JP2021155832A - フェライト系ステンレス鋼およびフェライト系ステンレス鋼の製造方法 - Google Patents
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- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
【課題】優れた耐食性を有するフェライト系ステンレス鋼およびフェライト系ステンレス鋼の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係るフェライト系ステンレス鋼は、質量％で、Ｃ：０．１５０％以下、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ｎｉ：０．６％以下、Ｃｒ：１０．０〜３５．０％、Ｔｉ：０．５０％以下、Ｎｂ：０．５０％以下、Ｍｏ：６．０％以下、Ｃｕ：２．０％以下、Ｎ：０．００５〜０．０３５％、残部Ｆｅおよび不純物からなり、式（１）で表されるＦＶ値が０．２５以上または−０．２５以下である。ＦＶ＝ＣＣｒ＋ＣＳｉ＋ＣＴｉ−ＣＦｅ−ＣＮｉ−ＣＣｕ−ＣＮｂ−ＣＭｏ・・・（１）式（１）中、ＣＣｒ、ＣＳｉ、ＣＴｉ、ＣＦｅ、ＣＮｉ、ＣＣｕ、ＣＮｂおよびＣＭｏは、それぞれ、皮膜最表層における、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＮｂおよびＭｏのカチオン分率である。【選択図】なし
Description
本発明は、フェライト系ステンレス鋼およびフェライト系ステンレス鋼の製造方法に関する。
ステンレス鋼は、耐食性、加工性、美麗性等に優れることから外装材、家電、厨房品等、広く用いられている。建材用のステンレス鋼として、フェライト系ステンレス鋼が使用されることが多い。しかし、屋外、特に海浜環境下に曝されたステンレス鋼は、高耐食鋼種であっても塩化物に起因する腐食が発生する場合がある。
耐食性を高めるための技術として、例えば、特許文献１には、質量％で、Ｃｒ：１６〜３５％、Ｔｉ：０．０５〜０．５％、Ｍｏ：０〜６％（無添加を含む）、Ｎｂ：０〜１．０％（無添加を含む）、Ｎ：０．００５〜０．０２５％を含有し、Ｃ含有量が０．０１５％以下に制限されたフェライト系ステンレス鋼の光輝焼鈍鋼板または焼鈍・酸洗鋼板であって、圧延方向に直交する方向における鋼板表面の板幅内明度較差ΔＬが５以下に調整されている、帯状外観むらの発生防止能に優れた外装建材用高耐食性ステンレス鋼板が開示されている。
また、例えば、特許文献２には、Ｃｒ：１６〜３５質量％、Ｔｉ：０．０５〜（０．５−１０×Ｎ）質量％、Ａｌ：０．００５〜０．３質量％、Ｍｏ：０〜６質量％（無添加を含む）、Ｎｂ：０〜１．０質量％（無添加を含む）を含有し、Ｎ：０．０２質量％以下であり、表面に十点平均粗さＲｚが１〜５０μｍの凹凸を形成して防眩性・意匠性を付与したフェライト系ステンレス鋼板であって、表面には光輝焼鈍を経て生成した不動態皮膜を有しており、その不動態皮膜にはＴｉ濃化層およびＡｌ濃化層が存在し、深さ５０μｍまでの表層部には窒化物層が存在しない、加工性の良い高耐食性建材用ステンレス鋼板が開示されている。
しかしながら、特許文献１、２に開示された技術では、塩化物に起因する腐食に対する耐食性については、未だ改善の余地がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、塩化物に起因した腐食に対して優れた耐食性を有するフェライト系ステンレス鋼およびフェライト系ステンレス鋼の製造方法を提供することにある。
本発明者らは、ステンレス鋼の表面に形成した酸化皮膜に含有されるカチオン成分により、その酸化皮膜の保護性能が変化し、さらにその保護性能は、元素によって異なることを知見した。そして、本発明者らは、酸化皮膜中のカチオン組成を制御して、本発明をするに至った。
上記知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
［１］
質量％で、
Ｃ：０．１５０％以下、
Ｓｉ：２．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ：０．０４％以下、
Ｓ：０．０５％以下、
Ｎｉ：０．６％以下、
Ｃｒ：１０．０〜３５．０％、
Ｔｉ：０．５０％以下、
Ｎｂ：０．５０％以下、
Ｍｏ：６．０％以下、
Ｃｕ：２．０％以下、
Ｎ：０．００５〜０．０３５％、
残部Ｆｅおよび不純物からなり、
下記式（１）で表されるＦＶ値が０．２５以上または−０．２５以下である、フェライト系ステンレス鋼。
ＦＶ＝ＣＣｒ＋ＣＳｉ＋ＣＴｉ−ＣＦｅ−ＣＮｉ−ＣＣｕ−ＣＮｂ−ＣＭｏ ・・・（１）
前記式（１）中、ＣＣｒ、ＣＳｉ、ＣＴｉ、ＣＦｅ、ＣＮｉ、ＣＣｕ、ＣＮｂおよびＣＭｏは、それぞれ、皮膜最表層中の全金属元素のカチオン量（原子％）の合計を１としたときの、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＮｂおよびＭｏのカチオン分率である。
［２］
Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
Ａｌ：０．００１〜０．３％、
Ｃａ：０．０００１〜０．３％、
Ｂ：０．０００１〜０．１％、
Ｃｏ：０．００１〜０．５％、
Ｍｇ：０．００１〜０．５％、および
ＲＥＭ：０．００１〜０．５％
からなる群から選択される１種または２種以上を含有する、［１］に記載のフェライト系ステンレス鋼。
［３］
Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
Ｓｎ：０．００１〜０．５％、
Ｖ：０．００１〜０．５％、
Ｗ：０．００１〜０．５％、
Ｚｒ：０．００１〜０．５％、
Ｈｆ：０．００１〜０．５％、
Ｔａ：０．００１〜０．５％、
Ｇａ：０．００１〜０．５％、および
Ｓｂ：０．００１〜０．５％からなる群から選択される１種または２種以上を含有する、［１］または［２］に記載のフェライト系ステンレス鋼。
［４］
質量％で、
Ｃ：０．１５０％以下、
Ｓｉ：２．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ：０．０４％以下、
Ｓ：０．０５％以下、
Ｎｉ：０．６％以下、
Ｃｒ：１０．０〜３５．０％、
Ｔｉ：０．５０％以下、
Ｎｂ：０．５０％以下、
Ｍｏ：６．０％以下、
Ｃｕ：２．０％以下、
Ｎ：０．００５〜０．０３５％、
残部Ｆｅおよび不純物からなるステンレス素材を、ｐＨ１．０以下、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ以上の溶液中に６０〜１２０秒浸漬する第１浸漬工程と、
前記第１浸漬工程後の前記ステンレス素材を、ｐＨ４．０〜８．０、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上の溶液中に５〜６０秒浸漬する第２浸漬工程と、
を含む、フェライト系ステンレス鋼の製造方法。
［５］
質量％で、
Ｃ：０．１５０％以下、
Ｓｉ：２．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ：０．０４％以下、
Ｓ：０．０５％以下、
Ｎｉ：０．６％以下、
Ｃｒ：１０．０〜３５．０％、
Ｔｉ：０．５０％以下、
Ｎｂ：０．５０％以下、
Ｍｏ：６．０％以下、
Ｃｕ：２．０％以下、
Ｎ：０．００５〜０．０３５％、
残部Ｆｅおよび不純物からなるステンレス素材を、ｐＨ４．０〜８．０、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上の溶液中に６０〜１２０秒浸漬する第３浸漬工程と、
前記第３浸漬工程後のステンレス素材を、ｐＨ１．０以下、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ以上の溶液中に５〜３０秒浸漬する第４浸漬工程と、を含む、フェライト系ステンレス鋼の製造方法。
［６］
前記ステンレス素材は、熱間加工後のステンレス鋼または冷間加工後のステンレス鋼である、［４］または［５］に記載のフェライト系ステンレス鋼の製造方法。
［７］
質量％で、
Ｃ：０．１５０％以下、
Ｓｉ：２．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ：０．０４％以下、
Ｓ：０．０５％以下、
Ｎｉ：０．６％以下、
Ｃｒ：１０．０〜３５．０％、
Ｔｉ：０．５０％以下、
Ｎｂ：０．５０％以下、
Ｍｏ：６．０％以下、
Ｃｕ：２．０％以下、
Ｎ：０．００５〜０．０３５％、
残部Ｆｅおよび不純物からなるステンレス素材に、光輝焼鈍を施す光輝焼鈍工程と、
前記光輝焼鈍工程後のステンレス素材を、ｐＨ４．０〜８．０、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上の溶液中に５〜６０秒浸漬する第５浸漬工程と、を含む、フェライト系ステンレス鋼の製造方法。
［１］
質量％で、
Ｃ：０．１５０％以下、
Ｓｉ：２．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ：０．０４％以下、
Ｓ：０．０５％以下、
Ｎｉ：０．６％以下、
Ｃｒ：１０．０〜３５．０％、
Ｔｉ：０．５０％以下、
Ｎｂ：０．５０％以下、
Ｍｏ：６．０％以下、
Ｃｕ：２．０％以下、
Ｎ：０．００５〜０．０３５％、
残部Ｆｅおよび不純物からなり、
下記式（１）で表されるＦＶ値が０．２５以上または−０．２５以下である、フェライト系ステンレス鋼。
ＦＶ＝ＣＣｒ＋ＣＳｉ＋ＣＴｉ−ＣＦｅ−ＣＮｉ−ＣＣｕ−ＣＮｂ−ＣＭｏ ・・・（１）
前記式（１）中、ＣＣｒ、ＣＳｉ、ＣＴｉ、ＣＦｅ、ＣＮｉ、ＣＣｕ、ＣＮｂおよびＣＭｏは、それぞれ、皮膜最表層中の全金属元素のカチオン量（原子％）の合計を１としたときの、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＮｂおよびＭｏのカチオン分率である。
［２］
Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
Ａｌ：０．００１〜０．３％、
Ｃａ：０．０００１〜０．３％、
Ｂ：０．０００１〜０．１％、
Ｃｏ：０．００１〜０．５％、
Ｍｇ：０．００１〜０．５％、および
ＲＥＭ：０．００１〜０．５％
からなる群から選択される１種または２種以上を含有する、［１］に記載のフェライト系ステンレス鋼。
［３］
Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
Ｓｎ：０．００１〜０．５％、
Ｖ：０．００１〜０．５％、
Ｗ：０．００１〜０．５％、
Ｚｒ：０．００１〜０．５％、
Ｈｆ：０．００１〜０．５％、
Ｔａ：０．００１〜０．５％、
Ｇａ：０．００１〜０．５％、および
Ｓｂ：０．００１〜０．５％からなる群から選択される１種または２種以上を含有する、［１］または［２］に記載のフェライト系ステンレス鋼。
［４］
質量％で、
Ｃ：０．１５０％以下、
Ｓｉ：２．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ：０．０４％以下、
Ｓ：０．０５％以下、
Ｎｉ：０．６％以下、
Ｃｒ：１０．０〜３５．０％、
Ｔｉ：０．５０％以下、
Ｎｂ：０．５０％以下、
Ｍｏ：６．０％以下、
Ｃｕ：２．０％以下、
Ｎ：０．００５〜０．０３５％、
残部Ｆｅおよび不純物からなるステンレス素材を、ｐＨ１．０以下、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ以上の溶液中に６０〜１２０秒浸漬する第１浸漬工程と、
前記第１浸漬工程後の前記ステンレス素材を、ｐＨ４．０〜８．０、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上の溶液中に５〜６０秒浸漬する第２浸漬工程と、
を含む、フェライト系ステンレス鋼の製造方法。
［５］
質量％で、
Ｃ：０．１５０％以下、
Ｓｉ：２．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ：０．０４％以下、
Ｓ：０．０５％以下、
Ｎｉ：０．６％以下、
Ｃｒ：１０．０〜３５．０％、
Ｔｉ：０．５０％以下、
Ｎｂ：０．５０％以下、
Ｍｏ：６．０％以下、
Ｃｕ：２．０％以下、
Ｎ：０．００５〜０．０３５％、
残部Ｆｅおよび不純物からなるステンレス素材を、ｐＨ４．０〜８．０、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上の溶液中に６０〜１２０秒浸漬する第３浸漬工程と、
前記第３浸漬工程後のステンレス素材を、ｐＨ１．０以下、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ以上の溶液中に５〜３０秒浸漬する第４浸漬工程と、を含む、フェライト系ステンレス鋼の製造方法。
［６］
前記ステンレス素材は、熱間加工後のステンレス鋼または冷間加工後のステンレス鋼である、［４］または［５］に記載のフェライト系ステンレス鋼の製造方法。
［７］
質量％で、
Ｃ：０．１５０％以下、
Ｓｉ：２．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ：０．０４％以下、
Ｓ：０．０５％以下、
Ｎｉ：０．６％以下、
Ｃｒ：１０．０〜３５．０％、
Ｔｉ：０．５０％以下、
Ｎｂ：０．５０％以下、
Ｍｏ：６．０％以下、
Ｃｕ：２．０％以下、
Ｎ：０．００５〜０．０３５％、
残部Ｆｅおよび不純物からなるステンレス素材に、光輝焼鈍を施す光輝焼鈍工程と、
前記光輝焼鈍工程後のステンレス素材を、ｐＨ４．０〜８．０、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上の溶液中に５〜６０秒浸漬する第５浸漬工程と、を含む、フェライト系ステンレス鋼の製造方法。
本発明によれば、塩化物に起因した腐食に対して優れた耐食性を有するフェライト系ステンレス鋼およびフェライト系ステンレス鋼の製造方法を提供することが可能である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
＜フェライト系ステンレス鋼＞
＜フェライト系ステンレス鋼の製造方法＞
（第１の製造方法）
（第２の製造方法）
（第１の製造方法および第２の製造方法の変形例）
（第３の製造方法）
（第３の製造方法の変形例）
＜フェライト系ステンレス鋼＞
＜フェライト系ステンレス鋼の製造方法＞
（第１の製造方法）
（第２の製造方法）
（第１の製造方法および第２の製造方法の変形例）
（第３の製造方法）
（第３の製造方法の変形例）
＜フェライト系ステンレス鋼＞
本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼は、質量％で、Ｃ：０．１５０％以下、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ｎｉ：０．６％以下、Ｃｒ：１０．０〜３５．０％、Ｔｉ：０．５０％以下、Ｎｂ：０．５０％以下、Ｍｏ：６．０％以下、Ｃｕ：２．０％以下、Ｎ：０．００５〜０．０３５％、残部Ｆｅおよび不純物からなり、下記式（１）で表されるＦＶ値が０．２５以上または−０．２５以下である。
ＦＶ＝ＣＣｒ＋ＣＳｉ＋ＣＴｉ−ＣＦｅ−ＣＮｉ−ＣＣｕ−ＣＮｂ−ＣＭｏ ・・・（１）
前記式（１）中、ＣＣｒ、ＣＳｉ、ＣＴｉ、ＣＦｅ、ＣＮｉ、ＣＣｕ、ＣＮｂおよびＣＭｏは、それぞれ、皮膜最表層中の全金属元素のカチオン量（原子％）の合計を１としたときの、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＮｂおよびＭｏのカチオン分率である。
以下に、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼について詳細に説明する。
本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼は、質量％で、Ｃ：０．１５０％以下、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ｎｉ：０．６％以下、Ｃｒ：１０．０〜３５．０％、Ｔｉ：０．５０％以下、Ｎｂ：０．５０％以下、Ｍｏ：６．０％以下、Ｃｕ：２．０％以下、Ｎ：０．００５〜０．０３５％、残部Ｆｅおよび不純物からなり、下記式（１）で表されるＦＶ値が０．２５以上または−０．２５以下である。
ＦＶ＝ＣＣｒ＋ＣＳｉ＋ＣＴｉ−ＣＦｅ−ＣＮｉ−ＣＣｕ−ＣＮｂ−ＣＭｏ ・・・（１）
前記式（１）中、ＣＣｒ、ＣＳｉ、ＣＴｉ、ＣＦｅ、ＣＮｉ、ＣＣｕ、ＣＮｂおよびＣＭｏは、それぞれ、皮膜最表層中の全金属元素のカチオン量（原子％）の合計を１としたときの、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＮｂおよびＭｏのカチオン分率である。
以下に、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼について詳細に説明する。
［鋼の化学成分］
まず、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼の化学成分について説明する。なお、成分を示す％は質量％を意味する。
まず、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼の化学成分について説明する。なお、成分を示す％は質量％を意味する。
Ｃ：０．１５０％以下
Ｃは、耐粒界腐食性、加工性を低下させるため、その含有量を低く抑える必要がある。そのため、Ｃ含有量を０．１５０％以下とする。Ｃ含有量は、好ましくは０．１００％以下であり、より好ましくは０．０２５％以下である。Ｃ含有量の下限は特に限定しない。しかしながら、コストの観点から、Ｃ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｃ含有量は、より好ましくは０．００３％以上である。
Ｃは、耐粒界腐食性、加工性を低下させるため、その含有量を低く抑える必要がある。そのため、Ｃ含有量を０．１５０％以下とする。Ｃ含有量は、好ましくは０．１００％以下であり、より好ましくは０．０２５％以下である。Ｃ含有量の下限は特に限定しない。しかしながら、コストの観点から、Ｃ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｃ含有量は、より好ましくは０．００３％以上である。
Ｓｉ：２．０％以下
Ｓｉは、脱酸剤、脱硫剤として作用する。Ｓｉ含有量が２．０％を超えて含有されると靭性が低下するので、Ｓｉ含有量は２．０％以下とする。Ｓｉ含有量は、好ましくは１．００％以下であり、より好ましくは０．８０％以下である。Ｃ含有量の下限は特に限定しない。しかしながら、Ｓｉが脱酸剤、脱硫剤として十分に作用するには、Ｓｉ含有量は、好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは、０．０５％以上である。
Ｓｉは、脱酸剤、脱硫剤として作用する。Ｓｉ含有量が２．０％を超えて含有されると靭性が低下するので、Ｓｉ含有量は２．０％以下とする。Ｓｉ含有量は、好ましくは１．００％以下であり、より好ましくは０．８０％以下である。Ｃ含有量の下限は特に限定しない。しかしながら、Ｓｉが脱酸剤、脱硫剤として十分に作用するには、Ｓｉ含有量は、好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは、０．０５％以上である。
Ｍｎ：１．０％以下
Ｍｎは、脱酸元素として有用であるが、Ｍｎが過剰に含有すると、耐酸化性、耐食性が低下する。そのため、Ｍｎ含有量は、１．０％以下とする。Ｍｎ含有量は、好ましくは０．８％以下であり、より好ましくは０．５％以下である。一方、Ｍｎ含有量の下限は、特に限定しない。しかしながら、コストの観点から、Ｍｎ含有量は、好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０５％以上である。
Ｍｎは、脱酸元素として有用であるが、Ｍｎが過剰に含有すると、耐酸化性、耐食性が低下する。そのため、Ｍｎ含有量は、１．０％以下とする。Ｍｎ含有量は、好ましくは０．８％以下であり、より好ましくは０．５％以下である。一方、Ｍｎ含有量の下限は、特に限定しない。しかしながら、コストの観点から、Ｍｎ含有量は、好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０５％以上である。
Ｐ：０．０４％以下
Ｐは、ステンレス鋼中に不可避的に含有される元素である。Ｐは、加工性や溶接性を劣化させ、また、製造性をも劣化させる元素であるため、その含有量を制限する必要がある。そのため、Ｐ含有量を０．０４％以下とする。Ｐ含有量は、好ましくは０．０３５％以下であり、より好ましくは０．０３０％以下である。下限は特に限定しないが、コストの観点から、Ｐ含有量は、好ましくは０．００５％以上である。
Ｐは、ステンレス鋼中に不可避的に含有される元素である。Ｐは、加工性や溶接性を劣化させ、また、製造性をも劣化させる元素であるため、その含有量を制限する必要がある。そのため、Ｐ含有量を０．０４％以下とする。Ｐ含有量は、好ましくは０．０３５％以下であり、より好ましくは０．０３０％以下である。下限は特に限定しないが、コストの観点から、Ｐ含有量は、好ましくは０．００５％以上である。
Ｓ：０．０５％以下
Ｓは熱間加工性、靭性および耐食性を劣化させるため、Ｓ含有量を０．０５％以下に制限する。Ｓ含有量は、好ましくは０．０１％以下であり、より好ましくは０．００１％以下である。一方、Ｓ含有量の下限は特段制限されない。しかし、過度にＳ含有量を低減させると原料コストと精錬コストが高くなるため、Ｓ含有量は、好ましくは０．０００３％以上である。
Ｓは熱間加工性、靭性および耐食性を劣化させるため、Ｓ含有量を０．０５％以下に制限する。Ｓ含有量は、好ましくは０．０１％以下であり、より好ましくは０．００１％以下である。一方、Ｓ含有量の下限は特段制限されない。しかし、過度にＳ含有量を低減させると原料コストと精錬コストが高くなるため、Ｓ含有量は、好ましくは０．０００３％以上である。
Ｎｉ：０．６％以下
Ｎｉの過剰な含有は、コストの増加に繋がる。よって、Ｎｉ含有量を０．６％以下とする。Ｎｉ含有量は、好ましくは０．５％以下であり、より好ましくは０．３０％以下である。下限は特に限定しないが、Ｎｉは耐食性を向上させるため、Ｎｉ含有量は、０．０１％以上であることが好ましい。Ｎｉ含有量は、より好ましくは０．０５％以上である。
Ｎｉの過剰な含有は、コストの増加に繋がる。よって、Ｎｉ含有量を０．６％以下とする。Ｎｉ含有量は、好ましくは０．５％以下であり、より好ましくは０．３０％以下である。下限は特に限定しないが、Ｎｉは耐食性を向上させるため、Ｎｉ含有量は、０．０１％以上であることが好ましい。Ｎｉ含有量は、より好ましくは０．０５％以上である。
Ｃｒ：１０．０〜３５．０％
Ｃｒは、塩化物に対する耐食性および耐酸化性を向上させる。そのため、Ｃｒ含有量は、１０．０％以上とする。Ｃｒ含有量は、好ましくは１２．０％以上であり、より好ましくは１４．０％以上である。Ｃｒ含有量が多いほど、耐酸化性および耐食性は向上するが、加工性、製造性が低下する。そのため、Ｃｒ含有量は、３５．０％以下とする。Ｃｒ含有量は、好ましくは３０．００％以下であり、より好ましくは２５．００％以下である。
Ｃｒは、塩化物に対する耐食性および耐酸化性を向上させる。そのため、Ｃｒ含有量は、１０．０％以上とする。Ｃｒ含有量は、好ましくは１２．０％以上であり、より好ましくは１４．０％以上である。Ｃｒ含有量が多いほど、耐酸化性および耐食性は向上するが、加工性、製造性が低下する。そのため、Ｃｒ含有量は、３５．０％以下とする。Ｃｒ含有量は、好ましくは３０．００％以下であり、より好ましくは２５．００％以下である。
Ｔｉ：０．５０％以下
ＴｉはＣ、Ｎを固定してＣｒ炭化物析出による鋭敏化を防ぎ、耐食性を向上させる元素である。一方、Ｔｉの過剰な含有は、合金コスト増加や靭性の低下、鋼中介在物増加による耐食性低下、製造性低下に繋がる。そのため、Ｔｉ含有量を０．５０％以下とする。Ｔｉ含有量は、好ましくは０．３０％以下であり、より好ましくは０．２０％以下である。下限は特に限定しないが、Ｔｉ含有量が０．００５％以上なら耐食性が向上する。そのため、Ｔｉ含有量は、好ましくは０．００５％以上であり、より好ましくは０．０１０％以上である。
ＴｉはＣ、Ｎを固定してＣｒ炭化物析出による鋭敏化を防ぎ、耐食性を向上させる元素である。一方、Ｔｉの過剰な含有は、合金コスト増加や靭性の低下、鋼中介在物増加による耐食性低下、製造性低下に繋がる。そのため、Ｔｉ含有量を０．５０％以下とする。Ｔｉ含有量は、好ましくは０．３０％以下であり、より好ましくは０．２０％以下である。下限は特に限定しないが、Ｔｉ含有量が０．００５％以上なら耐食性が向上する。そのため、Ｔｉ含有量は、好ましくは０．００５％以上であり、より好ましくは０．０１０％以上である。
Ｎｂ：０．５０％以下
ＮｂはＣ、Ｎを固定してＣｒ炭化物析出による鋭敏化を防ぎ、耐食性を向上させる元素である。一方、Ｎｂの過剰な含有は、合金コスト増加や靭性の低下、鋼中介在物増加による耐食性低下、製造性低下に繋がる。そのため、Ｎｂ含有量を０．５０％以下とする。Ｎｂ含有量は、好ましくは０．４０％以下であり、より好ましくは０．３０％以下である。下限は特に限定しないが、Ｎｂ含有量が０．００５％以上であれば耐食性が向上する。そのため、Ｎｂ含有量は、好ましくは０．００５％以上であり、より好ましくは０．０１０％以上である。
ＮｂはＣ、Ｎを固定してＣｒ炭化物析出による鋭敏化を防ぎ、耐食性を向上させる元素である。一方、Ｎｂの過剰な含有は、合金コスト増加や靭性の低下、鋼中介在物増加による耐食性低下、製造性低下に繋がる。そのため、Ｎｂ含有量を０．５０％以下とする。Ｎｂ含有量は、好ましくは０．４０％以下であり、より好ましくは０．３０％以下である。下限は特に限定しないが、Ｎｂ含有量が０．００５％以上であれば耐食性が向上する。そのため、Ｎｂ含有量は、好ましくは０．００５％以上であり、より好ましくは０．０１０％以上である。
Ｍｏ：６．０％以下
Ｍｏは高い耐食性向上効果を有するが、非常に高価な元素であり、Ｍｏ含有量が過剰であると、製造コストが増大する。また、Ｍｏの過剰な含有は、ステンレス鋼の硬質化を招き加工性が劣化する。このため、Ｍｏ含有量を６．０％以下とする。Ｍｏ含有量は、好ましくは５．０％以下であり、より好ましくは４．０％以下である。下限は特に限定しないが、Ｍｏ含有量が０．０１％以上であれば耐食性が向上する。そのため、Ｍｏ含有量は、好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０５％以上である。
Ｍｏは高い耐食性向上効果を有するが、非常に高価な元素であり、Ｍｏ含有量が過剰であると、製造コストが増大する。また、Ｍｏの過剰な含有は、ステンレス鋼の硬質化を招き加工性が劣化する。このため、Ｍｏ含有量を６．０％以下とする。Ｍｏ含有量は、好ましくは５．０％以下であり、より好ましくは４．０％以下である。下限は特に限定しないが、Ｍｏ含有量が０．０１％以上であれば耐食性が向上する。そのため、Ｍｏ含有量は、好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０５％以上である。
Ｃｕ：２．０％以下
Ｃｕは、耐食性を向上させる。一方、Ｃｕの過剰な含有はコスト増加に繋がる。そのため、Ｃｕ含有量を２．０％以下とする。Ｃｕ含有量は、好ましくは１．０％以下であり、より好ましくは０．８％以下である。下限は特に限定しないが、Ｃｕ含有量が０．０１％以上であれば耐食性が向上する。そのためＣｕ含有量は、好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．２０％以上である。
Ｃｕは、耐食性を向上させる。一方、Ｃｕの過剰な含有はコスト増加に繋がる。そのため、Ｃｕ含有量を２．０％以下とする。Ｃｕ含有量は、好ましくは１．０％以下であり、より好ましくは０．８％以下である。下限は特に限定しないが、Ｃｕ含有量が０．０１％以上であれば耐食性が向上する。そのためＣｕ含有量は、好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．２０％以上である。
Ｎ：０．００５〜０．０３５％
Ｎは、耐孔食性に有用な元素であるが、耐粒界腐食性、加工性を低下させ、耐酸化性および耐食性をも低下させる。そのため、Ｎ含有量を低く抑える必要がある。そのため、Ｎ含有量を０．０３５％以下とする。Ｎ含有量は、好ましくは０．０３００％以下であり、より好ましくは０．０１５０％以下である。一方、Ｎ含有量を過度に低めることは精練コストを上昇させる。そのため、Ｎ含有量を０．００５％以上とする。Ｎ含有量は、好ましくは０．００５０％以上であり、より好ましくは０．００８０％以上である。
Ｎは、耐孔食性に有用な元素であるが、耐粒界腐食性、加工性を低下させ、耐酸化性および耐食性をも低下させる。そのため、Ｎ含有量を低く抑える必要がある。そのため、Ｎ含有量を０．０３５％以下とする。Ｎ含有量は、好ましくは０．０３００％以下であり、より好ましくは０．０１５０％以下である。一方、Ｎ含有量を過度に低めることは精練コストを上昇させる。そのため、Ｎ含有量を０．００５％以上とする。Ｎ含有量は、好ましくは０．００５０％以上であり、より好ましくは０．００８０％以上である。
本発明に係るフェライト系ステンレス鋼では、上述した元素以外の残部は、Ｆｅおよび不純物である。しかしながら、上述した各元素以外の他の元素も、本実施形態の効果を損なわない範囲で含有させることが出来る。なお、ここで言う不純物とは、本発明に係るフェライト系ステンレス鋼を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
以上、本発明に係るフェライト系ステンレス鋼の基本成分について説明したが、本発明に係るフェライト系ステンレス鋼は、Ｆｅの一部に代えて、Ａｌ：０．００１〜０．３％、Ｃａ：０．００１〜０．３％、Ｂ：０．０００１〜０．１％、Ｃｏ：０．００１〜０．５％、Ｍｇ：０．００１〜０．５％、およびＲＥＭ：０．００１〜０．５％からなる群から選択される１種または２種以上を含有することが好ましい。上記元素は、製造性を向上させる元素である。なお、これらの元素は、含有されなくてもよいため、これらの元素の含有量の下限は、０％である。
Ａｌ：０．００１〜０．３％
Ａｌは脱酸効果を有する元素である。Ａｌによる脱酸効果を安定して得るためには、Ａｌ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ａｌ含有量は、より好ましくは、０．００５％以上である。一方、Ａｌは、Ｎとともに窒化物を形成しやすく、窒化物が形成されると靭性が大きく低下する。そのため、Ａｌ含有量は、好ましくは、０．３％以下である。Ａｌ含有量は、より好ましくは、０．２％以下である。
Ａｌは脱酸効果を有する元素である。Ａｌによる脱酸効果を安定して得るためには、Ａｌ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ａｌ含有量は、より好ましくは、０．００５％以上である。一方、Ａｌは、Ｎとともに窒化物を形成しやすく、窒化物が形成されると靭性が大きく低下する。そのため、Ａｌ含有量は、好ましくは、０．３％以下である。Ａｌ含有量は、より好ましくは、０．２％以下である。
Ｃａ：０．０００１〜０．３％
Ｃａは、脱硫効果を有する元素である。Ｃａによる脱硫効果を安定して得るためには、Ｃａ含有量は、０．０００１％以上であることが好ましい。Ｃａ含有量は、より好ましくは、０．００１％以上である。一方、Ｃａが過剰に含有すると、水溶性の介在物ＣａＳが生成して耐食性を低下させる。そのため、Ｃａ含有量は、好ましくは０．３％以下である。Ｃａ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
Ｃａは、脱硫効果を有する元素である。Ｃａによる脱硫効果を安定して得るためには、Ｃａ含有量は、０．０００１％以上であることが好ましい。Ｃａ含有量は、より好ましくは、０．００１％以上である。一方、Ｃａが過剰に含有すると、水溶性の介在物ＣａＳが生成して耐食性を低下させる。そのため、Ｃａ含有量は、好ましくは０．３％以下である。Ｃａ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
Ｂ：０．０００１〜０．１％
Ｂは、二次加工脆化や熱間加工性劣化を抑制する効果を有する元素である。Ｂによる上記効果を安定して得るためには、Ｂ含有量は、好ましくは０．０００１％以上である。Ｂ含有量は、より好ましくは０．０００５％以上である。一方、Ｂ含有量が０．１％を超えると、かえって熱間加工性が劣化する場合がある。そのため、Ｂ含有量は、好ましくは、０．１％以下である。Ｂ含有量は、より好ましくは０．０１％以下である。
Ｂは、二次加工脆化や熱間加工性劣化を抑制する効果を有する元素である。Ｂによる上記効果を安定して得るためには、Ｂ含有量は、好ましくは０．０００１％以上である。Ｂ含有量は、より好ましくは０．０００５％以上である。一方、Ｂ含有量が０．１％を超えると、かえって熱間加工性が劣化する場合がある。そのため、Ｂ含有量は、好ましくは、０．１％以下である。Ｂ含有量は、より好ましくは０．０１％以下である。
Ｃｏ：０．００１〜０．５％
Ｃｏは、二次加工性と靭性を向上させる元素である。Ｃｏによる上記効果を安定して得るためには、Ｃｏ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｃｏ含有量は、より好ましくは、０．０１％以上である。一方、Ｃｏは稀少な元素であり高価であるため、Ｃｏ含有量は、０．５％以下であることが好ましい。Ｃｏ含有量は、より好ましくは、０．２％以下である。
Ｃｏは、二次加工性と靭性を向上させる元素である。Ｃｏによる上記効果を安定して得るためには、Ｃｏ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｃｏ含有量は、より好ましくは、０．０１％以上である。一方、Ｃｏは稀少な元素であり高価であるため、Ｃｏ含有量は、０．５％以下であることが好ましい。Ｃｏ含有量は、より好ましくは、０．２％以下である。
Ｍｇ：０．０００１〜０．５％
Ｍｇは、組織を微細化し、加工性と靭性を向上させる元素である。Ｍｇによる上記効果を安定して得るためには、Ｍｇ含有量は、０．０００１％以上であることが好ましい。Ｍｇ含有量は、より好ましくは、０．００１％以上である。一方、Ｍｇが過剰に含有されると、製造性が低下することがある。そのため、Ｍｇ含有量は、好ましくは０．５％以下である。Ｍｇ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
Ｍｇは、組織を微細化し、加工性と靭性を向上させる元素である。Ｍｇによる上記効果を安定して得るためには、Ｍｇ含有量は、０．０００１％以上であることが好ましい。Ｍｇ含有量は、より好ましくは、０．００１％以上である。一方、Ｍｇが過剰に含有されると、製造性が低下することがある。そのため、Ｍｇ含有量は、好ましくは０．５％以下である。Ｍｇ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
ＲＥＭ：０．００１〜０．５％
ＲＥＭは、脱酸効果等を有する元素であり、精練で有用な元素である。ＲＥＭによる脱酸効果等を安定して得るためには、ＲＥＭ含有量は、０．００１％以上を含有することが好ましい。ＲＥＭ含有量は、より好ましくは０．０５％以上である。一方、ＲＥＭが過剰に含有されると、加工性が低下することがある。そのため、ＲＥＭ含有量は、好ましくは０．５％以下である。ＲＥＭ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
なお、ＲＥＭ（希土類元素）は、Ｓｃ、Ｙ、およびＬａからＬｕまでの１５元素（ランタノイド）であり、ＲＥＭは、上記の元素から選択される１種以上である。２種類以上の元素がＲＥＭとして含有される場合、ＲＥＭ含有量とは、含有される元素の合計量を言う。
ＲＥＭは、脱酸効果等を有する元素であり、精練で有用な元素である。ＲＥＭによる脱酸効果等を安定して得るためには、ＲＥＭ含有量は、０．００１％以上を含有することが好ましい。ＲＥＭ含有量は、より好ましくは０．０５％以上である。一方、ＲＥＭが過剰に含有されると、加工性が低下することがある。そのため、ＲＥＭ含有量は、好ましくは０．５％以下である。ＲＥＭ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
なお、ＲＥＭ（希土類元素）は、Ｓｃ、Ｙ、およびＬａからＬｕまでの１５元素（ランタノイド）であり、ＲＥＭは、上記の元素から選択される１種以上である。２種類以上の元素がＲＥＭとして含有される場合、ＲＥＭ含有量とは、含有される元素の合計量を言う。
さらに、本発明に係るフェライト系ステンレス鋼は、Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｓｎ：０．００１〜０．５％、Ｖ：０．００１〜０．５％、Ｗ：０．００１〜０．５％、Ｚｒ：０．００１〜０．５％、Ｈｆ：０．００１〜０．５％、Ｔａ：０．００１〜０．５％、Ｇａ：０．００１〜０．５％、およびＳｂ：０．００１〜０．５％からなる群から選択される１種または２種以上を含有することが好ましい。これらの元素は、耐食性を向上させる元素である。なお、これらの元素は、含有されなくてもよいため、これらの元素の含有量の下限は、０％である。
Ｓｎ：０．００１〜０．５％、
Ｓｎは耐食性を向上させる元素である。Ｓｎによる耐食性向上効果を安定して得るためには、Ｓｎ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｓｎ含有量は、より好ましくは０．０１％以上である。一方、Ｓｎの過剰な含有はコスト増加に繋がる。そのため、Ｓｎ含有量は、好ましくは０．５％以下である。Ｓｎ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
Ｓｎは耐食性を向上させる元素である。Ｓｎによる耐食性向上効果を安定して得るためには、Ｓｎ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｓｎ含有量は、より好ましくは０．０１％以上である。一方、Ｓｎの過剰な含有はコスト増加に繋がる。そのため、Ｓｎ含有量は、好ましくは０．５％以下である。Ｓｎ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
Ｖ：０．００１〜０．５％
Ｖは、炭化物生成元素である。Ｖが含有されると優先的にＶ炭化物が生成し、Ｃｒ炭化物の生成が抑制される。これにより、Ｃｒ炭化物による耐食性低下を抑制できる。更に耐食性を向上させる元素である。上記効果を得るためには、Ｖ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｖ含有量は、より好ましくは０．００５％以上である。一方、Ｖ含有量が多いと硬質化を招くため、Ｖ含有量は、０．５％以下であることが好ましい。Ｖ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
Ｖは、炭化物生成元素である。Ｖが含有されると優先的にＶ炭化物が生成し、Ｃｒ炭化物の生成が抑制される。これにより、Ｃｒ炭化物による耐食性低下を抑制できる。更に耐食性を向上させる元素である。上記効果を得るためには、Ｖ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｖ含有量は、より好ましくは０．００５％以上である。一方、Ｖ含有量が多いと硬質化を招くため、Ｖ含有量は、０．５％以下であることが好ましい。Ｖ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
Ｗ：０．００１〜０．５％
Ｗは、耐食性を向上させる元素である。Ｗによる耐食性向上効果を安定して得るためには、Ｗ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｗ含有量は、より好ましくは０．０１％以上である。一方、Ｗが過剰に含有されると、加工性が劣化することがある。そのため、Ｗ含有量は、好ましくは０．５％以下である。Ｗ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
Ｗは、耐食性を向上させる元素である。Ｗによる耐食性向上効果を安定して得るためには、Ｗ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｗ含有量は、より好ましくは０．０１％以上である。一方、Ｗが過剰に含有されると、加工性が劣化することがある。そのため、Ｗ含有量は、好ましくは０．５％以下である。Ｗ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
Ｚｒ：０．００１〜０．５％
Ｚｒは、耐食性を向上させる元素である。Ｚｒによる耐食性向上効果を安定して得るためには、Ｚｒ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｚｒ含有量は、より好ましくは０．０１％以上である。一方、Ｚｒが過剰に含有されると、加工性が劣化することがある。そのため、Ｚｒ含有量は、好ましくは０．５％以下である。Ｚｒ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
Ｚｒは、耐食性を向上させる元素である。Ｚｒによる耐食性向上効果を安定して得るためには、Ｚｒ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｚｒ含有量は、より好ましくは０．０１％以上である。一方、Ｚｒが過剰に含有されると、加工性が劣化することがある。そのため、Ｚｒ含有量は、好ましくは０．５％以下である。Ｚｒ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
Ｈｆ：０．００１〜０．５％
Ｈｆは、耐食性を向上させる元素である。Ｈｆによる上記効果を安定して得るためには、Ｈｆ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｈｆ含有量は、より好ましくは、０．０５％以上である。一方、Ｈｆが過剰に含有されると、加工性が低下することがある。そのため、Ｈｆ含有量は、好ましくは０．５％以下である。Ｈｆ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
Ｈｆは、耐食性を向上させる元素である。Ｈｆによる上記効果を安定して得るためには、Ｈｆ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｈｆ含有量は、より好ましくは、０．０５％以上である。一方、Ｈｆが過剰に含有されると、加工性が低下することがある。そのため、Ｈｆ含有量は、好ましくは０．５％以下である。Ｈｆ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
Ｔａ：０．００１〜０．５％
Ｔａは介在物の改質により耐食性を向上させる元素である。Ｔａによる上記効果を安定して得るためには、Ｔａ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｔａ含有量は、より好ましくは０．０５％以上である。一方、過剰なＴａの含有は、常温での延性の低下や靭性の低下を招く場合がある。このため、Ｔａ含有量は、好ましくは、０．５％以下である。Ｔａ含有量は、より好ましくは、０．２％以下である。
Ｔａは介在物の改質により耐食性を向上させる元素である。Ｔａによる上記効果を安定して得るためには、Ｔａ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｔａ含有量は、より好ましくは０．０５％以上である。一方、過剰なＴａの含有は、常温での延性の低下や靭性の低下を招く場合がある。このため、Ｔａ含有量は、好ましくは、０．５％以下である。Ｔａ含有量は、より好ましくは、０．２％以下である。
Ｇａ：０．００１〜０．５％
Ｇａは耐食性と耐水素脆化性を向上させる元素である。Ｇａによる上記効果を安定して得るためには、Ｇａ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｇａ含有量は、より好ましくは０．０５％以上である。一方、Ｇａ含有量が０．５％超では、上記効果が飽和し、コスト増に繋がるのみである。そのため、Ｇａ含有量は、好ましくは、０．５％以下である。Ｇａ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
Ｇａは耐食性と耐水素脆化性を向上させる元素である。Ｇａによる上記効果を安定して得るためには、Ｇａ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｇａ含有量は、より好ましくは０．０５％以上である。一方、Ｇａ含有量が０．５％超では、上記効果が飽和し、コスト増に繋がるのみである。そのため、Ｇａ含有量は、好ましくは、０．５％以下である。Ｇａ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
Ｓｂ：０．００１〜０．５％
Ｓｂは、耐食性を向上させる元素である。Ｓｂによる耐食性向上効果を安定して得るためには、Ｓｂ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｓｂ含有量は、より好ましくは０．０５％以上である。一方、Ｓｂの過剰な含有はコスト増加に繋がる。そのため、Ｓｂ含有量は、好ましくは０．５％以下である。Ｓｂ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
Ｓｂは、耐食性を向上させる元素である。Ｓｂによる耐食性向上効果を安定して得るためには、Ｓｂ含有量は、０．００１％以上であることが好ましい。Ｓｂ含有量は、より好ましくは０．０５％以上である。一方、Ｓｂの過剰な含有はコスト増加に繋がる。そのため、Ｓｂ含有量は、好ましくは０．５％以下である。Ｓｂ含有量は、より好ましくは０．２％以下である。
［酸化皮膜］
本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼は、表面に酸化皮膜を有する。酸化皮膜において、下記式（１）で表されるＦＶ値が０．２５以上または−０．２５以下である。
ＦＶ＝ＣＣｒ＋ＣＳｉ＋ＣＴｉ−ＣＦｅ−ＣＮｉ−ＣＣｕ−ＣＮｂ−ＣＭｏ ・・・（１）
上記式（１）中、ＣＣｒ、ＣＳｉ、ＣＴｉ、ＣＦｅ、ＣＮｉ、ＣＣｕ、ＣＮｂおよびＣＭｏは、それぞれ、皮膜最表層中の全金属元素のカチオン量の合計を１としたときの、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＮｂおよびＭｏのカチオン分率である。
本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼は、表面に酸化皮膜を有する。酸化皮膜において、下記式（１）で表されるＦＶ値が０．２５以上または−０．２５以下である。
ＦＶ＝ＣＣｒ＋ＣＳｉ＋ＣＴｉ−ＣＦｅ−ＣＮｉ−ＣＣｕ−ＣＮｂ−ＣＭｏ ・・・（１）
上記式（１）中、ＣＣｒ、ＣＳｉ、ＣＴｉ、ＣＦｅ、ＣＮｉ、ＣＣｕ、ＣＮｂおよびＣＭｏは、それぞれ、皮膜最表層中の全金属元素のカチオン量の合計を１としたときの、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＮｂおよびＭｏのカチオン分率である。
酸化皮膜におけるＣｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＮｂおよびＭｏの含有量に応じて、その酸化皮膜の仕事関数が変化する。そのため、上記元素のカチオン分率が変化すると、塩化物イオンに起因する腐食に対する耐食性が変化する。上記式（１）で表されるＦＶ値が０．２５以上または−０．２５以下であれば、塩化物イオンに起因する腐食に対する耐食性が向上する。ＦＶ値は、好ましくは、０．２８以上または−０．２８以下である。
ここでいう皮膜最表層とは、酸化皮膜をスパッタリングなどで破壊する前の表面（深さ数ｎｍ）であり、ＦＶ値を算出するのに用いる金属元素の成分はこの皮膜最表層をオージェ電子分光法で分析して得られた金属元素の成分である。
酸化皮膜中のＣｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＮｂおよびＭｏの存在状態は、Ｘ線光電子分光法により調べることができる。例えば、加速圧１０．０ｋｅＶとし、照射電流１０．０ｎＡとした場合、これらの元素の状態は、以下の結合エネルギーでのピークの有無により確認することができる。
Ｃｒ：５２５〜５３５ｅＶ
Ｓｉ：１６１５〜１６２５ｅＶ
Ｔｉ：４１５〜４２５ｅＶ
Ｆｅ：７００〜７１０ｅＶ
Ｎｉ：８４５〜８５５ｅＶ
Ｃｕ：９１５〜９２５ｅＶ
Ｎｂ：１６５〜１７５ｅＶ
Ｍｏ：１８５〜１９５ｅＶ
Ｓｉ：１６１５〜１６２５ｅＶ
Ｔｉ：４１５〜４２５ｅＶ
Ｆｅ：７００〜７１０ｅＶ
Ｎｉ：８４５〜８５５ｅＶ
Ｃｕ：９１５〜９２５ｅＶ
Ｎｂ：１６５〜１７５ｅＶ
Ｍｏ：１８５〜１９５ｅＶ
全金属元素のカチオン量に対する上記元素のカチオン分率は、オージェ電子分光法を用いて、以下の方法で求めることができる。表面に加工および化学処理を施さず、スパッタなど行わずに、ＡＥＳ（オージェ電子分光分析装置）を用いてカチオン元素のスペクトルを測定し、そのスペクトルの微分ピークの強度値を算出する。その強度値は、「ピーク最大強度値−スペクトルのバックグラウンド値」とする。さらにその強度値を相対感度因子で補正（強度値÷相対感度因子）し、測定されたカチオン元素の合計量を１とした場合の、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＮｂおよびＭｏのカチオン分率を求める。なお、酸化皮膜の表面には異物が吸着することがあり、耐食性に寄与する元素のカチオン量を求める際に阻害要因となることが考えられる。そのため、分析前の試料はアセトンなどの有機溶剤で超音波洗浄するなど、表面の異物を十分に除去する必要がある。また、有機溶剤での洗浄でＣなどの異物が十分に除去できない可能性もあるため、Ｃが５０原子％以上検出された場合は、その値は除外し、０．５ｎｍ以下の間隔でスパッタし、Ｃが５０原子％未満となった深さ以降の分析値を用いてＦＶ値を計算する。
ここまで、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼の酸化皮膜について説明した。本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼によれば、塩化物イオンに起因する腐食に対する耐食性が向上する。
なお、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼は、薄板、厚板、線材、棒材等、種々の形状であってよい。
＜フェライト系ステンレス鋼の製造方法＞
（第１の製造方法）
本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼の製造方法は、製鋼工程、熱間圧延工程、熱延後焼鈍工程、熱延板酸洗工程、冷間圧延工程、冷延後焼鈍工程、冷延板酸洗工程、第１浸漬工程、および、第２浸漬工程を含む。第１浸漬工程および第２浸漬工程以外の工程については、製造条件は特段制限されず、公知の方法を適用することができる。第１の製造方法においては、第１浸漬工程および第２浸漬工程が極めて重要である。以下に、第１浸漬工程および第２浸漬工程を詳細に説明する。
（第１の製造方法）
本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼の製造方法は、製鋼工程、熱間圧延工程、熱延後焼鈍工程、熱延板酸洗工程、冷間圧延工程、冷延後焼鈍工程、冷延板酸洗工程、第１浸漬工程、および、第２浸漬工程を含む。第１浸漬工程および第２浸漬工程以外の工程については、製造条件は特段制限されず、公知の方法を適用することができる。第１の製造方法においては、第１浸漬工程および第２浸漬工程が極めて重要である。以下に、第１浸漬工程および第２浸漬工程を詳細に説明する。
［第１浸漬工程］
第１浸漬工程では、上述した化学成分を有する冷延板酸洗工程後のステンレス素材を、ｐＨ１．０以下、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ以上の溶液中に６０〜１２０秒浸漬する。これにより、酸化皮膜に存在する、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＣｕおよびＮｂが溶出し、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｏが濃化する。
第１浸漬工程では、上述した化学成分を有する冷延板酸洗工程後のステンレス素材を、ｐＨ１．０以下、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ以上の溶液中に６０〜１２０秒浸漬する。これにより、酸化皮膜に存在する、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＣｕおよびＮｂが溶出し、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｏが濃化する。
ｐＨ１．０超では、酸化皮膜中のＴｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＣｕおよびＮｂの溶出が不十分となり、Ｓｉ、ＣｒおよびＭｏの濃化が十分でないため好ましくない。
銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ未満であると、酸化皮膜中のＴｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＣｕおよびＮｂの溶出が不十分となり、Ｓｉ、ＣｒおよびＭｏの濃化が十分でないため好ましくない。
浸漬時間が６０秒未満であると、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＣｕおよびＮｂの溶出が不十分となり、Ｓｉ、ＣｒおよびＭｏの濃化が十分でないため好ましくない。一方、浸漬時間が１２０秒超であると、ＣｒおよびＭｏの溶出が過剰となり、ＣｒおよびＭｏの濃化が十分でないため好ましくない。
第１浸漬工程で用いられる溶液は、ｐＨおよび銀塩化銀電極を基準とした電極電位が上記を満足すれば特段制限されない。当該溶液には、例えば、硫酸または硝酸を含有する溶液が用いられる。
冷延板を上記溶液に浸漬するだけでは銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ以上とならない場合は、溶液に電極を挿入し、外部電源によって、冷延板と電極との間に電圧を印加して、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ以上にすればよい。
冷延板を上記溶液に浸漬するだけでは銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ以上とならない場合は、溶液に電極を挿入し、外部電源によって、冷延板と電極との間に電圧を印加して、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ以上にすればよい。
［第２浸漬工程］
第２浸漬工程では、第１浸漬工程後のステンレス素材を、ｐＨ４．０〜８．０、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上の溶液中に５〜６０秒浸漬する。これにより、酸化皮膜に存在する、Ｍｏが溶出し、Ｃｒ、Ｓｉ、および、Ｔｉが濃化する。
第２浸漬工程では、第１浸漬工程後のステンレス素材を、ｐＨ４．０〜８．０、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上の溶液中に５〜６０秒浸漬する。これにより、酸化皮膜に存在する、Ｍｏが溶出し、Ｃｒ、Ｓｉ、および、Ｔｉが濃化する。
ｐＨ４．０未満では、Ｔｉの溶出が過剰となり、Ｔｉの濃化が十分でないため好ましくない。また、ｐＨ８．０超では、Ｆｅが溶出せずＦｅの濃化が過剰となり、Ｃｒ、Ｓｉ、および、Ｔｉの濃化が十分でないため、好ましくない。
銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ未満であると、Ｃｒの溶出が過剰となり、Ｃｒの濃化が十分でないため好ましくない。
浸漬時間が５秒未満であると、Ｍｏの溶出が不十分となり好ましくない。一方、浸漬時間が６０秒超であると、Ｆｅが溶出せずＦｅの濃化が過剰となり、Ｃｒ、Ｓｉ、および、Ｔｉの濃化が十分でないため好ましくない。
第２浸漬工程で用いられる溶液は、ｐＨおよび銀塩化銀電極を基準とした電極電位が上記を満足すれば特段制限されない。当該溶液には、例えば、０．１ｍｏｌ／Ｌの硫酸ナトリウム水溶液が用いられる。
冷延板を上記溶液に浸漬するだけでは銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上とならない場合の電位調整は、第１浸漬工程と同様の方法で行えばよい。
冷延板を上記溶液に浸漬するだけでは銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上とならない場合の電位調整は、第１浸漬工程と同様の方法で行えばよい。
第１の製造方法により、上記化学成分を含有し、ＦＶ値が０．２５以上であるフェライト系ステンレス鋼板が得られる。
なお、第１浸漬工程と第２浸漬工程との間には、第１浸漬工程後のステンレス素材表面を水洗することが好ましい。これにより、第１浸漬工程でステンレス素材に付着した溶液による第２浸漬工程で用いられる溶液の汚染が防止される。その結果、第２浸漬工程に用いられる溶液の交換頻度が低減し、製造コストが低減する。
（第２の製造方法）
第２の本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼の製造方法は、製鋼工程、熱間圧延工程、熱延後焼鈍工程、熱延板酸洗工程、冷間圧延工程、冷延後焼鈍工程、冷延板酸洗工程、第３浸漬工程、および、第４浸漬工程を含む。第３浸漬工程および第４浸漬工程以外の工程については、製造条件は特段制限されず、公知の方法を適用することができる。第２の製造方法においては、第３浸漬工程および第４浸漬工程が極めて重要である。以下に、第３浸漬工程および第４浸漬工程を詳細に説明する。
第２の本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼の製造方法は、製鋼工程、熱間圧延工程、熱延後焼鈍工程、熱延板酸洗工程、冷間圧延工程、冷延後焼鈍工程、冷延板酸洗工程、第３浸漬工程、および、第４浸漬工程を含む。第３浸漬工程および第４浸漬工程以外の工程については、製造条件は特段制限されず、公知の方法を適用することができる。第２の製造方法においては、第３浸漬工程および第４浸漬工程が極めて重要である。以下に、第３浸漬工程および第４浸漬工程を詳細に説明する。
［第３浸漬工程］
第３浸漬工程では、上述した化学成分を有する冷延板酸洗工程後のステンレス素材を、ｐＨ４．０〜８．０、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上の溶液中に６０〜１２０秒浸漬する。これにより、酸化皮膜に存在する、ＣｒおよびＭｏが溶出し、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＮｂおよびＦｅが濃化する。
第３浸漬工程では、上述した化学成分を有する冷延板酸洗工程後のステンレス素材を、ｐＨ４．０〜８．０、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上の溶液中に６０〜１２０秒浸漬する。これにより、酸化皮膜に存在する、ＣｒおよびＭｏが溶出し、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＮｂおよびＦｅが濃化する。
ｐＨ４．０未満では、Ｆｅの溶解が過剰となり、Ｆｅの濃化が十分でないため好ましくない。また、ｐＨ８．０超では、ＣｒおよびＭｏの溶出が不十分でＦｅの濃化が十分でないため好ましくない。
銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ未満であると、ＣｒおよびＭｏの溶出が不十分となり、Ｆｅの濃化が十分でないため好ましくない。
浸漬時間が６０秒未満であると、ＣｒおよびＭｏの溶出が不十分となり、Ｆｅの濃化が十分でないため好ましくない。一方、浸漬時間が１２０秒超であると、Ｓｉ、Ｔｉが過剰に濃化し、Ｆｅの濃化が十分でないため好ましくない。
第３浸漬工程で用いられる溶液は、ｐＨおよび銀塩化銀電極を基準とした電極電位が上記を満足すれば特段制限されず、例えば、第２浸漬工程で用いられる溶液を用いることができる。
冷延板を上記溶液に浸漬するだけでは銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上とならない場合の電位調整は、第１浸漬工程と同様の方法で行えばよい。
冷延板を上記溶液に浸漬するだけでは銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上とならない場合の電位調整は、第１浸漬工程と同様の方法で行えばよい。
［第４浸漬工程］
第４浸漬工程では、第３浸漬工程後のステンレス素材を、ｐＨ１．０以下、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ以上の溶液中に５〜３０秒浸漬する。これにより、酸化皮膜に存在する、Ｔｉが溶出し、Ｍｏが濃化する。
第４浸漬工程では、第３浸漬工程後のステンレス素材を、ｐＨ１．０以下、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ以上の溶液中に５〜３０秒浸漬する。これにより、酸化皮膜に存在する、Ｔｉが溶出し、Ｍｏが濃化する。
ｐＨ１．０超では、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂの溶解が過剰となり、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂの濃化が十分でないため好ましくない。
銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ未満であると、Ｍｏの溶解が過剰となり、Ｍｏの濃化が十分でないため好ましくない。
浸漬時間が５秒未満であると、Ｔｉの溶出が不十分となり、Ｔｉの濃化が十分でないため好ましくない。一方、浸漬時間が３０秒超であると、Ｆｅ、Ｎｉ、ＣｕおよびＮｂの溶解が過剰となり、Ｆｅ、Ｎｉ、ＣｕおよびＮｂの濃化が十分でないため好ましくない。
第４浸漬工程で用いられる溶液は、ｐＨおよび銀塩化銀電極を基準とした電極電位が上記を満足すれば特段制限されず、例えば、第１浸漬工程で用いられる溶液を用いることができる。
冷延板を上記溶液に浸漬するだけでは銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ以上とならない場合の電位調整は、第１浸漬工程と同様の方法で行えばよい。
冷延板を上記溶液に浸漬するだけでは銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ以上とならない場合の電位調整は、第１浸漬工程と同様の方法で行えばよい。
第２の製造方法により、上記化学成分を含有し、ＦＶ値が−０．２５以下であるフェライト系ステンレス鋼板が得られる。
なお、第３浸漬工程と第４浸漬工程との間には、第３浸漬工程後のステンレス素材表面を水洗することが好ましい。これにより、第４浸漬工程で用いられる溶液が第３浸漬工程でステンレス素材に付着した溶液によって汚染されるのを防止することができる。その結果、第４浸漬工程に用いられる溶液の交換頻度が低減し、製造コストが低減する。
（第１の製造方法および第２の製造方法の変形例）
上記の第１の製造方法および第２の製造方法では、第１浸漬工程または第３浸漬工程が冷延板酸洗工程後のステンレス素材に対して実施される場合、すなわち、冷延板又は冷延コイルが製造される場合を説明した。しかしながら、これらの工程は、熱延板酸洗工程後のステンレス素材に対して実施されてもよい。この場合、塩化物イオンに起因する腐食に対する耐食性に優れた熱延コイルまたは熱延板が得られる。
上記の第１の製造方法および第２の製造方法では、第１浸漬工程または第３浸漬工程が冷延板酸洗工程後のステンレス素材に対して実施される場合、すなわち、冷延板又は冷延コイルが製造される場合を説明した。しかしながら、これらの工程は、熱延板酸洗工程後のステンレス素材に対して実施されてもよい。この場合、塩化物イオンに起因する腐食に対する耐食性に優れた熱延コイルまたは熱延板が得られる。
（第３の製造方法）
第３の本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼の製造方法は、製鋼工程、熱間圧延工程、熱延後焼鈍工程、熱延板酸洗工程、冷間圧延工程、光輝焼鈍工程、および、第５浸漬工程を含む。第３の製造方法は、第１の製造方法および第２の製造方法とは、冷間圧延後の焼鈍工程および冷延板酸洗工程を含まず、冷間圧延工程後に光輝焼鈍工程を実施する点で異なる。第３の製造方法において、第５浸漬工程以外の工程については、製造条件は特段制限されず、公知の方法を適用することができる。第３の製造方法においては、第５浸漬工程が極めて重要である。以下に、第５浸漬工程を詳細に説明する。
第３の本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼の製造方法は、製鋼工程、熱間圧延工程、熱延後焼鈍工程、熱延板酸洗工程、冷間圧延工程、光輝焼鈍工程、および、第５浸漬工程を含む。第３の製造方法は、第１の製造方法および第２の製造方法とは、冷間圧延後の焼鈍工程および冷延板酸洗工程を含まず、冷間圧延工程後に光輝焼鈍工程を実施する点で異なる。第３の製造方法において、第５浸漬工程以外の工程については、製造条件は特段制限されず、公知の方法を適用することができる。第３の製造方法においては、第５浸漬工程が極めて重要である。以下に、第５浸漬工程を詳細に説明する。
［第５浸漬工程］
第５浸漬工程では、上述した化学成分を有する光輝焼鈍工程後のステンレス素材を、Ｈ４．０〜８．０、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上の溶液中に５〜６０秒浸漬する。光輝焼鈍工程後の酸化皮膜は、ＣｒおよびＳｉが他の元素に比べて多く存在している。このような光輝焼鈍工程後のステンレス素材に対して上記処理を施すことにより、Ｍｏが溶出して、Ｓｉがさらに濃化し、さらにＴｉも濃化する。
第５浸漬工程では、上述した化学成分を有する光輝焼鈍工程後のステンレス素材を、Ｈ４．０〜８．０、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上の溶液中に５〜６０秒浸漬する。光輝焼鈍工程後の酸化皮膜は、ＣｒおよびＳｉが他の元素に比べて多く存在している。このような光輝焼鈍工程後のステンレス素材に対して上記処理を施すことにより、Ｍｏが溶出して、Ｓｉがさらに濃化し、さらにＴｉも濃化する。
ｐＨ４．０未満では、Ｃｒの溶解が過剰となり、Ｃｒ、Ｓｉ、および、Ｔｉの濃化が十分でないため好ましくない。また、ｐＨ８．０超では、Ｆｅが溶出せずＦｅが濃化し、Ｃｒ、Ｓｉ、および、Ｔｉの濃化が十分でないため好ましくない。
銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ未満であると、Ｍｏの溶出が不十分となり好ましくない。
浸漬時間が５秒未満であると、Ｍｏの溶出が不十分となり好ましくない。一方、浸漬時間が６０秒超であると、Ｃｒの溶出が過剰となり、Ｃｒ、Ｓｉ、および、Ｔｉの濃化が十分でないため好ましくない。
第５浸漬工程で用いられる溶液は、ｐＨおよび銀塩化銀電極を基準とした電極電位が上記を満足すれば特段制限されず、例えば、第２浸漬工程で用いられる溶液を用いることができる。
冷延板を上記溶液に浸漬するだけでは銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上とならない場合の電位調整は、第１浸漬工程と同様の方法で行えばよい。
冷延板を上記溶液に浸漬するだけでは銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上とならない場合の電位調整は、第１浸漬工程と同様の方法で行えばよい。
第３の製造方法により、上記化学成分を含有し、ＦＶ値が０．２５以上であるフェライト系ステンレス鋼板が得られる。
（第３の製造方法の変形例）
上記の第３の製造方法では、第５浸漬工程が冷間圧延工程後のステンレス素材に対して実施される場合、すなわち、冷延板又は冷延コイルが製造される場合を説明した。しかしながら、第５浸漬工程は、熱間圧延工程後のステンレス素材に対して実施されてもよい。この場合、塩化物イオンに起因する腐食に対する耐食性に優れた熱延コイルまたは熱延板が得られる。
上記の第３の製造方法では、第５浸漬工程が冷間圧延工程後のステンレス素材に対して実施される場合、すなわち、冷延板又は冷延コイルが製造される場合を説明した。しかしながら、第５浸漬工程は、熱間圧延工程後のステンレス素材に対して実施されてもよい。この場合、塩化物イオンに起因する腐食に対する耐食性に優れた熱延コイルまたは熱延板が得られる。
ここまで、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼の製造方法を説明した。なお、第１〜３の製造方法では、製造されるフェライト系ステンレス鋼は薄板であるが、厚板、棒材および線材にも本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼の製造方法は適用可能である。厚板を製造する場合は、例えば、厚板圧延後に上記第１浸漬工程、第３浸漬工程または第５浸漬工程を行えばよいし、棒材または線材を製造する場合は、例えば、圧延、押し出し加工または引抜加工後に上記第１浸漬工程、第３浸漬工程または第５浸漬工程を行えばよい。そして、第１浸漬工程または第３浸漬工程を行う場合は、これらの工程の後に、それぞれ第２浸漬工程または第４浸漬工程を行えばよい。
以下に、実施例を示しながら、本発明の実施形態について具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は本発明のあくまでも一例であって、本発明が下記の例に限定されるものではない。
（実施例１）
上記の第１の製造方法の効果の確認を行った。まず、表１〜８に示す化学成分を有するステンレス鋼の素材を真空誘導溶解炉にて溶製し、鋳造して鋳片を得た。その後、それぞれの鋳片を１２００℃に均熱後、熱間鍛造および熱間圧延を行い６ｍｍの熱延板を得た。熱延板を焼鈍、酸洗した後、冷間圧延して１ｍｍの冷延板を得た。冷延板に対し、更に焼鈍、酸洗を実施した。
上記の第１の製造方法の効果の確認を行った。まず、表１〜８に示す化学成分を有するステンレス鋼の素材を真空誘導溶解炉にて溶製し、鋳造して鋳片を得た。その後、それぞれの鋳片を１２００℃に均熱後、熱間鍛造および熱間圧延を行い６ｍｍの熱延板を得た。熱延板を焼鈍、酸洗した後、冷間圧延して１ｍｍの冷延板を得た。冷延板に対し、更に焼鈍、酸洗を実施した。
酸洗後の冷延板に対し、表１〜８に示す条件の第１浸漬工程および第２浸漬工程を実施してステンレス鋼板を得た。第１浸漬工程と第２浸漬工程との間では、第１浸漬工程後の冷延板表面を水洗した。
酸洗工程後の冷延板のカチオン分率および第２浸漬工程後の冷延板のカチオン分率を上述した方法で求め、求められたカチオン分率からＦＶ値を算出した。表１〜８に、酸洗工程後の冷延板のカチオン分率および第２浸漬工程後の冷延板のカチオン分率を示す。表１〜８に示すＦＶ０は、酸洗工程後の冷延板のＦＶ値であり、ＦＶは、第２浸漬工程後の冷延板のＦＶ値である。
ステンレス鋼板の耐食性は、以下の方法で評価した。酸洗工程後の冷延板と得られたステンレス鋼のそれぞれから２０ｃｍ角に切り出したサンプルを水平面に置き、表面にＮａＣｌが１ｍｇ／ｄｍ２の面積密度で付着する様に飽和ＮａＣｌ溶液を霧吹きで噴霧した。噴霧後、サンプルを直ちに相対湿度３０％、温度４０℃の恒温恒湿槽内に水平に設置し、６時間保定した。６時間保定後、サンプルを相対湿度９０％、温度４０℃の環境下に６時間保定した。このサイクルを６回繰り返し、外観のさび程度をＪＩＳ Ｇ ０５９５：２００４に準拠した方法で、０〜９のＲＮ（レイティングナンバー）をつける。第２浸漬工程後の冷延板のＲＮと酸洗工程後の冷延板（酸洗ままの冷延板）のＲＮとの差ΔＲＮが１以上の場合は、塩化物イオンに起因する腐食に対する耐食性が酸洗ままの冷延板より高く、実環境でも酸洗ままの冷延板より高い耐食性を発揮する。表１に、酸洗工程後の冷延板のＲＮおよび第２浸漬工程後の冷延板のＲＮ、ならびに第２浸漬工程後の冷延板のＲＮと酸洗工程後の冷延板のＲＮとの差ΔＲＮ（ＲＮ−ＲＮ０）を示す。表１〜８に示すＲＮ０は、酸洗工程後の冷延板についてのＲＮであり、ＲＮは、第２浸漬工程後の冷延板についてのＲＮである。
表１〜８に示すように、第１の製造方法で製造されたフェライト系ステンレス鋼は、塩化物イオンに起因する腐食に対する耐食性が酸洗ままの冷延板より優れていた。
（実施例２）
上記の第２の製造方法の効果の確認を行った。まず、表９に示す化学成分を有するステンレス鋼の素材を真空誘導溶解炉にて溶製し、鋳造して鋳片を得た。その後、それぞれの鋳片を１２００℃に均熱後、熱間鍛造および熱間圧延を行い６ｍｍの熱延板を得た。熱延板を焼鈍、酸洗した後、冷間圧延して１ｍｍの冷延板を得た。冷延板に対し、更に焼鈍、酸洗を実施した。
上記の第２の製造方法の効果の確認を行った。まず、表９に示す化学成分を有するステンレス鋼の素材を真空誘導溶解炉にて溶製し、鋳造して鋳片を得た。その後、それぞれの鋳片を１２００℃に均熱後、熱間鍛造および熱間圧延を行い６ｍｍの熱延板を得た。熱延板を焼鈍、酸洗した後、冷間圧延して１ｍｍの冷延板を得た。冷延板に対し、更に焼鈍、酸洗を実施した。
酸洗後の冷延板に対し、表１０に示す条件の第３浸漬工程および第４浸漬工程を実施してステンレス鋼板を得た。第３浸漬工程と第４浸漬工程との間では、第３浸漬工程後の冷延板表面を水洗した。
酸洗工程後の冷延板のカチオン分率および第４浸漬工程後の冷延板のカチオン分率およびＦＶ値を実施例１と同様の方法で算出した。表１０に、酸洗工程後の冷延板のカチオン分率および第４浸漬工程後の冷延板のカチオン分率を示す。表１０に示すＦＶ０は、酸洗工程後の冷延板のＦＶ値であり、ＦＶは、第４浸漬工程後の冷延板のＦＶ値である。
ステンレス鋼板の耐食性は、実施例１と同様の方法で評価した。表１０に示すＲＮ０は、酸洗工程後の冷延板についてのＲＮであり、ＲＮは、第４浸漬工程後の冷延板についてのＲＮである。
表９、１０に示すように、第２の製造方法で製造されたフェライト系ステンレス鋼は、塩化物イオンに起因する腐食に対する耐食性が優れていた。
（実施例３）
上記の第３の製造方法の効果の確認を行った。まず、表１１に示す化学成分を有するステンレス鋼の素材を真空誘導溶解炉にて溶製し、鋳造して鋳片を得た。その後、それぞれの鋳片を１２００℃に均熱後、熱間鍛造および熱間圧延を行い６ｍｍの熱延板を得た。熱延板を焼鈍、酸洗した後、冷間圧延して１ｍｍの冷延板を得た。冷延板に対し、光輝焼鈍を行った。
上記の第３の製造方法の効果の確認を行った。まず、表１１に示す化学成分を有するステンレス鋼の素材を真空誘導溶解炉にて溶製し、鋳造して鋳片を得た。その後、それぞれの鋳片を１２００℃に均熱後、熱間鍛造および熱間圧延を行い６ｍｍの熱延板を得た。熱延板を焼鈍、酸洗した後、冷間圧延して１ｍｍの冷延板を得た。冷延板に対し、光輝焼鈍を行った。
光輝焼鈍後の冷延板に対し、表１２に示す条件の第５浸漬工程を実施してステンレス鋼板を得た。
光輝焼鈍後の冷延板のカチオン分率および第５浸漬工程後の冷延板のカチオン分率およびＦＶ値を実施例１と同様の方法で算出した。表１２に、光輝焼鈍工程後の冷延板のカチオン分率および第５浸漬工程後の冷延板のカチオン分率を示す。表１２に示すＦＶ０は、光輝焼鈍工程後の冷延板のＦＶ値であり、ＦＶは、第５浸漬工程後の冷延板のＦＶ値である。
ステンレス鋼板の耐食性は、実施例１と同様の方法で評価した。表１２に示すＲＮ０は、光輝焼鈍工程後の冷延板についてのＲＮであり、ＲＮは、第５浸漬工程後の冷延板についてのＲＮである。
表１１、１２に示すように、第３の製造方法で製造されたフェライト系ステンレス鋼は、塩化物イオンに起因する腐食に対する耐食性が優れていた。
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
Claims (7)
- 質量％で、
Ｃ：０．１５０％以下、
Ｓｉ：２．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ：０．０４％以下、
Ｓ：０．０５％以下、
Ｎｉ：０．６％以下、
Ｃｒ：１０．０〜３５．０％、
Ｔｉ：０．５０％以下、
Ｎｂ：０．５０％以下、
Ｍｏ：６．０％以下、
Ｃｕ：２．０％以下、
Ｎ：０．００５〜０．０３５％、
残部Ｆｅおよび不純物からなり、
下記式（１）で表されるＦＶ値が０．２５以上または−０．２５以下である、フェライト系ステンレス鋼。
ＦＶ＝ＣＣｒ＋ＣＳｉ＋ＣＴｉ−ＣＦｅ−ＣＮｉ−ＣＣｕ−ＣＮｂ−ＣＭｏ ・・・（１）
前記式（１）中、ＣＣｒ、ＣＳｉ、ＣＴｉ、ＣＦｅ、ＣＮｉ、ＣＣｕ、ＣＮｂおよびＣＭｏは、それぞれ、皮膜最表層中の全金属元素のカチオン量（原子％）の合計を１としたときの、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＮｂおよびＭｏのカチオン分率である。 - Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
Ａｌ：０．００１〜０．３％、
Ｃａ：０．０００１〜０．３％、
Ｂ：０．０００１〜０．１％、
Ｃｏ：０．００１〜０．５％、
Ｍｇ：０．００１〜０．５％、
ＲＥＭ：０．００１〜０．５％
からなる群から選択される１種または２種以上を含有する、請求項１に記載のフェライト系ステンレス鋼。 - Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
Ｓｎ：０．００１〜０．５％、
Ｖ：０．００１〜０．５％、
Ｗ：０．００１〜０．５％、
Ｚｒ：０．００１〜０．５％、
Ｈｆ：０．００１〜０．５％、
Ｔａ：０．００１〜０．５％、
Ｇａ：０．００１〜０．５％、および
Ｓｂ：０．００１〜０．５％からなる群から選択される１種または２種以上を含有する、請求項１または２に記載のフェライト系ステンレス鋼。 - 質量％で、
Ｃ：０．１５０％以下、
Ｓｉ：２．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ：０．０４％以下、
Ｓ：０．０５％以下、
Ｎｉ：０．６％以下、
Ｃｒ：１０．０〜３５．０％、
Ｔｉ：０．５０％以下、
Ｎｂ：０．５０％以下、
Ｍｏ：６．０％以下、
Ｃｕ：２．０％以下、
Ｎ：０．００５〜０．０３５％、
残部Ｆｅおよび不純物からなるステンレス素材を、ｐＨ１．０以下、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ以上の溶液中に６０〜１２０秒浸漬する第１浸漬工程と、
前記第１浸漬工程後の前記ステンレス素材を、ｐＨ４．０〜８．０、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上の溶液中に５〜６０秒浸漬する第２浸漬工程と、
を含む、フェライト系ステンレス鋼の製造方法。 - 質量％で、
Ｃ：０．１５０％以下、
Ｓｉ：２．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ：０．０４％以下、
Ｓ：０．０５％以下、
Ｎｉ：０．６％以下、
Ｃｒ：１０．０〜３５．０％、
Ｔｉ：０．５０％以下、
Ｎｂ：０．５０％以下、
Ｍｏ：６．０％以下、
Ｃｕ：２．０％以下、
Ｎ：０．００５〜０．０３５％、
残部Ｆｅおよび不純物からなるステンレス素材を、ｐＨ４．０〜８．０、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上の溶液中に６０〜１２０秒浸漬する第３浸漬工程と、
前記第３浸漬工程後のステンレス素材を、ｐＨ１．０以下、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．３５Ｖ以上の溶液中に５〜３０秒浸漬する第４浸漬工程と、を含む、フェライト系ステンレス鋼の製造方法。 - 前記ステンレス素材は、熱間加工後のステンレス鋼または冷間加工後のステンレス鋼である、請求項４または５に記載のフェライト系ステンレス鋼の製造方法。
- 質量％で、
Ｃ：０．１５０％以下、
Ｓｉ：２．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ：０．０４％以下、
Ｓ：０．０５％以下、
Ｎｉ：０．６％以下、
Ｃｒ：１０．０〜３５．０％、
Ｔｉ：０．５０％以下、
Ｎｂ：０．５０％以下、
Ｍｏ：６．０％以下、
Ｃｕ：２．０％以下、
Ｎ：０．００５〜０．０３５％、
残部Ｆｅおよび不純物からなるステンレス素材に、光輝焼鈍を施す光輝焼鈍工程と、
前記光輝焼鈍工程後のステンレス素材を、Ｈ４．０〜８．０、銀塩化銀電極を基準とした電極電位が０．４５Ｖ以上の溶液中に５〜６０秒浸漬する第５浸漬工程と、を含む、フェライト系ステンレス鋼の製造方法。
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