JP2023060596A - フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた平均ｒ値を有するとともに面内異方性が小さく、加工性が良好なフェライト系ステンレス鋼板を提供する。【解決手段】所定の化学組成を有し、板厚１／２位置で圧延面に平行な面において、［Ｉ｛５５４｝＜２２５＞／Ｉ｛１１１｝＜１１０＞］で算出される結晶方位の強度比Ａが６．０以上であり、［Ｉ｛５５４｝＜２２５＞／Ｉ｛３２２｝＜２３６＞］で算出される結晶方位の強度比Ｂが２．０～５．０である、フェライト系ステンレス鋼板。【選択図】 なし

Description

本発明は、フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法に関する。

フェライト系ステンレス鋼は、耐食性に優れる。このため、厨房用途といった外観を重視する用途、および自動車排気系部品などの腐食しやすい環境に晒される用途に用いられている。このような用途では、素材となるフェライト系ステンレス鋼に、良好な加工性も求められる。

加工性の指標として、平均ｒ値が一般的である。従来、平均ｒ値を向上させるため、様々な試みが行われてきた。その一例として、非特許文献１では、Ｔｉ、Ｎｂ等の元素を含有させ、ＣおよびＮを固定化することが、平均ｒ値の向上に有効であるとしている。また、最終焼鈍工程において高温焼鈍を行うことで、結晶粒を成長させる手法、および冷延圧下率を高める手法なども、平均ｒ値の向上に有効であるとしている。

その一方、上記方法で平均ｒ値を向上させると、鋼板の面内異方性が大きくなり、４５°方向のｒ値が大きくなることが指摘されている。このような面内異方性の変化は、望ましくない。深絞り成形の際に口縁部に生じる波打ち、いわゆる「耳」と呼ばれる部分が形成しやすくなり、歩留まりが低下したり、成形不良が生じやすくなるからである。

このため、例えば、特許文献１～５には、平均ｒ値を向上させるとともに、面内異方性の上昇を抑制したフェライト系ステンレス鋼が開示されている。

特開２００９－０３００７８号公報 特開２０１９－００２０５３号公報 特開２０１９－１７３１４９号公報 国際公開第２０１９／１８９８７２号 国際公開第２０２１／０６５７３８号

沢谷ら、他３名，"Ｔｉ添加低Ｃ，Ｎ－１７％ Ｃｒステンレス鋼薄板の加工性"，鉄と鋼，６３（１９７７），ｐ．８４３－８５４ Ｒ．Ｋ．Ｒａｙら、他２名，"Ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ａｎｄ ａｎｎｅａｌｉｎｇ ｔｅｘｔｕｒｅ ｉｎ ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ ａｎｄｅｘｔｒａ ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｅｅｌｓ"，Ｉｎｔ．Ｍａｔ．Ｒｅｖ．，８（１９９４）ｐ１２９－１７２ 井上博史，"集合組織の三次元方位解析"，軽金属、ｖｏｌ４２，Ｎｏ６（１９９２）、ｐ３５８－３６７．

しかしながら、特許文献１～５に開示されたフェライト系ステンレス鋼は、平均ｒ値を向上させるとともに、面内異方性を小さくする点において、さらに改善の余地がある。

本発明は、上記の課題を解決し、優れた平均ｒ値を有するとともに面内異方性が小さく、加工性が良好なフェライト系ステンレス鋼板を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、下記のフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法を要旨とする。

（１）化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：１．００％以下、
Ｍｎ：２．００％以下、
Ｐ：０．００５～０．１００％、
Ｓ：０．０１００％以下、
Ｃｒ：１１．０～３０．０％、
Ａｌ：１．００％以下、
Ｎ：０．０３０％以下、
Ｔｉ：０．０５～０．５０％、
Ｎｂ：０～０．７０％、
Ｓｎ：０～０．５０％、
Ｎｉ：０～１．００％、
Ｃｕ：０～１．００％、
Ｍｏ：０～２．００％、
Ｗ：０～１．００％、
Ｃｏ：０～０．５０％、
Ｖ：０～０．５０％、
Ｚｒ：０～０．５０％、
Ｓｂ：０～０．５０％、
Ｂ：０～０．００２５％、
Ｃａ：０～０．００５０％、
Ｍｇ：０～０．００５０％、
Ｙ：０～０．２０％、
Ｈｆ：０～０．２０％、
ＲＥＭ：０～０．１０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
下記（ｉ）式を満足し、
板厚１／２位置で圧延面に平行な面において、下記（ii）式で算出される結晶方位の強度比Ａが６．０以上であり、下記（iii）式で算出される結晶方位の強度比Ｂが２．０～５．０である、フェライト系ステンレス鋼板。
０．１０≦Ｔｉ＋Ｎｂ≦０．７０ ・・・（ｉ）
Ａ＝Ｉ｛５５４｝＜２２５＞／Ｉ｛１１１｝＜１１０＞ ・・・（ii）
Ｂ＝Ｉ｛５５４｝＜２２５＞／Ｉ｛３２２｝＜２３６＞ ・・・（iii）
但し、上記（ｉ）式中の各元素記号は鋼中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合はゼロとし、上記（ii）および(iii)式中の各記号は、以下のように定義される。
Ｉ｛５５４｝＜２２５＞：｛５５４｝＜２２５＞方位のＸ線ランダム強度比
Ｉ｛１１１｝＜１１０＞：｛１１１｝＜１１０＞方位のＸ線ランダム強度比
Ｉ｛３２２｝＜２３６＞：｛３２２｝＜２３６＞方位のＸ線ランダム強度比

（２）前記化学組成が、質量％で、
Ｓｎ：０．００５～０．５０％、
Ｎｉ：０．０５～１．００％、
Ｃｕ：０．０５～１．００％、
Ｍｏ：０．０５～２．００％、
Ｗ：０．０５～１．００％、
Ｃｏ：０．０５～０．５０％、
Ｖ：０．０５～０．５０％、
Ｚｒ：０．０５～０．５０％、および
Ｓｂ：０．００５～０．５０％、
から選択される一種以上を含有する、上記（１）に記載のフェライト系ステンレス鋼板。

（３）前記化学組成が、質量％で、
Ｂ：０．０００１～０．００２５％、
Ｃａ：０．０００２～０．００５０％、および
Ｍｇ：０．０００２～０．００５０％、
から選択される一種以上を含有する、上記（１）または（２）に記載のフェライト系ステンレス鋼板。

（４）前記化学組成が、質量％で、
Ｙ：０．００１～０．２０％、
Ｈｆ：０．００１～０．２０％、および
ＲＥＭ：０．００１～０．１０％、
から選択される一種以上を含有する、上記（１）～（３）のいずれか１項に記載のフェライト系ステンレス鋼板。

（５）下記（iv）式を満足する、上記（１）～（４）のいずれか１項に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
－０．２０≦ｒ_０－ｒ_４５≦０．２０ ・・・（iv）
但し、上記（iv）式中の各記号は以下のように定義される。
ｒ_０：圧延方向のｒ値
ｒ_４５：圧延方向から４５°方向のｒ値

（６）上記（１）～（５）のいずれか１項に記載のフェライト系ステンレス鋼板を製造する方法であって、
上記（１）～（４）のいずれかに記載の化学組成を有するスラブを、熱間圧延する際に、下記（ｖ）式を満足する熱延仕上温度ＦＴで、仕上圧延する工程と、
前記仕上圧延直後１０秒以内に７００℃以下まで冷却し、６００℃以下の温度で巻取りをし、熱延鋼板とする工程と、
前記熱延鋼板を、冷延圧下率ＣＲが２０～８５％の範囲で冷間圧延し、冷延鋼板とする工程と、
前記冷延鋼板に、焼鈍を行う工程と、を有し、
下記（vi）式で算出される、ひずみパラメータＲを－０．２～０．２の範囲にする、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
７００≦ＦＴ（℃）≦９５０ ・・・（ｖ）
Ｒ＝１．６－ＣＲ／５０＋（ＦＴ－９００）／３００―２０Ｎｂ／３ ・・・（vi）
但し、上記式中の各記号は、以下のように定義される。
ＣＲ：冷延圧下率（％）
ＦＴ：熱延仕上温度（℃）
Ｎｂ：鋼板のＮｂ含有量

本発明によれば、優れた平均ｒ値を有するとともに面内異方性が小さく、加工性が良好なフェライト系ステンレス鋼板を得ることができる。

本発明者らは、フェライト系ステンレス鋼板のｒ値および面内異方性について検討を行い、以下の知見を得た。

ｒ_０－ｒ_４５を－０．２０～０．２０の範囲とし、集合組織を適切に制御することで、良好な加工性のフェライト系ステンレス鋼板を得られる。また、このようなフェライト系ステンレス鋼板を得るためには、各種製造条件を制御するのが好ましく、例えば、熱間圧延における仕上圧延後に直ちに冷却を行い、１０秒以内に７００℃以下まで冷却するのが好ましい。

本発明の一実施形態は上記の知見に基づいてなされたものである。以下、本実施形態の各要件について詳しく説明する。

１．化学組成
各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「％」は、「質量％」を意味する。

Ｃ：０．０３０％以下
Ｃは、ｒ値を低下させる元素であるため、低減するのが好ましい。このため、Ｃ含有量は、０．０３０％以下とする。加工性をさらに向上させる観点から、Ｃ含有量は、０．０１８％以下とするのが好ましい。一方、Ｃを過剰に低減すると、精錬コストが増加する。このため、Ｃ含有量は、０．００１％以上とするのが好ましく、０．００２％以上とするのがより好ましい。

Ｓｉ：１．００％以下
Ｓｉは、耐酸化性を向上させる元素であるが、過剰に含有させると、全伸びを低下させ、加工性が低下する。このため、Ｓｉ含有量は、１．００％以下とする。加工性をさらに向上させるためには、Ｓｉ含有量は、０．３０％以下とするのが好ましい。一方、Ｓｉを過剰に低減すると、原料コストが増加する。このため、Ｓｉ含有量は、０．０１％以上とするのが好ましく、０．０５％以上とするのがより好ましい。

Ｍｎ：２．００％以下
Ｍｎは、Ｓｉ同様、過剰に含有させると、全伸びを低下させ、加工性が低下する。このため、Ｍｎ含有量は、２．００％以下とする。加工性をさらに向上させるためには、Ｍｎ含有量は、０．３０％以下とするのが好ましい。一方、Ｍｎを過剰に低減させると、原料コストが増加する。このため、Ｍｎ含有量は、０．０１％以上とするのが好ましく、０．０５％以上とするのがより好ましい。

Ｐ：０．００５～０．１００％
Ｐは、加工性（ｒ値および全伸び）を低下させる元素であるため、低減するのが好ましい。このため、Ｐ含有量は、０．１００％以下とする。加工性をさらに向上させるためには、Ｐ含有量は、０．０７０％以下とするのが好ましく、０．０５０％以下とするのがより好ましい。但し、少量のリン含有析出物が、冷延板焼鈍時に析出することで、集合組織制御を可能にし、ｒ値向上にも寄与する。また、Ｐを過剰に低減すると、原料コストが増加する。このため、Ｐ含有量は、０．００５％以上とする。Ｐ含有量は、０．０１０％以上とするのが好ましく、０．０２０％以上とするのがより好ましい。

Ｓ：０．０１００％以下
Ｓは、鋼中に含有される不純物元素であり、耐食性を劣化させ、製造時の割れを助長するため、極力低減するのが好ましい。このため、Ｓ含有量は、０．０１００％以下とする。耐食性および製造性の観点から、Ｓ含有量は、０．００３０％以下とするのが好ましく、０．００２０％以下とするのがより好ましい。一方、Ｓを過剰に低減すると、精錬コストが増加する。このため、Ｓ含有量は、０．０００３％以上とするのが好ましく、０．０００４％以上とするのがより好ましい。

Ｃｒ：１１．０～３０．０％
Ｃｒは、ステンレス鋼の基本特性である耐食性を向上させる元素である。このため、Ｃｒ含有量は、１１．０％以上とする。耐食性をさらに向上させるためには、Ｃｒ含有量は、１４．０％以上とするのが好ましく、１６．０％以上とするのがさらに好ましい。しかしながら、Ｃｒを過剰に含有させると、σ相等の金属間化合物の生成を促進し、製造時の割れや、全伸び低下に伴う加工性の低下が生じやすくなる。このため、Ｃｒ含有量は、３０．０％以下とする。安定製造性（歩留まり、圧延疵等）の観点から、Ｃｒ含有量は、２５．０％以下とするのが好ましく、２０．０％以下とするのがさらに好ましい。

Ａｌ：１．００％以下
Ａｌは、耐食性および耐酸化性を向上させる効果を有する。しかしながら、Ａｌを過剰に含有させると、全伸びが低下し、加工性が低下する。また、合金コストが増加するとともに、製造性が低下する。このため、Ａｌ含有量は、１．００％以下とする。製造性の観点から、Ａｌ含有量は、０．５０％以下とするのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ａｌ含有量は、０．００５％以上とするのが好ましく、０．０１％以上とするのがより好ましい。

Ｎ：０．０３０％以下
Ｎは、Ｃと同様、加工性（ｒ値）を低下させる元素であり、低減するのが好ましい。このため、Ｎ含有量は、０．０３０％以下とする。加工性をさらに向上させるためには、Ｎ含有量は、０．０１５％以下とするのが好ましい。一方、Ｎを過剰に低減すると、精錬コストが増加する。このため、Ｎ含有量は、０．００２％以上とするのが好ましく、０．００５％以上とするのがより好ましい。

Ｔｉ：０．０５～０．５０％
Ｔｉは、Ｃ、およびＮを析出物として固定し、ｒ値および全伸びを向上させる結果、加工性を向上させる。このため、Ｔｉ含有量は、０．０５％以上とする。加工性をさらに向上させるためには、Ｔｉ含有量は、０．０７％以上とするのが好ましく、０．１％以上とするのがより好ましい。しかしながら、Ｔｉを過剰に含有させると、ｒ値が低下する。また、合金コストが増加する。このため、Ｔｉ含有量は、０．５０％以下とする。合金コストおよび製造性の観点から、Ｔｉ含有量は、０．４０％以下とするのが好ましく、０．３０％以下とするのがより好ましい。

Ｎｂ：０～０．７０％
Ｎｂも、Ｔｉ同様、Ｃ、およびＮを析出物として固定し、ｒ値および全伸びを向上させる結果、加工性を向上させる。さらに、熱延工程におけるひずみの回復・再結晶抑制によるひずみの蓄積を通じて、集合組織制御に寄与することで、面内異方性の上昇を抑制する。このため、必要に応じて、含有させてもよい。しかしながら、Ｎｂを過剰に含有させると、ｒ値が低下する、または面内異方性が上昇する。また、合金コストが増加する。そのため、Ｎｂ含有量は、０．７０％以下とする。加工性および合金コストの観点から、Ｎｂ含有量は、０．５０％以下とするのが好ましく、０．４０％以下とするのがより好ましい。

ここで、同様の効果を有するＴｉおよびＮｂの合計含有量は、下記（ｉ）式を満足する。

０．１０≦Ｔｉ＋Ｎｂ≦０．７０ ・・・（ｉ）
但し、上記（ｉ）式中の各元素記号は鋼中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合はゼロとする。

ＴｉおよびＮｂの合計含有量である、（ｉ）式中辺値が０．１０未満であると、上述したｒ値および全伸びを向上させる効果を得にくくなる。このため、（ｉ）式中辺値は、０．１０以上とする。加工性をさらに向上させるために、（ｉ）式中辺値は、０．１３以上とするのが好ましく、０．１５以上とするのがより好ましい。

一方、（ｉ）式中辺値が０．７０を超えると、面内異方性が大きくなる。また、合金コストが増加する。このため、（ｉ）式中辺値は、０．７０以下とする。加工性および合金コストの観点から、（ｉ）式中辺値は、０．５０以下とするのが好ましく、０．４０以下とするのがより好ましい。

上記の元素に加えて、さらにＳｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｖ、Ｚｒ、およびＳｂ（Ａ群元素）から選択される一種以上を、以下に示す範囲において含有させてもよい。各元素の限定理由について説明する。

Ｓｎ：０～０．５０％
Ｎｉ：０～１．００％
Ｃｕ：０～１．００％
Ｍｏ：０～２．００％
Ｗ：０～１．００％
Ｃｏ：０～０．５０％
Ｖ：０～０．５０％
Ｚｒ：０～０．５０％
Ｓｂ：０～０．５０％
Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｖ、Ｚｒ、およびＳｂは、耐食性または耐酸化性を向上させる効果を有する。このため、必要に応じて、含有させてもよい。しかしながら、これらの元素を過剰に含有させると、加工性が低下する。また、合金コストが増加するとともに、製造性が低下する。

このため、Ｓｎ含有量は、０．５０％以下とし、０．３０％以下とするのが好ましい。Ｎｉ含有量は、１．００％以下とし、０．５０％以下とするのが好ましい。Ｃｕ含有量は、１．００％以下とし、０．５０％以下とするのが好ましい。Ｍｏ含有量は、２．００％以下とし、１．００％以下とするのが好ましい。Ｗ含有量は、１．００％以下とし、０．５０％以下とするのが好ましい。Ｃｏ含有量は、０．５０％以下とし、０．３０％以下とするのが好ましい。Ｖ含有量は、０．５０％以下とし、０．３０％以下とするのが好ましい。Ｚｒ含有量は、０．５０％以下とし、０．３０％以下とするのが好ましい。Ｓｂ含有量は、０．５０％以下とし、０．３０％以下とするのが好ましい。

一方、上記効果を得るためには、Ｓｎ含有量は、０．００５％以上とするのが好ましい。Ｎｉ含有量は、０．０５％以上とするのが好ましい。Ｃｕ含有量は、０．０５％以上とするのが好ましい。Ｍｏ含有量は、０．０５％以上とするのが好ましい。Ｗ含有量は、０．０５％以上とするのが好ましい。Ｃｏ含有量は、０．０５％以上とするのが好ましい。Ｖ含有量は、０．０５％以上とするのが好ましい。Ｚｒ含有量は、０．０５％以上とするのが好ましい。Ｓｂ含有量は、０．００５％以上とするのが好ましい。

上記の元素に加えて、さらにＢ、Ｃａ、およびＭｇ（Ｂ群元素）から選択される一種以上を、以下に示す範囲において含有させてもよい。各元素の限定理由について説明する。

Ｂ：０～０．００２５％
Ｃａ：０～０．００５０％
Ｍｇ：０～０．００５０％
Ｂ、Ｃａ、およびＭｇは、熱間加工性および二次加工性を向上させる効果を有する。このため、必要に応じて含有されてもよい。しかしながら、これらの元素を過剰に含有させると、製造性が低下する。このため、Ｂ含有量は、０．００２５％以下とし、０．００１２％以下とするのが好ましい。Ｃａ含有量は、０．００５０％以下とし、０．００１０％以下とするのが好ましい。Ｍｇ含有量は、０．００５０％以下とし、０．００１０％以下とするのが好ましい。

一方、上記効果を得るためには、Ｂ含有量は、０．０００１％以上とするのが好ましく、０．０００３％以上とするのがより好ましい。また、Ｃａ含有量は、０．０００２％以上とするのが好ましい。Ｍｇ含有量は、０．０００２％以上とするのが好ましい。

上記の元素に加えて、さらにＹ、Ｈｆ、およびＲＥＭ（Ｃ群元素）から選択される一種以上を、以下に示す範囲において含有させてもよい。各元素の限定理由について説明する。

Ｙ：０～０．２０％
Ｈｆ：０～０．２０％
ＲＥＭ：０～０．１０％
Ｙ、Ｈｆ、ＲＥＭは、熱間加工性および鋼の清浄性を向上させる効果を有する。また、耐酸化性を向上させる効果を有する。このため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、これらの元素は、高価であるため、過剰に含有させると、合金コストが増加する。このため、Ｙ含有量は、０．２０％以下とし、０．１０％以下とするのが好ましい。Ｈｆ含有量は、０．２０％以下とし、０．１０％以下とするのが好ましい。ＲＥＭ含有量は、０．１０％以下とし、０．０５％以下とするのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｙ含有量は、０．００１％以上とするのが好ましい。Ｈｆ含有量は、０．００１％以上とするのが好ましい。ＲＥＭ含有量は、０．００１％以上とするのが好ましい。

なお、ここで、ＲＥＭとは、原子番号５７～７１のランタノイドに該当する合計１５元素を指す。上記ＲＥＭ含有量はこれらの元素の合計含有量を意味する。ＲＥＭは、工業的には、ミッシュメタルの形で添加されることが多い。

本実施形態の化学組成において、残部はＦｅおよび不純物である。ここで「不純物」とは、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、本実施形態に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。なお、上述した不純物元素以外に、不純物として混入する可能性がある元素として、例えば、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｅ、Ｈ、Ｔａ等がある。これらの元素については、Ｂｉ≦０．０１％、Ｐｂ≦０．０１％、Ｓｅ≦０．０１％、Ｈ≦０．０１％、Ｔａ≦０．０５％の範囲とするのが望ましい。

２．結晶方位強度比
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、板厚１／２位置で圧延面に平行な面において、結晶方位のランダム強度比を以下のような範囲とする。具体的には、下記（ii）式で算出される結晶方位の強度比Ａは、６．０以上とする。

Ａ＝Ｉ｛５５４｝＜２２５＞／Ｉ｛１１１｝＜１１０＞ ・・・（ii）
但し、上記（ii）式中の各記号は、以下のように定義される。
Ｉ｛５５４｝＜２２５＞：｛５５４｝＜２２５＞方位のＸ線ランダム強度比
Ｉ｛１１１｝＜１１０＞：｛１１１｝＜１１０＞方位のＸ線ランダム強度比

｛５５４｝＜２２５＞方位および｛１１１｝＜１１０＞方位は、いずれもｒ値を高める方位であるが、非特許文献２などに記載されているように、これらの方位は、大きく異なる。この結果、｛５５４｝＜２２５＞方位と比較し、｛１１１｝＜１１０＞方位のランダム強度比が大きくなると、鋼板全体の異方性が｛１１１｝＜１１０＞方位に近づき、異方性が大きくなる。このため、｛１１１｝＜１１０＞方位は｛５５４｝＜２２５＞の方位に比べて小さく制御する必要があり、強度比Ａを、大きく制御するのがよい。特に、強度比Ａが、６．０未満である場合、面内異方性が大きくなり、ｒ_０－ｒ_４５が－０．２０よりも小さくなる。このため、強度比Ａは、６．０以上とし、８．０以上とするのが好ましい。

また、圧延方向に対して３０°方向のｒ値が高くなる｛３２２｝＜２３６＞方位を発達させるとともに、３０°方向のｒ値が低くなる｛５５４｝＜２２５＞方位も発達させ、バランスを適切な範囲とすることで、面内異方性を小さくできる。そこで、板厚１／２位置で圧延面に平行な面において、下記（iii）式で算出される結晶方位の強度比Ｂは、２．０～５．０とする。
Ｂ＝Ｉ｛５５４｝＜２２５＞／Ｉ｛３２２｝＜２３６＞ ・・・（iii）
但し、上記(iii)式中の各記号は、以下のように定義される。
Ｉ｛５５４｝＜２２５＞：｛５５４｝＜２２５＞方位のＸ線ランダム強度比
Ｉ｛３２２｝＜２３６＞：｛３２２｝＜２３６＞方位のＸ線ランダム強度比

強度比Ｂが２．０未満であると、｛３２２｝＜２３６＞方位が過剰に発達し、面内異方性が大きくなる。この結果、ｒ_０－ｒ_４５が－０．２０よりも小さくなる。このため、強度比Ｂは、２．０以上とし、２．５以上とするのが好ましい。一方、強度比Ｂが５．０を超えると、｛５５４｝＜２２５＞方位が過剰に発達し、鋼板全体の異方性が大きくなる。この結果、ｒ_０－ｒ_４５が０．２０よりも小さくなる。このため、強度比Ｂは、５．０以下とし、４．０以下とするのが好ましい。

なお、上述した強度比ＡおよびＢについては、以下のような手順で測定すればよい。最初に、鋼板の板厚１／２位置で圧延面に平行な面において、Ｘ線回折を行う。ここで、鋼板の板厚１／２位置、すなわち、板厚をｔとしたとき、圧延面から１／２ｔの位置で測定を行うのは、この位置が、鋼板の平均的な集合組織を示すことが多く、加工性を評価しやすいからである。

Ｘ線回折により得られたデータを用い、非特許文献３に記載のＢｕｎｇｅの手法を用いて３次元方位解析を実施する。結晶方位分布図より、各方位におけるランダム強度比を読み取り、強度比ＡおよびＢを算出すればよい。なお、上記Ｘ線ランダム強度比とは、特定の方位への集積を持たない標準試料と、供試材のＸ線回折強度を同条件でＸ線回折法等により測定し、得られた供試材のＸ線回折強度を標準試料のＸ線回折強度で除した数値である。

３．面内異方性
面内異方性を評価する指標として、従来、Δｒ＝（ｒ_０－２×ｒ_４５＋ｒ_９０）／２が頻繁に使用されている。しかしながら、この指標は、ｒ_０よりもｒ_４５が小さい場合に使用できる指標であり、実際は各方位のｒ値の大小関係を考慮する必要がある。ここで、ｒ値については、通常、圧延方向のｒ値であるｒ_０、圧延方向から４５°方向のｒ値であるｒ_４５、圧延方向から９０°方向のｒ値であるｒ_９０を測定し、各方向のｒ値の大小関係を評価することが多いが、ｒ値を向上させることを目的としたフェライト系ステンレス鋼板の場合、ｒ_９０は最小ｒ値とならず（非特許文献１参照。）、ｒ_０またはｒ_４５が最小ｒ値となる。

このため、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板では、面内異方性を評価する際、ｒ_０とｒ_４５との関係性のみを考慮し、評価を行うことができる。従って、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板では、鋼板全体の異方性に関し、ｒ_０－ｒ_４５を用いて評価を行う。ｒ_０－ｒ_４５の値が０に近い程、面内異方性が小さく、深絞り加工時に形成される耳の部分が小さく、加工性が良好である。

そこで、ｒ_０－ｒ_４５について、下記（iv）式を満足するのが好ましい。
－０．２０≦ｒ_０－ｒ_４５≦０．２０ ・・・（iv）
但し、上記（iv）式中の各記号は以下のように定義される。
ｒ_０：圧延方向のｒ値
ｒ_４５：圧延方向から４５°方向のｒ値

（iv）式中辺値であるｒ_０－ｒ_４５が－０．２０未満であると、面内異方性が大きくなる。このため、ｒ_０－ｒ_４５は、－０．２０以上とするのが好ましい。同様に、ｒ_０－ｒ_４５が０．２０超であると、面内異方性が大きくなる。このため、ｒ_０－ｒ_４５は、０．２０以下とするのが好ましい。ｒ_０－ｒ_４５は、－０．１０～０．１０とするのが好ましい。

なお、上記の各方向のｒ値を算出するためには、ＪＩＳ Ｚ ２２５４：２００８に記載の塑性ひずみ比試験方法により試験を行うとともに、同規格に準じた算出を行えばよい。

４．製造方法
本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板の好ましい製造方法について説明する。本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板は、製造方法によらず、上述の構成を有していれば、その効果を得られるが、例えば、以下のような製造方法により、安定して製造することができる。

４－１．熱間圧延工程
上述した化学組成を有するステンレス鋼のスラブを、常法に従い、製造するのが好ましい。続いて、得られたスラブを熱間圧延するのが好ましい。熱間圧延する前に、スラブを加熱するが、スラブの加熱温度は、１１００～１２５０℃とするのが好ましい。スラブの加熱温度が、１１００℃未満であると、表面疵が発生しやすくなり、疵部からの発銹による耐食性も低下しやすくなる。このため、スラブの加熱温度は、１１００℃とするのが好ましい。

一方、スラブの加熱温度が１２５０℃を超えると、加熱中に結晶粒が著しく粗大化し、粗大な展伸粒が熱間圧延工程で形成される結果、鋼板の加工性劣化および、表面に凹凸が形成する、いわゆるローピングが発生しやすくなる。また、Ｔｉ炭硫化物（Ｔｉ_４Ｃ_２Ｓ_２）が加熱中に溶解し、固溶炭素が増加するとともに、熱間圧延工程で、再度、析出物が形成しやすくなる。この結果、再結晶が遅延し、再結晶不良が生じやすくなる。このような再結晶不良によっても、ローピングが発生しやすくなる。このため、スラブの加熱温度を１２５０℃以下とするのが好ましい。なお、圧延ロールの焼き付きによる生産性低下などを考慮すると、スラブの加熱温度は、１１３０～１２３０℃とするのがより好ましい。

続いて、加熱したスラブを、熱間圧延する。熱間圧延は、粗圧延および仕上圧延からなるが、スラブを熱間圧延する際に、下記（ｖ）式を満足する熱延仕上温度ＦＴで、仕上圧延するのが好ましい。

７００≦ＦＴ（℃）≦９５０ ・・・（ｖ）
なお、ＦＴとは、熱延仕上温度（℃）である。

熱延仕上温度ＦＴが７００℃未満であると、圧延の際に反力が増大することで、形状不良および表面疵が生じやすくなる。このため、熱延仕上温度ＦＴは、７００℃以上とするのが好ましく、７５０℃以上とするのがより好ましい。

一方、熱延仕上温度ＦＴが９５０℃を超えると、仕上圧延後に、ひずみの回復または再結晶が起こり、集合組織が変化してしまう。この結果、ひずみの回復を抑制し、ひずみを蓄積することができにくくなる。すなわち、冷間圧延の際に再結晶における｛５５４｝＜２２５＞方位および｛３２２｝＜２３６＞方位のランダム強度比を高め、｛１１１｝＜１１０＞方位のランダム強度比を低下させにくくなる。この結果、強度比Ａおよび／またはＢが本実施形態の範囲を満足しなくなり、ｒ_０－ｒ_４５が所望する範囲とならない。このため、熱延仕上温度ＦＴは、９５０℃を以下とするのが好ましく、９２０℃以下とするのがより好ましい。

上述した仕上圧延直後に、急冷するのが好ましい。具体的には、仕上圧延直後１０秒以内に７００℃以下まで冷却するのが好ましい。仕上圧延が完了した後に、鋼板が高温に長時間晒されると、ひずみの回復および再結晶が生じる。この結果、熱間圧延で蓄積されたひずみが解放され、熱延鋼板の集合組織が変化する。そして、製品板の集合組織およびｒ値の異方性の制御が困難となる。このため、仕上圧延直後１０秒以内に７００℃以下の温度まで冷却するのが好ましい。再結晶の観点から、仕上圧延直後７秒以内に７００℃以下の温度まで低下させる。冷却方法については、水冷で行うのが好ましい。

７００℃以下まで冷却した鋼材を、６００℃以下の温度で巻取りをし、熱延鋼板とするのが好ましい。巻取りをする温度が６００℃を超えていると、巻取り後、熱延鋼板が徐々に冷却される過程で、ひずみの回復および再結晶が起こり、集合組織が変化してしまう。この結果、製品板の集合組織および面内異方性の制御が困難となる。そして、強度比Ａおよび／またはＢが本実施形態の範囲を満足しなくなる。このため、巻取り温度は、６００℃以下とするのが好ましく、５５０℃以下とするのがより好ましい。

本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板では、通常、行う、熱延鋼板の焼鈍、いわゆる、熱延板焼鈍を行わない方がよい。熱延板焼鈍を行うことで、再結晶に伴い、熱間圧延で蓄積されたひずみが開放され、熱延鋼板の集合組織が変化する。この結果、製品板の集合組織および面内異方性の制御が困難となる。なお、熱間圧延に伴い、表面にスケールが形成すると、その後の工程で、表面疵等が発生しやすくなる。このため、必要に応じて、酸洗等により、脱スケールを行うのが望ましい。

４－２．冷間圧延工程
続いて、熱延鋼板を、冷延圧下率ＣＲ（％）が２０～８５％の範囲で冷間圧延し、冷延鋼板とするのが好ましい。冷延圧下率ＣＲが、２０％未満であると、後述する冷延板焼鈍の際、再結晶のための十分なひずみを蓄積させることができない。このため、冷延圧下率ＣＲは、２０％以上とするのが好ましい。効果的に再結晶を生じさせる観点から、冷延圧下率ＣＲは、４０％以上とするのがより好ましい。

一方、冷延圧下率ＣＲが８５％を超えると、ｒ_０が低下する。より詳細には、ひずみを十分に蓄積させ、冷延の際の再結晶によって、｛５５４｝＜２２５＞方位および｛３２２｝＜２３６＞方位のランダム強度比を高めにくくなる。さらに、｛１１１｝＜１１０＞方位のランダム強度比を低下させにくくなる。この結果、強度比Ａおよび／またはＢが本実施形態の範囲を満足しにくくなり、ｒ_０－ｒ_４５が－０．２０より小さくなる。このため、冷延圧下率ＣＲは、８５％以下とするのが好ましく、８０％以下とするのがより好ましい。

４－３．冷延板焼鈍
上記冷間圧延の後、冷延鋼板に焼鈍を行うのが好ましい。すなわち、冷延板焼鈍を行うのが好ましい。なお、冷延板焼鈍の焼鈍温度は、特に限定しないが、例えば、再結晶温度Ｔ（℃）に対し、Ｔ＋５０～Ｔ＋１２０℃の範囲で行うことが多い。必要な特性に合わせて適切な温度にて実施すればよい。

なお、Ｔ＋１２０℃を超える温度で焼鈍すると、結晶粒が粗大化し、加工後肌荒れが生じやすくなる。また、再結晶温度Ｔは、例えば、以下の方法で、測定することができる。具体的には、冷延鋼板を所定の温度まで昇温して１分間の保定の後に、室温まで冷却し、再結晶率を測定する。焼鈍温度を１０℃ずつ変化させ、再結晶率が９８％以上となる最も低い温度を再結晶温度Ｔとすればよい。

また、上記焼鈍時間についても、特に限定しないが、生産性を考慮し、焼鈍時間は、３分以下とするのが好ましい。その後、常法に従い、冷却することで、フェライト系ステンレス鋼板の組織を有する鋼板となる。

４－４．ひずみパラメータ
ひずみの蓄積量は、熱延仕上温度ＦＴ、冷延圧下率ＣＲ、および鋼板のＮｂ含有量などに影響を受け、これらを適切な範囲とすることで、ｒ_０－ｒ_４５を所望する範囲とすることができる。このため、熱延仕上温度ＦＴ、冷延圧下率ＣＲ、および鋼板のＮｂ含有量に基づき算出されるひずみパラメータＲを定義する。ひずみパラメータＲは、熱延仕上温度ＦＴ、冷延圧下率ＣＲ、および鋼板のＮｂ含有量から下記（vi）式のように定義されるパラメータであり、ひずみパラメータＲが小さい程、蓄積されるひずみ量が大きいことを示す。

そして、ひずみパラメータＲを、－０．２～０．２の範囲とすることで、冷間圧延およびその後の焼鈍における再結晶で、｛５５４｝＜２２５＞方位および｛３２２｝＜２３６＞方位のランダム強度比を高め、｛１１１｝＜１１０＞方位のランダム強度比を低下させることができる。この結果、ｒ_０－ｒ_４５を０に近い値にすることができる。

Ｒ＝１．６－ＣＲ／５０＋（ＦＴ－９００）／３００―２０Ｎｂ／３ ・・・（vi）
但し、上記式中の各記号は、以下のように定義される。
ＣＲ：冷延圧下率（％）
ＦＴ：熱延仕上温度（℃）
Ｎｂ：鋼板のＮｂ含有量

ひずみパラメータＲが－０．２未満であると、面内異方性が大きくなる、すなわち、ｒ_０－ｒ_４５が－０．２０未満となる。このため、ひずみパラメータＲは、－０．２以上とするのが好ましく、－０．１以上とするのがより好ましい。一方、Ｒが０．２を超えても、面内異方性が大きくなり、ｒ_０－ｒ_４５が０．２０を超える。このため、ひずみパラメータＲは、０．２以下とするのが好ましく、０．１以下とするのがより好ましい。

このように、ひずみパラメータＲを適切な範囲に制御することで、｛５５４｝＜２２５＞方位、｛１１１｝＜１１０＞方位、および｛３２２｝＜２３６＞方位のランダム強度比を適切に制御し、ｒ_０とｒ_４５の大小関係に依らずに、面内異方性の小さい鋼板を得ることができる。

以下、実施例によって本発明に係るフェライト系ステンレス鋼板をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

表１に記載の化学組成を有するステンレス鋼を溶製し、表２および３に記載の条件で、フェライト系ステンレス鋼板を製造した。なお、鋼板の製造の際には、熱延板焼鈍を行わなかった。また、冷延板焼鈍の際の焼鈍時間は、全ての例で、１分とした。また、得られた鋼板について、結晶方位の強度比ＡおよびＢと、ｒ_０－ｒ_４５と、全伸びとを以下に記載の方法で測定した。

（結晶方位の強度比ＡおよびＢ）
得られた鋼板について、板厚１／２位置で圧延面に平行な面において、Ｘ線回折を実施した。Ｘ線回折により得られたデータを用い、非特許文献３に記載のＢｕｎｇｅの手法を用いて３次元方位解析を実施した。結晶方位分布図より、｛５５４｝＜２２５＞方位、｛１１１｝＜１１０＞方位、および｛３２２｝＜２３６＞方位のランダム強度比を算出し、上記強度比ＡおよびＢを計算した。

（平均ｒ値および各種ｒ値他）
得られた鋼板について、ＪＩＳ Ｚ ２２５４：２００８に準拠し、塑性ひずみ比試験方法により、ｒ_０、およびｒ_４５を測定した。測定結果から、平均ｒ値およびｒ_０－ｒ_４５を算出した。また、ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０１１に準拠し、引張試験を行い、全伸びを測定した。全伸びが３０％以上である場合を良好な特性であるとして評価した。以下、表１～３を纏めて示す。

本実施形態の要件を満足するＣ１～Ｃ１８は、ｒ_０－ｒ_４５が－０．２０～０．２０の範囲であり、面内異方性も小さく、加工性が良好であった。その一方、本実施形態の要件を満足しないｃ１～ｃ１３については、加工性が低下した。

ｃ１～ｃ６は、本実施形態の化学組成を満足しなかったため、ｒ値が低下した。また、ｃ１、ｃ２、ｃ４、ｃ５はＳｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｒの過度な含有により、全伸びが３０％以下と低く、加工性が低下した。ｃ７～ｃ１３は製造方法が好ましい条件を満足しなかったため、集合組織を制御できておらず、ｒ_０－ｒ_４５が過剰に小さい、または過剰に大きな値となった。

Claims (6)

1. 化学組成が、質量％で、
   Ｃ：０．０３０％以下、
   Ｓｉ：１．００％以下、
   Ｍｎ：２．００％以下、
   Ｐ：０．００５～０．１００％、
   Ｓ：０．０１００％以下、
   Ｃｒ：１１．０～３０．０％、
   Ａｌ：１．００％以下、
   Ｎ：０．０３０％以下、
   Ｔｉ：０．０５～０．５０％、
   Ｎｂ：０～０．７０％、
   Ｓｎ：０～０．５０％、
   Ｎｉ：０～１．００％、
   Ｃｕ：０～１．００％、
   Ｍｏ：０～２．００％、
   Ｗ：０～１．００％、
   Ｃｏ：０～０．５０％、
   Ｖ：０～０．５０％、
   Ｚｒ：０～０．５０％、
   Ｓｂ：０～０．５０％、
   Ｂ：０～０．００２５％、
   Ｃａ：０～０．００５０％、
   Ｍｇ：０～０．００５０％、
   Ｙ：０～０．２０％、
   Ｈｆ：０～０．２０％、
   ＲＥＭ：０～０．１０％、
   残部：Ｆｅおよび不純物であり、
   下記（ｉ）式を満足し、
   板厚１／２位置で圧延面に平行な面において、下記（ii）式で算出される結晶方位の強度比Ａが６．０以上であり、下記（iii）式で算出される結晶方位の強度比Ｂが２．０～５．０である、フェライト系ステンレス鋼板。
   ０．１０≦Ｔｉ＋Ｎｂ≦０．７０ ・・・（ｉ）
   Ａ＝Ｉ｛５５４｝＜２２５＞／Ｉ｛１１１｝＜１１０＞ ・・・（ii）
   Ｂ＝Ｉ｛５５４｝＜２２５＞／Ｉ｛３２２｝＜２３６＞ ・・・（iii）
   但し、上記（ｉ）式中の各元素記号は鋼中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合はゼロとし、上記（ii）および(iii)式中の各記号は、以下のように定義される。
   Ｉ｛５５４｝＜２２５＞：｛５５４｝＜２２５＞方位のＸ線ランダム強度比
   Ｉ｛１１１｝＜１１０＞：｛１１１｝＜１１０＞方位のＸ線ランダム強度比
   Ｉ｛３２２｝＜２３６＞：｛３２２｝＜２３６＞方位のＸ線ランダム強度比
2. 前記化学組成が、質量％で、
   Ｓｎ：０．００５～０．５０％、
   Ｎｉ：０．０５～１．００％、
   Ｃｕ：０．０５～１．００％、
   Ｍｏ：０．０５～２．００％、
   Ｗ：０．０５～１．００％、
   Ｃｏ：０．０５～０．５０％、
   Ｖ：０．０５～０．５０％、
   Ｚｒ：０．０５～０．５０％、および
   Ｓｂ：０．００５～０．５０％、
   から選択される一種以上を含有する、請求項１に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
3. 前記化学組成が、質量％で、
   Ｂ：０．０００１～０．００２５％、
   Ｃａ：０．０００２～０．００５０％、および
   Ｍｇ：０．０００２～０．００５０％、
   から選択される一種以上を含有する、請求項１または２に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
4. 前記化学組成が、質量％で、
   Ｙ：０．００１～０．２０％、
   Ｈｆ：０．００１～０．２０％、および
   ＲＥＭ：０．００１～０．１０％、
   から選択される一種以上を含有する、請求項１～３のいずれか１項に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
5. 下記（iv）式を満足する、請求項１～４のいずれか１項に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
   －０．２０≦ｒ_０－ｒ_４５≦０．２０ ・・・（iv）
   但し、上記（iv）式中の各記号は以下のように定義される。
   ｒ_０：圧延方向のｒ値
   ｒ_４５：圧延方向から４５°方向のｒ値
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載のフェライト系ステンレス鋼板を製造する方法であって、
   請求項１～４のいずれかに記載の化学組成を有するスラブを、熱間圧延する際に、下記（ｖ）式を満足する熱延仕上温度ＦＴで、仕上圧延する工程と、
   前記仕上圧延直後１０秒以内に７００℃以下まで冷却し、６００℃以下の温度で巻取りをし、熱延鋼板とする工程と、
   前記熱延鋼板を、冷延圧下率ＣＲが２０～８５％の範囲で冷間圧延し、冷延鋼板とする工程と、
   前記冷延鋼板に、焼鈍を行う工程と、を有し、
   下記（vi）式で算出される、ひずみパラメータＲを－０．２～０．２の範囲とする、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
   ７００≦ＦＴ（℃）≦９５０ ・・・（ｖ）
   Ｒ＝１．６－ＣＲ／５０＋（ＦＴ－９００）／３００―２０Ｎｂ／３ ・・・（vi）
   但し、上記式中の各記号は、以下のように定義される。
   ＣＲ：冷延圧下率（％）
   ＦＴ：熱延仕上温度（℃）
   Ｎｂ：鋼板のＮｂ含有量