JP2002097555A - ステンレス鋼製形鋼 - Google Patents

ステンレス鋼製形鋼

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JP2002097555A
JP2002097555A JP2000290136A JP2000290136A JP2002097555A JP 2002097555 A JP2002097555 A JP 2002097555A JP 2000290136 A JP2000290136 A JP 2000290136A JP 2000290136 A JP2000290136 A JP 2000290136A JP 2002097555 A JP2002097555 A JP 2002097555A
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Satoshi Suzuki
聡 鈴木
Naoto Hiramatsu
直人 平松
Hideki Tanaka
秀記 田中
Michimasa Inoue
美智正 井上
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷間ロール成形機により加工・成形され、建
材や事務用家具、ワゴンカートのフレーム等の部品に多
用される形鋼として、稜線が鮮明で、意匠性に優れたも
のを提供する。 【構成】 0.2%耐力が300N/mm2以下、加工
硬化率が3000N/mm2以下のオーステナイト系ス
テンレス鋼を素材とし、冷間ロール成形により、鈍角側
のコーナー部の幅長wが、鋼材板厚tに対して60%以
下に成形する。素材として、質量%で、C+N;0.0
7%以下、Si;2.0%以下、Mn;5.0%以下、
Cu;5.0%以下を含有し、他は通常の成分からなる
オーステナイト系ステンレス鋼を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、建材や事務用家具、ワ
ゴンカートのフレーム等の部品に多用されるステンレス
鋼製形鋼に関するものである。
【0002】
【従来の技術】建材、なかでもビルエントランス等の
床、ドアフレームや、ワゴンカートのフレーム等は、鋼
板を一定形状の形鋼に加工した後、これらを組み合わせ
て製造されている。近年、趣向の多様化に伴い、銀白色
を呈するステンレス鋼の地肌を活かし、ステンレス鋼が
素材として多く用いられ、意匠性を高めた製品が増えて
いる。さらにステンレス鋼は、耐食性に優れるため、製
品加工後の防錆処理を施す必要がないという利点を有す
るため、今後もその需要量は増加すると考えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これらの形鋼は、冷間
ロール成形機により加工される。しかしながら、ステン
レス鋼は硬質で加工硬化が大きいため、これを素材とし
て形鋼に加工する際、設計形状に近い形に成形可能であ
っても、細かなデザインまで再現して製造することが困
難であった。すなわち、意匠性上、形鋼の曲げ山部の稜
線を急峻に設計しても、従来のステンレス鋼を使用する
限りにおいては、設計図面通りの稜線が鮮明な形鋼は製
造できなかった。そこで、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、冷間ロール成形機に
より加工される、曲げ山部の稜線を鮮明にできるステン
レス鋼製形鋼を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のステンレス鋼製
形鋼は、0.2%耐力が300N/mm2以下、加工硬
化率が3000N/mm2以下のオーステナイト系ステ
ンレス鋼を素材とし、冷間ロール成形により形成される
鈍角側のコーナー部の幅長wが、鋼材板厚tに対して6
0%以下にすることにより、コーナー稜線を鮮明にする
ことができたものである。さらに、素材を、質量%でC
+N;0.07%以下、Si;2.0%以下、Mn;5.
0%以下、Cu;5.0%以下を含有し、他は通常の成
分からなるオーステナイト系ステンレス鋼とすることに
より、より一層、成形性状に優れた意匠性に高い形鋼が
得られる。さらにまた、S含有量を0.010質量%以
下に制限したオーステナイト系ステンレス鋼を素材とす
ることにより、さらに意匠性の高い形鋼を得ることがで
きる。
【0005】
【作用】本発明のステンレス鋼製形鋼では、素材である
オーステナイト系ステンレス鋼の特性と製品形状を規定
することにより、優れた成形性と外観、意匠性を有する
ものを提供できる。形鋼の製造に際しては、図1に示す
ように、板厚tに対する曲げ鈍角側のコーナー部幅wが
非常に小さい、厳しい加工に供される。このときの冷間
ロール成形は、長手方向に張力を付与しながら、幅方向
に曲げを加える平面ひずみ状態での加工となるが、硬質
で加工硬化が大きい素材を加工すると、曲げ部の稜線の
鮮明さが無くなり、極端な場合、装置の能力以上の成形
荷重が必要となり、成形不可能になる。特にオーステナ
イト系ステンレス鋼では、塑性変形により母相の変態が
起こり、普通鋼に比較して加工誘起マルテンサイトが生
成し、硬質化しやすい。本発明においては、加工誘起マ
ルテンサイトの生成に起因する硬質化を示す指標として
加工硬化率を使用し、冷間ロール成形により、稜線を鮮
明にできるステンレス鋼を調査した。その結果、0.2
%耐力が300N/mm2以下、加工硬化率が3000
N/mm2以下のオーステナイト系ステンレス鋼が板厚
tに対する稜線の幅wの割合が60%以下の、鮮明な形
状を有する形鋼に加工できることを見出した。なお、各
鋼板の圧延方向に垂直な方向を長手方向としてサンプル
を採取し、JISZ2201に規定される13B号定型
試験片に加工して、0.2%耐力、加工硬化率のデータ
採取に供した。速度を3mm/minに変更して引張
り、引張りひずみ30%および40%の時の応力をそれ
ぞれ測定し、二点間の勾配を加工硬化率とした。
【0006】まず、本発明オーステナイト系ステンレス
鋼形鋼の素材について説明する。0.2%耐力および加
工硬化率を大きくしないために、C,N,Si,Mn,
Cuの含有量を規定することが望ましい(以下、含有量
の%表示はすべて質量%とする)。 (C+N):C,Nは多量に含まれると固溶硬化により
0.2%耐力や硬さが上昇するとともに、加工誘起マル
テンサイトが硬質化するため、加工硬化が大きくなり、
延いては、稜線の鮮明度が低下する。このため(C+
N)含有量を0.07%以下に制限する。 Si:Siは溶製時、脱酸剤として有効な元素であるが
2.0%を超えると硬質化するとともに、加工硬化が大
きくなり,曲げ稜線の鮮明度が低下する。そこで2.0%
以下の含有量に制限する。
【0007】Mn:Mnは含有量の増加とともに、0.
2%耐力が低下し軟質化するとともに、加工硬化が低下
する。しかし、多量に含有すると製鋼時の耐火物損傷を
招き、また介在物が増加して加工割れの起点となる。し
たがって、軟質化の効果が飽和する5.0%以下の含有
量に規定する。 Cu:Cuは加工硬化の抑制に寄与し、軟質化に有用な
元素である。その効果は2.0%を超えるCu含有量と
することによってNi含有量の自由度が拡大し、Niを
下限値である5%近くまで低減することが容易になり、
コスト低減に寄与できる。このため、Cu含有量の下限
は特に規定しないが、2.0%を超えて含有させると、
よりコストパフォーマンスに優れたステンレス製形鋼が
得られる。一方、過剰の含有は熱間加工性に悪影響を及
ぼすので、含有量の上限を5.0%とする。
【0008】その他の成分は通常のオーステナイト系ス
テンレス鋼を形成する成分・組成で十分である。 すなわち、S:Sは含有量の増加とともに曲げ加工性が
劣化し、極端な場合曲げ部に割れが生ずる。また鋼板製
造の際の熱間加工性が劣化するため、効率よく成形する
ためには0.010%以下の含有量に制限することが好
ましい。 Ni:Niはオーステナイト系ステンレス鋼には必要不
可欠な元素であり、少なくとも5%は必要である。その
含有量の増加とともにより軟質化され、加工硬化も低減
されて、稜線の鮮明性に優れた形鋼が得られる。しかし
Niは高価な元素であり、12.0%以下の含有により
達成可能であることから、その上限を12.0%とする
ことが望ましい。 Cr:Crは耐食性の点から、15%以上とすることが
好ましいが多量に含有すると硬さが増加し、硬質化を招
くため、その上限は20%とするべきである。
【0009】Mo:本発明においてMoは必須添加元素
ではないが、Moは耐食性向上に有用な元素である。た
だし、3.0%を超えると硬さの上昇を招くので、Mo
を含有させる場合は3.0%以下の範囲とすることが好
ましい。 Al:必要に応じて添加される合金元素であり、製鋼時
に脱酸剤として添加される。また、Ti,Zr,Bを添
加する直前に脱酸剤として添加すると溶鋼中の酸素濃度
が低下し、Ti,Zr,Bの歩留まりを向上、かつ、安
定化させる。しかし多量に含有すると過度の硬質化を招
くとともに、硬質な介在物を形成し成形性の劣化を招く
ため、0.5%以下とすることが好ましい。 Ti,Nb,Zr,V:必要に応じて添加される合金元
素であり、固溶強化元素を固定するため、鋼材硬さを低
減し、ひいては、加工性を向上させる。これら元素の効
果は、0.5%で飽和し、これ以上添加しても増量に見
合う効果は期待できない。
【0010】B:必要に応じて添加される元素であり、
熱間加工性を向上させ、熱延時の割れ防止に有効な元素
である。しかし、多量に含有すると熱間加工性が劣化す
るため、その上限を0.03%とする。 REM(希土類金属):必要に応じて添加される合金成
分であり、Bと同様に熱間加工性の改善に有効である。
しかし、過度に添加すると効果が飽和することに加え、
硬質化を招き成形加工性が低下するため、上限を0.0
2%とする。 Ca:必要に応じて添加される合金成分であり、製鋼時
の脱酸および熱間加工性の改善に有効である。しかし、
0.03%を超えて添加しても、その効果が飽和する。
【0011】
【実施例】表1に示す各種合金元素含有量を変化させた
鋼No.1〜19を溶製し、抽出温度1230℃で熱間
圧延を施して板厚8mmの熱延鋼板を得た。この熱延鋼
板に1100℃、均熱1分の熱延板焼鈍および酸洗を施
し、熱延鋼板(焼鈍材)を得た。上記熱延鋼板を冷間ロ
ール成形により、図1に示す断面形状を有する形鋼を一
定条件で連続成形し、形状・外観に及ぼす素材の影響を
照査した。成形後の形鋼を長さ2mにせん断し、形状測
定と外観検査に供した。
【0012】
【0013】試験結果を表2に示す。本発明によるステ
ンレス鋼製形鋼No.1〜8、No.10〜18はいず
れも図1に示した板厚tに対する稜線の幅wの割合が6
0%以下であり、曲げ部の稜線が鮮明な、良好な外観検
査結果であった。特に本発明によるステンレス鋼製形鋼
No.7は3.2%の十分なCuを含有しているため、
また、No.8は1.6%のMnを含有しているため、
いずれもw/tをさらに小さくすることができ、曲げ稜
線が非常に鮮明な形鋼が得られた。特にこれらの元素が
最も好ましい範囲にあるNo.1は、比較したステンレ
ス鋼製形鋼の中で、最も優れた外観を示していた。鋼N
o.9はw/tが60%以下の鮮明な稜線を有するもの
が得られたが、S含有量が0.011%で高いため、曲
げ部表面に微細なクラックが認められ、成形性の点で少
し劣っていた。また鋼No.19は(C+N)含有量が
0.07%を超えているため、0.2%耐力が300N
/mm2を超えているため高い加工硬化率を示している
ことから、w/tが60%を大幅に越えており、稜線が
不鮮明であった。本発明によるステンレス鋼製形鋼の成
分に、Moを添加したNo.10、およびB,Al,T
i,Nb,Zr,V,Ca,REMをそれぞれ添加した
No.11〜18は、いずれも優れた外観を示した。
【0014】
【0015】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のステン
レス鋼製形鋼は、曲げ部の稜線の鮮明性に優れる。した
がって、本発明は、ステンレス鋼地肌の銀白色を活か
し、かつ、所定形状に成形された優れた意匠性を有する
ステンレス鋼製形鋼を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ステンレス鋼製形鋼の断面形状
【符号の説明】
w:幅長 t:板厚
フロントページの続き (72)発明者 田中 秀記 山口県新南陽市野村南町4976番地 日新製 鋼株式会社ステンレス事業本部内 (72)発明者 井上 美智正 山口県新南陽市野村南町4976番地 日新製 鋼株式会社ステンレス事業本部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】0.2%耐力が300N/mm2以下、加
    工硬化率が3000N/mm2以下のオーステナイト系
    ステンレス鋼を素材とし、冷間ロール成形により形成さ
    れる、鈍角側のコーナー部の幅長wが、鋼材板厚tに対
    して60%以下であることを特徴とするコーナー稜線が
    鮮明なステンレス鋼製形鋼。
  2. 【請求項2】質量%で、C+N;0.07%以下、M
    n;5.0%以下、Si;2.0%以下、Cu;5.0
    %以下を含有し、他は通常の成分からなるオーステナイ
    ト系ステンレス鋼を素材とすることを特徴とする請求項
    1に記載のステンレス鋼製形鋼。
  3. 【請求項3】S含有量を0.010質量%以下に制限し
    たことを特徴とする請求項2に記載のオーステナイト系
    ステンレス鋼製形鋼。
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