JP2023507639A - クランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】自動車や一般ホースのクランプに適用できる降伏強度３５０ＭＰａ以上の高強度ＳＴＳ４３０フェライト系ステンレス鋼及びその製造方法を開示する。【解決手段】本発明の一実施例によるクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼は、重量％で、Ｃ：０．０４～０．１％、Ｓｉ：０．２～０．６％、Ｍｎ：０．０１～１．５％、Ｃｒ：１４．０～１８．０％、Ａｌ：０．００５～０．２％、Ｖ：０．００５～０．２％、Ｎ：０．０２～０．１％、残りのＦｅ及び不可避な不純物からなり、下記［数（１）］及び［数（２）］を満たし、平均直径０．５μｍ以下の析出物の数が２．５×１０６個／ｍｍ２である。［数（１）］０．３５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≦０．６％［数（２）］０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％【選択図】図１
Description
本発明は、高強度フェライト系ステンレス鋼に係り、より詳細には、自動車や一般ホースのクランプに適用できる降伏強度３５０ＭＰａ以上の高強度フェライト系ステンレス鋼及びその製造方法に関する。
フェライト系ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて価格が安く、熱膨張率が低く、表面光沢、成形性及び耐酸化性が良好で、耐熱機構、シンクトッププレート、外装材、家電製品、電子部品などに広く使用されている。フェライト系ステンレス鋼冷延薄板の場合、熱間圧延工程、熱間圧延されたコイルの表面スケールを除去し、材料内部応力を除去する焼鈍酸洗工程、冷間圧延及び焼鈍工程を通じて製造される。
図１は、自動車や一般的なホース用クランプを示す。クランプは、プラスチックホースやパイプを締結する役割を果たすため、高い強度を必要とし、ベンディング時にクラックの発生があってはならないため、優れた延性も同時に要求される。また、室内だけでなく自動車の屋外環境で使用されることにより耐食性が求められるため、最近、クランプ用ステンレス鋼の需要が増大している状況である。
一般的に製造される４１０ＵＦのようなＵｔｉｌｉｔｙ Ｆｅｒｒｉｔｅの場合、Ｃｒ含有量が１２％レベルで耐食性に劣り、延伸率が低いので、クランプ用として使用できない。したがって、相対的にＣｒ含有量が高い１６％Ｃｒ４３０系（一般４３０、４３０ＬＸ）を使用しようと試みているが、低い引張強度で市場の要求を満足させるのが難しいことが実状である。市場の要求事項（ＳＰＥＣ．）である圧延方向基準で０°、４５°、９０°の３方向全てにおける引張強度（ＴＳ）５１０ＭＰａ以上、降伏強度（ＹＳ）３５０ＭＰａ以上、延伸率（Ｅｌ）２０％以上を満たすためには、成分系開発及び製造工程の最適化が先行されなければならない。
ＳＴＳ４３０に代表されるフェライト系ステンレス鋼の主な品質イシューは、リジング（Ｒｉｄｇｉｎｇ）の改善、オレンジピール（Ｏｒａｎｇｅ Ｐｅｅｌ）の改善、成形時の面内異方性の改善に関連して先行特許技術が多数存在するが、自動車や一般ホースのクランプ用に適用できるように高強度を満たす成分系に対する検討と製造技術の最適化に対する研究は、殆どないのが実状である。
本発明は、成分系のうちＳｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ、Ｎなどの含量、熱延無焼鈍による析出物のサイズ及び析出量の制御、調質圧延による降伏強度３５０ＭＰａ以上の高強度の具現が可能なＳＴＳ４３０フェライト系ステンレス鋼及びその製造方法を提供する。
本発明の一実施例によるクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼の製造方法は、重量％で、Ｃ：０．０４～０．１％、Ｓｉ：０．２～０．６％、Ｍｎ：０．０１～１．５％、Ｃｒ：１４．０～１８．０％、Ａｌ：０．００５～０．２％、Ｖ：０．００５～０．２％、Ｎ：０．０２～０．１％、残りのＦｅ及び不可避な不純物からなり、下記［数（１）］及び［数（２）］を満たすスラブを１，０００～１，２００℃で再加熱して熱間圧延する段階、前記熱間圧延された熱延鋼板を７００℃以上で巻き取る段階、前記巻き取られた熱延鋼板の焼鈍熱処理を省略し、６０％以上の圧下率で冷間圧延する段階、前記冷間圧延された冷延鋼板を５５０～９５０℃で１０分以下焼鈍熱処理する段階、及び前記焼鈍熱処理された冷延焼鈍鋼板を２～８％の圧下率で調質圧延する段階を含む。
［数（１）］０．３５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≦０．６％
［数（２）］０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
［数（２）］０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
ここで、Ｓｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ、Ｎは、各元素の含量（重量％）を意味する。
また、本発明の一実施例によれば、前記冷延焼鈍鋼板は、平均直径０．５μｍ以下の（Ｃｒ、Ｆｅ）－炭窒化物析出物の数が２．５×１０６個／ｍｍ２以上であってもよい。
また、本発明の一実施例によれば、前記スラブは、重量％で、Ｎｉ：０．００１～０．５％、Ｐ：０．０５％以下及びＳ：０．００５％以下からなる群から選ばれるいずれか１つ以上をさらに含んでもよい。
また、本発明の一実施例によれば、前記冷延焼鈍鋼板は、降伏強度３２０ＭＰａ以上、引張強度５１０ＭＰａ以上及び延伸率２０％以上であってもよい。
また、本発明の一実施例によれば、前記調質圧延された冷延焼鈍鋼板は、降伏強度３５０ＭＰａ以上、引張強度５１０ＭＰａ以上及び延伸率２０％以上であってもよい。
本発明の一実施例によるクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼は、重量％で、Ｃ：０．０４～０．１％、Ｓｉ：０．２～０．６％、Ｍｎ：０．０１～１．５％、Ｃｒ：１４．０～１８．０％、Ａｌ：０．００５～０．２％、Ｖ：０．００５～０．２％、Ｎ：０．０２～０．１％、残りのＦｅ及び不可避な不純物からなり、下記［数（１）］及び［数（２）］を満たし、降伏強度が３５０ＭＰａ以上である。
［数（１）］０．３５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≦０．６％
［数（２）］０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
［数（２）］０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
また、本発明の一実施例によれば、重量％で、Ｎｉ：０．００１～０．５％、Ｐ：０．０５％以下及びＳ：０．００５％以下からなる群から選ばれるいずれか１つ以上をさらに含んでもよい。
また、本発明の一実施例によれば、平均直径０．５μｍ以下の（Ｃｒ、Ｆｅ）－炭窒化物析出物が２．５×１０６個／ｍｍ２以上分布していてもよい。
また、本発明の一実施例によれば、引張強度５１０ＭＰａ以上及び延伸率２０％以上であってもよい。
本発明の実施例による高強度フェライト系ステンレス鋼は、降伏強度３５０ＭＰａ以上、引張強度５１０ＭＰａ以上、延伸率２０％以上を満たし、自動車などのクランプ用途で使用されてもよい。
本発明の一実施例によるクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼の製造方法は、重量％で、Ｃ：０．０４～０．１％、Ｓｉ：０．２～０．６％、Ｍｎ：０．０１～１．５％、Ｃｒ：１４．０～１８．０％、Ａｌ：０．００５～０．２％、Ｖ：０．００５～０．２％、Ｎ：０．０２～０．１％、残りのＦｅ及び不可避な不純物からなり、下記［数（１）］及び［数（２）］を満たすスラブを１，０００～１，２００℃で再加熱して熱間圧延する段階、前記熱延鋼板を７００℃以上で巻き取る段階、前記巻き取られた熱延鋼板の焼鈍熱処理を省略し、６０％以上の圧下率で冷間圧延する段階、前記冷延鋼板を５５０～９５０℃で１０分以下焼鈍熱処理する段階、及び前記冷延焼鈍鋼板を２～８％の圧下率で調質圧延する段階を含む。
［数（１）］０．３５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≦０．６％
［数（２）］０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
［数（２）］０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
ここで、Ｓｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ、Ｎは、各元素の含量（重量％）を意味する。
以下、本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。以下の実施例は、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に本発明の思想を十分に伝達するために提示するものである。本発明は、ここで提示した実施例のみに限定されず、他の形態で具体化されてもよい。図面は、本発明を明確にするために説明と関係のない部分の図示を省略し、理解を助けるために構成要素のサイズを多少誇張して表現してもよい。
本発明の一実施例によるクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼は、重量％で、Ｃ：０．０４～０．１％、Ｓｉ：０．２～０．６％、Ｍｎ：０．０１～１．５％、Ｃｒ：１４．０～１８．０％、Ａｌ：０．００５～０．２％、Ｖ：０．００５～０．２％、Ｎ：０．０２～０．１％、残りのＦｅ及び不可避な不純物からなる。
以下、本発明の合金元素含量の数値限定理由について説明する。以下、特に言及のない限り、単位は、重量％である。
Ｃの含量は、０．０４～０．１％である。
鋼中のＣは、フェライト系ステンレス鋼に不可避に含まれる不純物で、（Ｃｒ、Ｆｅ）２３Ｃ６、（Ｃｒ、Ｆｅ）７Ｃ３炭化物として析出されて強度を向上させる役割を果たすので、０．０４％以上含有する。但し、母材内に過剰に含まれる場合には延伸率を低下させて製品の加工性を著しく低下させるため、０．１％以下に制限する。
Ｓｉの含量は、０．２～０．６％である。
Ｓｉは、鋼中に含まれる不可避な不純物であるが、製鋼時に脱酸剤の役割として添加される元素で、フェライト安定化元素である。鋼中に多量含有されると、材質の硬化を起こして延性を低下させるため、通常、０．４％以下で管理する。しかし、クランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼を製造するためには、Ｓｉを最適に使用する必要がある。したがって、本発明では、Ｓｉ含量を０．２～０．６％に制御して固溶強化効果により引張強度及び降伏強度を向上させ、延伸率を維持するためにＳｉ含量を０．６％以下に制限する。
Ｍｎの含量は、０．０１～１．５％である。
Ｍｎは、鋼中に不可避に含まれる不純物であるが、オーステナイト安定化元素であるため、ローピング及びリジングを抑制する役割を果たす。ただし、多量に含まれる場合、溶接時にマンガン系のフュームが発生し、ＭｎＳ相析出の原因となって延伸率を低下させるため、その含量を０．０１～１．５％に制限する。
Ｃｒの含量は、１４．０～１８．０％である。
Ｃｒは、鋼の耐食性を向上させるために添加する合金元素で、臨界含量は、１２％である。ただし、Ｃ及びＮを含むフェライト系ステンレス鋼は、粒界腐食が起こることがあり、粒界腐食の可能性及び製造単価の増加を考慮し、その含量を１４．０～１８．０％に制限する。
Ａｌの含量は、０．００５～０．２％である。
Ａｌは、強力な脱酸剤として溶鋼中の酸素の含量を下げる役割を果たし、本発明では、０．００５％以上添加する。ただし、その含量が過剰である場合、非金属介在物の増加により冷延ストリップのスリーブ欠陥が発生するとともに、溶接性を劣化させるため、０．２％以下に限定し、より好ましくは、０．１％以下に限定してもよい。
Ｖの含量は、０．００５～０．２％である。
Ｖは、Ｃ及びＮを固定して炭窒化物を形成する役割を果たし、炭窒化物の成長を抑制して微細化させるのに有効な元素で、本発明では、０．００５％以上添加し、より好ましくは、０．０３％以上添加する。ただし、その含量が過剰である場合、製造コストが急増するため、０．２％以下に限定し、より好ましくは、０．１％以下に限定してもよい。
Ｎの含量は、０．０２～０．１％である。
鋼中のＮは、Ｃと同等に不純物元素として存在し、製造過程でＣｒ２Ｎ窒化物として析出されて強度を向上させる役割を果たすので、０．０２％以上添加する。しかし、多量の添加は、加工性を阻害させるだけでなく、冷延製品のストレッチャーストレインの原因となるため、その含有量を０．１％以下に制限する。
また、本発明の一実施例によれば、重量％で、Ｎｉ：０．００１～０．５％、Ｐ：０．０５％以下及びＳ：０．００５％以下からなる群から選ばれるいずれか１つ以上をさらに含んでもよい。
Ｎｉの含量は、０．００１～０．５％である。Ｎｉは、Ｃｕ、Ｍｎとともにオーステナイト安定化元素でオーステナイト分率を増加させてローピング及びリジングを抑制する効果があり、微量添加により耐食性を向上させる役割を果たす。しかし、多量添加時の加工性の劣化及び製造単価の増加によりその含量を前述の範囲に制限する。
Ｐの含量は、０．０５％以下である。Ｐは、鋼中に含まれる不可避な不純物で、酸洗時に粒界腐食を起こしたり、熱間加工性を阻害させるため、その含有量を前述の範囲に調節する。
Ｓの含量は、０．００５％以下である。Ｓは、鋼中に含まれる不可避な不純物で結晶粒界に偏析されて熱間加工性を阻害するため、その含有量を前述の範囲に制限する。
上述した合金元素を除いたステンレス鋼の残りは、Ｆｅ及びその他の不可避な不純物からなる。
また、前記成分系組成とともに下記［数（１）］及び［数（２）］を満たす。
［数（１）］０．３５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≦０．６％
［数（２）］０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
［数（２）］０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
本発明では、高強度を具現するために置換型元素であるＳｉ、Ａｌ、Ｖの含量増加による固溶強化効果により降伏強度（ＹＳ）を増加させて３２０ＭＰａ以上を示すことができる。Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ値が０．３５％未満の場合、目的とする降伏強度を具現することが困難であり、０．６％超過の場合、延伸率が低下する。また、後述する製造方法のように、焼鈍熱処理された冷延鋼板に調質圧延を行うことにより、３５０ＭＰａ以上の降伏強度を達成しうる。調質圧延の実施前に降伏強度が３２０ＭＰａに達しない場合、調質圧延時に高い圧下率が要求され、このような場合、延伸率の低下をもたらして好ましくない。したがって、調質圧延の実施前に前記［数（１）］を満たして降伏強度３２０ＭＰａ以上確保されることが重要である。
Ｃ＋Ｎ含量の増加により（Ｆｅ、Ｃｒ）炭窒化物析出量を増加させ、熱延焼鈍熱処理を省略して析出物の微細化効果により加工硬化量を増加させることにより、引張強度（ＴＳ）を５１０ＭＰａ以上で具現してもよい。Ｃ＋Ｎ値が０．０９％未満の場合、目的とする引張強度を具現することが困難であり、０．１２％超過の場合、延伸率が低下する。
上述した合金元素制御による本発明の微細組織は、平均直径０．５μｍ以下の（Ｆｅ、Ｃｒ）炭窒化物析出物を２．５×１０６個／ｍｍ２以上含んでもよい。（Ｆｅ、Ｃｒ）炭窒化物析出物は、Ｃ＋Ｎ含量の増大による（Ｃｒ、Ｆｅ）２３Ｃ６、（Ｃｒ、Ｆｅ）７Ｃ３炭化物またはＣｒ２Ｎ窒化物であってもよい。０．５μｍ以下の微細な析出物を多量析出させることにより、引張時の加工硬化量を増加させることができる。
ただし、（Ｆｅ、Ｃｒ）炭窒化物の析出のためには、合金元素制御の他に熱延焼鈍熱処理の省略が求められる。
ホースを連結するクランプの場合、ホースの直径が小さければ、厚さ１ｍｍ以下を主に使用し、降伏強度（ＹＳ）３２０ＭＰａ以上が要求され、ホースの直径が大きければ、厚さ１ｍｍ以上を使用することになるが、降伏強度（ＹＳ）３５０ＭＰａ以上が求められている。上述した合金元素及び炭窒化物析出物の制御を通じて３２０ＭＰａ以上を得ることができるが、３５０ＭＰａ以上を確保することは困難である。したがって、３５０ＭＰａ以上の降伏強度を具現するため、製造方法上の工程の修正が必要であった。
本発明の一実施例によるクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼の製造方法は、重量％で、Ｃ：０．０４～０．１％、Ｓｉ：０．２～０．６％、Ｍｎ：０．０１～１．５％、Ｃｒ：１４．０～１８．０％、Ａｌ：０．００５～０．２％、Ｖ：０．００５～０．２％、Ｎ：０．０２～０．１％、残りのＦｅ及び不可避な不純物からなり、前記［数（１）］及び［数（２）］を満たすスラブを１，０００～１，２００℃で再加熱して熱間圧延する段階と、前記熱延鋼板を７００℃以上で巻き取る段階、前記巻き取られた熱延鋼板の焼鈍熱処理を省略し、６０％以上の圧下率で冷間圧延する段階、前記冷延鋼板を５５０～９５０℃で１０分以下焼鈍熱処理する段階、及び前記冷延焼鈍鋼板を２～８％の圧下率で調質圧延する段階を含む。
熱間圧延仕上げ温度は、８００℃以上であることが好ましい。８００℃以上の仕上げ圧延温度及び７００℃以上での巻き取りを通じて熱延コイル状態で微細析出物を形成させ、以後の熱延焼鈍熱処理を省略して析出物の粗大化を防止する。
一般的にクランプ用として使用されるフェライト系ステンレス鋼は、熱間圧延後、熱延焼鈍熱処理によりバッチ焼鈍（Ｂａｔｃｈ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ）を行うが、本発明では、熱延焼鈍熱処理を省略することを特徴とする。バッチ焼鈍（ＢＡＦ）を行うときに熱延コイルの析出した微細析出物が粗大化され、総個数が少なくなり、高強度の確保が困難になる。
冷延焼鈍鋼板を２～８％圧下率で冷延調質圧延することにより、降伏強度を３５０ＭＰａ以上確保しうる。圧下率が８％超過の場合、延伸率が低下する。
以下、本発明の好ましい実施例を通じてより詳細に説明する。
実施例
下記表１のＣ、Ｎ、Ｓｉ、Ａｌ及びＶを調節した成分系のフェライト系ステンレス鋼をＬａｂ．真空溶解を行ってスラブとして製造した。スラブを１，０００～１，２００℃で再加熱した後、粗圧延機と連続仕上げ圧延機により８００℃以上の仕上げ圧延完了温度で圧延して熱延板を製造した。
下記表１のＣ、Ｎ、Ｓｉ、Ａｌ及びＶを調節した成分系のフェライト系ステンレス鋼をＬａｂ．真空溶解を行ってスラブとして製造した。スラブを１，０００～１，２００℃で再加熱した後、粗圧延機と連続仕上げ圧延機により８００℃以上の仕上げ圧延完了温度で圧延して熱延板を製造した。
熱延板は、冷間圧延及び焼鈍熱処理後、一部鋼種に対して調質圧延を行い、最終冷延板を製造した。
下記表２は、表１の合金成分を有する鋼について、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ、Ｃ＋Ｎで定義される［数（１）］及び［数（２）］の数値を示し、熱燃焼鈍条件及び冷延焼鈍材の析出物の数を示した。また、冷延焼鈍材の板面において圧延方向から０°方向に対して、常温でｃｒｏｓｓｈｅａｄ ｓｐｅｅｄ ２０ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行って得られた降伏強度（ＹＳ）、引張強度（ＴＳ）及び延伸率（ＥＬ）を示した。
発明例１、２
Ａ、Ｂ鋼種は、フェライト系ステンレス鋼のＣ、Ｎ、Ｓｉ、Ａｌ及びＶを調節して真空溶解したもので、前記鋼を１，０００～１，２００℃の温度範囲で再加熱した後、粗圧延機と連続仕上げ圧延機により８００℃以上の完成温度で圧延して熱延板を製造し、その後に熱延焼鈍を行わず、酸洗した後、冷間圧延、冷延焼鈍及び調質圧延を行った。
Ａ、Ｂ鋼種は、フェライト系ステンレス鋼のＣ、Ｎ、Ｓｉ、Ａｌ及びＶを調節して真空溶解したもので、前記鋼を１，０００～１，２００℃の温度範囲で再加熱した後、粗圧延機と連続仕上げ圧延機により８００℃以上の完成温度で圧延して熱延板を製造し、その後に熱延焼鈍を行わず、酸洗した後、冷間圧延、冷延焼鈍及び調質圧延を行った。
前記Ａ、Ｂ鋼種は、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≧０．３５％を満たし、調質圧延を行うことにより降伏強度（ＹＳ）≧３５０ＭＰａを満たすことが分かる。また、Ａ、Ｂ鋼種は、Ｃ＋Ｎ≧０．０９％を満たすことにより、引張強度（ＴＳ）≧５１０ＭＰａを満たすことが分かる。
比較例１～３
Ｃ～Ｅ鋼種は、Ｃ＋Ｎ数値が０．０９％以上で本発明の［数（１）］は満たすが、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ数値が０．３５％以下で降伏強度（ＹＳ）値が３００ＭＰａレベルで調質圧延を行う前に３２０ＭＰａにも及ばない低い値が現れたことが確認できた。
Ｃ～Ｅ鋼種は、Ｃ＋Ｎ数値が０．０９％以上で本発明の［数（１）］は満たすが、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ数値が０．３５％以下で降伏強度（ＹＳ）値が３００ＭＰａレベルで調質圧延を行う前に３２０ＭＰａにも及ばない低い値が現れたことが確認できた。
比較例４、５
Ｆ鋼種及びＧ鋼種は、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ数値が０．３５％以下及びＣ＋Ｎ数値が０．０９％以下で、調質圧延したにもかかわらず、降伏強度（ＹＳ）と引張強度（ＴＳ）の両方が本発明の目標強度レベルを満足させることができないことが分かる。
Ｆ鋼種及びＧ鋼種は、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ数値が０．３５％以下及びＣ＋Ｎ数値が０．０９％以下で、調質圧延したにもかかわらず、降伏強度（ＹＳ）と引張強度（ＴＳ）の両方が本発明の目標強度レベルを満足させることができないことが分かる。
比較例６、７
Ｈ鋼種は、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ数値が０．３５％以上を満たし、Ｃ＋Ｎ数値が０．０９％以上を満たすが、熱延ＢＡＦ焼鈍を行うことにより降伏強度（ＹＳ）≧３２０ＭＰａと引張強度（ＴＳ）≧５１０ＭＰａを満足させることができないことが分かる。
Ｈ鋼種は、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ数値が０．３５％以上を満たし、Ｃ＋Ｎ数値が０．０９％以上を満たすが、熱延ＢＡＦ焼鈍を行うことにより降伏強度（ＹＳ）≧３２０ＭＰａと引張強度（ＴＳ）≧５１０ＭＰａを満足させることができないことが分かる。
また、Ｉ鋼種は、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ数値が０．３５以上を満足できず、Ｃ＋Ｎ数値が０．０９％以上を満足させることができないだけでなく、熱延ＢＡＦ焼鈍を行うことにより降伏強度（ＹＳ）が２８０ＭＰａ以下と低く、引張強度（ＴＳ）も４９０ＭＰａ以下と低いので、本発明の目標強度を満足できないことが分かる。
図２は、本発明の調質圧延の実施前の［数（１）］の値による降伏強度（ＹＳ）を示すグラフであり、図３は、本発明の調質圧延の実施前の［数（２）］の値による引張強度（ＴＳ）を示すグラフである。
図２及び図３を参照すると、本発明において高強度を具現するために置換型元素の和Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖと定義される［数（１）］の値を０．３５％以上に制御することにより、母材の固溶強化効果により降伏強度を増加させて３２０ＭＰａ以上で具現することができた。さらに調質圧延を行うことにより、要求降伏強度である３５０ＭＰａ以上を確保できた。また、Ｃ＋Ｎと定義される［数（２）］の値を０．０９％以上に制御して（Ｆｅ、Ｃｒ）－炭窒化物析出量の増大とともに熱燃焼鈍工程の省略による析出物微細化効果により加工硬化量を増加させて引張強度を５１０ＭＰａ以上で具現することができた。
図４は、本発明の実施例による発明例と比較例の析出物を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）と透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）で撮影した写真である。無焼鈍列は、発明例１のＡ鋼種写真であり、ＢＡＦ列は、比較例７のＩ鋼種写真である。
発明例１のＡ鋼種の場合、平均直径０．５μｍ以下のサイズを有する析出物が多量に形成されていることが確認できるが、比較例７のＩ鋼種の場合、０．５～２．０μｍサイズの析出物が形成されていることが確認できた。すなわち、合金成分の制御とともに熱延無焼鈍がすべて満足されなければ、本発明の解決課題を達成できないことが分かる。
以上、本発明の例示的な実施例を説明したが、本発明は、これに限定されず、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、以下に記載する請求範囲の概念と範囲から逸脱しない範囲内で様々な変更及び変形が可能であることを理解できるだろう。
本発明によるフェライト系ステンレス鋼は、降伏強度３５０ＭＰａ以上、引張強度５１０ＭＰａ以上及び延伸率２０％以上を確保することができ、自動車や一般ホースのクランプに適用が可能である。
Claims (9)
- 重量％で、Ｃ：０．０４～０．１％、Ｓｉ：０．２～０．６％、Ｍｎ：０．０１～１．５％、Ｃｒ：１４．０～１８．０％、Ａｌ：０．００５～０．２％、Ｖ：０．００５～０．２％、Ｎ：０．０２～０．１％、残りのＦｅ及び不可避な不純物からなり、下記［数（１）］及び［数（２）］を満たすスラブを１，０００～１，２００℃で再加熱して熱間圧延する段階と、
前記熱間圧延された熱延鋼板を７００℃以上で巻き取る段階と、
前記巻き取られた熱延鋼板の焼鈍熱処理を省略し、６０％以上の圧下率で冷間圧延する段階と、
前記冷間圧延された冷延鋼板を５５０～９５０℃で１０分以下焼鈍熱処理する段階と、
前記焼鈍熱処理された冷延焼鈍鋼板を２～８％の圧下率で調質圧延する段階と、を含む、ことを特徴とするクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼の製造方法。
［数（１）］０．３５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≦０．６％
［数（２）］０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
（ここで、Ｓｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ、Ｎは、各元素の含量（重量％）を意味する） - 前記冷延焼鈍鋼板は、
平均直径０．５μｍ以下の（Ｃｒ、Ｆｅ）－炭窒化物析出物の数が２．５×１０６個／ｍｍ２以上である、ことを特徴とする請求項１に記載のクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼の製造方法。 - 前記スラブは、重量％で、Ｎｉ：０．００１～０．５％、Ｐ：０．０５％以下及びＳ：０．００５％以下からなる群から選ばれるいずれか１つ以上をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載のクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼の製造方法。
- 前記冷延焼鈍鋼板は、
降伏強度３２０ＭＰａ以上、引張強度５１０ＭＰａ以上、及び延伸率２０％以上である、ことを特徴とする請求項１に記載のクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼の製造方法。 - 前記調質圧延された冷延焼鈍鋼板は、
降伏強度３５０ＭＰａ以上、引張強度５１０ＭＰａ以上及び延伸率２０％以上である、ことを特徴とする請求項１に記載のクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼の製造方法。 - 重量％で、Ｃ：０．０４～０．１％、Ｓｉ：０．２～０．６％、Ｍｎ：０．０１～１．５％、Ｃｒ：１４．０～１８．０％、Ａｌ：０．００５～０．２％、Ｖ：０．００５～０．２％、Ｎ：０．０２～０．１％、残りのＦｅ及び不可避な不純物からなり、
下記［数（１）］及び［数（２）］を満たし、
降伏強度が３５０ＭＰａ以上である、ことを特徴とするクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼。
［数（１）］０．３５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≦０．６％
［数（２）］０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
（ここで、Ｓｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ、Ｎは、各元素の含量（重量％）を意味する） - 重量％で、Ｎｉ：０．００１～０．５％、Ｐ：０．０５％以下、及びＳ：０．００５％以下からなる群から選ばれるいずれか１つ以上をさらに含む、ことを特徴とする請求項６に記載のクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼。
- （Ｃｒ、Ｆｅ）－炭窒化物析出物を含み、
平均直径０．５μｍ以下の（Ｃｒ、Ｆｅ）－炭窒化物析出物が２．５×１０６個／ｍｍ２以上分布している、ことを特徴とする請求項６に記載のクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼。 - 引張強度５１０ＭＰａ以上及び延伸率２０％以上である、ことを特徴とする請求項６に記載のクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼。
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