JP4306879B2 - 加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼およびその薄鋼板の製造方法 - Google Patents
加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼およびその薄鋼板の製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工性および厳しい腐食環境における耐食性の優れたフェライト系ステンレス鋼、およびその薄鋼板、薄鋼帯の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フェライト系薄鋼板は厨房機器や家電機器などに広く利用されており、このような用途においては加工性とともに美麗さが要求されているが、冷間圧延後の表面にはローピング、プレス成形後にはリジングと称される縞模様が発生し、美麗さの低下が大きな問題点であった。
一方、例えば特開平４−１７６１５号公報に開示されているような、大径ロール（直径１１０mm以上）圧延による加工性向上技術を適用しようとすると、固溶しているＣ，Ｎ濃度が高く、冷延焼鈍後の集合組織変化が低炭素冷延鋼板と同様にならないために加工性の向上は得られなかった。そのため、加工性とロ−ピングやリジングの発生が少ないことの各要請を有効に満足させることが困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者らは鋭意検討の結果、溶鋼中にＭｇを添加して鋳片の組織を微細化し、熱間圧延した鋼板を大径ロールにより冷間加工することによりｒ値を向上せしめることを見出した。しかし、Ｍｇ系介在物は溶解し易く発銹起点となることから、耐食性の劣化が生じる場合があった。そこで、ｒ値向上、縞模様（リジング）の低減と共に耐食性を向上させたステンレス鋼を製造することを課題とした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨は以下の構成からなる。
（１）重量％で、
Ｃ ：０．０１％以下、 Ｓｉ：１．６％以下、
Ｍｎ：２．０％以下、 Ｃｒ：７〜３０％、
Ａｌ：０．００５〜０．５％、 Ｍｇ：０．０００３〜０．０５％、
Ｎ ：０．０５％以下、 Ｐ ：０．０５％以下、
Ｓ ：０．０６％以下、 Ｔｉ：０．０１〜１．０％
を含有し、
［Ｓ］ ≧２［Ｃ］、かつ
［Ｔｉ］≧［Ｐ］＋２［Ｏ］＋２［Ｎ］＋［Ｓ］＋４［Ｃ］＋［Ｍｇ］
（但し、［ ］内元素は元素の濃度 (重量％) を示す）
を満足する組成であり、
残部鉄および不可避的不純物の組成よりなり、かつまたＭｇを含む非金属介在物の面積占有率が０．１％以下であることを特徴とする、加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
【０００５】
（２）介在物中のＭｇ化合物がＴｉ炭化物あるいはＴｉ硫化物で覆われていることを特徴とする、前記（１）記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（３）重量％でさらに、
Ｍｏ：０．２〜３．０％
を含有することを特徴とする前記（１）または（２）記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（４）重量％でさらに、
Ｃａ：０．０００３〜０．００５０％
を含有することを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（５）重量％でさらに、
Ｎｂ：０．０５〜１．０％
を含有することを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（６）重量％でさらに、
Ｂ：０．０００３〜０．００５％
を含有することを特徴とする前記（１）乃至（５）のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
【０００６】
（７）重量％でさらに、
Ｎｉ：０．０５％〜１．０％、 Ｗ ：０．０５〜０．５％、
Ｖ ：０．０５〜０．５％、 Ｚｒ：０．０５〜１．０％、
Ｃｏ：０．００５〜０．５％、 Ｓｅ：０．００５〜０．５％、
Ｔａ：０．００５〜０．５％、 Ｒｅ：０．００５〜０．５％
の群より少なくとも１種を含有することを特徴とする前記（１）乃至（６）のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（８）重量％でさらに、
Ｃｕ：０．０３〜１．０％
を含有することを特徴とする前記（１）乃至（７）のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
【０００７】
（９）重量％でさらに、
Ｙ ：０．００５〜０．５％、 Ｓｎ：０．００５〜０．１％、
Ｌａ：０．００５〜０．５％、 Ｈｆ：０．００５〜０．５％
の群より少なくとも１種を含有することを特徴とする前記（１）乃至（８）のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（１０）重量％でさらに、
Ｐｄ：０．００５〜０．５％、 Ａｇ：０．００５〜０．５％
の群より少なくとも１種を含有することを特徴とする前記（１）乃至（９）のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（１１）重量％でさらに、
Ｃｅ：０．００５〜０．５％
を含有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
【０００８】
（１２）連続鋳造法によって前記（１）乃至（１１）のいずれか１項に記載の成分を含有せしめ、等軸晶率が５０％以上の鋳片となし、前記鋳片を１２５０℃以下で加熱して熱間圧延し、熱間圧延工程以降の鋼帯製造工程において、Ｍｇ系介在物の周りにＴｉ硫化物あるいはＴｉ炭化物を析出させることを特徴とする、加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス薄鋼板の製造法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内容を詳細に説明する。
まず、上記した鋼板の成分限定理由について述べる。
本発明者らは、本発明に関わるステンレス薄鋼板の耐食性が、合金元素のみではなく、非金属介在物の占有面積率、さらに精度の高い指標として、介在物の大きさ、介在物の分布状態、および介在物の組成に大きく支配されることを見出した。以下実験に基づき詳細に説明する。
【００１０】
供試材は、Ｃｒ：１６ｗｔ％で、Ｍｇ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃａ，Ｃ，Ｓ，Ｎ，Ｏ，Ｐ含有量を種々変化させた薄鋼板で、表面をエメリ−研磨紙６００番で湿式研磨仕上げした切板を用いた。
耐銹性試験は、人工海水噴霧（３５℃×４時間）−乾燥（６０℃×２時間）−湿潤（ＲＨ９５％以上×２時間）を１サイクルとし、６サイクルで評価した。
評価方法は、ステンレス協会で設定されたレイティングナンバ−（ＳＡＲＮ）を用いた。ＳＡＲＮは発銹面積率（銹の占める面積の割合）と相関があり、ＳＡＲＮ＝１０は発銹面積率＝０、ＳＡＲＮ＝０は発銹面積率が５０〜１００％を示す。
【００１１】
介在物の最大径の測定は、ＪＩＳ Ｇ ０５５５の方法に従って採取した試験片の被検面（１５mm×２０mm＝３００mm2 ）を鏡面研磨し、介在物について個別に測定した。連続した介在物全体を内包する最小円（介在物の外接円）の直径を介在物径とし、被検面全体における介在物径の最大値を介在物の最大径とした。介在物間距離の測定は、鏡面研磨した被検面（１５mm×２０mm＝３００mm2 ）の介在物における外接円の中心間距離のうち、最小距離を測定した。
耐食性については、亜熱帯海浜大気環境を模擬した促進腐食試験である複合サイクル腐食試験により評価した。
【００１２】
図１に、非金属介在物の占有面積率と発銹レイティングナンバ−との関係を示す。図１に示すように、占有面積率が０．１％以下であれば良好な耐食性を示す。好ましくは、０．０２％以下であればさらに良好な耐食性を示す。
また図２に、介在物の最大径および介在物間距離と発銹レイティングナンバ−との関係を示す。図２に示すように、介在物の最大径が３０μｍ以下でかつ介在物間距離が１０μｍ以上であれば、良好な耐食性を示す。
好ましくは、介在物の最大径が５μｍ以下でかつ介在物間距離が１０μｍ以上、あるいは介在物の最大径が１０μｍ以下でかつ介在物間距離が５０μｍ以上であれば、さらに良好な耐食性を示す。さらに好ましくは、介在物の最大径が５μｍ以下でかつ介在物間距離が５０μｍ以上であれば、安定した良好な耐食性を示す。
【００１３】
以上のように介在物の占有面積が小さくなるほど耐食性が良好となる理由は、以下のように考えている。
鋼板表層に現れた介在物は、その組成によっては、酸性〜中性水溶液に対する溶解度が大きく、発銹起点となりやすい。この発銹起点となる介在物が小さければ、介在物が溶解してもピット内の再不動態化が容易で局部腐食が進展し難い。そして介在物間の距離は、小さいと腐食したピット間で連結して腐食が拡大しやすいため、これを十分抑制できるだけの距離が必要となるのである。
なお介在物占有面積率の下限は特に規定しないが、本発明ではＭｇを添加することが前提であるため、これによる介在物は必ず生成する。本発明に従ってＭｇを添加した場合、通常は占有面積率で０．００１％以上となる。
【００１４】
さらに介在物の組成について、Ｍｇ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｃａ硫化物は中性〜酸性の溶液環境で溶解するため、介在物自身の溶解を防止するには、これらの酸化物をＴｉ硫化物あるいはＴｉ炭化物により被覆する構造が有効である。Ｔｉ硫化物あるいはＴｉ炭化物は、中性〜酸性の溶液環境においても溶けにくいため、Ｍｇ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｃａ硫化物の溶解を防ぐと考えられる。
【００１５】
このようなＴｉ硫化物あるいはＴｉ炭化物がＭｇ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｃａ硫化物に被覆した介在物は、鋳片を１２５０℃以下で加熱して熱間圧延すると、以降の工程において形成されやすい。すなわち加熱温度を１２５０℃以下にすると、Ｍｇ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｃａ硫化物は固溶せずに介在物として残存する。
一方Ｔｉ硫化物、Ｔｉ炭化物を含むその他の介在物は一旦固溶し、以後の工程で析出するが、このときすでにあるＭｇ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｃａ硫化物を核として析出し、上述のような２層構造ができる確率が増加するのである。
【００１６】
図３に、Ｍｇ酸化物を含む介在物のＴｉ硫化物、あるいはＴｉ炭化物による、被覆率と介在物の断面溶解面積率の関係を示す。
被覆率は、鏡面研磨した試料の被検面上の介在物断面について、Ｍｇ酸化物の周囲長さに対する、Ｔｉ酸化物あるいはＴｉ窒化物のＭｇ酸化物との付着部分、すなわちＭｇ酸化物の被覆部分の長さの百分率と定義した。
【００１７】
介在物の断面溶解面積率は、介在物断面を露出した鏡面研磨試料を試験液浸漬前後でＳＥＭ観察およびＥＰＭＡ元素分析し、介在物面積を比較し、次の式で定義した。
断面溶解面積率（％）＝１００−（試験溶液浸漬後の介在物投影面積）
／（試験溶液浸漬前の介在物投影面積）
【００１８】
試験条件としては、５０℃の５％ＮａＣｌ水溶液中に２４時間浸漬した。
図３に示すように、被覆率５０％以上で介在物が解け難くなるため、被覆率は５０％以上が望ましい。耐食性の向上を図るためには、より好ましくは被覆率７０％以上であり、さらに好ましくは９０％以上である。
【００１９】
次に、成分の限定理由について説明する。成分の含有量は重量％である。
Ｃ：０．０１％以下
Ｃは、フェライト系ステンレス鋼においては固溶限が小さく、主としてＣｒ炭化物として析出し粒界腐食を引き起こすが、強度の観点からある程度の含有量が必要であるため、０．０１％以下に制限する。
【００２０】
Ｓｉ：１．６％以下
Ｓｉは鋼表面に安定なＳｉＯ2 の保護皮膜を形成し、耐酸化性を高めるために好ましくは０．１％以上含有させる。一方過剰に添加すると靱性を低下させ加工性を阻害するため１．６％以下とした。好ましくは０．５％以下が良い。
【００２１】
Ｍｎ：２．０％以下
Ｍｎは鋼の脱酸および脱硫のために適量、好ましくは０．１％以上を添加するが、過度に添加すると耐酸化性を損なうことから、上限を２．０％とした。
【００２２】
Ｃｒ：７〜３０％
Ｃｒは耐食性および耐高温腐食性を確保する上で不可欠な成分であり、７％以上は必要であるが、３０％を超えるとその効果が飽和する上、加工性および靭性の低下を来たすことになるため、７〜３０％に限定する。好ましくは１１〜２５％が良い。さらに好ましくは１１〜２０％が良い。
【００２３】
Ａｌ：０．００５〜０．５％
ＡｌはＮと結合してＡｌＮを形成し、母相中のＮを低減して靭性および強度を高めるだけでは無く脱酸剤としても重要である。しかし含有量が０．００５％未満では効果が無く、０．５％を超えると製品のリジングが顕著となることから、０．００５〜０．５％の範囲とした。好ましくは０．０１〜０．２％である。
【００２４】
Ｍｇ：０．０００３〜０．０５％
Ｍｇは本発明では特に重要な役割を担う成分である。ＭｇはＴｉやＡｌより脱酸能力が強い元素であり、Ｍｇ酸化物となって微細分散させることにより鋳片の凝固核となり、鋳片組織中央部を微細な等軸晶粒とすることができる。微細な等軸晶粒組織のスラブでは熱間圧延中に再結晶が促進され、冷延後の伸びやｒ値が向上し、さらに冷延後の縞模様（ロ−ピング）やプレス加工後の縞模様（リジング）が大きく低減するなど、加工性および表面性状が向上する。ただしＭｇ酸化物は介在物となって鋼中に残存する。
介在物中のＭｇ酸化物は酸性溶液中で溶解する可能性があるため、環境によっては使用中において発銹起点となる。Ｍｇ酸化物からの発銹を防ぐには、Ｍｇ添加量を最適化すること、および介在物の大きさを抑制しさらに発銹起点の連結拡大を防止するために、特定の分散状態とすることが有効であることを見出した。加工性向上のために、Ｍｇは０．０００３％以上含有することが必要である。但し、０．０５％を超えると耐食性が劣化するので、上限を０．０５％とした。
【００２５】
Ｎ：０．０５％以下
Ｎについては、固溶Ｎを少なくすることによって靭性を向上させる成分であり、特にＮ含有量が０．０５％を超えると靭性を著しく損なうことから、０．０５％以下に抑制する。好ましくは０．０２％以下が良い。
【００２６】
Ｐ：０．０５％以下
Ｐは熱間加工性の点から少ないことが望ましく、０．０５％以下、好ましくは０．０３％以下が良い。
【００２７】
Ｓ：０．０６％以下
Ｓは、熱間加工性および耐食性の点から少ない方が望ましく、０．０６％以下にするが、Ｍｇ酸化物を被覆するためのＴｉＳ，Ｔｉ4 Ｃ2 Ｓ2 生成条件としてＣ量の２倍以上必要である。さらに好ましいＳ含有量は０．０３〜０．０６％である。
【００２８】
Ｔｉ：０．０１〜１．０％
Ｔｉを添加する大きな理由は、Ｔｉ系析出物を利用して、再結晶の促進、加工性の向上、耐食性の向上を図ることにある。本発明においては、Ｔｉ硫化物あるいはＴｉ炭化物をＭｇ化合物に被覆することにより、Ｍｇ化合物の溶解を抑制することで製品表面の発銹を抑えることにある。すなわち、溶鋼から薄板製品までの加工熱処理中にＴｉＮ，ＴｉＳ，Ｔｉ4 Ｃ2 Ｓ2 ，ＦｅＴｉＰ，ＴｉＣ等を析出させ、このうち溶鋼段階に於いてＴｉＮを析出させ、熱間圧延以降の段階においてＴｉＳ，Ｔｉ4 Ｃ2 Ｓ2 をＭｇ酸化物の回りに析出成長させ被覆するのである。これらの析出被覆条件は、Ｓ濃度、Ｔｉ濃度を他の元素濃度の関数として規定し、さらに熱間圧延のスラブ加熱温度を規定することによって達成できることを見出した。
【００２９】
すなわち、固溶状態からＴｉ硫化物がＴｉ炭化物より優先的に析出する条件として、
［Ｓ］≧２［Ｃ］、
さらにＴｉのリン化物、酸化物、窒化物、硫化物、炭化物が析出し、さらにＭｇ化合物をＴｉが被覆するために必要なＴｉ量として、
［Ｔｉ］≧［Ｐ］＋２［Ｏ］＋２［Ｎ］＋［Ｓ］＋４［Ｃ］＋［Ｍｇ］、
さらにスラブ加熱において１２５０℃以下に加熱すればＭｇ介在物、Ｔｉ酸化物、Ｔｉ窒化物以外は再固溶し、後工程の加工冷却中に、ＴｉＳ，Ｔｉ4 Ｃ2 Ｓ2 が、既に存在する核すなわちＭｇを含む介在物上に析出する。ただしこの場合、１２５０℃以下でＴｉが析出する条件としては、Ｔｉ量は０．０１％以上である。
【００３０】
また、析出に使われなかった固溶ＴｉはＣｒとの共存により不動態皮膜を強化する。さらにＭｏとの共存ではより一層不動態皮膜が強化され、また不動態皮膜が破壊されても再不動態化が促進されるため、塩化物イオンの多い環境においても高い耐食性を発揮することができる。しかし、１．０％を超えると熱間加工性を劣化させるため、Ｔｉ量の上限を１．０％とした。
【００３１】
以上が本発明における基本成分であるが、必要に応じ以下の成分を更に添加することができる。
Ｍｏ：０．２〜３．０％
Ｍｏは加工性の向上に大きな効果のある成分である。加工性の指標であるランクフォ−ド（ｒ）値は、Ｍｏを添加し、大径ロ−ルで冷間圧延し、焼鈍することによって向上する。また、厳しい中性塩化物腐食環境における耐食性を飛躍的に向上させる。その理由は、不動態皮膜を強化し、介在物溶解後のピット底面の再不動態化を促進することによって発銹を防止し、腐食進展を防止するからである。さらに本発明の他の選択元素との複合添加により、さらに耐食性が向上する。これら加工性および耐食性の効果は、Ｍｏが０．２％未満では効果がなく、３．０％を超えるとその効果は飽和する。したがって下限０．２％、上限３．０％とした。
【００３２】
Ｃａ：０．０００３〜０．００５０％
Ｃａは低硫黄鋼中でＡｌと共存してＯを固定し、局部腐食の発生起点となりうるＭｎＳ系の介在物の生成を抑制し、耐食性を改善する。但しＣａ硫化物、Ｃａ酸化物は酸性溶液中で溶解し易いため、Ｃａを含む介在物は発銹の起点となり得る。発銹を防ぐためには、Ｍｇと同様に含有量の低減および介在物の大きさを抑制し、さらにまた発銹起点の連結拡大を防止するために、特定の分散状態とすることが有効である。
加工性向上のためにＣａは０．０００３％以上含有することが必要である。０．００５％を超えると耐食性が劣化するので、上限を０．００５％とした。
【００３３】
Ｎｂ：０．０５〜１．０％
ＮｂはＣまたはＮを固定し、ステンレス鋼の耐食性の劣化を防ぐ。耐食性を向上させるため０．０５％以上、１．０％以下添加される。０．０５％未満では効果がなく、１．０％を超えると熱間加工性を劣化させる。
【００３４】
Ｂ：０．０００３〜０．００５％
Ｂは粒界強度を増大する効果があり、成形加工時の割れいわゆる２次加工割れの抵抗力を増大するため、０．０００３％以上の添加が有効である。多すぎると加工時に脆化割れを引き起こすため、上限を０．００５％とした。
【００３５】
Ｎｉ：０．０５〜１．０％
Ｎｉは、高い耐食性を要求される環境ではＣｒその他元素と共存して用いられる。局部腐食進展抑制に効果があるが、０．０５％未満では効果が無く、１．０％を超えるとその効果は飽和し、また経済的にも高価となる。
【００３６】
Ｗ：０．０５〜０．５％
Ｗの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、耐局部腐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．０５％未満では効果がない。
【００３７】
Ｖ：０．０５〜０．５％
Ｖの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、耐局部腐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．０５％未満では効果がない。
【００３８】
Ｚｒ：０．０５〜１．０％
Ｚｒの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、耐局部腐食性を向上させるので、必要に応じて１．０％以下添加する。１．０％を超えるとその効果は飽和し、０．０５％未満では効果がない。
【００３９】
Ｃｏ：０．００５〜０．５％
Ｃｏの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、耐局部腐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．００５％未満では効果がない。
【００４０】
Ｓｅ：０．００５〜０．５％
Ｓｅの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、耐局部腐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．００５％未満では効果がない。
【００４１】
Ｔａ：０．００５〜０．５％
Ｔａの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、耐局部腐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．００５％未満では効果がない。
【００４２】
Ｒｅ：０．００５〜０．５％
Ｒｅの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、耐局部腐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．００５％未満では効果がない。
【００４３】
Ｃｕ：０．０３〜１．０％
ＣｕはＣｒをベースとした成分系、さらにはＮｉその他元素と共存の形で添加され、酸性環境での耐食性を向上させる元素である。０．０３％以上で共存効果が著しく、また１．０％を超えると耐食性は飽和し、かつ熱間加工性を劣化させる。
【００４４】
Ｙ：０．００５〜０．５％
Ｙの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、特に耐粒界腐食性、耐孔食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．００５％未満では効果がない。
【００４５】
Ｓｎ：０．００５〜０．１％
Ｓｎは耐粒界腐食性を向上させるので、必要に応じて０．００５〜０．１％添加する。０．１％を超えて添加すると凝固あるいは熱延時の割れ発生の原因となり得るので、０．１％以下とする。０．００５％未満では効果がない。
【００４６】
Ｌａ：０．００５〜０．５％
Ｌａの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、特に耐粒界腐食性、耐孔食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．００５％未満では効果がない。
【００４７】
Ｈｆ：０．００５〜０．５％
Ｈｆの共存効果は炭化物生成元素であり、ステンレス鋼の耐粒界腐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．００５％未満では効果がない。
【００４８】
Ｐｄ：０．００５〜０．５％
Ｐｄの共存効果は、水素過電圧が小さく貴な金属であり、ステンレス鋼の不動態化を促進し耐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、経済的でない。０．００５％未満では効果がない。
【００４９】
Ａｇ：０．００５〜０．５％
Ａｇの共存効果は、貴な金属であり、ステンレス鋼の不動態化を促進し耐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、経済的でない。０．００５％未満では効果がない。
【００５０】
Ｃｅ：０．００５〜０．５％
Ｃｅは低硫黄鋼中でＡｌと共存してＯを固定し、耐食性を改善する効果があるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．００５％未満では効果がない。
【００５１】
上記の鋼成分組成および介在物の鋼板は、Ｍｇを添加することにより連続鋳造後の鋳片において断面組織が等軸晶率５０％以上を占め、介在物が微細分散されたスラブを用いることにより、さらに大きな効果が得られる。
以後の工程としては、熱間圧延工程あるいはさらに焼鈍などの熱処理を施した後、大径ロ−ル（直径１１０mm以上）で冷間圧延し、焼鈍する。大径ロ−ルの冷間圧延はｒ（ランクフォ−ド）値を向上させる。
【００５２】
焼鈍作業は、冷延されて硬化したステンレス鋼板を軟質化させるのが第一目的であり、組織および軟質度を安定させるためには鋼板成分に基づく再結晶温度よりも高い温度で焼鈍することが必要である。また高温に晒される結果生成する酸化膜の特性を制御することにより、後続の酸洗において好適な表面状態を確保することも大きな目的である。この様な目的のために、焼鈍の温度および雰囲気のガス組成、露点が適宜調整される。
【００５３】
【実施例】
表１に示した本発明鋼および比較鋼について、溶製、加熱、熱延の後に直径が５００mmの冷延ロ−ルで冷間圧延し、表中に記載した条件で軟化焼鈍および酸洗した後、耐食性および加工性を評価した。耐食性評価方法は、前記説明中の記載と同じである。評価結果を表２に示す。表２から明らかなように、本発明法は耐食性、加工性ともに優れていることが分かる。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【表２】
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明より得られたフェライト系ステンレス鋼は、加工性および耐食性に優れ、電気器具、ガス器具、厨房用品など加工性、耐食性、表面の美麗さを要求される設備用素材として使用でき、優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】発銹レイティングナンバ−（ＳＡＲＮ）からみた、好適な非金属介在物の面積占有率の範囲を示す図である。
【図２】発銹レイティングナンバ−（ＳＡＲＮ）からみた、好適な介在物最大径、介在物間距離の範囲を示す図である。
【図３】介在物の溶解を防止するのに効果的な、Ｍｇ酸化物へのＴｉ酸化物あるいはＴｉ窒化物による被覆率の範囲を示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工性および厳しい腐食環境における耐食性の優れたフェライト系ステンレス鋼、およびその薄鋼板、薄鋼帯の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フェライト系薄鋼板は厨房機器や家電機器などに広く利用されており、このような用途においては加工性とともに美麗さが要求されているが、冷間圧延後の表面にはローピング、プレス成形後にはリジングと称される縞模様が発生し、美麗さの低下が大きな問題点であった。
一方、例えば特開平４−１７６１５号公報に開示されているような、大径ロール（直径１１０mm以上）圧延による加工性向上技術を適用しようとすると、固溶しているＣ，Ｎ濃度が高く、冷延焼鈍後の集合組織変化が低炭素冷延鋼板と同様にならないために加工性の向上は得られなかった。そのため、加工性とロ−ピングやリジングの発生が少ないことの各要請を有効に満足させることが困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者らは鋭意検討の結果、溶鋼中にＭｇを添加して鋳片の組織を微細化し、熱間圧延した鋼板を大径ロールにより冷間加工することによりｒ値を向上せしめることを見出した。しかし、Ｍｇ系介在物は溶解し易く発銹起点となることから、耐食性の劣化が生じる場合があった。そこで、ｒ値向上、縞模様（リジング）の低減と共に耐食性を向上させたステンレス鋼を製造することを課題とした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨は以下の構成からなる。
（１）重量％で、
Ｃ ：０．０１％以下、 Ｓｉ：１．６％以下、
Ｍｎ：２．０％以下、 Ｃｒ：７〜３０％、
Ａｌ：０．００５〜０．５％、 Ｍｇ：０．０００３〜０．０５％、
Ｎ ：０．０５％以下、 Ｐ ：０．０５％以下、
Ｓ ：０．０６％以下、 Ｔｉ：０．０１〜１．０％
を含有し、
［Ｓ］ ≧２［Ｃ］、かつ
［Ｔｉ］≧［Ｐ］＋２［Ｏ］＋２［Ｎ］＋［Ｓ］＋４［Ｃ］＋［Ｍｇ］
（但し、［ ］内元素は元素の濃度 (重量％) を示す）
を満足する組成であり、
残部鉄および不可避的不純物の組成よりなり、かつまたＭｇを含む非金属介在物の面積占有率が０．１％以下であることを特徴とする、加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
【０００５】
（２）介在物中のＭｇ化合物がＴｉ炭化物あるいはＴｉ硫化物で覆われていることを特徴とする、前記（１）記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（３）重量％でさらに、
Ｍｏ：０．２〜３．０％
を含有することを特徴とする前記（１）または（２）記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（４）重量％でさらに、
Ｃａ：０．０００３〜０．００５０％
を含有することを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（５）重量％でさらに、
Ｎｂ：０．０５〜１．０％
を含有することを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（６）重量％でさらに、
Ｂ：０．０００３〜０．００５％
を含有することを特徴とする前記（１）乃至（５）のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
【０００６】
（７）重量％でさらに、
Ｎｉ：０．０５％〜１．０％、 Ｗ ：０．０５〜０．５％、
Ｖ ：０．０５〜０．５％、 Ｚｒ：０．０５〜１．０％、
Ｃｏ：０．００５〜０．５％、 Ｓｅ：０．００５〜０．５％、
Ｔａ：０．００５〜０．５％、 Ｒｅ：０．００５〜０．５％
の群より少なくとも１種を含有することを特徴とする前記（１）乃至（６）のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（８）重量％でさらに、
Ｃｕ：０．０３〜１．０％
を含有することを特徴とする前記（１）乃至（７）のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
【０００７】
（９）重量％でさらに、
Ｙ ：０．００５〜０．５％、 Ｓｎ：０．００５〜０．１％、
Ｌａ：０．００５〜０．５％、 Ｈｆ：０．００５〜０．５％
の群より少なくとも１種を含有することを特徴とする前記（１）乃至（８）のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（１０）重量％でさらに、
Ｐｄ：０．００５〜０．５％、 Ａｇ：０．００５〜０．５％
の群より少なくとも１種を含有することを特徴とする前記（１）乃至（９）のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（１１）重量％でさらに、
Ｃｅ：０．００５〜０．５％
を含有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
【０００８】
（１２）連続鋳造法によって前記（１）乃至（１１）のいずれか１項に記載の成分を含有せしめ、等軸晶率が５０％以上の鋳片となし、前記鋳片を１２５０℃以下で加熱して熱間圧延し、熱間圧延工程以降の鋼帯製造工程において、Ｍｇ系介在物の周りにＴｉ硫化物あるいはＴｉ炭化物を析出させることを特徴とする、加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス薄鋼板の製造法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内容を詳細に説明する。
まず、上記した鋼板の成分限定理由について述べる。
本発明者らは、本発明に関わるステンレス薄鋼板の耐食性が、合金元素のみではなく、非金属介在物の占有面積率、さらに精度の高い指標として、介在物の大きさ、介在物の分布状態、および介在物の組成に大きく支配されることを見出した。以下実験に基づき詳細に説明する。
【００１０】
供試材は、Ｃｒ：１６ｗｔ％で、Ｍｇ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃａ，Ｃ，Ｓ，Ｎ，Ｏ，Ｐ含有量を種々変化させた薄鋼板で、表面をエメリ−研磨紙６００番で湿式研磨仕上げした切板を用いた。
耐銹性試験は、人工海水噴霧（３５℃×４時間）−乾燥（６０℃×２時間）−湿潤（ＲＨ９５％以上×２時間）を１サイクルとし、６サイクルで評価した。
評価方法は、ステンレス協会で設定されたレイティングナンバ−（ＳＡＲＮ）を用いた。ＳＡＲＮは発銹面積率（銹の占める面積の割合）と相関があり、ＳＡＲＮ＝１０は発銹面積率＝０、ＳＡＲＮ＝０は発銹面積率が５０〜１００％を示す。
【００１１】
介在物の最大径の測定は、ＪＩＳ Ｇ ０５５５の方法に従って採取した試験片の被検面（１５mm×２０mm＝３００mm2 ）を鏡面研磨し、介在物について個別に測定した。連続した介在物全体を内包する最小円（介在物の外接円）の直径を介在物径とし、被検面全体における介在物径の最大値を介在物の最大径とした。介在物間距離の測定は、鏡面研磨した被検面（１５mm×２０mm＝３００mm2 ）の介在物における外接円の中心間距離のうち、最小距離を測定した。
耐食性については、亜熱帯海浜大気環境を模擬した促進腐食試験である複合サイクル腐食試験により評価した。
【００１２】
図１に、非金属介在物の占有面積率と発銹レイティングナンバ−との関係を示す。図１に示すように、占有面積率が０．１％以下であれば良好な耐食性を示す。好ましくは、０．０２％以下であればさらに良好な耐食性を示す。
また図２に、介在物の最大径および介在物間距離と発銹レイティングナンバ−との関係を示す。図２に示すように、介在物の最大径が３０μｍ以下でかつ介在物間距離が１０μｍ以上であれば、良好な耐食性を示す。
好ましくは、介在物の最大径が５μｍ以下でかつ介在物間距離が１０μｍ以上、あるいは介在物の最大径が１０μｍ以下でかつ介在物間距離が５０μｍ以上であれば、さらに良好な耐食性を示す。さらに好ましくは、介在物の最大径が５μｍ以下でかつ介在物間距離が５０μｍ以上であれば、安定した良好な耐食性を示す。
【００１３】
以上のように介在物の占有面積が小さくなるほど耐食性が良好となる理由は、以下のように考えている。
鋼板表層に現れた介在物は、その組成によっては、酸性〜中性水溶液に対する溶解度が大きく、発銹起点となりやすい。この発銹起点となる介在物が小さければ、介在物が溶解してもピット内の再不動態化が容易で局部腐食が進展し難い。そして介在物間の距離は、小さいと腐食したピット間で連結して腐食が拡大しやすいため、これを十分抑制できるだけの距離が必要となるのである。
なお介在物占有面積率の下限は特に規定しないが、本発明ではＭｇを添加することが前提であるため、これによる介在物は必ず生成する。本発明に従ってＭｇを添加した場合、通常は占有面積率で０．００１％以上となる。
【００１４】
さらに介在物の組成について、Ｍｇ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｃａ硫化物は中性〜酸性の溶液環境で溶解するため、介在物自身の溶解を防止するには、これらの酸化物をＴｉ硫化物あるいはＴｉ炭化物により被覆する構造が有効である。Ｔｉ硫化物あるいはＴｉ炭化物は、中性〜酸性の溶液環境においても溶けにくいため、Ｍｇ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｃａ硫化物の溶解を防ぐと考えられる。
【００１５】
このようなＴｉ硫化物あるいはＴｉ炭化物がＭｇ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｃａ硫化物に被覆した介在物は、鋳片を１２５０℃以下で加熱して熱間圧延すると、以降の工程において形成されやすい。すなわち加熱温度を１２５０℃以下にすると、Ｍｇ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｃａ硫化物は固溶せずに介在物として残存する。
一方Ｔｉ硫化物、Ｔｉ炭化物を含むその他の介在物は一旦固溶し、以後の工程で析出するが、このときすでにあるＭｇ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｃａ硫化物を核として析出し、上述のような２層構造ができる確率が増加するのである。
【００１６】
図３に、Ｍｇ酸化物を含む介在物のＴｉ硫化物、あるいはＴｉ炭化物による、被覆率と介在物の断面溶解面積率の関係を示す。
被覆率は、鏡面研磨した試料の被検面上の介在物断面について、Ｍｇ酸化物の周囲長さに対する、Ｔｉ酸化物あるいはＴｉ窒化物のＭｇ酸化物との付着部分、すなわちＭｇ酸化物の被覆部分の長さの百分率と定義した。
【００１７】
介在物の断面溶解面積率は、介在物断面を露出した鏡面研磨試料を試験液浸漬前後でＳＥＭ観察およびＥＰＭＡ元素分析し、介在物面積を比較し、次の式で定義した。
断面溶解面積率（％）＝１００−（試験溶液浸漬後の介在物投影面積）
／（試験溶液浸漬前の介在物投影面積）
【００１８】
試験条件としては、５０℃の５％ＮａＣｌ水溶液中に２４時間浸漬した。
図３に示すように、被覆率５０％以上で介在物が解け難くなるため、被覆率は５０％以上が望ましい。耐食性の向上を図るためには、より好ましくは被覆率７０％以上であり、さらに好ましくは９０％以上である。
【００１９】
次に、成分の限定理由について説明する。成分の含有量は重量％である。
Ｃ：０．０１％以下
Ｃは、フェライト系ステンレス鋼においては固溶限が小さく、主としてＣｒ炭化物として析出し粒界腐食を引き起こすが、強度の観点からある程度の含有量が必要であるため、０．０１％以下に制限する。
【００２０】
Ｓｉ：１．６％以下
Ｓｉは鋼表面に安定なＳｉＯ2 の保護皮膜を形成し、耐酸化性を高めるために好ましくは０．１％以上含有させる。一方過剰に添加すると靱性を低下させ加工性を阻害するため１．６％以下とした。好ましくは０．５％以下が良い。
【００２１】
Ｍｎ：２．０％以下
Ｍｎは鋼の脱酸および脱硫のために適量、好ましくは０．１％以上を添加するが、過度に添加すると耐酸化性を損なうことから、上限を２．０％とした。
【００２２】
Ｃｒ：７〜３０％
Ｃｒは耐食性および耐高温腐食性を確保する上で不可欠な成分であり、７％以上は必要であるが、３０％を超えるとその効果が飽和する上、加工性および靭性の低下を来たすことになるため、７〜３０％に限定する。好ましくは１１〜２５％が良い。さらに好ましくは１１〜２０％が良い。
【００２３】
Ａｌ：０．００５〜０．５％
ＡｌはＮと結合してＡｌＮを形成し、母相中のＮを低減して靭性および強度を高めるだけでは無く脱酸剤としても重要である。しかし含有量が０．００５％未満では効果が無く、０．５％を超えると製品のリジングが顕著となることから、０．００５〜０．５％の範囲とした。好ましくは０．０１〜０．２％である。
【００２４】
Ｍｇ：０．０００３〜０．０５％
Ｍｇは本発明では特に重要な役割を担う成分である。ＭｇはＴｉやＡｌより脱酸能力が強い元素であり、Ｍｇ酸化物となって微細分散させることにより鋳片の凝固核となり、鋳片組織中央部を微細な等軸晶粒とすることができる。微細な等軸晶粒組織のスラブでは熱間圧延中に再結晶が促進され、冷延後の伸びやｒ値が向上し、さらに冷延後の縞模様（ロ−ピング）やプレス加工後の縞模様（リジング）が大きく低減するなど、加工性および表面性状が向上する。ただしＭｇ酸化物は介在物となって鋼中に残存する。
介在物中のＭｇ酸化物は酸性溶液中で溶解する可能性があるため、環境によっては使用中において発銹起点となる。Ｍｇ酸化物からの発銹を防ぐには、Ｍｇ添加量を最適化すること、および介在物の大きさを抑制しさらに発銹起点の連結拡大を防止するために、特定の分散状態とすることが有効であることを見出した。加工性向上のために、Ｍｇは０．０００３％以上含有することが必要である。但し、０．０５％を超えると耐食性が劣化するので、上限を０．０５％とした。
【００２５】
Ｎ：０．０５％以下
Ｎについては、固溶Ｎを少なくすることによって靭性を向上させる成分であり、特にＮ含有量が０．０５％を超えると靭性を著しく損なうことから、０．０５％以下に抑制する。好ましくは０．０２％以下が良い。
【００２６】
Ｐ：０．０５％以下
Ｐは熱間加工性の点から少ないことが望ましく、０．０５％以下、好ましくは０．０３％以下が良い。
【００２７】
Ｓ：０．０６％以下
Ｓは、熱間加工性および耐食性の点から少ない方が望ましく、０．０６％以下にするが、Ｍｇ酸化物を被覆するためのＴｉＳ，Ｔｉ4 Ｃ2 Ｓ2 生成条件としてＣ量の２倍以上必要である。さらに好ましいＳ含有量は０．０３〜０．０６％である。
【００２８】
Ｔｉ：０．０１〜１．０％
Ｔｉを添加する大きな理由は、Ｔｉ系析出物を利用して、再結晶の促進、加工性の向上、耐食性の向上を図ることにある。本発明においては、Ｔｉ硫化物あるいはＴｉ炭化物をＭｇ化合物に被覆することにより、Ｍｇ化合物の溶解を抑制することで製品表面の発銹を抑えることにある。すなわち、溶鋼から薄板製品までの加工熱処理中にＴｉＮ，ＴｉＳ，Ｔｉ4 Ｃ2 Ｓ2 ，ＦｅＴｉＰ，ＴｉＣ等を析出させ、このうち溶鋼段階に於いてＴｉＮを析出させ、熱間圧延以降の段階においてＴｉＳ，Ｔｉ4 Ｃ2 Ｓ2 をＭｇ酸化物の回りに析出成長させ被覆するのである。これらの析出被覆条件は、Ｓ濃度、Ｔｉ濃度を他の元素濃度の関数として規定し、さらに熱間圧延のスラブ加熱温度を規定することによって達成できることを見出した。
【００２９】
すなわち、固溶状態からＴｉ硫化物がＴｉ炭化物より優先的に析出する条件として、
［Ｓ］≧２［Ｃ］、
さらにＴｉのリン化物、酸化物、窒化物、硫化物、炭化物が析出し、さらにＭｇ化合物をＴｉが被覆するために必要なＴｉ量として、
［Ｔｉ］≧［Ｐ］＋２［Ｏ］＋２［Ｎ］＋［Ｓ］＋４［Ｃ］＋［Ｍｇ］、
さらにスラブ加熱において１２５０℃以下に加熱すればＭｇ介在物、Ｔｉ酸化物、Ｔｉ窒化物以外は再固溶し、後工程の加工冷却中に、ＴｉＳ，Ｔｉ4 Ｃ2 Ｓ2 が、既に存在する核すなわちＭｇを含む介在物上に析出する。ただしこの場合、１２５０℃以下でＴｉが析出する条件としては、Ｔｉ量は０．０１％以上である。
【００３０】
また、析出に使われなかった固溶ＴｉはＣｒとの共存により不動態皮膜を強化する。さらにＭｏとの共存ではより一層不動態皮膜が強化され、また不動態皮膜が破壊されても再不動態化が促進されるため、塩化物イオンの多い環境においても高い耐食性を発揮することができる。しかし、１．０％を超えると熱間加工性を劣化させるため、Ｔｉ量の上限を１．０％とした。
【００３１】
以上が本発明における基本成分であるが、必要に応じ以下の成分を更に添加することができる。
Ｍｏ：０．２〜３．０％
Ｍｏは加工性の向上に大きな効果のある成分である。加工性の指標であるランクフォ−ド（ｒ）値は、Ｍｏを添加し、大径ロ−ルで冷間圧延し、焼鈍することによって向上する。また、厳しい中性塩化物腐食環境における耐食性を飛躍的に向上させる。その理由は、不動態皮膜を強化し、介在物溶解後のピット底面の再不動態化を促進することによって発銹を防止し、腐食進展を防止するからである。さらに本発明の他の選択元素との複合添加により、さらに耐食性が向上する。これら加工性および耐食性の効果は、Ｍｏが０．２％未満では効果がなく、３．０％を超えるとその効果は飽和する。したがって下限０．２％、上限３．０％とした。
【００３２】
Ｃａ：０．０００３〜０．００５０％
Ｃａは低硫黄鋼中でＡｌと共存してＯを固定し、局部腐食の発生起点となりうるＭｎＳ系の介在物の生成を抑制し、耐食性を改善する。但しＣａ硫化物、Ｃａ酸化物は酸性溶液中で溶解し易いため、Ｃａを含む介在物は発銹の起点となり得る。発銹を防ぐためには、Ｍｇと同様に含有量の低減および介在物の大きさを抑制し、さらにまた発銹起点の連結拡大を防止するために、特定の分散状態とすることが有効である。
加工性向上のためにＣａは０．０００３％以上含有することが必要である。０．００５％を超えると耐食性が劣化するので、上限を０．００５％とした。
【００３３】
Ｎｂ：０．０５〜１．０％
ＮｂはＣまたはＮを固定し、ステンレス鋼の耐食性の劣化を防ぐ。耐食性を向上させるため０．０５％以上、１．０％以下添加される。０．０５％未満では効果がなく、１．０％を超えると熱間加工性を劣化させる。
【００３４】
Ｂ：０．０００３〜０．００５％
Ｂは粒界強度を増大する効果があり、成形加工時の割れいわゆる２次加工割れの抵抗力を増大するため、０．０００３％以上の添加が有効である。多すぎると加工時に脆化割れを引き起こすため、上限を０．００５％とした。
【００３５】
Ｎｉ：０．０５〜１．０％
Ｎｉは、高い耐食性を要求される環境ではＣｒその他元素と共存して用いられる。局部腐食進展抑制に効果があるが、０．０５％未満では効果が無く、１．０％を超えるとその効果は飽和し、また経済的にも高価となる。
【００３６】
Ｗ：０．０５〜０．５％
Ｗの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、耐局部腐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．０５％未満では効果がない。
【００３７】
Ｖ：０．０５〜０．５％
Ｖの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、耐局部腐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．０５％未満では効果がない。
【００３８】
Ｚｒ：０．０５〜１．０％
Ｚｒの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、耐局部腐食性を向上させるので、必要に応じて１．０％以下添加する。１．０％を超えるとその効果は飽和し、０．０５％未満では効果がない。
【００３９】
Ｃｏ：０．００５〜０．５％
Ｃｏの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、耐局部腐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．００５％未満では効果がない。
【００４０】
Ｓｅ：０．００５〜０．５％
Ｓｅの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、耐局部腐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．００５％未満では効果がない。
【００４１】
Ｔａ：０．００５〜０．５％
Ｔａの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、耐局部腐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．００５％未満では効果がない。
【００４２】
Ｒｅ：０．００５〜０．５％
Ｒｅの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、耐局部腐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．００５％未満では効果がない。
【００４３】
Ｃｕ：０．０３〜１．０％
ＣｕはＣｒをベースとした成分系、さらにはＮｉその他元素と共存の形で添加され、酸性環境での耐食性を向上させる元素である。０．０３％以上で共存効果が著しく、また１．０％を超えると耐食性は飽和し、かつ熱間加工性を劣化させる。
【００４４】
Ｙ：０．００５〜０．５％
Ｙの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、特に耐粒界腐食性、耐孔食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．００５％未満では効果がない。
【００４５】
Ｓｎ：０．００５〜０．１％
Ｓｎは耐粒界腐食性を向上させるので、必要に応じて０．００５〜０．１％添加する。０．１％を超えて添加すると凝固あるいは熱延時の割れ発生の原因となり得るので、０．１％以下とする。０．００５％未満では効果がない。
【００４６】
Ｌａ：０．００５〜０．５％
Ｌａの共存効果は、ステンレス鋼の耐食性、特に耐粒界腐食性、耐孔食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．００５％未満では効果がない。
【００４７】
Ｈｆ：０．００５〜０．５％
Ｈｆの共存効果は炭化物生成元素であり、ステンレス鋼の耐粒界腐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．００５％未満では効果がない。
【００４８】
Ｐｄ：０．００５〜０．５％
Ｐｄの共存効果は、水素過電圧が小さく貴な金属であり、ステンレス鋼の不動態化を促進し耐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、経済的でない。０．００５％未満では効果がない。
【００４９】
Ａｇ：０．００５〜０．５％
Ａｇの共存効果は、貴な金属であり、ステンレス鋼の不動態化を促進し耐食性を向上させるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、経済的でない。０．００５％未満では効果がない。
【００５０】
Ｃｅ：０．００５〜０．５％
Ｃｅは低硫黄鋼中でＡｌと共存してＯを固定し、耐食性を改善する効果があるので、必要に応じて０．５％以下添加する。０．５％を超えるとその効果は飽和し、０．００５％未満では効果がない。
【００５１】
上記の鋼成分組成および介在物の鋼板は、Ｍｇを添加することにより連続鋳造後の鋳片において断面組織が等軸晶率５０％以上を占め、介在物が微細分散されたスラブを用いることにより、さらに大きな効果が得られる。
以後の工程としては、熱間圧延工程あるいはさらに焼鈍などの熱処理を施した後、大径ロ−ル（直径１１０mm以上）で冷間圧延し、焼鈍する。大径ロ−ルの冷間圧延はｒ（ランクフォ−ド）値を向上させる。
【００５２】
焼鈍作業は、冷延されて硬化したステンレス鋼板を軟質化させるのが第一目的であり、組織および軟質度を安定させるためには鋼板成分に基づく再結晶温度よりも高い温度で焼鈍することが必要である。また高温に晒される結果生成する酸化膜の特性を制御することにより、後続の酸洗において好適な表面状態を確保することも大きな目的である。この様な目的のために、焼鈍の温度および雰囲気のガス組成、露点が適宜調整される。
【００５３】
【実施例】
表１に示した本発明鋼および比較鋼について、溶製、加熱、熱延の後に直径が５００mmの冷延ロ−ルで冷間圧延し、表中に記載した条件で軟化焼鈍および酸洗した後、耐食性および加工性を評価した。耐食性評価方法は、前記説明中の記載と同じである。評価結果を表２に示す。表２から明らかなように、本発明法は耐食性、加工性ともに優れていることが分かる。
【００５４】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明より得られたフェライト系ステンレス鋼は、加工性および耐食性に優れ、電気器具、ガス器具、厨房用品など加工性、耐食性、表面の美麗さを要求される設備用素材として使用でき、優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】発銹レイティングナンバ−（ＳＡＲＮ）からみた、好適な非金属介在物の面積占有率の範囲を示す図である。
【図２】発銹レイティングナンバ−（ＳＡＲＮ）からみた、好適な介在物最大径、介在物間距離の範囲を示す図である。
【図３】介在物の溶解を防止するのに効果的な、Ｍｇ酸化物へのＴｉ酸化物あるいはＴｉ窒化物による被覆率の範囲を示す図である。
Claims (12)
- 重量％で、
Ｃ ：０．０１％以下、
Ｓｉ：１．６％以下、
Ｍｎ：２．０％以下、
Ｃｒ：７〜３０％、
Ａｌ：０．００５〜０．５％、
Ｍｇ：０．０００３〜０．０５％、
Ｎ ：０．０５％以下、
Ｐ ：０．０５％以下、
Ｓ ：０．０６％以下、
Ｔｉ：０．０１〜１．０％
を含有し、
［Ｓ］ ≧２［Ｃ］、かつ
［Ｔｉ］≧［Ｐ］＋２［Ｏ］＋２［Ｎ］＋［Ｓ］＋４［Ｃ］＋［Ｍｇ］
（但し、［ ］内元素は元素の濃度 (重量％) を示す）
を満足する組成であり、
残部鉄および不可避的不純物の組成よりなり、かつまたＭｇを含む非金属介在物の面積占有率が０．１％以下であることを特徴とする、加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。 - 介在物中のＭｇ化合物がＴｉ炭化物あるいはＴｉ硫化物で覆われていることを特徴とする、請求項１記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
- 重量％でさらに、
Ｍｏ：０．２〜３．０％
を含有することを特徴とする請求項１または２記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。 - 重量％でさらに、
Ｃａ：０．０００３〜０．００５０％
を含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。 - 重量％でさらに、
Ｎｂ：０．０５〜１．０％
を含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。 - 重量％でさらに、
Ｂ：０．０００３〜０．００５％
を含有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。 - 重量％でさらに、
Ｎｉ：０．０５％〜１．０％、
Ｗ ：０．０５〜０．５％、
Ｖ ：０．０５〜０．５％、
Ｚｒ：０．０５〜１．０％、
Ｃｏ：０．００５〜０．５％、
Ｓｅ：０．００５〜０．５％、
Ｔａ：０．００５〜０．５％、
Ｒｅ：０．００５〜０．５％
の群より少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。 - 重量％でさらに、
Ｃｕ：０．０３〜１．０％
を含有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。 - 重量％でさらに、
Ｙ ：０．００５〜０．５％、
Ｓｎ：０．００５〜０．１％、
Ｌａ：０．００５〜０．５％、
Ｈｆ：０．００５〜０．５％
の群より少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。 - 重量％でさらに、
Ｐｄ：０．００５〜０．５％、
Ａｇ：０．００５〜０．５％
の群より少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。 - 重量％でさらに、
Ｃｅ：０．００５〜０．５％
を含有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。 - 連続鋳造法によって請求項１〜１１のいずれか１項に記載の成分を含有せしめ、等軸晶率が５０％以上の鋳片となし、前記鋳片を１２５０℃以下で加熱して熱間圧延し、熱間圧延工程以降の鋼帯製造工程において、Ｍｇ系介在物の周りにＴｉ硫化物あるいはＴｉ炭化物を析出させることを特徴とする、加工性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス薄鋼板の製造法。
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