JP4498912B2 - 張り出し成型性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
張り出し加工においては、板厚が薄くなる加工後期での材料強度が高いことが重要である。しかし、加工初期では板厚が十分にあるため、むしろ軟質で金型と馴染みながら成型される必要がある。このため、加工硬化挙動では高歪み域で高n値を有する特性を持つことが望ましい。図1は、歪み量とn値の関係をNb添加有無で比較した結果である。Nb添加鋼は、歪み量が0.30〜0.35で急激にn値が上昇し0.45以上の値で安定している。図2は、図1で用いた鋼板を用いて等円バルジ試験を実施した結果を示している。Nbを含有した鋼の方が成型高さは高くなっている。Nbの含有によりNbCが析出し、オーステナイト相中のC量が低下するため、オーステナイト安定度が低下するためと考えられる。
Crは十分な耐食性を得るためには15.0質量%以上必要であるため、含有量の下限を15.0質量%以上とする。一方、多量に添加されるとδ−フェライトを形成し、成形性を低下させる。また、多量に添加されると製造性が劣化するため、含有量の上限を18.0質量%とした。
Cはオーステナイト生成元素であり、オーステナイト安定度を確保する目的で添加されるが、多量に添加すると硬質になり加工性が低下するため、0.05質量%以下(0%は含まず)の含有量とした。C含有量は0.01質量%以上であればよい。望ましくは、0.02〜0.04質量%である。
Siは強力な脱酸剤として有効であるが多量に添加されると硬質になるとともに製造性を阻害するため2.0質量%以下(0%を含まず)の含有量とする。望ましくは、0.02〜1.0質量%である。
Mnはオーステナイト生成元素であり、オーステナイト安定度の確保と深絞り成形性の向上を目的に添加するが、多量に添加するとMnSを形成し耐食性が低下するため3.0質量%以下(0%を含まず)の含有量とした。望ましくは、0.5〜1.5質量%である。
Niはオーステナイト系ステンレス鋼には不可欠な元素であり、オーステナイト安定度および加工性の確保の点で6.0質量%以上の含有量とする。一方、Niは高価な金属であるため、経済性を考慮して含有量の上限を8.0質量%とする。
Cuは、前記Niと同様に、加工性を改善、向上する上で、重要な合金元素であり、高価なNiと比較して安価な金属である。加工性を高位状態に確保するため、下限を1.5質量%とした。しかし、2.5質量%を超える多量の添加は、熱間加工性を低下させ、安価なCu源を添加し含有させるとはいえ大幅に製造コストを引き上げることになると共にCu金属成分を全く不要とする鋼種の溶鋼の品質、排出されるスラグ品質及びその有効利用に悪影響を及ぼし支障を来すことになるので、この含有量の上限を2.5質量%に規制する。
NはCと同様にオーステナイト生成元素であり、オーステナイト安定度を確保する目的で添加されるが、多量に添加すると硬質になり加工性が低下する。また、表面品質の点からも多量の添加は望ましくない。このため0.06質量%以下(0%を含まず)の含有量とする。望ましくは、0.01〜0.06質量%である。
Nbは本発明の張り出し加工性を向上させるために重要な元素であり、NbCを形成するに十分な添加量が必要なため、0.005質量%以上の含有量とする。一方、多量に添加すると成形性が低下するとともに、製造性が劣化するため、含有量の上限を0.02質量%とした。
NbC析出物量は本発明の重要な要素である。表1に示す化学成分を有する各種オーステナイト系ステンレス鋼を高周波真空溶解炉にて30kg溶製した。鋼ア〜ウはNb含有量を0.001〜0.05質量%の範囲で変化させた鋼である。これらの鋼塊を熱間圧延により板厚3.0mmとし、その後1100℃均熱30秒の熱延板焼鈍を施した後、冷間圧延を行い板厚0.8mmの冷延板を作製した。冷延板焼鈍は1080℃均熱30秒で表2に示す冷却条件とした。NbC析出物量は透過電子顕微鏡によりNbCの大きさ、数を測定して全体積を求め、視野内のサンプル体積から析出物の体積%を測定した。測定した析出物量を表2に併せて示している。
NbCの析出物量を制御するのは、NbとC量の他に最終焼鈍時の冷却速度を適正にする必要がある。Nbは炭化物を形成しやすい元素であるため、比較的短時間で析出することが可能であることから、本発明の成分範囲では40℃/秒以下が必要である。しかし、冷却速度を遅くすると製造性を阻害するため、20〜40℃/秒とした。
Claims (2)
- 質量%で、C:0.05%以下、Si:2.0%以下、Mn:3.0%以下、Ni:6.0〜8.0%、Cr:15.0〜18.0%、Cu:1.5〜2.5%、N:0.06%以下、Nb:0.005〜0.02%を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、金属組織中にNbCが0.001〜0.005体積%の範囲で存在し、JIS13号B試験片を用いた引張試験において、歪み量0.30〜0.35の加工硬化係数n値が0.45以上である張り出し成型用オーステナイト系ステンレス鋼板。
- 質量%でC:0.05%以下、Si:2.0%以下、Mn:3.0%以下、Ni:6.0〜8.0%、Cr:15.0〜18.0%、Cu:1.5〜2.5%、N:0.06%以下、Nb:0.005〜0.02%を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を熱延板焼鈍後に冷間圧延を施し、冷延板焼鈍後の800〜600℃間の冷却速度を20〜40℃/秒とする張り出し成型用オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法。
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