JP2004169150A - 耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】表面性状を劣化することなしに、耐リジング性を効果的に改善することができるＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板を提供する。
【解決手段】Ｃ：０．０２ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ：９〜３５ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０５〜０．５ ｍａｓｓ％を含有するフェライト系クロム鋼中に、Ａｌ：０．００６ 〜０．１ ｍａｓｓ％、 ＲＥＭ：０．００２５〜０．２ ｍａｓｓ％を、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧０．５ 、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．０５
を満足する範囲において含有させ、かつ鋼板中の介在物のうち板厚方向の厚みが０．１μｍ 以上である介在物について、その組成を、平均で ＲＥＭ酸化物：３０ｍａｓｓ％以上、 Ａ１２０３：３０ｍａｓｓ％以下、残部：Ｔｉ酸化物および不可避的酸化物とする。
【選択図】 図１
【解決手段】Ｃ：０．０２ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ：９〜３５ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０５〜０．５ ｍａｓｓ％を含有するフェライト系クロム鋼中に、Ａｌ：０．００６ 〜０．１ ｍａｓｓ％、 ＲＥＭ：０．００２５〜０．２ ｍａｓｓ％を、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧０．５ 、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．０５
を満足する範囲において含有させ、かつ鋼板中の介在物のうち板厚方向の厚みが０．１μｍ 以上である介在物について、その組成を、平均で ＲＥＭ酸化物：３０ｍａｓｓ％以上、 Ａ１２０３：３０ｍａｓｓ％以下、残部：Ｔｉ酸化物および不可避的酸化物とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板およびその製造方法に関し、特にフェライト系クロム鋼の製造過程で生成する非金属介在物の形態を適切に制御することによって、耐リジング性の有利な改善を図ろうとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
フェライト系クロム鋼板は、一般に、耐応力腐蝕割れ性に優れるだけでなく、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて安価であることから、各種厨房器具および自動車排気系部品などの分野に幅広く使用されている。しかしながら、このフェライト系クロム鋼板は、一般にプレス成形などの加工を施すと、リジングと呼ばれるうねり状の歪み模様が鋼板表面上に発生し易く、十分な製品外観が得られないという問題を残していた。
【０００３】
このため、従来から、フェライト系クロム鋼板のプレス成形性を改善する方法について、種々の提案がなされている。
例えば、凝固組織の微細化や等軸晶化を図ることによって耐リジング性を改善する方法が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
しかしながら、上記の方法では、結晶粒を十分に微細化できなかったり、リジング発生の主要因と考えられる柱状晶を十分に低減することができないという問題があった。
【０００４】
また、フェライト系ステンレス鋼を連続鋳造する際に、電磁撹拌条件の適正化を図ることによって耐リジング性を改善する方法が提案されている（例えば特許文献３参照）。
しかしながら、この方法による電磁撹拌で得られる等軸晶率には限界があり、等軸晶率はせいぜい５０％程度であるため、耐リジング性の改善が十分ではないという問題があった。
【０００５】
さらに、Ｔｉ含有量を増加して溶鋼中にＴｉＮを生成させることにより等軸晶を増加せることによって耐リジング性を改善する方法が提案されている（例えば特許文献４、特許文献５参照）。
しかしながら、この方法では、鋼中のＴｉおよびＮの含有量と鋳造温度の適正範囲が非常に狭く制御が難しいため、等軸晶の増加とＴｉＮに起因した表面欠陥の防止の両立ができないという問題があった。
【０００６】
さらにまた、熱間圧延方法の改善策として、熱間圧延における粗圧延および仕上げ圧延の各圧下率を規制することによって耐リジング性を改善する方法（例えば特許文献６参照）やフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延工程において、歪み速度を１５０ ｓ−１以上にすると共に、この歪み速度と摩擦係数との関係を規制することによって耐リジング性を改善する技術（例えば特許文献７参照）が提案されている。
しかしながら、これらの技術では、耐リジング性は改善されるものの、鋼板とロールとの焼き付きに起因した熱延庇が発生し、鋼板の表面性状が著しく劣化するという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭４９−４１２２７ 号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開平２−２５０９２５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】
特開昭５４−１２５１３２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】
特開平９−４９０１０ 号公報（特許請求の範囲）
【特許文献５】
特開平１−１１８３４１号公報（特許請求の範囲）
【特許文献６】
特開平５−１７９３５８号公報（特許請求の範囲）
【特許文献７】
特開昭６２−１０２１７ 号公報（特許請求の範囲）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したとおり、従来の技術では、十分な耐リジング性の改善が望めず、また耐リジング性が改善されたとしても、その反面で鋼板の表面性状が著しく損なわれるという問題を残していた。
本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、表面性状の劣化を招くことなしに耐リジング性を効果的に改善したＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板を、その有利な製造方法と共に提案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
さて、発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、耐リジング性は、フェライト系クロム鋼の製造過程で生成する非金属介在物の形態、組成に強く依存し、この非金属介在物の形態、組成を適切に制御することによって、表面性状の劣化を招くことなしに、耐リジング性を効果的に改善することができるという知見を得た。
【００１０】
すなわち、発明者らによる、新規知見は次のとおりである。
鋼中の非金属介在物、とりわけ溶鋼中への脱酸剤の添加によって生成する、いわゆる脱酸生成物を主体とする非金属介在物中に、ＲＥＭ 酸化物を３０ｍａｓｓ％以上が含有させ、溶鋼中に微細分散して晶出させることにより、このＲＥＭ 含有非金属介在物がフェライトの凝固核となって、凝固組織が微細な等軸晶となり、その等軸晶率を６０％以上にすることができる。その結果、凝固組織に起因したコロニーバンドを細かく分断することができる。また、微細に析出したＲＥＭ 含有非金属介在物のピンニング効果により、加熱時にフェライトの粒成長が抑制される。
また、非金属介在物中のＡ１２０３ 濃度が３０ｍａｓｓ％を超えていると、冷間圧延によって歪が導入される際に、この非金属介在物の周りに局所的に転位が導入され易く、引き続く焼鈍において部分的に再結晶し易くなるのに対し、ＲＥＭ 酸化物濃度を３０ｍａｓｓ％以上として微細に析出させた場合には、冷延による転位はマトリックス全体に均一に導入され易く、再結晶組織も均一化される。その結果、リジングの原因の一つと考えられる、同一結晶方位の集合組織を持ったコロニーの生成が効果的に抑制される。
【００１１】
本発明は、上記の知見立脚するもので、その要旨構成は次のとおりである。
１．Ｃ：０．０２ｍａｓｓ％以下、
Ｃｒ：９〜３５ｍａｓｓ％、
Ｔｉ：０．０５〜０．５ ｍａｓｓ％、
Ａｌ：０．００６ 〜０．１ ｍａｓｓ％および
ＲＥＭ：０．００２５〜０．２ ｍａｓｓ％
を、
〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧０．５ 、
〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．０５
ここに、〔％Ｍ〕はＭ元素の含有量（ｍａｓｓ％）を表わす
を満足する範囲において含有する組成になり、さらに鋼板中の非金属介在物のうち板厚方向の厚みが ０．１μｍ 以上である非金属介在物の組成が、平均で ＲＥＭ酸化物：３０ｍａｓｓ％以上、 Ａ１２０３：３０ｍａｓｓ％以下、残部：Ｔｉ酸化物および不可避的に混入した非金属成分であることを特徴とする耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板。
【００１２】
２．Ｃ：０．０２ｍａｓｓ％以下、
Ｃｒ：９〜３５ｍａｓｓ％、
Ｔｉ：０．０５〜０．５ ｍａｓｓ％、
Ａｌ：０．００６ 〜０．１ ｍａｓｓ％、
ＲＥＭ：０．００２５〜０．２ ｍａｓｓ％および
Ｃａ：０．００２０ｍａｓｓ％以下
を、
〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧０．５ 、
〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．０５
ここに、〔％Ｍ〕はＭ元素の含有量（ｍａｓｓ％）を表わす
を満足する範囲において含有する組成になり、さらに鋼板中の非金属介在物のうち板厚方向の厚みが ０．１μｍ 以上である非金属介在物の組成が、平均で ＲＥＭ酸化物：３０ｍａｓｓ％以上および Ａ１２０３：３０ｍａｓｓ％以下、残部：Ｔｉ酸化物、ＣａＯおよび不可避的に混入した非金属成分であることを特徴とする耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板。
【００１３】
３．板厚方向の厚みが ０．１μｍ 以上である非金属介在物が、鋼板の断面内に１ｍｍ２ 当たり５個以上存在することを特徴とする上記１または２記載の耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板。
【００１４】
４．Ｃｒ：９〜３５ｍａｓｓ％を含有するフェライト系クロム鋼組成の溶鋼を、Ｃ含有量が０．０２ｍａｓｓ％以下となるまで脱炭精錬したのち、該溶鋼を取鍋精錬過程でＳｉ，ＡｌおよびＴｉで脱酸し、ついで取鍋内または連続鋳造におけるタンディッシュ内または鋳型内の溶鋼中にＲＥＭ 含有合金を添加したのち、連続鋳造にてスラブとし、ついで該スラブを加熱後、熱間圧延および冷間圧延を行って鋼板とすることを特徴とする耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板の製造方法。
【００１５】
５．溶鋼中に添加するＲＥＭ 含有合金が、ＲＥＭ 含有濃度が５０ｍａｓｓ％以下のＦｅ−ＲＥＭ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−ＲＥＭ 合金およびＦｅ−Ｔｉ−ＲＥＭ 合金のうちから選んだ一種または二種以上であることを特徴とする上記４記載の耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板の製造方法。
【００１６】
６．取鍋精錬過程でのＳｉ，ＡｌおよびＴｉによる脱酸に際し、溶鋼中酸素濃度が １００ｐｐｍ以下となるまで脱酸することを特徴とする上記４または５記載の耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板の製造方法。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を由来するに至った実験結果について説明する。
Ｃ：０．０１ｍａｓｓ％、Ｃｒ：１７．０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．２ ｍａｓｓ％およびＭｎ：０．３ ｍａｓｓ％を含有し、かつＴｉを０．０５〜０．５ ｍａｓｓ％、Ａｌを０．００５ 〜０．１ ｍａｓｓ％、ＲＥＭ を０．０００１〜０．２ ｍａｓｓ％の範囲で種々に変化させた組成の溶鋼を、真空溶解炉にて溶製し、鋳造温度：１５５０℃で鋳込んで小型鋼塊（１００ ｋｇ）とした。その際、非金属介在物の生成状態（組成、分布）を、溶鋼成分、脱酸条件（Ａｌ，Ｔｉ，ＲＥＭ の添加順序）および冷却条件を変更することによって種々に変化させた。
ついで、１１５０℃に加熱後、熱間圧延により ３．５ｍｍ厚の熱延板とし、ついでこれらの熱延板に ９５０℃，４５ｓの焼鈍処理を施したのち、冷間圧延により ０．６ｍｍ厚の冷延板とした。その後、これらの冷延板に ９８０℃，３０秒の仕上げ焼鈍を施して製品板とした。
【００１８】
得られた製品板から、圧延方向に平行にＪＩＳ ５ 号試験片を採取し、１５％引張り後のリジングの発生状態を調べると共に、鋼板中の板厚方向の厚みが ０．１μｍ 以上の非金属介在物の個数と組成を、１μｍ 以上のものについてはＸ線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）により、一方１μｍ 未満のものについては走査型電子顕微鏡とエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＸ）により測定した。
なお、非金属介在物として、鋼板中の板厚方向の厚みが ０．１μｍ 以上の非金属介在物を調査対象とした理由は、板厚方向の厚みが ０．１μｍ 未満のものは、等軸晶の増加ひいてはリジングの改善に対する効果が小さいからである。
【００１９】
鋼中の ＲＥＭやＡｌ， Ｔｉがリジングに及ぼす影響について調べた結果を、鋼中〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕とリジングレベルとの関係で、図１に示す。
なお、リジングの評価に用いたリジングレベルＡ〜Ｅとはそれぞれ、リジング高さが、５μｍ 以下のものをレベルＡ、５μｍ 超で１０μｍ 以下のものをレベルＢ、１０μｍ 超で１５μｍ 以下のものをレベルＣ、１５μｍ 超で２０μｍ 以下のものをレベルＤおよび２０μｍ 超のものをレベルＥと表し、このリジングレベルでＡまたはＢであれば耐リジング性に優れるものといえる。
同図に示したとおり、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧０．５ で、かつ〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．０５を満足する場合に優れた耐リジング性を得ることができた。特に、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧１．０ で、かつ〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．１ においてとりわけ良好な耐リジング性が得られている。
【００２０】
そこで、本発明では、フェライト系クロム鋼の成分につき、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧０．５ かつ〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．０５、好ましくは〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧１．０ かつ〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．１ の範囲に制限したのである。
【００２１】
但し、図１に示したとおり、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧０．５ で、かつ〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．０５を満足する場合であっても、Ａ１， Ｔｉ脱酸剤より早くＲＥＭ 脱酸剤を入れた場合もしくはこれらの脱酸剤をほぼ同時期に入れた場合には、耐リジング性の向上効果が小さかった。
そこで次に、鋼中の非金属介在物中のＲＥＭ 酸化物含有量、Ａ１２０３ 含有量およびＴｉ酸化物および他の不可避的に混入した非金属成分を分析した。ここに、不可避的に混入した非金属成分とは、ＣａＯ，ＭｇＯ，ＳｉＯ２などの酸化物、ＣａＳ，ＭｇＳ，ＭｎＳなどの硫化物、ＴｉＮなどの窒化物などが含まれる。これらの不可避的に混入した非金属成分は、必ずしも全ての成分が非金属介在物中に含まれるものではない。
【００２２】
非金属介在物中のＲＥＭ 酸化物含有量、Ａ１２０３ 含有量およびＴｉ酸化物およびその他の不可避的に混入した非金属成分の含有量を、非金属介在物の個数によって平均化し、この個数平均に対してリジングレベルを判定し、プロットした結果を図２に示す。
同図に示したとおり、非金属介在物中の平均ＲＥＭ 酸化物濃度が３０ｍａｓｓ％以上で、かつ平均Ａ１２０３ 濃度が３０ｍａｓｓ％以下の範囲においてとりわけ優れた耐リジング性が得られることが判明した。
【００２３】
ここに、非金属介在物中のＲＥＭ 酸化物濃度やＡ１２０３ 濃度は、脱酸剤であるＡｌやＴｉ， ＲＥＭ の添加順序が大きく影響するものと考えられ、Ａｌ， Ｔｉ脱酸剤より早くＲＥＭ 脱酸剤を入れた場合もしくはほぼ同時期に入れた場合には、ＲＥＭ 酸化物濃度が低く、Ａ１２０３ 濃度がやや高い介在物組成となって、十分な耐リジング性の改善効果が得られなかったものと考えられる。
【００２４】
そこで、本発明では、フェライト系クロム綱の製造過程で生成したＲＥＭ 酸化物の濃度およびＡ１２０３ の濃度について、ＲＥＭ 酸化物濃度を３０ｍａｓｓ％以上、Ａ１２０３ 濃度を３０ｍａｓｓ％以下の範囲に限定したのである。
なお、板厚方向の厚みが ０．１μｍ 以上の非金属介在物については、その全てを上記成分範囲とする必要はなく、少なくとも個数割合で７０％以上の粒子の平均値が適正範囲内であれば、残りの３０％はＲＥＭ 酸化物を含有していなくても良い。
【００２５】
さらに、板厚方向の厚みが ０．１μｍ 以上の非金属介在物の個数が、鋼板の断面内で５個／ｍｍ２ 以上となるような密度で存在させることにより、リジングレベルはいっそう改善される。というのは、かような非金属介在物は、フェライトの凝固核となるため凝固組織が微細な等軸晶となり、その等軸晶率が上昇する結果、耐リジング性も改善されるからである。
【００２６】
次に、本発明の成分組成について説明する。
本発明は、Ｃ：０．０２ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ：９〜３５ｍａｓｓ％を含有するフェライト系クロム鋼中に、Ｔｉ：０．０５ｍａｓｓ％〜０．５ ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．００６ 〜０．１ ｍａｓｓ％および ＲＥＭ：０．００２５〜０．２ ｍａｓｓ％、さらに必要に応じてＣａ：０．００２０ｍａｓｓ％以下を含有させた、いわゆるフェライト系ステンレス鋼と呼ばれる鋼種全般に適用することができる。
【００２７】
以下、発明鋼板の成分組成を上記の範囲に限定した理由について説明する。
Ｃ：０．０２ｍａｓｓ％以下
Ｃは、ｒ値および伸び特性を低下させる元素であり、含有量が０．０２ｍａｓｓ％を超えるとその悪影響が顕著になるので、Ｃ量は０．０２ｍａｓｓ％以下に制限した。より好ましくは０．０１ｍａｓｓ％以下である。
【００２８】
Ｃｒ：９〜３５ｍａｓｓ％
Ｃｒは、耐食性を確保するために不可欠な元素であり、含有量が９ｍａｓｓ％に満たないと十分な耐食性が得られず、一方３５ｍａｓｓ％を超えると冷間加工性の低下を招くので、Ｃｒ量は９〜３５ｍａｓｓ％の範囲に限定した。好ましい範囲は１１〜３０ｍａｓｓ％である。
【００２９】
Ｔｉ：０．０５〜０．５ ｍａｓｓ％
Ｔｉは、プレス成形性に有害なＣ，Ｎを析出固定し、軟質化および加工性向上に有効に寄与するので、０．０５ｍａｓｓ％以上添加する必要がある。しかしながら、０．５ｍａｓｓ％を超えて添加してもその効果は飽和に達し、むしろ製造性の低下やコストの増加を招くので、０．５ ｍａｓｓ％を上限して添加するものとした。
【００３０】
Ａｌ：０．００６ 〜０．１ ｍａｓｓ％
ＴｉおよびＲＥＭ の歩留りの観点から、Ａｌは ０．００６ｍａｓｓ％以上好ましくは０．０１０ ％以上添加して、溶鋼を脱酸する必要がある。しかしながら、Ａｌ添加量が ０．１ｍａｓｓ％を超えたり、ＲＥＭ 添加量に対して過剰に多いと前述したように非金属介在物中のＡｌ２Ｏ３ 濃度が適正範囲外の３０ｍａｓｓ％超になるだけでなく、冷延による歪が非金属介在物の周りに局所的に導入され易くなり、焼鈍後に不均一組織となり易い。よってＡｌは ０．００６〜０．１ ｍａｓｓ％の範囲でかつ、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧０．５ を満足する範囲で含有させるものとした。
【００３１】
ＲＥＭ ：０．００２５〜０．２ ｍａｓｓ％
ＲＥＭ 量が０．００２５ｍａｓｓ％未満、つまり〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕＜０．５ 、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕＜０．０５になると、非金属介在物中のＲＥＭ 酸化物濃度を適正範囲の３０ｍａｓｓ％以上にすることができない。また、ＲＥＭ 量が０．２ ｍａｓｓ％を超えると、鋼中に巨大なＲＥＭ 硫酸化物が生成し、コイルの表面品質を劣化させる原因となる。また、これ以上添加しても上記の効果は飽和するだけである。それ故、ＲＥＭ 量は、０．００２５〜０．２ ｍａｓｓ％の範囲に限定した。
【００３２】
Ｃａ：０．００２０ｍａｓｓ％以下
連続鋳造時のノズル詰まり防止の観点からＣａを少量添加することは有利である。但し、冷延板の発錆の観点から上限を０．００２０ｍａｓｓ％とした。
【００３３】
その他の成分については、特に限定されることはないが、特に好ましい組成範囲は次のとおりである。
Ｓｉ：１．０ ｍａｓｓ％以下
Ｓｉは、脱酸のために有効な元素であるが、過剰の添加は冷間加工性の低下を招くので、その添加量は １．０ｍａｓｓ％以下とすることが好ましい。
【００３４】
Ｍｎ：１．０ ｍａｓｓ％以下
Ｍｎの過剰添加は冷間加工性の低下を招くので、その添加量は １．０ｍａｓｓ％以下、好ましくは ０．７ｍａｓｓ％以下とするのが望ましい。
【００３５】
Ｍｏ：４．０ ｍａｓｓ％以下
Ｍｏは、耐食性を一層向上させる元素であり、選択的に添加される。その効果は０．１ ｍａｓｓ％以上の添加で得られるが、４．０ ｍａｓｓ％を超えると深絞り成形性の低下が懸念されるので、Ｍｏの添加量は ４．０ｍａｓｓ％以下、好ましくは ３．０ｍａｓｓ％以下とすることが望ましい。
【００３６】
Ｃｕ：２ｍａｓｓ％以下
Ｃｕは、耐食性を改善する有用元素であるが、２ｍａｓｓ％を超える多量添加は耐食性改善効果が飽和するだけでなく、加工性の低下を招く。従って、Ｃｕは２ｍａｓｓ％以下、好ましくは １．６ｍａｓｓ％以下とすることが望ましい。
【００３７】
Ｎｉ：１．０ ｍａｓｓ％以下
Ｎｉは、鋼の耐食性を向上させる有用元素であるが、１．０ ｍａｓｓ％を超えて含有させるとオーステナイト相が発現し、フェライト系クロム鋼の長所である加工性を損なうので、Ｎｉは １．０ｍａｓｓ％以下に制限することが望ましい。
なお、Ｎｉは、鋼の溶製時に積極的に添加しなくても、精錬炉や取鍋の付着地金あるいは原料として使用したスクラップからの混入により ０．１ｍａｓｓ％以下程度が不可避に含まれることもある。
【００３８】
Ｎ：０．０２ｍａｓｓ％以下
Ｎは、Ｃと同様、ｒ値および伸びを低下させる元素であるので、０．０２ｍａｓｓ％以下とするのが好ましい。
【００３９】
Ｏ：０．００５０ｍａｓｓ％以下
Ｏは、伸び特性や勒性、耐食性を低下させる元素であり、０．００５０ｍａｓｓ％を超えるとその悪影響が顕著になるので、含有量は０．００５０ｍａｓｓ％以下にすることが好ましい。より好適には０．００３０ｍａｓｓ％以下である。
【００４０】
本発明において、フェライト系クロム鋼板を上記のような非金属介在物の形態、組成とするには、以下のような製造条件とすることが重要である。
まず、溶鋼へのＲＥＭ 添加は、Ａｌ，Ｔｉで溶鋼を脱酸したのち、ＲＥＭ 含有合金を取鍋内、連続鋳造タンディッシュ内または鋳型内のフェライト系クロム鋼組成の溶鋼に対して行う必要がある。
ＡｌやＴｉによる脱酸に先立って、ＲＥＭ 含有合金を添加したり、三者を同時に添加すると、前述したように、ＲＥＭ 酸化物濃度が低く、Ａ１２０３ 濃度がやや高い介在物組成となって、十分な耐リジング性の改善効果が得られない。
【００４１】
ここに、ＲＥＭ 含有合金としては、ＲＥＭ 含有濃度が５０％以下のＦｅ−ＲＥＭ 、Ｆｅ−Ｓｉ−ＲＥＭ 、Ｆｅ−Ｔｉ−ＲＥＭ 合金が有利に適合する。
というのは、ＲＥＭ 含有濃度が５０％以上のＦｅ−ＲＥＭ 、Ｆｅ−Ｓｉ−ＲＥＭ 、Ｆｅ−Ｔｉ−ＲＥＭ 合金等では、溶鋼中に局所的に高濃度のＲＥＭ 濃化域が生成し、巨大なＲＥＭ 硫酸化物が生成し易くなる。この高濃度のＲＥＭ 酸化物を含有した非金属介在物は、クラスター状になり易く、また比重が重い。従って、連続鋳造プロセスまでに浮上分離することが難しく、その結果、連続鋳造時にノズル詰まりのおそれが生じ、また鋼中の巨大なＲＥＭ 硫酸化物がコイルの表面品質を劣化させる原因となる。
【００４２】
また、ＲＥＭ 含有合金を添加する前、すなわちＳｉやＡｌやＴｉによる脱酸後の溶鋼の酸素濃度は １００ ｐｐｍ以下にすることが望ましい。
というのは、溶鋼の酸素濃度が １００ ｐｐｍ以下である場合には、鋼板の表面欠陥の原因となる巨大なＲＥＭ 酸化物の生成を一層好適に防止することができるからである。
【００４３】
その後、この溶鋼は連続鋳造によりスラブにし、常法に従って製品化される。すなわち、例えば１３００〜８００ ℃で熱間圧延したのち、圧下率：５０〜９０％程度で冷間圧延し、ついで ７００〜１１００℃程度の温度で仕上げ焼鈍を施せば良い。
【００４４】
【実施例】
表１に示す成分組成になるように鋼を溶製するため、上底吹き転炉を用いて１次脱炭精錬した １８０ ｔｏｎの溶鋼を、ＶＯＤによる脱炭、脱窒精錬後に、Ａｌ含有合金、Ｔｉ含有合金， ＲＥＭ含有合金およびＣａ含有合金により脱酸した。
処理中のスラグはＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２０３ −ＭｇＯ系とした。この時、スラブの脱酸生成物系の非金属介在物の組成、形態を制御するために、表２に示すように、Ａｌ含有合金、Ｔｉ含有合金、ＲＥＭ 含有合金の添加順序、ＲＥＭ 含有合金の種類、添加量を調整し、溶鋼成分を変化させた。
この溶鋼を、連続鋳造により ２００ｍｍ厚のスラブとした。タンディッシュ内での溶鋼温度はそれぞれの鋼の液相線温度＋２０〜＋６０℃とした。ついで、これらの連鋳スラブを、熱間圧延により ４．０ｍｍ厚の熱延板としたのち、熱延板焼鈍を施し、酸洗後、冷間圧延により ０．５ｍｍ厚の冷延板とし、ついで ９５０〜１０００℃の仕上げ焼鈍を施した。
かくして得られた各冷延焼鈍板から、圧延方向と平行にＪＩＳ ５ 号試験を採取し、１５％引張り後のリジングの発生状況について調査した。
得られた結果を表２に併記する。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】
表２に示したとおり、発明例はいずれも、０．１ μｍ 以上の厚みの非金属介在物の平均値が、ＲＥＭ 酸化物含有量：３０％以上、Ａｌ２Ｏ３ 含有量：３０％以下を満足しており、耐リジング性に極めて優れていた。
【００４８】
【発明の効果】
かくして、本発明によれば、表面性状の劣化を招くことなしに、耐リジング特性の優れた高加工性フェライト系クロム鋼板を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼中の ＲＥＭやＡｌ， Ｔｉがリジングに及ぼす影響を示した図である。
【図２】非金属酸化物中のＲＥＭ 酸化物、Ａ１２０３ およびＴｉ酸化物など他酸化物がリジングに及ぼす影響を示した図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板およびその製造方法に関し、特にフェライト系クロム鋼の製造過程で生成する非金属介在物の形態を適切に制御することによって、耐リジング性の有利な改善を図ろうとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
フェライト系クロム鋼板は、一般に、耐応力腐蝕割れ性に優れるだけでなく、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて安価であることから、各種厨房器具および自動車排気系部品などの分野に幅広く使用されている。しかしながら、このフェライト系クロム鋼板は、一般にプレス成形などの加工を施すと、リジングと呼ばれるうねり状の歪み模様が鋼板表面上に発生し易く、十分な製品外観が得られないという問題を残していた。
【０００３】
このため、従来から、フェライト系クロム鋼板のプレス成形性を改善する方法について、種々の提案がなされている。
例えば、凝固組織の微細化や等軸晶化を図ることによって耐リジング性を改善する方法が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
しかしながら、上記の方法では、結晶粒を十分に微細化できなかったり、リジング発生の主要因と考えられる柱状晶を十分に低減することができないという問題があった。
【０００４】
また、フェライト系ステンレス鋼を連続鋳造する際に、電磁撹拌条件の適正化を図ることによって耐リジング性を改善する方法が提案されている（例えば特許文献３参照）。
しかしながら、この方法による電磁撹拌で得られる等軸晶率には限界があり、等軸晶率はせいぜい５０％程度であるため、耐リジング性の改善が十分ではないという問題があった。
【０００５】
さらに、Ｔｉ含有量を増加して溶鋼中にＴｉＮを生成させることにより等軸晶を増加せることによって耐リジング性を改善する方法が提案されている（例えば特許文献４、特許文献５参照）。
しかしながら、この方法では、鋼中のＴｉおよびＮの含有量と鋳造温度の適正範囲が非常に狭く制御が難しいため、等軸晶の増加とＴｉＮに起因した表面欠陥の防止の両立ができないという問題があった。
【０００６】
さらにまた、熱間圧延方法の改善策として、熱間圧延における粗圧延および仕上げ圧延の各圧下率を規制することによって耐リジング性を改善する方法（例えば特許文献６参照）やフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延工程において、歪み速度を１５０ ｓ−１以上にすると共に、この歪み速度と摩擦係数との関係を規制することによって耐リジング性を改善する技術（例えば特許文献７参照）が提案されている。
しかしながら、これらの技術では、耐リジング性は改善されるものの、鋼板とロールとの焼き付きに起因した熱延庇が発生し、鋼板の表面性状が著しく劣化するという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭４９−４１２２７ 号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開平２−２５０９２５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】
特開昭５４−１２５１３２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】
特開平９−４９０１０ 号公報（特許請求の範囲）
【特許文献５】
特開平１−１１８３４１号公報（特許請求の範囲）
【特許文献６】
特開平５−１７９３５８号公報（特許請求の範囲）
【特許文献７】
特開昭６２−１０２１７ 号公報（特許請求の範囲）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したとおり、従来の技術では、十分な耐リジング性の改善が望めず、また耐リジング性が改善されたとしても、その反面で鋼板の表面性状が著しく損なわれるという問題を残していた。
本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、表面性状の劣化を招くことなしに耐リジング性を効果的に改善したＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板を、その有利な製造方法と共に提案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
さて、発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、耐リジング性は、フェライト系クロム鋼の製造過程で生成する非金属介在物の形態、組成に強く依存し、この非金属介在物の形態、組成を適切に制御することによって、表面性状の劣化を招くことなしに、耐リジング性を効果的に改善することができるという知見を得た。
【００１０】
すなわち、発明者らによる、新規知見は次のとおりである。
鋼中の非金属介在物、とりわけ溶鋼中への脱酸剤の添加によって生成する、いわゆる脱酸生成物を主体とする非金属介在物中に、ＲＥＭ 酸化物を３０ｍａｓｓ％以上が含有させ、溶鋼中に微細分散して晶出させることにより、このＲＥＭ 含有非金属介在物がフェライトの凝固核となって、凝固組織が微細な等軸晶となり、その等軸晶率を６０％以上にすることができる。その結果、凝固組織に起因したコロニーバンドを細かく分断することができる。また、微細に析出したＲＥＭ 含有非金属介在物のピンニング効果により、加熱時にフェライトの粒成長が抑制される。
また、非金属介在物中のＡ１２０３ 濃度が３０ｍａｓｓ％を超えていると、冷間圧延によって歪が導入される際に、この非金属介在物の周りに局所的に転位が導入され易く、引き続く焼鈍において部分的に再結晶し易くなるのに対し、ＲＥＭ 酸化物濃度を３０ｍａｓｓ％以上として微細に析出させた場合には、冷延による転位はマトリックス全体に均一に導入され易く、再結晶組織も均一化される。その結果、リジングの原因の一つと考えられる、同一結晶方位の集合組織を持ったコロニーの生成が効果的に抑制される。
【００１１】
本発明は、上記の知見立脚するもので、その要旨構成は次のとおりである。
１．Ｃ：０．０２ｍａｓｓ％以下、
Ｃｒ：９〜３５ｍａｓｓ％、
Ｔｉ：０．０５〜０．５ ｍａｓｓ％、
Ａｌ：０．００６ 〜０．１ ｍａｓｓ％および
ＲＥＭ：０．００２５〜０．２ ｍａｓｓ％
を、
〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧０．５ 、
〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．０５
ここに、〔％Ｍ〕はＭ元素の含有量（ｍａｓｓ％）を表わす
を満足する範囲において含有する組成になり、さらに鋼板中の非金属介在物のうち板厚方向の厚みが ０．１μｍ 以上である非金属介在物の組成が、平均で ＲＥＭ酸化物：３０ｍａｓｓ％以上、 Ａ１２０３：３０ｍａｓｓ％以下、残部：Ｔｉ酸化物および不可避的に混入した非金属成分であることを特徴とする耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板。
【００１２】
２．Ｃ：０．０２ｍａｓｓ％以下、
Ｃｒ：９〜３５ｍａｓｓ％、
Ｔｉ：０．０５〜０．５ ｍａｓｓ％、
Ａｌ：０．００６ 〜０．１ ｍａｓｓ％、
ＲＥＭ：０．００２５〜０．２ ｍａｓｓ％および
Ｃａ：０．００２０ｍａｓｓ％以下
を、
〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧０．５ 、
〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．０５
ここに、〔％Ｍ〕はＭ元素の含有量（ｍａｓｓ％）を表わす
を満足する範囲において含有する組成になり、さらに鋼板中の非金属介在物のうち板厚方向の厚みが ０．１μｍ 以上である非金属介在物の組成が、平均で ＲＥＭ酸化物：３０ｍａｓｓ％以上および Ａ１２０３：３０ｍａｓｓ％以下、残部：Ｔｉ酸化物、ＣａＯおよび不可避的に混入した非金属成分であることを特徴とする耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板。
【００１３】
３．板厚方向の厚みが ０．１μｍ 以上である非金属介在物が、鋼板の断面内に１ｍｍ２ 当たり５個以上存在することを特徴とする上記１または２記載の耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板。
【００１４】
４．Ｃｒ：９〜３５ｍａｓｓ％を含有するフェライト系クロム鋼組成の溶鋼を、Ｃ含有量が０．０２ｍａｓｓ％以下となるまで脱炭精錬したのち、該溶鋼を取鍋精錬過程でＳｉ，ＡｌおよびＴｉで脱酸し、ついで取鍋内または連続鋳造におけるタンディッシュ内または鋳型内の溶鋼中にＲＥＭ 含有合金を添加したのち、連続鋳造にてスラブとし、ついで該スラブを加熱後、熱間圧延および冷間圧延を行って鋼板とすることを特徴とする耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板の製造方法。
【００１５】
５．溶鋼中に添加するＲＥＭ 含有合金が、ＲＥＭ 含有濃度が５０ｍａｓｓ％以下のＦｅ−ＲＥＭ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−ＲＥＭ 合金およびＦｅ−Ｔｉ−ＲＥＭ 合金のうちから選んだ一種または二種以上であることを特徴とする上記４記載の耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板の製造方法。
【００１６】
６．取鍋精錬過程でのＳｉ，ＡｌおよびＴｉによる脱酸に際し、溶鋼中酸素濃度が １００ｐｐｍ以下となるまで脱酸することを特徴とする上記４または５記載の耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板の製造方法。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を由来するに至った実験結果について説明する。
Ｃ：０．０１ｍａｓｓ％、Ｃｒ：１７．０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．２ ｍａｓｓ％およびＭｎ：０．３ ｍａｓｓ％を含有し、かつＴｉを０．０５〜０．５ ｍａｓｓ％、Ａｌを０．００５ 〜０．１ ｍａｓｓ％、ＲＥＭ を０．０００１〜０．２ ｍａｓｓ％の範囲で種々に変化させた組成の溶鋼を、真空溶解炉にて溶製し、鋳造温度：１５５０℃で鋳込んで小型鋼塊（１００ ｋｇ）とした。その際、非金属介在物の生成状態（組成、分布）を、溶鋼成分、脱酸条件（Ａｌ，Ｔｉ，ＲＥＭ の添加順序）および冷却条件を変更することによって種々に変化させた。
ついで、１１５０℃に加熱後、熱間圧延により ３．５ｍｍ厚の熱延板とし、ついでこれらの熱延板に ９５０℃，４５ｓの焼鈍処理を施したのち、冷間圧延により ０．６ｍｍ厚の冷延板とした。その後、これらの冷延板に ９８０℃，３０秒の仕上げ焼鈍を施して製品板とした。
【００１８】
得られた製品板から、圧延方向に平行にＪＩＳ ５ 号試験片を採取し、１５％引張り後のリジングの発生状態を調べると共に、鋼板中の板厚方向の厚みが ０．１μｍ 以上の非金属介在物の個数と組成を、１μｍ 以上のものについてはＸ線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）により、一方１μｍ 未満のものについては走査型電子顕微鏡とエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＸ）により測定した。
なお、非金属介在物として、鋼板中の板厚方向の厚みが ０．１μｍ 以上の非金属介在物を調査対象とした理由は、板厚方向の厚みが ０．１μｍ 未満のものは、等軸晶の増加ひいてはリジングの改善に対する効果が小さいからである。
【００１９】
鋼中の ＲＥＭやＡｌ， Ｔｉがリジングに及ぼす影響について調べた結果を、鋼中〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕とリジングレベルとの関係で、図１に示す。
なお、リジングの評価に用いたリジングレベルＡ〜Ｅとはそれぞれ、リジング高さが、５μｍ 以下のものをレベルＡ、５μｍ 超で１０μｍ 以下のものをレベルＢ、１０μｍ 超で１５μｍ 以下のものをレベルＣ、１５μｍ 超で２０μｍ 以下のものをレベルＤおよび２０μｍ 超のものをレベルＥと表し、このリジングレベルでＡまたはＢであれば耐リジング性に優れるものといえる。
同図に示したとおり、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧０．５ で、かつ〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．０５を満足する場合に優れた耐リジング性を得ることができた。特に、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧１．０ で、かつ〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．１ においてとりわけ良好な耐リジング性が得られている。
【００２０】
そこで、本発明では、フェライト系クロム鋼の成分につき、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧０．５ かつ〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．０５、好ましくは〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧１．０ かつ〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．１ の範囲に制限したのである。
【００２１】
但し、図１に示したとおり、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧０．５ で、かつ〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．０５を満足する場合であっても、Ａ１， Ｔｉ脱酸剤より早くＲＥＭ 脱酸剤を入れた場合もしくはこれらの脱酸剤をほぼ同時期に入れた場合には、耐リジング性の向上効果が小さかった。
そこで次に、鋼中の非金属介在物中のＲＥＭ 酸化物含有量、Ａ１２０３ 含有量およびＴｉ酸化物および他の不可避的に混入した非金属成分を分析した。ここに、不可避的に混入した非金属成分とは、ＣａＯ，ＭｇＯ，ＳｉＯ２などの酸化物、ＣａＳ，ＭｇＳ，ＭｎＳなどの硫化物、ＴｉＮなどの窒化物などが含まれる。これらの不可避的に混入した非金属成分は、必ずしも全ての成分が非金属介在物中に含まれるものではない。
【００２２】
非金属介在物中のＲＥＭ 酸化物含有量、Ａ１２０３ 含有量およびＴｉ酸化物およびその他の不可避的に混入した非金属成分の含有量を、非金属介在物の個数によって平均化し、この個数平均に対してリジングレベルを判定し、プロットした結果を図２に示す。
同図に示したとおり、非金属介在物中の平均ＲＥＭ 酸化物濃度が３０ｍａｓｓ％以上で、かつ平均Ａ１２０３ 濃度が３０ｍａｓｓ％以下の範囲においてとりわけ優れた耐リジング性が得られることが判明した。
【００２３】
ここに、非金属介在物中のＲＥＭ 酸化物濃度やＡ１２０３ 濃度は、脱酸剤であるＡｌやＴｉ， ＲＥＭ の添加順序が大きく影響するものと考えられ、Ａｌ， Ｔｉ脱酸剤より早くＲＥＭ 脱酸剤を入れた場合もしくはほぼ同時期に入れた場合には、ＲＥＭ 酸化物濃度が低く、Ａ１２０３ 濃度がやや高い介在物組成となって、十分な耐リジング性の改善効果が得られなかったものと考えられる。
【００２４】
そこで、本発明では、フェライト系クロム綱の製造過程で生成したＲＥＭ 酸化物の濃度およびＡ１２０３ の濃度について、ＲＥＭ 酸化物濃度を３０ｍａｓｓ％以上、Ａ１２０３ 濃度を３０ｍａｓｓ％以下の範囲に限定したのである。
なお、板厚方向の厚みが ０．１μｍ 以上の非金属介在物については、その全てを上記成分範囲とする必要はなく、少なくとも個数割合で７０％以上の粒子の平均値が適正範囲内であれば、残りの３０％はＲＥＭ 酸化物を含有していなくても良い。
【００２５】
さらに、板厚方向の厚みが ０．１μｍ 以上の非金属介在物の個数が、鋼板の断面内で５個／ｍｍ２ 以上となるような密度で存在させることにより、リジングレベルはいっそう改善される。というのは、かような非金属介在物は、フェライトの凝固核となるため凝固組織が微細な等軸晶となり、その等軸晶率が上昇する結果、耐リジング性も改善されるからである。
【００２６】
次に、本発明の成分組成について説明する。
本発明は、Ｃ：０．０２ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ：９〜３５ｍａｓｓ％を含有するフェライト系クロム鋼中に、Ｔｉ：０．０５ｍａｓｓ％〜０．５ ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．００６ 〜０．１ ｍａｓｓ％および ＲＥＭ：０．００２５〜０．２ ｍａｓｓ％、さらに必要に応じてＣａ：０．００２０ｍａｓｓ％以下を含有させた、いわゆるフェライト系ステンレス鋼と呼ばれる鋼種全般に適用することができる。
【００２７】
以下、発明鋼板の成分組成を上記の範囲に限定した理由について説明する。
Ｃ：０．０２ｍａｓｓ％以下
Ｃは、ｒ値および伸び特性を低下させる元素であり、含有量が０．０２ｍａｓｓ％を超えるとその悪影響が顕著になるので、Ｃ量は０．０２ｍａｓｓ％以下に制限した。より好ましくは０．０１ｍａｓｓ％以下である。
【００２８】
Ｃｒ：９〜３５ｍａｓｓ％
Ｃｒは、耐食性を確保するために不可欠な元素であり、含有量が９ｍａｓｓ％に満たないと十分な耐食性が得られず、一方３５ｍａｓｓ％を超えると冷間加工性の低下を招くので、Ｃｒ量は９〜３５ｍａｓｓ％の範囲に限定した。好ましい範囲は１１〜３０ｍａｓｓ％である。
【００２９】
Ｔｉ：０．０５〜０．５ ｍａｓｓ％
Ｔｉは、プレス成形性に有害なＣ，Ｎを析出固定し、軟質化および加工性向上に有効に寄与するので、０．０５ｍａｓｓ％以上添加する必要がある。しかしながら、０．５ｍａｓｓ％を超えて添加してもその効果は飽和に達し、むしろ製造性の低下やコストの増加を招くので、０．５ ｍａｓｓ％を上限して添加するものとした。
【００３０】
Ａｌ：０．００６ 〜０．１ ｍａｓｓ％
ＴｉおよびＲＥＭ の歩留りの観点から、Ａｌは ０．００６ｍａｓｓ％以上好ましくは０．０１０ ％以上添加して、溶鋼を脱酸する必要がある。しかしながら、Ａｌ添加量が ０．１ｍａｓｓ％を超えたり、ＲＥＭ 添加量に対して過剰に多いと前述したように非金属介在物中のＡｌ２Ｏ３ 濃度が適正範囲外の３０ｍａｓｓ％超になるだけでなく、冷延による歪が非金属介在物の周りに局所的に導入され易くなり、焼鈍後に不均一組織となり易い。よってＡｌは ０．００６〜０．１ ｍａｓｓ％の範囲でかつ、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧０．５ を満足する範囲で含有させるものとした。
【００３１】
ＲＥＭ ：０．００２５〜０．２ ｍａｓｓ％
ＲＥＭ 量が０．００２５ｍａｓｓ％未満、つまり〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕＜０．５ 、〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕＜０．０５になると、非金属介在物中のＲＥＭ 酸化物濃度を適正範囲の３０ｍａｓｓ％以上にすることができない。また、ＲＥＭ 量が０．２ ｍａｓｓ％を超えると、鋼中に巨大なＲＥＭ 硫酸化物が生成し、コイルの表面品質を劣化させる原因となる。また、これ以上添加しても上記の効果は飽和するだけである。それ故、ＲＥＭ 量は、０．００２５〜０．２ ｍａｓｓ％の範囲に限定した。
【００３２】
Ｃａ：０．００２０ｍａｓｓ％以下
連続鋳造時のノズル詰まり防止の観点からＣａを少量添加することは有利である。但し、冷延板の発錆の観点から上限を０．００２０ｍａｓｓ％とした。
【００３３】
その他の成分については、特に限定されることはないが、特に好ましい組成範囲は次のとおりである。
Ｓｉ：１．０ ｍａｓｓ％以下
Ｓｉは、脱酸のために有効な元素であるが、過剰の添加は冷間加工性の低下を招くので、その添加量は １．０ｍａｓｓ％以下とすることが好ましい。
【００３４】
Ｍｎ：１．０ ｍａｓｓ％以下
Ｍｎの過剰添加は冷間加工性の低下を招くので、その添加量は １．０ｍａｓｓ％以下、好ましくは ０．７ｍａｓｓ％以下とするのが望ましい。
【００３５】
Ｍｏ：４．０ ｍａｓｓ％以下
Ｍｏは、耐食性を一層向上させる元素であり、選択的に添加される。その効果は０．１ ｍａｓｓ％以上の添加で得られるが、４．０ ｍａｓｓ％を超えると深絞り成形性の低下が懸念されるので、Ｍｏの添加量は ４．０ｍａｓｓ％以下、好ましくは ３．０ｍａｓｓ％以下とすることが望ましい。
【００３６】
Ｃｕ：２ｍａｓｓ％以下
Ｃｕは、耐食性を改善する有用元素であるが、２ｍａｓｓ％を超える多量添加は耐食性改善効果が飽和するだけでなく、加工性の低下を招く。従って、Ｃｕは２ｍａｓｓ％以下、好ましくは １．６ｍａｓｓ％以下とすることが望ましい。
【００３７】
Ｎｉ：１．０ ｍａｓｓ％以下
Ｎｉは、鋼の耐食性を向上させる有用元素であるが、１．０ ｍａｓｓ％を超えて含有させるとオーステナイト相が発現し、フェライト系クロム鋼の長所である加工性を損なうので、Ｎｉは １．０ｍａｓｓ％以下に制限することが望ましい。
なお、Ｎｉは、鋼の溶製時に積極的に添加しなくても、精錬炉や取鍋の付着地金あるいは原料として使用したスクラップからの混入により ０．１ｍａｓｓ％以下程度が不可避に含まれることもある。
【００３８】
Ｎ：０．０２ｍａｓｓ％以下
Ｎは、Ｃと同様、ｒ値および伸びを低下させる元素であるので、０．０２ｍａｓｓ％以下とするのが好ましい。
【００３９】
Ｏ：０．００５０ｍａｓｓ％以下
Ｏは、伸び特性や勒性、耐食性を低下させる元素であり、０．００５０ｍａｓｓ％を超えるとその悪影響が顕著になるので、含有量は０．００５０ｍａｓｓ％以下にすることが好ましい。より好適には０．００３０ｍａｓｓ％以下である。
【００４０】
本発明において、フェライト系クロム鋼板を上記のような非金属介在物の形態、組成とするには、以下のような製造条件とすることが重要である。
まず、溶鋼へのＲＥＭ 添加は、Ａｌ，Ｔｉで溶鋼を脱酸したのち、ＲＥＭ 含有合金を取鍋内、連続鋳造タンディッシュ内または鋳型内のフェライト系クロム鋼組成の溶鋼に対して行う必要がある。
ＡｌやＴｉによる脱酸に先立って、ＲＥＭ 含有合金を添加したり、三者を同時に添加すると、前述したように、ＲＥＭ 酸化物濃度が低く、Ａ１２０３ 濃度がやや高い介在物組成となって、十分な耐リジング性の改善効果が得られない。
【００４１】
ここに、ＲＥＭ 含有合金としては、ＲＥＭ 含有濃度が５０％以下のＦｅ−ＲＥＭ 、Ｆｅ−Ｓｉ−ＲＥＭ 、Ｆｅ−Ｔｉ−ＲＥＭ 合金が有利に適合する。
というのは、ＲＥＭ 含有濃度が５０％以上のＦｅ−ＲＥＭ 、Ｆｅ−Ｓｉ−ＲＥＭ 、Ｆｅ−Ｔｉ−ＲＥＭ 合金等では、溶鋼中に局所的に高濃度のＲＥＭ 濃化域が生成し、巨大なＲＥＭ 硫酸化物が生成し易くなる。この高濃度のＲＥＭ 酸化物を含有した非金属介在物は、クラスター状になり易く、また比重が重い。従って、連続鋳造プロセスまでに浮上分離することが難しく、その結果、連続鋳造時にノズル詰まりのおそれが生じ、また鋼中の巨大なＲＥＭ 硫酸化物がコイルの表面品質を劣化させる原因となる。
【００４２】
また、ＲＥＭ 含有合金を添加する前、すなわちＳｉやＡｌやＴｉによる脱酸後の溶鋼の酸素濃度は １００ ｐｐｍ以下にすることが望ましい。
というのは、溶鋼の酸素濃度が １００ ｐｐｍ以下である場合には、鋼板の表面欠陥の原因となる巨大なＲＥＭ 酸化物の生成を一層好適に防止することができるからである。
【００４３】
その後、この溶鋼は連続鋳造によりスラブにし、常法に従って製品化される。すなわち、例えば１３００〜８００ ℃で熱間圧延したのち、圧下率：５０〜９０％程度で冷間圧延し、ついで ７００〜１１００℃程度の温度で仕上げ焼鈍を施せば良い。
【００４４】
【実施例】
表１に示す成分組成になるように鋼を溶製するため、上底吹き転炉を用いて１次脱炭精錬した １８０ ｔｏｎの溶鋼を、ＶＯＤによる脱炭、脱窒精錬後に、Ａｌ含有合金、Ｔｉ含有合金， ＲＥＭ含有合金およびＣａ含有合金により脱酸した。
処理中のスラグはＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２０３ −ＭｇＯ系とした。この時、スラブの脱酸生成物系の非金属介在物の組成、形態を制御するために、表２に示すように、Ａｌ含有合金、Ｔｉ含有合金、ＲＥＭ 含有合金の添加順序、ＲＥＭ 含有合金の種類、添加量を調整し、溶鋼成分を変化させた。
この溶鋼を、連続鋳造により ２００ｍｍ厚のスラブとした。タンディッシュ内での溶鋼温度はそれぞれの鋼の液相線温度＋２０〜＋６０℃とした。ついで、これらの連鋳スラブを、熱間圧延により ４．０ｍｍ厚の熱延板としたのち、熱延板焼鈍を施し、酸洗後、冷間圧延により ０．５ｍｍ厚の冷延板とし、ついで ９５０〜１０００℃の仕上げ焼鈍を施した。
かくして得られた各冷延焼鈍板から、圧延方向と平行にＪＩＳ ５ 号試験を採取し、１５％引張り後のリジングの発生状況について調査した。
得られた結果を表２に併記する。
【００４５】
【表１】
【表２】
表２に示したとおり、発明例はいずれも、０．１ μｍ 以上の厚みの非金属介在物の平均値が、ＲＥＭ 酸化物含有量：３０％以上、Ａｌ２Ｏ３ 含有量：３０％以下を満足しており、耐リジング性に極めて優れていた。
【００４８】
【発明の効果】
かくして、本発明によれば、表面性状の劣化を招くことなしに、耐リジング特性の優れた高加工性フェライト系クロム鋼板を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼中の ＲＥＭやＡｌ， Ｔｉがリジングに及ぼす影響を示した図である。
【図２】非金属酸化物中のＲＥＭ 酸化物、Ａ１２０３ およびＴｉ酸化物など他酸化物がリジングに及ぼす影響を示した図である。
Claims (6)
- Ｃ：０．０２ｍａｓｓ％以下、
Ｃｒ：９〜３５ｍａｓｓ％、
Ｔｉ：０．０５〜０．５ ｍａｓｓ％、
Ａｌ：０．００６ 〜０．１ ｍａｓｓ％および
ＲＥＭ：０．００２５〜０．２ ｍａｓｓ％
を、
〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧０．５ 、
〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．０５
ここに、〔％Ｍ〕はＭ元素の含有量（ｍａｓｓ％）を表わす
を満足する範囲において含有する組成になり、さらに鋼板中の非金属介在物のうち板厚方向の厚みが ０．１μｍ 以上である非金属介在物の組成が、平均で ＲＥＭ酸化物：３０ｍａｓｓ％以上、 Ａ１２０３：３０ｍａｓｓ％以下、残部：Ｔｉ酸化物および不可避的に混入した非金属成分であることを特徴とする耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板。 - Ｃ：０．０２ｍａｓｓ％以下、
Ｃｒ：９〜３５ｍａｓｓ％、
Ｔｉ：０．０５〜０．５ ｍａｓｓ％、
Ａｌ：０．００６ 〜０．１ ｍａｓｓ％、
ＲＥＭ：０．００２５〜０．２ ｍａｓｓ％および
Ｃａ：０．００２０ｍａｓｓ％以下
を、
〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ａｌ〕≧０．５ 、
〔％ＲＥＭ 〕／〔％Ｔｉ〕≧０．０５
ここに、〔％Ｍ〕はＭ元素の含有量（ｍａｓｓ％）を表わす
を満足する範囲において含有する組成になり、さらに鋼板中の非金属介在物のうち板厚方向の厚みが ０．１μｍ 以上である非金属介在物の組成が、平均で ＲＥＭ酸化物：３０ｍａｓｓ％以上および Ａ１２０３：３０ｍａｓｓ％以下、残部：Ｔｉ酸化物、ＣａＯおよび不可避的に混入した非金属成分であることを特徴とする耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板。 - 板厚方向の厚みが ０．１μｍ 以上である非金属介在物が、鋼板の断面内に１ｍｍ２ 当たり５個以上存在することを特徴とする請求項１または２記載の耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板。
- Ｃｒ：９〜３５ｍａｓｓ％を含有するフェライト系クロム鋼組成の溶鋼を、Ｃ含有量が０．０２ｍａｓｓ％以下となるまで脱炭精錬したのち、該溶鋼を取鍋精錬過程でＳｉ，ＡｌおよびＴｉで脱酸し、ついで取鍋内または連続鋳造におけるタンディッシュ内または鋳型内の溶鋼中にＲＥＭ 含有合金を添加したのち、連続鋳造にてスラブとし、ついで該スラブを加熱後、熱間圧延および冷間圧延を行って鋼板とすることを特徴とする耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板の製造方法。
- 溶鋼中に添加するＲＥＭ 含有合金が、ＲＥＭ 含有濃度が５０ｍａｓｓ％以下のＦｅ−ＲＥＭ 合金、Ｆｅ−Ｓｉ−ＲＥＭ 合金およびＦｅ−Ｔｉ−ＲＥＭ 合金のうちから選んだ一種または二種以上であることを特徴とする請求項４記載の耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板の製造方法。
- 取鍋精錬過程でのＳｉ，ＡｌおよびＴｉによる脱酸に際し、溶鋼中酸素濃度が １００ ｐｐｍ以下となるまで脱酸することを特徴とする請求項４または５記載の耐リジング性に優れたＴｉ含有高加工性フェライト系クロム鋼板の製造方法。
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