JP3237369B2 - 加工性に優れた外装用高耐銹性フェライトステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、常温での成形性に優
れ、耐銹性，特に耐‘しみ’性に優れた光輝焼鈍（以下
ＢＡ処理という）処理仕上げフェライトステンレス鋼板
の製造方法に関する。さらに、詳細には、ＢＡ焼鈍時に
鋼表面に生成するＡｌを主体とする高温酸化被膜により
焼鈍後の耐食性（耐銹性。特に耐‘しみ’性。）を著し
く改善したＢＡ処理仕上げフェライトステンレス鋼板の
製造方法に関する。

【０００２】そして、さらに詳細には、鋼中にＮｂを適
正量添加し、必要に応じて熱延低温仕上げを施すことに
より加工性と加工後の表面性状を著しく改善したＢＡ処
理仕上げフェライトステンレス鋼板の製造方法に関す
る。

【０００３】

【従来の技術】フェライト系ステンレス鋼は精錬コスト
は高いものの、オーステナイト系ステンレス鋼に比べる
と高価な合金元素であるＮｉの含有量が少なく、同程度
のＣｒを含有するオーステナイト系ステンレス鋼に比べ
安価である。フェライトステンレス鋼の耐食性はオース
テナイト系ステンレス鋼の耐食挙動とやや趣を異にする
が、耐食限界範囲内ではオーステナイト系ステンレス鋼
並以上の性能を発揮する場合も多い。また、Ｃｌ^- 等の
ハロゲンイオンによる応力腐食割れに対しては極めて優
れた抵抗性を有している。このような特徴を生かしなが
ら、オーステナイト系ステンレス鋼に比べてクロム色調
の美麗な表面色感が得られるフェライト系ステンレス鋼
は、建築内外装品ならびに車両装飾部品等において大量
に用いられている。

【０００４】フェライトステンレス鋼には従来より靱
性、延性に劣るという欠点があり、そのような特性劣化
の原因としての鋼中不純物であるＣ，Ｎを著しく低減す
る製鋼技術の開発が進められてきた。その結果、商業ベ
ースでの鋼中のＣ，Ｎをそれぞれ数十ppm にまで極低化
することが可能となっている。

【０００５】この製鋼技術のひとつに特公昭５８−１１
３３１４号公報で示されるＶＯＤ−ＰＢプロセスがあ
る。このプロセスの特徴は、真空下の精錬炉内において
溶鋼の攪拌促進を目的としたガス底吹きを行いながら、
溶鋼面直上より特殊多孔質ランスを用いて、脱硫のため
の造滓剤、脱炭、脱窒のための酸化物粉体をそれぞれＡ
ｒ等の不活性ガスをキャリアガスとして音速を越える速
度で溶鋼表面および浴中に供給することで効率的な精錬
を可能とする点にある。底吹きガス量のみに依存してい
た従来型の強攪拌型真空精錬方式に比べ、反応効率が飛
躍的に改善しているため精錬時間も短くすることが可能
である。また、真空炉内に送り込まれるガス量が少なく
て済むことにより、精錬中の真空度が向上し従来法以上
に高純度化を図ることが可能である。

【０００６】本発明は、こうした従来技術を活用するこ
とにより初めて可能となったものであり、従来以上に高
真空の条件での精錬が可能となったため、従来高純度フ
ェライトステンレス鋼の高純度化精錬ではあまり積極的
には行われなかった“酸化物による効率的な脱炭精錬”
を実施することができる。その結果として、従来法では
脱酸剤として合金溶湯中に一定量以上が必要であったＳ
ｉ量を低減することが可能となり、また、Ｓｉ脱酸を行
う上で若干量の共存が望ましい鋼中Ｍｎ量も低減するこ
とが可能となった。

【０００７】ただし、精錬末期で脱炭精錬の後に残る溶
鋼中の比較的高い濃度の溶鋼中の酸素をＡｌを添加する
ことで強脱酸するため、通常０. ０１％以下である鋼中
Ａｌ量が本発明では０. ０１５％〜６. ０％と高い。こ
のように多量のＡｌを含有させる点は、低Ｓｉ量である
こととともに、本発明鋼の成分上の大きな特徴となって
いる。

【０００８】本発明者らはすでに特開昭５９−１５９９
７５号公報で同系統の高性能高純度フェライト系ステン
レス鋼を開示したが、この種のフェライトステンレス鋼
の展開を検討する過程において本発明を開発するに到っ
た。本発明と先願特許である特開昭５９−１５９９７５
号公報の発明との大きな違いは、先願発明の鋼が従来ど
おり単にＣｒの酸化皮膜を有するだけなのに対し、本願
では、低Ｓｉ高Ａｌ系の高純度フェライトステンレス鋼
板を光輝焼鈍した際に表面に生成するＡｌ酸化物系の最
表層高温酸化物皮膜が優れた耐銹性を有する点を見い出
し、この酸化皮膜を安定的に形成する方法を開発した点
が本願発明の大きな特徴である。

【０００９】ここで、光輝焼鈍仕上げとは冷間圧延後の
鋼板を工業的に量産したアンモニア分解ガス（Ｈ₂ ＋Ｎ
₂ ガス）、Ｈ₂ ＋Ｎ₂ 混合ガス、Ｈ₂ ガスなどの非酸化
性ガス中で焼鈍することで、鏡面のような高い光沢を有
する美麗な表面が得られる仕上げ焼鈍方法である。ＢＡ
処理を施したステンレス鋼板表面には炉内雰囲気の酸化
ポテンシャル、露点、ならびに温度により種々の組成の
酸化被膜が生成し、ＢＡ処理後の鋼表面の耐銹性，耐
‘しみ’性は生成した酸化皮膜（スケール）、ならびに
その直下の鋼中成分によって大きく影響を受ける。

【００１０】また、本発明らは、特公昭６３−２５０５
２号公報でＢＡ処理時に表面に生成するＳｉＯ₂ 主体の
高温酸化皮膜がフェライトステンレス鋼の耐銹性を著し
く改善する効果を有することを開示した。より具体的に
は、自動車用モール材として用いられ表面の美麗さが求
められる光輝焼鈍処理仕上げフェライトステンレス鋼板
の光輝焼鈍（ＢＡ）処理において、鋼中Ｓｉ量に依存し
て金属元素にｗｔ％で７０％以上の高濃度でＳｉがＳｉ
Ｏ₂ 主体の酸化物皮膜として生成し、鋼板の大気曝露時
の耐銹性が著しく改善する現象があることを開示してい
た。

【００１１】さらに、本発明者らは、特開昭５９−１５
９９７５号公報開示の成分系の高純度フェライトステン
レス鋼の特徴を生かした改良を種々検討する過程におい
て、鋼中Ｓｉを低減することで改善された加工性を生か
しながら表面耐銹性を高める施策について検討を加えて
きたが、本発明により高加工性を生かしつつ、高耐銹性
が得られることを確認した。ＢＡ処理後の本発明のフェ
ライトステンレス鋼の耐銹性は、加工性向上のためのＳ
ｉの低減に加え、Ａｌを添加することで、特公昭６３−
２５０５２号公報開示の発明鋼と同等以上となる。

【００１２】また、鋼中のＣ，Ｎ量は量産鋼レベルで容
易に従来以上に極低化可能であるため、鋼中Ｃ，Ｎの安
定化元素として必要に応じて添加されるＴｉ，Ｎｂにつ
いても、安定化目的において通常言われている必要添加
量よりも低く抑えることが可能である。従って、従来は
脱酸元素あるいは安定化元素として一定量以上の添加が
必要であったＳｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ等を合金元素を同
時に低減することが可能である。また、これまでとは異
なった観点よりこれらの鋼中元素の合金元素としての活
用を図ることが可能である。

【００１３】たとえば、安定化元素として添加されるＮ
ｂは従来よりＴｉに比べて製品板の表面性状を劣化させ
ることなく、鋼中に存在する残存Ｃ，Ｎを炭窒化物の形
で固定化する有効な添加元素と考えられていた。また、
鋼中にそれらの炭窒化物を熱延条件との組み合わせによ
り、粒内に微細に析出させ熱間圧延時の加工歪を蓄積さ
せ焼鈍時の再結晶挙動を制御することにより製品板の耐
リジング性に対しても改善効果を有すると言われてき
た。

【００１４】しかしながら、鋼中のＣ，Ｎ量が従来に比
べ超極低化した本発明鋼レベルの高純度フェライト系ス
テンレス鋼では、熱間圧延時の加工歪蓄積と焼鈍時の再
結晶挙動制御に有効なＮｂＣ系粒内析出物量が少なく、
効果的でない可能性が高い。本発明者らは、これらの点
についても種々の観点より検討を加え本発明の開発に到
った。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】かくして、本発明の目
的とするところは、高真空精錬下でのＣ脱酸を高純度化
に生かした精錬で初めて可能となる低Ｓｉ高Ａｌ系のフ
ェライト系ステンレス鋼に対し、その加工性、加工後の
耐リジング性ならびにＢＡ処理後の耐銹性，耐‘しみ’
性を同時に向上させることである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前述の通り、本発明では
従来はあまり積極的には行われなかった“溶鋼中への酸
化物吹き込みによる効率的な脱炭精錬”を実施すること
により、その後の溶存酸素の低減が可能となり、その結
果、脱酸剤として添加するが加工性には悪影響を及ぼす
Ｓｉ量の低減を図っている。この脱酸精錬の後に溶鋼中
に残存する比較的高い濃度の溶鋼中酸素をＡｌ添加によ
り強脱酸するため、鋼中Ａｌ量は通常より高いレベルと
なる。

【００１７】ＡｌはＳｉと同様に酸素親和力の強い元素
であり、ＢＡ処理のような低酸素ポテンシャル下での熱
処理において表面に酸化物として濃化する。従って、Ｂ
Ａ処理後の生成酸化物皮膜は鋼中のＳｉ，Ａｌ量に大き
く依存することとなる。本発明者らはＢＡ処理後の耐銹
性，耐‘しみ’性に優れた高成形性フェライトステンレ
ス鋼を検討するに当たって、加工性改善のためＳｉ量を
低減した本発明の対象とする成分系のフェライトステン
レス鋼について、耐食性の観点からＳｉとＡｌの添加量
とその比を変化させ種々の検討を行った。

【００１８】本発明の対象とする成分系のフェライトス
テンレス鋼においては、鋼中のＳｉ量を低減しさらにＡ
ｌが通常以上に鋼中に添加されているため、Ｓｉを主体
とした酸化物皮膜をＢＡ処理により生成させることは困
難である。従って、本発明ではＳｉを不純物元素として
捉えなおし、Ａｌ主体の酸化物皮膜生成に着眼し検討を
行ってきた。その結果一定量以上のＡｌを添加すると共
に鋼中Ｓｉ量をより低減した高純度フェライトステンレ
ス鋼において、表面を目視では判別できない程度のＢＡ
酸化被膜が生成するような条件でＢＡ処理を施すこと
が、耐銹性，耐‘しみ’性に著しい効果を有することを
見い出した。特に、ＢＡ処理時に低露点（−４０〜−６
５℃）で処理することで耐銹性，耐‘しみ’性が従来の
Ｓｉを主体とした酸化物が生成するようなフェライトス
テンレス鋼と同等以上となることを見い出した。

【００１９】発明者らはこの現象に着目して、ＳＩＭＳ
（Secodery Ion Mass Spectroscopy) を駆使して種々の
表面被膜を解析すると共に、併せて大気曝露試験を実施
しＢＡ面の耐銹性，耐‘しみ’性を評価してきた。その
結果、耐銹性，耐‘しみ’性の改善は、通常のＳｉ含有
フェライトステンレス鋼のＢＡ処理条件に比べより低い
露点−４０〜−６５℃で生成したＡｌを主体とした酸化
物被膜が有効であり、Ａｌ添加とＳｉ低減によってＢＡ
処理後にはＡｌ酸化物主体の酸化物皮膜が安定して生成
することが明らかとなった。またこのとき耐銹性により
好ましい炉内露点温度は−４５〜−６０℃である。

【００２０】さらに、本発明の対象となる極低Ｃ，Ｎフ
ェライトステンレス鋼においても、理由は明確とはいえ
ないながら、高Ａｌ添加鋼においてＮｂ添加が耐リジン
グ性に改善効果のあることが判明した。

【００２１】本発明はかかる知見に基づいてなされたも
のであり、課題解決手段としての構成は、以下のとおり
である。 １ Ａｌ：０. ０１５％〜６. ０％，Ｓｉ：０. １５％
以下、Ｃｒ：８. ０％〜３０. ０％、Ｍｏ：５. ０％以
下，Ｎｉ：０. ０１％〜６. ０％，Ｎｂ：０. ０５％〜
１. ００％［但し、Ｎｂ≧８×（Ｃ＋Ｎ）］、Ｃ：０.
０１０％以下，Ｎ；０. ０１５％以下，Ｓ：０. ００２
０％以下，Ｍｎ：０. １５％以下，０：０. ０１５％以
下、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなるＡｌ含有Ｎｂ
安定化フェライトステンレス鋼を、非酸化性ガスの炉内
雰囲気中で、炉内露点−４０〜−６５℃において、焼鈍
温度９００〜１１００℃で光輝焼鈍を行い、鋼表面にＳ
ｉ，Ｎｂ，Ｃｒ系酸化物を含むＡｌ系酸化物を主体とす
る酸化物被膜を形成させることを特徴とする加工性に優
れた外装用高耐銹性フェライトステンレス鋼板の製造方
法。

【００２２】２ 鋼がさらに、Ｔｉ：１. ０％以下（但
し、Ｔｉ≧６ ×（Ｃ＋Ｎ））を含有することを特徴と
する上記１記載の加工性に優れた外装用高耐銹性フェラ
イトステンレス鋼板の製造方法。

【００２３】３ 光輝焼鈍に先立って、鋼を仕上げ温度
７００℃以下にて熱間圧延し、次いで焼鈍温度９５０〜
１０５０℃で焼鈍を行い、しかる後に冷間圧延すること
を特徴とする上記１または２記載の加工性に優れた外装
用高耐銹性フェライトステンレス鋼板の製造方法。

【００２４】ここに、Ｓｉ，Ｎｂ，Ｃｒ系酸化物を含む
Ａｌ系酸化物を主体とする酸化物被膜とは、酸化アルミ
を主体とし、添加元素量に応じて、微量のＳｉ，Ｃｒ，
Ｎｂ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｆｅ等の酸化物を含有する皮膜をい
う。次に、この発明のフェライトステンレス鋼の成分組
成範囲を上記の通りに限定した理由を説明する。

【００２５】(A) Ａｌ Ａｌは特許請求範囲内のＢＡ処理条件で焼鈍を実施した
際に生成するＢＡ酸化物皮膜内にアルミ酸化物として濃
化し、ＢＡ処理面の耐銹性，耐‘しみ’性をＳｉ酸化物
として濃化し、ＢＡ処理面の耐銹性，耐‘しみ’性を改
善するＳｉ酸化物同様に著しく改善する効果がある。さ
らにＡｌは理由は定かではないがＮｂ−Ａｌの複合添加
により、成形加工した際の耐リジング性を改善する効果
が見られる。その含有量が０. ０１５％未満ではＢＡ酸
化被膜内への濃化が見られず耐銹性改善効果が顕著では
ない。また６. ０％を越えて添加すると母材の脆化が顕
著となり、さらに熱間での割れを惹起するため、その含
有量を０. ０１５〜６. ０％とした。

【００２６】(B) Ｓｉ Ｓｉは固溶強化により母材の耐力を増大すると同時に、
伸びを低下させ、脆性破面遷移温度を高温側に移行させ
る。ＡＯＤ，ＶＯＤといった一般的な溶製法ではＳｉは
脱酸材として通常０. ２０％程度必要であるが、近年、
高度な真空精錬技術が進歩したことにより、積極的なＳ
ｉ添加をおこなわなくとも鋼中の酸素濃度を下げること
が可能となりつつある。したがって、Ｓｉの含有量は低
いことが望ましいが、溶製時に不可避不純物として０.
１５％程度極微量混入してくることがあるので、許容上
限を０. １５％とした。より好ましくはＳｉ：０. １０
％以下である。

【００２７】(C) Ｃｒ Ｃｒは本発明鋼の基本的な耐食性を決定する重要な元素
である。その含有量が８. ０％未満では本発明の要旨で
あるところのＢＡ処理面の耐食性改善効果が充分発揮さ
れないばかりか、ステンレス鋼としての耐食性が発揮さ
れない。一方３５. ０％を超えて含有させる場合には脆
化が目立つようになって製造上問題となるため、その含
有量を８. ０〜３５. ０％と定めた。

【００２８】(D) Ｍｏ Ｍｏはフェライトステンレス鋼の耐食性を著しく高める
作用を有する添加元素であり、耐銹性、耐酸性、耐隙間
腐食性、孔食電位向上に大きな効果を有する。しかしな
がら５. ０％を超えて含有させることは鋼材の経済性を
損なうためその含有量を５. ０％以下とした。

【００２９】(E) Ｎｉ Ｎｉは鋼に優れた耐銹性耐酸性を付与する作用があり，
耐孔食性ならびに耐隙間腐食性を向上させる作用もあ
る。ただし０.０１％未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方６．０％を超えて含有させることは鋼材
の経済性を損なうのでその含有量を０.０１〜６. ０％
とした。

【００３０】(F) Ｎｂ，Ｔｉ ＮｂおよびＴｉは、通常は鋼中に存在するＣ，Ｎを炭窒
化物の形で固定化するために添加される。また、Ｎｂお
よびＴｉは、溶接の際の外部要因によりＣ，Ｎ汚染に伴
う溶接部での耐食性劣化及び靱性劣化を抑制する。

【００３１】また、Ｎｂにおいては、鋼中のＣ，Ｎ固定
による炭窒化物が鋼中で微細に分散するため、地疵、白
クモ状欠陥のような表面性状の劣化が見られない。さら
には、Ｎｂ添加フェライト系ステンレス鋼の熱間圧延の
仕上げ温度を７００℃以下とし、熱延後に９５０〜１０
５０℃で焼鈍するプロセスを採用することによって、熱
間圧延時にＮｂ炭窒化物の微細化による粒成長抑制なら
びに熱間圧延時の加工歪みが蓄積されるため、焼鈍時の
再結晶挙動を制御でき、耐リジング性、成形性の顕著な
改善が見られる。このような効果を充分に発揮させるた
めには０. ０５％以上（Ｎｂ≧８×（Ｃ＋Ｎ）％，およ
びＴｉ≧６×（Ｃ＋Ｎ）％）の量だけ必要とする。しか
し、Ｎｂ，Ｔｉいずれも多量に存在させる場合には靱性
の劣化が目立つようになるため、それぞれその上限を
１. ００％とした。

【００３２】次に本発明鋼において重要な特徴としての
不純物の抑制の理由およびそれにより得られる効果につ
いてさらに説明する。

【００３３】(G) Ｃ，Ｎ ＣおよびＮは高純度フェライト系ステンレス鋼の靱性な
らびに溶接部の耐粒間腐食性、耐銹性等に大きな影響を
有する成分元素である、本発明者らの知見によれば、そ
れらの元素の低減効果は飽和することがなく、鋼中のＣ
およびＮの含有量は少ないほど望ましい。本発明鋼にお
いて許容されるＣ，Ｎ濃度はＣｒ濃度の上昇に伴い著し
く低下する。Ｃを０. ０１０％、Ｎを０. ０１５％を超
えて含有せる場合には溶接部靱性の劣化が顕著であり、
耐粒間腐食性も劣化するため、その上限をＣについては
０. ０１０％、Ｎについては０. ０１５％とした。好ま
しくはＣ：０. ００８％以下、Ｎ：０. ００７％以下で
ある。

【００３４】(H) Ｓ Ｓの含有量は耐銹性向上のためできるだけ低い方が望ま
しく、０. ００２０％以下、望ましくは０. ００１０％
以下とするのがよい。後述のように本発明鋼では靱性改
善の目的などでＭｎ量を０. １５％以下に制限するが、
Ｓ量が高い場合には鋼中の硫化物がＭｎＳでなく、耐銹
性劣化の原因となりやすい（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｓの形態とな
り母材の耐食性と熱間における変形能が低下する。それ
故Ｓは上記範囲に限定する必要がある。必要に応じ、Ｃ
ａ、ＲＥＭ等の微量添加により鋼中Ｓをより安定な硫化
物として固定しても良い。

【００３５】(I) Ｍｎ Ｍｎは脆性破面遷移温度を高温側へ移行させる性質が顕
著であり、Ｍｎ量は低いほど望ましい。従ってその許容
上限は不可避不純物のレベルである０. １５％とした。
より好ましくは０. １０％以下である。

【００３６】(J) Ｏ Ｏは鋼中で酸化物非金属介在物として存在し、切り欠き
部の割れ発生点として作用するため、酸素の存在によっ
て脆性破面遷移温度が上昇する。さらに、脆性破面遷移
温度以上の延性破壊領域での衝撃吸収エネルギーを低下
させる傾向がある。従って、酸素の上限は０. ０１５％
とした。０. ０１５％を超えて酸素を含有させる場合に
は靱性のみでなく、母材の耐食性も劣化する傾向があ
る。好ましくは酸素は０. ０１０％以下である。

【００３７】なお、本発明にあっては、その他の不可避
不純物として０. ７％以下のＣｕ、０. ５％以下のＶを
含有する場合がある。これらの不可避不純物は本発明の
目的にとって悪影響は及ぼさない。

【００３８】次に、本発明において光輝焼鈍時の炉内条
件を上記の通りに限定した理由を示す。 (A) 炉内雰囲気 炉内雰囲気は、ステンレス鋼の表面酸化を抑制しながら
高温で熱処理可能な低酸素ポテンシャルにすることが必
要であり、非酸化性のガスで炉内を充満することが必要
である。通常はアンモニア分解ガス相当組成の合成ガス
（ＡＸガス，Ｈ₂ −Ｎ₂ 混合ガス）、水素ガス等を用い
られている。アンモニア分解ガス中には未分解のアンモ
ニア１００ppm 以下含まれるのが一般的であり、実操業
では１０ppm 以下に抑えられるのが通例である。未分解
アンモニアは生成するＢＡ皮膜に悪影響を及ぼす。

【００３９】(B) 炉内露点 炉内露点はＢＡ処理を実施するステンレス鋼表面に酸化
スケールの生成を防止し、着色を抑制する観点より極力
下げる工夫がなされているのが通例である。鋼中成分の
酸化ポテンシャルより、各成分のＢＡ処理時の酸化傾向
を熱力学的計算により求めることは容易であるが、実炉
においては炉内が不均一であることもあって必ずしも熱
力学的予測と一致していない。

【００４０】発明者らは実炉による度々の試作を通じ、
炉内の露点を−４０〜−６５℃とすることが、Ａｌ含有
フェライトステンレス鋼の耐銹性，耐‘しみ’性を向上
させる条件であることを見いだした。露点が−６５℃未
満では本発明の要旨とするところのＡｌ系酸化物主体の
耐銹性，耐‘しみ’性改善に対し著しい効果のある酸化
皮膜が量産工程で十分に生成しない。また−４０℃を超
えて高い場合には、ＢＡ処理面の着色が顕著となるた
め、露点を−４０〜−６５℃と定めた。

【００４１】(C) 焼鈍温度 焼鈍温度と上記露点とは焼鈍時に鋼表面に生成する酸化
物皮膜の成分、元素分布等に著しく影響する。

【００４２】表２は表１の供試鋼３を用い、露点−４０
〜６５℃間で焼鈍温度を種々変えてアンモニア分解ガス
雰囲気中でＢＡ処理を施し、耐銹性を工業地帯での４週
間の大気曝露試験により評価した結果である。耐銹性ラ
ンクは表３による。同図より明らかなように、９００℃
未満では耐銹性が劣化するので、焼鈍温度は９００℃以
上とした。また１１００℃を超えると結晶粒が粗大化し
て靱性等の機械的性質が劣化する。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【表２】

【００４５】

【表３】

【００４６】

【表４】

【００４７】焼鈍温度９３０℃以上では特に耐銹性が良
好となっており、９３０〜１０５０℃間がもっとも好ま
しい焼鈍温度領域である。

【００４８】なお、焼鈍時間としては、処理材の板厚に
依存するので一概にはいえないが、通常０. ４〜０. ６
mm厚程度の板を処理する場合は２５〜５０秒程度の炉中
加熱帯通過時間とするのが適当である。

【００４９】かかる処理によって形成させる表面の酸化
皮膜は３０〜１０００オングストローム内にあることが
望ましい。３０オングストロームより薄い皮膜でもそれ
なりに防食の効果はあるが、特に工業地帯のような環境
が厳しいところでは３０オングストローム以上の皮膜が
望ましい。また生成皮膜の厚さが１０００オングストロ
ームを超えると板表面の着色が目立ちはじめるので好ま
しくない。次に実施例をもって本発明方法を説明する。

【００５０】

【実施例】酸素上吹き能力、ガス底吹き能力ならびに粉
体上吹き能力を有する高周波誘導加熱コイルを有する
２. ５トン真空精錬炉を使用し、脱硫には脱硫のための
造滓剤を、また、脱炭、脱窒には酸素供給源としての酸
化物粉体をそれぞれＡｒガスキャリヤーとともに音速で
特殊多孔ランスを用いて溶湯面上に上吹きによって供給
する方法により、表１に示す鋼組成を有する超高純度フ
ェライト系ステンレス鋼の精錬を行った。

【００５１】溶製後、６mm厚の熱延コイルとした後、一
部の供試鋼から５mm厚さJIS４号ハーフサイズシャルピ
ー試験片を採取し衝撃試験をおこなった。残りは０. ４
mmｔの冷延鋼板とし、アンモニア分解ガス（Ｈ₂ ＋
Ｎ₂ ）で充満させた光輝焼鈍炉内でＢＡ処理をして試験
に供した。各供試材のＢＡ処理条件は表２、表３、図２
に示すとおりである。加熱後、供試材はガス急冷帯で強
制空冷し、１００℃以下に冷やされた後炉外へと取り出
した。表２での焼鈍温度は全て９８０℃である。保持時
間は３５秒とした。また、表３でのＢＡ処理時の露点は
−４５℃、保持時間は３５秒とした。

【００５２】引張試験には９５０℃で焼鈍したＢＡ材を
用い、結果を熱延材の衝撃試験結果とともに表１に併せ
て示している。本発明鋼では、加工性、靱性共に良好で
あることがわかる。

【００５３】ステンレス鋼の大気腐食の主原因は、硫化
物、塩化物が大気中に存在することである。曝露環境下
での腐食促進因子である硫化物、塩化物の影響を観察す
るために、硫化物汚染環境である工業地帯（Ａ地区）な
らびに塩化物飛来環境である海浜地帯（Ｂ地区）におい
て、１年間の大気曝露試験を実施した。

【００５４】Ｃｒ含有量、Ｓ含有量の曝露試験後の腐食
量に及ぼす影響を図１に示す。Ｃｒ含有量、Ｓ含有量が
本発明範囲内にある供試鋼では曝露環境での耐食性が良
好であることがわかる。

【００５５】また、同一の曝露環境での腐食に及ぼすＳ
ｉ含有量ならびにＢＡ焼鈍条件の効果を表２に示す。表
２中の評価は表４のランクに従った。各条件ともｎ数は
５であり、判定は×２５倍の拡大鏡を用いながら目視で
行った。表２中のＢＡ処理時の炉内の露点は、炉内の３
点の平均であり、±３℃程度の不均一性が存在した。

【００５６】表２、３よりＳｉ含有量が本発明範囲内に
ある供試材においてＢＡ処理温度９００℃以上、露点−
４０〜−６５℃で耐銹性が良好であることがわかる。

【００５７】ＢＡ材表面ＳＩＭＳ分析の一例として供試
鋼８を露点−５８℃、焼鈍温度１０２０℃にてＢＡ焼鈍
したものの表面分析結果を図２に示す。Ａｌを主体とし
た酸化皮膜が表面に生成していることがわかる。

【００５８】耐リジング性は、２０％引張り後、鋼板表
面のリジングを目視調査し、その結果を下記のＡ〜Ｅで
評価する方法によった。リジンググレートをシワ高さで
示すと次のとおりである。Ａ≦１５μｍ、Ｂ：１６〜３
０μｍ、Ｃ：３１〜４５μｍ、Ｄ：４６〜６０μｍ、Ｅ
≧６１μｍ。

【００５９】供試鋼１５（低Ｎｂ−高Ａｌ）、供試鋼１
６（高Ｎｂ−低Ａｌ）、供試鋼８（高Ｎｂ−高Ａｌ）材
の熱延仕上げ温度と耐リジング性の関係を図３に示す。
これら３種の供試鋼のＮｂ含有量およびＡｌ含有量の差
に着目すると、本発明の範囲内の供試鋼８が優れている
ことからして、Ｎｂ−Ａｌ複合添加により耐リジング性
が良好となることがわかる。また、熱延仕上げ温度を低
温とすることで耐リジング性が向上している。

【００６０】図４は供試鋼７の焼鈍温度の耐リジング性
に及ぼす影響であり、焼鈍温度９００〜１０５０℃で耐
リジング性が向上することがわかる。

【００６１】

【発明の効果】以上実施例からも明らかなごとく、本発
明方式のフェライトステンレス鋼は、適当なるＢＡ処理
を施した、耐銹性に著しく優れ、なおかつ従来材に比べ
加工性が著しく優れたもので耐侯材、車両の装飾部品と
しての使用時に極めて優れた効果を発揮し、工業的価値
の著しく大きいものということができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】工業地帯（Ａ地区）での曝露３カ月後の腐食減
量と鋼中Ｃｒ、Ｓとの関係を示すグラフである。

【図２】ＢＡ処理を施した供試鋼７の表面ＳＩＭＳ分析
結果を示すグラフである。

【図３】耐リジング性に及ぼす供試鋼熱延仕上げ温度の
影響を表すグラフである。

【図４】熱延後の焼鈍温度の耐リジング性に及ぼす影響
を表すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 38/50 Ｃ２２Ｃ 38/50 (56)参考文献 特開 昭59−159975（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−82421（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−85848（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−118011（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−123327（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C21D 6/00 C21D 1/76 C21D 8/02 C22C 38/00 - 38/60

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ａｌ：０. ０１５％〜６. ０％，Ｓ
   ｉ：０. １５％以下、Ｃｒ：８. ０％〜３０. ０％、Ｍ
   ｏ：５. ０％以下，Ｎｉ：０. ０１％〜６. ０％，Ｎ
   ｂ：０. ０５％〜１. ００％［但し、Ｎｂ≧８×（Ｃ＋
   Ｎ）］、Ｃ：０.０１０％以下，Ｎ；０. ０１５％以
   下，Ｓ：０. ００２０％以下，Ｍｎ：０. １５％以下，
   ０：０. ０１５％以下、残部Ｆｅおよび不可避不純物か
   らなるＡｌ含有Ｎｂ安定化フェライトステンレス鋼を、
   非酸化性ガスの炉内雰囲気中で、炉内露点−４０〜−６
   ５℃において、焼鈍温度９００〜１１００℃で光輝焼鈍
   を行い、鋼表面にＳｉ，Ｎｂ，Ｃｒ系酸化物を含むＡｌ
   系酸化物を主体とする酸化物被膜を形成させることを特
   徴とする加工性に優れた外装用高耐銹性フェライトステ
   ンレス鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 鋼がさらに、Ｔｉ：１. ０％以下（但
   し、Ｔｉ≧６ ×（Ｃ＋Ｎ））を含有することを特徴と
   する請求項１記載の加工性に優れた外装用高耐銹性フェ
   ライトステンレス鋼板の製造方法。
3. 【請求項３】 光輝焼鈍に先立って、鋼を仕上げ温度７
   ００℃以下にて熱間圧延し、次いで焼鈍温度９５０〜１
   ０５０℃で焼鈍を行い、しかる後に冷間圧延することを
   特徴とする請求項１または２記載の加工性に優れた外装
   用高耐銹性フェライトステンレス鋼板の製造方法。 【０００１】