JP3322157B2 - Cuを含有するフェライト系ステンレス鋼帯の製造方法 - Google Patents
Cuを含有するフェライト系ステンレス鋼帯の製造方法Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、Cuを含有するフ
ェライト系ステンレス鋼帯を製造する方法に関する。な
お、本発明でいう鋼帯とは、JIS G0203に規定
されている、熱間圧延を施した後にコイル状に巻かれた
鋼材を意味する。
ェライト系ステンレス鋼帯を製造する方法に関する。な
お、本発明でいう鋼帯とは、JIS G0203に規定
されている、熱間圧延を施した後にコイル状に巻かれた
鋼材を意味する。
【0002】
【従来の技術】フェライト系ステンレス鋼に900℃程
度の温度で終了する熱間圧延を施し、水スプレーを用い
ずに700℃程度の温度で巻き取ると、フェライト系ス
テンレス鋼の靱性が不良なために、鋼帯に割れが起こる
場合や破断する場合がある。そこでCrやMoを多量に
含有する靱性の乏しいフェライトステンレス鋼では、熱
間圧延後の鋼材を水等で急冷して温度を500℃程度以
下に下げた後に巻き取って鋼帯にしていた(特開平3−
53025号公報等)。その後、鋼帯には、通常、連続
焼鈍炉を用いて900〜1000℃の温度で2〜5分間
の焼鈍処理が施されている。
度の温度で終了する熱間圧延を施し、水スプレーを用い
ずに700℃程度の温度で巻き取ると、フェライト系ス
テンレス鋼の靱性が不良なために、鋼帯に割れが起こる
場合や破断する場合がある。そこでCrやMoを多量に
含有する靱性の乏しいフェライトステンレス鋼では、熱
間圧延後の鋼材を水等で急冷して温度を500℃程度以
下に下げた後に巻き取って鋼帯にしていた(特開平3−
53025号公報等)。その後、鋼帯には、通常、連続
焼鈍炉を用いて900〜1000℃の温度で2〜5分間
の焼鈍処理が施されている。
【0003】しかし、Cuを1%以上含有するフェライ
ト系ステンレス鋼は、Cuを含有しないフェライト系ス
テンレス鋼に比べて、靱性が極端に悪いので、500℃
程度の低温で巻き取っても、その後の焼鈍や冷間加工の
ために熱延鋼帯を解いて張力を負荷した場合に、鋼帯の
破断や鋼帯に割れが起こる場合がある。例えば、連続焼
鈍炉において、熱延鋼帯を解き、炉内を走らせた際に、
焼鈍炉の出側で割れや破断が発見されることがある。ま
た、割れや破断が起こらないまでも、連続焼鈍炉で90
0〜1000℃の焼鈍を実施すると、鋼中のCuが固溶
し、熱延焼鈍鋼帯が硬質化して後の冷間圧延で微細な割
れが発生するという問題もある。
ト系ステンレス鋼は、Cuを含有しないフェライト系ス
テンレス鋼に比べて、靱性が極端に悪いので、500℃
程度の低温で巻き取っても、その後の焼鈍や冷間加工の
ために熱延鋼帯を解いて張力を負荷した場合に、鋼帯の
破断や鋼帯に割れが起こる場合がある。例えば、連続焼
鈍炉において、熱延鋼帯を解き、炉内を走らせた際に、
焼鈍炉の出側で割れや破断が発見されることがある。ま
た、割れや破断が起こらないまでも、連続焼鈍炉で90
0〜1000℃の焼鈍を実施すると、鋼中のCuが固溶
し、熱延焼鈍鋼帯が硬質化して後の冷間圧延で微細な割
れが発生するという問題もある。
【0004】近年、Cuを含有するフェライト系ステン
レス鋼は、鋼自体が持つ抗菌性が注目されている。例え
ば、特開平8−60303号公報には、鋼の表層部にC
uを濃化させることにより、大腸菌やぶどう状球菌等の
繁殖を抑制するフェライト系ステンレス鋼が開示されて
いる。産業界では、このような優れた性能を発揮する、
Cuを含有するフェライト系ステンレス鋼の鋼板を量産
する方法の確立が急がれている。
レス鋼は、鋼自体が持つ抗菌性が注目されている。例え
ば、特開平8−60303号公報には、鋼の表層部にC
uを濃化させることにより、大腸菌やぶどう状球菌等の
繁殖を抑制するフェライト系ステンレス鋼が開示されて
いる。産業界では、このような優れた性能を発揮する、
Cuを含有するフェライト系ステンレス鋼の鋼板を量産
する方法の確立が急がれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、Cu
を1%以上かつ、Crを16%以上含有する、靱性に優
れるフェライト系ステンレス鋼帯を製造する方法を提供
することである。
を1%以上かつ、Crを16%以上含有する、靱性に優
れるフェライト系ステンレス鋼帯を製造する方法を提供
することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次のC
uを1〜3%含有するフェライト系ステンレス鋼帯の製
造方法にある。
uを1〜3%含有するフェライト系ステンレス鋼帯の製
造方法にある。
【0007】重量%にて、C:0.015%以下、S
i:0.05〜1%、Mn:0.05〜1%、P:0.
035%以下、S:0.01%以下、Cr:16〜21
%、Ni:1%以下、Cu:1〜3%、Mo:0〜3
%、V:0〜0.15%、Al:0〜0.15%、N
b:0〜0.6%、Ti:0〜0.3%、N:0.01
5%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物か
らなるフェライト系ステンレス鋼に熱間圧延を施し、巻
き取った後、700℃以上900℃以下の温度で箱焼鈍
し、その後600℃から400℃までの温度域を30℃
/h以上の冷却速度で冷却することを特徴とするCuを
含有するフェライト系ステンレス鋼帯の製造方法(以
下、本発明方法という)。
i:0.05〜1%、Mn:0.05〜1%、P:0.
035%以下、S:0.01%以下、Cr:16〜21
%、Ni:1%以下、Cu:1〜3%、Mo:0〜3
%、V:0〜0.15%、Al:0〜0.15%、N
b:0〜0.6%、Ti:0〜0.3%、N:0.01
5%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物か
らなるフェライト系ステンレス鋼に熱間圧延を施し、巻
き取った後、700℃以上900℃以下の温度で箱焼鈍
し、その後600℃から400℃までの温度域を30℃
/h以上の冷却速度で冷却することを特徴とするCuを
含有するフェライト系ステンレス鋼帯の製造方法(以
下、本発明方法という)。
【0008】
【発明の実施の形態】(a)鋼の化学組成 本発明方法が対象とするフェライト系ステンレス鋼の化
学組成は、次のとおりである。
学組成は、次のとおりである。
【0009】C:0.015%以下 Cは、溶解原料等から不可避的に混入してくる不純物元
素であり、少ない方が望ましい。含有量の上限は、0.
015%とする。この量を超えると鋼の靱性および冷間
加工性を悪化させるからである。
素であり、少ない方が望ましい。含有量の上限は、0.
015%とする。この量を超えると鋼の靱性および冷間
加工性を悪化させるからである。
【0010】Si:0.05〜1% Siは、溶鋼の脱酸剤として必要な元素であり、少なく
とも0.05%以上含有させる必要がある。しかし、1
%を超えると鋼の靱性を悪化させる。したがって、含有
量を0.05〜1%とした。
とも0.05%以上含有させる必要がある。しかし、1
%を超えると鋼の靱性を悪化させる。したがって、含有
量を0.05〜1%とした。
【0011】Mn:0.05〜1% Mnも溶鋼の脱酸剤として必要な元素であり、少なくと
も0.05%以上含有させる必要がある。しかし、1%
を超えると鋼の靱性を悪化させる。したがって、含有量
を0.05〜1%とした。
も0.05%以上含有させる必要がある。しかし、1%
を超えると鋼の靱性を悪化させる。したがって、含有量
を0.05〜1%とした。
【0012】P:0.035%以下 Pは、溶解原料等から不可避的に混入してくる不純物元
素であり、少ない方が望ましい。含有量の上限は、0.
035%とする。この量を超えると鋼の靱性および耐食
性を悪化させるからである。
素であり、少ない方が望ましい。含有量の上限は、0.
035%とする。この量を超えると鋼の靱性および耐食
性を悪化させるからである。
【0013】S:0.01%以下 Sは、溶解原料等から不可避的に混入してくる不純物元
素であり、少ない方が望ましい。含有量の上限は、0.
01%とする。この量を超えると鋼の耐食性を悪化させ
るからである。
素であり、少ない方が望ましい。含有量の上限は、0.
01%とする。この量を超えると鋼の耐食性を悪化させ
るからである。
【0014】Cr:16〜21% Crは、鋼の耐食性を発揮させる最も重要な元素であ
り、16%以上含有させる必要がある。しかし、21%
を超えて含有させると、本発明で規定する条件で巻き取
りや焼鈍を実施しても鋼の靱性を悪化させる。したがっ
て、含有量を16〜21%とした。
り、16%以上含有させる必要がある。しかし、21%
を超えて含有させると、本発明で規定する条件で巻き取
りや焼鈍を実施しても鋼の靱性を悪化させる。したがっ
て、含有量を16〜21%とした。
【0015】Ni:1%以下 Niは必須の成分ではないが、Cuによる溶融脆性を防
止する観点より含有させたほうが好ましいことがある。
しかしNiは鋼を硬質化させるので1%以上含有させる
ことは避けるべきである。そこで含有量を1%以下とし
た。
止する観点より含有させたほうが好ましいことがある。
しかしNiは鋼を硬質化させるので1%以上含有させる
ことは避けるべきである。そこで含有量を1%以下とし
た。
【0016】Cu:1〜3% Cuは、鋼の抗菌性を発揮させる元素であり、1%以上
含有させる必要がある。しかし、3%を超えて含有させ
ると、本発明で規定する条件での巻き取りや焼鈍を実施
しても鋼の靱性を悪化させる。したがって、含有量を1
〜3%とした。 Mo:0〜3% Moは、鋼の耐食性を向上させるために必要に応じ含有
させる元素である。その効果を一層発揮させるには、
0.5%以上含有させるのが好ましい。しかし、3%を
超えて含有させると金属間化合物が析出して鋼の靱性を
悪化させる。したがって、含有量を0〜3%とした。
含有させる必要がある。しかし、3%を超えて含有させ
ると、本発明で規定する条件での巻き取りや焼鈍を実施
しても鋼の靱性を悪化させる。したがって、含有量を1
〜3%とした。 Mo:0〜3% Moは、鋼の耐食性を向上させるために必要に応じ含有
させる元素である。その効果を一層発揮させるには、
0.5%以上含有させるのが好ましい。しかし、3%を
超えて含有させると金属間化合物が析出して鋼の靱性を
悪化させる。したがって、含有量を0〜3%とした。
【0017】V:0〜0.15% Vは、鋼の強度を向上させるために含有させてもよい元
素である。その効果を一層発揮させるには、0.03%
以上含有させるのが好ましい。しかし、0.15%を超
えて含有させると鋼の靱性を悪化させる。したがって、
含有量を0〜0.15%とした。
素である。その効果を一層発揮させるには、0.03%
以上含有させるのが好ましい。しかし、0.15%を超
えて含有させると鋼の靱性を悪化させる。したがって、
含有量を0〜0.15%とした。
【0018】Al:0〜0.15% Alは、溶鋼の脱酸剤として必要に応じ添加する元素で
ある。しかし、0.15%を超えると鋼の靱性を悪化さ
せる。したがって、含有量を 0〜0.15%とした。
ある。しかし、0.15%を超えると鋼の靱性を悪化さ
せる。したがって、含有量を 0〜0.15%とした。
【0019】Nb:0〜0.6% Nbは、鋼の耐食性と加工性を高めるために含有させて
もよい元素である。その効果を一層発揮させるには、
0.1%以上含有させるのが好ましい。しかし、0.6
%を超えて含有させると金属間化合物が析出して鋼を脆
化させる。したがって、含有量を0〜0.6%とした。
もよい元素である。その効果を一層発揮させるには、
0.1%以上含有させるのが好ましい。しかし、0.6
%を超えて含有させると金属間化合物が析出して鋼を脆
化させる。したがって、含有量を0〜0.6%とした。
【0020】Ti:0〜0.3% Tiも鋼の耐食性と加工性を高めるために含有させても
よい元素である。その効果を一層発揮させるには、0.
05%以上含有させるのが好ましい。しかし、0.3%
を超えて含有させると金属間化合物が析出して鋼を脆化
させる。したがって、含有量を0〜0.3%とした。
よい元素である。その効果を一層発揮させるには、0.
05%以上含有させるのが好ましい。しかし、0.3%
を超えて含有させると金属間化合物が析出して鋼を脆化
させる。したがって、含有量を0〜0.3%とした。
【0021】N:0.015%以下 Nは、溶解原料等から不可避的に混入してくる不純物元
素であり、少ない方が望ましい。含有量の上限は、0.
015%とする。この量を超えると鋼の靱性および耐食
性を悪化させるからである。
素であり、少ない方が望ましい。含有量の上限は、0.
015%とする。この量を超えると鋼の靱性および耐食
性を悪化させるからである。
【0022】(b)熱間圧延および箱焼鈍本発明方法 では、上記(a)の化学組成のフェライト系
ステンレス鋼に仕上げ温度が900℃程度の通常の熱間
圧延を施して、厚さ3〜6mm程度の鋼材に加工する。
ステンレス鋼に仕上げ温度が900℃程度の通常の熱間
圧延を施して、厚さ3〜6mm程度の鋼材に加工する。
【0023】その後、巻き取って鋼帯にする。巻き取る
際の温度は、特に規定しない。
際の温度は、特に規定しない。
【0024】次に鋼帯に箱焼鈍を施す。焼鈍時の鋼帯の
温度は、700〜900℃とする。均熱時間は、6時間
以上24時間以内とするのが好ましい。焼鈍温度が70
0℃未満では、析出したCuの大きさがおよそ0.1μ
m未満で鋼帯が硬質のままであり、靱性に劣る。焼鈍温
度が700〜900℃の範囲では、析出したCuの大き
さがおよそ0.1〜1μm未満で、鋼帯が軟質化し、靱
性を向上させる。一方、焼鈍温度が900℃を超えると
鋼中でCuが再固溶し、鋼帯を硬質化するとともに結晶
粒径が粗大化するので靱性を悪化させる。したがって、
焼鈍温度を700〜900℃とした。
温度は、700〜900℃とする。均熱時間は、6時間
以上24時間以内とするのが好ましい。焼鈍温度が70
0℃未満では、析出したCuの大きさがおよそ0.1μ
m未満で鋼帯が硬質のままであり、靱性に劣る。焼鈍温
度が700〜900℃の範囲では、析出したCuの大き
さがおよそ0.1〜1μm未満で、鋼帯が軟質化し、靱
性を向上させる。一方、焼鈍温度が900℃を超えると
鋼中でCuが再固溶し、鋼帯を硬質化するとともに結晶
粒径が粗大化するので靱性を悪化させる。したがって、
焼鈍温度を700〜900℃とした。
【0025】均熱後の冷却速度は、コイルの表面温度を
基準として、少なくとも600℃から400℃までの温
度域は30℃/h以上の速度とする。Cuを1%以上、
かつCrを16%以上含有するフェライト系ステンレス
鋼を700℃〜900℃で均熱焼鈍した鋼帯では、Cu
の析出がほぼ終了しており、鋼中の固溶Cuがおよそ
0.5%未満に減少しているので、脆化温度である47
5℃を通過する際に、Cu析出による脆化は抑制され
る。そのため問題となる脆化は、フェライトステンレス
鋼特有の475℃脆化のみとなる。したがって600℃
から400℃までの温度域を30℃/h以上で冷却すれ
ば、本発明方法が対象とするCrやMoを規定量含有し
ている鋼では、475℃脆化が進行せず熱延鋼帯が脆化
しない。
基準として、少なくとも600℃から400℃までの温
度域は30℃/h以上の速度とする。Cuを1%以上、
かつCrを16%以上含有するフェライト系ステンレス
鋼を700℃〜900℃で均熱焼鈍した鋼帯では、Cu
の析出がほぼ終了しており、鋼中の固溶Cuがおよそ
0.5%未満に減少しているので、脆化温度である47
5℃を通過する際に、Cu析出による脆化は抑制され
る。そのため問題となる脆化は、フェライトステンレス
鋼特有の475℃脆化のみとなる。したがって600℃
から400℃までの温度域を30℃/h以上で冷却すれ
ば、本発明方法が対象とするCrやMoを規定量含有し
ている鋼では、475℃脆化が進行せず熱延鋼帯が脆化
しない。
【0026】
【実施例】(実施例1) 表1のA〜Eに示す化学組成のフェライト系ステンレス
鋼を真空溶解法により溶製し、熱間鍛造と面切削を施し
て厚さ40mm、幅140mm、長さ85mmの熱間圧
延素材とした。さらに1200℃に加熱後900℃で終
了する熱間圧延を施して厚さ4.5mmの鋼材に加工し
た。その後、スプレーで水を吹きかけて鋼材を冷却して
300〜700℃の様々な巻き取り温度にした後、巻き
取り作業の鋼材の温度低下を模擬するために、徐冷炉を
利用して徐冷した。その後、箱焼鈍の鋼帯の温度変化を
模擬するために、鋼材の一部を600〜1000℃まで
の様々な温度で焼鈍を施した。
鋼を真空溶解法により溶製し、熱間鍛造と面切削を施し
て厚さ40mm、幅140mm、長さ85mmの熱間圧
延素材とした。さらに1200℃に加熱後900℃で終
了する熱間圧延を施して厚さ4.5mmの鋼材に加工し
た。その後、スプレーで水を吹きかけて鋼材を冷却して
300〜700℃の様々な巻き取り温度にした後、巻き
取り作業の鋼材の温度低下を模擬するために、徐冷炉を
利用して徐冷した。その後、箱焼鈍の鋼帯の温度変化を
模擬するために、鋼材の一部を600〜1000℃まで
の様々な温度で焼鈍を施した。
【0027】
【表1】
【0028】箱焼鈍を模擬するための焼鈍を施した鋼帯
から圧延方向(スラブをライン上で走らせる方向)に直
角にVノッチ付きのシャルピー衝撃試験片を切り出し
て、25℃でJIS Z 2242に準じてシャルピー
衝撃試験を行って鋼帯の衝撃値を求めた。表2に巻き取
り温度、箱焼鈍の温度と時間、600℃から400℃ま
での温度域の冷却速度および鋼帯の衝撃値を示した。
から圧延方向(スラブをライン上で走らせる方向)に直
角にVノッチ付きのシャルピー衝撃試験片を切り出し
て、25℃でJIS Z 2242に準じてシャルピー
衝撃試験を行って鋼帯の衝撃値を求めた。表2に巻き取
り温度、箱焼鈍の温度と時間、600℃から400℃ま
での温度域の冷却速度および鋼帯の衝撃値を示した。
【0029】
【表2】
【0030】表2から本発明の方法で製造した鋼帯は、
25℃における衝撃値が40J/cm2 以上であり、
靱性に優れていることが明らかである。
25℃における衝撃値が40J/cm2 以上であり、
靱性に優れていることが明らかである。
【0031】一方、箱焼鈍を本発明で規定する範囲外の
条件で製造した鋼帯は、衝撃値が40J/cm2 未満
であり、靱性が悪かった。
条件で製造した鋼帯は、衝撃値が40J/cm2 未満
であり、靱性が悪かった。
【0032】(実施例2) 本発明方法を実機に適用して鋼帯を製造した。さらに製
造した鋼帯に冷間加工を施して、冷延板の素材としての
性能を調査した。
造した鋼帯に冷間加工を施して、冷延板の素材としての
性能を調査した。
【0033】表1のFに示す化学組成のフェライト系ス
テンレス鋼をVOD炉にて溶製し、厚さ200mmの連
続鋳造スラブとし、熱間圧延を施して厚さ4.5mmの
鋼帯に加工した。
テンレス鋼をVOD炉にて溶製し、厚さ200mmの連
続鋳造スラブとし、熱間圧延を施して厚さ4.5mmの
鋼帯に加工した。
【0034】この鋼帯に、800℃で16時間保持する
箱焼鈍を施し600℃から400℃までの温度域を40
℃/hの速度で冷却した後、酸洗および冷間圧延を施し
て冷延鋼板を製造した。上記の工程でも鋼帯には、割れ
や破断は起きなかった。上記の結果から、本発明の製造
方法は工業的な生産にも適用可能なことを確認した。
箱焼鈍を施し600℃から400℃までの温度域を40
℃/hの速度で冷却した後、酸洗および冷間圧延を施し
て冷延鋼板を製造した。上記の工程でも鋼帯には、割れ
や破断は起きなかった。上記の結果から、本発明の製造
方法は工業的な生産にも適用可能なことを確認した。
【0035】
【発明の効果】本発明方法により、Cuを1%以上か
つ、Crを16%以上含有する、靱性に優れるフェライ
ト系ステンレス鋼帯を製造することができるので、Cu
を含有する抗菌性に優れるフェライト系ステンレス鋼板
等の商業的な生産への寄与が大である。
つ、Crを16%以上含有する、靱性に優れるフェライ
ト系ステンレス鋼帯を製造することができるので、Cu
を含有する抗菌性に優れるフェライト系ステンレス鋼板
等の商業的な生産への寄与が大である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−60303(JP,A) 特開 平9−195009(JP,A) 特開 昭58−9934(JP,A) 特公 昭56−52973(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 6/00 C21D 9/46 - 9/48 C21D 8/00 - 8/04 C22C 38/00 - 38/60
Claims (1)
- 【請求項1】重量%にて、C:0.015%以下、S
i:0.05〜1%、Mn:0.05〜1%、P:0.
035%以下、S:0.01%以下、Cr:16〜21
%、Ni:1%以下、Cu:1〜3%、Mo:0〜3
%、V:0〜0.15%、Al:0〜0.15%、N
b:0〜0.6%、Ti:0〜0.3%、N:0.01
5%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物か
らなるフェライト系ステンレス鋼に熱間圧延を施し、巻
き取った後、700℃以上900℃以下の温度で箱焼鈍
し、その後600℃から400℃までの温度域を30℃
/h以上の冷却速度で冷却することを特徴とするCuを
含有するフェライト系ステンレス鋼帯の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07940597A JP3322157B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | Cuを含有するフェライト系ステンレス鋼帯の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07940597A JP3322157B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | Cuを含有するフェライト系ステンレス鋼帯の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10273731A JPH10273731A (ja) | 1998-10-13 |
JP3322157B2 true JP3322157B2 (ja) | 2002-09-09 |
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ID=13688956
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07940597A Expired - Fee Related JP3322157B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | Cuを含有するフェライト系ステンレス鋼帯の製造方法 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3322157B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105821299A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-08-03 | 宝钢不锈钢有限公司 | 一种高耐蚀性抗菌铁素体不锈钢及其制造方法 |
EP3981889A1 (en) * | 2020-10-09 | 2022-04-13 | Outokumpu Oyj | Method for producing stainless steel |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100385032C (zh) * | 2006-02-17 | 2008-04-30 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 中铬含铜铁素体抗菌抗皱不锈钢板带及其制造方法 |
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