JP2772237B2 - 面内異方性が小さいフェライト系ステンレス鋼帯の製造方法 - Google Patents
面内異方性が小さいフェライト系ステンレス鋼帯の製造方法Info
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- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/04—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing
- C21D8/0405—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing of ferrous alloys
Description
なおかつr値および耐リジング性が優れたフェライト系
ステンレス鋼帯の製造方法に関するものである。
続鋳造鋳片を加熱した後、熱間圧延(粗圧延および仕上
げ圧延)一熱延板焼鈍一冷間圧延一仕上げ焼鈍の各工程
を経て製造される。このようにして製造されたフェライ
ト系ステンレス鋼は、一般に、耐応力腐食割れ性に優れ
るとともに安価であることから各種厨房器具、自動車部
品などの分野で幅広く使用されているが、オーステナイ
ト系ステンレス鋼に比べるとプレス加工性(r値、耐リ
ジング性など)の点ではやや劣るという欠点を有してい
た。したがって、フェライト系ステンレス鋼は、そのプ
レス加工性が改善されれば、従来は適用が困難であった
ような加工の厳しい箇所であっても、オーステナイト系
ステンレス鋼に代替して使用されるようになる。
レス加工性を改善するために、これまでにも数多くの試
みがされている。例えば、特開昭53-48018号公報や特公
平2-7391号公報には、極低C,N鋼にNbやTiを添加する
ことにより、r値を向上させる技術が提案されている。
しかし、この技術では、r値は向上するするものの、r
値の面内異方性(Δr)が大きくなるという問題があっ
た。また、特開平5-179358号公報や特開平3-219013号公
報には、熱間圧延工程において大圧下の圧延を付与する
ことにより、r値を向上させる技術が提案されている。
しかし、この技術では、単なる大圧下の付与は鋼板の表
層部に大きなせん断歪みを生じさせて、r値の面内異方
性が大きくするという問題があった。さらに、この方法
では、鋼板とロールとの焼き付けに起因する熱延きずが
多発し、鋼板の表面性状を損ねるという問題もあった。
このほか、特開昭62-10217には、(歪み速度)/(摩擦
係数)の値を500 以上にすることにより、プレス成形時
の耐リジング性を改善する技術が提案されている。しか
し、この技術も、耐リジング性を改善するものの、r値
の面内異方性を改善することはできない。加えて、この
方法は、その明細書に記載されているように、780 〜94
0 ℃といった低温度域で大きな歪み速度を与える技術で
あるので、噛みこみ不良や形状不良を招くという問題を
有していた。
技術は、r値あるいは耐リジング性を向上させることが
できるものの、その反面r値の面内異方性を大きくする
という共通した問題点を有していた。その上、これらの
既知技術は、場合によっては、鋼板の表面性状の劣化、
噛み込み不良、形状不良といった各種の問題をもひきお
こしていた。
リジング性を改善しても上記既知技術が抱えている上述
した問題を惹起することのないフェライト系ステンレス
鋼帯の製造技術を確立することにある。この発明の他の
目的は、r値および耐リジング性が優れ、しかも面内異
方性が小さいフェライト系ステンレス鋼帯を製造する方
法を提供することにある。この発明のさらに他の目的
は、鋼板の表面性状の劣化、噛み込み不良、形状不良を
発生しないフェライト系ステンレス鋼帯を製造する方法
を提供することにある。
に向けて鋭意研究した結果、発明者らは、フェライト系
ステンレス鋼の熱間圧延条件とくにその粗圧延あるいは
さらに仕上げ圧延の条件を適切に制御すれば、r値およ
び耐リジング性を改善し、面内異方性を小さくすること
が可能となり、しかもその他の従来の問題点をも同時に
抑制することができることを見いだし、本発明を完成す
るに至った。
の構成を要旨とするものである。 (1) フェライト系ステンレス鋼素材に、粗圧延および仕
上げ圧延よりなる熱間圧延を施し、その後熱延板焼鈍、
酸洗を経て、冷間圧延、さらに仕上げ焼鈍を行ってステ
ンレス鋼帯を製造する方法において、前記粗圧延工程の
うちの少なくとも1パスの圧延を、圧延温度 970〜1150
℃、摩擦係数0.3 以下かつ圧下率40〜75%の条件で行う
ことを特徴とする面内異方性が小さいフェライト系ステ
ンレス鋼帯の製造方法。
圧延および仕上げ圧延よりなる熱間圧延を施し、その後
熱延板焼鈍、酸洗を経て、冷間圧延、さらに仕上げ焼鈍
を行ってステンレス鋼帯を製造する方法において、前記
粗圧延工程のうちの少なくとも1パスの圧延を、圧延温
度 970〜1150℃、摩擦係数0.3 以下かつ圧下率40〜75%
の条件で行い、さらに、前記仕上げ圧延工程のうちの少
なくとも1パスの圧延を、圧延温度600 〜950 ℃、圧下
率20〜45%で行うことを特徴とする面内異方性が小さい
フェライト系ステンレス鋼帯の製造方法。
900 〜1300℃程度、仕上げ圧延の温度範囲は550 〜1000
℃程度とすることが望ましい。また、上記各発明におい
て、フェライト系ステンレス鋼の成分組成の好適範囲
は、次のとおりである。 C:0.1 wt%以下、より好ましくは0.0010〜0.080wt %
、Si:1.5 wt%以下、より好ましくは0.10〜0.80wt
%、Mn:1.5 wt%以下、より好ましくは0.10〜1.50wt
%、Cr:11〜20wt%、より好ましくは14〜19wt%、Ni:
2.0wt %以下、より好ましくは0.01〜1.0 wt%、P:0.
08wt%以下、より好ましくは0.010 〜0.080wt % 、
S:0.0100wt%以下、より好ましくは0.0010〜0.0080wt
%、N:0.1 wt%以下、より好ましくは0.002 〜0.08wt
%、さらに必要に応じて、Nb:0.050 〜0.30wt%、Ti:
0.050 〜0.30wt%、Al:0.010 〜0.20wt%、V:0.050
〜0.30wt%、Zr:0.050 〜0.30wt%、Mo:0.50 〜2.5
wt%、Cu:0.50 〜2.5 wt%から選ばれる1種又は2種
以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物よりなる
組成の鋼。
の成果について説明する。商用のフェライト系ステンレ
ス鋼(C:0.058 wt%、Si:0.32wt%、Mn:0.52wt%、
Cr:16.5wt%、Ni:0.09wt%、P:0.027 wt%、S:0.
0038wt%、N:0.317 wt%)からなる鋼スラブを1150℃
に加熱し、4パスの粗圧延、5〜7パスの仕上げ圧延か
らなる熱間圧延を行い、4.0 mm厚の熱延鋼板とした。こ
こで、粗圧延における最終パス(圧延温度:1020〜1080
℃)の圧下率およびロールと圧延材間の摩擦係数(μ)
を、また仕上げ圧延(圧延温度:830 〜860 ℃、摩擦係
数:0.10)における1パスの最大圧下率の値を変化させ
た。以上の方法で得た熱延鋼板を、熱延板焼鈍−酸洗−
冷間圧延−仕上げ焼鈍の工程を経て0.7mm の冷延焼鈍板
とした。この冷延焼鈍板から試験片を採取し、r値の面
内異方性(Δr)を測定した。なお、Δrは、Δr=
(rL -2rD + rC )/2から求めた。ただし、rL 、
rD およびrC は、それぞれ圧延方向、圧延方向に対し
て45°の方向、圧延方向に対して90°の方向のr値を表
す。以上の方法で求めたΔrに及ぼすこれら圧延条件の
影響を図1に示す。
0.6 )ではその圧下率を増やしてもあまり向上しない
が、μ=0.1 とした場合には圧下率を40%以上にすれば
著しく改善されることがわかった。さらに、粗圧延をμ
=0.1 とし、圧下率を40%以上とする場合に、仕上げ圧
延の1パスの最大圧下率を高くすれば、Δrはより一層
改善されることがわかった。
ンレス鋼帯の製造条件を上記要旨構成のとおりに限定し
た理由について説明する。 (1) 粗圧延の圧延温度: 970〜1150℃;粗圧延の圧延温
度が 970℃未満では、フェライト系ステンレス鋼の再結
晶が進みにくく加工性が劣り、面内異方性も改善されな
いばかりか、大圧下圧延時におけるロール寿命が著しく
短くなる。一方1150℃を超えるとフェライト粒が圧延方
向に延びた組織になり、面内異方性が大きくなる。した
がって、粗圧延の圧延温度は 970〜1150℃にする必要が
ある。なお、好ましい温度範囲は1000〜1100℃である。
圧下率が40%未満では、板厚の中心部に未再結晶組織が
多量に残存するために加工性が劣り、面内異方性も改善
されない。しかし、75%を超えての圧延は焼き付きを引
き起こしたり、噛み込み不良をも引き起こす危険性があ
る。したがって、粗圧延の圧下率は40〜75%にする必要
がある。なお、好ましい圧下率の範囲は45〜60%であ
る。
の摩擦係数が0.30を超えると、鋼板表層部の強剪断歪み
領域では再結晶が起こるが、板厚中心部では大部分が未
再結晶組織として残るので、加工性が劣り、面内異方性
も改善されない。しかも、鋼板とロールとの焼きつきに
より鋼板の表面性状が著しく劣化する。したがって、粗
圧延の摩擦係数は0.30以下、好ましくは0.2 以下とする
必要がある。なお、摩擦係数を低下させるための潤滑方
法は任意の方法でよい。
圧延を、少なくとも1パス行えば加工性が改善され、面
内異方性も改善される。その1パスを粗圧延工程のどの
段階で行ってもよいが、圧延機の能力からすれば最終パ
スで行うのが最も好ましい。このような粗圧延に引き続
いて、さらに下記条件を満たす仕上げ圧延を施すことに
より、面内異方性をより一層改善することが可能とな
る。
確保することが困難となり、またロールの磨耗も激しく
なる。一方、圧延温度が950 ℃を超えると圧延歪みの蓄
積が少ないために、面内異方性の改善効果が期待できな
くなる。したがって、仕上げ圧延の圧延温度は600 〜95
0 ℃の範囲にする必要があり、好ましくは750 〜900 ℃
の範囲がよい。
認められず、一方、圧下率が45%を超えると鋼板の表面
性状が劣化する。したがって、仕上げ圧延の圧下率は20
〜45%の範囲にする必要があり、好ましくは25〜35%の
範囲がよい。
件以外の製造条件は常法に従えばよく、例えば、スラブ
加熱1050〜1300℃、粗圧延の温度範囲は900 〜1300℃、
仕上げ圧延の温度範囲は550 〜1050℃、熱延板焼鈍は 6
50〜1000℃、冷延板焼鈍は750 〜1000℃が好ましい。ま
た、潤滑油の種類、潤滑方法についても常法に従い適宜
に決定すればよい。
であれば成分組成にかかわらず適用可能であるが、下記
の成分組成とすればより有利に適合しうる。 C:0.1 wt%以下、 Si:1.5 wt%以下、 Mn:1.5 wt%以下、 Cr:11〜20wt%、 Ni:2.0 wt%以下、 P:0.08wt%以下、、 S:0.010 wt%以下、 N:0.1 wt%以下、 を含み、さらに必要に応じて、 Nb:0.050 〜0.30wt%、Ti:0.050 〜0.30wt%、 Al:0.010 〜0.20wt%、V:0.050 〜0.30wt%、 Zr:0.050 〜0.30wt%、Mo:0.5 〜2.5 wt%、 Cu:0.5 〜2.5 wt% から選ばれる1種又は2種以上を含有し、残部はFeおよ
び不可避的不純物よりなる組成の鋼。
〜1300℃)域でα+γの2相組織となる下記の成分組成
とすれば、γ相からの変態量が増えて、潤滑−大圧下圧
延時に板厚中央部の{100}方位のフェライトバンド
の分断をより強力に行うことができるので、面内異方性
の改善に一段と有利である。 C:0.0010〜0.080wt %、Si:0.10〜0.80wt%、 Mn:0.10〜1.50wt%、 Cr:14〜19wt%、 Ni:0.01〜1.0 wt%、 P:0.010 〜0.080wt % 、 S:0.0010〜0.0080wt%、N:0.002 〜0.08wt%、 を含み、さらに必要に応じて、 Nb:0.05 〜0.3 wt%、 Ti:0.05 〜0.3 wt%、 Al:0.01 〜0.2 wt%、 V:0.05 〜0.3 wt%、 Zr:0.05 〜0.3 wt%、 Mo:0.5 〜2.5 wt%、 Cu:0.5 〜2.5 wt% から選ばれる1種又は2種以上を含有し、残部はFeおよ
び不可避的不純物よりなる組成の鋼。
た後、1200℃に加熱後、粗4スタンド、仕上げ7スタン
ドからなる熱間圧延機にて板厚4.0mm の熱延板とした。
この熱延板を通常の方法に従って、熱延板焼鈍(850 ℃
×4 hr)一酸洗一冷延一仕上げ焼鈍(860 ℃×60秒)に
より板厚0.7mm の冷延鋼板とした。ここで、上記熱間圧
延において、粗圧延の3または4スタンド目の圧下率、
摩擦係数を変化させた。摩擦係数の調整は、潤滑剤とし
て用いた低融点のガラス系物質の濃度と塗布量を変える
ことによって行った。なお、粗圧延の他スタンドの圧下
率はいずれも上記3または4スタンド目の圧下率より小
さく、仕上げ圧延の圧下率は18%以下とした。
て、r値、Δrおよびリジングの各特性値を下記の方法
により測定した。なお、従来の方法で製造したステンレ
ス鋼のΔrは、で0.2 〜0.6 程度であるので、0.2 未満
であれば良好といえる。 ・r値 JIS13号B試験片を用い15%引張歪みを与えたの
ち、3点法による平均r値を求めた。 ・Δr 上記方法で求めた各方向のr値から、Δr=(rL -2r
D + rC )/2により求めた。ただし、rL 、rD およ
びrC は、それぞれ圧延方向、圧延方向に対して45°の
方向、圧延方向に対して90°の方向のr値を表す。 ・リジング 圧延方向から採取したJIS5号試験片に20%の引張歪
みを与えたのち、リジング高さを測定した。
数、圧延温度の各製造条件と得られた特性値を表2に示
す。なお、発明法で製造した鋼板はすべて、表面性状の
劣化、噛み込み不良、形状不良のいずれをも発生せず良
好であった。
いずれも優れたr値および耐リジング性を示すととも
に、Δrも0.13以下であって、小さい面内異方性を有す
ることがわかる。
た後、1200℃に加熱後、粗4スタンド、仕上げ7スタン
ドからなる熱間圧延機にて板厚4.0mm の熱延板とした。
この熱延板を通常の方法に従って、熱延板焼鈍(850 ℃
×4hr )一酸洗一冷延一仕上げ焼鈍(860 ℃×60 sec)
により板厚0.7mm の冷延鋼板とした。ここで、上記熱間
圧延において、粗圧延の3または4スタンド目の圧下
率、摩擦係数を、また仕上げ圧延の6または7スタンド
目の圧下率を変化させた。摩擦係数の調整は、潤滑剤と
して用いた低融点のガラス系物質の濃度と塗布量を変え
ることによって行った。なお、粗圧延の他スタンドの圧
下率はいずれも上記3または4スタンド目の圧下率より
小さく、また仕上げ圧延の他スタンドの圧下率はいずれ
も上記6または7スタンド目の圧下率より小さくした。
上記方法により得られた鋼板を供試材として、r値、Δ
rおよびリジングの各特性値を実施例1と同様の方法に
より測定した。
数、圧延温度および仕上げ圧延における圧下率、圧延温
度の各製造条件と得られた特性値を表3に示す。なお、
発明法で製造した鋼板はすべて、表面性状の劣化、噛み
込み不良、形状不良のいずれをも発生せず良好であっ
た。
いずれも優れたr値および耐リジング性を示すととも
に、Δrも0.08以下であって、さらに小さい面内異方性
を有することがわかる。さらに、仕上げ圧下率の効果
は、例えばNo.F2 、F5、F6の比較からわかるように、そ
の圧下率を高くするほど面内異方性が小さく、かつ高r
値、高耐リジング性が得られることがわかる。
た後、1200℃に加熱後、粗4スタンド、仕上げ7スタン
ドからなる熱間圧延機にて板厚4.0mm の熱延板とした。
この熱延板を通常の方法に従って、熱延板焼鈍(850 ℃
×4 hr)一酸洗一冷延一仕上げ焼鈍(860 ℃×60sec )
により板厚0.7mm の冷延鋼板とした。ここで、上記熱間
圧延において、粗圧延の4スタンド目の圧下率、摩擦係
数を、また仕上げ圧延の7スタンド目の圧延速度の変化
により歪み速度を変化させた。仕上げ圧延の摩擦係数は
0.2 の一定値とした。摩擦係数は、潤滑剤として用いた
低融点のガラス系物質の濃度と塗布量により調整した。
なお、粗圧延の他スタンドの圧下率はいずれも上記4ス
タンド目の圧下率より小さく、また仕上げ圧延の他スタ
ンドの圧下率はいずれも上記7スタンド目の圧下率より
小さくした。上記方法により得られた鋼板を供試材とし
て、r値、Δrおよびリジングの各特性値を実施例1と
同様の方法により測定した。
数、圧延温度および仕上げ圧延における圧下率、歪み速
度、圧延温度の各製造条件と得られた特性値を表4に示
す。なお、発明法で製造した鋼板はすべて、表面性状の
劣化、噛み込み不良、形状不良のいずれをも発生せず良
好であった。
いずれも優れたr値および耐リジング性を示すととも
に、Δrも0.04以下であって、小さい面内異方性を有す
ることがわかる。これに対し、比較例であるNo.M2 とN2
は粗圧延圧下率が35%と低いため、面内異方性が大き
い。なお、この比較例はともに特開昭62-10217開示の
(歪み速度)/(摩擦係数)≧500 を満足しているのに
もかかわらず面内異方性が大きく、面内異方性は(歪み
速度)/(摩擦係数)の制御では改善できないといえ
る。
r値や耐リジング性が優れ、しかも面内異方性が小さい
フェライト系ステンレス鋼板の製造が可能となる。しか
も、本発明法によれば、上記のような優れた材質のフェ
ライト系ステンレス鋼板を、鋼板の表面性状の劣化、噛
み込み不良、形状不良などを招くことなく製造すること
が可能となる。
圧延の影響を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 フェライト系ステンレス鋼素材に、粗圧
延および仕上げ圧延よりなる熱間圧延を施し、その後熱
延板焼鈍、酸洗を経て、冷間圧延、さらに仕上げ焼鈍を
行ってステンレス鋼帯を製造する方法において、 前記粗圧延工程のうちの少なくとも1パスを、圧延温度
970〜1150℃、摩擦係数0.3 以下かつ圧下率40〜75%の
条件で潤滑圧延することを特徴とする面内異方性が小さ
いフェライト系ステンレス鋼帯の製造方法。 - 【請求項2】 フェライト系ステンレス鋼素材に、粗圧
延および仕上げ圧延よりなる熱間圧延を施し、その後熱
延板焼鈍、酸洗を経て、冷間圧延、さらに仕上げ焼鈍を
行ってステンレス鋼帯を製造する方法において、 前記粗圧延工程のうちの少なくとも1パスを、圧延温度
970〜1150℃、摩擦係数0.3 以下かつ圧下率40〜75%の
条件で潤滑圧延し、 さらに、前記仕上げ圧延工程のうちの少なくとも1パス
の圧延を、圧延温度600 〜950 ℃、圧下率20〜45%で行
うことを特徴とする面内異方性が小さいフェライト系ス
テンレス鋼帯の製造方法。
Priority Applications (6)
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