％以上。另外，Mg含量进一步优选为0.0020％以下。

Ca：0.0003～0.0030％

Ca是对防止由在连续铸造时容易产生的Ti系夹杂物的结晶引起的喷嘴堵塞有效的成分。该效果通过含有0.0003％以上的Ca可得到。但是，如果含有超过0.0030％的Ca，则有时CaS的生成导致耐腐蚀性下降。因此，含有Ca时，优选使Ca含量为0.0003～0.0030％的范围。Ca含量更优选为0.0005％以上。另外，Ca含量更优选为0.0015％以下，进一步优选为0.0010％以下。

接下来，对本发明的铁素体系不锈钢热轧退火钢板的制造方法进行说明。

本发明的铁素体系不锈钢热轧退火钢板通过使用具有上述成分组成的钢坯，利用常规方法的热轧得到热轧钢板，对该热轧钢板进一步进行在600℃以上且小于750℃保持1分钟～24小时的热轧板退火而得到。

首先，将由上述的成分组成构成的钢水通过转炉、电炉、真空熔炼炉等公知的方法进行熔炼，利用连续铸造法或铸锭－开坯法制成钢坯材(板坯)。

将该板坯在1050～1250℃加热1～24小时或者在铸造后的板坯低于上述温度范围之前以铸造状态直接供于热轧。本发明中热轧的方法和条件没有要特别限定的点，但在过低温度下进行卷绕处理时，有时热轧后的钢板显著硬质化而难以进行接下来工序的操作，因此卷绕处理优选在550℃以上进行。

热轧板退火：在600℃以上且小于750℃保持1分钟～24小时

本发明中在上述热轧工序结束后进行热轧板退火。在热轧板退火中，在不使金属组织过度粗大化的情况下使热轧工序中形成的轧制加工组织再结晶，并且使热轧工序中生成的马氏体相相变为铁素体相。为了得到该效果，需要在600℃以上且小于750℃进行热轧板退火。退火温度低于600℃时，再结晶不充分，热轧加工组织变成微小的再生晶粒而使金属组织过度微细化，在冲裁加工时得不到规定的尺寸精度。另外，在热轧板退火后的金属组织中残留加工组织、马氏体相，即便平均晶体粒径为规定的范围内，有时也会因钢板的过度硬质化而产生冲裁裂纹。另一方面，退火温度为750℃以上时，晶粒过度粗大化使平均晶体粒径超过20μm，在冲裁加工时得不到规定的尺寸精度。保持时间少于1分钟时，在热轧板退火后的金属组织中残留加工组织、马氏体相，即便平均晶体粒径为规定的范围内，也容易因钢板的过度硬质化而产生冲裁裂纹。如果保持时间超过24小时，则晶粒过度粗大化使平均晶体粒径超过20μm，在冲裁加工时得不到规定的尺寸精度。因此，通过在600℃以上且小于750℃的温度范围保持1分钟～24小时而进行热轧板退火。热轧板退火温度优选为600℃以上，进一步优选为640℃以上。另外，热轧板退火温度优选为700℃以下。优选的保持时间为1小时以上，进一步优选为6小时以上。另外，优选的保持时间为20小时以下，进一步优选为12小时以下。应予说明，热轧板退火的方法没有特别限定，可以用箱式退火(间歇退火)、连续退火中的任一种实施。

根据需要，可以通过喷丸、酸洗对得到的热轧退火钢板进行脱氧化皮处理。此外，为了提高表面性状，可以实施研削或研磨等。另外，可以对本发明所提供的热轧退火钢板其后进行冷轧和冷轧板退火。

实施例

以下，通过实施例对本发明进行详细说明。

利用100kg真空熔炼炉将具有表1所示的化学组成的不锈钢钢水进行熔炼。将这些钢锭在1100℃加热1小时后，热轧至成为表2中记载的板厚(参照表2中热轧结束板厚)后，进行在650℃保持1h后炉冷的卷绕模拟处理，制成热轧钢板。接下来，在表2中记载的温度(参照表2中热轧板退火温度)保持8小时后，进行缓慢冷却的热轧板退火，得到热轧退火钢板。

应予说明，得到的各热轧退火钢板的板厚与各个热轧结束板厚相同。

对这样得到的热轧退火钢板进行以下的评价。

(1)金属组织的评价

从板宽中央部采集组织观察用试验片，对轧制方向截面进行镜面研磨后，利用SEM/EBSD法在包含全部厚度的视野内进行测定和解析，将取向差为15°以上的边界定义为晶界，基于Area法求出平均晶体粒径。将平均晶体粒径为5μm～20μm的情况视为本发明的范围内，将小于5μm或者大于20μm的情况视为本发明的范围外，在表2中标注下划线。

另外，同样从板宽中央部采集组织观察用试验片，对轧制方向截面进行镜面研磨后，利用苦味酸－盐酸水溶液进行观察用的腐蚀而使金属组织显露后，使用倍率500倍的光学显微镜进行观察，从金属组织的形态上区别铁素体相和马氏体相，由此判定各钢板的金属组织是否为铁素体单相组织。具体而言，将晶粒内观察到一样且平坦的形态且呈现较明亮的对比的区域判定为铁素体相。另外，将晶粒内观察到亚晶界或区域边界等马氏体相特有的表面形态且与铁素体相相比呈现较暗对比度的区域判定为马氏体相。表中，F表示金属组织为铁素体单相组织。

(2)耐腐蚀性的评价

从热轧退火钢板采集60×100mm的试验片，制作表面用#600砂纸抛光后再将端面部密封的试验片，供于JIS H 8502中规定的盐水喷雾循环试验。盐水喷雾循环试验是将盐水喷雾(5质量％NaCl、35℃、喷雾2hr)→干燥(60℃、4hr、相对湿度40％)→湿润(50℃、2hr、相对湿度≥95％)作为1个循环而进行5个循环。盐水喷雾循环试验实施5个循环后，拍摄试验片表面的照片，通过图像解析测定试验片表面的生锈面积，由与试验片总面积的比率算出生锈面积率((试验片中的生锈面积/试验片总面积)×100[％])。生锈面积率10％以下属于特别优异的耐腐蚀性，评为合格(◎)，超过10％且为25％以下评为合格(○)，超过25％评为不合格(×)。

(3)冲裁加工性的评价

从热轧退火钢板采集100mm×100mm的试验片后，以在该试验片中央部形成φ20mm(公差±0.1mm)的孔的方式，利用设置有具有直径20mm的减重用圆柱刀片的上模(冲头)和具有以与上模的间隙成为10％的方式适当选定的孔的下模(模具)的曲柄式压力机，通过冲裁加工制作5片试验片。上述的间隙(C)[％]、模具的孔的直径(模具的内径)(Dd)[mm]和冲头的直径(Dp)[mm]，也包括板厚(t)[mm]在内，由以下的式(1)的关系表示。

C＝(Dd－Dp)÷(2×t)×100···式(1)

对这样得到的试验片进行试验片外观的目视观察和利用电子游标卡尺测定试验片中央部的孔径。将没有裂纹且5片试验片的冲裁加工后的孔径全部在19.9～20.1mm的范围的情况评为合格(○)。只要有1片有裂纹或者孔径小于19.9mm或大于20.1mm的情况就评为不合格(×)。

将试验结果与热轧板退火条件一并示于表2。

[表2]

*下划线表示为本发明的范围外。

*)F：铁素体相

钢成分和热轧板退火条件满足本发明的范围的No.1～36在热轧工序中的加热时生成奥氏体相，而且通过规定的热轧板退火可在不产生晶粒的过度粗大化的情况下产生再结晶，得到规定的平均晶体粒径，结果得到规定的冲裁加工性。进一步对得到的热轧退火板的耐腐蚀性进行评价，结果生锈面积率均为25％以下，确认了也具有充分的耐腐蚀性。

特别是使用含有Cu的钢A19的No.19、使用含有Cu的钢A21的No.21、使用含有Mo的钢A20的No.20和使用含有Mo的钢A22的No.22，生锈面积率为10％以下，得到更优异的耐腐蚀性。

另外，使用Cr含量高达19.7％的钢A3的No.3和使用Cr含量高达19.6％的钢A18的No.18，在钢板表面形成的钝化被膜稳固，结果生锈面积率为10％以下，得到更优异的耐腐蚀性。

使用Ni含量低于本发明的范围的钢B1的No.37，在热轧工序的加热时几乎没有生成奥氏体相，结果得不到金属组织的微细化效果，结果平均晶体粒径高于本发明的范围，得不到规定的冲裁加工性。

使用Ni含量高于本发明的范围的钢B2的No.38，虽然得到了规定的平均晶体粒径，但是由于固溶Ni量过多，所以钢板过度硬质化，结果在冲裁加工时产生裂纹而无法加工成规定的形状。

使用Cr含量低于本发明的范围的钢B3的No.39，Cr含量不足，结果得不到规定的耐腐蚀性。

使用Cr含量高于本发明的范围的钢B4的No.40，尽管含有规定量的Ni，但由于含有过量的Cr，所以在热轧工序的加热时生成的奥氏体相减少。由此，在热轧工序中无法充分得到由奥氏体相的生成带来的微细化效果。其结果，得不到规定的平均晶体粒径，得不到规定的冲裁加工性。

使用Ti含量低于本发明的范围的钢B5的No.41，在热轧板退火时析出大量的Cr碳氮化物而发生敏化，无法得到规定的耐腐蚀性。

热轧板退火温度高于本发明的范围的No.43，生成的再晶粒的明显的粗大化，结果得不到规定的平均晶体粒径，得不到规定的冲裁加工性。

No.44是将具有规定的钢成分的钢A14在高于本发明的范围的806℃退火，使平均晶体粒径粗大化至高于本发明的范围的34μm的例子。虽然具有规定的钢成分，但是由于晶粒过度粗大，所以在冲裁加工时产生明显的滴垂和毛边，得不到规定的冲裁加工性。

产业上的可利用性

本发明中得到的铁素体系不锈钢热轧退火钢板特别适合用于要求高的加工性和耐腐蚀性的用途，例如具有冲缘加工部的凸缘等。

Claims

1.一种铁素体系不锈钢热轧退火钢板，具有以下的成分组成：以质量％计含有C：0.001～0.020％、Si：0.05～1.00％、Mn：0.05～1.00％、P：0.04％以下、S：0.01％以下、Al：0.01～0.10％、Cr：10.0～20.0％、Ni：0.50～2.00％、Ti：0.10～0.40％、N：0.001～0.020％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，

金属组织为平均晶体粒径5～20μm的铁素体单相组织。

2.根据权利要求1所述的铁素体系不锈钢热轧退火钢板，其中，以质量％计进一步含有选自Cu：0.01～1.00％、Mo：0.01～2.00％、W：0.01～0.20％、Co：0.01～0.20％中的1种或2种以上。

3.根据权利要求1或2所述的铁素体系不锈钢热轧退火钢板，其中，以质量％计进一步含有选自V：0.01～0.20％、Nb：0.01～0.10％、Zr：0.01～0.20％、REM：0.001～0.100％、B：0.0002～0.0025％、Mg：0.0005～0.0030％、Ca：0.0003～0.0030％中的1种或2种以上。

4.一种铁素体系不锈钢热轧退火钢板的制造方法，是权利要求1～3中任一项所述的铁素体系不锈钢热轧退火钢板的制造方法，

对热轧工序中得到的热轧钢板进行在600℃以上且小于750℃保持1分钟～24小时的热轧板退火。