JP2705459B2 - フェライト系ステンレス鋼板の製造法 - Google Patents
フェライト系ステンレス鋼板の製造法Info
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Description
イト系ステンレス鋼板の製造方法に関するものである。
特に、自動車排気系部品であるコンバータの触媒担体材
料として、優れた性能を持つフェライト系ステンレス鋼
板の製造方法である。
系ステンレス鋼が注目されており、ストーブ部品、自動
車用排ガス部品等に使用されている。しかしながら、使
用環境の過酷化にともない、より一層改善された耐熱性
が要求されるようになってきている。
ンレス鋼にYを添加すると、耐熱性が大幅に向上するこ
とが知られているが、Yを添加すると熱延鋼帯の靱性が
著しく劣化し、コイル展開あるいはさらに冷間圧延を行
う場合、割れや破断が生じ、トラブルの原因となること
も知られている。そのため、現状ではコイル加熱による
温間処理によって製造しているが、製造コストの上昇は
避けられない。すなわち、このような脆化現象を防止す
るための従来技術としては、例えば、次のようなものが
ある。
ec以上の冷却速度で急冷して450 ℃以下の温度で巻取
る。 (特開昭60−228616号公報参照) (2) 仕上げ板厚を2.5 mm以下として熱間圧延した後、急
冷する。 (特開平1−108316号公報参照) (3) 熱延鋼帯を900 ℃以上の温度で巻取り、900 ℃以上
の温度で5〜10分間保持した後、10℃/sec以上の冷却速
度で450 ℃以下の温度まで冷却する。 (特開平1−1397
18号公報参照) しかしながら、これらの公報に示される従来法では、い
ずれも衝撃破面遷移温度が50℃以上となり、そのまま冷
間圧延を行うことができず、温間処理が必要となる。
ライト系ステンレス鋼熱延帯の靱性を改善し、冷間圧延
を可能とすることで作業工程の簡素化およびコストダウ
ンを図ることのできる方法を提供することを目的とす
る。より具体的には、本発明は、Y添加により耐熱性を
改善したAl含有フェライト系ステンレス鋼熱延帯の靱性
をそのまま冷間圧延可能な程度にまで改善し、安価な製
造プロセスを確立することを目的とする。
現のために、熱延鋼帯の常温処理可能な範囲である衝撃
破面遷移温度が vTs≦30℃となる製造プロセスを検討し
た結果、以下に示すような知見を得るに至った。
べたところ、固溶Alの増加に伴って遷移温度が高くな
り、靱性が劣っていることが分かった。つまり、Al含有
フェライト系ステンレス鋼熱延帯の靱性を左右するのは
固溶Alであって、靱性を改善するには固溶Al量を少なく
させることである。ちなみに、上記特開平1−139718号
公報においては、巻取り温度を900 ℃以上とし、その温
度に5 〜10分間保持することでAlの固溶を促進している
と解釈される。
増大させることが必要である。 そこで、靱性改善のためには従来の低温巻取りよりは
高い温度であるが、しかし上述の高温巻取り温度よりは
低い温度での巻取り・保持を行うことによりAlの析出を
図り、固溶Al量を少なくするのである。
たが、最終的に本系鋼は耐熱性の改善が求められてお
り、したがって、冷間圧延後には、目的製品の用途によ
っては、焼鈍処理によって固溶Alの量を増加させて耐熱
性の回復を図る必要がある。そこで、冷間圧延後に、焼
鈍処理を行うことで、固溶Al量を増加させ、耐熱性の改
善を図ることができる。
のであって、その要旨は下記の通りである。すなわち、
本発明は、重量%にて、C:0.020%以下、Si:1.0%以
下、Mn:1.0%以下、N:0.020%以下、ただしC(%)+N
(%):0.030%以下、Cr:9.0〜35.0%、Al:3.0〜8.0 %、
Y:0.010〜0.10%、Ti:0.010〜0.10%を含有し、さらに
必要により、Mo:0.5〜5%、Si:1.0%超5.0 %以下、お
よびMn:1.0%超2.0 %以下のうちの少なくとも1種以上
を含み、残部: Feおよび不純物から成る成分組成を有す
る高純度フェライト系ステンレス鋼の熱延鋼帯を製造す
るに際し、前記成分組成の鋼を熱間圧延した後、700 〜
800 ℃の温度で巻取り、5〜10分間保持後、10℃/sec以
上の冷却速度で急冷することを特徴とする耐熱性に優れ
たフェライト系ステンレス鋼板の製造方法である。
にして得たフェライト系ステンレス鋼熱延鋼帯に、冷間
圧延を行って冷延製品とした後、800 〜1000℃の温度域
で5〜60秒間焼鈍し、10℃/sec以上の冷却速度で急冷す
ることを特徴とする耐熱性に優れたフェライト系ステン
レス鋼板の製造方法である。
び製造条件を前記のように限定した理由を以下に説明す
る。
えて存在する場合、もしくはC+Nで0.030%を超える
場合は、熱延鋼帯の靱性を著しく低下させる。従って、
C、Nはそれぞれ0.020 %以下でかつC+Nの総量が0.
030 %以下とした。好ましくは、C:0.010 %以下、N:0.
010 %以下である。
食性を確保する最も基本的な元素である。本発明におい
ては、9%未満ではこれらの特性が十分に確保されず、
35%を超えると熱延鋼帯の靱性および冷間での加工性
(延性) が著しく低下する。従って、Crの成分範囲は9.0
〜35.0%とした。好ましくは、18〜25%である。
化性を向上させる元素である。本発明においては、3.0
%未満では耐酸化性は十分でなく、8.0 %を超えて含有
すると、熱延鋼帯での靱性および冷間での加工性を著し
く低下させる。従って、Alの成分範囲は3.0 〜8.0 %と
した。好ましくは、3.0 〜6.0 %である。
に添加し、この効果は0.010 %未満では十分ではない。
しかし、0.10%を超えて添加すると熱延鋼帯の靱性が著
しく低下する。従って、Yの成分範囲は0.010 〜0.10%
とした。
固溶C、Nを減少させ、熱延鋼帯の靱性を向上させる。
この効果は、0.010 %未満では十分ではなく、0.10%を
超えると冷間での加工性を劣化させる。従って、Tiの成
分範囲は0.010 〜0.10%とした。
加成分であり、それぞれフェライト系ステンレス鋼の耐
食性や耐酸化性、または熱間加工性を向上させる元素で
ある。必要により1種以上を含有させるものであるが、
以下、個々の成分についてその範囲の限定理由を詳述す
る。
用を有しているが、その含有量が0.5 %未満では十分な
効果が得られず、一方5.0 %を超えて含有させると加工
性を劣化させることから、Moの成分範囲を0.5 〜5.0 %
とした。
あるが、5.0 %を超えて含有させると加工性を劣化させ
ることから、Siの成分範囲を5.0 %以下とした。下限は
特に限定しないが、0.01%程度配合すればその効果が見
られる。特に積極的添加の場合にはSi:1.0%超とする。
が、2.0 %を超えて含有させると加工性を劣化させるこ
とから、Mnの成分範囲を2.0 %以下とした。下限は特に
限定しないが、0.01%程度配合すればその効果が見られ
る。特に積極的添加の場合にはMn:1.0%超とする。
対して熱間圧延を行ってから高温巻取りおよびそれに続
く急冷を行う。ここで、本発明における製造条件の限定
理由についてさらに説明する。
後の巻取り温度を700 〜800 ℃と従来の高温巻取温度と
低温巻取り温度との中間温度範囲に規定する。700 ℃以
上の高温巻取りを行うことで、vTs ≦30℃となって良好
な靱性値を示す。800 ℃を超えると靱性劣化は免れな
い。
ことによって、AlN が析出し、固溶Al量を減少させて靱
性が改善されるが、一方、保持時間が10分を超えると炭
窒化物の粒界析出が生じ、靱性が低下する。この保持方
法は巻取り後5〜10分放置するのみでもよく、必要によ
り保温用のカバーをかぶせたり、炉内に挿入して保持し
てもよい。
℃/secよりも遅くなると、炭窒化物の粒界析出により遷
移温度が高くなり、後続の加工段階で脆化トラブルが生
じることが予想される。従って、水浸などにより冷却速
度を10℃/sec以上とする必要がある。
冷却終了温度が高いと、475 ℃脆化によって靱性が低下
するため、30℃以下の遷移温度を得るには、400 ℃以下
まで冷却するのが好ましい。
れた熱延鋼帯は、次いで、冷間圧延を行って冷延製品と
した後、800 〜1000℃の温度範囲で5 〜60秒焼鈍を行い
急冷することにより、高温巻取り時に析出させたAlN を
固溶させる。固溶Al量が増加することにより、冷延製品
の耐高温酸化性が向上する。
Alが少ないために耐酸化性が十分ではなく、一方、1000
℃よりも高いと粗粒化が起こる。仕上げ焼鈍温度を800
〜1000℃とすることにより、耐酸化性が良好となり、か
つ粗粒化を防止できる。しかし、焼鈍時間が5秒未満と
短いとそのような効果は十分でなく、一方60秒を超える
と粗粒化をもたらす恐れがある。
要があるが、10℃/secより遅い速度での冷却では、粗粒
化が促進されるばかりでなく、結晶粒界にAlの析出が見
られ、固溶Al量が減少する結果、耐酸化性の劣化をもた
らす。次に、本発明をその実施例によってさらに具体的
に説明する。
き成分組成の鋼を溶製した。次いで、これらの各鋼を表
2に示される条件で熱間圧延し、巻取りを行って厚さが
4.5 mmの熱延鋼帯とした。得られた供試鋼帯について靱
性の特性評価を行い、その結果を同じく表2にまとめて
示す。
ズ (板厚2.5mm)のVノッチシャルピー試験片を、圧延方
向と直角方向に採取し、衝撃試験を行い、その平均値で
遷移温度を求めた。遷移温度(vTs)35 ℃以下を冷間圧延
可能と判断した。表2に示す結果からも分かるように、
本発明の範囲内の条件で熱間圧延して得られた熱延鋼帯
はいずれも遷移温度が35℃以下であって、これらは冷間
圧延を行うことができることが分かる。しかし、本発明
の範囲を外れると遷移温度はいずれも50℃以上となり、
これは温間加工は可能であるが、冷間加工は困難である
ことが分かる。
o.1の処理条件 (但し、巻取温度500℃、600 ℃、700
℃、800 ℃と変化) で加工を行った場合について、巻取
り後400 ℃まで急冷 (冷却速度15℃/sec) した場合の、
巻取り温度と遷移温度の関係を示したグラフである。図
2より、700 ℃以上の高温巻取りの場合において、vTs
≦30℃となって良好な靱性値を示すことが分かる。
を770 ℃とし、冷却温度を変えたときの巻取り後の冷却
終了温度と遷移温度の関係を示したグラフである。図2
から、400 ℃以下まで冷却することで、30℃以下の遷移
温度が得られることが分かる。
o.1の処理条件で加工を行った場合について、冷延板の
仕上げ焼鈍温度と耐酸化性 (1150℃に120 時間保持する
高温酸化試験での酸化増量) の関係を示すグラフであ
る。仕上げ焼鈍温度が800 ℃より低いと、固溶Alが少な
いために耐酸化性が十分ではなく、一方、1000℃よりも
高いと粗粒化が起こることが分かる。800 〜1000℃の焼
鈍処理で最も良好な耐酸化性が得られることが分かる。
間圧延条件で熱間圧延を行い、得られた熱延板に50μm
まで冷間圧延した箔を表3に示される条件で仕上げ焼鈍
を行い、幅20mm、長さ30mmの試験片を採取して、1150℃
大気中雰囲気で酸化試験を行った。結果は同じく表3に
まとめて示す。
準による。 ○ : 50μm 厚の箔で1150℃×120 時間大気中加熱後の
重量増加が1.0mg/cm2未満 × : 50μm 厚の箔で1150℃×120 時間大気中加熱後の
重量増加が1.0mg/cm2以上 以上の結果からも分かるように、本発明方法により製造
した熱延鋼帯は、靱性が大幅に改善されており、常温で
の冷間圧延が可能となった。また、冷間圧延後の仕上げ
焼鈍により、冷間圧延板の耐酸化性についても十分な性
能を得ることができた。
性に優れたAl含有フェライト系ステンレス鋼熱延鋼帯を
常温で冷間圧延することが可能となり、圧延時の割れや
板破断を防止でき、作業性が改善された。製造コストの
低減効果は顕著である。
すグラフである。
との関係を示すグラフである。
示すグラフである。
Claims (6)
- 【請求項1】 重量%にて、 C:0.020%以下、Si:1.0%以下、Mn:1.0%以下、N:0.0
20%以下、 ただしC(%)+N(%):0.030%以下、 Cr:9.0〜35.0%、Al:3.0〜8.0 %、Y:0.010〜0.10%、
Ti:0.010〜0.10%残部: Feおよび不可避不純物から成る
成分組成を有する高純度フェライト系ステンレス鋼の熱
延鋼帯を製造するに際し、前記成分組成の鋼を熱間圧延
した後、700 〜800 ℃の温度で巻取り、5〜10分間保持
後、10℃/sec以上の冷却速度で400 ℃以下まで急冷する
ことを特徴とする耐熱性に優れたフェライト系ステンレ
ス鋼板の製造方法。 - 【請求項2】 前記成分組成が、重量%にて、 C:0.020%以下、Mn:1.0%以下、N:0.020%以下、 ただしC(%)+N(%):0.030%以下、 Cr:9.0〜35.0%、Al:3.0〜8.0 %、Y:0.010〜0.10%、
Ti:0.010〜0.10%さらに、 Si:1.0%超5.0 %以下、 残部: Feおよび不可避不純物である請求項1記載の耐熱
性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。 - 【請求項3】 前記成分組成が、重量%にて、 C:0.020%以下、Si:1.0%以下、N:0.020%以下、 ただしC(%)+N(%):0.030%以下、 Cr:9.0〜35.0%、Al:3.0〜8.0 %、Y:0.010〜0.10%、
Ti:0.010〜0.10%さらに、 Mn:1.0%超2.0 %以下、 残部: Feおよび不可避不純物である請求項1記載の耐熱
性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。 - 【請求項4】 前記成分組成が、重量%にて、 C:0.020%以下、N:0.020%以下、 ただしC(%)+N(%):0.030%以下、 Cr:9.0〜35.0%、Al:3.0〜8.0 %、Y:0.010〜0.10%、
Ti:0.010〜0.10%さらに、 Si:1.0%超5.0 %以下、 Mn:1.0%超2.0 %以下、 残部: Feおよび不可避不純物である請求項1記載の耐熱
性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。 - 【請求項5】 前記成分組成が、重量%にて、Mo:0.5〜
5%をさらに含む、請求項1〜4のいずれかに記載の耐
熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。 - 【請求項6】 請求項1または2に記載した方法で得ら
れたフェライト系ステンレス鋼熱延鋼帯に、冷間圧延を
行って冷延製品とした後、800 〜1000℃の温度域で5〜
60秒間焼鈍し、10℃/sec以上の冷却速度で急冷すること
を特徴とする耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼
板の製造方法。
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JP14063892A JP2705459B2 (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | フェライト系ステンレス鋼板の製造法 |
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JP14063892A JP2705459B2 (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | フェライト系ステンレス鋼板の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05331552A JPH05331552A (ja) | 1993-12-14 |
JP2705459B2 true JP2705459B2 (ja) | 1998-01-28 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP14063892A Expired - Fee Related JP2705459B2 (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | フェライト系ステンレス鋼板の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP3886785B2 (ja) * | 2001-11-22 | 2007-02-28 | 日新製鋼株式会社 | 石油系燃料改質器用フェライト系ステンレス鋼 |
EP2031080B1 (de) * | 2007-08-30 | 2012-06-27 | Alstom Technology Ltd | Hochtemperaturlegierung |
PL3230481T3 (pl) * | 2014-12-11 | 2019-08-30 | Sandvik Intellectual Property Ab | Stop ferrytyczny |
EP3748026A4 (en) * | 2018-01-30 | 2021-01-20 | JFE Steel Corporation | FE-CR ALLOY, METHOD OF MANUFACTURING IT, AND RESISTANT HEATING ELEMENT |
CN114410944A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-29 | 苏州钢特威钢管有限公司 | 一种防止超级铁素体不锈钢钢管冷轧开裂的制造工艺方法 |
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- 1992-06-01 JP JP14063892A patent/JP2705459B2/ja not_active Expired - Fee Related
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