JP2015199997A - 高弾性限非磁性オーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】仕上焼鈍材の段階で既に高い弾性限を有する非磁性オーステナイト系ステンレス鋼板を提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：０.１２％以下、Ｓｉ：０.３０〜３.００％、Ｍｎ：２.０〜９.０％、Ｎｉ：７.０〜１５.０％、Ｃｒ：１１.０〜２０.０％、Ｎ：０.３０％以下を含有し、必要に応じてＭｏ：３.０％以下、Ｖ：１.０％以下、Ｎｂ：１.０％以下、Ｔｉ：１.０％以下、Ｂ：０.０１０％以下の１種以上を含有し、Ｎｉ当量値が１９.０以上となる鋼組成を有し、あるオーステナイト結晶粒の結晶粒径をｄ（μｍ）で表し、平均結晶粒径をｄM（μｍ）とするとき、ｄM-1/2（μｍ-1/2）が０.４５以上であり、ｄ-1/2（μｍ-1/2）が０.３２以下の結晶粒の割合が面積率で２０％以下である高弾性限非磁性オーステナイト系ステンレス鋼板。【選択図】図３
Description
本発明は磁性を利用して機能する各種機器・装置に使用される部品用に適した、高弾性限非磁性オーステナイト系ステンレス鋼板、およびその製造方法に関する。
ＳＵＳ３０４に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼は良好な耐食性を有し、焼鈍状態で非磁性のオーステナイト組織を呈することから、非磁性鋼として各種機器・装置に使用されている。
しかしながら、用途によっては強度が要求されるために冷間加工を施して加工硬化させた状態で使用する必要がある。ＳＵＳ３０４の場合、オーステナイト相が準安定であるために、冷間加工中にマルテンサイトの生成が誘起されて磁性を帯びるようになり、非磁性鋼としては使用できなくなる。高強度用非磁性鋼としては、Ｎ含有量が高いＳＵＳ３０４Ｎが使用される場合もあるが、この鋼も冷間加工後の非磁性維持に関しては不十分である。
しかしながら、用途によっては強度が要求されるために冷間加工を施して加工硬化させた状態で使用する必要がある。ＳＵＳ３０４の場合、オーステナイト相が準安定であるために、冷間加工中にマルテンサイトの生成が誘起されて磁性を帯びるようになり、非磁性鋼としては使用できなくなる。高強度用非磁性鋼としては、Ｎ含有量が高いＳＵＳ３０４Ｎが使用される場合もあるが、この鋼も冷間加工後の非磁性維持に関しては不十分である。
したがって、高強度非磁性用途にはオーステナイト相がより安定なＳＵＳ３１６系の鋼種が一般的に使用される。この鋼種はＭｏを多量に含有している。しかし、Ｍｏは耐食性に対して優れた効果を発揮するものの、強度、非磁性に対する寄与度は低い。高強度を重視する用途においてはＳＵＳ３１６系鋼種であっても非磁性の維持が難しい場合がある。
特許文献１には、加工硬化のみを利用した非磁性鋼高強度鋼として、過酷な加工を施しても非磁性を維持し、かつ強度、耐食性に優れた非磁性ステンレス鋼が開示されている。特許文献２には、バネ特性に優れた非磁性ステンレス鋼板が開示されている。特許文献３には、析出硬化型の高強度非磁性ステンレス鋼が開示されている。
近年、エレクトロニクス分野の急速な発達により、各種機器・装置に使用される部品として非磁性と高弾性限を呈する鋼板素材のニーズが高まっている。そのような鋼板素材は、大量生産での生産性を考慮すると、仕上焼鈍材の段階で既に高い弾性限を有していることが有利となる。上記特許文献の技術では、仕上焼鈍材の段階で高い弾性限を付与することはできない。
本発明は、仕上焼鈍材の段階で既に高い弾性限を有する非磁性オーステナイト系ステンレス鋼板を提供しようというものである。
上記目的は、質量％で、Ｃ：０.１２％以下、より好ましくは０.０２％〜０.０９％、Ｓｉ：０.３０％〜３.００％、Ｍｎ：２.０％〜９.０％、Ｎｉ：７.０％〜１５.０％、より好ましくは７.０％〜１４.０％、Ｃｒ：１１.０％〜２０.０％、より好ましくは１６.０％〜２０.０％、Ｎ：０.３０％以下、より好ましくは０.０２％〜０.３０％を含有し、さらに必要に応じてＭｏ：３.０％以下、Ｖ：１.０％以下、Ｎｂ：１.０％以下、Ｔｉ：１.０％以下、Ｂ：０.０１０％以下の１種以上を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつ下記（１）式または（３）式で定義されるＮｉ当量の値が１９.０以上となる成分組成を有し、あるオーステナイト結晶粒の結晶粒径をｄ（μｍ）で表し、オーステナイト平均結晶粒径をｄM（μｍ）とするとき、ｄM -1/2（μｍ-1/2）が０.４５以上であり、ｄ-1/2（μｍ-1/2）が０.３２以下である結晶粒の割合が面積率で２０％以下である高弾性限非磁性オーステナイト系ステンレス鋼板によって達成される。
Ｎｉ当量＝Ｎｉ＋０.６Ｍｎ＋９.６９（Ｃ＋Ｎ）＋０.１８Ｃｒ−０.１１Ｓｉ2 ・・・（１）
Ｎｉ当量＝Ｎｉ＋０.６Ｍｎ＋９.６９（Ｃ＋Ｎ）＋０.１８Ｃｒ−０.１１Ｓｉ2＋０.６Ｍｏ＋２.３（Ｖ＋Ｎｂ＋Ｔｉ） ・・・（３）
ここで、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｂの１種以上を含有する場合は（３）式、それ以外は（１）式を適用する。これらの式の元素記号の箇所には質量％で表される当該元素の含有量の値が代入される。
オーステナイト結晶粒径ｄは、板厚方向に垂直な断面（すなわち板面を研磨した面、以下「ＮＤ面」という）に観察されるオーステナイト結晶粒の円相当径である。オーステナイト平均結晶粒径ｄMは、ＮＤ面に観察される個々のオーステナイト結晶粒の円相当径を平均したものである。
Ｎｉ当量＝Ｎｉ＋０.６Ｍｎ＋９.６９（Ｃ＋Ｎ）＋０.１８Ｃｒ−０.１１Ｓｉ2 ・・・（１）
Ｎｉ当量＝Ｎｉ＋０.６Ｍｎ＋９.６９（Ｃ＋Ｎ）＋０.１８Ｃｒ−０.１１Ｓｉ2＋０.６Ｍｏ＋２.３（Ｖ＋Ｎｂ＋Ｔｉ） ・・・（３）
ここで、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｂの１種以上を含有する場合は（３）式、それ以外は（１）式を適用する。これらの式の元素記号の箇所には質量％で表される当該元素の含有量の値が代入される。
オーステナイト結晶粒径ｄは、板厚方向に垂直な断面（すなわち板面を研磨した面、以下「ＮＤ面」という）に観察されるオーステナイト結晶粒の円相当径である。オーステナイト平均結晶粒径ｄMは、ＮＤ面に観察される個々のオーステナイト結晶粒の円相当径を平均したものである。
上記鋼板は焼鈍鋼板でありながら、圧延方向の弾性限界応力σ0.01は例えば４５０Ｎ／ｍｍ2以上である。ＮＤ面の硬さは例えば２５０ＨＶ以下である。弾性限界応力σ0.01は、０.０１％の永久ひずみが生じるときの応力であり、引張試験により測定される応力−ひずみ曲線からオフセット法により求めることができる。
上記の本発明に係る鋼板は、加工を付与する前の鋼板、すなわち加工用鋼板を特定したものである。ここでいう加工は、冷間圧延、伸線加工、曲げ加工などの冷間加工である。その加工後には必要に応じて時効処理が施され、高強度化される。
る。
上記の本発明に係る鋼板は、加工を付与する前の鋼板、すなわち加工用鋼板を特定したものである。ここでいう加工は、冷間圧延、伸線加工、曲げ加工などの冷間加工である。その加工後には必要に応じて時効処理が施され、高強度化される。
る。
また本発明では、上記高弾性限非磁性オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法として、上記成分組成を有する、圧延率４０％以上の冷間圧延を施した材料に、焼鈍温度７００〜１０００℃、上記焼鈍温度での保持時間４ｓｅｃ以上の範囲内に設定した焼鈍条件で焼鈍を施すことにより下記（Ａ）の組織に調整する製造方法が提供される。
（Ａ）あるオーステナイト結晶粒の結晶粒径をｄ（μｍ）で表し、オーステナイト平均結晶粒径をｄM（μｍ）とするとき、ｄM -1/2（μｍ-1/2）が０.４５以上であり、ｄ-1/2（μｍ-1/2）が０.３２以下である結晶粒の割合が面積率で２０％以下である組織。
（Ａ）あるオーステナイト結晶粒の結晶粒径をｄ（μｍ）で表し、オーステナイト平均結晶粒径をｄM（μｍ）とするとき、ｄM -1/2（μｍ-1/2）が０.４５以上であり、ｄ-1/2（μｍ-1/2）が０.３２以下である結晶粒の割合が面積率で２０％以下である組織。
以下、オーステナイト結晶粒径をｄ（μｍ）とするとき、ｄ-1/2（すなわちｄの二乗平方根の逆数）の値を「結晶粒径ｄ-1/2」と呼ぶ。また、オーステナイト平均結晶粒径をｄM（μｍ）とするとき、ｄM -1/2（すなわちｄMの二乗平方根の逆数）の値を「平均結晶粒径ｄM -1/2」と呼ぶ。本発明者らは、平均結晶粒径ｄM -1/2が０.４５以上に細粒化しており、かつｄ-1/2（μｍ-1/2）が０.３２以下である結晶粒の割合が面積率で２０％以下であるように粒径分布が均一化された組織状態とすることによって、焼鈍材の状態で弾性限界応力を顕著に改善することができることを見出した。
ＮＤ面における個々のオーステナイト結晶粒の結晶粒径は、電子線後方散乱回折法ＥＢＳＤ（Electron Backscatter Diffraction）によって求めることができる。具体的にはＮＤ面において隣り合う測定点（六角形ピクセル）の方位差が１５°以上であれば、その測定点の間に結晶粒界が存在するとみなして、個々の結晶粒の範囲を特定する。測定結果を画像処理するソフトウエアを用いて結晶粒度分布を求めることができ、そのデータから平均結晶粒径を定量化することができる。
本発明では、過酷な条件の加工を施してもマルテンサイトを誘起することなく、しかも使用環境下で非磁性を維持する要件を備えた鋼種を採用する。そのような要件を担保するための指標として、本出願人が先に提案した特許文献１のＮｉ当量が有効である。
すなわち、非磁性を利用して機能する各種機器・装置に使用される部品用途に適用するためには、１ｋＯｅ（７９.５８ｋＡ／ｍ）の磁場中での透磁率が１.０１００以下であることが望まれる。そのためには、下記（１）式または（３）式で定義されるＮｉ当量の値を１９.０以上にする必要がある。ここで、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｂの１種以上を含有する鋼については場合は（３）式、それ以外は（１）式を適用する。これらの式の元素記号の箇所には質量％で表される当該元素の含有量の値が代入される。（３）式を適用する際、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｂのうち、無添加の元素がある場合には、その元素記号の箇所には０が代入される。
Ｎｉ当量＝Ｎｉ＋０.６Ｍｎ＋９.６９（Ｃ＋Ｎ）＋０.１８Ｃｒ−０.１１Ｓｉ2 ・・・（１）
Ｎｉ当量＝Ｎｉ＋０.６Ｍｎ＋９.６９（Ｃ＋Ｎ）＋０.１８Ｃｒ−０.１１Ｓｉ2＋０.６Ｍｏ＋２.３（Ｖ＋Ｎｂ＋Ｔｉ） ・・・（３）
すなわち、非磁性を利用して機能する各種機器・装置に使用される部品用途に適用するためには、１ｋＯｅ（７９.５８ｋＡ／ｍ）の磁場中での透磁率が１.０１００以下であることが望まれる。そのためには、下記（１）式または（３）式で定義されるＮｉ当量の値を１９.０以上にする必要がある。ここで、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｂの１種以上を含有する鋼については場合は（３）式、それ以外は（１）式を適用する。これらの式の元素記号の箇所には質量％で表される当該元素の含有量の値が代入される。（３）式を適用する際、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｂのうち、無添加の元素がある場合には、その元素記号の箇所には０が代入される。
Ｎｉ当量＝Ｎｉ＋０.６Ｍｎ＋９.６９（Ｃ＋Ｎ）＋０.１８Ｃｒ−０.１１Ｓｉ2 ・・・（１）
Ｎｉ当量＝Ｎｉ＋０.６Ｍｎ＋９.６９（Ｃ＋Ｎ）＋０.１８Ｃｒ−０.１１Ｓｉ2＋０.６Ｍｏ＋２.３（Ｖ＋Ｎｂ＋Ｔｉ） ・・・（３）
図１に、後述表１の各オーステナイト系ステンレス鋼を用いた８０％冷間圧延材について、１ｋＯｅ（７９.５８ｋＡ／ｍ）の磁場中での透磁率に及ぼすＮｉ当量の影響を示す。Ｎｉ当量の値が１９.０以上の場合に、透磁率μが１.０１００以下（μ−１が０.０１００以下）の非磁性が維持されることがわかる。
Ｎｉ当量値を上げるためにはＮｉ、Ｍｎの増量が有効であるが、これらの元素の含有量が多くなりすぎると鋼の加工硬化能が低下するので、Ｎｉ当量は１９.０〜２１.０の範囲とすることが望ましい。
Ｎｉ当量値を上げるためにはＮｉ、Ｍｎの増量が有効であるが、これらの元素の含有量が多くなりすぎると鋼の加工硬化能が低下するので、Ｎｉ当量は１９.０〜２１.０の範囲とすることが望ましい。
上記規定の成分組成を有する鋼を、通常の熱間圧延工程および冷間圧延工程を経て冷延鋼板とし、これを焼鈍することによって本発明の鋼板を得ることができる。本明細書ではこの焼鈍を［仕上焼鈍」と呼んでいる。この仕上焼鈍は、ＮＤ面において平均結晶粒径ｄM -1/2が０.４５以上となり、かつｄ-1/2（μｍ-1/2）が０.３２以下である結晶粒の割合が面積率で２０％以下となる条件で行うことが重要である。そのためには、圧延率４０％以上の冷間圧延を施した冷間圧延材を仕上焼鈍に供することが極めて有効である。その冷間圧延材の冷間圧延率は４０〜７０％の範囲とすることが好ましく、４５〜６０％の範囲に管理してもよい。仕上焼鈍温度を７００℃以上１０００℃以下の範囲内に設定することが好ましく、７８０℃以上９６０℃以下の範囲内に設定することがより好ましい。上記焼鈍温度での均熱保持時間は４ｓｅｃ以上とする。通常４〜５００ｓｅｃの範囲で適正条件を設定することができる。上記焼鈍前の冷間圧延率を考慮して、平均結晶粒径ｄM -1/2が０.４５以上となり、かつｄ-1/2（μｍ-1/2）が０.３２以下である結晶粒の割合が面積率で２０％以下となる焼鈍条件を採用する。その焼鈍条件は、製造ラインに応じて予め予備実験により求めておくことができる。また、ＮＤ面の最大結晶粒径をｄMAX（μｍ）とするとき、最大結晶粒径ｄMAX -1/2が０.２３以上であることがより好ましい。ただし、オーステナイト結晶粒は再結晶粒で構成されている必要がある。
図２に、仕上焼鈍後の組織に及ぼす焼鈍条件の影響を示す。（ａ）の範囲内（境界を含む）において上記所望の結晶粒度を実現するための適正範囲を見出すことができる。焼鈍温度が１０００℃を超えると結晶粒が粗大化し、７００℃未満では再結晶が不十分となる。均熱保持時間が５ｓｅｃ未満では混粒組織となってしまう。
図３に、本発明で規定する化学組成を満たす５０％冷間圧延材に図２の（ａ）〜（ｄ）の範囲内の焼鈍を施した場合のＮＤ面の金属組織写真を例示する。各写真の左下のスケールはいずれも１５μｍである。
図３に、本発明で規定する化学組成を満たす５０％冷間圧延材に図２の（ａ）〜（ｄ）の範囲内の焼鈍を施した場合のＮＤ面の金属組織写真を例示する。各写真の左下のスケールはいずれも１５μｍである。
このようにしてオーステナイト結晶粒径を上記のように調整した本発明に従う焼鈍鋼板は、圧延方向の弾性限界応力σ0.01が例えば４５０〜５２０Ｎ／ｍｍ2以上という、高い弾性限を有する。また、ＮＤ面の硬さは例えば１８０ＨＶ〜２５０ＨＶである。この鋼板は、調質圧延や、打抜き、曲げなどの各種加工に供され、必要に応じて時効処理される。
以下、合金成分の含有量範囲について説明する。合金成分含有量に関する「％」は特に断らない限り「質量％」を意味する。
Ｃ：０.１２％以下
Ｃは、強力なオーステナイト相安定化元素であるとともに加工による強度の向上に有効な元素である。０.０２％以上のＣ含有量を確保することがより効果的である。Ｃ含有量が多くなると耐食性低下等を招く要因となるので、Ｃ含有量は０.１２％以下に制限され、０.０９％以下とすることがより好ましい。
Ｃ：０.１２％以下
Ｃは、強力なオーステナイト相安定化元素であるとともに加工による強度の向上に有効な元素である。０.０２％以上のＣ含有量を確保することがより効果的である。Ｃ含有量が多くなると耐食性低下等を招く要因となるので、Ｃ含有量は０.１２％以下に制限され、０.０９％以下とすることがより好ましい。
Ｓｉ: ０.３０％〜３.００％
Ｓｉは、高強度化に有効な元素であり、０.３０％以上のＳｉ含有量を確保する。しかし、Ｓｉ含有量が高くなると、冷間加工後の透磁率が急激に上昇し非磁性が保てなくなる。種々検討の結果、Ｓｉ含有量は３.００％以下に制限される。
Ｓｉは、高強度化に有効な元素であり、０.３０％以上のＳｉ含有量を確保する。しかし、Ｓｉ含有量が高くなると、冷間加工後の透磁率が急激に上昇し非磁性が保てなくなる。種々検討の結果、Ｓｉ含有量は３.００％以下に制限される。
Ｍｎ：２.０％〜９.０％
Ｍｎは、Ｎｉと同様にオーステナイト安定化元素であり、冷間加工による透磁率の上昇を抑制する。またＭｎはＮの固溶度を高める元素である。これらの性能を発揮させるために２.０％以上のＭｎ含有量を確保する。多量のＭｎ含有は低温靭性を劣化させる要因となるのでＭｎ含有量は９.０％以下の範囲とする。
Ｍｎは、Ｎｉと同様にオーステナイト安定化元素であり、冷間加工による透磁率の上昇を抑制する。またＭｎはＮの固溶度を高める元素である。これらの性能を発揮させるために２.０％以上のＭｎ含有量を確保する。多量のＭｎ含有は低温靭性を劣化させる要因となるのでＭｎ含有量は９.０％以下の範囲とする。
Ｃｒ：１１.０％〜２０.０％
Ｃｒは、ステンレス鋼の基本成分であり、耐食性を得るために１１.０％以上の含有が必要である。１６.０％以上とすることが耐食性向上にはより効果的である。Ｃｒ含有量が多くなるとδフェライトの生成量が増大し、非磁性を維持するうえで障害となる。Ｃｒ含有量は２０.０％以下に制限される。
Ｃｒは、ステンレス鋼の基本成分であり、耐食性を得るために１１.０％以上の含有が必要である。１６.０％以上とすることが耐食性向上にはより効果的である。Ｃｒ含有量が多くなるとδフェライトの生成量が増大し、非磁性を維持するうえで障害となる。Ｃｒ含有量は２０.０％以下に制限される。
Ｎｉ：７.０％〜１５.０％
Ｎｉは、オーステナイト相の安定化に必須の元素である。冷間加工後の非磁性を確保するには７.０％以上のＮｉ含有が必要である。多量のＮｉ含有は冷間加工による強度上昇効果を低下させる要因となるので、Ｎｉ含有量は１５.０％以下に制限され、１４.０％以下とすることがより好ましい。
Ｎｉは、オーステナイト相の安定化に必須の元素である。冷間加工後の非磁性を確保するには７.０％以上のＮｉ含有が必要である。多量のＮｉ含有は冷間加工による強度上昇効果を低下させる要因となるので、Ｎｉ含有量は１５.０％以下に制限され、１４.０％以下とすることがより好ましい。
Ｎ：０.３０％以下
Ｎは、高強度化およびオーステナイト相安定化に有効な元素である。０.０２％以上のＮ含有量を確保することがより効果的である。ただし、Ｎ含有量が多くなると健全な鋳片が得られない場合がある。本発明ではＮ含有量を０.３０％以下に制限する。
Ｎは、高強度化およびオーステナイト相安定化に有効な元素である。０.０２％以上のＮ含有量を確保することがより効果的である。ただし、Ｎ含有量が多くなると健全な鋳片が得られない場合がある。本発明ではＮ含有量を０.３０％以下に制限する。
Ｍｏ：３.０％以下
Ｍｏは、耐食性の向上や加工硬化能の増大といった有用な作用があるので、必要に応じて添加することができる。Ｍｏを添加する場合、０.２％以上の含有量とすることがより効果的である。ただし、多量に添加するとδフェライト生成量が増加し非磁性を維持する上で不利となる。Ｍｏを添加する場合、３.０％以下の含有量範囲とする。２.５％以下とすることがより好ましい。
Ｍｏは、耐食性の向上や加工硬化能の増大といった有用な作用があるので、必要に応じて添加することができる。Ｍｏを添加する場合、０.２％以上の含有量とすることがより効果的である。ただし、多量に添加するとδフェライト生成量が増加し非磁性を維持する上で不利となる。Ｍｏを添加する場合、３.０％以下の含有量範囲とする。２.５％以下とすることがより好ましい。
Ｖ：１.０％以下、Ｎｂ：１.０％以下、Ｔｉ：１.０％以下
Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉは、ともに加工硬化能を高める作用を有するので、必要に応じてこれらの１種以上を添加することができる。これらを添加する場合、Ｖは０.１％以上、Ｎｂは０.１％以上、Ｔｉは０.１％以上の含有量とすることがより効果的である。ただし、これらの元素の多量添加は、熱間加工性を劣化させるとともにδフェライト生成を招く。これらの元素の１種以上を添加する場合は、いずれも１.０％以下の範囲で行う必要がある。
Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉは、ともに加工硬化能を高める作用を有するので、必要に応じてこれらの１種以上を添加することができる。これらを添加する場合、Ｖは０.１％以上、Ｎｂは０.１％以上、Ｔｉは０.１％以上の含有量とすることがより効果的である。ただし、これらの元素の多量添加は、熱間加工性を劣化させるとともにδフェライト生成を招く。これらの元素の１種以上を添加する場合は、いずれも１.０％以下の範囲で行う必要がある。
Ｂ：０.０１０％以下
Ｂは、熱間加工性を改善する効果があるので、０.０１０％以下の範囲で必要に応じて添加することができる。Ｂを添加する場合は０.００１％以上の含有量とすることがより効果的である。
Ｂは、熱間加工性を改善する効果があるので、０.０１０％以下の範囲で必要に応じて添加することができる。Ｂを添加する場合は０.００１％以上の含有量とすることがより効果的である。
その他、脱酸剤、脱硫剤として使用されるＣａ、ＲＥＭ（希土類元素）は合計０.０１％までの混入が許容される。また脱酸剤として使用されるＡｌは０.１０％までの混入が許容される。
表１に示す鋼のうち、本発明で規定する化学組成を有する鋼Ａ１〜Ａ１２について、真空溶解炉で溶製された鋳片を熱間圧延したのち、圧延率５０％の冷間圧延を施し、次いで表２に示す条件で仕上焼鈍を施すことにより、板厚０.２ｍｍの供試材（仕上焼鈍材）を得た。
各仕上焼鈍材について、ＥＢＳＤによる上述の方法でＮＤ面の結晶粒度分布をランダムに選択した１０視野の測定により求め、オーステナイト結晶粒の平均結晶粒径ｄM、最大結晶粒径ｄMAX、およびｄ-1/2が０.３２以下である結晶粒の占める面積率を求めた。板面（ＮＤ面）のビッカース硬さを測定した。圧延方向に平行なＪＩＳ１３Ｂ号試験片を用いて、ひずみ速度１.６７×１０-3（ｓ-1）での引張試験を行い、弾性限界応力σ0.01、０.２％耐力σ0.2、引張強さσB、伸びＥＬ（％）を測定した。これらの測定結果を表２に示す。
各仕上焼鈍材について、ＥＢＳＤによる上述の方法でＮＤ面の結晶粒度分布をランダムに選択した１０視野の測定により求め、オーステナイト結晶粒の平均結晶粒径ｄM、最大結晶粒径ｄMAX、およびｄ-1/2が０.３２以下である結晶粒の占める面積率を求めた。板面（ＮＤ面）のビッカース硬さを測定した。圧延方向に平行なＪＩＳ１３Ｂ号試験片を用いて、ひずみ速度１.６７×１０-3（ｓ-1）での引張試験を行い、弾性限界応力σ0.01、０.２％耐力σ0.2、引張強さσB、伸びＥＬ（％）を測定した。これらの測定結果を表２に示す。
図４に、平均結晶粒径と弾性限界応力の関係を示す。図５に、ｄ-1/2が０.３２以下である結晶粒の占める面積率と弾性限界応力の関係を示す。平均結晶粒径ｄM -1/2（μｍ-1/2）が０.４５以上であり、かつｄ-1/2（μｍ-1/2）が０.３２以下である結晶粒の割合が面積率で２０％以下である場合に、弾性限界応力の顕著な増大が認められる。
Claims (7)
- 質量％で、Ｃ：０.１２％以下、Ｓｉ：０.３０％〜３.００％、Ｍｎ：２.０％〜９.０％、Ｎｉ：７.０％〜１５.０％、Ｃｒ：１１.０％〜２０.０％、Ｎ：０.３０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつ下記（１）式で定義されるＮｉ当量の値が１９.０以上となる成分組成を有し、あるオーステナイト結晶粒の結晶粒径をｄ（μｍ）で表し、オーステナイト平均結晶粒径をｄM（μｍ）とするとき、ｄM -1/2（μｍ-1/2）が０.４５以上であり、ｄ-1/2（μｍ-1/2）が０.３２以下である結晶粒の割合が面積率で２０％以下である高弾性限非磁性オーステナイト系ステンレス鋼板。
Ｎｉ当量＝Ｎｉ＋０.６Ｍｎ＋９.６９（Ｃ＋Ｎ）＋０.１８Ｃｒ−０.１１Ｓｉ2 ・・・（１） - 質量％で、Ｃ：０.１２％以下、Ｓｉ：０.３０％〜３.００％、Ｍｎ：２.０％〜９.０％、Ｎｉ：７.０％〜１５.０％、Ｃｒ：１１.０％〜２０.０％、Ｎ：０.３０％以下を含有し、さらにＭｏ：３.０％以下、Ｖ：１.０％以下、Ｎｂ：１.０％以下、Ｔｉ：１.０％以下、Ｂ：０.０１０％以下の１種以上を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつ下記（３）式で定義されるＮｉ当量の値が１９.０以上となる成分組成を有し、あるオーステナイト結晶粒の結晶粒径をｄ（μｍ）で表し、オーステナイト平均結晶粒径をｄM（μｍ）とするとき、ｄM -1/2（μｍ-1/2）が０.４５以上であり、ｄ-1/2（μｍ-1/2）が０.３２以下である結晶粒の割合が面積率で２０％以下である高弾性限非磁性オーステナイト系ステンレス鋼板。
Ｎｉ当量＝Ｎｉ＋０.６Ｍｎ＋９.６９（Ｃ＋Ｎ）＋０.１８Ｃｒ−０.１１Ｓｉ2＋０.６Ｍｏ＋２.３（Ｖ＋Ｎｂ＋Ｔｉ） ・・・（３） - 質量％で、Ｃ：０.０２％〜０.０９％、Ｓｉ：０.３０％〜３.００％、Ｍｎ：２.０％〜９.０％、Ｎｉ：７.０％〜１４.０％、Ｃｒ：１６.０％〜２０.０％、Ｎ：０.０２％〜０.３０％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつ下記（１）式で定義されるＮｉ当量の値が１９.０以上となる成分組成を有し、あるオーステナイト結晶粒の結晶粒径をｄ（μｍ）で表し、オーステナイト平均結晶粒径をｄM（μｍ）とするとき、ｄM -1/2（μｍ-1/2）が０.４５以上であり、ｄ-1/2（μｍ-1/2）が０.３２以下である結晶粒の割合が面積率で２０％以下である高弾性限非磁性オーステナイト系ステンレス鋼板。
Ｎｉ当量＝Ｎｉ＋０.６Ｍｎ＋９.６９（Ｃ＋Ｎ）＋０.１８Ｃｒ−０.１１Ｓｉ2 ・・・（１） - 質量％で、Ｃ：０.０２％〜０.０９％、Ｓｉ：０.３０％〜３.００％、Ｍｎ：２.０％〜９.０％、Ｎｉ：７.０％〜１４.０％、Ｃｒ：１６.０％〜２０.０％、Ｎ：０.０２％〜０.３０％を含有し、さらにＭｏ：３.０％以下、Ｖ：１.０％以下、Ｎｂ：１.０％以下、Ｔｉ：１.０％以下、Ｂ：０.０１０％以下の１種以上を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつ下記（３）式で定義されるＮｉ当量の値が１９.０以上となる成分組成を有し、あるオーステナイト結晶粒の結晶粒径をｄ（μｍ）で表し、オーステナイト平均結晶粒径をｄM（μｍ）とするとき、ｄM -1/2（μｍ-1/2）が０.４５以上であり、ｄ-1/2（μｍ-1/2）が０.３２以下である結晶粒の割合が面積率で２０％以下である高弾性限非磁性オーステナイト系ステンレス鋼板。
Ｎｉ当量＝Ｎｉ＋０.６Ｍｎ＋９.６９（Ｃ＋Ｎ）＋０.１８Ｃｒ−０.１１Ｓｉ2＋０.６Ｍｏ＋２.３（Ｖ＋Ｎｂ＋Ｔｉ） ・・・（３） - 圧延方向の弾性限界応力σ0.01が４５０Ｎ／ｍｍ2以上の焼鈍鋼板である請求項１〜４のいずれか１項に記載の高弾性限非磁性オーステナイト系ステンレス鋼板。
- 硬さが２５０ＨＶ以下である請求項５に記載の高弾性限非磁性オーステナイト系ステンレス鋼板。
- 圧延率４０％以上の冷間圧延を施した材料に、焼鈍温度７００〜１０００℃、上記焼鈍温度での保持時間４ｓｅｃ以上の範囲内に設定した焼鈍条件で焼鈍を施すことにより下記（Ａ）の組織に調整する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の高弾性限非磁性オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法。
（Ａ）あるオーステナイト結晶粒の結晶粒径をｄ（μｍ）で表し、オーステナイト平均結晶粒径をｄM（μｍ）とするとき、ｄM -1/2（μｍ-1/2）が０.４５以上であり、ｄ-1/2（μｍ-1/2）が０.３２以下である結晶粒の割合が面積率で２０％以下である組織。
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