JP2527105B2 - 薄板状2相ステンレス鋼鋳片の製造方法 - Google Patents

薄板状2相ステンレス鋼鋳片の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、同期式連続
鋳造機により、2相ステンレス鋼の溶鋼を急冷凝固させ
て、薄板状の2相ステンレス鋼鋳片を直接製造する、急
冷凝固法による薄板状2相ステンレス鋼鋳片の製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、溶融金属を超急冷凝固させて、薄
板状の鋳片を直接鋳造する方法が研究されており、例え
ば、特開昭58-210150 号公報には、鉄とほう素とけい素
とからなるアモルファス合金の溶融物を超急冷して急速
に凝固させ、アモルファス合金の薄帯を直接鋳造する方
法が開示されている。
【0003】しかしながら、上述した方法は、その急冷
速度が 105℃/ 秒以上であるため、鋳造された薄帯の厚
さを500 μm 程度以下、その幅を数100mm 以下にせざる
を得ない。従って、特殊な用途のものに限られていた。
【0004】一方、鋳造工程を簡略化するために、例え
ば、同一方向に且つ同一速度で移動する少なくとも1対
の無端帯を、互いに所定間隔をおいて対向配置して水平
な鋳型を形成し、前記鋳型内に供給された溶融金属を鋳
型との接触によって急冷凝固せしめ、前記無端帯と同期
させて引き抜くことにより薄板状の鋳片を連続的に鋳造
することからなる同期式連続鋳造方法、および、1対の
回転冷却体の表面上に供給された溶融金属を、前記回転
冷却体との接触によって急冷凝固せしめ、薄板状の鋳片
を連続的に鋳造することからなる双ロール式連続鋳造方
法等、多数の方法が提案されている。
【0005】上述の急冷凝固鋳造方法によれば、溶融金
属の冷却速度がアモルファス合金薄帯の鋳造の場合のよ
うな超急冷ではないので、板厚が厚く且つ広幅の板状鋳
片を連続的に鋳造することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような方法によって2相ステンレス鋼の薄板状鋳片を鋳
造した場合の鋳片の組織および材質に関しては殆ど研究
がなされておらず、例えば、" Metallurgical Transact
ion A. VOL.14A (1983) のP.1839に、SUS 308 、312 の
溶鋼に対し、105K/ 秒以下の速度で冷却したのでは、金
属組織の相変態は生じない旨が記載されている程度であ
る。
【0007】2相ステンレス鋼においては、フェライト
相中に微細なオーステナイト粒が均一に分散した組織
(Micro Duplex組織)にすることが、鋼に優れた加工性
および耐食性を付与する上において必要である。しかる
に、従来の造塊鋳造法および連続鋳造法では、冷却速度
が遅いために、常温まで冷却された鋳片は、フェライト
と高体積率の粗大なオーステナイトとが混合した組織に
なる。従って、その加工性および耐食性を高めるために
は、常温まで冷却された鋳片に対し、溶体化処理のよう
な付加的な熱処理を施して、フェライト相中に微細なオ
ーステナイトが均一に分散した組織に変えなければなら
ない。その結果、このような付加的な熱処理のために、
製造コストが増大する問題があった。
【0008】従って、この発明の目的は、2相ステンレ
ス鋼の溶鋼を急冷凝固させて薄板状の鋳片を連続鋳造す
るに当り、常温まで冷却された鋳片に対し溶体化処理の
ような付加的な熱処理を施すことなく、急冷凝固によっ
て生ずる金属組織の変化を利用して、微細なオーステナ
イト粒が均一に分散した組織の、材質的に優れた特性を
有する薄板状2相ステンレス鋼鋳片を低コストで製造す
ることができる方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
問題を解決すべく、2相ステンレス鋼の溶鋼を急冷凝固
させて薄板状の鋳片を連続鋳造するに当り、その冷却速
度によって生ずる金属組織の変化について鋭意研究を重
ねた。その結果、次の知見を得た。
【0010】即ち、従来の造塊鋳造法や連続鋳造法で2
相ステンレス鋼の溶鋼を凝固させた場合には、溶鋼の冷
却速度が遅いために、凝固時における鋳片の組織はフェ
ライト単相であるが、凝固後常温に連続的に冷却される
までの間に、フェライト相中に粗大なオーステナイト粒
が析出した多相混合組織になる。しかしながら、2相ス
テンレス鋼の溶鋼の凝固までの急冷を、40℃/秒以上、
104℃/秒未満の範囲内の冷却速度により行って前記溶
鋼を凝固させた場合には、凝固後、連続的に常温にまで
冷却する間におけるオーステナイト相の析出が抑制さ
れ、冷却速度を上記範囲内において適当に選べば、急冷
凝固のままで、その組織をフェライト単相にすることが
できる。
【0011】 この発明は、上記知見に基づいてなされ
たものであって、2相ステンレス鋼の溶鋼を急冷し、薄
板状の鋳片を連続的に鋳造する薄板状2相ステンレス鋼
鋳片の製造方法において、前記2相ステンレス鋼の溶鋼
の凝固までの急冷を、40℃/秒以上、10℃/秒未
満の範囲内の冷却速度により行って前記溶鋼を凝固さ
せ、次いで、これを常温まで連続的に冷却することに特
徴を有するものである
【0012】
【作用】 この発明において、2相ステンレス鋼の溶鋼
の凝固までの急冷を、40℃/秒以上、10℃/秒未
満の範囲内の冷却速度で行うことにより、凝固後、常温
に連続的に冷却されるまでの間におけるオーステナイト
相の析出が抑制されて、常温まで冷却された薄板状鋳片
のオーステナイト相の体積率は、後述する図1から明ら
かなように、32%以下になる。
【0013】このように、常温まで冷却された薄板状鋳
片のオーステナイト相の体積率が32%以下であれば、こ
の鋳片を冷間圧延し次いで熱処理することにより、粗大
なオーステナイト粒は剪断されて分散し、フェライト相
中に微細なオーステナイト粒が均一に分散した組織の2
相ステンレス鋼薄板が得られる。従って、従来のよう
に、常温まで冷却された鋳片に対し、上記組織にするた
めの、加熱および急冷からなる溶体化処理のような付加
的な熱処理を施す必要がなく、その結果、製造コストを
低減させることができる。
【0014】常温まで冷却された薄板状鋳片のオーステ
ナイト相の体積率が32%超の場合には、この鋳片を冷間
圧延し次いで熱処理しても、組織中の粗大なオーステナ
イト粒を剪断し分散させることができず、フェライト相
中に微細なオーステナイト粒が均一に分散した組織にす
ることはできない。従って、常温まで冷却された鋳片に
対し、溶体化処理のような付加的な熱処理を施すことが
必要になる。
【0015】特に、2相ステンレス鋼の溶鋼の凝固まで
の急冷を、 103℃/秒以上、 104℃/秒未満の範囲内の
冷却速度で行なうときには、凝固後、常温に冷却される
までの間にオーステナイト相が析出することはなく、そ
の組織をフェライト単相にすることができる。従って、
この鋳片を冷間圧延し次いで熱処理することにより、溶
体化処理等を施さなくても、フェライト相中に微細なオ
ーステナイト粒が均一に分散した優れた組織の2相ステ
ンレス鋼薄板が得られる。
【0016】上記溶鋼の凝固までの急冷速度が40℃/秒
未満では、凝固後、常温まで冷却された薄板状鋳片のオ
ーステナイト相の体積率が32%超になる結果、常温まで
冷却された鋳片に対し、溶体化処理等を施すことが必要
になる。一方、上記溶鋼の凝固までの急冷速度が 104
/秒以上では、鋳造された薄帯の厚さを500 μm 程度以
下まで薄くせざるを得ず、従って、特殊な用途のものの
みに限定される問題が生ずる。
【0017】上述した範囲内の冷却速度による急冷凝固
後、常温までの冷却手段は、板厚が2mm以下の場合は空
冷で十分であるが、板厚が2mmを超えて厚い場合は、強
制空冷または水焼入れ等により急冷することが必要であ
る。なお、上述した方法で製造された薄板状鋳片を素材
として薄板製品を製造するためには、いかなる加工熱処
理を施してもよい。
【0018】
【実施例】次に、この発明を実施例によって説明する。
表1に示す成分組成の2相ステンレス鋼の溶鋼を、その
凝固までの冷却速度を変えて急冷し、次いで常温まで連
続的に冷却することにより、その厚さが異なる数種類の
試験材鋳片を調製した。次いで、このようにして調製さ
れた試験材鋳片の凝固までの冷却速度が、オーステナイ
ト相の体積率に及ぼす影響について調べた。
【0019】
【表1】
【0020】図1は、上記試験材鋳片の凝固までの冷却
速度および鋳片の厚さと、オーステナイト相の体積率と
の関係を示すグラフである。図1から明らかなように、
凝固までの冷却速度が40℃/秒(鋳片の厚さが20mm) の
場合には、オーステナイト相の体積率が32%になり、以
降、凝固までの冷却速度が早くなるほど、即ち、鋳片の
厚さが薄くなるほど、オーステナイト相の体積率が減少
した。そして、凝固までの冷却速度が 103℃/秒以上
(鋳片の厚さが2mm以下)の場合には、ほぼフェライト
単相の組織が得られた。
【0021】図2は、上述した処理が施された厚さ20mm
の鋳片の金属組織を示す顕微鏡写真(倍率400 倍、以下
同じ)であり、図3は、上述した処理が施された厚さ2
mmの鋳片の金属組織を示す顕微鏡写真である。図4は、
図3に示した厚さ2mmの鋳片を、75%の圧延率で冷間圧
延した後、1000℃の温度で5分間熱処理して得られた薄
板の金属組織を示す顕微鏡写真である。図4に示すよう
に、上記冷間圧延および熱処理を施すことにより、フェ
ライト相中に約5〜6μm の微細なオーステナイト粒が
均一に分散したオーステナイト微細分散組織(Micro Du
plex組織)を得ることができた。このように、凝固後、
常温に冷却されるまでの間にオーステナイト相の析出が
抑制される2相ステンレス鋼においては、鋳片に対し、
適当な加工および熱処理を施すことにより、金属組織的
に特徴のある薄板製品を得ることができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の方法に
よれば、2相ステンレス鋼の溶鋼を、同期式連続鋳造
法、双ロール式連続鋳造法等により急冷凝固させて薄板
状の鋳片を連続鋳造するに当り、急冷凝固によって生ず
る金属組織の変化を利用して、常温まで冷却された鋳片
に対し溶体化処理のような付加的な熱処理を施すことな
く、微細なオーステナイト粒が均一に分散した組織の、
材質的に優れた特性を有する薄板状2相ステンレス鋼鋳
片を製造することができる、工業上優れた効果がもたら
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】試験材鋳片の凝固までの冷却速度および鋳片の
厚さと、オーステナイト相の体積率との関係を示すグラ
フである。
【図2】この発明の方法によって製造された厚さ20mmの
鋳片の金属組織を示す顕微鏡写真である。
【図3】この発明の方法によって製造された厚さ2mmの
鋳片の金属組織を示す顕微鏡写真である。
【図4】図3に示した厚さ2mmの鋳片を、75%の圧延率
で冷間圧延した後、1000℃の温度で5分間熱処理して得
られた薄板の金属組織を示す顕微鏡写真である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2相ステンレス鋼の溶鋼を急冷し、薄板
    状の鋳片を連続的に鋳造する薄板状2相ステンレス鋼鋳
    片の製造方法において、 前記2相ステンレス鋼の溶鋼の凝固までの急冷を、40
    ℃/秒以上、10℃/秒未満の範囲内の冷却速度によ
    り行って前記溶鋼を凝固させ、次いで、これを常温まで
    連続的に冷却することを特徴とする、薄板状2相ステン
    レス鋼鋳片の製造方法。
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