JP2801832B2

JP2801832B2 - 加工性に優れたＦｅ−Ｃｒ合金

Info

Publication number: JP2801832B2
Application number: JP5103930A
Authority: JP
Inventors: 澤光幸藤; 藤進佐; 樫房夫冨; 沢好弘矢; 藤康加; 岡啓一吉; 哲大和田
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1992-04-30
Filing date: 1993-04-30
Publication date: 1998-09-21
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: JPH0633197A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は著しく加工性に優れたＦ
ｅ−Ｃｒ合金に関する。本発明は、加工性に加え、耐酸
性に優れたＦｅ−Ｃｒ合金に関する。本発明はまた加工
性に加え、耐酸化性に優れたＦｅ−Ｃｒ合金に関する。
本発明はさらに加工性に加え、耐酸性、耐酸化性に優れ
たＦｅ−Ｃｒ合金に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にＦｅ−Ｃｒ合金は耐食性に優れた
材料として知られているが、耐食性および加工性の改善
も含めてＦｅ−Ｃｒ合金の物性の改良が以下の例示のご
とくに各種提案されている。

【０００３】特公昭６３−５８９０４号公報ではＣｒ含
量１１．０〜１６．０重量％のＦｅ−Ｃｒ合金で、特に
Ｔｉ含量を特定量とした張り出し性および二次加工性に
優れたフェライト系ステンレス鋼を提案している。

【０００４】特公昭６４−６２６４号公報ではＣｒ含量
８．０〜３５．０重量％のＦｅ−Ｃｒ合金で、特にＳ
ｉ，ＭｎおよびＮｂを各々特定量含有した耐銹性に優れ
たステンレス鋼光輝焼鈍材を提案している。

【０００５】特公平２−１９０２号公報ではＣｒ含量が
２０．０重量％を越え２５重量％以下のＦｅ−Ｃｒ合金
で、特にＭｏ，ＭｎおよびＮｂを各々特定量含有せしめ
た溶接時の耐高温割れ性および溶接部靱性に優れた耐食
性フェライトステンレス鋼を提案している。

【０００６】特開昭６１−１８６４５１号公報ではＣｒ
含量が２５〜５０重量％のＦｅ−Ｃｒ合金で、特にＳ
ｉ，ＭｎおよびＭｏを特定量含有せしめた耐サワー性に
優れた合金を提案している。

【０００７】特開昭６２−２６７４５０号公報でＣｒ含
量１６〜１９重量％のＦｅ−Ｃｒ系合金であって、特に
Ｍｏを特定量含有せしめた耐粒界腐食性に優れる高純度
フェライト系ステンレス鋼を提案している。

【０００８】特開平１−２８７２５３号公報ではＣｒ含
量１５〜２６重量％、Ａｌ含量４〜６重量％のＦｅ−Ｃ
ｒ−Ａｌ合金であって、希土類元素を少量特定量含有せ
しめた耐酸化性および製造性に優れたＡｌ含有フェライ
ト系ステンレス鋼を提案している。

【０００９】特開平２−２３２３４４号公報ではＣｒ含
量２５．０〜３０．０重量％のＦｅ−Ｃｒ系合金であっ
て、特にＭｏを特定量含有せしめた耐生物付着性および
耐海水性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提案して
いる。

【００１０】特開平３−２３５５号公報ではＣｒ含量１
６．０〜２５．０重量％のＦｅ−Ｃｒ合金であって、特
にＮｂをＣとＮの合計量との比において特定量含有せし
めた冷間加工性、靱性、耐食性に優れたフェライト系ス
テンレス鋼を提案している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】これらＦｅ−Ｃｒ合金
は、まずは耐食性を重要視するので、Ｃｒを比較的多量
に使用する。その結果、延性が低下し加工性が必ずしも
充分でなく自動車外装材、建築用外装材を始めとした成
形加工性が必要な用途に適用しようとする場合、加工時
に割れが生じたり、あるいは加工条件が厳しく非常に加
工しにくいという問題が生じており、より一層の加工性
の向上が望まれていた。

【００１２】即ち、本発明の目的は加工性が改善された
Ｆｅ−Ｃｒ合金を提供することにある。本発明は、加工
性に加え、耐酸性、耐酸化性をさらに有するＦｅ−Ｃｒ
合金を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記目的を達
成すべく鋭意研究を行った結果、意外にも従来のＦｅ−
Ｃｒ合金に存在していたＣ，Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｓなどの不純
物量が極めて少いＦｅ−Ｃｒ合金が著しく延性に於いて
優れることを見い出し本発明の完成に至った。

【００１４】すなわち、本発明は、Ｃｒ含量３〜６０重
量％、Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｐ及びＳの合計量が１００ｐｐｍ以
下であり、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなること
を特徴とする加工性に優れた新規Ｆｅ−Ｃｒ合金を提供
する。

【００１５】本発明は、Ｃｒ含量が５〜６０重量％、
Ｃ，Ｎ，Ｏ，ＰおよびＳの合計量が１００ｐｐｍ以下で
あり、Ｎｉ，ＣｏおよびＣｕから選択される１種以上を
下記式（１）を満たす量含有し、残部Ｆｅおよび不可避
的不純物からなることを特徴とする加工性および耐酸性
に優れたＦｅ−Ｃｒ合金を提供する。０．０１重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦６重量％ ……（１）

【００１６】また、本発明は、Ｃｒ含量が３〜６０重量
％、Ｃ、Ｎ、Ｏ、ＰおよびＳの合計量が１００ｐｐｍ以
下であり、Ｓｉ、ＭｎおよびＡｌから選択される１種以
上を下記式（２）を満たす量および／またはＣａ、Ｍｇ
および希土類元素（ＲＥＭ）から選択される１種以上を
下記式（３）を満たす量含有し、残部Ｆｅおよび不可避
的不純物からなることを特徴とする加工性および耐酸化
性に優れたＦｅ−Ｃｒ合金を提供する。０．１重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦５０重量％ ……（２）０．００１重量％≦４Ｃａ＋４Ｍｇ＋ＲＥＭ≦０．２重量％ ……（３）

【００１７】さらに、本発明は、Ｃｒ含量が５〜６０重
量％、Ｃ，Ｎ，Ｏ，ＰおよびＳの合計量が１００ｐｐｍ
以下であり、Ｎｉ，ＣｏおよびＣｕから選択される１種
以上を下記式（１）を満たす量含有し、かつＳｉ、Ｍｎ
およびＡｌから選択される１種以上を下記式（２）を満
たす量および／またはＣａ、Ｍｇおよび希土類元素（Ｒ
ＥＭ）から選択される１種以上を下記式（３）を満たす
量含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなること
を特徴とする加工性、耐酸性および耐酸化性に優れたＦ
ｅ−Ｃｒ合金を提供する。０．０１重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦６重量％ ……（１）０．１重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦５０重量％ ……（２）０．００１重量％≦４Ｃａ＋４Ｍｇ＋ＲＥＭ≦０．２重量％ ……（３）

【００１８】

【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。（Ｉ）まず、加工性に優れた本発明のＦｅ−Ｃｒ合金に
ついて説明する。図１に、Ｆｅ−１８％Ｃｒ合金の冷延
焼鈍板に関して、引張試験（ＪＩＳＺ−２２４１）に
より得られた伸びの変化および耐力（降状強度）の変化
に及ぼすＣ，Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｓの合計量の影響を示すが、
Ｃ，Ｎ，Ｏ，ＰおよびＳの総量が１００ｐｐｍ以下の場
合延性に於いて著しく優れることが明らかである。

【００１９】図１中、伸びの変化（％）、耐力（降状強
度）の変化（N/mm²)とは、各合金成分について、Ｃ＋Ｎ
＋Ｏ＋Ｓ＋Ｐ＝５００ｐｐｍのものとの引張特性の差を
示す。基本となる引張特性は、以下の通りである。Ｆｅ−18Ｃｒ，Ｃ＋Ｎ＋Ｏ＋Ｓ＋Ｐ＝500ppmで伸び30
％、耐力330N/mm² Ｆｅ−30Ｃｒ，Ｃ＋Ｎ＋Ｏ＋Ｓ＋Ｐ＝500ppmで伸び25
％、耐力450N/mm²

【００２０】本発明のＦｅ−Ｃｒ合金に於いては、Ｃ，
Ｎ，Ｏ，ＰおよびＳの合計量は１００ｐｐｍ以下であ
る。前述したように、１００ｐｐｍ以下に於いて、延性
すなわち加工性に著しく優れる。一方、１００ｐｐｍを
超えるにつれて延性が低下し、加工性が低下する。

【００２１】更に本発明のＦｅ−Ｃｒ合金に於いてはＣ
ｒ含量は３〜６０重量％、好ましくは５〜３０重量％で
ある。３重量％未満では耐食性に劣り、６０重量％超で
は、たとえＣ，Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｓを削減しても十分な加工
性が得られないからである。

【００２２】つまり、Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｓの総量が１０
０ｐｐｍ以下で、Ｃｒ含量が３〜６０重量％を満たすＦ
ｅ−Ｃｒ合金は著しく優れた加工性を有し、耐食性にも
優れる。

【００２３】また必要に応じて、Ａｌ，Ｍｏ，Ｎｂ，
Ｂ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃａなどのその他
の元素を添加することもできる。

【００２４】本発明の加工性に優れたＦｅ−Ｃｒ合金を
製造するには原料として、高純度電解鉄と電解Ｃｒを用
いればよい。また必要に応じて添加される元素も、その
原料として高純度の元素が用いられる。いずれの原料も
主たる不純物は酸素であり、この酸素を除去するために
１０^-7ｔｏｒｒよりも高い超高真空下で溶解、鋳造する
ことにより本発明のＦｅ−Ｃｒ合金を製造することがで
きる。

【００２５】また、本発明成分系は、熱延焼鈍板や冷延
焼鈍板でも十分にその効果が得られ、さらに冷延焼鈍板
の表面仕上げは、ＢＡ，２Ｂ，２Ｄ，ＨＬ，研磨などで
も十分にその特性が生かされるのは言うまでもない。

【００２６】（II）次に、加工性に加え、耐酸性に優れ
た本発明のＦｅ−Ｃｒ合金について説明する。

【００２７】図２はＦｅ−３６％Ｃｒ−３．２％Ｃｏ合
金に関して、Ｃ，Ｎ，Ｐ，Ｏ及びＳの合計量と腐食度と
の関係を示すグラフであり、該合計量が１００ｐｐｍ以
内では腐食度が極めて低いことが明らかである。

【００２８】図３は、Ｆｅ−Ｃｒ−１．６％Ｎｉ−１．
４％Ｃｏ合金に関し、Ｃｒ含有量と腐食度との関係を
Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｐ及びＳの合計量が１００ｐｐｍ以下の場
合と１００ｐｐｍを超える場合につきグラフに示したも
のである。図３からＣ＋Ｎ＋Ｏ＋Ｐ＋Ｓが１００ｐｐｍ
以下の合金は１００ｐｐｍを超える合金と比べて腐食度
が著しく低くしかもＣｒ量が５重量％以上であるとその
傾向は顕著であることが明らかである。

【００２９】図４は、Ｆｅ−３８％Ｃｒ合金（但し、Ｃ
＋Ｎ＋Ｏ＋Ｐ＋Ｓ＝６２ｐｐｍ）について、Ｎｉ＋Ｃｏ
＋２Ｃｕと腐食度との関係を示す図であり、Ｎｉ＋Ｃｏ
＋２Ｃｕの値が０．０１重量％以上となると腐食度が低
下することが明らかにされている。

【００３０】以下、本発明の合金組成の成分について説
明する。Ｃｒ：５〜６０重量％、好ましくは１０〜４０重量％で
ある。Ｃｒ含量がこの範囲であることにより上記で説明
した如く耐酸性に優れた合金が得られる。過剰のＣｒの
含有は加工性の低下の原因となり好ましくない。また、
耐酸性の改善に対する効果も飽和する。

【００３１】Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｓ：これらの元素の合計
量は１００ｐｐｍ以下、好ましくは８５ｐｐｍ以下であ
る。前述したように、１００ｐｐｍ以下であることによ
り他の条件と結合して優れた耐酸性を示すと共に加工性
に於いて優れる。

【００３２】Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ；これらの元素はいずれ
も合金の耐酸性向上作用を有する重要かつ有用な元素で
ある。本発明合金に於いては、これらの元素から選択さ
れる１種以上が含有されており、その量は下記の式を充
足するような範囲である。

【００３３】０．０１重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦６重量％ …（１）好ましくは、０．０５重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦５．０重量％…（１ａ）Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕの配合量が上記範囲より少いと耐食性
が劣り、多いと合金の製造性が劣る。

【００３４】また、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕの各々の好ましい
含量は以下の如くであり、その理由は上記と同様であ
る。Ｎｉ；０．０５〜５．０重量％Ｃｏ；０．０５〜５．０重量％Ｃｕ；０．０５〜２．５重量％

【００３５】以上の条件を満たす、Ｆｅ−Ｃｒ合金は、
加工性に於いて優れると共に耐食性に於いて著しく優れ
た性質を示す。

【００３６】本発明の加工性および耐酸性に優れたＦｅ
−Ｃｒ合金は、原料として、超高純度電解Ｆｅ、電解Ｃ
ｒ、電解Ｎｉ、電解Ｃｕ、電解Ｃｏ、ヨウ化物法Ｔｉ、
電解還元Ｎｂ、融解塩電解Ｚｒ、還元Ｖ、電解Ｔａ、電
解還元Ｗ、高純度フェロボロンなどを用いることにより
製造することができる。

【００３７】いずれの含量も主たる不純物は酸素であ
り、この酸素を除去するために１０^-5ｔｏｒｒ好ましく
は１０^-7ｔｏｒｒを超える超高真空下で溶解、鋳造する
ことにより本発明のＦｅ−Ｃｒ合金を製造することがで
きる。

【００３８】（III)さらに、加工性および耐酸化性に優
れた本発明のＦｅ−Ｃｒ合金について説明する。図５は
Ｆｅ−２４％Ｃｒ−０．１％ＲＥＭ（Ｙ：０．０５％，
Ｌａ：０．０３％，Ｃｅ：０．０２％）合金に関して、
Ｃ，Ｎ，Ｏ，ＰおよびＳの合計量と連続酸化試験後の異
常酸化面積との関係を示すグラフであり、Ｃ，Ｎ，Ｏ，
Ｐ，Ｓの合計量が１００ｐｐｍ以下に於いて異常酸化面
積が極めて小さいことが明らかである。

【００３９】図６は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金に関して、
Ｃｒ含量と酸化試験後の酸化増量との関係を示すグラフ
であり、Ｃ，Ｎ，Ｏ，ＰおよびＳの合計量が１００ｐｐ
ｍ以下であると、Ｃｒ含量が３．０重量％以上の場合に
著しく酸化増量が少なくなることが明らかにされてい
る。

【００４０】図７は、Ｃ，Ｎ，Ｐ，ＯおよびＳの合計量
が５１ｐｐｍのＦｅ−２８％Ｃｒ合金に関して、（３Ａ
ｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ）の値が連続酸化試験後の異常酸化面
積に及ぼす影響を示すグラフであり、上記の値が０．１
重量％以上であると異常酸化面積の値が低下することが
明らかである。

【００４１】図８はＣ，Ｎ，Ｏ，ＰおよびＳの合計量が
７２ｐｐｍのＦｅ−２６％Ｃｒ合金に関して、（４Ｃａ
＋４Ｍｇ＋ＲＥＭ）の値と繰り返し加熱試験後の酸化皮
膜剥離面積率との関係を示したもので上記値が０．００
１％以上となると酸化皮膜剥離面積率が著しく低下する
ことが明らかである。

【００４２】以下、本発明の合金組成の成分および態様
について説明する。本発明の加工性および耐酸化性に優
れたＦｅ−Ｃｒ合金については下記の三態様があり、そ
れぞれについて説明する。

【００４３】（１）本発明の第１の態様Ｃｒ：３〜６０重量％好ましくは１０〜４０重量％含有
する。Ｃｒ含量がこの範囲であることにより、他の条件
と結合して耐酸化性に優れた合金となる。過剰のＣｒの
含有は加工性の低下の原因となるとともに、耐酸化性の
改善に対する効果も飽和するので好ましくない。

【００４４】Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｓ：これらの元素の合計
量は１００ｐｐｍ以下、好ましくは８５ｐｐｍ以下であ
る。この条件を満たすことにより異常酸化が抑制され
る。そしてこの条件と他の条件とが結合して、優れた耐
酸化性を示す合金となると同時に延性に於いて優れ、加
工性の良好な合金となる。

【００４５】Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌ：本態様の合金はこれら
の元素の１種以上を含有し、含有量は下記式（２）、好
ましくは（２ａ）を満たす。０．１重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦５０重量％ ……（２）好ましくは、０．５重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦２５重量％ ……（２ａ）この様な範囲であることにより、他の条件と結合して、
耐酸化性に於いて著しく優れた合金となる。これらの元
素を過剰に含有させて、３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎの値が式
（２）の範囲を越えると合金を製造するのが困難となる
のでこれらの元素の過剰の含有は避けるべきである。

【００４６】各個別の元素の好ましい含有量およびその
理由を下記する。Ｓｉ：０．１〜１０．０重量％０．１重量％未満では効果があるが顕著でない。１０．
０重量％を超えると製造性の低下が目立つようになる。Ｍｎ：０．１〜５．０重量％０．１重量％未満では効果があるが顕著でない。５重量
％を超えると製造性の低下が目立つようになる。Ａｌ：０．１〜４．０重量％０．１重量％未満では効果があるが顕著でない。４．０
重量％を超えると製造性の低下が目立つようになる。

【００４７】以上の条件を満たすＦｅ−Ｃｒ合金は耐酸
化性および加工性に優れるので、自動車排ガス系部材、
高温くり返し酸化環境で使用されるパイプ等に適切に用
いることができる。

【００４８】（２）本発明の第２の態様Ｃｒ含量、Ｃ，Ｎ，Ｏ，ＰおよびＳの含量、Ｆｅの好ま
しい含量に関しては第１の態様で記載したことが本態様
に於いても適用される。第２の態様の合金に於いては、
Ｃａ、ＭｇおよびＲＥＭから選択される１種以上を含有
せしめる。そしてこれ等元素の含有量は下記式（３）、
好ましくは（３ａ）を満たす。０．００１重量％≦４Ｃａ＋４Ｍｇ＋ＲＥＭ≦０．２重量％ ……（３）好ましくは、０．００５重量％≦４Ｃａ＋４Ｍｇ＋ＲＥＭ≦０．１５重量％……（３ａ）

【００４９】この条件を満たすことにより、他の条件と
結合して、優れた耐酸化性および良好な加工性を有する
Ｆｅ−Ｃｒ合金が得られる。

【００５０】これ等の元素は本態様の合金の表面に形成
される酸化被膜の保護性を著しく改善し、極薄材料に発
生し易い異常酸化を抑制し、酸化被膜と母材との密着性
を良好にするという機能を有する。

【００５１】しかしながら、これ等の元素を過剰に含有
せしめて（４Ｃａ＋４Ｍｇ＋ＲＥＭ）の値が０．２重量
％を超えると合金の表面欠陥を生じやすくなるので好ま
しくない。

【００５２】Ｃａ，Ｍｇ，ＲＥＭの各々のより好ましい
含有量およびその理由は以下の如くである。Ｃａ：０．００２〜０．０１重量％０．００２重量％未満でも効果はあるが顕著ではない。
０．０１重量％を超えると製造性の低下が目立つように
なる。Ｍｇ：０．００２〜０．０１重量％０．００２重量％未満でも効果はあるが顕著ではない。
０．０１重量％を超えると製造性の低下が目立つように
なる。ＲＥＭ：０．００５〜０．１重量％０．００５重量％未満でも効果はあるが顕著ではない。
０．１重量％を超えても効果は飽和するし、かつ、コス
トの上昇となる。

【００５３】このような本発明の第２の態様の合金は、
第１の態様の合金と同様な用途に用いることができる。

【００５４】（３）本発明の第３の態様前記で詳述した本発明の第１の態様の合金の条件および
第２の態様の合金の条件のいずれをも満たす合金、すな
わち、Ｃｒ含量が３〜６０重量％、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｐおよ
びＳの合計量が１００ｐｐｍ以下であり、かつ、Ｓｉ、
ＭｎおよびＡｌから選択される１種以上を前記式（２）
を満たす量含有し、しかも、Ｃａ、Ｍｇおよび希土類元
素（ＲＥＭ）から選択される１種以上を前記式（３）を
満たす量含有するＦｅ−Ｃｒ合金も一層優れた耐酸化性
および加工性を有する合金であり、前記の用途に好まし
く用いられる。

【００５５】これら３種の態様を包含する本発明のＦｅ
−Ｃｒ合金を製造するには原料として、超高純度電解
鉄、電解クロム、ゾーンメルト法シリコン、融解塩電解
マンガン、融解塩電解アルミニウム、融解塩電解カルシ
ウム、電解還元マグネシウム、電解還元希土類金属を用
いる。いずれの原料も主たる不純物は酸素であり、この
酸素を除去するために１０^-5ｔｏｒｒよりも高いの超高
真空下で溶解、鋳造することにより本発明のＦｅ−Ｃｒ
合金を製造することができる。

【００５６】（IV）最後に、加工性に加え、耐酸性およ
び耐酸化性に優れた本発明のＦｅ−Ｃｒ合金について説
明する。本発明のこの合金は、（II）で述べた特に耐酸
性に優れた合金組成に加え、（III)で述べた特に耐酸化
性に優れた合金組成を加味したものである。したがっ
て、以下にはその態様のみを示し、詳細な説明は（III)
および（III)において説明した通りであるので省略す
る。

【００５７】この発明には（III)の発明と同様に三態様
があり、Ｃ＋Ｎ＋Ｏ＋Ｓ＋Ｐ≦１００ｐｐｍであり、Ｃ
ｒ：５〜６０重量％であることに加えて、変化する部分
のみを以下に各態様ごとに説明する。（１）本発明の第１の態様Ｎｉ，ＣｏおよびＣｕから選択される１種以上を下記式
（１）を満たす量含有する。０．０１重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦６重量％ ……（１）好ましくは、０．０５重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦５．０重量％ ……（１ａ）Ｓｉ，ＭｎおよびＡｌから選択される１種以上で下記式
（２）を満たす量含有する。０．１重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦５０重量％ ……（２）好ましくは、０．５重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦２５重量％ ……（２ａ）

【００５８】（２）本発明の第２の態様Ｎｉ，ＣｏおよびＣｕから選択される１種以上を下記式
（１）を満たす量含有する。０．０１重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦６重量％ ……（１）好ましくは、０．０５重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦５．０重量％ ……（１ａ）Ｃａ，Ｍｇおよび希工類元素（ＲＥＭ）から選択される
１種以上を下記式（３）を満足する量含有する。０．００１重量％≦４Ｃａ＋４Ｍｇ＋ＲＥＭ≦０．２重量％ ……（３）好ましくは、０．００５重量％≦４Ｃａ＋４Ｍｇ＋ＲＥＭ≦０．１５重量％……（３ａ）

【００５９】（３）本発明の第３の態様Ｎｉ，ＣｏおよびＣｕから選択される１種以上を下記式
（１）を満たす量含有する。０．０１重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦６重量％ ……（１）好ましくは、０．０５重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦５．０重量％ ……（１ａ）Ｓｉ，ＭｎおよびＡｌから選択される１種以上で下記式
（２）を満たす量含有する。０．１重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦５０重量％ ……（２）好ましくは、０．５重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦２５重量％ ……（２ａ）Ｃａ，Ｍｇおよび希工類元素（ＲＥＭ）から選択される
１種以上を下記式（３）を満足する量含有する。０．００１重量％≦４Ｃａ＋４Ｍｇ＋ＲＥＭ≦０．２重量％ ……（３）好ましくは、０．００５重量％≦４Ｃａ＋４Ｍｇ＋ＲＥＭ≦０．１５重量％……（３ａ）

【００６０】なお、この発明合金の製法等については上
記と全く同様であるので、詳細な説明は省略する。

【００６１】

【実施例】以下、実施例を以って本発明をより具体的に
説明する。

【００６２】（実施例１）…発明合金１〜１３、比較合
金１〜１２に対応…請求項１に対応表１に示す化学組成
を有する合金を１０ｋｇ真空溶解炉で溶製鋳造し、熱間
圧延により板厚４ｍｍの熱延板とし、再結晶を目的とし
た熱延板焼鈍を施し、脱スケール後冷間圧延により板厚
０．７ｍｍ冷延板とし、最終的に再結晶焼鈍し、冷延焼
鈍板とした。

【００６３】このようにして、得られた冷延焼鈍板を用
いて、ＪＩＳＺ−２２４１に準拠した引張試験により
伸びの値と、５０％冷間圧延後、Ｃ方向に１８０°密着
曲げ試験を行った時の割れの状態を表２に示す。

【００６４】なお伸びは、Ｌ方向、Ｘ方向、Ｃ方向の平
均伸び（Ｅｌ_L＋Ｅｌ_C＋２×Ｅｌ _X）／４を表２に記
載した。又、加工曲げ性は以下の如くに評価した。 ○………割れなし △………微小割れ ×………割れ大

【００６５】また、全ての実施例で得られた供試材につ
き、伸びの変化および耐力（降状強度）の変化を調べ
た。伸びの変化（％）、耐力（降状強度）の変化（N/mm
²)とは、各合金成分について、Ｃ＋Ｎ＋Ｏ＋Ｓ＋Ｐ＝５
００ｐｐｍのものとの引張特性の差を示す。基本となる
引張特性は、以下の通りである。Ｆｅ−18Ｃｒ，Ｃ＋Ｎ＋Ｏ＋Ｓ＋Ｐ＝500ppmで伸び30
％、耐力330N/mm² Ｆｅ−30Ｃｒ，Ｃ＋Ｎ＋Ｏ＋Ｓ＋Ｐ＝500ppmで伸び25
％、耐力450N/mm²

【００６６】従来不純物として良く知られていたＣ，
Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｓを合計で１００ｐｐｍ以下とすることに
より、Ｃｒ量の大小によらず５０％冷間圧延後のＣ方向
密着曲げ試験でも割れが生じず、優れた加工性を有して
いることがわかる。一方、上記量が１００ｐｐｍを超え
２００ｐｐｍ以下の場合には、定Ｃｒ合金微小割れが生
じ（比較合金１、２、３、４）さらに、２００ｐｐｍを
超える場合や、高Ｃｒで１００ｐｐｍを超えると大きな
割れが生じ（比較合金５、６、７、８、９）、加工性が
低下することがわかる。

【００６７】一方、同一Ｃｒ量で比較するとＣ，Ｎ，
Ｏ，Ｐ及びＳの合計量を１００ｐｐｍ以下とすることに
より、伸びが著しく向上することがわかる。

【００６８】表１の合金板と同様に作製したＦｅ−１１
重量％Ｃｒ−０．００３％Ｓｉ−０．００５％Ｍｎ−
０．００７％Ａｌの組成でＣ，Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｓの合計量
を種々に変化させた合金板にエメリー＃６００番研磨仕
上を施し、５０℃で５％ＮａＣｌを用いた塩水噴霧試験
（２４ｈｒ）後の発銹の程度を表２に示す（評点Ａ：
全く発銹なし、Ｂ：若干発銹、Ｃ：発銹小、Ｄ：
発銹大）。

【００６９】Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｐ及びＳの合計量を１００ｐ
ｐｍ以下とすることにより著しく耐銹性が改善され、全
く発銹が生じないことがわかる。

【００７０】（実施例２）…発明合金１４〜２０、比較
合金１３、１４に対応…請求項２に対応表１に示す成分範囲の供試材を１００ｋｇ高周波誘導加
熱超高真空溶製炉にて作製した。これらの供試材を鍛
造、切削、熱間圧延を行った後、焼鈍、冷間圧延を行っ
て１．０ｍｍ厚の鋼板を製造した。

【００７１】しかるのち、これらの材料から１ｍｍ^t×
５０ｍｍ×５０ｍｍの試験片を作製し、５％ＨＣｌ中、４０℃、２４時間浸漬試験４０％Ｈ₂ＳＯ₄、５０℃、２４時間浸漬試験を行い、腐食度（g/m²・hr）を測定した。その結果を表
２にまとめて示す。表２の結果から、本発明の成分範囲
では比較例の成分範囲の材料に比べて酸浸漬試験での腐
食が大巾に抑制されることが明らかである。また、Ｃ，
Ｎ，Ｏ，ＰおよびＳの合計が１００ｐｐｍ以下の材料に
ついては、Ｃｏ＋Ｎｉ＋２Ｃｕが０．０１％以上でその
効果が顕著である。

【００７２】これらの結果から、Ｆｅ−Ｃｒ系（５≦Ｃ
ｒ≦６０）合金で、Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｓを含有量を合計
で１００ｐｐｍ以下とし、かつＣａ，Ｎｉ，Ｃｏの１種
又は２種以上を０．０１重量％≦Ｃｏ＋Ｎｉ＋２Ｃｕ≦
６重量％の範囲で含むことで耐酸性にすぐれる合金が得
られることが明らかである。

【００７３】（実施例３−１）…発明合金２１〜３３、
比較合金１５〜１８に対応…請求項３に対応表１に示す成分の供試材を１００ｋｇ高周波誘導加熱超
高真空溶製炉にて作製した。これらの供試材を鍛造、切
削、熱間圧延を行った後、焼鈍冷間圧延をくり返して５
０μm 厚、幅２００ｍｍの箔帯を製造した。

【００７４】しかるのち、これらの材料から作製した箔
帯試験片（５０μｍ^t×５０ｍｍ×５０ｍｍ）について
下記する方法で連続酸化試験およびくり返し加熱試験を
行った。その結果を表２に示した。

【００７５】（１）連続酸化試験大気中、１１５０℃に試験片を３００時間晒した後、異
常酸化面積を測定した。評価は以下の如く行った。 ◎ 異常酸化面積ゼロ ○ 異常酸化面積５％以内 △ 異常酸化面積５〜２０％ × 異常酸化面積２０〜４０％ ×× 異常酸化面積４０％以上

【００７６】（２）くり返し加熱試験大気中で、試験片につき１１５０℃×３０分加熱→３０
分放冷をくり返し５０回行った後、試験片の酸化皮膜の
剥離面積を測定した。評価は以下の如く行った。 ◎ 異常酸化面積ゼロ ○ 異常酸化面積１０％以内 △ 異常酸化面積１０〜３０％ × 異常酸化面積３０〜５０％ ×× 異常酸化面積５０％以上

【００７７】本発明の成分範囲では比較例の成分範囲と
くらべて異常酸化の発生が抑えられ、健全で密着性のす
ぐれた酸化皮膜に覆われていた。これに対し、比較合金
での酸化皮膜は密着性がわるく異常酸化の形態を示し
た。また、Ｃ，Ｎ，Ｏ，ＰおよびＳの合計が１００ｐｐ
ｍ以下の材料については３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎが０．１
％以上でその効果が顕著であった。これらの結果から、
Ｆｅ−Ｃｒ系（３≦Ｃｒ≦６０）合金で、Ｓ，Ｐ，Ｏ，
Ｎ，Ｃを合計で１００ｐｐｍ以下とし、かつ、Ｓｉ、Ａ
ｌ、Ｍｎの内の１種あるいは２種以上を０．１重量％≦
３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦５０重量％の範囲で添加するこ
とにより耐酸化性にすぐれるＦｅ−Ｃｒ合金が得られる
ことが明らかである。

【００７８】また、上記成分にさらにＣａ，Ｍｇ，ＲＥ
Ｍを１種以上０．００１重量％≦４Ｃａ＋４Ｍｇ＋ＲＥ
Ｍ≦０．２重量％なる範囲で添加することでさらに耐酸
化性にすぐれるＦｅ−Ｃｒ合金が得られることが明らか
である。

【００７９】（実施例３−２）…発明合金３４〜４１、
比較合金１９、２０に対応…請求項３に対応表１に示す成分範囲の供試材を１００ｋｇ高周波誘導加
熱超真空溶製炉を用いて作製し、これらの供試材を鍛
造、切削、熱間圧延を行った後、焼鈍、冷間圧延をくり
返して５０μｍの板厚、幅２００μｍの箔帯を製造し
た。

【００８０】これらの材料から作製した箔帯試験片（５
０μｍ^t×５０ｍｍ×５０ｍｍ）について温度を１１０
０℃とする以外は実施例３−１と同様に連続酸化試験お
よびくり返し加熱試験を行った。その結果を表２にまと
めて示す。各試験の評価は下記の如くである。

【００８１】（１）連続酸化試験 ○ 異常酸化面積５％以内 △ 異常酸化面積５〜２０％ × 異常酸化面積２０％以上（２）くり返し加熱試験 ○ 異常酸化面積１０％以内 △ 異常酸化面積１０〜３０％ × 異常酸化面積３０％以上

【００８２】本発明合金の成分範囲では、比較合金の成
分範囲の材料にくらべて、異常酸化が発生せず、健全で
密着性の良い酸化皮膜に覆われていた。これに対し、比
較合金の酸化皮膜は密着性がわるく、異常酸化の形態を
示した。

【００８３】これらの結果から、Ｆｅ−Ｃｒ系（３≦Ｃ
ｒ≦６０）合金で、Ｓ、Ｐ、Ｏ、Ｎ、Ｃを合計で１００
ｐｐｍ以下とし、さらにＣａ、Ｍｇ、ＲＥＭを１種ある
いは複合で０．００１≦４Ｃａ＋４Ｍｇ＋ＲＥＭ≦０．
２とすることにより、耐酸化性に優れる合金が得られる
ことが明らかである。

【００８４】（実施例４）…発明合金４２〜４４、比較
合金２１に対応…請求項４に対応表１に示す成分の供試
材を１００ｋｇ高周波誘導加熱超真空溶製炉を用いて作
製し、これらの供試材を鍛造、切削、熱間圧延を行った
後、焼鈍、冷間圧延をくり返して５０μｍの板厚、幅２
００μｍの箔帯を製造した。得られた試材に対して、上
記の実施例で行ったと同様の、５％ＨＣｌ，４０℃腐
食度、４０％Ｈ₂ＳＯ₄，５０℃腐食度、連続酸化
試験、くり返し加熱試験を行い、同じように評価し、
その結果を表２に示す。本発明の範囲に入っているもの
は優れた特性を示すのが明白に示されている。

【００８５】

【表１】

【００８６】

【表２】

【００８７】

【表３】

【００８８】

【表４】

【００８９】

【表５】

【００９０】

【表６】

【００９１】

【表７】

【００９２】

【表８】

【００９３】

【表９】

【００９４】

【表１０】

【００９５】

【表１１】

【００９６】

【発明の効果】基本的に加工性に優れたＦｅ−Ｃｒ合金
が提供され、これに耐酸性および／または耐酸化性に優
れた合金が提供される。これにより、広い分野に亘りＦ
ｅ−Ｃｒ合金が利用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｃ，Ｎ，Ｐ，Ｏ，Ｓの合計量と引張特性の関
係を示すグラフである。

【図２】Ｃ，Ｎ，Ｐ，Ｏ，Ｓの合計量と腐食度の関係
を示すグラフである。

【図３】Ｃｒ量と腐食度の関係を示すグラフである。

【図４】Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕと腐食度の関係を示すグ
ラフである。

【図５】Ｃ，Ｎ，Ｐ，Ｏ，Ｓの合計量と異常酸化面積
の関係を示すグラフである。

【図６】Ｃｒ含量と酸化増量の関係を示すグラフであ
る。

【図７】３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎの値（重量％）と異常
酸化面積の関係を示すグラフである。

【図８】４Ｃａ＋４Ｍｇ＋ＲＥＭの値（重量％）と酸
化被膜剥離面積率との関係を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ２２Ｃ 38/18 Ｃ２２Ｃ 38/18 38/52 38/52 (72)発明者矢沢好弘千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者加藤康千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者吉岡啓一千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者大和田哲千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究本部内 (56)参考文献特開昭62−287046（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−287047（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−198137（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−134542（ＪＰ，Ａ) 特開平３−53025（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 C22C 27/06 C22C 30/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃｒ含量３〜６０重量％、Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｐ
およびＳの合計量が１００ｐｐｍ以下であり、残部Ｆｅ
および不可避的不純物からなることを特徴とする加工性
に優れたＦｅ−Ｃｒ合金。
【請求項２】Ｃｒ含量が５〜６０重量％、Ｃ，Ｎ，Ｏ，
ＰおよびＳの合計量が１００ｐｐｍ以下であり、Ｎｉ，
ＣｏおよびＣｕから選択される１種以上を下記式（１）
を満たす量含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物から
なることを特徴とする加工性および耐酸性に優れたＦｅ
−Ｃｒ合金。０．０１重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦６重量％ ……（１）
【請求項３】Ｃｒ含量が３〜６０重量％、Ｃ、Ｎ、Ｏ、
ＰおよびＳの合計量が１００ｐｐｍ以下であり、Ｓｉ、
ＭｎおよびＡｌから選択される１種以上を下記式（２）
を満たす量および／またはＣａ、Ｍｇおよび希土類元素
（ＲＥＭ）から選択される１種以上を下記式（３）を満
たす量含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる
ことを特徴とする加工性および耐酸化性に優れたＦｅ−
Ｃｒ合金。０．１重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦５０重量％ ……（２）０．００１重量％≦４Ｃａ＋４Ｍｇ＋ＲＥＭ≦０．２重量％ ……（３）
【請求項４】Ｃｒ含量が５〜６０重量％、Ｃ，Ｎ，Ｏ，
ＰおよびＳの合計量が１００ｐｐｍ以下であり、Ｎｉ，
ＣｏおよびＣｕから選択される１種以上を下記式（１）
を満たす量含有し、かつＳｉ、ＭｎおよびＡｌから選択
される１種以上を下記式（２）を満たす量および／また
はＣａ、Ｍｇおよび希土類元素（ＲＥＭ）から選択され
る１種以上を下記式（３）を満たす量含有し、残部Ｆｅ
および不可避的不純物からなることを特徴とする加工
性、耐酸性および耐酸化性に優れたＦｅ−Ｃｒ合金。０．０１重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦６重量％ ……（１）０．１重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦５０重量％ ……（２）０．００１重量％≦４Ｃａ＋４Ｍｇ＋ＲＥＭ≦０．２重量％ ……（３）