JP3503424B2 - 成形性に優れたフェライト系ステンレス冷延鋼板およびその製造方法 - Google Patents

成形性に優れたフェライト系ステンレス冷延鋼板およびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フェライト系ステ
ンレス冷延鋼板に関し、とくに成形性に優れたフェライ
ト系ステンレス冷延鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術】SUS430に代表されるフェライト系
ステンレス鋼板は、耐食性に優れ長時間美しい表面光沢
を保持しつづけるとともに加工性にも優れ、しかもオー
ステナイト系ステンレス鋼に比べ高価なNiを多量に含ま
ず安価であることから、家電機器、厨房機器や建築内装
品など広汎な用途に使用されている。しかしながら、近
年、ステンレス鋼板の成形においては、材料に対してさ
らに厳しい加工が行われる場合が多くなり、さらに優れ
た加工性を有するフェライト系ステンレス鋼板が要望さ
れている。
【0003】このような背景から、フェライト系ステン
レス鋼の加工性向上に関し多くの検討がなされてきた。
例えば、特開昭58−104158号公報には、高純度フェライ
ト系ステンレス鋼にNb: 0.1〜0.5 %、Ti:0.05〜0.4
%、Cu: 0.1〜0.7 %を複合添加した、板面異方性が小
さく成形性に優れた極低炭素、窒素フェライト系ステン
レス鋼が提案されている。しかしこの鋼は、Nb、Ti、Cu
の多量添加を必要とし、コスト的に高価になるという問
題があった。
【0004】また、特開平1−201445号公報には、低
P、低Sに加え低O化し、Cr量に応じてC+N量を適正
範囲とした耐食性と加工性に優れたフェライト系ステン
レス鋼が開示されている。しかしながら、低O化のため
にAlによる十分な脱酸を必要とし、鋼中にアルミナ系介
在物の増加をもたらし、鋼板表面の品質が劣化するとい
う問題があった。
【0005】また、特開平4−17623 号公報には、Al:
0.05〜0.20%、N: 0.025〜0.07%でかつAl/N≧2を
含有させ、熱延後の熱延板焼鈍を 800〜900 ℃で行い、
焼鈍後の冷却を 600℃以下の温度まで20℃/sec 以下の
冷却速度で冷却することにより、耐リジング性、粒界浸
食を防止したフェライト系ステンレス鋼板の製造方法が
開示されている。しかしながら、この方法においても、
多量のAlを添加する必要があり、鋼中のアルミナ系介在
物の増加をも招き、鋼板表面の品質が劣化するという問
題があった。
【0006】さらに、特開平1−111816号公報には、熱
間圧延の終了温度を 850℃以上とし、圧延終了後10℃/
sec 以上の冷却速度で急冷し、 550℃以下の温度で巻き
取ったのち累積圧下率50%以上の冷間圧延を施し、焼鈍
する耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス冷延
鋼板の製造方法が開示されている。しかしながら、この
技術によってもなお、冷延焼鈍後の成形性の改善は不十
分であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題点を有利に解決し、安価に製造できる成形
性に優れたフェライト系ステンレス冷延鋼板およびその
製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、フェライ
ト系ステンレス冷延鋼板の成形性を改善するために鋭意
検討した結果、冷延焼鈍時に生成される低温変態生成相
の分散を適正化することにより成形性が格段に向上する
ことを知見した。まず、本発明の基礎となった実験結果
について説明する。
【0009】C:0.06%、Cr:16.4%としてAlとNをA
l: 0.003〜0.007 %、N:0.0120〜0.0210%に変化し
た組成の鋼を真空高周波溶解炉で溶製し、小型鋼塊(50
kg)とした。これら鋼塊から 120mm厚の試験片を切り出
し、1190℃に加熱後熱間圧延し、 4.0mm厚の熱延板とし
た。その後これら熱延板に 860℃×7hrの焼鈍後徐冷処
理を施したのち冷間圧延により 0.5mm厚の冷延板とし
た。
【0010】さらに、これら冷延板に仕上げ焼鈍を施
し、冷延焼鈍板とした。仕上げ焼鈍条件としては、 840
℃×40sec で焼鈍後の冷却速度を5〜60℃/sec の範囲
と変化させた。これら冷延焼鈍について、深絞り試験を
実施し、限界絞り比(L.D.R.値)を求めた。これら冷延
焼鈍板の組織は、フェライト+低温変態生成相の2相組
織で冷延焼鈍後の冷却条件を変化させ低温変態生成相の
分散度合を変化させた。
【0011】仕上げ焼鈍後の冷却速度とL.D.R.値との関
係を図1に示す。図1から、焼鈍後の冷却速度が20℃/
sec 以上となるとL.D.R.値が著しく増加することがわか
る。また、直径1μm 以上(球体換算)の低温変態生成
相の密度(D)とL.D.R.値との関係を図2に示す。図2
から、直径1μm 以上の低温変態生成相の密度Dが3000
〜100000個/mm3の範囲で高いL.D.R.値を示すことがわ
かる。
【0012】 本発明は、上記知見に基づいて構成され
たものである。すなわち本発明は、重量%で、N:0.01
%以上0.05%以下、Al:0.01%以下、Cr:10〜20%を含
有し、残部Feおよび不可避不純物からなり、かつ球形近
似したときの直径dが1μm 以上10 μ m 以下の低温変態
生成相が3000個/mm3 超え100000個/mm3 未満分散して
なる組織を有することを特徴とする成形性に優れたフェ
ライト系ステンレス冷延鋼板である。
【0013】 また本発明は、重量%で、N0.01 %以
0.05%以下、Al:0.01%以下、Cr:10〜20%を含有す
る鋼素材に、熱間圧延、熱延板焼鈍、冷間圧延を順次施
し冷延板としたのち、750 ℃以上870 ℃以下の温度で焼
鈍を行ったのち該温度から20℃/sec 以上の冷却速度で
冷却し、球形近似したときの直径dが1μ m 以上 10 μ m
以下の低温変態生成相が 3000 個/ mm 3 100000 個/ mm 3
満分散してなる組織とすることを特徴とする成形性に優
れたフェライト系ステンレス冷延鋼板の製造方法であ
る。
【0014】
【発明の実施の形態】まず、組成の限定理由について説
明する。 N:0.01 %以上0.05%以下 Nは、0.05%を超えると固溶Nが増大し降伏強度が上昇
する。このため、N含有量は0.05%以下の範囲に限定し
た。なお、組織の微細化、肌あれ、耐リジング性の観点
から、N含有量は0.01%以上とする。
【0015】Al:0.01%以下 0.01%を超えるAlの添加は、アルミナ系介在物の増加を
招き、介在物系欠陥により表面品質および耐食性が低下
する。このため、Alは0.01%以下に限定した。 Cr:10〜20% Crは、フェライト系ステンレス鋼における基本元素で、
所期した耐食性を得るには10%以上のCr含有が必要であ
る。一方、20%を超えると成形性が劣化する。このた
め、Crは10〜20%の範囲に限定した。
【0016】その他、残部Feおよび不可避的不純物であ
る。Siは加工性の観点から1.0 %以下、Mnは耐食性の観
点から1.0 %以下が好ましい。さらに、Pは0.3 %以
下、Sは0.05%以下とするのが、加工性、耐食性の観点
から望ましい。つぎに、本発明のフェライト系ステンレ
ス冷延鋼板の組織は、フェライト+低温変態生成相の2
相組織とする。
【0017】 また本発明の冷却鋼板は、球体換算で直
径1μm 以上 10μm 以下の大きさの低温変態生成相が
3000個/mm3 超え100000個/mm3 未満鋼中に分散した組
織を有する。低温変態生成相は、例えば、マルテンサイ
ト、マッシブフェライト、C、Nを過飽和に固溶したフ
ェライトが好ましい。低温変態生成相の大きさが直径で
1μm 未満の微細相は、延性を劣化させるため、できる
だけ少なくするのが好ましい。直径1μm 以上10 μ m
の低温変態生成相は、限界絞り比等の加工性およびプ
レス加工時のかじり性を改善し、肌あれ欠陥の発生を
防止する効果を有している。直径1μm 以上10 μ m 以下
の低温変態生成相が3000個/mm3 以下では、上記した効
果が期待できない。一方、100000個/mm3 以上と多くな
ると延性が劣化する。このため、直径1μm 以上10 μ m
以下の低温変態生成相は、3000個/mm3 超え100000個/
mm3 未満の範囲に限定した。
【0018】 図3に、プレス加工時のかじり指数と
低温変態生成相量との関係を示す。この低温変態生成相
の量が3000〜100000個/mm3 の範囲でかじり指数が良
好となっている。かじり指数は、深絞り試験(LDR
試験)によりかじりの度合を判定し(Aが優、Eが劣
とし)A〜Eの5段階評価を行った。
【0019】本発明の冷延鋼板の製造方法について説明
する。上記した組成の鋼を転炉、電気炉等の公知の溶製
炉で溶製し、造塊法あるいは連続鋳造法で凝固させ、鋼
素材とする。鋼素材は、熱間圧延により所定の厚みの熱
延板とする。熱間圧延条件については特に限定する必要
はない。熱延板は 750〜 950℃に加熱し、徐冷する熱延
板焼鈍を施すのが耐粒界腐食感受性の点から好ましい。
熱延板焼鈍ののち、好ましくは酸洗を行う。
【0020】 熱延板焼鈍を施したのち、冷間圧延を行
う。冷間圧延は、累積圧下率50%以上の加工を施すのが
焼鈍後の組織を加工性の高い組織とするために好適であ
る。ついで、仕上げ焼鈍を施す。仕上げ焼鈍温度は750
℃以上、870 ℃以下の範囲とする。焼鈍温度が750 ℃未
満では、低温変態生成相の形成が少なく加工性が劣化す
る。また、870 ℃を超えると組織が粗大化するため加工
性および靱性が劣化する。
【0021】焼鈍終了後、20℃/sec 以上の冷却速度
で、好ましくは200 ℃以下まで冷却する。冷却速度が20
℃/sec 未満では、生産性が低下するうえ、Crの存在に
よってフェライト中での固溶C、Nの拡散速度が遅くな
り、転位の周囲に固溶C、NによるCottrell雰囲気が形
成され降伏強度が大きくなる。このため、焼鈍後の冷却
速度は20℃/sec 以上とした。なお、生産性の点から
は、25〜100 ℃/sec 程度が好適である。
【0022】
【実施例】表1に示す組成の鋼を溶製し200mm 厚の連鋳
スラブとした。この連鋳スラブを熱間圧延により 4.0mm
厚の熱延板とした。この熱延板に 850℃で8hrの焼鈍を
施し、その後徐冷処理を施す熱延板焼鈍を行った。つい
で熱延板を酸洗したのち、冷間圧延により 0.6mm厚の冷
延板とし、表2に示す条件の仕上げ焼鈍を施して冷延焼
鈍板とした。これら冷延焼鈍板について深絞り試験(ポ
ンチ径32mmφ)を行い、L.D.R.値を求めた。また、各冷
延焼鈍板の組織を走査型電子顕微鏡で100 視野について
調査し、低温変態生成相の大きさ個数の平均値を得た。
これらの結果を表2に示す。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】本発明例はいずれも優れた成形性を示すこ
とがわかる。一方、本発明範囲を外れる比較例はL.D.R.
値が低く、また伸び、耐食性、表面品質が低下してい
る。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、成形性に優れたフェラ
イト系ステンレス冷延鋼板を安価に製造でき、産業上格
別の効果をがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】L.D.R.値に及ぼす冷延焼鈍後の冷却速度の影響
を示すグラフである。
【図2】L.D.R.値に及ぼす低温変態生成相の個数Dの影
響を示すグラフである。
【図3】かじりに及ぼす低温変態生成相の個数Dの影
響を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 進 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 平7−126812(JP,A) 特開 昭63−169332(JP,A) 特開 昭63−7338(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 38/00 - 38/60 C21D 6/00 102 C21D 9/46

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 N:0.01 %以上0.05%以下、 Al:0.01%以下、 Cr:10〜20% を含有し、かつ球形近似したときの直径dが1μm 以上
    10 μ m 以下の低温変態生成相が3000個/mm3 超え100000
    個/mm3 未満分散してなる組織を有することを特徴とす
    る成形性に優れたフェライト系ステンレス冷延鋼板。
  2. 【請求項2】 重量%で、 N:0.01 %以上0.05%以下、 Al:0.01%以下、 Cr:10〜20% を含有する鋼素材に、熱間圧延、熱延板焼鈍、冷間圧延
    を順次施し冷延板としたのち、750 ℃以上870 ℃以下
    温度で焼鈍を行ったのち該焼鈍温度から20℃/sec 以上
    の冷却速度で冷却し、球形近似したときの直径dが1μ
    m 以上 10 μ m 以下の低温変態生成相が 3000 個/ mm 3 10
    0000 個/ mm 3 未満分散してなる組織とすることを特徴と
    する成形性に優れたフェライト系ステンレス冷延鋼板の
    製造方法。
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WO2010050575A1 (ja) 2008-10-29 2010-05-06 富士フイルム株式会社 色素、これを用いた光電変換素子、光電気化学電池、および色素の製造方法
JP5524557B2 (ja) 2009-09-28 2014-06-18 富士フイルム株式会社 光電変換素子の製造方法、光電変換素子、および光電気化学電池
JP5620081B2 (ja) 2009-09-28 2014-11-05 富士フイルム株式会社 光電変換素子の製造方法

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