JP2024127105A - Ferritic Stainless Steel Sheet - Google Patents

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JP2024127105A JP2023035996A JP2023035996A JP2024127105A JP 2024127105 A JP2024127105 A JP 2024127105A JP 2023035996 A JP2023035996 A JP 2023035996A JP 2023035996 A JP2023035996 A JP 2023035996A JP 2024127105 A JP2024127105 A JP 2024127105A
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雅俊 安部
直彦 森下
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Nippon Steel Stainless Steel Corp
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Nippon Steel Stainless Steel Corp
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Abstract

【課題】靭性および長期間使用した後の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供する。【解決手段】フェライト系ステンレス鋼板であって、質量%で、C:0.001~0.100%、Si:0.01~1.00%、Mn:0.01~1.00%、P:≦0.050%、S:≦0.0100%、Cr:10.5~30.0%、Ni:0.01~3.00%、Al:0.01~1.00%、Sn:0.01~0.50%、N:0.001~0.050%、B:0.0001~0.0050%を含有し、さらに、TiおよびNbの少なくとも一方を0.01~1.00%の範囲で含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、平均結晶粒径が25μm以下であり、材料温度25℃でのシャルピー衝撃値の平均値が10J/cm2以上であり、オージェ電子分光法によって、鋼板表面からOの濃度が最大値の1/2となる測定深さまでの各含有元素のスペクトルのピーク強度を測定した場合に、Crをカチオン分率で20.0atomic%以上含有する。【選択図】なし[Problem] To provide a ferritic stainless steel sheet having excellent toughness and corrosion resistance after long-term use. [Solution] The ferritic stainless steel sheet contains, by mass%, C: 0.001-0.100%, Si: 0.01-1.00%, Mn: 0.01-1.00%, P: ≦0.050%, S: ≦0.0100%, Cr: 10.5-30.0%, Ni: 0.01-3.00%, Al: 0.01-1.00%, Sn: 0.01-0.50%, N: 0.001-0.050%, B: 0.0001-0.0050%, and further contains Ti and N. b in the range of 0.01 to 1.00%, with the remainder consisting of iron and unavoidable impurities, the average crystal grain size is 25 μm or less, the average Charpy impact value at a material temperature of 25°C is 10 J/cm2 or more, and when the peak intensity of the spectrum of each contained element is measured by Auger electron spectroscopy from the steel sheet surface to the measurement depth where the O concentration is 1/2 of the maximum value, the Cr content is 20.0 atomic% or more in cationic fraction. [Selected figure] None

Description

本発明は、コンテナ等に適用されるフェライト系ステンレス鋼板に関する。 The present invention relates to ferritic stainless steel sheets that are used for containers, etc.

コンテナは、化学物質、酸、食品などの様々な物(以下、各種物品)の輸送、保管、取り扱いに使用される容器であり、各種物品の輸送、保管、取り扱いに耐え得る強度を有している。コンテナは、10年以上の長期間にわたって使用されることが多く、また輸送の際には国内外問わず各種物品の長距離移動に使用されるため、コンテナの構成部材には高い耐食性が求められる。 Containers are vessels used to transport, store, and handle a variety of items, including chemicals, acids, and food (hereafter referred to as "various items"), and are strong enough to withstand the transport, storage, and handling of a variety of items. Containers are often used for long periods of time, such as 10 years or more, and because they are used to transport a variety of items over long distances both domestically and internationally, the components that make up the container must have a high level of corrosion resistance.

コンテナの構成部材としては、外張材用途の鋼材および骨材が挙げられるが、これらの部材は塗装を前提としている。例えば、特許文献1には、mass%で、C:0.002~0.02%、N:0.002~0.02%、Si:0.05~1.0%、Mn:0.05~1.0%、P:0.04%以下、S:0.02%以下、Al:0.001~0.1%、Cr:6.0~10.0%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなり、鋼板表面のCr濃度が、(鋼板内部のCr濃度-1)%以上である構造用Cr鋼が開示されている。この構造用Cr鋼は、Cr、C、N量の調整によって耐食性と靭性および耐衝撃性とが両立しているとともに、熱延板の脱スケールに伴う鋼板表層の除去量を制御することで塗装後の耐食性が担保されている。 Container components include steel and aggregates for exterior lining, but these components are intended to be painted. For example, Patent Document 1 discloses a structural Cr steel containing, by mass%, C: 0.002-0.02%, N: 0.002-0.02%, Si: 0.05-1.0%, Mn: 0.05-1.0%, P: 0.04% or less, S: 0.02% or less, Al: 0.001-0.1%, Cr: 6.0-10.0%, with the balance being Fe and unavoidable impurities, and the Cr concentration on the steel plate surface is (Cr concentration inside the steel plate - 1)% or more. This structural Cr steel achieves both corrosion resistance, toughness, and impact resistance by adjusting the amounts of Cr, C, and N, and corrosion resistance after painting is guaranteed by controlling the amount of the steel plate surface layer removed during descaling of the hot-rolled plate.

また、塗装なしで優れた耐食性を発揮することから、ステンレス鋼もコンテナの構成部材として従来から使用されている。例えば、特許文献2には、重量%で、C:0.03%以下、Si:0.30~0.60%、Mn:0.70~1.00%、P:0.040%以下、S:0.010%以下、Ni:0.15~0.45%、Cr:11.50~12.50%、Mo:0.50%以下、Cu:0.30~0.50%、N:0.060%以下であって且つγ=420C+470N+23Ni+9Cu+7Mn-11.5Cr-11.5Si-12Mo+189(重量%)H=218C-2.6Si+2.9Mn+9.2Ni-4.6Cr+3.6Cu+138N+75.2(重量%)の式に従う計算値γが80以上で且つ計算値Hが38以下の範囲となるように各成分元素含有量が相互に調整され残部がFeおよび不可避的不純物からなる海上コンテナ用鋼が開示されている。この海上コンテナ用鋼は、成分調整によって強靭性、溶接性および適度の耐食性を兼ね備えている。 In addition, stainless steel has also been used as a component of containers because it exhibits excellent corrosion resistance without painting. For example, Patent Document 2 describes a material with the following composition by weight: C: 0.03% or less, Si: 0.30-0.60%, Mn: 0.70-1.00%, P: 0.040% or less, S: 0.010% or less, Ni: 0.15-0.45%, Cr: 11.50-12.50%, Mo: 0.50% or less, Cu: 0.30-0.50%, N: 0.060% or less, and γ = 420C + 470N + 23Ni + 9Cu + A steel for marine containers is disclosed in which the content of each component element is mutually adjusted so that the calculated value γ according to the formula 7Mn-11.5Cr-11.5Si-12Mo+189 (wt%)H=218C-2.6Si+2.9Mn+9.2Ni-4.6Cr+3.6Cu+138N+75.2 (wt%) is in the range of 80 or more and the calculated value H is in the range of 38 or less, with the remainder being Fe and unavoidable impurities. This steel for marine containers combines toughness, weldability, and moderate corrosion resistance through the adjustment of the components.

特開2004-115909号公報JP 2004-115909 A 特開昭63-436号公報Japanese Patent Application Publication No. 63-436

しかし、特許文献1の構造用Cr鋼のような塗装を前提とする鋼材等は、塗装剥離後に耐食性が著しく低下する問題があった。また、特許文献2の海上コンテナ用鋼は、長期間使用した後において、強靭性は維持されているものの耐食性が不十分であった。 However, steel materials that are intended to be painted, such as the structural Cr steel in Patent Document 1, have a problem in that their corrosion resistance drops significantly after the paint is peeled off. In addition, the steel for marine containers in Patent Document 2 maintains its toughness after long-term use, but its corrosion resistance is insufficient.

本発明の一態様は、前述の課題を解決するためになされたものであり、靭性および長期間使用した後の耐食性に優れた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。 One aspect of the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a ferritic stainless steel sheet that has excellent toughness and corrosion resistance after long-term use.

本発明者らは、前述の課題を解決すべく、種々の元素を含有するフェライト系ステンレス鋼板を作製して試験することにより、フェライト系ステンレス鋼板の靭性および長期間使用した後の耐食性を改善できないか検討した。その結果、Snを極微量添加することが有効であることを見出した。また、不働態皮膜中のCrの含有量を調整することが有効であることも見出した。さらに、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法において、冷延板焼鈍工程における冷延板の昇温速度を100℃/s以上とすることにより、フェライト系ステンレス鋼板の平均結晶粒径が25μm以下となって靭性が飛躍的に向上することを見出した。 In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have investigated whether it is possible to improve the toughness and corrosion resistance of ferritic stainless steel sheets after long-term use by producing and testing ferritic stainless steel sheets containing various elements. As a result, they have found that adding a very small amount of Sn is effective. They have also found that adjusting the Cr content in the passive film is effective. Furthermore, they have found that in the manufacturing method of ferritic stainless steel sheets, by setting the temperature rise rate of the cold-rolled sheet in the cold-rolled sheet annealing process to 100°C/s or more, the average crystal grain size of the ferritic stainless steel sheet becomes 25 μm or less, and the toughness is dramatically improved.

すなわち、本発明は、以上の知見に基づいて完成したものであり、前述の課題を解決することを目的とした本発明の要旨は、以下の通りである。 In other words, the present invention was completed based on the above findings, and the gist of the present invention, which aims to solve the above-mentioned problems, is as follows.

[1] 質量%で、
C:0.001~0.100%、
Si:0.01~1.00%、
Mn:0.01~1.00%、
P:≦0.050%、
S:≦0.0100%、
Cr:10.5~30.0%、
Ni:0.01~3.00%、
Al:0.01~1.00%、
Sn:0.01~0.50%、
N:0.001~0.050%、
B:0.0001~0.0050%を含有し、
さらに、TiおよびNbの少なくとも一方を0.01~1.00%の範囲で含有し、
残部が鉄および不可避的不純物からなり、
平均結晶粒径が25μm以下であり、
材料温度25℃でのシャルピー衝撃値の平均値が10J/cm以上であり、
オージェ電子分光法によって、鋼板表面からOの濃度が最大値の1/2となる測定深さまでの各含有元素のスペクトルのピーク強度を測定した場合に、Crをカチオン分率で20.0atomic%以上含有することを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
[1] In mass%,
C: 0.001-0.100%,
Si: 0.01-1.00%,
Mn: 0.01-1.00%,
P:≦0.050%,
S:≦0.0100%,
Cr: 10.5-30.0%,
Ni: 0.01 to 3.00%,
Al: 0.01-1.00%,
Sn: 0.01-0.50%,
N: 0.001-0.050%,
B: 0.0001 to 0.0050%;
Further, at least one of Ti and Nb is contained in the range of 0.01 to 1.00%,
the balance being iron and unavoidable impurities;
The average crystal grain size is 25 μm or less,
The average Charpy impact value at a material temperature of 25°C is 10 J/ cm2 or more,
A ferritic stainless steel sheet characterized in that, when the peak intensity of the spectrum of each contained element is measured by Auger electron spectroscopy from the steel sheet surface to a measurement depth at which the O concentration is half of its maximum value, the ferritic stainless steel sheet contains Cr at a cation fraction of 20.0 atomic% or more.

[2] さらに質量%で、
Mo:0.01~3.00%、
Cu:0.01~0.50%、
W:0.001~1.000%、
V:0.001~1.000%、
Sb:0.001~0.100%、
Co:0.001~0.500%、
Ca:0.0001~0.0050%、
Mg:0.0001~0.0050%、
Zr:0.0001~0.0300%、
Ga:0.0001~0.0100%、
Ta:0.001~0.050%、
REM:0.001~0.100%
の1種または2種以上を含有することを特徴とする[1]に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
[2] Further, in mass%,
Mo: 0.01-3.00%,
Cu: 0.01 to 0.50%,
W: 0.001-1.000%,
V: 0.001-1.000%,
Sb: 0.001 to 0.100%,
Co: 0.001 to 0.500%,
Ca: 0.0001-0.0050%,
Mg: 0.0001 to 0.0050%,
Zr: 0.0001 to 0.0300%,
Ga: 0.0001-0.0100%,
Ta: 0.001 to 0.050%,
REM: 0.001~0.100%
The ferritic stainless steel sheet according to [1], characterized in that it contains one or more of the following:

[3] コンテナ用途に使用される[1]または[2]に記載のフェライト系ステンレス鋼板。 [3] A ferritic stainless steel sheet according to [1] or [2] used for container applications.

本発明の一態様によれば、靭性および長期間使用した後の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供できる。 According to one aspect of the present invention, a ferritic stainless steel sheet having excellent toughness and corrosion resistance after long-term use can be provided.

以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態または実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。異なる実施形態および実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書において「A~B」は、A以上B以下であることを示している。 One embodiment of the present invention will be described in detail below. Note that the present invention is not limited to the following embodiment or example, and various modifications are possible within the scope of the claims. The technical scope of the present invention also includes embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments and examples. In this specification, "A to B" indicates greater than or equal to A and less than or equal to B.

〔概要〕
本発明者らは、靭性および長期間使用した後の耐食性を向上させるために、Snを種々の濃度で含有するフェライト系ステンレス鋼板を種々の加熱速度で作製した。そして、それらの特性を比較することにより、Sn濃度および平均結晶粒径(詳細は後述)のそれぞれがフェライト系ステンレス鋼板の耐食性および靭性に及ぼす影響を調べた。その結果、フェライト系ステンレス鋼板を下記の(I)、(II)および(III)のようにすることで、例えばコンテナ用途として靭性および長期間使用した後の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼板が得られることを見出した。
(I)不働態皮膜中のCrの含有量を、カチオン分率で20.0atomic%以上とする。
(II)母材中のSnの含有量を0.01~0.50%の範囲とする。
(III)平均結晶粒径を25μm以下とする。
〔overview〕
The present inventors produced ferritic stainless steel sheets containing various concentrations of Sn at various heating rates in order to improve toughness and corrosion resistance after long-term use. Then, by comparing the properties of the sheets, the effects of the Sn concentration and the average crystal grain size (described in detail later) on the corrosion resistance and toughness of the ferritic stainless steel sheets were investigated. As a result, it was found that by making the ferritic stainless steel sheets into the following (I), (II), and (III), a ferritic stainless steel sheet having excellent toughness and corrosion resistance after long-term use, for example, for container applications, can be obtained.
(I) The Cr content in the passive film is set to 20.0 atomic % or more in terms of cation fraction.
(II) The Sn content in the base metal is in the range of 0.01 to 0.50%.
(III) The average crystal grain size is 25 μm or less.

まず、フェライト系ステンレス鋼板の表層に形成される不働態皮膜は、フェライト系ステンレス鋼板の耐食性を担保する一要素であるものの、長期間の使用によって局所的に破壊されてしまうことが課題であった。そこで、本発明の一態様に係るフェライト系ステンレス鋼板においては、不働態皮膜中のCrの含有量をカチオン分率で20.0atomic%以上とすることで、当該フェライト系ステンレス鋼板の耐食性を1次的に向上させる。 First, the passive film formed on the surface of a ferritic stainless steel sheet is one element that ensures the corrosion resistance of the ferritic stainless steel sheet, but the passive film is subject to localized destruction over long-term use. Therefore, in a ferritic stainless steel sheet according to one embodiment of the present invention, the Cr content in the passive film is set to 20.0 atomic% or more in terms of cation fraction, thereby primarily improving the corrosion resistance of the ferritic stainless steel sheet.

また、本発明の一態様に係るフェライト系ステンレス鋼板においては、Snの含有量を0.01~0.50%とする。これにより、長期間の使用によって不働態皮膜が破壊されたとしても、不働態皮膜の破壊箇所から、適正量のSnが鋼板表面に付着した水分中に溶け込む。この溶け込んだSnにより、長期間使用した後において、本発明の一態様に係るフェライト系ステンレス鋼板の耐食性を2次的に向上させる。 In addition, in the ferritic stainless steel sheet according to one embodiment of the present invention, the Sn content is set to 0.01 to 0.50%. As a result, even if the passive film is destroyed by long-term use, an appropriate amount of Sn dissolves into the moisture adhering to the steel sheet surface from the destroyed part of the passive film. This dissolved Sn secondarily improves the corrosion resistance of the ferritic stainless steel sheet according to one embodiment of the present invention after long-term use.

ここで、本明細書における「長期間の使用」とは、具体的には、本発明の一態様に係るフェライト系ステンレス鋼板を常温以下(約-20~約30℃)の環境下で10年以上使用することを指す。常温以下の環境下としては、例えば、農作物、冷凍マグロ等の保管が挙げられる。このような使用態様の場合、使用の過程で、本発明の一態様に係るフェライト系ステンレス鋼板の表層に形成された不働態皮膜の破壊箇所からSnが溶け出し、水分中でイオン状態になる。また、長期間の使用の過程で0℃以下の環境下に一時的に置かれた場合、Snを含有する水分が凍り付き、鋼板表面に一時的に留まった状態になる。そして、常温の環境下に再び置かれたときに、凍り付いた水分が溶けて当該水分中のSnが耐食性向上の効果を発揮する。 Here, "long-term use" in this specification specifically refers to using the ferritic stainless steel sheet according to one embodiment of the present invention in an environment at room temperature or below (about -20 to about 30°C) for 10 years or more. Examples of environments at room temperature or below include storage of agricultural products, frozen tuna, etc. In the case of such a usage mode, during the course of use, Sn dissolves from the destruction of the passive film formed on the surface layer of the ferritic stainless steel sheet according to one embodiment of the present invention and becomes an ionized state in water. Furthermore, if the steel sheet is temporarily placed in an environment at 0°C or below during the course of long-term use, the water containing Sn freezes and remains temporarily on the steel sheet surface. Then, when the steel sheet is placed again in an environment at room temperature, the frozen water melts and the Sn in the water exerts the effect of improving corrosion resistance.

次に、Snは、特に塩水環境下でのフェライト系ステンレス鋼板の耐食性を担保する一方、靭性を低下させてしまうことが課題であった。そこで、本発明の一態様に係るフェライト系ステンレス鋼板の製造方法においては、前述の通り、冷延板焼鈍工程において昇温速度を100℃/s以上とする。これにより、急速な昇温および熱延時から鋼板に蓄積された歪の両方に起因して、冷延焼鈍板を非常に細粒な組織できる。そして、最終的に、例えばコンテナ用途として十分な靭性を有するフェライト系ステンレス鋼板が得られる。 Next, while Sn ensures the corrosion resistance of ferritic stainless steel sheets, especially in saltwater environments, it also reduces toughness, which has been an issue. Therefore, in the manufacturing method of ferritic stainless steel sheets according to one embodiment of the present invention, as described above, the heating rate in the cold-rolled sheet annealing process is set to 100°C/s or more. This allows the cold-rolled annealed sheet to have an extremely fine-grained structure due to both the rapid heating and the strain accumulated in the steel sheet from the time of hot rolling. Finally, a ferritic stainless steel sheet having sufficient toughness for use in containers, for example, is obtained.

このように、本発明の一態様に係るフェライト系ステンレス鋼板を製造するためには、冷延板焼鈍条件が非常に重要になる。具体的には、昇温速度を100℃/s以上、冷延板焼鈍温度を850~1050℃、冷延板焼鈍時間を30s以下とすることで、前述のステンレス鋼板の平均結晶粒径(詳細は後述)を25μm以下にできる。 As such, the cold-rolled sheet annealing conditions are extremely important in producing a ferritic stainless steel sheet according to one embodiment of the present invention. Specifically, by setting the heating rate to 100°C/s or more, the cold-rolled sheet annealing temperature to 850 to 1050°C, and the cold-rolled sheet annealing time to 30 seconds or less, the average crystal grain size of the stainless steel sheet (details described below) can be set to 25 μm or less.

〔成分組成〕
以下、本発明の一実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板(以下、「本ステンレス鋼板」と略記)の化学組成について、さらに詳しく説明する。なお、特に注記しない限り、本明細書において元素含有量の%は質量%を意味する。
[Component Composition]
The chemical composition of the ferritic stainless steel sheet according to one embodiment of the present invention (hereinafter, abbreviated as "the present stainless steel sheet") will be described in more detail below. In addition, unless otherwise noted, in this specification, % of element content means % by mass.

<C:0.001~0.100%>
Cは、耐粒界腐食性および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の含有量の上限を0.100%とする。一方、Cの含有量を過度に減少させると精練コストが増加するため、Cの含有量の下限を0.001%とする。Cの含有量の好ましい範囲は、0.002~0.010%である。
<C: 0.001-0.100%>
C reduces intergranular corrosion resistance and workability, so its content must be kept low. Therefore, the upper limit of the C content is set at 0.100%. On the other hand, if the C content is excessively high, Therefore, the lower limit of the C content is set to 0.001%. The preferred range of the C content is 0.002 to 0.010%.

<Si:0.01~1.00%>
Siは、耐酸化性を向上させるため、Siの含有量の下限を0.01%とする。一方、Siを過度に含有させると、本ステンレス鋼板の伸びの減少を引き起こして加工性を低下させる。また、Siの過度な含有は靭性も低下させる。そのため、Siの含有量の上限を1.00%とする。Siの含有量の好ましい範囲は、0.10~0.70%であり、より好ましい範囲は0.20~0.50%である。
<Si: 0.01-1.00%>
Silicon improves oxidation resistance, so the lower limit of the silicon content is set to 0.01%. On the other hand, excessive silicon content reduces the elongation of the stainless steel sheet, lowering its workability. In addition, excessive Si content also reduces toughness. Therefore, the upper limit of the Si content is set to 1.00%. The preferred range of the Si content is 0.10 to 0.70%. A more preferable range is 0.20 to 0.50%.

<Mn:0.01~1.00%>
Mnは、脱酸元素として有用であるが、過度に含有させると耐食性が低下する。そのため、Mnの含有量の範囲を0.01~1.00%とする。Mnの含有量の好ましい範囲は、0.05~0.70%であり、より好ましい範囲は0.10~0.50%である。
<Mn: 0.01 to 1.00%>
Mn is useful as a deoxidizing element, but if it is contained in excess, the corrosion resistance decreases. Therefore, the Mn content range is set to 0.01 to 1.00%. The preferred range of the Mn content is , 0.05 to 0.70%, and a more preferable range is 0.10 to 0.50%.

<P:0.050%以下>
Pは、加工性、溶接性および耐食性を低下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の含有量の上限を0.050%とする。Pの含有量の好ましい範囲は、0.030%以下である。
<P: 0.050% or less>
Since P is an element that reduces workability, weldability, and corrosion resistance, its content must be limited. Therefore, the upper limit of the P content is set to 0.050%. The range is 0.030% or less.

<S:0.0100%以下>
Sは、耐食性を低下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、Sの含有量の上限を0.0100%とする。Sの含有量の好ましい範囲は、0.0070%以下である。
<S: 0.0100% or less>
Since S is an element that reduces corrosion resistance, its content must be limited. Therefore, the upper limit of the S content is set to 0.0100%. The preferred range of the S content is 0.0070%. % or less.

<Cr:10.5~30.0%>
Crは、塩害環境での耐食性を確保するために、10.5%以上の含有量が必要である。ここで、Crの含有量を増加させるほど耐食性は向上するが、一方で加工性および靭性を低下させる。そのため、Crの含有量の上限を30.0%とする。Crの含有量の好ましい範囲は、12.0~20.0%であり、より好ましい範囲は13.5~18.0%である。
<Cr:10.5-30.0%>
The Cr content must be 10.5% or more in order to ensure corrosion resistance in salt damage environments. Here, the higher the Cr content, the better the corrosion resistance, but on the other hand, the worse the workability and toughness. Therefore, the upper limit of the Cr content is set to 30.0%. The preferred range of the Cr content is 12.0 to 20.0%, and the more preferred range is 13.5 to 18. The probability is 0%.

<Ni:0.01~3.00%>
Niは、耐食性および靭性を向上させるため、Niの含有量の下限を0.01%とする。一方、Niを過度に含有させると合金コストが増加するため、Niの含有量の上限を3.00%とする。Ni量の好ましい範囲は、0.02~2.50%であり、より好ましい範囲は0.05~2.00%、さらに好ましい範囲は0.10~1.50%である。
<Ni: 0.01-3.00%>
Ni improves corrosion resistance and toughness, so the lower limit of the Ni content is set to 0.01%. On the other hand, an excessive Ni content increases the alloy cost, so the upper limit of the Ni content is set to 3. The Ni content is preferably in the range of 0.02 to 2.50%, more preferably in the range of 0.05 to 2.00%, and even more preferably in the range of 0.10 to 1.50%. .

<Ti、Nb:0.01~1.00%>
TiおよびNbは、ともに本ステンレス鋼板の鋭敏化を防止するため、TiおよびNbの少なくとも一方の含有量を0.01%以上にする必要がある。この含有量が0.01%未満の場合、本ステンレス鋼板が鋭敏化して耐食性が低下する。一方、TiおよびNbの少なくとも一方の含有量を過度に増加させると、合金コストの増加、靭性の低下、鋼中介在物増加による耐食性の低下を招く。そのため、TiおよびNbの少なくとも一方の含有量の上限を1.00%とする。この含有量の好ましい範囲は、0.03~0.50%、より好ましい範囲は0.10~0.25%である。
<Ti, Nb: 0.01 to 1.00%>
Both Ti and Nb prevent sensitization of the present stainless steel sheet, so the content of at least one of Ti and Nb must be 0.01% or more. If this content is less than 0.01%, The stainless steel sheet becomes sensitized and its corrosion resistance is reduced. On the other hand, if the content of at least one of Ti and Nb is excessively increased, it will lead to an increase in alloy cost, a decrease in toughness, and a decrease in corrosion resistance due to an increase in inclusions in the steel. Therefore, the upper limit of the content of at least one of Ti and Nb is set to 1.00%. The preferred range of this content is 0.03 to 0.50%, and the more preferred range is 0.10 to 0.25%. %.

<Nb:0.01~1.00%>
Nbは、本ステンレス鋼板の鋭敏化を防止する上で有用な元素である。また、Nbは、高温強度および溶接部の耐粒界腐食性のそれぞれを向上させる上でも有用な元素である。一方、Nbを過度に含有させると加工性および靭性が低下する。そのため、Nbの含有量の範囲を0.01~1.00%とする。Nbの含有量の好ましい範囲は、0.05~0.50%である。
<Nb: 0.01 to 1.00%>
Nb is an element useful for preventing sensitization of the present stainless steel sheet. Nb is also an element useful for improving both high-temperature strength and intergranular corrosion resistance of welds. However, if Nb is contained in an excessive amount, the workability and toughness are reduced. Therefore, the Nb content is set to a range of 0.01 to 1.00%. The preferred range of the Nb content is 0.05 to 0. . 50%.

<Al:0.10~1.00%>
Alは、耐酸化性を向上させるため、Alの含有量の下限を0.10%とする。一方、Alを過度に含有させると、本ステンレス鋼板の伸びの減少を引き起こして加工性を低下させるとともに、硬度上昇も引き起こして表面疵の原因となる。表面疵ができると、そこから発銹が生じる。そのため、Alの含有量の上限を1.00%とする。Alの含有量の好ましい範囲は、0.15~0.80%であり、より好ましい範囲は0.20~0.50%である。
<Al: 0.10-1.00%>
The lower limit of the content of Al is set to 0.10% in order to improve the oxidation resistance. On the other hand, excessive Al content reduces the elongation of the stainless steel sheet, thereby deteriorating the workability. At the same time, Al also increases the hardness, which causes surface defects. Surface defects can lead to rusting. Therefore, the upper limit of the Al content is set at 1.00%. Preferred range of Al content is 0.15 to 0.80%, and a more preferable range is 0.20 to 0.50%.

<Sn:0.01~0.50%>
Snは、耐食性を向上させるため、Snの含有量の下限を0.01%とする。一方、Snを過度に含有させると靭性の低下に繋がるため、Snの含有量の上限を0.50%とする。Snの含有量の好ましい範囲は、0.05~0.40%、より好ましい範囲は0.07~0.30%、より一層好ましい範囲は0.10~0.20%である。
<Sn: 0.01 to 0.50%>
Sn improves corrosion resistance, so the lower limit of the Sn content is set to 0.01%. On the other hand, excessive Sn content leads to a decrease in toughness, so the upper limit of the Sn content is set to 0.50%. The preferred range of the Sn content is 0.05 to 0.40%, more preferably 0.07 to 0.30%, and even more preferably 0.10 to 0.20%.

<N:0.001~0.050%>
Nは、耐孔食性を向上させる上で有用な元素であるが、耐粒界腐食性および加工性を低下させるデメリットもある。そのため、Nの含有量を低く抑える必要があることから、Nの含有量の上限を0.050%とする。一方、Nの含有量を過度に減少させると精練コストが上昇するため、Nの含有量の下限を0.001%とする。Nの含有量の好ましい範囲は、0.002~0.020%である。
<N: 0.001-0.050%>
N is a useful element for improving pitting corrosion resistance, but it also has the disadvantage of reducing intergranular corrosion resistance and workability. Therefore, it is necessary to keep the N content low. The upper limit of the N content is set to 0.050%. On the other hand, if the N content is excessively reduced, the refining cost increases, so the lower limit of the N content is set to 0.001%. The preferred range is 0.002 to 0.020%.

<B:0.0001~0.0050%>
Bは、二次(追)加工性を向上させる上で有用な元素であり、上限0.0050%まで含有させることができる。一方、本ステンレス鋼板が二次加工性を安定して発揮するために、Bの含有量の下限を0.0001%とする。Bの含有量の好ましい範囲は、0.0005~0.0040%である。
<B: 0.0001 to 0.0050%>
B is an element useful for improving secondary (reinforcement) workability, and may be contained up to an upper limit of 0.0050%. On the other hand, in order for the present stainless steel sheet to stably exhibit secondary workability, Furthermore, the lower limit of the B content is set to 0.0001%. The preferred range of the B content is 0.0005 to 0.0040%.

以上が、本ステンレス鋼板の基本成分である。なお、本ステンレス鋼板は、必要に応じて、以下に詳細を示すMo、Cu、W、V、Sb、Co、Ca、Mg、Zr、Ga、Ta、REM(以下、「任意成分」と総称する場合あり)のうちの1種または2種以上を含有してもよい。 The above are the basic components of this stainless steel sheet. If necessary, this stainless steel sheet may contain one or more of the following elements (hereinafter sometimes collectively referred to as "optional components"): Mo, Cu, W, V, Sb, Co, Ca, Mg, Zr, Ga, Ta, and REM.

<Mo:0.01~3.00%>
Moは、耐食性を向上させるため、Moの含有量の下限を0.01%とする。一方、Moを過度に含有させると、加工性が低下するだけでなく、高価な元素であるため許容範囲を超えるコスト増加に繋がる。そのため、Moの含有量の上限を3.00%とする。Moの含有量の好ましい範囲は、0.05~1.00%である。
<Mo: 0.01-3.00%>
Mo improves corrosion resistance, so the lower limit of the Mo content is set to 0.01%. On the other hand, if Mo is contained excessively, not only does it reduce workability, but it is also an expensive element, so it is within the allowable range. Therefore, the upper limit of the Mo content is set to 3.00%. The preferred range of the Mo content is 0.05 to 1.00%.

<Cu:0.01~0.50%>
Cuは、耐食性を向上させるため、Cuの含有量の下限を0.01%とする。一方、Cuを過度に含有させると許容範囲を超えるコスト増加に繋がる。そのため、Cuの含有量の上限を0.50%とする。Cuの含有量の好ましい範囲は、0.02~0.40%であり、より好ましい範囲は0.05~0.30%である。
<Cu: 0.01 to 0.50%>
Cu improves corrosion resistance, so the lower limit of the Cu content is set to 0.01%. On the other hand, excessive Cu content leads to an increase in costs that exceeds the allowable range. Therefore, the upper limit of the Cu content is set to 0.01%. The Cu content is preferably in the range of 0.02 to 0.40%, and more preferably in the range of 0.05 to 0.30%.

<W:0.001~1.000%>
Wは、耐食性を向上させる上で有用な元素であり、上限1.000%まで含有させることができる。一方、本ステンレス鋼板が耐食性を安定して発揮するために、Wの含有量の下限を0.001%とする。Wの含有量の好ましい範囲は、0.005~0.800%である。
<W: 0.001-1.000%>
W is an element useful for improving corrosion resistance, and may be contained up to an upper limit of 1.000%. On the other hand, in order for the present stainless steel sheet to stably exhibit corrosion resistance, the lower limit of the W content is set to 1.000%. The W content is preferably in the range of 0.005 to 0.800%.

<V:0.001~1.000%>
Vは、耐食性を向上させる上で有用な元素であり、上限1.000%まで含有させることができる。一方、本ステンレス鋼板が耐食性を安定して発揮するために、Vの含有量の下限を0.001%とする。Vの含有量の好ましい範囲は、0.005~0.500%である。
<V: 0.001-1.000%>
V is an element useful for improving corrosion resistance, and may be contained up to an upper limit of 1.000%. On the other hand, in order for the present stainless steel sheet to stably exhibit corrosion resistance, the lower limit of the V content is set to 1.000%. The V content is preferably in the range of 0.005 to 0.500%.

<Sb:0.001~0.100%>
Sbは、耐全面腐食性を向上させる上で有用な元素であり、上限0.100%まで含有させることができる。一方、本ステンレス鋼板が耐全面腐食性を安定して発揮するために、Sbの含有量の下限を0.001%とする。Sbの含有量の好ましい範囲は、0.010~0.080%である。
<Sb: 0.001 to 0.100%>
Sb is an element useful for improving general corrosion resistance, and may be contained up to an upper limit of 0.100%. On the other hand, in order for the present stainless steel sheet to stably exhibit general corrosion resistance, Sb The lower limit of the Sb content is 0.001%. The preferred range of the Sb content is 0.010 to 0.080%.

<Co:0.001~0.500%>
Coは、二次(追)加工性および靭性を向上させる上で有用な元素であり、上限0.500%まで含有させることができる。一方、本ステンレス鋼板が二次加工性および靭性のそれぞれを安定して発揮するために、Coの含有量の下限を0.001%とする。Coの含有量の好ましい範囲は、0.010~0.300%である。
<Co:0.001-0.500%>
Co is an element useful for improving secondary workability and toughness, and may be contained up to an upper limit of 0.500%. In order to stably exert the effect, the lower limit of the Co content is set to 0.001%, and the preferred range of the Co content is 0.010 to 0.300%.

<Ca:0.0001~0.0050%>
Caは、主に脱硫目的で含有させる元素であり、過度に含有させると水溶性の介在物CaSが生成されて耐食性が低下する。そのため、Caの含有量の範囲を0.0001~0.0050%とする。Caの含有量の好ましい範囲は、0.0005~0.0030%である。
<Ca: 0.0001-0.0050%>
Ca is an element that is mainly contained for the purpose of desulfurization, and if it is contained in excess, water-soluble inclusions called CaS are generated, which reduces corrosion resistance. Therefore, the Ca content range is set to 0.0001 to 0.0050. The preferred range of the Ca content is 0.0005 to 0.0030%.

<Mg:0.0001~0.0050%>
Mgは、組織を微細化して加工性および靭性を向上させる元素であり、上限0.0050%まで含有させることができる。一方、本ステンレス鋼板が加工性および靭性のそれぞれを安定して発揮するために、Mgの含有量の下限を0.0001%とする。Mgの含有量の好ましい範囲は、0.0005~0.0030%である。
<Mg: 0.0001 to 0.0050%>
Mg is an element that refines the structure and improves workability and toughness, and may be contained up to an upper limit of 0.0050%. On the other hand, in order for the present stainless steel sheet to stably exhibit both workability and toughness, Furthermore, the lower limit of the Mg content is set to 0.0001%. The preferred range of the Mg content is 0.0005 to 0.0030%.

<Zr:0.0001~0.0300%>
Zrは、耐食性を向上させる上で有用な元素であり、上限0.0300%まで含有させることができる。一方、本ステンレス鋼板が耐食性を安定して発揮するために、Zrの含有量の下限を0.0001%とする。Zrの含有量の好ましい範囲は、0.0010~0.0100%である。
<Zr: 0.0001 to 0.0300%>
Zr is an element useful for improving corrosion resistance, and may be contained up to an upper limit of 0.0300%. On the other hand, in order for the present stainless steel sheet to stably exhibit corrosion resistance, the lower limit of the Zr content is set to 0.0300%. The Zr content is preferably in the range of 0.0010 to 0.0100%.

<Ga:0.0001~0.0100%>
Gaは、耐食性および耐水素脆化性を向上させる上で有用な元素であり、上限0.0100%まで含有させることができる。一方、本ステンレス鋼板が耐食性および耐水素脆化性のそれぞれを安定して発揮するために、Gaの含有量の下限を0.0001%とする。Gaの含有量の好ましい範囲は、0.0005~0.0050%である。
<Ga: 0.0001 to 0.0100%>
Ga is an element useful for improving corrosion resistance and hydrogen embrittlement resistance, and may be contained up to an upper limit of 0.0100%. In order to achieve this, the lower limit of the Ga content is set to 0.0001%, and the preferred range of the Ga content is 0.0005 to 0.0050%.

<Ta:0.001~0.050%>
Taは、耐食性を向上させる上で有用な元素であり、上限0.050%まで含有させることができる。一方、本ステンレス鋼板が耐食性を安定して発揮するために、Taの含有量の下限を0.001%とする。Taの含有量の好ましい範囲は、0.005~0.030%である。
<Ta: 0.001 to 0.050%>
Ta is an element useful for improving corrosion resistance, and may be contained up to an upper limit of 0.050%. On the other hand, in order for the present stainless steel sheet to stably exhibit corrosion resistance, the lower limit of the Ta content is set to 0.050%. The Ta content is preferably in the range of 0.005 to 0.030%.

<REM(希土類元素):0.001~0.100%>
REMは、脱酸効果等を有する精練の際に有用な元素であり、上限0.100%まで含有させることができる。一方、脱酸効果等を安定して得るために、REMの含有量の下限を0.001%とする。REMの含有量の好ましい範囲は、0.003~0.050%である。
<REM (rare earth element): 0.001 to 0.100%>
REM is an element that has a deoxidizing effect and is useful in refining, and can be contained up to an upper limit of 0.100%. On the other hand, in order to stably obtain the deoxidizing effect, the content of REM is The lower limit is 0.001%. The preferred range of the REM content is 0.003 to 0.050%.

ここで、REMは、一般的な定義に従い、スカンジウム(Sc)およびイットリウム(Y)の2元素、ならびにランタン(La)からルテチウム(Lu)までの15元素(ランタノイド)の中から選択される1種以上の元素の総称である。したがって、REMの含有量とは、前述の17種類元素の中から選択される1種以上の元素の合計含有量である。 Here, REM is a general term for two elements, scandium (Sc) and yttrium (Y), and one or more elements selected from the 15 elements (lanthanoids) from lanthanum (La) to lutetium (Lu), according to the general definition. Therefore, the REM content is the total content of one or more elements selected from the 17 elements mentioned above.

<その他の成分>
本ステンレス鋼板は、前述した基本成分および任意成分以外の残部が、Feおよび不可避的不純物からなる。
<Other ingredients>
The balance of this stainless steel sheet other than the above-mentioned basic components and optional components is Fe and unavoidable impurities.

フェライト系ステンレス鋼板の一般的な製造では、スクラップ原料を使用することが多いため、フェライト系ステンレス鋼板には種々の不純物元素が不可避的に混入する。ここで、不可避的に混入した不純物元素の含有量を一義的に定めることは困難である。したがって、本ステンレス鋼板に含まれる不可避的不純物とは、本ステンレス鋼板が奏する効果を損なわない量で含有される不純物元素を意味する。 In the general production of ferritic stainless steel sheets, scrap raw materials are often used, and therefore various impurity elements inevitably become mixed into the ferritic stainless steel sheets. Here, it is difficult to determine the content of the inevitably mixed-in impurity elements in a univocal manner. Therefore, the unavoidable impurities contained in the present stainless steel sheet refer to impurity elements contained in an amount that does not impair the effects of the present stainless steel sheet.

〔シャルピー衝撃値〕
シャルピー衝撃値の測定方法は、例えば次の通りである。本ステンレス鋼板からシャルピー試験用の試験片を切り出し、材料温度25℃の条件でJIS Z 2242に準拠してシャルピー試験を行う。本ステンレス鋼板のシャルピー衝撃値は、平均値が10J/cm以上であることが好ましい。
[Charpy impact value]
The method for measuring the Charpy impact value is, for example, as follows: A test piece for the Charpy test is cut out from the stainless steel plate, and the Charpy test is carried out in accordance with JIS Z 2242 at a material temperature of 25° C. It is preferable that the average Charpy impact value of the stainless steel plate is 10 J/cm 2 or more.

〔平均結晶粒径〕
本ステンレス鋼板の平均結晶粒径は、前述の通り25μm以下とすることが好ましい。平均結晶粒径のより好ましい範囲は20μm以下である。平均結晶粒径を25μm以下にすることで、本ステンレス鋼板が、コンテナ等の構成材料として十分な靭性を備える。
[Average crystal grain size]
As described above, the average crystal grain size of the present stainless steel sheet is preferably 25 μm or less. The more preferred range of the average crystal grain size is 20 μm or less. By making the average crystal grain size 25 μm or less, the present stainless steel sheet has sufficient toughness for use as a structural material for containers and the like.

平均結晶粒径の測定方法は、例えば次の通りである。まず、本ステンレス鋼板から長さが30mm、幅が20mmである試験片を切り出す。次いで、試験片における圧延方向の断面組織を金属顕微鏡で観察できるように、試験片を樹脂に埋め込む。ここで、「圧延方向」とは、本ステンレス鋼板の圧延方向のことを指す。次いで、試験片が埋め込まれた樹脂に対して鏡面研磨およびエッチングを施し、JIS G 0551「鋼-結晶粒度の顕微鏡試験方法」の「直線試験線による切断法」に準じて平均結晶粒径を測定する。 The average crystal grain size is measured, for example, as follows. First, a test piece 30 mm long and 20 mm wide is cut out from the stainless steel plate. Next, the test piece is embedded in resin so that the cross-sectional structure in the rolling direction of the test piece can be observed with a metallurgical microscope. Here, "rolling direction" refers to the rolling direction of the stainless steel plate. Next, the resin in which the test piece is embedded is mirror polished and etched, and the average crystal grain size is measured in accordance with the "straight test line cutting method" of JIS G 0551 "Steel - Microscopic test method for crystal grain size."

具体的には、断面組織の写真に映し出された試験片の板厚方向(断面組織の写真の上端から下端に向けて)に直線を引き、捕捉結晶粒数、および結晶粒界と直線との交点の数とを求める。そして、この測定を5視野で行う。その後、捕捉結晶粒数の平均値、および交点の数の平均値を求め、JIS G 0551に示される「結晶粒数と各変数との関係」に基づいて平均結晶粒径を概算する。なお、本ステンレス鋼板から前述の試験片を5つ切り出し、各試験片で1回ずつ、捕捉結晶粒数、および結晶粒界と直線との交点の数を求めてもよい。 Specifically, a straight line is drawn in the thickness direction of the test piece shown in the photograph of the cross-sectional structure (from the top to the bottom of the photograph of the cross-sectional structure), and the number of trapped grains and the number of intersections between the grain boundaries and the line are determined. This measurement is performed in five fields of view. The average number of trapped grains and the average number of intersections are then determined, and the average grain size is roughly calculated based on the "relationship between the number of grains and each variable" shown in JIS G 0551. Alternatively, five of the aforementioned test pieces may be cut from this stainless steel plate, and the number of trapped grains and the number of intersections between the grain boundaries and the line are determined once for each test piece.

〔不働態皮膜〕
本ステンレス鋼板は、前述の通り、不働態皮膜中のCrの含有量をカチオン分率で20.0atomic%以上とすることが好ましい。不働態皮膜は、本ステンレス鋼板の表層に形成され、Fe、Cr、Mn、Ti、Nb、Al、SiおよびSnの各酸化物、ならびにこれら以外の残部(介在物など)を含有して構成される。カチオン分率は、不働態皮膜中のFe、Cr、Mn、Ti、Nb、Al、Si、Snおよびこれら以外の残部の各原子量を合計した総原子量に対する、各原子量の割合(%)である。
[Passive film]
As described above, the present stainless steel sheet preferably has a Cr content of 20.0 atomic% or more in terms of cationic fraction in the passive film. The passive film is formed on the surface layer of the present stainless steel sheet and is composed of oxides of Fe, Cr, Mn, Ti, Nb, Al, Si and Sn, as well as the remainder (inclusions, etc.). The cationic fraction is the ratio (%) of the atomic weight of each element to the total atomic weight of Fe, Cr, Mn, Ti, Nb, Al, Si, Sn and the remainder other than these elements in the passive film.

ここで、本ステンレス鋼板における不働態皮膜中のCrの含有量とは、具体的には、オージェ電子分光法によって、鋼板表面から所定の測定深さまでの各含有元素のスペクトルのピーク強度を測定した場合に得られる、Crの含有量である。オージェ電子分光法は、電子線により励起されて試料から放出されるオージェ電子のエネルギーを測定することにより、試料の表面に局在する元素を分析する手法である。また、オージェ電子分光法は、Arイオンスパッタリングを併用することで試料の深さ方向に局在する元素も分析できる。本実施形態では、Arイオンスパッタリングを併用し、鋼板表面から所定の測定深さまでの間の各測定深さで測定された、各含有元素のスペクトルのピーク強度から、相対感度因子を用いて各測定深さにおける成分組成を特定する。 Here, the Cr content in the passive film of the present stainless steel sheet is specifically the Cr content obtained by measuring the peak intensity of the spectrum of each contained element from the steel sheet surface to a specified measurement depth by Auger electron spectroscopy. Auger electron spectroscopy is a method for analyzing elements localized on the surface of a sample by measuring the energy of Auger electrons excited by an electron beam and emitted from the sample. In addition, Auger electron spectroscopy can also analyze elements localized in the depth direction of the sample by using Ar ion sputtering in combination. In this embodiment, Ar ion sputtering is used in combination, and the component composition at each measurement depth is identified using a relative sensitivity factor from the peak intensity of the spectrum of each contained element measured at each measurement depth from the steel sheet surface to the specified measurement depth.

また、本実施形態では、Oの濃度が最大値の1/2となる測定深さを不働態皮膜の厚さと見做す。さらに、Oの濃度が最大値の1/2となる測定深さまでの間の各測定深さを対象として、当該各測定深さで測定された各含有元素のカチオン分率の平均値を、不働態皮膜における各含有元素のカチオン分率とする。 In this embodiment, the measurement depth at which the O concentration is 1/2 of the maximum value is regarded as the thickness of the passive film. Furthermore, for each measurement depth up to the measurement depth at which the O concentration is 1/2 of the maximum value, the average value of the cation fraction of each contained element measured at each measurement depth is regarded as the cation fraction of each contained element in the passive film.

〔製造方法〕
本実施形態における本ステンレス鋼板の製造方法は次の通りである。まず、転炉または電気炉で前述の基本成分および任意成分を含有する溶鋼を調製した後、AOD炉またはVOD炉で精錬する。次いで、連続鋳造法または造塊法で鋼片とする。次いで、鋼片に対して、熱間圧延工程-酸洗工程-冷間圧延工程-冷延板焼鈍工程-酸洗工程の各工程で所定の処理を施すことにより、本ステンレス鋼板が製造される。
[Production method]
The method for producing the present stainless steel sheet in this embodiment is as follows. First, molten steel containing the above-mentioned basic components and optional components is prepared in a converter or electric furnace, and then refined in an AOD furnace or VOD furnace. Next, a steel slab is produced by a continuous casting method or an ingot casting method. The steel slab is then subjected to predetermined treatments in each of the steps of a hot rolling process - a pickling process - a cold rolling process - a cold-rolled sheet annealing process - and a pickling process to produce the present stainless steel sheet.

なお、本実施形態では、熱延板の靭性向上および冷延焼鈍板における平均結晶粒径の細粒化の観点から熱延板焼鈍工程を省略しているが、熱延板焼鈍工程を含めてもよい。 In this embodiment, the hot-rolled sheet annealing process is omitted from the viewpoint of improving the toughness of the hot-rolled sheet and refining the average crystal grain size in the cold-rolled annealed sheet, but the hot-rolled sheet annealing process may be included.

本ステンレス鋼板の製造方法では、平均結晶粒径を25μm以下にするために、冷延板焼鈍条件を厳格に制御する。具体的には、前述の通り、昇温速度を100℃/s以上、冷延板焼鈍温度を850~1050℃(好ましくは900~1000℃)、冷延板焼鈍時間を30s以下(好ましくは20s以下)とする。 In this method for manufacturing stainless steel sheets, the cold-rolled sheet annealing conditions are strictly controlled to keep the average crystal grain size at 25 μm or less. Specifically, as mentioned above, the heating rate is 100°C/s or more, the cold-rolled sheet annealing temperature is 850 to 1050°C (preferably 900 to 1000°C), and the cold-rolled sheet annealing time is 30 seconds or less (preferably 20 seconds or less).

酸洗工程では、硝酸を50g/L以上含有した溶液を使用して酸洗を行う。硝酸の含有量は、好ましくは60g/L以上、より好ましくは70g/L以上である。また、総酸洗時間は5秒以上である。 In the pickling process, pickling is performed using a solution containing nitric acid at 50 g/L or more. The nitric acid content is preferably 60 g/L or more, more preferably 70 g/L or more. The total pickling time is 5 seconds or more.

なお、溶液中に硝酸ナトリウム、硫酸、硫酸ナトリウム、塩酸、フッ酸等を含有させてもよい。また、前述の各酸を同一溶液中に含有させてもよいし、複数槽のそれぞれに貯留される溶液中の酸の種類を異ならせた上で、冷延焼鈍板を複数回に分けて順次酸洗してもよい。複数回に分けて順次酸洗する場合、酸を用いる順番は特に限定されず、如何なる順番であってもよい。さらには、酸洗方法は電解酸洗でもよいし、浸漬のみの酸洗でもよい。 The solution may contain sodium nitrate, sulfuric acid, sodium sulfate, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, etc. The above-mentioned acids may be contained in the same solution, or the cold-rolled annealed sheet may be pickled in succession in multiple separate steps with different types of acid stored in each of the multiple tanks. When pickling in succession in multiple separate steps, the order in which the acids are used is not particularly limited and may be any order. Furthermore, the pickling method may be electrolytic pickling or pickling by immersion only.

あるいは、必要に応じて、冷間圧延工程-冷延板焼鈍工程-酸洗工程を繰り返し行ってもよい。この場合、各工程の間で表面研削を行ってもよい。また、最後の冷延板焼鈍工程および最後の酸洗工程の各条件のみを前述のように厳格に制御すればよく、その他の冷延板焼鈍工程および酸洗工程の各条件については、特に制限する必要はない。 Alternatively, the cold rolling process - cold rolled sheet annealing process - pickling process may be repeated as necessary. In this case, surface grinding may be performed between each process. Furthermore, only the conditions of the final cold rolled sheet annealing process and the final pickling process need to be strictly controlled as described above, and there is no need to particularly restrict the conditions of the other cold rolled sheet annealing processes and pickling processes.

ここで、最後の冷延板焼鈍工程で行われる冷延板焼鈍は、仕上げ焼鈍に相当する。したがって、冷延板焼鈍工程を1回のみ行う場合、その冷延板焼鈍工程は仕上げ焼鈍工程に相当する。 Here, the cold-rolled sheet annealing performed in the final cold-rolled sheet annealing process corresponds to the finish annealing. Therefore, when the cold-rolled sheet annealing process is performed only once, that cold-rolled sheet annealing process corresponds to the finish annealing process.

本ステンレス鋼板が奏する効果を詳細に確認するため、以下に示す各試験を行った。なお、以下に示す実施例は、本ステンレス鋼板における数ある実施例の中の一例にすぎない。つまり、本ステンレス鋼板は、以下に示す実施例の構成に限定されるものではない。 The following tests were conducted to confirm in detail the effects of this stainless steel sheet. Note that the example shown below is merely one example among many examples of this stainless steel sheet. In other words, this stainless steel sheet is not limited to the configuration of the example shown below.

〔作製方法〕
下記の表1に示す組成のステンレス鋼を溶製し、板厚が4mmになるまで熱間圧延を施し、次いで酸洗を施した。その後、板厚が2mmになるまで冷間圧延を施し、昇温速度10~1000℃/sの範囲内の種々昇温速度の下、冷延板焼鈍温度800~1100℃×冷延板焼鈍時間20sの条件下で冷延板焼鈍を行った。冷延板焼鈍においては、冷却速度を20℃/sとした。
[Production method]
Stainless steel having the composition shown in Table 1 below was melted, hot rolled to a thickness of 4 mm, and then pickled. Thereafter, cold rolling was performed to a thickness of 2 mm, and cold-rolled sheet annealing was performed under the conditions of a cold-rolled sheet annealing temperature of 800 to 1100°C x cold-rolled sheet annealing time of 20 s at various heating rates within a range of 10 to 1000°C/s. In the cold-rolled sheet annealing, the cooling rate was 20°C/s.

最後に、冷延焼鈍板に対してソルト浸漬および電解酸洗を施すことで、本実施例に係るステンレス鋼板(下記の表1に示す本発明例に係るステンレス鋼板)を作製した。ソルト浸漬において使用したソルトは溶融NaОH塩であり、温度は480℃であった。電解酸洗は、温度60℃、硝酸濃度50g/L、電解条件は陽極30A/dm、陰極60A/dm、計6.0sの交番電解とした。 Finally, the cold-rolled annealed sheet was subjected to salt immersion and electrolytic pickling to produce a stainless steel sheet according to this example (a stainless steel sheet according to an example of the present invention shown in Table 1 below). The salt used in the salt immersion was molten NaOH salt, and the temperature was 480° C. The electrolytic pickling was performed at a temperature of 60° C., with a nitric acid concentration of 50 g/L, and electrolysis conditions of 30 A/dm 2 anode and 60 A/dm 2 cathode, with alternating electrolysis for a total of 6.0 s.

Figure 2024127105000001
Figure 2024127105000001

〔試験方法〕
まず、作製したステンレス鋼板から幅70mm×長さ150mmの試験片を切り出して、CCT試験用の試験片とした。CCT試験(Cyclic Corrosion Test;複合サイクル試験)では、VDA(Verband der Automobilindustrie;ドイツ自動車工業会) 233-102試験を12サイクル行った。そして、この12サイクルの試験に要した時間を、CCT試験用の試験片における耐食性良否の基準期間である「長期間」と見做した。
[Test Method]
First, a test piece with a width of 70 mm and a length of 150 mm was cut out from the prepared stainless steel plate to prepare a test piece for the CCT test. In the CCT test (Cyclic Corrosion Test), the VDA (Verband der Automobilindustrie; German Association of the Automotive Industry) 233-102 test was performed for 12 cycles. The time required for the 12 cycles of the test was regarded as the "long period" which is the reference period for the corrosion resistance of the test piece for the CCT test.

また、作製したステンレス鋼板からオージェ電子分光法用の試験片を切り出し、鋼板表面から10nm以上20nm以下のいずれかの測定深さまで、0.5nmピッチでArイオンスパッタリングを行った。このArイオンスパッタリングでは、イオン銃の加速電圧を1kVとし、イオン電流の電流値を約650nAとし、スパッタ速度をSiOのスパッタ速度換算で0.09nm/sとした。 In addition, test pieces for Auger electron spectroscopy were cut out from the prepared stainless steel plate and Ar ion sputtering was performed at a pitch of 0.5 nm from the surface of the steel plate to a measurement depth of 10 nm to 20 nm inclusive. In this Ar ion sputtering, the acceleration voltage of the ion gun was 1 kV, the current value of the ion current was about 650 nA, and the sputtering rate was 0.09 nm/s in terms of the sputtering rate of SiO2 .

そして、ピッチ毎の測定深さで測定された各含有元素のスペクトルのピーク強度から、相対感度因子を用いてピッチ毎の測定深さにおける成分組成を特定した。具体的には、ピッチ毎の測定深さで測定された、FeおよびCrにおけるスペクトルのLMMピークの強度、ならびに、Al、Si、O、S、CおよびNにおけるスペクトルのKLLピークの強度から、相対感度因子を用いて成分組成を特定した。このオージェ電子分光法では、電子銃の加速電圧を10kVとし、試験片に流す電流の電流値を10nAとし、装置内の真空度を5×10-7Pa以下とした。 Then, the component composition at each measurement depth for each pitch was identified using a relative sensitivity factor from the peak intensity of the spectrum of each contained element measured at each measurement depth for each pitch. Specifically, the component composition was identified using a relative sensitivity factor from the intensity of the LMM peak of the spectrum for Fe and Cr, and the intensity of the KLL peak of the spectrum for Al, Si, O, S, C, and N, measured at each measurement depth for each pitch. In this Auger electron spectroscopy, the accelerating voltage of the electron gun was set to 10 kV, the current value of the current flowing through the test piece was set to 10 nA, and the degree of vacuum in the apparatus was set to 5×10 −7 Pa or less.

本実施例では、前述のオージェ電子分光法およびArイオンスパッタリングを実施するための装置として公知のオージェ電子分光装置(JAMP-9510F、シリアルナンバー:AP1610000220022、日本電子製)を用いた。 In this example, a known Auger electron spectroscopy device (JAMP-9510F, serial number: AP1610000220022, manufactured by JEOL Ltd.) was used to perform the above-mentioned Auger electron spectroscopy and Ar ion sputtering.

さらに、本実施例では、前述のオージェ電子分光装置を用いてOの濃度を測定した上で、Oの濃度が最大値の1/2となる測定深さを不働態皮膜の厚さと見做した。さらに、Oの濃度が最大値の1/2となる測定深さまでの間のピッチ毎の測定深さを対象として、当該ピッチ毎の測定深さで測定された各含有元素のカチオン分率の平均値を、不働態皮膜における各含有元素のカチオン分率とした。 Furthermore, in this embodiment, the O concentration was measured using the Auger electron spectroscopy device described above, and the measurement depth at which the O concentration was 1/2 of the maximum value was regarded as the thickness of the passive film. Furthermore, for the measurement depth for each pitch up to the measurement depth at which the O concentration was 1/2 of the maximum value, the average value of the cation fraction of each contained element measured at the measurement depth for each pitch was regarded as the cation fraction of each contained element in the passive film.

また、CCT試験用の試験片の圧延方向が水平面を基準として75°の角度となるように、CCT試験用の試験片を装置内に設置した。 The test specimen for the CCT test was also placed in the device so that the rolling direction of the test specimen was at an angle of 75° with respect to the horizontal plane.

試験終了後、CCT試験用の試験片のさび程度を、ステンレス協会が制定したレイティングナンバー(S.A.R.N.)評価を用いて評価した。この評価では、レイティングナンバーが3ポイント以上の試験片を合格「○」とし、2ポイント以下の試験片を不合格「×」とした。 After the test was completed, the degree of rust on the CCT test specimens was evaluated using the rating number (S.A.R.N.) evaluation established by the Stainless Steel Association. In this evaluation, specimens with a rating number of 3 points or more were rated as passing (○), and specimens with a rating number of 2 points or less were rated as failing (×).

また、作製したステンレス鋼板から幅20mm×長さ30mmの試験片を切り出し、試験片における圧延方向の断面組織を顕微鏡で観察できるように、試験片を樹脂に埋め込んだ。次いで、試験片が埋め込まれた樹脂に対して鏡面研磨およびエッチングを施した。その後、JIS G 0551「鋼-結晶粒度の顕微鏡試験方法」の「直線試験線による切断法」に準じて、試験片の平均結晶粒径を測定した。測定結果については、平均結晶粒径が25μm以下の試験片を合格「○」と評価し、25μmを超える試験片を不合格「×」と評価した。 Test pieces measuring 20 mm wide x 30 mm long were cut out from the prepared stainless steel plate and embedded in resin so that the cross-sectional structure in the rolling direction of the test pieces could be observed under a microscope. The resin in which the test pieces were embedded was then mirror polished and etched. The average crystal grain size of the test pieces was then measured in accordance with the "cutting method using a straight test line" of JIS G 0551 "Steel - Microscopic test method for crystal grain size". With regard to the measurement results, test pieces with an average crystal grain size of 25 μm or less were evaluated as passing "○", and test pieces with an average crystal grain size exceeding 25 μm were evaluated as failing "×".

また、作製したステンレス鋼板からシャルピー試験用の試験片を切り出し、材料温度25℃の条件でJIS Z 2242に準拠してシャルピー試験を行った。このシャルピー試験は、試験n数3とした。試験結果については、シャルピー衝撃値の平均値が10J/cm以上の試験片を合格「○」と評価し、10J/cm未満の試験片を不合格「×」と評価した。 Further, test pieces for Charpy tests were cut out from the prepared stainless steel plates and subjected to Charpy tests in accordance with JIS Z 2242 under the condition of a material temperature of 25°C. The number of tests for this Charpy test was 3. Regarding the test results, test pieces with an average Charpy impact value of 10 J/ cm2 or more were evaluated as passing "○", and test pieces with an average Charpy impact value of less than 10 J/ cm2 were evaluated as failing "×".

〔試験結果〕
下記の表2に試験結果を示す。表2に示すように、本発明例に係るすべてのステンレス鋼板において、不働態皮膜中のCrの含有量がカチオン分率で20.0atomic%以上となった。また、CCT試験後のレイティングナンバー(S.A.R.N.)評価については、本発明例に係るすべてのステンレス鋼板が、レイティングナンバーが3ポイント以上で合格となった。この結果により、本発明例に係るすべてのステンレス鋼板について、長期間使用した後でも優れた耐食性を有していることが判明した。
[Test results]
The test results are shown in Table 2 below. As shown in Table 2, in all of the stainless steel sheets according to the present invention, the Cr content in the passive film was 20.0 atomic % or more in terms of cation fraction. In addition, in the rating number (SARN) evaluation after the CCT test, all of the stainless steel sheets according to the present invention passed the test with a rating number of 3 points or more. This result demonstrated that all of the stainless steel sheets according to the present invention have excellent corrosion resistance even after long-term use.

平均結晶粒径については、本発明例および比較例ともに、昇温速度100℃以上かつ冷延板焼鈍温度850~1050℃の条件で作製されたステンレス鋼板の平均結晶粒径は25μm以下となった。一方、例えば冷延板焼鈍温度850℃未満で作製された比較例B5およびB6については、再結晶が未完了で平均結晶粒径を測定できなかった。また、例えば1050℃を超える冷延板焼鈍温度で作製された比較例B7およびB8は、平均結晶粒径が25μmを超えていた。 In terms of average grain size, in both the present invention and comparative examples, the stainless steel sheets produced under conditions of a heating rate of 100°C or more and a cold-rolled sheet annealing temperature of 850 to 1050°C had an average grain size of 25 μm or less. On the other hand, for example, in comparative examples B5 and B6, which were produced at a cold-rolled sheet annealing temperature of less than 850°C, recrystallization was incomplete and the average grain size could not be measured. Also, for example, in comparative examples B7 and B8, which were produced at a cold-rolled sheet annealing temperature of more than 1050°C, the average grain size exceeded 25 μm.

シャルピー試験の結果については、本発明例に係るすべてのステンレス鋼板が、シャルピー衝撃値の平均値が10J/cm以上で合格となった。一方、組成成分が本ステンレス鋼板の成分範囲外となる比較例B9から比較例B13まで、および平均結晶粒径が本ステンレス鋼板の数値範囲外となる比較例B3、B4、B7およびB8は、シャルピー衝撃値の平均値が10J/cm未満で不合格となった。 As for the results of the Charpy test, all of the stainless steel sheets according to the present invention passed the test with an average Charpy impact value of 10 J/ cm2 or more. On the other hand, Comparative Examples B9 to B13, which have compositional components outside the range of the present stainless steel sheet, and Comparative Examples B3, B4, B7, and B8, which have average grain size outside the range of the present stainless steel sheet, failed the test with an average Charpy impact value of less than 10 J/ cm2 .

Figure 2024127105000002
Figure 2024127105000002

本発明の一態様に係るフェライト系ステンレス鋼板は、例えばコンテナ用途のステンレス鋼板として好適である。 The ferritic stainless steel sheet according to one aspect of the present invention is suitable, for example, as a stainless steel sheet for container applications.

Claims (3)

質量%で、
C:0.001~0.100%、
Si:0.01~1.00%、
Mn:0.01~1.00%、
P:≦0.050%、
S:≦0.0100%、
Cr:10.5~30.0%、
Ni:0.01~3.00%、
Al:0.01~1.00%、
Sn:0.01~0.50%、
N:0.001~0.050%、
B:0.0001~0.0050%を含有し、
さらに、TiおよびNbの少なくとも一方を0.01~1.00%の範囲で含有し、
残部が鉄および不可避的不純物からなり、
平均結晶粒径が25μm以下であり、
材料温度25℃でのシャルピー衝撃値の平均値が10J/cm以上であり、
オージェ電子分光法によって、鋼板表面からOの濃度が最大値の1/2となる測定深さまでの各含有元素のスペクトルのピーク強度を測定した場合に、Crをカチオン分率で20.0atomic%以上含有することを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
In mass percent,
C: 0.001-0.100%,
Si: 0.01-1.00%,
Mn: 0.01-1.00%,
P:≦0.050%,
S:≦0.0100%,
Cr: 10.5-30.0%,
Ni: 0.01 to 3.00%,
Al: 0.01-1.00%,
Sn: 0.01-0.50%,
N: 0.001 to 0.050%,
B: 0.0001 to 0.0050%;
Further, at least one of Ti and Nb is contained in the range of 0.01 to 1.00%,
the balance being iron and unavoidable impurities;
The average crystal grain size is 25 μm or less,
The average Charpy impact value at a material temperature of 25°C is 10 J/ cm2 or more,
A ferritic stainless steel sheet characterized in that, when the peak intensity of the spectrum of each contained element is measured by Auger electron spectroscopy from the steel sheet surface to a measurement depth at which the O concentration is half of its maximum value, the ferritic stainless steel sheet contains Cr at a cation fraction of 20.0 atomic% or more.
さらに質量%で、
Mo:0.01~3.00%、
Cu:0.01~0.50%、
W:0.001~1.000%、
V:0.001~1.000%、
Sb:0.001~0.100%、
Co:0.001~0.500%、
Ca:0.0001~0.0050%、
Mg:0.0001~0.0050%、
Zr:0.0001~0.0300%、
Ga:0.0001~0.0100%、
Ta:0.001~0.050%、
REM:0.001~0.100%
の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
Further, in mass%,
Mo: 0.01-3.00%,
Cu: 0.01 to 0.50%,
W: 0.001-1.000%,
V: 0.001-1.000%,
Sb: 0.001 to 0.100%,
Co: 0.001 to 0.500%,
Ca: 0.0001-0.0050%,
Mg: 0.0001 to 0.0050%,
Zr: 0.0001 to 0.0300%,
Ga: 0.0001 to 0.0100%,
Ta: 0.001 to 0.050%,
REM: 0.001~0.100%
2. The ferritic stainless steel sheet according to claim 1, further comprising one or more of the following:
コンテナ用途に使用される請求項1または2に記載のフェライト系ステンレス鋼板。 The ferritic stainless steel sheet according to claim 1 or 2, which is used for container applications.
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