JP3271787B2 - How to make stainless steel - Google Patents

How to make stainless steel

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JP3271787B2
JP3271787B2 JP08797292A JP8797292A JP3271787B2 JP 3271787 B2 JP3271787 B2 JP 3271787B2 JP 08797292 A JP08797292 A JP 08797292A JP 8797292 A JP8797292 A JP 8797292A JP 3271787 B2 JP3271787 B2 JP 3271787B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、熱間加工性,特に熱間
圧延時における耳切れが軽微で、靭性に優れたフェライ
ト−オーステナイト二相ステンレス鋼の製造法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a ferritic-austenite duplex stainless steel having excellent hot workability, in particular, small edge cuts during hot rolling and excellent toughness.

【0002】[0002]

【従来の技術】SUS329J4L等の二相ステンレス
鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼に比較して耐応力
腐食割れ性に優れており、フェライト系ステンレス鋼に
比べ溶接性に優れている。これらの性質を利用して、各
種構造用材料として二相ステンレス鋼が広範な分野で使
用されるようになってきている。特に最近では、ステン
レス鋼貯水槽用の材料として注目されている。
2. Description of the Related Art Duplex stainless steels such as SUS329J4L have excellent resistance to stress corrosion cracking as compared with austenitic stainless steel and have excellent weldability as compared with ferritic stainless steel. Utilizing these properties, duplex stainless steel has been used in a wide range of fields as various structural materials. In particular, recently, it has attracted attention as a material for stainless steel water storage tanks.

【0003】二相ステンレス鋼は、このように優れた性
質を備えているものの、熱間加工性が悪い。これは、二
相ステンレス鋼の組成がフェライト相及びオーステナイ
ト相の混合組成であることに由来する。すなわち、変形
抵抗が異なる二相が共存しているため、熱間圧延時に加
えられた応力がフェライト相とオーステナイト相の境界
に集中し、相界面に亀裂,破断等の欠陥が生じる。これ
ら欠陥は、熱延板に耳切れとなって現れ、製品歩留りを
低下させる原因となる。
[0003] Although duplex stainless steel has such excellent properties, it has poor hot workability. This is because the composition of the duplex stainless steel is a mixed composition of a ferrite phase and an austenite phase. That is, since two phases having different deformation resistances coexist, the stress applied during hot rolling is concentrated on the boundary between the ferrite phase and the austenite phase, and defects such as cracks and fractures occur at the phase interface. These defects appear as cut edges on the hot-rolled sheet and cause a reduction in product yield.

【0004】この熱間加工性を改善するため、従来から
種々の方法が提案されている。たとえば、特公昭57−
15660号公報においては、オーステナイト相の変形
能に悪影響を及ぼすS,O等の不純物含有量を低下させ
て、相界面に偏析する不純物の濃度を低下させることが
開示されている。また、特公昭59−14099号公報
では、粒界に偏析し割れ発生の原因となるS含有量を
0.005重量%以下に低減すると共に、Bの添加によ
って熱間加工性を向上させている。
In order to improve the hot workability, various methods have been conventionally proposed. For example,
Japanese Patent No. 15660 discloses that the content of impurities such as S and O, which adversely affect the deformability of the austenite phase, is reduced to reduce the concentration of impurities segregated at the phase interface. In Japanese Patent Publication No. 59-14099, the S content which causes segregation at grain boundaries and causes cracks is reduced to 0.005% by weight or less, and hot workability is improved by adding B. .

【0005】更に、特公平1−19465号公報では、
S含有量を0.003重量%以下に下げた二相ステンレ
ス鋼にCaを添加することによって固溶Sを著しく低く
抑えると共に、Al添加によって熱間加工性を改善する
ことが紹介されている。
Further, Japanese Patent Publication No. 1-19465 discloses that
It is introduced that the addition of Ca to a duplex stainless steel whose S content is reduced to 0.003% by weight or less significantly suppresses the solid solution S, and improves the hot workability by adding Al.

【0006】これら先行技術は、何れもS含有量を低減
するものであって、そのための手段として稀土類金属R
EM,Ca等の脱硫元素を添加している。或いは、Sを
単独で低減することが困難であるため、O含有量の低減
及びそのための脱酸剤であるAlやCaの添加等の手段
が採用されている。
[0006] These prior arts all reduce the S content, and as a means for that, the rare earth metal R
Desulfurization elements such as EM and Ca are added. Alternatively, since it is difficult to reduce S alone, means such as reduction of the O content and addition of Al and Ca, which are deoxidizing agents, are employed.

【0007】ところが、S含有量を0.003%以下に
規制したSUS329J4L相当の二相ステンレス鋼を
溶製し、熱間圧延を施したところ、耳切れが発生する場
合と発生しない場合とがあった。すなわち、安定した熱
間加工性を得ることが困難であった。また、逆にS含有
量が0.003%を越えた二相ステンレス鋼を熱間圧延
したときにも、耳切れが発生する場合と発生しない場合
とがあった。更に、前掲の先行文献で開示されている第
3元素を添加して溶製した二相ステンレス鋼を熱間圧延
したところ、無添加材に比較して熱間加工性に若干の改
善が見られるものの、必ずしも安定した熱間加工性が得
られなかった。
However, when a duplex stainless steel equivalent to SUS329J4L, in which the S content is regulated to 0.003% or less, is melted and subjected to hot rolling, there are cases in which ear breaks occur and cases in which they do not occur. Was. That is, it was difficult to obtain stable hot workability. Conversely, when a duplex stainless steel having an S content exceeding 0.003% is hot-rolled, there are cases in which ear breaks occur and cases in which ears do not occur. Furthermore, when the duplex stainless steel produced by adding the third element disclosed in the above-mentioned prior art document was hot-rolled, a slight improvement in hot workability was observed as compared with the non-added material. However, stable hot workability was not always obtained.

【0008】そこで、本発明者等は、このような問題を
解消すべく検討を行った結果、フェライト相及びオース
テナイト相の間のバランスをS含有量との関係において
定量的に調整することにより、安定して熱間加工性を改
善し、歩留り良く熱間加工することが可能であることを
見い出し、特願平2−204427号に開示した。
The inventors of the present invention have studied to solve such a problem, and as a result, by quantitatively adjusting the balance between the ferrite phase and the austenite phase in relation to the S content, It has been found that hot workability can be stably improved, and hot work can be performed with good yield, and this is disclosed in Japanese Patent Application No. 2-204427.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】先願で紹介した組成に
関する要件を満足し、S含有量23ppmのSUS32
9J4L相当の二相ステンレス鋼を実際のラインで約4
0トン溶製し、得られたスラブをタンデム式の熱間圧延
機による熱延を行ったところ、何れのホットコイルにお
いても最大70mm以上の粗大な耳切れが発生してい
た。このことは、実験室において熱延した場合、十分な
熱間加工性を示す成分組成を有する鋼であっても、実際
のラインで熱延した場合、粗大な耳切れが生じる場合が
あることを示す。
SUMMARY OF THE INVENTION SUS32 satisfying the composition requirements introduced in the prior application and having an S content of 23 ppm.
About 9J4L worth of duplex stainless steel is actually
0 tons were melted, and the resulting slab was hot rolled by a tandem hot rolling mill. As a result, coarse cuts of 70 mm or more were generated in any of the hot coils. This means that when hot-rolled in a laboratory, even if the steel has a component composition that shows sufficient hot workability, coarse strips may occur when hot-rolled in actual lines. Show.

【0010】本発明は、実機においても実験室と同様の
良好な外観を有するホットコイルを得るために案出され
たものであり、鋼中のS含有量をより厳しく低減するこ
とにより材料の熱間加工性をより改善すると共に、熱延
中に幅方向の圧下を伴う熱間圧延によって、実機におい
ても靭性に優れ、粗大な耳切れのないホットコイルを得
ることを目的とする。
The present invention has been devised in order to obtain a hot coil having the same good appearance as that of a laboratory even in an actual machine, and by reducing the S content in steel more strictly, the heat of the material can be improved. It is an object of the present invention to obtain a hot coil which is excellent in toughness even in an actual machine and has no coarse cuts by hot rolling with a reduction in a width direction during hot rolling while further improving hot workability.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明のステンレス鋼製
造方法は、その目的を達成するため、S:0.001重
量%以下に成分調整した二相ステンレス鋼のスラブを、
1200℃以上の温度で150分以上加熱し、厚み方向
と共に幅方向にも熱間圧延することを特徴とする。熱間
圧延は900℃以上の温度で行うことが好ましい。更に
巻き取りは600℃以下の温度で行うことが好ましい。
According to the present invention, there is provided a method for producing a stainless steel, comprising the steps of:
It is characterized in that it is heated at a temperature of 1200 ° C. or more for 150 minutes or more, and hot-rolled in the width direction as well as the thickness direction. Hot rolling is preferably performed at a temperature of 900 ° C. or higher. Further, the winding is preferably performed at a temperature of 600 ° C. or less.

【0012】[0012]

【0013】二相ステンレス鋼としては、たとえばC
r:20〜30重量%及びNi:4〜9重量%を基本組
成とし、S含有量を0.001重量%以下に調整したも
のが使用される。この基本組成は、2〜4重量%のMo
を含むこともできる。
As the duplex stainless steel, for example, C
The basic composition of r: 20 to 30% by weight and Ni: 4 to 9% by weight is used, and the S content is adjusted to 0.001% by weight or less. This basic composition comprises 2-4% by weight of Mo
Can also be included.

【0014】[0014]

【作用】S含有量を低下させた二相ステンレス鋼の熱間
加工性が、良い場合と悪い場合に分かれること、また実
験室と実機との熱延で大きく異なるのは、熱間加工性に
影響を与える要因がS含有量だけでないことを意味す
る。そこで、本発明者等は、実機における熱間加工性を
安定的に向上させるため、鋼中のS含有量以外に熱間加
工性に影響を与える因子を調査した。その結果、以下に
述べる知見を得た。
[Function] The hot workability of duplex stainless steel with reduced S content is divided into good and bad cases, and the hot workability between the laboratory and the actual machine is significantly different from the hot workability. It means that the influencing factor is not only the S content. Then, the present inventors investigated factors affecting hot workability other than the S content in steel in order to stably improve hot workability in an actual machine. As a result, the following findings were obtained.

【0015】二相ステンレス鋼の熱間加工性を左右する
ものは、トータルのS含有量ではなく、フェライト−オ
ーステナイトの粒界に偏析したSである。粒界に偏析し
たSによりフェライト相とオーステナイト相の結合エネ
ルギーが弱まり、変形能の異なる二相の境界に熱間圧延
時に加えられた応力が集中する。その結果、相界面に亀
裂,破断等の欠陥が生じる。このことから、粒界に析出
するS含有量を低減することにより、二相ステンレス鋼
の熱間加工性が改善されることが推測される。
What influences the hot workability of the duplex stainless steel is not the total S content, but the S segregated at the ferrite-austenite grain boundary. The binding energy of the ferrite phase and the austenite phase is weakened by S segregated at the grain boundaries, and the stress applied during hot rolling is concentrated on the boundary between the two phases having different deformability. As a result, defects such as cracks and breaks occur at the phase interface. From this, it is presumed that the hot workability of the duplex stainless steel is improved by reducing the S content precipitated at the grain boundaries.

【0016】また、フェライト相は、オーステナイト相
に比較してSの固溶度が大きい。したがって、フェライ
ト相が多量に生成される組成に成分調整すると、フェラ
イト−オーステナイト粒界に偏析するS含有量が少なく
なり、熱間加工性に優れた二相ステンレス鋼が得られ
る。
The ferrite phase has a higher solid solubility of S than the austenite phase. Therefore, when the composition is adjusted to a composition in which a large amount of ferrite phase is formed, the content of S segregating at the ferrite-austenite grain boundary is reduced, and a duplex stainless steel excellent in hot workability is obtained.

【0017】本発明者等は、このようなことを前提とし
て、前記した特願平2−204427号(特開平4−8
8151号公報)に開示したように、従来から定性的に
は知られていたS含有量の低減及びフェライト量の増加
が二相ステンレス鋼の熱間加工性を改善する相乗的な作
用を定量的に把握した。すなわち、実験的に得られた次
式で表されるA値を用いることにより、二相ステンレス
鋼の相比(オーステナイト量)を定量的に把握すること
ができる。 A=210(C%)−5.8(Si%)+3.5(Mn%)+11.5(Ni%)−5.8(Cr%)−6(Mo%)+ 4.5(Cu%)+235(N%)+100 また、A値とS含有量との関係を20≦A≦70−67
00×(S%)の関係式で特定することによって、実験
室的に安定的に耳切れを防止することが可能となった。
On the premise of such a situation, the present inventors have described the above-mentioned Japanese Patent Application No. 2-204427 (Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 8151), a reduction in the S content and an increase in the amount of ferrite, which are conventionally qualitatively known, quantitatively determine the synergistic action of improving the hot workability of the duplex stainless steel. Figured out. That is, the phase ratio (austenite amount) of the duplex stainless steel can be quantitatively grasped by using the A value represented by the following equation obtained experimentally. A = 210 (C%)-5.8 (Si%) + 3.5 (Mn%) + 11.5 (Ni%)-5.8 (Cr%)-6 (Mo%) + 4.5 (Cu%) + 235 (N%) +100 Further, the relationship between the A value and the S content is expressed as 20 ≦ A ≦ 70−67.
By specifying the relational expression of 00 × (S%), it became possible to stably prevent ear breakage in a laboratory.

【0018】しかし、実験室で圧延した場合、十分な熱
間加工性を示す成分組成を有する鋼も、実際のラインで
熱延した場合、粗大な耳切れが生じる場合がある。実験
室と実機の熱延で大きく異なる点は、熱延前のスラブ厚
さの違いによりトータル圧延率が大きくなること、圧延
速度が大きくなること、及びコイル状での圧延のために
圧延による圧縮応力,スタンド間の引張応力もかかるこ
と等が考えられる。何れにしても、実験室に比べて極め
て多きな歪みがフェライト,オーステナイトの各相及び
その粒界にかかる。したがって、実験室で熱延する場合
の歪みと実機の熱間圧延機で圧延する場合の歪みに対し
ては、結合エネルギーの低下に対して許容されるS偏析
量のレベル、ひいては鋼中のトータルS含有量のレベル
が異なってしかるべきである。
However, even when steel is rolled in a laboratory and has a component composition exhibiting sufficient hot workability, coarse strips may be formed when hot rolled in an actual line. The major differences between the hot rolling of the laboratory and the actual machine are that the total rolling ratio increases due to the difference in the slab thickness before hot rolling, the rolling speed increases, and the compression by rolling for rolling in coil form It is conceivable that stress and tensile stress between stands are also applied. In any case, much more strain is applied to the ferrite and austenite phases and their grain boundaries than in the laboratory. Therefore, the level of the amount of S segregation allowed for the reduction of the binding energy, and hence the total amount of steel in the steel, against the distortion when hot rolling in a laboratory and the distortion when rolling in a real hot rolling mill, The level of S content should be different.

【0019】本発明における重要な知見は、幅圧下量H
を5〜20mmの範囲に制御する点である。幅圧下量H
とは、熱延前のスラブの幅(常温の状態で測定)から熱
延後のホットコイルの幅(常温の状態で測定)を引いた
値で示す。幅圧下量Hがプラスになることは、熱延に際
して厚み方向だけでなく幅方向においても圧延を行って
いることになる。幅圧下量Hの制御により熱間加工性が
改善されることは、以下に述べる実験室と実機の熱延の
違いを検討することにより見い出された。
An important finding in the present invention is that the width reduction H
Is controlled in the range of 5 to 20 mm. Width reduction H
The term “is” indicates a value obtained by subtracting the width of the hot coil after hot rolling (measured at room temperature) from the width of the slab before hot rolling (measured at room temperature). When the width reduction H becomes positive, it means that rolling is performed not only in the thickness direction but also in the width direction during hot rolling. The improvement of the hot workability by controlling the width reduction H was found by examining the difference between the hot rolling in the laboratory and the actual machine described below.

【0020】実験室熱延を行う場合、熱延前のスラプ又
はインゴットの厚みは30〜50mm、熱延後は3〜5
mmの熱延板となる。この程度の圧下量では、幅方向へ
の板の拡がりが軽微である。実機の圧延では、元のスラ
ブの厚みが200mm以上となり、幅方向へのメタルの
塑性流動が生じる。このとき、耳先端部においては引張
りの応力がかかり、S偏析に起因したフェライト−オー
ステナイト粒界の結合エネルギー低下に伴う亀裂が生じ
易くなる。
In the case of laboratory hot rolling, the thickness of the slap or ingot before hot rolling is 30 to 50 mm, and the thickness after hot rolling is 3 to 5 mm.
mm hot rolled sheet. With this amount of reduction, the spread of the plate in the width direction is slight. In the rolling of the actual machine, the thickness of the original slab becomes 200 mm or more, and plastic flow of the metal occurs in the width direction. At this time, a tensile stress is applied to the tip of the ear, and cracks are likely to occur due to a decrease in the binding energy of the ferrite-austenite grain boundary due to S segregation.

【0021】この状態のスラブに幅圧下を加えるとき、
圧縮応力がかかり亀裂は生じ難くなる。更に、幅圧下に
よって歪みが加えられ、熱延中に動的再結晶が生じ、S
が偏析していない新たなフェライト−オーステナイト粒
界が生成する。5mm未満の幅圧下では、動的再結晶が
生じるのに十分な歪みを蓄積することは困難である。し
かし、20mmを超える幅圧下を付与するためには、非
常に大きな荷重を幅方向に加えることになり、スラブが
変形してコイル形状の悪化を招く。以上の点から、幅圧
下量Hを5〜20mmの範囲に設定した。
When a width reduction is applied to the slab in this state,
Compressive stress is applied and cracks are less likely to occur. Further, strain is applied by the width reduction, dynamic recrystallization occurs during hot rolling, and S
A new ferrite-austenite grain boundary in which is not segregated is generated. Under a width pressure of less than 5 mm, it is difficult to accumulate enough strain to cause dynamic recrystallization. However, in order to apply a width reduction exceeding 20 mm, a very large load is applied in the width direction, and the slab is deformed and the coil shape is deteriorated. From the above points, the width reduction H was set in the range of 5 to 20 mm.

【0022】二相ステンレス鋼のフェライト及びオース
テナイト各相のバランスは、成分で一義的に決まるもの
ではなく、熱処理温度と共に変化することが知られてい
る。すなわち、高温ではフェライト単相に近い組織が、
800〜900℃付近の温度域をノーズにオーステナイ
トが析出して二相組織となる。このことは、S固溶度及
び二相組織の変形能の違いの面から考慮するとき、熱間
加工性においてフェライトが多い1200℃以上の高温
で抽出し、加工を加えた方がより有利であることを示
す。他方、オーステナイトが析出する900℃未満の条
件で熱延することは不利となる。また、実験室熱延と実
機熱延とでは扱うスラブの大きさが異なるため、中心部
まで均一な組織とするために熱延前に150分以上の十
分な加熱を行う必要がある。
It is known that the balance between the ferrite and austenite phases of a duplex stainless steel is not uniquely determined by the components but changes with the heat treatment temperature. In other words, at high temperatures, a structure close to a ferrite single phase,
Austenite precipitates in the temperature range around 800 to 900 ° C. in a nose to form a two-phase structure. This means that, when considering from the viewpoint of the difference between the S solid solubility and the deformability of the two-phase structure, it is more advantageous to extract and process at a high temperature of 1200 ° C. or more, which is rich in ferrite in hot workability. Indicates that there is. On the other hand, hot rolling at a temperature lower than 900 ° C. at which austenite precipitates is disadvantageous. Further, since the size of the slab to be handled is different between the hot rolling in the laboratory and the hot rolling in the actual machine, it is necessary to perform sufficient heating for 150 minutes or more before hot rolling in order to obtain a uniform structure up to the center.

【0023】更に、二相ステンレス鋼においては、高温
から冷却されて降温する過程でフェライト相からオース
テナイト相が析出する。このとき、両相におけるCr等
の元素の固溶度の違いにより、それらの元素が界面に濃
縮し、シグマ相が極めて短時間で析出する。したがっ
て、熱延後はシグマ相の析出温度域である700℃付近
の温度を回避し、600℃以下の温度で巻き取ることに
よりコイルの靭性を向上させることができる。
Further, in a duplex stainless steel, an austenite phase is precipitated from a ferrite phase in a process of cooling from a high temperature and lowering the temperature. At this time, due to the difference in solid solubility of elements such as Cr in both phases, those elements are concentrated at the interface, and a sigma phase is precipitated in an extremely short time. Therefore, after hot rolling, the temperature around 700 ° C., which is the precipitation temperature range of the sigma phase, is avoided, and winding at a temperature of 600 ° C. or less can improve the toughness of the coil.

【0024】[0024]

【0025】本発明は、以上の知見に基づいて完成され
たものであり、鋼中のトータルS含有量を厳しく低減す
ると共に、幅圧下によるスラブサイドの組織の改善を図
っている。更に、各種熱延条件を規制した制御熱延を行
って二相ステンレス鋼の熱間加工性の改善を図ったもの
である。このため、特願平2−204427号で開示し
たA値による規制も必須条件ではなくなる。なお、二相
ステンレス鋼においては、耐食性向上の面からMo,C
u,N,Ni等が添加されることもある。この場合も、
本発明による効果はそのまま維持される。
The present invention has been completed on the basis of the above findings, and aims at strictly reducing the total S content in steel and improving the structure of the slab side by reducing the width. Further, control hot rolling under various hot rolling conditions is performed to improve the hot workability of the duplex stainless steel. Therefore, the regulation based on the A value disclosed in Japanese Patent Application No. 2-204427 is no longer an essential condition. In the case of duplex stainless steel, Mo, C
u, N, Ni, etc. may be added. Again,
The effect of the present invention is maintained as it is.

【0026】以下、本発明で使用するステンレス鋼の合
金成分及び含有量を説明する。 S:フェライト−オーステナイト粒界に偏析し、鋼の熱
間加工性を低下させる有害な元素である。また、鋼中の
Mnと硫化物を形成し、耐孔食性や耐隙間腐食性を低下
させる。この点からS含有量は、可能な限り低いほどよ
く、本発明においてはその上限を0.001重量%に設
定した。
Hereinafter, alloy components and contents of the stainless steel used in the present invention will be described. S: A harmful element that segregates at the ferrite-austenite grain boundary and reduces the hot workability of steel. In addition, it forms sulfides with Mn in steel, and reduces pitting corrosion resistance and crevice corrosion resistance. From this point, the S content is preferably as low as possible. In the present invention, the upper limit is set to 0.001% by weight.

【0027】Ni:耐食性の向上に有効に作用すると共
に、二相組織形成のために不可欠な合金元素である。こ
のNi含有量に関しては、Cr含有量等との関係で適切
な組織を得るため、その含有範囲を4〜9重量%とし
た。
Ni: An alloy element that effectively acts on improving corrosion resistance and is indispensable for forming a two-phase structure. Regarding the Ni content, in order to obtain an appropriate structure in relation to the Cr content and the like, the content range is set to 4 to 9% by weight.

【0028】Cr:耐食性の向上の上で必要不可欠な合
金元素である。20重量%よりもCr含有量が少ない
と、二相ステンレス鋼が使用される苛酷な腐食環境下に
おいては耐食性が十分でなく、またフェライト相の比率
も低下する。逆に、Cr含有量が30重量%を超えて多
くなると、シグマ相が析出し易くなり、靭性,溶接性等
が劣化する。そこで、Cr含有量を20〜30重量%の
範囲に規定した。
Cr: an alloy element indispensable for improving corrosion resistance. If the Cr content is less than 20% by weight, the corrosion resistance is not sufficient in a severe corrosive environment where a duplex stainless steel is used, and the ratio of the ferrite phase is reduced. Conversely, if the Cr content exceeds 30% by weight, a sigma phase is likely to precipitate, and the toughness, weldability and the like are deteriorated. Therefore, the Cr content is specified in the range of 20 to 30% by weight.

【0029】スラブ加熱条件は、二相ステンレス鋼にお
いてフェライト生成量が高くなる高温で長時間加熱した
方が、熱間加工性に対して有利となる。1200℃未満
の条件で熱処理を行うと、熱延初期からオーステナイト
が生成し、熱間加工性が低下する。また、実機熱延にお
いてスラブを中心部まで均一な組織とするために、熱延
前の加熱を150分以上かけて十分に行う必要がある。
以上の点から、スラブ加熱条件としては1200℃以
上,150分以上とした。
As for the slab heating conditions, it is more advantageous to perform hot working for a long time at a high temperature at which the amount of ferrite generated in the duplex stainless steel increases. When heat treatment is performed at a temperature lower than 1200 ° C., austenite is generated from the beginning of hot rolling, and the hot workability is reduced. In addition, in order to form a uniform structure of the slab up to the center in the actual hot rolling, it is necessary to sufficiently heat the hot slab over 150 minutes or more.
From the above points, the slab heating conditions were 1200 ° C. or more and 150 minutes or more.

【0030】熱間圧延は、より高温のオーステナイト生
成量が少ない領域で行うことが好ましい。つまり、オー
ステナイト中のS固溶度及び二相組織の変形能の違いの
面から、オーステナイト析出量が最大となる900℃未
満の条件で熱延することは不利であり、熱延仕上温度9
00℃以上が好ましい。
The hot rolling is preferably performed in a region where the amount of austenite generated at a higher temperature is small. In other words, from the viewpoint of the difference between the S solid solubility in austenite and the deformability of the two-phase structure, it is disadvantageous to perform hot rolling under a condition of less than 900 ° C. at which the amount of austenite is maximized, and the hot rolling finish temperature 9
It is preferably at least 00 ° C.

【0031】二相ステンレス鋼は、800℃付近をノー
ズにシグマ相の析出温度域があり、その析出速度は速
い。特に熱延後のように歪みが付与されている場合、析
出速度は更に速くなる。したがって、シグマ相析出温度
域を避けるため、600℃以下の温度で巻き取ることが
重要である。
Duplex stainless steel has a sigma phase precipitation temperature range near 800 ° C., and its deposition rate is high. In particular, when a strain is given as after hot rolling, the precipitation rate is further increased. Therefore, in order to avoid the sigma phase precipitation temperature range, it is important to wind at a temperature of 600 ° C. or less.

【0032】ステンレス鋼に含まれる他の成分は、次の
ような作用を呈する。 C:鋼中に不可避的に含まれる元素である。C含有量を
低減すると、炭化物の生成が少なくなり、加工性が向上
する。また、耐食性及び耐粒界腐食性も向上する。この
点で、C含有量を0.03重量%以下にすることが望ま
しい。
Other components contained in the stainless steel have the following effects. C: An element inevitably contained in steel. When the C content is reduced, generation of carbides is reduced, and workability is improved. Further, corrosion resistance and intergranular corrosion resistance are also improved. In this regard, it is desirable that the C content be 0.03% by weight or less.

【0033】Si:脱酸剤として鋼に添加される元素で
ある。しかし、Si含有量が1.0重量%を超えると、
シグマ相生成能が高くなり、靭性や耐食性等を劣化させ
る。そこで、Si含有量の上限を1.0重量%にするこ
とが望ましい。
Si: an element added to steel as a deoxidizing agent. However, when the Si content exceeds 1.0% by weight,
The sigma phase forming ability is increased, and the toughness and corrosion resistance are deteriorated. Therefore, it is desirable to set the upper limit of the Si content to 1.0% by weight.

【0034】Mn:溶接性を向上させる上で有用な元素
である。しかし、Mn含有量が2.0重量%を超えるよ
うになると、耐食性が低下する。そこで、Mn含有量の
上限を2.0重量%とすることが望ましい。
Mn: an element useful for improving weldability. However, when the Mn content exceeds 2.0% by weight, the corrosion resistance decreases. Therefore, it is desirable to set the upper limit of the Mn content to 2.0% by weight.

【0035】P:不可避的に混入する不純物であり、熱
間加工性や耐応力腐食割れ性に有害な元素である。しか
し、P含有量を極めて低く抑えることは、製鋼上から製
造コストの上昇を招く。そこで、P含有量の上限を0.
04重量%にすることが望ましい。
P: An impurity that is unavoidably mixed and is an element harmful to hot workability and stress corrosion cracking resistance. However, keeping the P content extremely low leads to an increase in manufacturing costs from the viewpoint of steelmaking. Therefore, the upper limit of the P content is set to 0.
Desirably, the content is 04% by weight.

【0036】Mo:Crと共同してClイオンを含む腐
食環境における局部腐食に対する抵抗性を高める元素で
ある。しかし、本発明のように高Cr鋼において、Mo
含有量が2重量%未満であると、CrとMoとの相乗効
果が少なく、耐局部腐食性の改善効果が十分でない。し
かし、Moを8重量%、二相ステンレス鋼においては4
重量%を超えて添加すると、シグマ相析出に起因した脆
化が生じ、加工性,靭性等を劣化させる。そこで、Mo
を含有させる場合、その含有量を2〜8重量%,好まし
くは2〜4重量%の範囲に規制することが望ましい。
Mo: Mo is an element which increases the resistance to local corrosion in a corrosive environment containing Cl ions in cooperation with Cr. However, in a high Cr steel as in the present invention, Mo
If the content is less than 2% by weight, the synergistic effect of Cr and Mo is small, and the effect of improving the local corrosion resistance is not sufficient. However, 8% by weight of Mo, 4% in duplex stainless steel.
If it is added in excess of weight%, embrittlement due to sigma phase precipitation occurs, deteriorating workability, toughness and the like. So Mo
Is contained, it is desirable to regulate the content within a range of 2 to 8% by weight, preferably 2 to 4% by weight.

【0037】Cu:耐応力腐食割れ性,耐亜硫酸ガス腐
食性等を向上させる上で有効な元素である。しかし、
1.0重量%を超えてCuを含有させると、熱間加工性
が低下する。そこで、Cuを含有させるとき、その上限
を1.0重量%とすることが望ましい。
Cu: an element effective for improving stress corrosion cracking resistance, sulfurous acid gas corrosion resistance and the like. But,
When Cu is contained in excess of 1.0% by weight, hot workability is reduced. Therefore, when Cu is contained, the upper limit is desirably set to 1.0% by weight.

【0038】N:Cと同様にオーステナイト形成元素で
あり、オーステナイト相に固溶して耐食性を向上させ
る。その結果、フェライト相に比較しCr及びMo含有
量が若干少ないことに起因するオーステナイト相の耐食
性低下が抑制される。この点、特に二相ステンレス鋼の
耐食性をバランスよく保持する上で、Nは必須の成分で
ある。また、シグマ相の析出を抑制し、靭性を向上させ
る作用も呈する。以上の効果を発現させるため、N含有
量を0.08重量%以上に維持することが必要である。
しかし、0.30重量%を超えるN含有量は、固溶度を
超えることから過剰のNが鋼中に気泡を発生され、鋼塊
に欠陥を生じさせる。したがって、N含有量を0.08
〜0.30重量%の範囲にすることが望ましい。
N: Similar to C, it is an austenite-forming element and forms a solid solution in the austenite phase to improve corrosion resistance. As a result, a decrease in the corrosion resistance of the austenite phase due to the slightly lower Cr and Mo contents compared to the ferrite phase is suppressed. In this respect, N is an essential component for maintaining the corrosion resistance of the duplex stainless steel in a well-balanced manner. Further, it also has the effect of suppressing the precipitation of the sigma phase and improving the toughness. In order to exert the above effects, it is necessary to maintain the N content at 0.08% by weight or more.
However, the N content exceeding 0.30% by weight exceeds the solid solubility, so that excess N causes bubbles to be generated in the steel and causes defects in the steel ingot. Therefore, the N content is set to 0.08
It is desirable to set it in the range of 0.30% by weight.

【0039】Ti及びZr:脱酸作用と共に脱硫作用を
呈し、熱間加工性に悪影響を与えるSを低減する有効な
元素である。しかし、Ti,Zrを0.5重量%を超え
て添加するとき、ストリーク状の表面傷を発生させる原
因となる。この欠陥を回避しながら、Ti,Zrを最高
0.5重量%まで添加できる。
Ti and Zr: These elements exhibit a desulfurizing action together with a deoxidizing action, and are effective elements for reducing S which adversely affects hot workability. However, when Ti and Zr are added in excess of 0.5% by weight, they cause streak-like surface flaws. While avoiding this defect, Ti and Zr can be added up to 0.5% by weight.

【0040】稀土類金属REM:Ti及びZrと同様に
Sを補助的に低減する作用を呈する。しかし、0.1重
量%を超えて稀土類金属REMを添加するとき、鋼中に
多数の非金属介在物が生成し、鋼の清浄度を低下させ
る。そのため、稀土類金属REMの含有量は、上限0.
1重量%に規定する。
Rare earth metal REM: Similar to Ti and Zr, has the effect of auxiliaryly reducing S. However, when the rare earth metal REM is added in excess of 0.1% by weight, a large number of non-metallic inclusions are formed in the steel, which reduces the cleanliness of the steel. Therefore, the content of the rare earth metal REM is limited to the upper limit of 0.1.
It is defined as 1% by weight.

【0041】A値:フェライト相とオーステナイト相の
比率を推定するための指標として実験的に確認された値
である。A値が20〜[70−6700×(S%)]の
範囲にあるように、各合金成分を前述した範囲で調整す
ることが望ましい。A値が20未満であると、組織がフ
ェライト単相に近くなり、溶接部の靭性や耐食性におい
て問題を生じる。他方、A値が[70−6700×(S
%)]を超えると、S含有量を0.001重量%以下に
低減した場合でも耳切れを生じる場合があり、熱間加工
性が不安定になる。そのため、A値を20〜[70−6
700×(S%)]の範囲に設定することが望ましい。
A value: A value experimentally confirmed as an index for estimating the ratio of the ferrite phase to the austenite phase. It is desirable to adjust each alloy component in the above-mentioned range so that the A value is in the range of 20 to [70-6700 × (S%)]. If the A value is less than 20, the structure becomes close to a ferrite single phase, and a problem occurs in the toughness and corrosion resistance of the welded portion. On the other hand, if the A value is [70-6700 × (S
%)], Ear cuts may occur even when the S content is reduced to 0.001% by weight or less, and the hot workability becomes unstable. Therefore, the A value is set to 20 to [70-6].
700 × (S%)].

【0042】[0042]

【実施例】表1に示す成分を持つ各種ステンレス鋼約4
0〜80トンを電気炉で溶製し、連続鋳造によってスラ
ブを製造した。得られた連鋳スラブの表面疵を取り除い
た後、表2に示した条件で熱延した。
EXAMPLE About 4 stainless steels having the components shown in Table 1
0 to 80 tons were melted in an electric furnace, and a slab was manufactured by continuous casting. After removing the surface flaw of the obtained continuous cast slab, it was hot rolled under the conditions shown in Table 2.

【0043】 [0043]

【0044】表1の鋼種A及びBは、フェライト−オー
ステナイトの二相組織を有する二相ステンレス鋼に属す
るものである。鋼種AはS含有量が0.001重量%以
下を満足する本発明鋼であり、鋼種BはS含有量が0.
0020重量%の比較鋼である。
Steel types A and B in Table 1 belong to a duplex stainless steel having a ferrite-austenite duplex structure. Steel type A is a steel of the present invention satisfying the S content of 0.001% by weight or less, and steel type B has an S content of 0.1% by weight.
0020% by weight of comparative steel.

【0045】 [0045]

【0046】表2は、表1に示した各種ステンレス鋼を
熱延したときの熱延条件,熱延後のコイルの耳切れ状態
及びシャルビー衝撃値を示す。A-1〜A-6は、表1にお
ける鋼種Aの熱延結果に関するものである。A-1〜A-3
は、鋼の成分及び熱延条件とも本発明の範囲内にあるも
ので、耳切れの程度も20mm未満と小さく、靭性も良
好である。A-4は、幅圧下量が小さいため熱延後の耳切
れの程度が大きくなっている。A-5はスラブの加熱時間
が短かったもの、A-6は加熱温度が低かったもので、何
れも粗大な耳切れが生じている。特にA-6では、幅圧下
量も小さいため材料の成分は低Sとなっているが、耳切
れ状態は悪かった。またA-5は、熱延後に低温巻取りを
行わなかったため、材料の靭性が低下し、シャルビー衝
撃値が低い。
Table 2 shows the hot rolling conditions when the various stainless steels shown in Table 1 were hot rolled, the cut end state of the coil after hot rolling, and the Charbie impact value. A-1 to A-6 relate to the results of hot rolling of steel type A in Table 1. A-1 to A-3
Is within the scope of the present invention in terms of both the composition of the steel and the hot rolling conditions, and has a small edge cut of less than 20 mm and good toughness. A-4 has a small width reduction, so that the degree of edge cut after hot rolling is large. A-5 is the one in which the slab heating time was short, and A-6 was the one in which the heating temperature was low. Particularly, in the case of A-6, the component of the material was low S due to the small amount of reduction in width, but the cut-out state was poor. In addition, A-5 did not perform low-temperature winding after hot rolling, so that the toughness of the material was lowered and the Charby impact value was low.

【0047】B-1〜B-3は、表1の鋼種Bの熱延結果に
関するもので、鋼のS含有量が0.001重量%を超え
るため、何れも粗大な耳切れを生じている。
B-1 to B-3 relate to the results of hot rolling of steel type B shown in Table 1. Since the S content of the steel exceeds 0.001% by weight, coarse ears are formed in each case. .

【0048】[0048]

【0049】[0049]

【0050】最大耳切れ深さを幅圧下量で整理した結果
を示す図1から明らかなように、耳切れの低減のために
は、S含有量を低減した鋼に、5mm以上の幅圧下を加
える必要があることが判る。
As can be seen from FIG. 1, which shows the results obtained by rearranging the maximum edge cut depth by the width reduction amount, in order to reduce the edge cut, a steel having a reduced S content was subjected to a width reduction of 5 mm or more. It turns out that it is necessary to add.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、S含有量を低減させると共に、熱間圧延中に幅圧下
を施すことにより、二相ステンレス鋼の熱間加工性を向
上させることができる。そのため、熱間圧延時に耳切れ
の発生が抑制され、高い歩留りで熱延板を製造すること
が可能となる。
As described above, in the present invention, the S content is reduced, and the hot workability of the duplex stainless steel is improved by applying a width reduction during hot rolling. Can be. Therefore, the occurrence of edge breaks during hot rolling is suppressed, and a hot-rolled sheet can be manufactured with a high yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 幅圧下量が二相ステンレス鋼の熱間加工性に
与える影響を示したグラフ
FIG. 1 is a graph showing the effect of width reduction on the hot workability of a duplex stainless steel.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足立 俊郎 山口県新南陽市野村南町4976番地 日新 製鋼株式会社鉄鋼研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−3917(JP,A) 特開 昭62−286604(JP,A) 特開 平2−25203(JP,A) 特公 昭57−15660(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 8/00 - 8/10 C21D 9/46 - 9/48 C22C 38/00 - 38/60 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Toshiro Adachi 4976 Nomura Minami-cho, Shinnanyo-shi, Yamaguchi Prefecture Nissin Steel Works, Ltd. Steel Research Laboratory (56) References JP-A-58-3917 (JP, A) JP-A Sho 62-286604 (JP, A) JP-A-2-25203 (JP, A) JP-B-57-15660 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C21D 8/00 -8/10 C21D 9/46-9/48 C22C 38/00-38/60

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 S:0.001重量%以下に成分調整し
二相ステンレス鋼のスラブを1200℃以上の温度で
150分以上加熱し、幅圧下量Hが5〜20mmとなる
ように厚み方向と共に幅方向にも熱間圧延することを特
徴とするステンレス鋼の製造方法。
1. S: Duplex stainless steel slab whose composition is adjusted to 0.001% by weight or less at a temperature of 1200 ° C. or more.
Heating for 150 minutes or more, width reduction H becomes 5-20 mm
Hot rolling in the width direction as well as the thickness direction.
【請求項2】 Cr:20〜30重量%及びNi:4〜
9重量%を基本組成とし、S含有量を0.001重量%
以下に調整した二相ステンレス鋼のスラブを、1200
℃以上の温度で150分以上加熱し、900℃以上の温
度で幅圧下量Hが5〜20mmとなるように厚み方向と
共に幅方向にも熱間圧延し、更に600℃以下の温度で
巻き取ることを特徴とするステンレス鋼の製造方法。
2. Cr: 20 to 30% by weight and Ni: 4 to
9% by weight as basic composition, S content 0.001% by weight
A duplex stainless steel slab adjusted as follows
Heat for 150 minutes or more at a temperature of 900 ° C or more
In the thickness direction so that the width reduction H in degrees is 5 to 20 mm.
Both are hot rolled in the width direction, and at a temperature of 600 ° C or less
A method for producing stainless steel, comprising winding .
【請求項3】 Cr:20〜30重量%,Ni:4〜9
重量%,Mo:2〜4重量%及びCu:1.0重量%以
下を基本組成とし、S含有量を0.001重量%以下に
調整した二相ステンレス鋼のスラブを、1200℃以上
の温度で150分以上加熱し、900℃以上の温度で幅
圧下量Hが5〜20mmとなるように厚み方向と共に幅
方向にも熱間圧延し、更に600℃以下の温度で巻き取
ることを特徴とするステンレス鋼の製造方法。
3. Cr: 20 to 30% by weight, Ni: 4 to 9
% By weight, Mo: 2 to 4% by weight and Cu: 1.0% by weight or less
The following is the basic composition, and the S content is 0.001% by weight or less.
The adjusted duplex stainless steel slab is heated at a temperature of 1200 ° C. or more for 150 minutes or more, and hot rolled in a thickness direction and a width direction so that a width reduction H is 5 to 20 mm at a temperature of 900 ° C. or more. And further winding at a temperature of 600 ° C. or lower.
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