JP3369570B2 - 耐食性に優れるステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents

耐食性に優れるステンレス鋼板の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
技術分野 本発明は、ステンレス鋼の製造方法に係り、とくに耐
食性に優れるステンレス鋼板の製造方法に関する。 背景技術 ステンレス鋼板は、種々の腐食環境において耐食性に
優れていることから、建築材料、自動車材料、化学プラ
ント材料などとして広く用いられている。ここに近年、
その使用環境がより苛酷になった事例も多く見られ、そ
れ故にステンレス鋼板に対しても、より一層優れた耐食
性が求められるようになってきている。一方、ステンレ
ス鋼製造者側の立場からは、優れた耐食性を具備してい
ても製造に手間がかかるステンレス鋼は好ましくなく、
製造性に優れたもの、とりわけ熱間加工性に優れたもの
が望まれている。 このような背景の下で、最近、製鋼技術の進歩によっ
て鋼中の不純物の低減が可能となったことから、かかる
ステンレス鋼についてもC,S,Oを低減することにより、
上述した耐食性や熱間加工性を改善する試みがされてい
る。例えば、特公昭60−57501号公報にはC,S,Oの低減に
より耐海水性と熱間加工性を改善する方法が開示され、
また特公平２−46642号公報、特公平２−14419号公報に
は同様にして主に熱間加工性を改善する方法が開示され
ている。 しかしながら、従来の上記改善技術による場合、熱間
圧延−焼鈍−酸洗した後のステンレス鋼板の表面に著し
い荒れが発生することがある。この荒れは冷延後に倒れ
込んでかさぶた状の欠陥として残存し、そのために熱延
鋼板や冷延鋼板の耐食性を劣化させるという問題を抱え
ていた。 もちろん、かかる荒れた鋼板表面をグラインダー等で
手入れすることも試みられているが、この方法では、生
産性の低下、コスト上昇を来すために、有利な対策とは
なりえなかった。このことから、焼鈍−酸洗後のステン
レス鋼板の表面に上記の荒れを発生させない技術の確立
が強く望まれていた。 発明の開示 そこで、本発明の主たる目的は、現在のステンレス鋼
板とくにC,S,O含有量を極低量にしたステンレス鋼板を
製造する際の上述した問題点を克服するところにあり、
焼鈍−酸洗後の鋼板表面を手入れするまでもなく、従来
よりも一層優れた耐食性を示すステンレス鋼板の製造方
法を提案するところにある。 さて、上掲の目的の実現に向け、従来、焼鈍−酸洗後
のステンレス鋼板表面に生じていた荒れの発生原因につ
いて鋭意調査するとともに、その防止策を検討した。そ
の結果、次の事実が明らかとなった。すなわち、 １） 鋼板表面の荒れは、焼鈍持に形成される脱Cr層が
酸により侵食され、鋼板表面に凹凸が形成されることに
より起こる。 ２） 脱Cr層は、熱延板のスケール（Fe3O4）の量が多
いほど発達する。 ３） 脱Cr層は、熱延板のスケール（Fe3O4）と地鉄と
の密着性が強いほど発達する。 ４） 熱延板のFe3O4スケールは、830℃以下の比較的低
温で生成する。 これらのことから、発明者らは、 ５） 鋼板表面の荒れを防ぐには、Fe3O4スケール量を
減少させるとともに、地鉄との密着性を低下させること
が有効であり、 ６） Fe3O4スケール量の減少と地鉄との密着性の低下
については、熱延仕上げ温度、その後の冷却速度および
巻き取り温度により制御することが有効である ということに気づいた。 なお、上述したスケール（Fe3O4）による脱Cr層の発
生機構については必ずしも明白ではないが、以下のよう
に考えられる。 一般に、ステンレス鋼冷延板の焼鈍は、比較的高温の
低酸素雰囲気中で行われる。ステンレス鋼がこのような
雰囲気で焼鈍されると、酸化してCr2O3を生成するが、
このCr2O3は酸化に対する保護性を有するために、酸化
速度が次第に低下し、やがて鋼板表面における脱Cr層は
殆ど形成されなくなる。一方、ステンレス鋼の熱間圧延
（以下、略して熱延ともいう）においては、雰囲気が上
記焼鈍の場合と異なるため、Fe3O4を主体とするスケー
ルが生成する。このFe3O4スケールと地鉄との密着性が
強いと、焼鈍持に （3/2）O2＋Fe3O4＋2Cr→Fe2O3＋FeCr2O1 または、 4O2＋Fe3O4＋6Cr→3FeCr2O4 のような反応によりスケールが地鉄からCrを吸収する。 このように、表面にFe3O4が存在すると、酸化に対す
る保護性を有するCr2O3を生成することなくCrが消費さ
れ、その結果、脱Cr層を著しく発達させることになると
考えられる。 また、熱延板のFe3O4スケールが、830℃以下の比較的
低温で発達する理由は、熱延後、大気中で冷却されると
Feは十分に速く酸化される一方で、鋼中のCrは拡散が遅
く表面まで拡散できないことから、スケールの主体がFe
になるためであると考えられる。そして、とくに極低C,
S,Oのステンレス鋼が、C,S,Oを通常レベル程度に含むス
テンレス鋼と比べて酸洗後表面の荒れの程度が大きいこ
とは、極低C,S,Oステンレス鋼では、スケールと地鉄と
の密着性が高いことによると考えられる。 本発明は、前記の知見に基づいてなされたものであ
る。すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。 （１）C:0.01wt％以下、S:0.005wt％以下およびO:0.005
wt％以下を含有するステンレス鋼素材に、830℃以下に
おける圧下率が30％以上の熱間圧延を行い、引き続き25
℃/sec以上の冷却速度で冷却し、650℃以下で巻き取っ
た後、焼鈍次いで酸洗を行うことを特徴とする耐食性に
優れるステンレス鋼板の製造方法（第１発明）。 （２）C:0.01wt％以下、S:0.005wt％以下およびO:0.005
wt％以下を含有するステンレス鋼素材に、830℃以下に
おける圧下率が30％以上の熱間圧延を行って板厚1.5mm
以下とし、引き続き25℃/sec以上の冷却速度で冷却し、
650℃以下で巻き取った後、焼鈍、酸洗および圧下率が2
0％以下のスキンパス圧延を順次に行うことを特徴とす
る耐食性に優れるステンレス鋼板の製造方法（第２発
明）。 （３）C:0.01wt％以下、S:0.005wt％以下およびO:0.005
wt％以下を含有するステンレス鋼素材に、830℃以下に
おける圧下率が30％以上の熱間圧延を行い、引き続き25
℃/sec以上の冷却速度で冷却し、650℃以下で巻き取っ
た後、焼鈍次いで酸洗を行い、さらにロール径250mm以
上のワークロールを有する冷間圧延設備にて、該ワーク
ロールによる合計圧下率が20％を超える冷間圧延を行う
ことを特徴とする耐食性に優れるステンレス鋼板の製造
方法（第３発明）。 （４）C:0.01wt％以下、S:0.005wt％以下、 O:0.005wt％以下、Si:3wt％以下、 Mn:5wt％以下、Cr:9〜50wt％および Ni:5wt％未満 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を素材として用いることを特徴と
する第１〜３発明のいずれか一に記載の製造方法（第４
発明）。 （５）C:0.01wt％以下、S:0.005wtwt％以下、 O:0.005wtwt％以下、Si:3wt％以下、 Mn:5wt％以下、Cr:9〜50wt％および Ni:5wt％未満 を含み、さらに Ti:0.01〜1.0wt％、Nb:0.01〜1.0wt％、 V:0.01〜1.0wt％、Zr:0.01〜1.0wt％、 Ta:0.01〜1.0wt％、Co:0.1〜5wt％、 Cu:0.1〜5wt％、Mo:0.1〜5wt％、 W:0.1〜5wt％、Al:0.005〜5.0wt％、 Ca:0.0003〜0.01wt％およびB:0.0003〜0.01wt％以下 のうちから選ばれるいずれか１種または２種以上を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるフェライト
系ステンレス鋼を素材として用いることを特徴とする第
１〜３発明のいずれか一に記載の製造方法（第５発
明）。 （６）C:0.01wt％以下、S:0.005wt％以下、 O:0.005wt％以下、Si:3wt％以下、 Mn:20wt％以下、Cr:9〜50wt％、 Ni:5〜20wt％およびN:0.2wt％以下 を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるオー
ステナイト系ステンレス鋼または二相ステンレス鋼を素
材として用いることを特徴とする第１〜３発明のいずれ
か一に記載の製造方法（第６発明）。 （７）C:0.01wt％以下、S:0.005wt％以下 O:0.005wt％以下、Si:3wt％以下、 Mn:20wt％以下、Cr:9〜50wt％、 Ni:5〜20wt％、N:0.2wt％以下 を含み、さらに Ti:0.01〜1.0wt％、Nb:0.01〜1.0wt％、 V:0.01〜1.0wt％、Zr:0.01〜1.0wt％、 Ta:0.01〜1.0wt％、Co:0.1〜5wt％、 Cu:0.1〜5wt％、Mo:0.1〜5wt％、 W:0.1〜5wt％、Al:0.005〜5.0wt％、 Ca:0.0003〜0.01wt％およびB:0.0003〜0.01wt％以下 のうちから選ばれるいずれか１種または２種以上を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるオーステナ
イト系ステンレス鋼または二相ステンレス鋼を素材とし
て用いることを特徴とする第１〜３発明のいずれか一に
記載の製造方法（第７発明）。 また、上記第５発明又は第７発明における選択的添加
元素は、Ti、Nb、Ｖ、Zr、Ta、Co、Cu、Mo、Ｗ、
Al、Ca及びＢの各群の元素をそれぞれ単独で使う
か、〜の各群の中から選んだ元素を２または３種以
上組み合わせて添加することが有効である。 以下、本発明において、上記要旨構成のとおりに限定
した理由について説明する。 ・830℃以下における圧下率が30％以上； 上記範囲の加工は、極低C,S,Oのステンレス鋼におい
て、熱延中に生成したFe3O4スケールに亀裂を生じさせ
ることによりスケールと地鉄との密着性を低下させる作
用を有し、これにより、続く焼鈍持で脱Cr層が発達する
ことを抑制し、耐食性を高めることができる。 そのためには、Fe3O4スケールがとくに発達する830℃
以下の圧下率が重要であり、その値が30％未満では十分
な歪み量が与えられず、耐食性改善に十分な亀裂が導入
できない。したがって、830℃以下における圧下率は30
％以上にする必要がある。 なお、ここでいう圧下率とは、鋼板が830℃であった
時の板厚に対する熱延後の板厚の割合であって、その圧
下方法については、複数回の圧延で行っても、また、１
回の圧延で行ってもよい。また、圧延温度は、低いこと
が望ましいが、低くなりすぎると熱延時の表面欠陥が増
加して、焼鈍時の酸化により生成した脱Cr層以外の要因
で、酸洗後の凹凸が増加するために、700℃以上の温度
で行うことが望ましい。 図１は、極低Ｃ、極低Ｓ、極低Ｏ鋼（以下、単に極低
CSO鋼という;C:0.0050wt％、S:0.0040wt％、O:0.0040wt
％）および市販鋼（C:0.0500wt％、S:0.0082wt％、O:0.
0068wt％）の２種類のSUS304鋼について、また図２は、
極低CSO鋼（C:0.0020wt％、S:0.0038wt％、O:0.0030wt
％）および市販鋼（C:0.0520wt％、S:0.0068wt％、0:0.
0065wt％）の２種類のSUS430鋼について、830℃以下の
圧下率が、それぞれ熱延板および冷延板の耐食性に及ぼ
す影響を示したものである。なお、熱延板は、熱延（冷
却速度:40℃/sec、巻き取り温度:600℃）−焼鈍−酸洗
を施して得られたものであり、冷延板は、熱延（冷却速
度:45℃/sec、巻き取り温度:600℃）−焼鈍−酸洗−冷
延（ロール径:250mmでの圧下率:50％）−焼鈍−酸洗を
施して得られたものである。耐食性はCCT試験で２日後
の発錆面積率で評価した。 図中、記号■は、極低CSO鋼の熱延板を示し、記号□
は、極低CSO鋼の冷延板を示し、記号●は、市販鋼の熱
延板を示し、そして記号○は、市販鋼の冷延板を示して
いる。これらの図より、830℃以下における圧下率は30
％以上とすることにより、特に極低CSO鋼に対して、耐
食性を著しく改善する効果のあることが判る。 ・25℃/sec以上の冷却速度； 熱延終了後の冷却速度を高めることにより、熱延終了
後に生成するスケール量が減少するとともに、地鉄の熱
膨張との間によりスケールと地鉄との密着性を低下さ
せ、スケールを剥離するのに効果的である。これによ
り、続く焼鈍において脱Cr層が発達することを抑制し、
耐食性を高めることができる。 その効果は、25℃/sec未満では得られないので、25℃
/sec以上とする。なお、好ましい冷却速度は40℃/sec以
上である。 図３は、極低CSO鋼（C:0.0050wt％、S:0.0040wt％、
O:0.0040wt％）および市販鋼（C:0.0500wt％、S:0.0082
wt％、O:0.0068wt％）の２種類のSUS304鋼について、ま
た図４は、極低CSO鋼（C:0.0020wt％、S:0.0038wt％、
O:0.0030wt％）および市販鋼（C:0.0520wt％、S:0.0068
wt％、O:0.0065wt％）の２種類のSUS430鋼について、熱
延後の冷却速度が、それぞれ熱延板および冷延板の耐食
性に及ぼす影響を示したものである。なお、熱延板は、
熱延（830℃以下における圧下率:30％、巻き取り温度:5
50℃）−焼鈍−酸洗を施した得られたものであり、冷延
板は、熱延（830℃以下における圧下率:35％、巻き取り
温度:550℃）−焼鈍−酸洗−冷延（ロール径300mmでの
圧下率:50％）−焼鈍−酸洗を施して得られたものであ
る。耐食性はCCT試験で２日後の発錆面積率で評価し
た。 図中、記号■は、極低CSO鋼の熱延板を示し、記号□
は、極低CSO鋼の冷延板を示し、記号●は、市販鋼の熱
延板を示し、そして記号○は、市販鋼の冷延板を示して
いる。これらの図より、熱延後の冷却速度を25℃/sec以
上にすれば、特に極低CSO鋼において、耐食性を著しく
改善する効果のあることが判る。 ・巻き取り温度が650℃以下； 巻き取り温度は、スケールと地鉄との密着性および巻
き取り後のスケール生成量に影響を及ぼす。巻き取り温
度が650℃を超えるとスケールと地鉄との密着性の弱化
が不十分であるのみでなく、巻き取り後のスケール生成
量も増える。このため、続く焼鈍において脱Cr層が発達
し、耐食性を劣化させる。したがって、脱Cr層を抑制
し、耐食性を向上させるためには、巻き取り温度は650
℃以下にする必要がある。このように、巻き取り温度は
低いことが望ましいが、低くなり過ぎると、巻き取り時
の表面欠陥が増加して、脱Cr層以外の要因で酸洗後の凹
凸が増加するので、巻き取りは200℃以上で行うことが
望ましい。 図５は、極低CSO鋼（C:0.0050wt％、S:0.0040wt％、
O:0.0040wt％）および市販鋼（C:0.0500wt％、S:0.0082
wt％、O:0.0068wt％）の２種類のSUS304鋼について、ま
た図６は、極低CSO鋼（C:0.0020wt％、S:0.0038wt％、
O:0.0030wt％）および市販鋼（C:0.0520wt％、S:0.0068
wt％、O:0.0065wt％）の２種類のSUS430鋼について、熱
延後の巻き取り温度がそれぞれ熱延板および冷延板の耐
食性に及ぼす影響を示したものである。なお、熱延板
は、熱延（830℃以下における圧下率:40％、冷却速度:4
0℃/sec）−焼鈍−酸洗を施して得られたものであり冷
延板は、熱延（830℃以下における圧下率:40％、冷却速
度:45℃/sec）−焼鈍−酸洗−冷延（ロール径250mmでの
圧下率:45％）−焼鈍−酸洗を施して得られたものであ
る。耐食性はCCT試験で２日後の発錆面積率で評価し
た。 図中、記号■は、極低CSO鋼の熱延板を示し、記号□
は、極低CSO鋼の冷延板を示し、記号●は、市販鋼の熱
延板を示し、そして記号○は、市販鋼の冷延板を示して
いる。これらの図より、熱延、急冷後の巻き取り温度を
650℃以下にすれば、特に極低CSO鋼において、耐食性を
著しく改善する効果のあることが判る。 ・熱延板板厚が1.5mm以下およびスキンパス圧延圧下率
が20％以下； 一般に、板厚が1.5mm以下のステンレス鋼板は、熱延
板を冷延して製造されている。かかる方法に本発明を適
用して、ステンレス冷延鋼板を製造することができるの
は勿論であるが、最近では、熱間圧延機の能力向上やス
ラブ厚さの低減により、板厚が1.5mm以下のステンレス
鋼板を、冷延工程を省略したいわゆる熱延−焼鈍−酸洗
工程により製造することが試みられている。このような
工程で製造すると、従来は、酸洗後の表面の荒れがその
まま残って、耐食性が従来の冷延板に比べて低下すると
いう問題があった。 本発明法は、上述した工程で製造する場合、なかでも
熱延板板厚を1.5mm以下とし圧下率が20％以下のスキン
パスを行って製造する場合に、顕著な効果を発揮するの
で、熱延板板厚を1.5mm以下およびスキンパス圧延圧下
率を20％以下、好ましくは１〜15％とする。本発明法に
よれば、この工程により、従来のブライト仕上げの冷延
板相当品を製造可能である。 ・冷間圧延設備のワークロール径が250mm以上および該
ワークロールによる合計圧下率が20％超え； 一般に、ステンレス冷延鋼板は直径が100mm以下のロ
ールで冷延されて製造されるが、その生産性は、通常、
普通鋼の圧延に用いられる太径のロールを使用したタン
デム圧延機に比べて著しく低い。そのため、最近では、
タンデム圧延機を用いてステンレス鋼を冷延する場合が
増えてきた。しかし、タンデム圧延機を用いると、冷延
前の表面の凹凸が倒れ込んで欠陥となりやすく、耐食性
が低下するという問題があった。 本発明法は、上述した工程で製造する場合、なかでも
直径が250mm以上のワークロールを用い、合計圧下率が2
0％を超える場合に、顕著な効果を発揮するので、冷間
圧延設備のワークロール径を250mm以上および該ワーク
ロールによる合計圧下率を20％超えとする。かような冷
間圧延の後は、常法に従い焼鈍−酸洗または光輝焼鈍を
行えばよい。 本発明において、上述した工程以外の製造条件につい
ては、特に限定する必要はなく常法に従って行えばよ
い。例えば、好ましいスラブ加熱温度は1000〜1300℃、
焼鈍温度は700〜1300℃、酸洗条件は硫酸後、混酸（硝
酸・フッ酸）浸漬である。また、酸洗後の不働態化処理
を行うことも、耐食性向上のためには好ましい。 次に、本発明に好適に適用されるステンレス鋼の化学
組成について説明する。 C:0.0100wt％以下、S:0.0050wt％以下、O:0.0050wt％以
下； これらの元素は、ステンレス鋼の耐食性を低下させる
ほか、熱間加工性をも低下させるので、少ないことが望
ましい。そして特に、C,S,Oをそれぞれ0.0100wt％、0.0
050wt％、0.0050wt％を超えて含有させると耐食性が著
しく低下して、本発明法の条件で製造しても、良好な耐
食性が得られないので、C:0.0100wt％以下、S:0.0050wt
％以下、O:0.0050wt％以下、好ましくはC:0.0030wt％以
下、S:0.0020wt％以下、O:0.0040wt％以下とする。 Si:3wt％以下； Siは、鋼の高強度化、耐酸化性向上、鋼中酸素量低減
およびフェライト相の安定化に有効な元素である。しか
し、Si量が3wt％を超えると、熱延時の表面欠陥の増加
のため、焼鈍−酸洗後の凹凸が増加し、脱Cr層以外の要
因での耐食性劣化を引き起こすので、Siの含有量は3wt
％以下にする。なお、上記の効果は、0.05wt％以上で現
れ始め、0.1wt％以上でその効果が明確になる。 Mn:5wt％以下（フェライト系）、Mn:20wt％以下（オー
ステナイト系、２相）； Mnは、フェライト系ステンレス鋼においては、鋼の高
強度化および熱間加工性向上に有効な元素であるが、Mn
を5wt％を超えて含有させると、熱延時の表面欠陥の増
加のため、焼鈍−酸洗後の凹凸が増加し、脱Cr層以外の
要因での耐食性劣化を引き起こすので、含有量は5wt％
以下にする。なお、Mnは、フェライト系ステンレス鋼に
おいては、0.05wt％以上で上記の効果が現れ始める。 また、Mnは、オーステナイト系ステンレス鋼および２
相ステンレス鋼においては、鋼の高強度化、熱間加工性
向上ばかりでなく、オーステナイト相の安定化にも有効
な元素であるが、Mnを20wt％を超えて含有させると、同
様に、熱延時の表面欠陥の増加のため、焼鈍−酸洗後の
凹凸が増加し、脱Cr層以外の要因での耐食性劣化を引き
起こすので、含有量は20wt％以下にする。なお、Mnは、
オーステナイト系ステンレス鋼、２相ステンレス鋼にお
いては、0.10wt％以上で上記の効果が現れ始める。 Cr:9〜50wt％； Crは、耐食性を向上させる元素であり、9wt％未満の
含有量では耐食性の向上に寄与しない。一方、50wt％を
超えて含有させると、熱延時の表面欠陥の増加のため、
焼鈍−酸洗後の凹凸が増加し、脱Cr層以外の要因での耐
食性劣化を引き起こすので、その含有量は50wt％以下に
する。 なお、耐食性および製造性の観点から、12〜30wt％と
するのが好ましい。 Ni:5wt％未満（フェライト系）、５〜20wt％（オーステ
ナイト系、２相）； Niは、フェライト系ステンレス鋼においては、加工性
向上、耐酸化性向上および靱性向上に有効な元素である
ため、0.1wt％程度以上を含有させることもできるが、5
wt％以上含有させるとマルテンサイト相を生じて著しく
脆くなるので、含有量は5wt％未満にする。 また、Niは、オーステナイト系ステンレス鋼および２
相ステンレス鋼においては、加工性向上、耐食性向上、
靱性向上ばかりでなく、オーステナイト相の安定化に必
要な元素である。Niが5wt％未満ではその効果はなく、
一方20wt％を超えて含有させると、熱延時の表面欠陥の
増加のため、焼鈍−酸洗後の凹凸が増加し、脱Cr層以外
の要因での耐食性劣化を引き起こすので、含有量は20wt
％以下にする。 N:0.2000wt％以下（オーステナイト系、２相）； Ｎは、オーステナイト系ステンレス鋼および２相ステ
ンレス鋼において、鋼の高強度化、耐食性向上およびオ
ーステナイト相の安定化に有効な元素であるが、0.2000
wt％を超えて含有させると、熱延時の表面欠陥の増加の
ため、焼鈍−酸洗後の凹凸が増加し、脱Cr層以外の要因
での耐食性劣化を引き起こすので、含有量は0.2000wt％
以下にする。なお、上記の効果は、0.01wt％程度以上で
現れ始める。また、フェライト系ステンレス鋼において
は、Ｎ含有量を0.02wt％以下とするのが望ましい。 本発明においては、上記のフェライト系ステンレス
鋼、オーステナイト系ステンレス鋼および２相ステンレ
ス鋼にさらに、Ti:0.01〜1.0wt％、Nb:0.01〜1.0wt％、
V:0.01〜1.0wt％、Zr:0.01〜1.0wt％、Ta:0.01〜1.0wt
％、Co:0.1〜5wt％、Cu:0.1〜5wt％、Mo:0.1〜5wt％、
W:0.1〜5wt％、Al:0.01〜1.0wt％、Ca:0.0003〜0.0100w
t％およびB:0.0003〜0.0100wt％のうちから選ばれるい
ずれか１種または２種以上を含有させることができる。
以下、その限定理由について説明する。 Ti:0.01〜1.0wt％、Nb:0.01〜1.0wt％、V:0.01〜1.0w
t％、Zr:0.01〜1.0wt％、Ta:0.01〜1.0wt％； これらの元素は、いずれも鋼中のC,Nを固定して、良
好な機械的性質を得るために添加する。その効果はTi:
0.01wt％以上、Nb:0.01wt％以上、V:0.01wt％以上、Zr:
0.01wt％以上、Ta:0.01wt％以上で得られるが、これら
の合金元素量が増え過ぎると、製鋼時や熱延時の表面欠
陥が増加して、焼鈍−酸洗後の凹凸が増加し、脱Cr層以
外の要因での耐食性劣化を引き起こすので、Ti:1.0wt％
以下、Nb:1.0wt％以下、V:1.0wt％以下、Zr:1.0wt％以
下、Ta:1.0wt％以下にする。なお、好ましくは、それぞ
れ、Ti:0.01〜0.6wt％、Nb:0.01〜0.6wt％、V:0.01〜0.
6wt％、Zr:0.01〜0.6wt％、Ta:0.01〜0.6wt％とする。 なお、この元素群に含まれる各元素は、以下の各元素
群と同様に、ほとんど共通する作用効果を有するので、
これらの元素の１つを使用すれば他の元素の組み合わせ
もほとんど同じ作用効果を有することになる。したがっ
て、以下の説明については、群の各元素をまとめて説明
する。 Co:0.1〜5wt％、Cu:0.1〜5wt％； これらの元素は、フェライト系ステンレス鋼において
は、加工性を向上させたり靱性を向上させる効果があ
り、オーステナイト系ステンレス鋼や２相ステンレス鋼
においては、オーステナイト相を安定にして加工誘起マ
ルテンサイト等の生成を抑制して、加工性を向上させる
効果がある。そして、それらの効果はいずれのステンレ
ス鋼においても、Co:0.1wt％以上、Cu:0.1wt％以上で得
られるが、これらの合金元素量が増え過ぎると、熱延時
の表面欠陥の増加のため、焼鈍−酸洗後の凹凸が増加
し、脱Cr相以外の要因での耐食性劣化を引き起こすの
で、含有量はCo:5wt％以下、Cu:5wt％以下にする。 Mo:0.1〜5wt％、W:0.1〜5wt％； これらの元素はいずれも、ステンレス鋼の耐食性を向
上させる効果があり、その効果はMo:0.1wt％以上、W:0.
1wt％以上で得られるが、これらの合金元素量が増え過
ぎると、熱延時の表面欠陥の増加のため、焼鈍−酸洗後
の凹凸が増加し、脱Cr相以外の要因での耐食性劣化を引
き起こすので、含有量はMo:5wt％以下、W:5wt％以下に
する。 Al:0.005〜5.0wt％； Alは、鋼の耐酸化性を向上させるとともに、強度を向
上させる効果があり、その効果は0.005wt％以上で得ら
れるが、Al量が増え過ぎると、製鋼時や熱延時の表面欠
陥が増加するため、焼鈍−酸洗後の凹凸が増加し、脱Cr
相以外の要因での耐食性劣化を引き起こすので、添加量
は5.0wt％以下にする。 Ca:0.0003〜0.0100wt％； Caは、鋼中の介在物の形態や強度を制御して、機械的
性質や靱性を向上させる効果があり、その効果は0.0003
wt％以上で得られるが、添加量が増え過ぎると、製鋼時
や熱延時の表面欠陥が増加するため、焼鈍−酸洗後の凹
凸が増加し、脱Cr層以外の要因での耐食性劣化を引き起
こすので、添加量は0.0100wt％以下にする。 B:0.0003〜0.0100wt％； Ｂは、粒界に偏析して粒界の強度を向上させ、二次加
工脆性を改善する効果がある。その効果は0.0003wt％以
上で得られるが、含有量が増え過ぎると、製鋼時や熱延
時の表面欠陥が増加するため、焼鈍−酸洗後の凹凸が増
加し、脱Cr層以外の要因での耐食性劣化を引き起こすの
で、添加量は0.0100wt％以下にする。 その他の成分については特に定める必要はないが、Ｐ
は0.05wt％以下とするのが望ましい。 本発明において、上記選択的添加元素は、〜に掲
げた各群の元素をそれぞれ単独で使うか、〜の各群
の中から選んだ元素を２または３種以上組み合わせて添
加することが有効である。 図面の簡単な説明 図１は、SUS304ステンレス鋼における、830℃以下で
の圧下率と発錆面積率との関係を示すグラフである。 図２は、SUS430ステンレス鋼における、830℃以下で
の圧下率と発錆面積率との関係を示すグラフである。 図３は、SUS304ステンレス鋼における、熱延終了後の
冷却速度と発錆面積率との関係を示すグラフである。 図４は、SUS430ステンレス鋼における、熱延終了後の
冷却速度と発錆面積率との関係を示すグラフである。 図５は、SUS304ステンレス鋼における、巻き取り温度
と発錆面積率との関係を示すグラフである。 図６は、SUS430ステンレス鋼における、巻き取り温度
と発錆面積率との関係を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態 表１〜表４に示す化学組成になるステンレス鋼（表中
の鋼種欄にてＦはフェライト系、Ａはオーステナイト
系、Ｄは２相系を示す）を、転炉で溶製し、VOD脱ガ
ス、微量成分の調整を行った後、連続鋳造して200mm厚
のスラブとした。 次いでこれらのスラブを1200℃で２時間再加熱し、粗
圧延により板厚を10〜20mmとし、さらに、連続した仕上
げ圧延を行って、板厚が0.9〜4mmの熱延板とした。この
熱延段階は、種々の条件になる830℃以下での圧下率、
圧延終了温度、冷却速度および巻き取り温度で行った。 熱延後は、これらの熱延板につき、No.1〜49、90、9
2、94〜98については、ブタン燃焼雰囲気中で、1150℃
で１分間、加熱した後、室温まで水冷する連続焼鈍を、
また、No.50〜56、No.72、80、81、93については、ブタ
ン燃焼雰囲気中で、1000℃で１分間、加熱した後、室温
まで水冷する連続焼鈍を、また、No.57〜71、73〜79、8
2〜89、91、95、99〜101については、H2ガス:5％、露
点：−30℃、残部N2からなる雰囲気中で、850℃で５時
間、加熱した後、室温まで徐冷するバッチ焼鈍を施し
た。その後、それぞれの焼鈍板について、ショットブラ
ストによる機械的な予備脱スケール処理をし、続いて、
H2SO4:200g/l（0.2g/cm3）を含む80℃の水溶液に10秒浸
漬し、次いで、HF:25g/l（0.025g/cm3）、HNO3:150g/l
（0.150g/cm3）を含む60℃の水溶液に10秒浸漬した後、
水洗して、酸洗脱スケールを完了させた。
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】 このようにして得られた熱延板から、熱延板のまま
もの、さらに10％のスキンパス圧延したもの、あるい
はさらに冷延をおこなったものの各試験材を作成して
耐食性試験に供した。 なお、の試験材は、熱延板の板厚が1.5mm以下のも
のについてのみ採取した。また、の試験材は以下の方
法により作成した。すなわち、上記の方法で得られた熱
延板を直径が250mmのロールからなるタンデム圧延機
で、種々の圧下率で冷延した後、No.1〜32、66、68、7
0、72〜74の場合は、ブタンガス燃焼雰囲気中で、1150
℃で10秒加熱し、室温まで空冷する焼鈍を施した。その
後、Na2SO4:200g/lを含む80℃の中性塩水溶液中で、電
流密度:10A/dm2で鋼板がアノード溶解するように40秒電
解し、次いでHF:25g/l（0.025g/cm3）、HNO3:55g/l（0.
055g/cm3）を含む60℃の水溶液に10秒浸漬した後、HN
O3:100g/l（0.100g/cm3）を含む水溶液中で電流密度:10
A/dm2で鋼板が不働態化するように電解を行い、No.33〜
65、67、69、71、75〜77の場合は、アンモニア分解ガス
中で、900℃で10秒加熱する光輝焼鈍を施した。 表５〜表８に、熱延板板厚のほか、この時の830℃以
下での圧下率、圧延終了温度、冷却速度、巻き取り温度
および直径250mmのワークロールによる冷延圧下率を示
す。
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】 上述の方法で作成した供試材について耐食性を調査し
た。すなわち、NaCl:5％を含む35℃の水溶液を４時間噴
霧、２時間乾燥、２時間湿潤雰囲気保持を１サイクルと
するCCT試験を行い、２日後の発錆の程度を比較した。
その結果を表５〜表８に併せて示す。 本発明法に含まれるNo.1〜89は、熱延板、熱延−スキ
ンパス板、冷延板とも発錆面積率が５％以下で良好な耐
食性を示すのに対し、830℃以下での圧下率が30％未満
のNo.90、91、93、冷却速度が25℃/sec未満であるNo.9
2、93、巻き取り温度が650℃を超えるNo.93、94、95、
さらに製造条件は本発明に含まれるもののC,S,O量が高
いNo.96〜101は発錆面積率が５％を超えており、耐食性
が良好ではない。 産業上の利用可能性 上述したように、本発明によれば、C:0.100wt％以
下、S:0.0050wt％以下およびO:0.0050wt％以下の素材
に、830℃以下における圧下率が30％以上の熱間圧延を
行った後、25℃/sec以上の冷却速度で冷却し、650℃以
下で巻き取ることで、極低C,S,O量のステテンレス鋼板
で問題となっていた焼鈍時の脱Cr相の発達を抑制でき、
続く酸洗時での鋼板表面の荒れを防止できる。その結
果、極低C,S,Oステンレス鋼板の耐食性を著しく向上さ
せることが可能となり、とくに、熱延−焼鈍−酸洗の
後、スキンパス圧延で仕上げる場合や、太径ロールによ
り冷延する場合に、その効果が大きい。 また、本発明によれば、表面の欠陥を著しく低減でき
るので、表面が美麗で、良好な光沢を有する冷延板が得
られる。
フロントページの続き (72)発明者 福田 國夫 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所内 (56)参考文献 特開 昭56−55522（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−59446（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−201445（ＪＰ，Ａ) (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 C23G 1/08 B21B 3/02

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】C:0.01wt％以下、S:0.005wt％以下および
    O:0.005wt％以下を含有するステンレス鋼素材に、830℃
    以下における圧下率が30％以上の熱間圧延を行い、引き
    続き25℃/sec以上の冷却速度で冷却し、650℃以下で巻
    き取った後、焼鈍次いで酸洗を行うことを特徴とする耐
    食性に優れるステンレス鋼板の製造方法。
  2. 【請求項２】C:0.01wt％以下、S:0.005wt％以下および
    O:0.005wt％以下を含有するステンレス鋼素材に、830℃
    以下における圧下率が30％以上の熱間圧延を行って板厚
    1.5mm以下とし、引き続き25℃/sec以上の冷却速度で冷
    却し、650℃以下で巻き取った後、焼鈍、酸洗および圧
    下率が20％以下のスキンパス圧延を順次に行うことを特
    徴とする耐食性に優れるステンレス鋼板の製造方法。
  3. 【請求項３】C:0.01wt％以下、S:0.005wt％以下および
    O:0.005wt％以下を含有するステンレス鋼素材に、830℃
    以下における圧下率が30％以上の熱間圧延を行い、引き
    続き25℃/sec以上の冷却速度で冷却し、650℃以下で巻
    き取った後、焼鈍次いで酸洗を行い、さらにロール径25
    0mm以上のワークロールを有する冷間圧延設備にて、該
    ワークロールによる合計圧下率が20％を超える冷間圧延
    を行うことを特徴とする耐食性に優れるステンレス鋼板
    の製造方法。
  4. 【請求項４】C:0.01wt％以下、S:0.005wt％以下、 O:0.005wt％以下、Si:3wt％以下、 Mn:5wt％以下、Cr:9〜50wt％および Ni:5wt％未満 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を素材として用いることを特徴と
    する請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
  5. 【請求項５】C:0.01wt％以下、S:0.005wt％以下、 O:0.005wt％以下、Si:3wt％以下、 Mn:5wt％以下、Cr:9〜50wt％および Ni:5wt％未満 を含み、さらに Ti:0.01〜1.0wt％、Nb:0.01〜1.0wt％、 V:0.01〜1.0wt％、Zr:0.01〜1.0wt％、 Ta:0.01〜1.0wt％、Co:0.1〜5wt％、 Cu:0.1〜5wt％、Mo:0.1〜5wt％、 W:0.1〜5wt％、Al:0.005〜5.0wt％、 Ca:0.0003〜0.01wt％およびB:0.0003〜0.01wt％以下 のうちから選ばれるいずれか１種または２種以上を含有
    し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるフェライト
    系ステンレス鋼を素材として用いることを特徴とする請
    求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
  6. 【請求項６】C:0.01wt％以下、S:0.005wt％以下、 O:0.005wt％以下、Si:3wt％以下、 Mn:20wt％以下、Cr:9〜50wt％、 Ni:5〜20wt％およびN:0.2wt％以下 を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるオー
    ステナイト系ステンレス鋼または二相ステンレス鋼を素
    材として用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
    か１項に記載の製造方法。
  7. 【請求項７】C:0.01wt％以下、S:0.005wt％以下 O:0.005wt％以下、Si:3wt％以下、 Mn:20wt％以下、Cr:9〜50wt％、 Ni:5〜20wt％、N:0.2wt％以下 を含み、さらに Ti:0.01〜1.0wt％、Nb:0.01〜1.0wt％、 V:0.01〜1.0wt％、Zr:0.01〜1.0wt％、 Ta:0.01〜1.0wt％、Co:0.1〜5wt％、 Cu:0.1〜5wt％、Mo:0.1〜5wt％、 W:0.1〜5wt％、Al:0.005〜5.0wt％、 Ca:0.0003〜0.01wt％およびB:0.0003〜0.01wt％以下 のうちから選ばれるいずれか１種または２種以上を含有
    し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるオーステナ
    イト系ステンレス鋼または二相ステンレス鋼を素材とし
    て用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項
    に記載の製造方法。
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