JP2000073146A - 耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼 - Google Patents

耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼

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JP2000073146A
JP2000073146A JP10241605A JP24160598A JP2000073146A JP 2000073146 A JP2000073146 A JP 2000073146A JP 10241605 A JP10241605 A JP 10241605A JP 24160598 A JP24160598 A JP 24160598A JP 2000073146 A JP2000073146 A JP 2000073146A
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Takashi Kawagoe
崇史 川越
Takashi Yamauchi
隆 山内
Nobuhisa Hiruhama
修久 蛭浜
Isamu Noguchi
野口  勇
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スラブ段階で60%以上の等軸晶率をもち、
耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼を得
る。 【構成】 このフェライト系ステンレス鋼は、Cr:9
〜30%,C:0.1%以下,Si:1.0%以下,M
n:1.0%以下,N:0.03%以下,Ti:0.1
〜1.0%を含み、酸化物とTiNとが複合した介在物
とTiN単独の介在物の面積比率が1.0以下である。
TiNと複合する酸化物としては、アルミナ系介在物又
はスピネル系介在物が望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、TiNの形態制御によ
り等軸晶率を高め、耐リジング性を改善したフェライト
系ステンレス鋼に関する。
【0002】
【従来の技術】SUS430に代表されるフェライト系
ステンレス鋼は、優れた加工性や耐食性をもち、比較的
安価な材料であることから、厨房機器,電気機器,自動
車用材料等として広範な分野で使用されている。しか
し、フェライト系ステンレス鋼の連鋳片を圧延して製造
した鋼板に深絞り,曲げ等の冷間加工を施すと、リジン
グと呼ばれている縞状の起伏が圧延方向に沿って発生
し、製品の外観が著しく損われることがある。リジング
の発生は、連続鋳造時に生成した粗大な柱状晶組織が熱
延工程で十分に破壊されることなく、しかも粗大な集合
組織(以下、バンド状組織という)が残存することに原
因があると一般的に考えられている。リジング又はバン
ド状組織の発生を抑制するため、連続鋳造法でスラブを
製造する際に等軸晶率を大きくする方法(特開平9−4
9010号公報,特開平1−118341号公報),熱
延後に冷延及び焼鈍を複数回繰り返して再結晶により組
織を微細化する方法等が採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】冷延及び焼鈍を複数回
繰り返す方法は、組織を微細化しバンド状組織を消滅さ
せる有効な方法である。しかし、複数回の冷延及び焼鈍
を必要とするため、工程に負荷がかかり、製造コストを
上昇させることになり、大量生産鋼種には適さない。連
続鋳造法でスラブを製造する段階で等軸晶率を大きくす
る方法は、冷延及び焼鈍を複数回繰り返す必要がないこ
とから、工業的に有利な方法である。等軸晶率を大きく
する方法としては、比較的低温で鋳造する方法,溶鋼を
電磁攪拌しながら鋳造する方法等がある。
【0004】ところが、低温鋳造では、溶鋼の凝固温度
近くまで鋳込み温度を下げて鋳造することが必要にな
り、操業中にノズル詰り等のトラブルが発生しやすくな
り、量産的な操業ベースでは実施に困難が伴う。他方、
電磁攪拌は、凝固組織の等軸晶化に有効であるものの、
安定的に達成可能な等軸晶率は40〜50%程度に過ぎ
ず、通常圧延によってリジング性に優れた鋼板が得られ
る等軸晶率の下限60%には及ばない。ところで、フェ
ライト系ステンレス鋼にTiを添加し、溶鋼中に析出し
たTiNをフェライトの凝固核として利用するとき、凝
固組織が容易に等軸晶化することが知られている。しか
し、鋼種によっては、単にTi添加だけでは組織が必ず
しも等軸晶化しないことがある。また、過剰なTi添加
は、ノズル詰り,表面疵発生等の原因になる。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、鋼中に分散析出
するTiNを形態制御することにより、等軸晶率を高
め、耐リジング性を改善したフェライト系ステンレス鋼
を提供することを目的とする。本発明のフェライト系ス
テンレス鋼は、その目的を達成するため、Cr:9〜3
0重量%,C:0.1重量%以下,Si:1.0重量%
以下,Mn:1.0重量%以下,N:0.03重量%以
下,Ti:0.1〜1.0重量%,残部が実質的にFe
の組成をもち、酸化物とTiNとが複合した介在物とT
iN単独の介在物の面積比率( 複合型TiN/単独型T
iN) が1.0以下であることを特徴とする。TiNと
複合する酸化物としては、アルミナ系介在物又はスピネ
ル系介在物が望ましい。
【0006】
【作用】溶鋼に添加したTiは、溶鋼中のNと反応しT
iNとして析出する。TiNの析出物は、フェライトの
凝固核として働き、等軸晶率を増大させる。しかし、単
にTiを添加するだけでは、高い等軸晶率が得られな
い。本発明者等は、このTi添加が等軸晶率に及ぼす影
響に付いて介在物,特にTiN系介在物の形態面から調
査・研究した。スラブサンプルで検出される介在物は、
鋼種によっても異なるが、MgO・Al23 系(以
下、スピネル系という)又はAl23 系(以下、アル
ミナ系という)等の酸化物系介在物,TiN等の窒化物
系介在物,MnS等の硫化物系介在物等がある。
【0007】このうち、TiN系介在物には、図1に示
すように酸化物系介在物と複合した複合型TiN(a)
と、酸化物系介在物と複合せずに単独で存在する単独型
TiN(b)の2種類があることが判った。TiNと複
合する酸化物系としてはスピネル系やアルミナ系酸化物
が代表的なものであるが、他にMnOやシリケート系の
酸化物もTiNと複合する。複合酸化物の形態を調査し
たところ、TiNの中心に酸化物が存在することが多い
が、酸化物にTiNが結合した形態も検出された。次い
で、フェライトの凝固核として有効なTiNの形態を明
らかにするため、TiNの形態と等軸晶率との関係を調
査した。その結果、等軸晶率が高いサンプルでは単独型
TiNの割合が多く、等軸晶率が低いサンプルでは複合
型TiNの割合が多いことが判った。単独型TiN及び
複合型TiNで等軸晶率に差が現れることは、フェライ
トの凝固核としての働きが複合型TiNに比較して単独
型TiNが格段に強いことを意味する。
【0008】そこで、単独型TiN及び複合型TiNの
割合を面積率で求め、面積率と等軸晶率との定量的な関
係を解明した。その結果、単独型TiNに対する複合型
TiNの面積比率( 複合型TiN/単独型TiN) が
1.0以下になると、特別な装置や困難な鋳造条件を必
要とすることなく、等軸晶率60%以上のスラブが製造
され、優れた耐リジング性をもつフェライト系ステンレ
ス鋼が得られることを見出した。なお、介在物の面積率
は、JIS G0555で規定する介在物清浄度測定方
法に準じて測定される。単独型TiNを多くするために
は、鋳造前までの段階で複合型TiNが結合して析出す
る酸化物系介在物の量を少なくする方法が採用される。
たとえば、精錬時に十分な脱酸により酸化物系介在物の
浮上分離を促進させると、鋳造の前までの酸化物系介在
物は減少しているので、鋳造時に析出するTiNは単独
型TiNが多くなる。
【0009】TiNの形態制御により等軸晶率を増大さ
せることは、各種フェライト系ステンレス鋼に適用され
るが、本発明で対象とするフェライト系ステンレス鋼に
は次の合金成分が含まれている。Cr:9〜30重量% 耐食性を確保する上では、Cr含有量は高いほど好まし
いが、経済性の観点から本発明ではCr含有量を9〜3
0重量%の範囲に設定した。C:0.1重量%以下 耐食性や製造性の点からC含有量は低いほど好ましく、
本発明ではC含有量を0.1重量%以下とした。
【0010】Si:1.0重量%以下 強度向上に有効な合金成分であるが、過剰に含まれると
加工性が劣化するので、上限を1.0重量%とした。Mn:1.0重量%以下 製造性を改善すると共に、鋼中に含まれる有害元素Sを
MnSとして固定する作用を呈する。しかし1.0重量
%を超えるMnの過剰添加は、耐食性を低下させる原因
となる。N:0.03重量%以下 フェライトの凝固核であるTiNの生成に必要な合金成
分である。しかし、過剰量のNが含まれるとノズル閉
塞、表面疵等の原因となることから、N含有量の上限を
0.03重量%に設定した。
【0011】Ti:0.1〜1.0重量% フェライトの凝固核であるTiNの生成に必要な合金成
分であり、C,Nを固定して耐食性を向上させる作用も
呈する。しかし、過剰量のTiが含まれるとノズル閉
塞,表面疵の原因になることから、Ti含有量を0.1
〜1.0重量%の範囲に定めた。更に、耐食性及び強度
向上に有効なMo:3.0重量%以下,強度向上に有効
なZr:1.0重量%以下,強度向上に有効なV:1.
0重量%以下や、熱間加工性に有効なB及び/又は希土
類金属:0.05重量%以下を含んでも良い。更に、他
の任意成分としてY,Ca,Mg,W,Nb等の1種又
は2種以上を含むこともできる。不純物として含まれる
S,Pは、それぞれ0.02重量%以下及び0.05重
量%以下に規制されている限り、特性に悪影響を及ぼす
ことはない。
【0012】
【実施例】実施例1 30kg真空溶解炉を用い、表1に示すようにCr含有
量及びN含有量を変化させた各種フェライト系ステンレ
ス鋼を1600℃で溶製した。
【0013】
【0014】各溶鋼から得られた鋼塊の厚みに対する等
軸晶帯の厚みの割合を数点測定し、測定値を平均化して
等軸晶率を求めた。また、同じ鋼塊から光学顕微鏡観察
用のサンプルを切り出し、JIS G0555「介在物
清浄度測定方法」に準拠して複合型TiN及び単独型T
iNの面積率を測定した。表2の調査結果にみられるよ
うに、(複合型TiN)/(単独型TiN)の面積比率
が1.0以下の試験番号1−1〜1−5(本発明例)で
は、60%以上の高い等軸晶率であった。これに対し、
複合型TiNが多く、単独型TiNが少ない試験番号1
−6〜1−10(比較例)では、TiNが溶鋼中に析出
しやすいようにN含有量を多くした場合でも60%を下
回る低い等軸晶率であった。また、(複合型TiN)/
(単独型TiN)の面積比率と等軸晶率との関係をグラ
フ化したところ、図2に示すように1.0以下の面積比
率で等軸晶率が急激に60%以上に高くなっていること
が判った。
【0015】
【0016】実施例2 SUS409系のTi添加フェライト系ステンレス鋼を
電気炉,転炉,真空脱ガス工程を経て溶製し、スラブに
連続鋳造した。このスラブからサンプルを切り出し、実
施例1と同じ方法で等軸晶率及び複合型TiN,単独型
TiNの面積率を測定した。また、常法に従ってスラブ
を熱間圧延し、得られた熱延板の金属組織を観察し、バ
ンド状組織の有無を調査した。表3の調査結果にみられ
るように、(複合型TiN)/(単独型TiN)の面積
比率が1.0以下の試験番号2−1〜2−5(本発明
例)では、スラブの等軸晶率が60%以上と高く、熱延
後の金属組織にバンド状組織が検出されなかった。他
方、試験番号2−6〜2−10(比較例)では、何れも
スラブの等軸晶率が60%に達せず、熱延後の金属組織
においてもバンド状組織が検出された。
【0017】
【0018】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のフェラ
イト系ステンレス鋼は、(複合型TiN)/(単独型T
iN)の面積比率が1.0以下となるように鋼中に存在
するTiN系介在物を形態制御し、スラブ段階での等軸
晶率を60%以上と高くしている。そのため、深絞り,
曲げ等の冷間加工を施した場合にあっても皺状の起伏が
発生しない耐リジング性に優れた材料となり、外観の優
れた厨房機器,各種電気機器,自動車用材料等として広
範な分野で使用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 鋼中に析出する複合型TiN(a)及び単独
型TiN(b)
【図2】 TiN系介在物の形態が等軸晶率に及ぼす影
響を表わしたグラフ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年8月27日(1998.8.2
7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
フロントページの続き (72)発明者 蛭浜 修久 山口県新南陽市野村南町4976番地 日新製 鋼株式会社技術研究所内 (72)発明者 野口 勇 山口県新南陽市野村南町4976番地 日新製 鋼株式会社技術研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Cr:9〜30重量%,C:0.1重量
    %以下,Si:1.0重量%以下,Mn:1.0重量%
    以下,N:0.03重量%以下,Ti:0.1〜1.0
    重量%,残部が実質的にFeの組成をもち、酸化物とT
    iNとが複合した介在物とTiN単独の介在物の面積比
    率( 複合型TiN/単独型TiN) が1.0以下である
    ことを特徴とする耐リジング性に優れたフェライト系ス
    テンレス鋼。
  2. 【請求項2】 TiNと複合する酸化物がアルミナ系介
    在物又はスピネル系介在物である請求項1記載の耐リジ
    ング性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
JP10241605A 1998-08-27 1998-08-27 耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼 Withdrawn JP2000073146A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1974063A1 (en) * 2005-12-28 2008-10-01 Posco Method for manufacturing ferritic stainless steel slabs with equiaxed grain structures and the ferritic stainless steel manufactured by it
JP2008240065A (ja) * 2007-03-27 2008-10-09 Jfe Steel Kk 極低炭フェライト系ステンレス鋼およびその製造方法

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1974063A1 (en) * 2005-12-28 2008-10-01 Posco Method for manufacturing ferritic stainless steel slabs with equiaxed grain structures and the ferritic stainless steel manufactured by it
EP1974063A4 (en) * 2005-12-28 2010-07-21 Posco PROCESS FOR MANUFACTURING BRUSHES OF FERRITIC STAINLESS STEEL AND FERRITIC STAINLESS STEEL THUS OBTAINED
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Effective date: 20051101