JP2004223536A

JP2004223536A - ローピング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP2004223536A
Application number: JP2003012075A
Authority: JP
Inventors: Junichi Hamada; 純一濱田; Ken Kimura; 謙木村; Yoshihito Yamada; 義仁山田; Satoshi Hashimoto; 聡橋本; Yukihiro Kure; 幸弘久禮
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】ローピング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供する。
【解決手段】高温でオーステナイト相が析出するフェライト系ステンレス鋼板の熱間圧延、熱間圧延板焼鈍、冷間圧延、仕上焼鈍からなる製造工程において、鋼成分から計算されるオーステナイト相の最大析出量γｐが４０〜６０体積％である成分のフェライト系ステンレス鋼スラブを熱間圧延する際に、複数パスから成る粗圧延の総圧下率Ｒ_ｒと続く複数パスから成る仕上圧延の総圧下率Ｒ_ｆの比Ｒ_ｆ／Ｒ_ｒを１．１０以上１．２０以下とし、かつ仕上圧延の最終パスおよびその前のパスにおける歪速度を５０ｓｅｃ^−１以上１００ｓｅｃ^−１以下、仕上圧延終了温度を７００℃以上８３０℃以下とすることを特徴とするローピング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ローピング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の熱間圧延方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フェライト系ステンレス鋼板は、オーステナイト系ステンレス鋼板に比べると経済的な利点を持つことから広範囲に使用されており、深絞りなどの成形加工性や表面の意匠性などが優れていることが要望されている。
【０００３】
フェライト系ステンレス鋼板は、鋳造されたスラブを熱間圧延した後、焼鈍、酸洗、冷間圧延を繰り返して鋼板コイルとして製品化される。フェライト系ステンレス鋼の金属組織は、成分および温度によってフェライト単相の場合とフェライト相＋オーステナイト相の２相になる場合がある。最も汎用的なフェライト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４３０鋼は、熱間圧延過程においてフェライト相母地中にオーステナイト相が析出したり、析出したオーステナイト相がフェライト相と炭化物に分解する。熱間圧延後は、成分によっては、軟質化のために熱間圧延板焼鈍が施され、酸洗後、冷間圧延に供される。
【０００４】
前述した様に、フェライト系ステンレス鋼板の重要な特性に、表面の意匠性が挙げられるが、その中でローピングは非常に重大な表面欠陥の一つである。これは、熱間圧延鋼板を冷間圧延した際に生じる微小な凹凸であり、肉眼では圧延方向に平行な筋として認識され、表面品位を落とす欠陥である。この微小な凹凸の高さは、０．数μｍ程度で、ピッチは数百μｍである。そして、この原因としては、凝固から熱間圧延過程において形成される粗大に展伸したフェライト相が、その後の焼鈍工程においても十分再結晶せず残存して同一結晶方位を有する複数結晶粒からなる単位領域を形成し、冷間圧延時に単位領域間の塑性変形挙動の差により、凹凸が形成されると言われている。
【０００５】
従って、ローピングを低減するためには、冷間圧延素材を製造するまでに集合組織を制御して、変形単位領域を小さくする必要があり、従来様々な技術が提案されてきた。特許文献１には、高温でオーステナイト相が析出するフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延工程において、粗圧延後に９００〜１１００℃で保温後仕上圧延を施し、仕上圧延の最終パスの圧下率を２０％以上とし、仕上圧延終了温度を９５０℃以下とする技術が開示されている。また特許文献２には、オーステナイト生成量が４０％以上となるフェライト系ステンレス鋼の仕上圧延終了温度を９００℃以下にする技術が開示されている。これらは、熱間圧延中もしくはその後の焼鈍においてフェライト相を微細化し集合組織の発達を抑制するために低温仕上を行うものである。しかしながら、粗圧延と仕上圧延の間で保定を行っても、高温で多量にオーステナイト相が生成する様な成分系では、フェライト相の再結晶は殆ど進まず、集合組織の抑制や展伸フェライト相の微細分断は望めないことが判明した。また、単純に仕上圧延温度を低温化しただけでは、圧延後の歪み開放が生じてしまうと回復組織なってしまい、その後の焼鈍において再結晶を促進できず、十分なローピング性の確保が困難であった。また、単純な最終パスの圧下率増加は表面焼き付き疵が著しく増加し、製品化すら困難になる場合があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平０４−１６０１１７号公報
【特許文献２】
特開２００１−３１４３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、フェライト系ステンレス鋼板の製造において、熱間圧延圧下率、温度、歪速度を制御することにより、ローピングの発生起点である集合組織の単位領域を微細・分断化させて、冷間圧延時に発生するローピングを低減することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明者らはフェライト系ステンレス鋼の金属組織制御およびローピング性を向上させるための詳細な研究を行った。
【０００９】
本発明は、
高温でオーステナイト相が析出するフェライト系ステンレス鋼板の熱間圧延、熱間圧延板焼鈍、冷間圧延、仕上焼鈍からなる製造工程において、
（１）式で表されるγｐが４０〜６０体積％である成分のフェライト系ステンレス鋼スラブを熱間圧延する際に、複数パスから成る粗圧延の総圧下率Ｒ_ｒと続く複数パスから成る仕上圧延の総圧下率Ｒ_ｆの比Ｒ_ｆ／Ｒ_ｒを１．１０以上１．２０以下とし、かつ仕上圧延の最終パスおよびその前のパスにおける歪速度をそれぞれ５０ｓｅｃ^−１以上１００ｓｅｃ^−１以下、仕上圧延終了温度を７００℃以上８３０℃以下とすることを特徴とするローピング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
γｐ＝４２０［Ｃ％］＋４７０［Ｎ％］＋９［Ｃｕ％］＋７［Ｍｎ％］−１１．５［Ｃｒ％］−１１．５［Ｓｉ％］−１２［Ｍｏ％］−２３［Ｖ％］−４７［Ｎｂ％］−４９［Ｔｉ％］−５２［Ａｌ％］＋１８９（１）
但し％は質量％
である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の限定理由について説明する。
【００１１】
フェライト系ステンレス冷間圧延鋼板の熱間圧延および焼鈍過程における金属組織の変化およびローピング発生挙動について詳細に調査した結果、ローピングには冷間圧延素材の集合組織が大きく影響し、熱間圧延条件に起因することが判明した。
【００１２】
熱間圧延過程で生成するオーステナイト相は、熱間圧延過程で展伸するフェライト相を微細化および分断するために有効であるため、その生成量は多い方が良い。フェライト系ステンレス鋼の熱間圧延中におけるオーステナイト相の析出状態は、１０５０〜１１００℃で最大量を示すが、（１）式で最大析出量γｐが求められる。γｐが４０％以上でフェライト相の微細・分断化効果が得られることから、オーステナイト相の最大生成量、即ちγｐを４０％以上とした。γｐが６０％超になると、製品板の延性が低下したり、表面の焼き付き疵が発生するなど製造性が著しく劣化するため、上限を６０％とした。望ましくは４３〜５５％でる。
【００１３】
図１は、熱間圧延における複数パスから成る粗圧延の総圧下率Ｒ_ｒと続く複数パスから成る仕上圧延の総圧下率Ｒ_ｆの比Ｒ_ｆ／Ｒ_ｒとＳＵＳ４３０冷間圧延鋼板のローピング高さの関係を示す図である。ここで、Ｒ_ｒは複数パスから成る粗圧延の総圧下率であり、粗圧延後の板厚／スラブ厚で求められる。また、Ｒ_ｆは複数パスから成る仕上圧延の総圧下率であり、熱延後の板厚／粗圧延後の板厚で求められる。図１より、Ｒ_ｆ／Ｒ_ｒが１．１０以上でローピング高さは０．１５μｍ以下となり、目視では殆ど認識出来ないレベルまでローピング性が良くなる。ここで、ローピング高さは、冷間圧延板の表面を圧延方向と直角方向に２次元粗度計を操作させ、凹凸高さを測定することを３回繰り返し、平均値を採ったものである。これより、Ｒ_ｆ／Ｒ_ｒを１．１０以上とした。Ｒ_ｆ／Ｒ_ｒが１．１０以上でローピングが良好となるのは、低温で圧延する仕上圧延時の歪み導入が大きくなり、その後の焼鈍時に再結晶が進行し、ローピングを形成する単位領域が分断化されるためと考えられる。逆にＲ_ｆ／Ｒ_ｒが１．１０未満では、粗圧延での圧下が大きくなるが、粗圧延温度は仕上圧延よりも高温であり、歪み蓄積が生じにくくなると考えられる。また、Ｒ_ｆ／Ｒ_ｒが１．２０超になると、仕上圧延の圧下率が過度に大きくなり、仕上圧延後段で圧延ロールとの焼き付きが発生し、表面品位が劣化するため、上限を１．２０とした。望ましくはＲ_ｆ／Ｒ_ｒが１．１１〜１．１５である。
【００１４】
図２は、仕上圧延の最終パスおよびその前パスにおける歪み速度ならびに仕上圧延終了温度と、ＳＵＳ４３０冷間圧延鋼板のローピング高さの関係を示す図である。図２の横軸が仕上圧延の最終パスおよびその前パスにおける１パス当たりの歪み速度であり、縦軸が仕上圧延終了温度であり、○中の数字が冷延板のローピング高さ（μｍ）である。図２より、仕上圧延の最終パスおよびその前パスにおける歪み速度が５０ｓｅｃ^−１以上で、仕上圧延終了温度が８３０℃以下の場合にローピング高さが０．１５μｍ以下となる。歪み速度が大きく、仕上圧延終了温度が低いとローピングが良好となるのは、低温で圧延する仕上圧延時の歪み導入が大きくなるとともに、圧延後の組織回復が生じ難いため、その後の焼鈍時に再結晶が進行し、ローピングを形成する単位領域が分断化されるためと考えられる。また、歪み速度が１００ｓｅｃ^−１超になると、仕上圧延後段で圧延ロールとの焼き付きが発生し、表面品位が劣化するため、上限を１００ｓｅｃ^−１とした。望ましくは、５３〜６３ｓｅｃ^−１がよい。同様に、仕上圧延終了温度が７００℃未満でも、仕上圧延後段で圧延ロールとの焼き付きが発生し、表面品位が劣化するため、下限を７００℃とした。望ましくは、７７０〜８１０℃がよい。
【００１５】
【実施例】
表１に示すフェライト系ステンレス鋼を溶製、鋳造し、熱間圧延後に熱間圧延板焼鈍を施し、酸洗後、冷間圧延、焼鈍、調質圧延を施した結果を表２に示す。ここで、熱間圧延の加熱温度は１１８０℃±３０℃、粗圧延と仕上圧延はそれぞれ７パスで、粗圧延終了温度は１０３０±３０℃、巻取温度は、６５０℃±５０℃であった。また、熱間圧延板焼鈍は、連続焼鈍もしくはバッチ式焼鈍（８５０℃±５０℃×６０秒〜１０時間）を行い、０．６ｍｍ厚さまで冷間圧延した後、光輝焼鈍（８３０℃±３０℃×３０秒）を施した後、調質圧延（伸び率１．２％）を行った。
【００１６】
上記のようにして得られた製品板の表面性状を観察し、ローピングの発生状況を観察し、特Ａ〜Ｄのランク付けを行った。ここで、特ＡとＡランクであると、ローピング性に著しく優れているものである。これより、本発明で製造した製品板は、ローピング性に優れていることがわかる。
【００１７】
なお、本発明の効果は、冷間圧延、焼鈍を２回繰り返す場合においても有効であり、焼鈍工程は、光輝焼鈍でも燃焼雰囲気中で焼鈍後酸洗する工程でも構わない。また、冷間圧延条件は、圧下率、ロール径、ロール番手、潤滑油の種類など適宜選択すれば良い。更に、調質圧延条件も圧下率、ロール径、ロール番手、潤滑油の有無など適宜選択すれば良く、省略しても構わない。
【００１８】
【表１】

【００１９】
【表２】

【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によればローピング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱間圧延におけるＲ_ｆ／Ｒ_ｒとＳＵＳ４３０冷間圧延鋼板のローピング高さの関係を示す図である。
【図２】仕上圧延の最終パスと前パスにおける１パス当たりの歪み速度ならびに仕上圧延終了温度とＳＵＳ４３０冷間圧延鋼板のローピング高さの関係を示す図である。

Claims

高温でオーステナイト相が析出するフェライト系ステンレス鋼板の熱間圧延、熱間圧延板焼鈍、冷間圧延、仕上焼鈍からなる製造工程において、
（１）式で表されるγｐが４０〜６０体積％である成分のフェライト系ステンレス鋼スラブを熱間圧延する際に、複数パスから成る粗圧延の総圧下率Ｒ_ｒと続く複数パスから成る仕上圧延の総圧下率Ｒ_ｆの比Ｒ_ｆ／Ｒ_ｒを１．１０以上１．２０以下とし、かつ仕上圧延の最終パスおよびその前のパスにおける歪速度をそれぞれ５０ｓｅｃ^−１以上１００ｓｅｃ^−１以下、仕上圧延終了温度を７００℃以上８３０℃以下とすることを特徴とするローピング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
γｐ＝４２０［Ｃ％］＋４７０［Ｎ％］＋９［Ｃｕ％］＋７［Ｍｎ％］−１１．５［Ｃｒ％］−１１．５［Ｓｉ％］−１２［Ｍｏ％］−２３［Ｖ％］−４７［Ｎｂ％］−４９［Ｔｉ％］−５２［Ａｌ％］＋１８９（１）
但し％は質量％