JP2000212703A - 表面性状に優れたオ―ステナイト系ステンレス鋼及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋳造以降の製造条件を特に限定しなくとも製
品板及び成形加工時の表面性状に優れたオーステナイト
系ステンレス鋼及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｍｇ：０．０００５〜０．０１％を含有
し、かつ任意の断面において最大径が０．０５〜２．０
μｍのＭｇ系介在物が２０個／mm² 以上存在することを
特徴とする表面性状に優れたオーステナイト系ステンレ
ス鋼。好ましくは、Ｔｉ：０．０１〜０．８％を、さら
に含有し、Ｔｉ窒化物がＭｇ系介在物を覆って析出す
る。かかる鋼は、Ｍｇ添加後、１２０分以内に鋳造を開
始する方法により製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はオーステナイト系ス
テンレス薄鋼板及びその製造法に関し、特にこの製品板
及び成形加工時の表面性状に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】ＳＵＳ３０４に代表されるオーステナイ
ト系ステンレス鋼は耐食性に優れており、厨房用、食器
用を始め広い用途に用いられている。オーステナイト系
ステンレス鋼の製造方法は、これまで連続鋳造後に熱延
し、焼鈍と冷延を繰り返す方法で製造されてきたが、近
年、薄鋼板を直接鋳造する技術が開発され、熱延工程の
簡略が可能となりつつある。

【０００３】熱延工程が簡略化されれば、生産性が向上
し、最近問題となっているＣＯ₂ 排出（加熱炉から）を
削減できるという大きなメリットがある。しかし、熱延
工程を簡省略した場合には、製品板での表面性状が劣化
したり、成形加工時に表面性状が損なわれる等の問題が
生じる。

【０００４】これらの問題を解決する手法としては、特
開平３−７１９０２号公報、特開平８−２７７４２３号
公報などが知られている。特開平３−７１９０２号公報
では、ローピングの発生を抑制するために鋳片の圧延条
件（圧下率と温度の関係）を規定しており、特開平８−
２７７４２３号公報では、鋳造後の熱延及び冷却条件を
規定している。これらの技術のように、製造条件を工夫
することにより、ローピング等の発生は抑制できるが、
将来的には製造条件の一層の簡略化（緩和）等により、
さらなる生産性の向上が必要と考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】さらなる生産性向上の
ためには、製錬段階での成分及び介在物を規定するだけ
で鋳造以降の製造条件を規定することなく、上記の課題
を解決できる手法が望まれる。本発明は、オーステナイ
ト系ステンレス鋼薄板で鋳造以降の製造条件を特に限定
しなくとも製品板及び成形加工時の表面性状に優れたオ
ーステナイト系ステンレス鋼を提供することを目的とし
たものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ＳＵＳ３
０４を基本成分としたオーステナイト系ステンレス鋼に
種々の元素を添加し、実験室で鋳造試験を行った。さら
に鋳造材を冷延、焼鈍して製品板とし、表面の凹凸（ロ
ーピング）及び簡易成形試験後の表面凹凸を調査した。
その結果、Ｍｇを添加した鋼において表面凹凸が小さ
く、良好な場合があり、ＭｇとＴｉを複合で添加した鋼
においては表面凹凸が全く認められない場合が認められ
た。

【０００７】この原因を調査するため、電子顕微鏡及び
Ｘ線マイクロアナライザーを用いて介在物の解析を行っ
たところ、Ｍｇを添加して表面凹凸が小さい材料にはＭ
ｇ系介在物が密に分布していた。しかし、Ｍｇを添加し
て表面凹凸が大きい材料ではＭｇ系介在物が存在する
が、その密度が低いことが明らかとなった。Ｔｉ＋Ｍｇ
添加材でも同様の傾向が認められ、それに加えていずれ
のＭｇ系介在物の周囲を覆うようにＴｉ窒化物が存在し
ていた。以上のことから、Ｍｇ系介在物を密に分布させ
ることでオーステナイト系ステンレス鋼の表面凹凸を改
善できる見通しを得た。

【０００８】次に発明者らは、Ｍｇ系介在物の密度と製
品板及び成形加工後の表面凹凸の関係を調査したとこ
ろ、Ｍｇ系介在物の個数が鋼板の任意の断面において２
０個／mm² 以上ある場合に良好な表面特性（目視で認め
られない程度）が得られることを明らかにした。

【０００９】さらに本発明者らは、Ｍｇ系介在物を密に
分布させるためのＭｇ添加条件（Ｍｇ添加後時間、温
度、量等）の検討を行った。その結果、Ｍｇ系介在物の
密度に最も影響を及ぼすのはＭｇ添加後の時間であっ
た。図１にＭｇ系介在物の密度とＭｇ添加から鋳造開始
までの時間の関係を示す。Ｍｇ添加後、鋳造開始までの
時間が長くなるにつれてＭｇ系介在物の個数は単調に減
少する。Ｍｇ系介在物の個数が２０個／mm² 以上にする
にはＭｇ添加後、１２０分以内に鋳造を開始する必要が
あることを発見した。

【００１０】本発明は上記知見に基づくものであって、
（１）massで、Ｍｇ：０．０００５〜０．０１％を含有
し、かつ任意の断面において最大径が０．０５〜２．０
μｍのＭｇ系介在物が２０個／mm² 以上存在することを
特徴とする表面性状に優れたオーステナイト系ステンレ
ス鋼。及び、（２）さらにmassで、Ｔｉ：０．０１〜
０．８％を含有し、Ｔｉ窒化物がＭｇ系介在物を覆って
析出していることを特徴とする前記（１）項に記載の表
面性状に優れたオーステナイト系ステンレス鋼であり、
（３）前記（１）項もしくは（２）項に記載のオーステ
ナイト系ステンレス鋼を製造するに際し、Ｍｇ添加後、
１２０分以内に鋳造を開始することを特徴とする表面性
状に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法で
ある。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明について詳細に説明す
る。なお、下記の説明における「％」とは、『mass％』
を示すものである。Ｍｇ：ＭｇはＭｇ系介在物を形成す
ることで本発明の課題である表面特性を向上させる重要
な元素である。Ｔｉと複合で添加した場合にはさらに表
面特性を向上させる効果を持つ。この効果を発揮するの
は０．０００５％でありこれを下限とした。また多量に
添加してもその効果は飽和し、耐食性低下等の問題が生
じるため、０．０１０％を上限とした。

【００１２】Ｔｉ：ＴｉはＭｇと複合で添加することで
本発明の課題である表面特性を向上させる元素であり、
その効果が発揮されるのは０．０１％以上であるのでこ
れを下限とした。しかし、０．８％を超えて添加しても
表面特性向上効果は飽和し、製造性、加工性等の問題が
生じるためこれを上限とした。

【００１３】Ｍｇ系介在物は、酸化物、硫化物等のＭｇ
を含有する化合物であれば表面特性向上効果がある。Ｍ
ｇ系介在物のサイズは、その最大径が０．０５μｍ未満
の場合には表面特性向上効果が小さく、２．０μｍ以上
の場合には耐食性の低下等の別の課題が生じるため、Ｍ
ｇ介在物径は最大径が０．０５〜２．０μｍの範囲とし
た。分布密度は２０個／mm² 以上で表面特性向上効果が
認められる。

【００１４】上記のような分布密度でＭｇ系介在物を生
成するには、Ｍｇ添加後、１２０分以内に鋳造を開始す
る必要がある。Ｔｉを含有する場合には、Ｍｇ系介在物
を覆ってＴｉＮが存在するとさらに表面特性は向上す
る。

【００１５】本発明はＳＵＳ３０４のみならず他のオー
ステナイト系ステンレス鋼でも同様の効果が発揮され
る。なお、本明細書中のオーステナイト系ステンレス鋼
とは、Ｃｒを１１％以上含有したステンレス鋼で、主相
がオーステナイト相からなる鋼を指す。

【００１６】Ｍｇの添加はＡＯＤやその後の成分調整工
程で、純ＭｇあるいはＭｇ合金の添加が好ましい。ま
た、本発明は熱延工程を省略した工程で効果が顕著に現
れるが、熱延工程を入れても、また冷延、焼鈍を繰り返
す工程でも同様の効果が発揮される。

【００１７】Ｍｇ系介在物のサイズ測定は、鋼塊及び鋼
板の任意の断面において介在物の抽出レプリカあるいは
薄膜を作成し、電子顕微鏡で調査する方法がよい。分布
は、電子顕微鏡、あるいはＸ線マイクロアナライザー
（ＥＰＭＡ）を用いて調査する方法がよい。

【００１８】本発明により表面特性が向上する原因につ
いては、本発明者らは次のように考えている。Ｍｇ系介
在物は鋳造時の凝固核として作用しており、これが多量
に存在することで鋳造組織が微細になり、通常の鋳造、
熱延プロセスで得られた熱延板の組織と同等、あるいは
それに近い細粒の組織が得られるためと考えている。さ
らにＴｉがＭｇ系介在物を覆うと、何らかの理由により
凝固核生成効果が促進されるためと考えている。

【００１９】

【実施例】以下に本発明の実施例を示す。 （実施例１）オーステナイト系ステンレス鋼に種々の元
素を添加し、表１に示す組成の鋼種を溶製した。この鋳
造片を、酸洗後、冷延、焼鈍等により０．４〜１．０mm
の鋼板を作成した。鋼板の板厚中心部の介在物を電子顕
微鏡及びＥＰＭＡにより調査し、Ｍｇ系介在物のサイズ
及び分布をを調査した。また冷延焼鈍板及びそれを９０
°曲げ加工した材料の表面特性を調査した。表面特性の
評点は、１：凹凸が全くなし、２：目視では無いが粗度
を測定すると若干凹凸がある、３：目視で凹凸が認めら
れる、４：目視で著しく激しい凹凸が認められるであ
る。結果を表２に示す。本発明鋼は比較鋼に比べて表面
特性が著しく優れていた。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】 （実施例２）オーステナイト系ステンレス鋼に種々の元
素を添加し、表３に示す組成の鋼種を溶製した。この鋳
造片を、酸洗後、冷延、焼鈍等により０．４〜１．０mm
の鋼板を作成した。鋼板の板厚中心部の介在物を電子顕
微鏡及びＥＰＭＡにより調査し、Ｍｇ系介在物のサイズ
及び分布をを調査した。また冷延焼鈍板及びそれを９０
°曲げ加工した材料の表面特性を調査した。表面特性の
評点は、前述同様である。結果を表４に示す。本発明鋼
は比較鋼に比べて表面特性が著しく優れていた。

【００２２】

【表３】

【００２３】

【表４】 （実施例３）前述の表１の鋼種Ａ及び表２の鋼種Ｅの成
分を持つ鋼種を溶製し、Ｍｇを添加後の時間を変えて鋳
造試験を行った。この鋳造片を、酸洗後、冷延、焼鈍等
により０．４〜１．０mmの鋼板を作成した。鋼板の板厚
中心部の介在物を電子顕微鏡及びＥＰＭＡにより調査
し、Ｍｇ系介在物のサイズ及び分布をを調査した。また
冷延焼鈍板及びそれを９０°曲げ加工した材料の表面特
性を調査した。表面特性の評点は前述同様である。表５
に評価結果を示す。本発明法は比較法に比べて表面特性
が著しく優れていた。

【００２４】

【表５】

【００２５】

【発明の効果】本発明は鋼成分及び介在物さらにはその
添加タイミングを規定することにより、鋳造後の製造工
程及び条件を規定することなく表面特性に優れたオース
テナイト系ステンレス鋼を安価な製造工程で製造でき
る。したがって、産業上の価値の極めて高い発明である
といえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はＭｇ介在物密度とＭｇ添加後の時間の関
係を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２１Ｃ 7/00 Ｃ２１Ｃ 7/00 Ｈ 7/04 7/04 Ｂ Ｃ２２Ｃ 38/50 Ｃ２２Ｃ 38/50 (72)発明者 石丸 詠一朗 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 (72)発明者 瀬沼 武秀 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 Ｆターム(参考） 4K013 AA02 BA14 DA03 DA08 EA18

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｍｇ：０．０００５〜０．０１mass％を
   含有し、かつ任意の断面において最大径が０．０５〜
   ２．０μｍのＭｇ系介在物が２０個／mm² 以上存在する
   ことを特徴とする表面性状に優れたオーステナイト系ス
   テンレス鋼。
2. 【請求項２】 Ｔｉ：０．０１〜０．８mass％を、さら
   に含有し、Ｔｉ窒化物がＭｇ系介在物を覆って析出して
   いることを特徴とする請求項１に記載の表面性状に優れ
   たオーステナイト系ステンレス鋼。
3. 【請求項３】 請求項１もしくは２に記載のオーステナ
   イト系ステンレス鋼を製造するに際し、Ｍｇ添加後、１
   ２０分以内に鋳造を開始することを特徴とする表面性状
   に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。