JP3595368B2

JP3595368B2 - ローピング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP3595368B2
Application number: JP8060695A
Authority: JP
Inventors: 純一濱田; 富美夫札軒; 純荒木
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-04-05
Filing date: 1995-04-05
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: JPH08277422A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ローピング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を冷間圧延により製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス鋼薄板製品は、家庭用品、自動車用品、厨房用品などに極めて広汎に使用されており、深絞り等の成形加工性だけでなく、優れた表面品位を有する薄板が要望されている。
フェライト系ステンレス鋼板の表面品位としては、光沢、写像性が挙げられ、それらを向上させる技術として、従来から冷間圧延条件の最適化が図られてきた。しかしながら、フェライト系ステンレス鋼板にはローピングと呼ばれる特有現象があり、これにより品位の優劣が決定される場合があるため、品質上の問題になることがある。
【０００３】
ローピングとは、圧延方向と平行に凹凸の縞模様が発生する現象である。フェライト系ステンレス鋼板をプレス成形すると、リジングと呼ばれる同様な現象を生じることが知られており、従来からリジングに関する改善方法の提案は数多くなされている。しかしながら、ローピングについての改善提案は少なく、製品板の表面品位や美観を向上させるためには解決しなければならない問題であった。
【０００４】
連続鋳造鋳片より製造されるフェライト系ステンレス鋼板は、鋳造時に形成される柱状晶が原因でリジングが顕著になるとされており、柱状晶を減少させることによりリジングは低減されることが確認されている。また、特開昭６０−２４３２５号公報に開示されているように、成分元素の影響や、熱延条件、熱延板焼鈍の最適条件化によってリジングが低減することが認められているが、何れにしても結晶粒の微細化、ランダム化を図り、塑性変形能の異なる集合組織を破砕することが共通の思想であった。
【０００５】
しかしながら、ローピングは圧延により板厚方向の圧縮変形および圧延方向の引張変形などが生じて初めて発生する。これは、先に述べたように、圧延における塑性変形能が、同一方位を有する集合組織によって異なるためである。つまり、冷間圧延工程においてローピングは発生・発達し、最終工程終了後の製品板の表面に凹凸を形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
フェライト系ステンレス鋼板のローピング性の向上を阻害する因子として、圧延による塑性変形能の異なる集合組織の発達がある。この集合組織の発達を抑え、かつ余分な製造工程や製造時間を必要とせずにローピングを低減する方法が求められていた。そこで本発明者らは、ローピング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を効果的かつ効率的に得ることのできる製造方法について検討を行った。
【０００７】
本発明は、冷間圧延工程において効果的にローピング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を製造する方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の要旨とするところは、重量％にて、Ａｌ：０．０３〜０．１０％、Ｃｒ：１３．０〜１８．０％、Ｎ：０．００５〜０．０２５％を含有するフェライト系ステンレス鋼の熱延鋼板を下記の（１）式で示される条件で焼鈍し、続いて１パス目の圧下率Ｒ_１を２０％以下とし、かつ総圧下率Ｒ_ｔを５０〜９０％の範囲とする条件で冷間圧延を行うことを特徴とするローピング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法にある。
【０００９】
ＬＭＰ＝（Ｔ＋２７３）・（ｌｏｇｔ＋２０）≧２３０００ …… （１）
Ｔ：焼鈍温度（℃）、ｔ：焼鈍時間（ｈｒ）
さらに本発明は、前記冷間圧延において、最終パスのロール硬さＨがビッカース硬度でＨｖ≧９００、ロール表面粗さＲが平均粗さでＲａ≦０．１０μｍである圧延ロールを用いることでローピング高さを低減することを特徴とする。
【００１０】
以下に本発明の限定理由を説明する。
Ｃｒは耐食性および耐高温酸化性の向上のために１３．０％以上の添加が必要であり、また１８．０％を超える添加は成形加工性が劣化するので、１３．０〜１８．０％の範囲とした。さらに、耐食性と成形加工性の確保という点から、１５．０〜１７．０％の範囲が望ましい。
【００１１】
Ａｌは、後述する熱延板焼鈍において、Ｎと結合してＡｌＮとして析出することにより冷間圧延前の材料を軟質化させる効果があり、そのためには０．０３％以上の添加が必要である。一方、０．１０％を超えるとＡｌ_２Ｏ_３系介在物量が増えてＡｌ_２Ｏ_３起因の耐銹性の劣化が起こる。従って、Ａｌの範囲は０．０３〜０．１０％とした。Ａｌが少ないと、最終焼鈍において鋼板中の硬い相をフェライトと炭化物に分離する際に比較的長時間の焼鈍を要するため、経済性を考慮すると０．０５〜０．１０％が望ましい。
【００１２】
Ｎは０．０２５％を超えると熱延板焼鈍時のＡｌＮ析出による材料の軟化効果が不十分であり、また０．００５％未満では高純化のためのコストアップにつながる。従って、Ｎの範囲は０．００５〜０．０２５％とした。さらに、経済性と材質特性を考慮すると０．００７〜０．０１５％が望ましい。
通常、ステンレス鋼板は熱間圧延−焼鈍−冷間圧延−焼鈍−調質圧延の工程により製造される。その際、先にも述べたようにローピング高さを低減するためには、熱間圧延後の焼鈍により再結晶を促進させなければならない。本発明者らは、成分および熱延板焼鈍条件を種々検討した結果、Ａｌを０．０３％以上添加すると、焼鈍温度Ｔと焼鈍時間ｔにより表わされるラルソン・ミラーパラメータ（以下、ＬＭＰと呼ぶ）を２３０００以上とする熱延板焼鈍を行うことによって、製品板のローピング性を向上させることができることを見出した。
【００１３】
ＳＵＳ４３０についてＡｌ含有量およびＬＭＰの条件を変化させた時のローピング高さを図１に示す。この図から明らかなように、ＬＭＰを大きくすることによりローピング高さは低減するが、Ａｌ含有量が０．０３％以上ではＬＭＰを２３０００以上にすることにより冷間圧延前の材料の硬さＨｖが１３５以下となる。さらに、続いて行う冷間圧延での条件を限定することによりローピング高さが低減し、品質上問題にならない高さである０．２μｍ以下になる。さらに、Ａｌを０．１０％を超えて添加しても、冷間圧延前の材料の硬さに対する軟化効果は飽和しており、ローピング高さに対する軽減効果も同様である。従って、Ａｌ添加量を０．０３〜０．１０％の範囲とし、熱延板焼鈍条件としてＬＭＰの範囲を２３０００以上とした。
【００１４】
なお、焼鈍温度が７５０℃未満の場合には再結晶が不十分となり、９５０℃を超えるとγ相が析出し、焼鈍後にマルテンサイトに変態して硬質化する。このため、焼鈍温度は７５０〜９５０℃が望ましい。また、焼鈍時間が２ｈｒ未満では再結晶が不十分となり、１０時間を超えてもその効果は飽和するため、焼鈍時間は２〜１０時間が望ましい。以上の焼鈍温度と焼鈍時間を考慮すると、ＬＭＰは２３０００〜２４０００が望ましい。
【００１５】
前述したように、ローピングはステンレス鋼板表面に認められる微小な凹凸であるが、その凹凸は冷間圧延工程で発生している。そのため、製品板においてローピング高さを低減する手段としては、ローピングが発生する冷間圧延工程で機械的に押しつぶしてしまう方法が、最も効果的でかつ効率的である。
本発明者らは、冷間圧延条件を種々検討した結果、Ａｌを０．０３〜０．１０％添加し、冷間圧延前の熱延板焼鈍をＬＭＰで２３０００以上とした素材の冷間圧延工程において、１パス目の冷延圧下率Ｒ_１を２０％以下とし、かつ総圧下率Ｒ_ｔを５０〜９０％とすることにより、製品板のローピング性を満足できることを見出した。
【００１６】
Ａｌ含有のＳＵＳ４３０について、１パス目の圧下率Ｒ_１および総圧下率Ｒ_ｔを変化させた時のローピング高さを図２に示す。すなわち、１パス目の冷間圧延率Ｒ_１が２０％を超えると１パス目に発生するローピング高さが０．２μｍを超える。総圧下率Ｒ_ｔが５０％未満では、１パス目に発生したローピングを押しつぶすには十分でなく、総圧下率Ｒ_ｔが９０％を超えると同一方位の冷延集合組織が発達し、その悪影響が機械的押さえ込み効果より強くなって、製品板のローピング高さが０．２μｍを超える。従って、本発明の冷間圧延においては１パス目の圧下率Ｒ_１を２０％以下とし、かつ総圧下率Ｒ_ｔの範囲を５０〜９０％とした。なお、生産効率上１パス目の圧下率Ｒ_１は５〜２０％が望ましく、総圧下率Ｒ_ｔは７０〜９０％が望ましい。
【００１７】
先にも述べたように、ステンレス鋼板は製品板の光沢は表面品位の上で非常に重要である。そこで、本発明においては、冷間圧延の最終パスにおいてロール表面の平均粗さが０．１０μｍ以下のロールを用いた。しかしながら、上記のように、ローピングはステンレス鋼板表面の微小な縞模様であるため、ステンレス鋼板の光沢が向上するとローピングが際立つようになる。
【００１８】
本発明者らは、光沢とローピング性の両者を向上させることが、冷間圧延における最終パスにおいて高硬度のロールを用いることで達成できることを見出した。
ローピング高さに及ぼす冷間圧延における最終パスのロールの硬さの影響を図３に示す。この図から明らかなように、Ａｌ：０．０７％、Ｎ：０．０１０％を含有する１７Ｃｒフェライト系ステンレス鋼板において、ＬＭＰが２３０００となる熱延板焼鈍を施した素材に対して、１パス目の圧下率が２０％以下で、かつ総圧下率が５０％以上である冷間圧延条件とすること、および最終パスのロールがビッカース硬度Ｈｖで９００以上にすることにより、冷間圧延後のローピング高さが０．４μｍ以下となる。製品板においてローピング高さが０．２μｍ以下であればローピング性は確保されているといえるが、冷間圧延ままの素材で０．４μｍ以下であれば最終工程である調質圧延においてローピング高さを０．２μｍ以下とすることができる。
【００１９】
また、製品板の表面光沢は、圧延ロール表面粗さを素材に転写させ、冷延鋼板の表面粗さを小さくすることで確保できるため、冷間圧延の最終パスにおいてロール表面の粗さを平均粗さで０．１０μｍ以下とした。本発明の冷間圧延における最終パスのロールは、硬さがＨｖ≧９００、かつ表面粗さＲがＲａ≦０．１０μｍとすることが望ましい。
【００２０】
なお、本発明は１回冷延１回焼鈍による製造に限定することなく、２回冷延２回焼鈍による製造においても適用できる。すなわち、本発明に従って熱延板焼鈍を行い、中間冷延後に中間焼鈍を施すことにより、十分再結晶し軟質化する。そして、仕上冷延において本発明に従って圧延することにより、ローピング性に優れたステンレス鋼板が製造できる。
【００２１】
【実施例】
表１、表２（表１のつづき）に示す化学成分のフェライト系ステンレス鋼スラブを、熱間圧延、焼鈍・酸洗を行い、１パス目の圧下率Ｒ_１と総圧下率Ｒ_ｔを変化させた冷間圧延を行い、焼鈍・酸洗処理後、調質圧延を施した。ここで、ローピング高さと光沢度の評価は、Ａ：特に良好、Ｂ：良好、Ｃ：不良、Ｄ：特に不良、の４段階目視評価で行い、Ｂ以上が美観を損ねない程度の表面性状を呈している。
【００２２】
表１、表２から明らかなように、本発明により製造したステンレス鋼板は、ローピング性に優れており、光沢も良好である。
【００２３】
【表１】

【００２４】
【表２】

【００２５】
【発明の効果】
以上のことから明らかなごとく、本発明によれば、ローピング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を製造することが、特別の設備を必要とせずに可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱延板焼鈍におけるラルソン・ミラーパラメータ（ＬＭＰ）と冷間圧延前の材料の硬さ、製品板のローピング高さの関係を示す図である。
【図２】冷間圧延における１パス目の圧下率Ｒ_１、総圧下率Ｒ_ｔと製品板のローピング高さの関係を示す図である。
【図３】冷間圧延における最終パスのロール硬さＨと冷延板のローピング高さの関係を示す図である。

Claims

重量％にて、Ａｌ：０．０３〜０．１０％、Ｃｒ：１３．０〜１８．０％、Ｎ：０．００５〜０．０２５％を含有するフェライト系ステンレス鋼の熱延鋼板を下記の（１）式で示される条件で焼鈍し、続いて１パス目の圧下率Ｒ_１を２０％以下とし、かつ総圧下率Ｒ_ｔを５０〜９０％の範囲とする条件で冷間圧延を行うことを特徴とするローピング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
（Ｔ＋２７３）・（ｌｏｇｔ＋２０）≧２３０００ …… （１）
Ｔ：焼鈍温度（℃）、ｔ：焼鈍時間（ｈｒ）
前記冷間圧延において、最終パスのロール硬さＨがビッカース硬度でＨｖ≧９００、ロール表面粗さＲが平均粗さでＲａ≦０．１０μｍであることを特徴とする請求項１記載のローピング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。