JP2001026825A - 熱間圧延で表面疵の発生しないCr系ステンレス鋼の製造方法 - Google Patents

熱間圧延で表面疵の発生しないCr系ステンレス鋼の製造方法

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JP2001026825A
JP2001026825A JP11199597A JP19959799A JP2001026825A JP 2001026825 A JP2001026825 A JP 2001026825A JP 11199597 A JP11199597 A JP 11199597A JP 19959799 A JP19959799 A JP 19959799A JP 2001026825 A JP2001026825 A JP 2001026825A
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Masayuki Abe
阿部  雅之
Akihiko Takahashi
明彦 高橋
Kiyoshi Yamaji
清 山地
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Cr系ステンレス鋼を熱間圧延するに際し、
微少な割れ発生を防止し表面疵が発生しないCr系ステ
ンレス鋼の製造方法を提供する。 【解決手段】 重量%で、C:0.08%以下、Si:
2.0%以下、Mn:2%以下、P:0.04%以下、
S:0.01%以下、Cr:7〜16%、N:0.05
%以下で残部がFeと不可避的不純物からなるCr系ス
テンレス鋼を熱間圧延する際に、加熱温度Tkを100
0℃以上で下式で示されるTh以下とすることを特徴と
する熱間圧延で表面疵が発生しないフェライト系ステン
レス鋼の製造方法。Th(℃)=2435−130(Creq−Nieq)
ここで、Creq=Cr+1.5Si+Mo+0.5(Sn+Al+Ti+Nb
+Zr+V+W+Ta) +30B Nieq=Ni+0.5Mn+0.5Cu+0.
5Co+30C+30N

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、Cr系ステンレス
鋼のへげ疵といわれる表面欠陥の原因となる熱間圧延時
のスラブ表面に発生する微細な割れを防止するCr系ス
テンレス鋼の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】Cr系ステンレス鋼は、18%Cr−8
%Niに代表されるSUS304等のオーステナイト系
ステンレス鋼に比べてNi含有量が少なく低価格である
ため、厨房器具をはじめとして広く使用されている。
【0003】Cr系ステンレス鋼では、普通鋼のように
室温付近ではフェライト相を主体としているが、成分系
によっては熱間圧延温度域においてオーステナイト相を
生じる場合がある。この加熱時に生成するオーステナイ
ト相のバランスによっては熱延時にスラブのエッジ近傍
で微少な割れを生じる場合がある。
【0004】このような微小な割れは、その後の酸洗後
や冷延工程でへげ疵といわれるような疵となる。このへ
げ疵のような疵は、発生箇所が熱延板表面であり、表面
品質が重要なステンレス鋼においては致命的な欠陥であ
るため、再酸洗やグラインダー等による手入れなどの精
整再工程を必要とし、場合によっては表面品質の点で全
く製品化できないなど厚板、薄板の製造工程でコストア
ップの大きな要因となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したC
r系ステンレス鋼の熱間圧延時に発生する微小な割れや
へげ疵といわれる疵の発生を改善するにあたり、疵防止
のための工程負荷増なく疵発生を改善するCr系ステン
レス鋼の製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは下記の通りである。 (1)重量%で、 C :0.08%以下、 Si:2.0%以下、 Mn:2%以下、 P :0.04%以下、 S :0.01%以下、 Cr:7〜16%、 N :0.05%以下 で残部がFeと不可避的不純物からなるCr系ステンレ
ス鋼を熱間圧延する際に、加熱温度Tkを1000℃以
上で下式で示されるTh以下とすることを特徴とする熱
間圧延で表面疵が発生しないフェライト系ステンレス鋼
の製造方法。 Th(℃)=2435−130(Creq−Nieq) ここで、 Creq=Cr+1.5Si+Mo+0.5(Sn+Al
+Ti+Nb+Zr+V+W+Ta)+30B Nieq=Ni+0.5Mn+0.5Cu+0.5Co+
30C+30N (2)さらに重量%で、Al:1%以下を含有することを
特徴とする前記(1)記載の熱間圧延で表面疵の発生しな
いCr系ステンレス鋼の製造方法。 (3)さらに重量%で、 Mo:2%以下、 Cu:2%以下 の1種以上を含有することを特徴とする前記(1)または
(2)に記載の熱間圧延で表面疵の発生しないCr系ステ
ンレス鋼の製造方法。 (4)さらに重量%で、 Ni:2%以下、 Co:1%以下、 Sn:1%以下 の1種以上を含有することを特徴とする前記(1)乃至(3)
の何れかに記載の熱間圧延で表面疵の発生しないCr系
ステンレス鋼の製造方法。 (5)さらに重量%で、 Ti:1%以下、 Nb:1%以下、 Zr:1%以下、 V :1%以下、 W :1%以下、 Ta:1%以下 の1種以上を含有することを特徴とする前記(1)乃至(4)
の何れかに記載の熱間圧延で表面疵の発生しないCr系
ステンレス鋼の製造方法。 (6)さらに重量%で、Mg:0.0005〜0.01
%、Ca:0.0005〜0.01%の1種以上を含有
することを特徴とする前記(1)乃至(5)の何れかに記載の
熱間圧延で表面疵の発生しないCr系ステンレス鋼の製
造方法。(7)さらに重量%で、B:0.004%以下を
含有することを特徴とする前記(1)乃至(6)の何れかに記
載の熱間圧延で表面疵の発生しないCr系ステンレス鋼
の製造方法。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明によれば、熱間圧延時に発
生する微細な割れ、すなわちへげ疵を防止することがで
きる。以下に本発明を詳細に説明する。本発明者らは、
へげ疵に対してその防止方法を詳細に検討した。特に熱
間圧延時の割れの発生箇所を詳細に調査した結果、Cr
系ステンレス鋼の微小な割れは、オーステナイト系ステ
ンレス鋼に見られるような凝固後の組織に影響されるも
のではなく、凝固完了後に生成するオーステナイト相が
その後一旦フェライト相に変態し、その後加熱時にフェ
ライト相からオーステナイト相への逆変態及びオーステ
ナイト単相化後のフェライト相再析出に起因することを
明らかにした。
【0008】本発明では、上記の複雑な組織変化が生じ
るCr系ステンレス鋼に対し、再加熱時の組織変化を詳
細に調査し、疵発生と成分及び加熱時組織変化の関係を
詳細に検討した結果、加熱温度を鋼成分と関係させるこ
とで、疵発生を防止できることを明らかにした。
【0009】図1は、成分を種々に調整したCr系ステ
ンレス鋼の熱間圧延時の割れとCr eq,Nieqと加熱温
度の関係を示す図であり、割れ発生材を「×」、割れな
し材を「○」で示したものである。この図から、割れ発
生の有無はCreq−Nieqと加熱温度によって整理でき
ることが判明した。この割れ発生のない上限加熱温度
は、温度をTh(℃)とすると、 Th(℃)=2435−130(Creq−Nieq)・・・・・・(1) ここで、 Creq=Cr+1.5Si+Mo+0.5(Sn+Al
+Ti+Nb+Zr+V+W+Ta)+30B Nieq=Ni+0.5Mn+0.5Cu+0.5Co+
30C+30N となることがわかる。
【0010】本発明が対象とする成分系は、800℃以
上でオーステナイト相が主体となっており、加熱温度を
Creq,Nieqで求められるThよりも高く設定する
と、フェライト相が析出したり、粗大化して割れ発生の
起点となる。これを無害化するためには、加熱温度を
(1)式で示されるTh温度以下にする必要があるが、
1000℃より低温にすると、熱延時に焼き付き疵が発
生するため、加熱温度は1000℃以上で、(1)式で
求められる温度以下とする。
【0011】次に成分の限定理由について説明する。
C:Cはステンレス鋼の耐食性に有害であるが、強度の
点からはある程度の含有量は必要である。また、0.0
8%を超えると耐食性を大幅に劣化させるため、0.0
8%とした。
【0012】Si:Siはステンレス鋼の脱酸元素とし
て使用されるが、2%を超えて添加しても脱酸効果も飽
和し、スケ−ル疵の頻度を増加させるので、2%以下で
添加する。
【0013】Mn:MnはSiと同様に脱酸効果があ
り、強度の観点からも有効な元素であるが、2%を超え
て添加してもその効果が飽和し、耐食性も劣化するた
め、2%以下で添加する。
【0014】P:Pは耐食性や溶接性、靭性等のステン
レス鋼の特性に悪影響を及ぼすため、極力低減すること
が望ましく、その成分範囲を0.04%以下とした。
【0015】S:Sはへげ疵の原因となる割れ発生や耐
食性にとって有害な元素であり、低いほど疵発生防止に
は望ましく、0.01%以下とした。
【0016】Cr:Crは本発明の基本成分であり、7
%以上が耐食性の観点から必要である。しかし16%を
超える成分系では、組織安定性の観点から本発明が成り
立たないため、上限を16%とした。
【0017】N:Nは多量に含有すると強度を著しく上
昇させ、加工性の低下を招くため、0.05%以下とし
た。
【0018】Al:Alは強力な脱酸剤として、脱酸を
強化する場合に添加する。しかし、1%を超えて添加し
てもその効果は飽和し、さらにAlの酸化物による表面
疵が発生しやすくなるため、その添加量を1%以下とし
た。
【0019】Mo:Moは耐食性を確保する場合に選択
元素として使用するが、2%を超えて添加してもその効
果は飽和し、しかも高価なため、上限を2%とした。
【0020】Cu:CuもMoと同様に耐食性を向上さ
せる場合に選択元素として使用するが、2%を超えると
固溶限を超え、著しい強度上昇や脆化を引き起こすた
め、上限を2%とした。
【0021】Ni:Niは耐食性や靭性改善の観点で有
効な元素であり、選択元素として使用する。しかし、フ
ェライト系ステンレス鋼において多量に添加すると、オ
ーステナイト相を安定化し、熱延後のフェライトへの変
態を著しく遅延させたり、またマルテンサイトが生成し
やすくなるため、2%以下で添加する。
【0022】Co:Coも耐食性を改善するために添加
できる元素であるが、1%を超えて添加しても効果が飽
和するため、上限を1%とした。
【0023】Sn:Snも耐食性を改善するために有効
な元素であり、選択元素として添加できるが、1%を超
えて添加しても効果が飽和するため、上限を1%とし
た。
【0024】Ti:Tiは主にCやNを固定し、耐食性
を向上させ、酸素やSも固定するために有効な元素であ
り、必要に応じて添加する。しかし、1%を超えて添加
すると、Tiの酸化物による表面疵が多発したり、また
靭性も劣化させるため、1%以下とした。
【0025】Nb:NbはCを固定し、耐食性を向上さ
せる効果があるために、必要に応じて添加することがで
きる。しかし、1%を超えて添加してもその改善効果は
飽和し、強度上昇や延性低下を招くため、上限を1%と
した。
【0026】Zr:ZrもCを固定し、耐食性を向上さ
せ、またP,S,酸素の固定に有効であり、必要に応じ
て添加することができる。しかし、1%を超えて添加し
てもその改善効果は飽和し、強度上昇や延性低下を招く
ため、上限を1%とした。
【0027】V:VはCやNを固定し、耐食性の向上に
有効な元素であり、必要に応じて添加する。しかし、1
%を超えて添加してもその効果は飽和するため、上限を
1%とした。
【0028】W:WはCやNを固定し、耐食性の向上に
有効な元素であり、必要に応じて添加する。しかし、1
%を超えて添加してもその効果は飽和するため、上限を
1%とした。
【0029】Ta:TaはCやNを固定し、耐食性の向
上に有効な元素であり、必要に応じて添加する。しか
し、1%を超えて添加してもその効果は飽和するため、
上限を1%とした。
【0030】Mg:Mgは介在物制御の観点で有効であ
り、また鋳造組織の微細化にも寄与するため、必要に応
じて0.0005%以上で添加する。また、0.01%
を超えて添加してもその効果は飽和し、耐食性を低下さ
せるので、添加範囲は0.0005〜0.01%とし
た。
【0031】Ca:CaもMgと同様に介在物制御の観
点で有効であり、強力な脱酸、脱硫剤としても使用で
き、必要に応じて0.0005%以上で添加する。ま
た、0.01%を超えて添加してもその効果は飽和し、
耐食性を低下させるので、添加範囲は0.0005〜
0.01%とした。
【0032】B:Bは、二次加工性改善の観点から有効
な元素であり、必要に応じて添加する。しかし、0.0
04%を超えて添加してもその効果は飽和し、また溶接
性を劣下させるため、0.004%以下で使用する。
【0033】
【実施例】本発明の実施例として表1のA〜Qに示すC
r系ステンレス鋼について、表2に示す加熱条件で熱間
圧延し、捲取り〜酸洗〜冷延による薄板を製造する方
法、また厚板圧延を行い、酸洗を通常の方法で実施し、
へげ疵の発生状況を評価した。
【0034】この結果、本発明の範囲で加熱されたもの
は、へげ疵の発生がなく、良好な成品が得られたのに対
し、本発明で示される条件からはずれた加熱条件のもの
には、へげ疵が発生した。このへげ疵が発生したことに
より、成品歩留まりの低下ならびにグラインダー等の救
済工程が必要になるなど、本発明との差が著しいことが
明確になり、本発明の効果が明かとなった。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、従来熱延工程では発見
されにくく、歩留り低下の大きな原因であった微小割れ
によるへげ疵の発生を防止することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】成分を種々に調整したCr系ステンレス鋼の熱
間圧延時の割れとCreq,Ni eqと加熱温度の関係を示
す図。
───────────────────────────────────────────────────── 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) C22C 38/38 C22C 38/38 38/58 38/58 (72)発明者 山地 清 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) 4K032 AA00 AA01 AA02 AA04 AA08 AA09 AA12 AA13 AA14 AA15 AA16 AA19 AA20 AA21 AA22 AA23 AA24 AA27 AA29 AA31 AA32 AA33 AA35 AA36 AA37 AA39 BA01 CA02 4K037 EA01 EA02 EA05 EA09 EA10 EA12 EA13 EA14 EA15 EA17 EA18 EA19 EA23 EA25 EA27 EA28 EA29 EA31 EA32 EA33 EA35 EB06 EB07 EB08 EB09 FA02 HA05 JA06

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C :0.08%以下、 Si:2.0%以下、 Mn:2%以下、 P :0.04%以下、 S :0.01%以下、 Cr:7〜16%、 N :0.05%以下で残部がFeと不可避的不純物か
    らなるCr系ステンレス鋼を熱間圧延する際に、加熱温
    度Tkを1000℃以上で下式で示されるTh以下とす
    ることを特徴とする熱間圧延で表面疵が発生しないフェ
    ライト系ステンレス鋼の製造方法。 Th(℃)=2435−130(Creq−Nieq) ここで、 Creq=Cr+1.5Si+Mo+0.5(Sn+Al
    +Ti+Nb+Zr+V+W+Ta)+30B Nieq=Ni+0.5Mn+0.5Cu+0.5Co+
    30C+30N
  2. 【請求項2】 さらに重量%で、Al:1%以下を含有
    することを特徴とする請求項1に記載の熱間圧延で表面
    疵の発生しないCr系ステンレス鋼の製造方法。
  3. 【請求項3】 さらに重量%で、 Mo:2%以下、 Cu:2%以下の1種以上を含有することを特徴とする
    請求項1または2に記載の熱間圧延で表面疵の発生しな
    いCr系ステンレス鋼の製造方法。
  4. 【請求項4】 さらに重量%で、 Ni:2%以下、 Co:1%以下、 Sn:1%以下の1種以上を含有することを特徴とする
    請求項1乃至3の何れかに記載の熱間圧延で表面疵の発
    生しないCr系ステンレス鋼の製造方法。
  5. 【請求項5】 さらに重量%で、 Ti:1%以下、 Nb:1%以下、 Zr:1%以下、 V :1%以下、 W :1%以下、 Ta:1%以下の1種以上を含有することを特徴とする
    請求項1乃至4の何れかに記載の熱間圧延で表面疵の発
    生しないCr系ステンレス鋼の製造方法。
  6. 【請求項6】 さらに重量%で、 Mg:0.0005〜0.01%、 Ca:0.0005〜0.01%の1種以上を含有する
    ことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の熱間
    圧延で表面疵の発生しないCr系ステンレス鋼の製造方
    法。
  7. 【請求項7】 さらに重量%で、B:0.004%以下
    を含有することを特徴とする請求項1乃至6の何れかに
    記載の熱間圧延で表面疵の発生しないCr系ステンレス
    鋼の製造方法。
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