JP2005281744A - Cr−Ni系ステンレス鋼帯の製造方法 - Google Patents
Cr−Ni系ステンレス鋼帯の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 C:0.080質量%以下,Si:0.01〜1.5質量%,Mn:0.01〜4.0質量%,P:0.05質量%以下,S:0.03質量%以下,Ni:16.0〜25.0質量%,Cr:20.0〜30.0質量%,N:0.05質量%以下,Mo:0.01〜1.0質量%,Cu:0.001〜1.0質量%を含み、F(質量%)=Cr+Mo+Si,A(質量%)=Ni+35C+20N+0.2Mn+0.25Cuと定義されるF値,A値がF=22.0〜33.0,A=17.0〜28.0,F−A=2.5〜11.5を満足するように成分調整されたCr-Ni系ステンレス鋼を溶製し、連続鋳造する。1000〜1300℃の加熱処理でスラブのδフェライト量を0.5〜5.0体積%に調整した後、熱間圧延する。
【選択図】 図4
Description
熱間圧延時のヘゲ疵発生は、幅中央部より幅エッジ部を厚くしたスラブを熱間圧延して幅方向に等厚な矩形状とすることにより防止できる(特許文献1)。しかし、特殊形状のスラブを熱延素材としていることから、工程負荷が増大し,製造コストの上昇が避けられない。鋼材の成分設計,スラブの加熱条件をコントロールすることによりスラブ中のδフェライトを消失させると、ヘゲ疵の発生が抑えられることも報告されている(特許文献2)。しかし、δフェライトを消失させたオーステナイト(γ)単相のCr-Ni系ステンレス鋼でもヘゲ疵が発生しており、δフェライトの消失によるヘゲ疵抑制効果は不十分である。
所定組成のCr-Ni系ステンレス鋼を溶製した後、スラブに連続鋳造し、1000〜1300℃の加熱処理でスラブのδフェライト量を0.5〜5.0体積%の範囲に調整し、次いでスラブを熱間圧延することにより、ヘゲ疵のないCr-Ni系ステンレス鋼帯が製造される。
δフェライトがヘゲ疵発生に及ぼす影響を、本発明者等による実験経過から具体的に説明する。
また、鋼種A-2,B-1のスラブから切り出されたブロックを大気雰囲気中で1230℃に2時間保持した後、水冷した試料の断面を観察した。観察結果から、鋼種B-1ではスラブ表層から内部に向かって粒界酸化が進行しているのに対し、鋼種A-2では粒界酸化がなくγ/γ粒界に沿ってδフェライトが分散していることが判った。
ヘゲ疵の発生有無をδフェライト量で評価したところ、δフェライト量が0.5〜5.0体積%の範囲にあるときヘゲ疵が発生しないことが判った。この結果は、ヘゲ疵発生抑制に及ぼすδフェライトの作用が0.5体積%以上で現れるが、5.0体積%を超える過剰量のδフェライトが分散するとヘゲ疵発生抑制効果が低減することを示している。
〔C:0.080質量%以下〕
A値の調整に必要なオーステナイト生成元素であり、強度向上にも寄与する。Cによる強度向上効果は、0.01質量%以上のC含有量でみられる。しかし、過剰量のCが含まれると耐食性が低下するので、上限を0.080質量%に設定した。
〔Si:0.01〜1.5質量%〕
溶鋼の脱酸に必要な成分であり、0.01質量%以上で効果がみられる。しかし、過剰添加は製造コストの上昇を招くので、上限を1.5質量%に設定した。また、δフェライト量の生成量に影響を及ぼすF値に関与することから、0.1〜1.5質量%の範囲でSi含有量を定めることが好ましい。
Siと同様に溶鋼脱酸に必要な成分であり、0.01質量%以上で効果がみられる。しかし、過剰添加は耐食性低下の原因となるので、4.0質量%に上限を設定した。また、δフェライト量の生成量に影響を及ぼすA値に関与することから、0.1〜2.0質量%の範囲でMn含有量を定めることが好ましい。
〔P:0.05質量%以下〕
耐食性を劣化させる成分であるが、0.05質量%以下(好ましくは、0.03質量%以下)に低減することによりPの悪影響が抑えられる。
〔S:0.03質量%以下〕
γ/γ粒界に偏析して熱間加工性を著しく低下させるので、可能な限り低減することが好ましい。本発明では、S含有量を0.03質量%(好ましくは、0.01質量%)以下に低減することにより、S又は硫化物起因の欠陥を抑制している。
Crと共にCr-Ni系ステンレス鋼の基本成分であり、A値の調整に必要なオーステナイト生成元素である。耐食性の観点から16.0質量%以上のNiが必要であるが、25.0質量%を超える過剰量のNiではγ相が安定化し、必要量のδフェライトが生成しなくなる。また、Niの過剰添加は強度低下につながるので、強度,耐食性が要求される用途では、18.0〜22.0質量%の範囲でNi含有量を定めることが好ましい。
ステンレス鋼の基本成分であり、耐食性の改善に寄与する。γ相を安定化させずに適正量のδフェライトの生成を可能にする上で20.0質量%以上のCrが必要であるが、30.0質量%を超える過剰量のCrが含まれるとδフェライトが過剰になってヤヘゲが発生しやすくなる。また、Crの過剰添加は靭性低下をもたらしやすいので、靭性,耐食性が要求される用途では、23.0〜27.0質量%の範囲でCr含有量を定めることが好ましい。
〔N:0.05質量%以下〕
Cと同様にオーステナイト生成元素であり、A値の調整に必要である。しかし、過剰量のN含有は耐食性を低下させるので、0.05質量%(好ましくは、0.03質量%)以下に上限を設定した。
耐食性の改善に有効な成分であり、0.01質量%以上でMoの添加効果がみられる。しかし、高価な元素であり過剰添加は鋼材コストの上昇を招くので、1.0質量%に上限を設定した。耐食性が要求される用途では、0.5〜1.0質量%の範囲でMo含有量を定めることが好ましい。
〔Cu:0.001〜1.0質量%〕
耐食性の改善に有効な成分であり、0.001質量%以上でCuの添加効果がみられる。しかし、過剰添加は熱間加工性の低下を招くので、1.0質量%に上限を設定した。耐食性が要求される用途では、0.05〜1.0質量%の範囲でCu含有量を定めることが好ましい。
必要に応じて添加される成分であり、熱間加工性を向上させる作用を呈し、0.001質量%以上でCaの添加効果がみられる。しかし、過剰添加は鋼材の清浄度を下げるので、0.010質量%に上限を設定した。
必要に応じて添加される成分であり、Caと同様に熱間加工性を向上させる作用を呈し、0.001質量%以上でBの添加効果がみられる。しかし、過剰添加は耐食性に有害なCrの硼化物を生成させるので、0.010質量%に上限を設定した。
ヘゲ疵の防止には、熱間圧延に先立って1000〜1300℃の温度域にスラブを加熱し、適正量のδフェライトを分散させる必要がある。1000℃に達しない加熱温度では、δフェライト量が減少してヘゲ疵発生抑制効果が不足することに加え、熱間圧延時の変形抵抗が著しく増加して圧延負荷が大きくなる。逆に加熱温度が1300℃を超えると、ステンレス鋼の成分によっては固相線以上の領域に達することもあり、熱間圧延自体が困難になる。
また、熱間圧延したスラブとは別に、同一成分のスラブから切り出したブロックを同じ条件下で加熱保持した後で水冷した。水冷後の試料を光学顕微鏡で観察し、δフェライト量を算出した。
Claims (2)
- C:0.080質量%以下,Si:0.01〜1.5質量%,Mn:0.01〜4.0質量%,P:0.05質量%以下,S:0.03質量%以下,Ni:16.0〜25.0質量%,Cr:20.0〜30.0質量%,N:0.05質量%以下,Mo:0.01〜1.0質量%,Cu:0.001〜1.0質量%を含み、残部が実質的にFeの組成で、F(質量%)=Cr+Mo+Si,A(質量%)=Ni+35C+20N+0.2Mn+0.25Cuと定義されるF値,A値がF=22.0〜33.0,A=17.0〜28.0,F−A=2.5〜11.5を満足するように成分調整されたCr-Ni系ステンレス鋼を溶製し、
該Cr-Ni系ステンレス鋼をスラブに連続鋳造し、
1000〜1300℃の加熱処理でスラブのδフェライト量を0.5〜5.0体積%の範囲に調整し、
次いでスラブを熱間圧延することを特徴とするCr-Ni系ステンレス鋼帯の製造方法。 - Cr-Ni系ステンレス鋼が更にCa:0.010質量%以下,B:0.010質量%以下の一種又は二種を含む請求項1記載の製造方法。
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JPH06198305A (ja) * | 1992-12-28 | 1994-07-19 | Nippon Steel Corp | 表面性状に優れたオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法 |
JPH08103802A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-23 | Nisshin Steel Co Ltd | 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 |
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