JP2956406B2

JP2956406B2 - 加工性の優れた高珪素電磁鋼板

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Publication number: JP2956406B2
Application number: JP5028562A
Authority: JP
Inventors: 靖田中; 多津彦平谷; 正広阿部; 勝司笠井; 和久岡田
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1993-01-25
Filing date: 1993-01-25
Publication date: 1999-10-04
Anticipated expiration: 2014-10-04
Also published as: JPH06220590A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トランスやモータの
鉄心材料等に使用される高珪素電磁鋼板に関する。

【従来の技術】モータやトランスの鉄心材料として広く
用いられている電磁鋼板には、通常、集合組織制御およ
び固有抵抗増大のために珪素が添加される。珪素が６．
５ｗｔ％含まれる鉄合金は、磁歪がほぼ零になるために
最も優れた軟磁性を示すが、珪素の添加量が多くなると
材料が脆くなるため、珪素を４ｗｔ％以上含む高珪素鋼
は通常の圧延法により薄鋼板とすることは不可能であ
る。これに対し、近年高珪素薄鋼板を得る方法として、
溶融状態から直接薄板に鋳造する融体急冷法（例えば、
特公昭６０−３２７０５号）、特殊な圧延法を適用する
方法（例えば、特公平３−８０８４６号）、圧延により
得られた低Ｓｉの鋼板にＳｉを富化する所謂浸珪法（例
えば、特公平２−６００４１号）等が提案され、特に浸
珪法は工業的に実用化されている。

【０００２】ところで、上記のような方法で製造される
高珪素鋼板を、実際にモータやトランスに使用するため
には、鋼板に打ち抜き、剪断、曲げといった加工を加え
る必要がある。しかし、高珪素鋼板は脆性であるため打
ち抜きや剪断端面で割れや欠損を生じたり、曲げ加工で
割れを生じやすいという問題がある。このような高珪素
鋼板の加工改善を目的として、従来いくつかの提案がな
されている。

【０００３】例えば、特公昭６１−１５１３６号では、
結晶粒径が１〜１００μｍで且つ結晶粒が薄板表面に対
し垂直に成長した柱状晶からなり、規則格子が実質的に
存在しないことで加工性と磁気特性の優れた高珪素鋼帯
が得られるとしている。また、特開昭６２−２７０７２
３号では、圧延組織の状態で製品形状に加工成形し、そ
の後焼鈍することにより実質的に加工性の良好な高珪素
鋼板を製造できるとしている。さらに、特開平４−１６
５０５０号では、Ｍｎを固溶Ｓの悪影響を抑えるために
添加し、結晶粒の方位集積度を高めることにより加工性
の優れた高珪素方向性珪素鋼板を製造できるとしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの提案
のうち特公昭６１−１５１３６号は、結晶粒径が１００
μｍ以上ではその効果が得られず、しかも、高珪素鋼で
は規則相が実質的に存在しないようにするためには９０
０℃以上から水焼き入れ等の急冷を施す必要があること
から、製造工程上困難を伴う技術である。また、特開昭
６２−２７０７２３号の方法では、加工時に圧延組織を
有しているために加工後に高温の焼鈍が必要であり、現
状のトランス、モータの製造工程から考えると工程が一
つ追加されることになるため経済上好ましくない。ま
た、特開平４−１６５０５０号では方位集積が高いこと
が必要であるが、高い集積度を得ることはインヒビタを
用いた二次再結晶の安定性からみて困難であり、また、
この技術は無方向性珪素鋼板には適用できない欠点があ
る。

【０００５】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
みなされたもので、打ち抜き、剪断、曲げ等の工程にお
いて必要とされる高珪素電磁鋼板の加工性を、材料面か
ら経済性を考慮して改善しようとするものであり、安価
でしかも加工性に優れた、すなわち、打ち抜きや剪断端
面における割れや欠損が少なく、或いは曲げ加工におい
て曲げ可能半径を小さくできる高珪素電磁鋼板を提供し
ようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】高珪素鋼板は珪素量が多
く母相が本来的に脆いため、従来、加工性の改善はほと
んど不可能であると考えられてきた。本発明者らは高珪
素鋼板の加工性向上を目指して種々の実験研究を行って
きたが、最終の熱処理雰囲気中の露点および酸素濃度を
変化させた種々の高珪素鋼板の加工性を調査するうち
に、同じ珪素量でありながら加工性が他の鋼板に較べて
比較的良好なものが存在することを発見した。図１にそ
の際の試験結果を示す。この試験では、焼鈍雰囲気中の
露点、酸素濃度を変えるために真空度を変化させた。同
図の横軸にはこの真空度を、また、縦軸には加工性の指
標として三点曲げ試験（図２に示す方法で試料を押し込
み、割れずに押し込めるストローク距離を測定する試
験）において試片が破壊するまでの押し込み量を示して
いる。焼鈍は各真空度の下で１２００℃×１５分の条件
で行った。この試験結果から、真空度が良くなればなる
ほど加工性は良好になることが判った。

【０００７】これらの試料をもとに高珪素鋼の破壊のメ
カニズムを詳細に検討したところ、破面の形態が加工性
と強い相関があること、具体的には、加工性の劣ったも
のは結晶粒の粒界破面が多く現れ、一方、加工性の優れ
たものは劈開破面が多く現れるという事実が判明した。
さらに、加工性の優れた試料と劣った試料について粒界
破面の偏析元素濃度をオージェ電子分光で調査したとこ
ろ、加工性の優れた試料は総じて結晶粒界での酸素濃度
が低く、結晶粒界での酸素濃度が高い試料は加工性に劣
ることが明らかとなった。

【０００８】本発明者らは、さらに粒界を詳細に調査す
ることにより粒界酸素濃度以外に加工性と相関する因子
を明かにすることを試みた。すなわち、粒界酸素濃度が
一定であるような試料群について種々の粒界偏析元素の
加工性に対する影響を調査した。その結果、粒界におけ
る硫黄が酸素の効果とは独立に加工性に重大な影響を及
ぼしていることが判明した。図３は、Ｓｉ：６．４９ｗ
ｔ％、Ｍｎ：０．００５ｗｔ％、Ｓ：０．００１５ｗｔ
％、Ｏ：０．００２２ｗｔ％の成分組成を有する板厚
０．３５ｍｍの試料について、０．１ｖｏｌ％Ｈ₂Ｓを
含むＮ₂雰囲気中で熱処理を施し、熱処理後の試料の三
点曲げ性（上述した三点曲げ試験での押し込み量）と、
オージェ電子分光装置により粒界において検出された硫
黄濃度との関係を示したものである。なお、上記熱処理
を施した後の試料中のトータルの硫黄量は分析誤差内で
ほぼ一定であった。また、オージェ電子分光装置により
測定した粒界での酸素濃度はいずれも３〜５ａｔ％の範
囲であった。図３によれば、加工性は結晶粒界の硫黄濃
度と強い相関をもっており、結晶粒界の硫黄が加工性を
劣化させていることが推測できる。このように粒界硫黄
濃度と加工性とが強い相関を有することの詳細なメカニ
ズムは不明であるが、粒界にＭｎ等の硫化物形成元素が
含まれていないことから、硫黄はおそらく固溶した状態
で粒界に存在しているもの考えられる。

【０００９】また、焼鈍温度を変化させることにより結
晶粒径をコントロールすることは容易であるが、上記試
験においても焼鈍温度を変化させると加工性も大きく変
化することが判った。このように本発明者らは、従来加
工性が基本的に劣ると考えられてきた高珪素鋼板の加工
性が、実は粒界の性質と極めて大きな相関を有してお
り、これを制御することにより加工性に優れた高珪素鋼
板が得られることを見出した。

【００１０】本発明はかかる知見に基づきなされたもの
で、以下のような構成を有する。（１）Ｓｉ：４〜１０ｗｔ％を含有し、結晶粒界にお
けるＯ濃度（結晶粒界に偏析する元素中のＯ濃度）が３
０ａｔ％以下、結晶粒界におけるＳ濃度（結晶粒界に偏
析する元素中のＳ濃度）が０．２ａｔ％以下である加工
性の優れた高珪素電磁鋼板。（２）Ｃ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｉ：４〜１０ｗｔ
％、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以下、Ｐ：０．０１ｗｔ％以
下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．２ｗ
ｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗｔ％以下、Ｏ：０．０２ｗｔ
％以下、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、結晶粒
界におけるＯ濃度（結晶粒界に偏析する元素中のＯ濃
度）が３０ａｔ％以下、結晶粒界におけるＳ濃度（結晶
粒界に偏析する元素中のＳ濃度）が０．２ａｔ％以下で
ある加工性の優れた高珪素電磁鋼板。（３）Ｓｉ＋Ａｌ：４〜１０ｗｔ％を含有し、結晶粒
界におけるＯ濃度（結晶粒界に偏析する元素中のＯ濃
度）が３０ａｔ％以下、結晶粒界におけるＳ濃度（結晶
粒界に偏析する元素中のＳ濃度）が０．２ａｔ％以下で
ある加工性の優れた高珪素電磁鋼板。（４）Ｃ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｉ＋Ａｌ：４〜１
０ｗｔ％、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以下、Ｐ：０．０１ｗｔ
％以下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗｔ％
以下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下、残部Ｆｅおよび不可避
不純物からなり、結晶粒界におけるＯ濃度（結晶粒界に
偏析する元素中のＯ濃度）が３０ａｔ％以下、結晶粒界
におけるＳ濃度（結晶粒界に偏析する元素中のＳ濃度）
が０．２ａｔ％以下である加工性の優れた高珪素電磁鋼
板。（５）上記（１）〜（４）の鋼板において、板厚が
０．５ｍｍ以下、板面から見た平均結晶粒径が２．０ｍ
ｍ以下である加工性の優れた高珪素電磁鋼板。

【００１１】

【作用】以下、本発明の詳細をその限定理由とともに説
明する。Ｓｉは、添加量が略６．５ｗｔ％で磁歪が零と
なり最も優れた軟磁性を示す。Ｓｉが４ｗｔ％未満では
高珪素鋼板としての所望の磁気特性が得られず、また、
鋼板の加工性も特に問題とならない。一方、Ｓｉが１０
ｗｔ％を超えると飽和磁束密度が著しく減少する。この
ため、Ｓｉは４〜１０ｗｔ％とする。また、Ｓｉはその
一部をＡｌで置換することも可能であり、この場合には
Ｓｉ＋Ａｌ量を規定する必要がある。Ｓｉ＋Ａｌが４ｗ
ｔ％未満では本発明が目的とする磁気特性が得られず、
また、鋼板の加工性は特に問題とならない。一方、Ｓｉ
＋Ａｌが１０ｗｔ％を超えると飽和磁束密度の著しく減
少する。このため、Ｓｉの一部をＡｌで置換する場合に
は、Ｓｉ＋Ａｌ：４〜１０ｗｔ％とする。

【００１２】Ｃは軟磁性に有害な元素であり、また、Ｃ
が０．０１ｗｔ％超えると経時的に軟磁性が劣化する所
謂時効劣化現象が生じる。このためＣは０．０１ｗｔ％
以下とすることが好ましい。ＭｎはＳと結合してＭｎＳ
となり、スラブ段階での熱間加工性を改善する作用があ
る。しかし、Ｍｎが０．５ｗｔ％を超えると飽和磁束密
度の減少が大きくなるため適当でない。このためＭｎは
０．５ｗｔ％以下とすることが好ましい。

【００１３】Ｐは軟磁気特性を劣化させる元素であり、
その含有量はできるだけ低いほうが好ましい。経済性お
よびＰが０．０１ｗｔ％以下であれば実質的にその悪影
響は無視できることから、Ｐは０．０１ｗｔ％以下とす
ることが好ましい。Ｓは熱間圧延時の脆性を増大させる
元素であるとともに、軟磁気特性も劣化させるため、そ
の含有量はできるだけ低いほうが好ましい。後述するよ
うに本発明において最も重要な要件は粒界における硫黄
濃度であるが、ここで述べる硫黄量は粒界および粒内を
含む全体の硫黄量である。経済性およびＳが０．０１ｗ
ｔ％以下であれば実質的にその悪影響は無視できること
から、Ｓは０．０１ｗｔ％以下とすることが好ましい。

【００１４】Ａｌは脱酸により鋼を清浄化する作用を有
するとともに、磁気特性上も電気抵抗を高める作用を有
する。Ｓｉを４〜１０ｗｔ％添加する鋼では、Ｓｉによ
り磁気特性の改善を図り、Ａｌは鋼の脱酸作用のみを果
たせばよいことから、Ｓｏｌ．Ａｌは０．２ｗｔ％以下
とすることが好ましい。一方、Ｓｉの一部をＡｌで置換
する場合には、上述したようにＳｉ＋Ａｌを４〜１０ｗ
ｔ％とする。Ｎは軟磁気特性を劣化させる元素であり、
時効による磁気特性の経時的変化も引き起こすため、そ
の含有量はできるだけ低いほうが好ましい。経済性およ
びＮが０．０１ｗｔ％以下であれば実質的にその悪影響
は無視できることから、Ｎは０．０１ｗｔ％以下とする
ことが好ましい。

【００１５】Ｏは軟磁気特性を劣化させる元素であり、
その含有量はできるだけ低いほうが好ましい。本発明で
は粒界における酸素濃度を規定しているが、ここでいう
Ｏ量は粒界および粒内を含む全体のＯ量である。後述す
るように本発明は、鋼板中に不可避的に含まれるＯとＳ
の粒界での濃度を規制することにより優れた加工性を得
るものであるが、鋼板中のＯ量が増加すると、熱処理条
件に拘りなく酸素は粒内および粒界のいずれにも存在す
るようになり、粒界酸素濃度を３０ａｔ％以下に制御す
ることが難しくなる。鋼板中のＯ量が０．０２ｗｔ％以
下であれば、熱処理条件（例えば、熱処理雰囲気の真空
度）によって酸素の存在する箇所（粒内または粒界）を
選択的に制御することが比較的容易であり、このためＯ
は０．０２ｗｔ％以下とすることが好ましい。一方、Ｏ
の下限に特別な限定はなく、また、Ｏ量を単純に低減さ
せても、粒界酸素濃度の低減化には結び付かない。但
し、Ｏを過度に低減することはコスト高を招くため、経
済性の観点からは０．０００５ｗｔ％未満まで低減化さ
せることは得策ではない。以上の成分以外に、鋼中の不
可避不純物としてＣｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｍｏ等が含
まれる場合があり、これらがそれぞれ０．０３ｗｔ％程
度を限度に含まれても本発明の効果は損なわれない。

【００１６】本発明の鋼板は結晶粒界の硫黄濃度（結晶
粒界に偏析した元素中の硫黄濃度）が０．２ａｔ％（at
omic ％）以下であることが必要であり、これが本発明
における最も重要な要件である。ここで、結晶粒界の硫
黄量とは、粒界に偏析している元素中の硫黄含有量（ａ
ｔ％）である。通常、この硫黄量の測定にはオージェ電
子分光装置が用いられる。この装置による測定では、真
空度１×（１／１０⁹）ｔｏｒｒ以下に保った真空容器
中において試料を破壊させ、大気に汚染されていない清
浄な粒界破面を観察しながらオージェ電子を分光するも
のであり、これにより清浄な粒界破面における元素の分
析が可能である。

【００１７】一般にオージェ電子分光法により元素の定
量を行う場合、以下に述べるような方法がとられる
（「ユーザのための実用オージェ電子分光法」共立出版
社 1989参照）。すなわち、材料表面における元素の定
量を行う場合は、測定されたオージェ電子強度（エネル
ギーに対して微分されたもので、ピークの高さで示され
る）と各元素のオージェ電子の放出効率を示す指標であ
る相対感度を用いて、以下のように計算される。［Ｘ］（ａｔ％）＝｛（Ｘ／ｘ）／［（Ａ／ａ）＋（Ｂ／ｂ）＋（Ｃ／ｃ）＋・・・・・＋（Ｘ／ｘ）＋・・・・］｝×１００但しＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・・・：各元素のオージェ電
子強度ａ，ｂ，ｃ，ｄ，・・・・・：各元素の相対感度

【００１８】このオージェ電子強度を測定するエネルギ
ー位置は元素によって決められており、例えば、Ｆｅは
３本あるＬＭＭ遷移のうち一番高エネルギー側のピー
ク、ＯはＫＬＬ遷移、ＣはＫＬＬ遷移、ＳはＬＶＶ遷移
を使用する。また、相対感度も各元素の遷移について既
にその値が得られており、上記文献にその値が記載され
ているが、ファイの装置ではＦｅ：０．２２０，Ｃ：
０．１４０，Ｏ：０．４００，Ｓ：０．７５０という値
が使われている。このようにオージェ電子分光結果から
元素の定量値を求めることは一般的に行われており、本
発明でもこの方法を採用して結晶粒界の元素の定量を行
った。先に述べたように、本発明者らはこのような方法
で加工性の優れた材料と加工性の劣った材料について粒
界面を探し、この粒界面における元素分析を行ったとこ
ろ、粒界における硫黄濃度が加工性の優劣と極めて大き
な相関を有することを見出したものである。

【００１９】一例として、表１に示す化学成分を有する
板厚０．１ｍｍの高珪素鋼板であって、オージェ電子分
光により測定した結晶粒界の酸素濃度が略同じものにつ
いて、引張り伸びとオージェ電子分光により測定した結
晶粒界の硫黄濃度との相関を調べた結果を図４に示す。
同図によれば、明らかに結晶粒界の硫黄濃度が低いもの
ほど引張り伸びが良好である。この試験の試料中、引張
り伸びが３％以上あったものは塑性変形を起こしてい
た。さらに、破面の走査電子顕微鏡観察を行ったとこ
ろ、引張り伸びの優れたものほど粒界破壊よりも劈開破
壊が多く、一方、引張り伸びの劣るものほど粒界割れの
傾向が強くなることが判った。従来、このような高珪素
鋼板は塑性変形を起こさないものと考えられてきたが、
結晶粒界における硫黄濃度が０．２ａｔ％以下であれば
塑性変形を起こすことが明らかとなった。以上のことか
ら本発明では、結晶粒界における硫黄濃度を０．２ａｔ
％以下と限定する。

【００２０】また、本発明は上記のように粒界における
硫黄濃度を規定するだけでなく、結晶粒界の酸素濃度
（結晶粒界に偏析した元素中の酸素含有量）を３０ａｔ
％（atomic ％）以下とする必要がある。つまり、上記
粒界硫黄濃度低減化による効果は、粒界酸素濃度が十分
に低い場合においてのみ得られるものであり、このため
粒界酸素濃度は３０ａｔ％以下とすることが必要とな
る。図５はＳｉ：６．６６ｗｔ％、Ｓ：０．００１ｗｔ
％、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１ｗｔ％、Ｏ：０．００２
５ｗｔ％の成分組成を有し、且つ粒界における酸素濃度
が異なる鋼板（板厚０．３５ｍｍ）について、粒界にお
ける硫黄濃度と三点曲げ性（上述した三点曲げ試験での
押込み量）との関係を示したものである。これによれ
ば、粒界酸素濃度が３０ａｔ％以下では粒界硫黄濃度と
三点曲げ性の相関は認められるが、粒界酸素濃度が３０
ａｔ％を超えると、粒界硫黄濃度を０．２ａｔ％以下に
低減させても三点曲げ性に殆ど変化は見られない。この
ため本発明では、粒界酸素濃度を３０ａｔ％以下、好ま
しくは１５ａｔ％以下と規定する。

【００２１】また、上記のような結晶粒界における硫黄
濃度および酸素濃度の影響のほかに、結晶粒径も加工性
に影響を及ぼし、板面から見た平均結晶粒径が２．０ｍ
ｍ以下であれば、加工性がさらに向上することが明かと
なった。この効果は、結晶粒界における硫黄の効果によ
り粒界が強くなった分だけ粒内の強さが相対的に低下
し、そのため粒内を貫通する割れが多くなる傾向がある
ため、あまり粒径が大きくなると加工性が劣化すること
が原因と考えられる。表１に示した化学成分を有する高
珪素鋼板の中で、粒界酸素濃度が略５ａｔ％、粒界炭素
濃度が略１ａｔ％、粒界硫黄濃度が略０．０５ａｔ％の
ものについて結晶粒径を種々変化させ、板面から見た平
均結晶粒径と三点曲げ特性との関係を調べた。その結果
を図６に示す。これによれば、平均結晶粒径を２．０ｍ
ｍ以下とすることにより加工性が良好となることが判
る。

【００２２】上記の種々の実験に供した高珪素鋼板は熱
処理による結晶粒成長性が極めて良好で、粗大な粒を形
成しやすく、板厚方向に結晶粒が貫通するいわゆるバン
ブー構造をとりやすい。しかし、上述したように加工性
の観点からは鋼板の結晶粒径は２．０ｍｍ以下であるこ
とが好ましく、結晶粒が大きくなり過ぎないように熱処
理条件をコントロールする必要がある。本発明者らは、
高珪素鋼板の結晶組織がバンブー構造をとる場合、鋼板
の板厚のほぼ３〜４倍の結晶粒径で事実上の結晶粒成長
が停止することを見出した。したがって、結晶粒径を
２．０ｍｍ以下に保つためには板厚を０．５ｍｍ以下に
すればよく、この場合には熱処理上の配慮も必要がなく
なる。このような理由から、鋼板の板厚は０．５ｍｍ以
下とすることが好ましい。

【００２３】なお、本発明の効果は珪素鋼板の結晶方位
分布に関係なく得られるものであり、したがって、本発
明の対象は方向性珪素鋼板であるか無方向性珪素鋼板で
あるかを問わない。また、通常電磁鋼板の表面には絶縁
を目的とした皮膜が形成されるが、本発明の効果は皮膜
の有無にも影響されない。また、本発明では薄板を得る
方法に特別な制約はなく、先に述べた特殊な圧延法や浸
珪法等、適宜な方法で製造された高珪素鋼板に適用でき
る。

【００２４】

【実施例】

〔実施例１〕表２に示す成分組成を有する板厚０．１ｍ
ｍの高珪素鋼板において、５ｔｏｒｒ〜１×（１／１０
⁵）ｔｏｒｒの範囲の異なる真空度の雰囲気において、
１２００℃×１５分の熱処理（最終焼鈍）を行った。こ
の時の実験室気温は２７℃、湿度８０％であった。この
ようにして得られた試料を図２に示す三点曲げ試験に供
し、割れずに押し込めるストローク距離を測定した。さ
らに、各試料の残材をオージェ電子分光装置に持込み、
８×（１／１０¹⁰）ｔｏｒｒの真空中で破壊させ、その
破面を観察して結晶粒界での組成分析を行った。この組
成分析に基づき、試料の中から粒界酸素濃度が３〜５ａ
ｔ％、粒界炭素濃度が略０．３ａｔ％、平均結晶粒径が
略０．２ｍｍのものを選び、これらの試料について三点
曲げ量に及ぼす粒界硫黄濃度の影響を調べた。その結果
を図７に示す。これによれば、結晶粒界における硫黄濃
度が減少すると三点曲げ量が明らかに向上しており、結
晶粒界の硫黄濃度が低いほうが加工性が良好であること
が判る。

【００２５】〔実施例２〕表３に示す成分組成を有する
種々の板厚の高珪素鋼板について、１×（１／１０⁴）
ｔｏｒｒの真空度の雰囲気において、８００〜１３００
℃の範囲の異なる焼鈍温度で１５分間の最終焼鈍を行
い、種々の板厚、平均結晶粒径を有する試料を作製し
た。このようにして得られた試料について三点曲げ試験
を実施し、さらに各試料の残材をオージェ電子分光装置
に持込み、結晶粒界の酸素濃度、炭素濃度、硫黄濃度を
測定した。オージェ電子分光測定の結果では、いずれの
試料も粒界酸素濃度が８±２ａｔ％、粒界炭素濃度が
０．８〜２ａｔ％、粒界硫黄濃度が０．０５〜０．１０
ａｔ％の範囲であった。各試料の平均結晶粒径および三
点曲げ試験の結果を表４に示す。これによれば、平均結
晶粒径が２．０ｍｍを超えると曲げ特性が著しく劣化す
ることが判る。また、板厚が０．５ｍｍを超えるものは
平均結晶粒径が２．０ｍｍ以下であっても曲げ特性に劣
っている。

【００２６】〔実施例３〕表５に示す化学成分を有する
板厚０．３ｍｍの珪素鋼板を作製し、１２００℃におい
て浸珪処理−拡散処理（Ｓｉ拡散浸透処理）を行った。
上記浸珪処理は、キャリアガスとして高純度窒素ガス
（露点−７０℃）を混合した四塩化珪素（ＳｉＣｌ₄）
雰囲気ガスと、キャリアガスとして通常窒素ガス（露点
−３０℃）を混合した四塩化珪素（ＳｉＣｌ₄）雰囲気
ガスの２種類の雰囲気ガスを使用して行った。これらの
試料について三点曲げ試験を行い、また、その残材から
オージェ電子分光測定により結晶粒界の酸素濃度、炭素
濃度、硫黄濃度を測定した。この組成分析に基づき、試
料の中から粒界酸素濃度が略１０ａｔ％、粒界炭素濃度
が略０．７ａｔ％、平均結晶粒径が略０．８０ｍｍのも
のを選び、これらの試料について粒界硫黄濃度と三点曲
げ量との相関を調べた。その結果を図８に示す。これに
よれば、Ｓｉ拡散浸透処理により得られた高珪素鋼板に
ついても、結晶粒界の硫黄濃度の規制が鋼板の加工性の
向上に有効であることが判る。

【００２７】〔実施例４〕表６に示す成分組成を有する
板厚０．３５ｍｍの鋼板を圧延法にて作製し、露点を−
１０℃から−７０℃、Ｈ₂Ｓ濃度を０から０．１ｖｏｌ
％で変化させた窒素雰囲気中で１２００℃×１５分の熱
処理を行った。これらの試料について図２に示した三点
曲げ試験を行い、また、その残材からオージェ電子分光
測定により、結晶粒界の酸素濃度および硫黄濃度を測定
し、三点曲げ量に及ぼす粒界酸素濃度、粒界硫黄濃度の
影響を調べた。その結果を図５に示す。これによれば、
粒界酸素濃度が３０ａｔ％以下では粒界硫黄濃度と三点
曲げ性の相関は認められるが、粒界酸素濃度が３０ａｔ
％を超えると、粒界硫黄濃度を０．２ａｔ％以下に低減
させても三点曲げ性にほとんど変化は見られないことが
判る。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】

【表４】

【００３２】

【表５】

【００３３】

【表６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明者らが行った試験において得られた高珪
素鋼板について、最終焼鈍雰囲気の真空度と鋼板の三点
曲げ特性との関係を示すグラフ

【図２】鋼板の加工性を評価する三点曲げ試験方法を示
す説明図

【図３】粒界酸素濃度が３〜５ａｔ％の高珪素鋼板につ
いて、粒界硫黄濃度と三点曲げ特性との関係を示すグラ
フ

【図４】粒界酸素濃度が略同じ高珪素鋼板について、粒
界硫黄濃度と鋼板の引張り伸びとの関係を示すグラフ

【図５】粒界硫黄濃度および粒界酸素濃度と鋼板の三点
曲げ特性との関係を示すグラフ

【図６】粒界酸素濃度が略５ａｔ％、粒界炭素濃度が略
１ａｔ％、粒界硫黄濃度が略０．０５ａｔ％の高珪素鋼
板について、板面からみた平均結晶粒径と三点曲げ特性
との関係を示すグラフ

【図７】実施例１の高珪素鋼板について、粒界硫黄濃度
と鋼板の三点曲げ特性との関係を示すグラフ

【図８】実施例３の高珪素鋼板について、粒界硫黄濃度
と鋼板の三点曲げ特性との関係を示すグラフ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者笠井勝司東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者岡田和久東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (56)参考文献特開平４−272160（ＪＰ，Ａ) 特開平４−165050（ＪＰ，Ａ) 特開平３−207815（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−135522（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 H01F 1/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｓｉ：４〜１０ｗｔ％を含有し、結晶粒
界におけるＯ濃度（結晶粒界に偏析する元素中のＯ濃
度）が３０ａｔ％以下、結晶粒界におけるＳ濃度（結晶
粒界に偏析する元素中のＳ濃度）が０．２ａｔ％以下で
ある加工性の優れた高珪素電磁鋼板。
【請求項２】Ｃ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｉ：４〜１
０ｗｔ％、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以下、Ｐ：０．０１ｗｔ
％以下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．
２ｗｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗｔ％以下、Ｏ：０．０２
ｗｔ％以下、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、結
晶粒界におけるＯ濃度（結晶粒界に偏析する元素中のＯ
濃度）が３０ａｔ％以下、結晶粒界におけるＳ濃度（結
晶粒界に偏析する元素中のＳ濃度）が０．２ａｔ％以下
である加工性の優れた高珪素電磁鋼板。
【請求項３】Ｓｉ＋Ａｌ：４〜１０ｗｔ％を含有し、
結晶粒界におけるＯ濃度（結晶粒界に偏析する元素中の
Ｏ濃度）が３０ａｔ％以下、結晶粒界におけるＳ濃度
（結晶粒界に偏析する元素中のＳ濃度）が０．２ａｔ％
以下である加工性の優れた高珪素電磁鋼板。
【請求項４】Ｃ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｉ＋Ａｌ：
４〜１０ｗｔ％、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以下、Ｐ：０．０
１ｗｔ％以下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、Ｎ：０．０１
ｗｔ％以下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下、残部Ｆｅおよび
不可避不純物からなり、結晶粒界におけるＯ濃度（結晶
粒界に偏析する元素中のＯ濃度）が３０ａｔ％以下、結
晶粒界におけるＳ濃度（結晶粒界に偏析する元素中のＳ
濃度）が０．２ａｔ％以下である加工性の優れた高珪素
電磁鋼板。
【請求項５】板厚が０．５ｍｍ以下、板面から見た平
均結晶粒径が２．０ｍｍ以下である請求項１、請求項
２、請求項３または請求項４に記載の加工性の優れた高
珪素電磁鋼板。