JP4749888B2

JP4749888B2 - 加工肌荒れの少ない成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法

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Publication number: JP4749888B2
Application number: JP2006044907A
Authority: JP
Inventors: 正治秦野; 明彦高橋; 謙木村
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Stainless Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel and Sumikin Stainless Steel Corp
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2026-02-22
Also published as: JP2007224342A

Description

本発明は、加工肌荒れの少ない成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板とその製造方法ならびにプレス成形方法に関するものである。

フェライト系ステンレス鋼板は、厨房機器、家電製品、電子機器など幅広い分野で使用されている。しかしながら、オ−ステナイト系ステンレス鋼板に比べ、成形性に劣るため、用途が限定される場合があった。
近年、精錬技術の向上により極低炭素・窒素化が可能となり、更にＴｉやＮｂなどの安定化元素の添加により、成形性と耐食性を高めたフェライト系ステンレス鋼板は広範囲の成形用途へ適用されつつある。これは、フェライト系ステンレス鋼が屋内環境において良好な耐食性を有し、多量のＮｉを添加するオ−ステナイト系ステンレス鋼よりも経済性に優れるためである。

従来、フェライト系ステンレス鋼板の成形性向上は、深絞り性すなわちｒ値を向上させるものが主であり、例えば、特許文献１および特許文献２には熱延条件を制御してｒ値を向上させる製造技術が開示されている。また、フェライト系ステンレス鋼は、オ−ステナイト系ステンレス鋼に比べて伸びが低いため張り出し性に劣る欠点があった。例えば、特許文献３，特許文献４，特許文献５には、伸びの向上によって張り出し性を改善させる成分系が開示されている。しかし、これらフェライト系ステンレス鋼板は、深絞りや張出し等の加工性に優れるものの、オ−ステナイト系ステンレス鋼板と比較して、加工後の表面品質に劣る場合がある。

これまで、フェライト系ステンレス鋼板の加工後の表面品質は、鋼板をプレス成形した時に圧延方向に沿って生じる微細な凹凸、いわゆるリジングと呼ばれる現象によって著しく劣化すると理解されてきた。そのため、リジングを抑制する方法については、従来から多くの研究開発がなされている。例えば、特許文献６，特許文献７，特許文献８には、リジングを抑制する鋼成分と製造方法について開示されている。

しかしながら、フェライト系ステンレス鋼板の耐リジング性を改善しても、実際の成形用途ではオ−ステナイト系ステンレス鋼板と比べて加工肌荒れを生じやすく、加工後の表面品質を問題視される場合がある。特許文献９，特許文献１０には、加工肌荒れ（オレンジピ−ル；粗粒による肌荒れ）を改善する成分系と製造方法あるいは成形方法について開示されている。特許文献９はＴｉとＮｂの複合添加により鋼の結晶粒細粒化域を拡大することによって加工肌荒れを軽減するものである。しかし、これらは低Ｃｒフェライト系ステンレス鋼板（Ｃｒ＜１６％）に限定されるものであり、厨房機器等に通常使用される中Ｃｒフェライト系ステンレス鋼板（Ｃｒ≧１６％）には適用されない。特許文献１０は、鋼の結晶粒径に応じて成形歪量を規定するものであり、加工肌荒れの制約から成形性を十分に生かすことが困難になる場合がある。

上述した通り、厨房機器等に通常使用される中Ｃｒフェライト系ステンレス鋼板（Ｃｒ≧１６％），特に近年、極低炭素・窒素化してＴｉの添加により成形性を高めたフェライト系ステンレス鋼板を対象として、結晶粒の細粒化により、加工肌荒れの低減を図ったものはない。すなわち、フェライト系ステンレス鋼板の優れた成形性を十分に生かしつつ、実用上満足のゆく加工肌荒れの少ないフェライト系ステンレス鋼板は未だ出現していないのが現状である。また、フェライト系ステンレス鋼板において加工肌荒れを軽減するプレス成形方法について開示した文献は見当たらない。

特開昭６２−７７４２３号公報特開平７−２６８４８５号公報特開昭５８−６１２５８公報特開平０１−７５６５２公報特開平１１−３５００９０公報特開平６−８１０３６公報特開平８−３３３６３９公報特開平１０−２８００４６公報特開平７−２９２４１７公報特願２００５−１３９５３３公報

本発明は、鋼の成分，析出物，結晶粒径が適正範囲を満足する組織制御により、上述した課題を解決し、加工肌荒れの少ない成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板とその製造方法ならびにプレス成形方法を得るべく案出されたものである。

（１）質量％にて、Ｃ：０．００１〜０．０１０％、Ｓｉ：０．０１〜０．３０％、Ｍｎ：０．０１〜０．３０％、Ｐ：０．００５〜０．０３５％、Ｓ：０．０００１〜０．０１００％、Ｃｒ：１５〜２２％、Ｎ：０．００１〜０．０２０％、Ｔｉ：０．０５〜０．３５％、Ａｌ：０．００５〜０．１％、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、かつ鋼中にＴｉＮを除く長辺０．０１〜１．０μｍの析出粒子を有し、結晶粒径を２０μｍ以下であることを特徴とする加工肌荒れの少ない成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。

（２）前記鋼が、さらに質量％にて、Ｍｇ：０．０００１〜０．００５０％、Ｎｂ：０．０１〜０．６％、Ｍｏ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：０．１〜２．０％、Ｃｕ：０．１〜２．０％、Ｂ：０．０００３〜０．００５０の１種または２種以上含有していることを特徴とする請求項１に記載の加工肌荒れの少ない成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。

（３）（１）または（２）に記載の鋼成分を有し、ポンチ径：Φ１００ｍｍ、ポンチ肩Ｒ：５ｍｍ、ダイス肩Ｒ：５ｍｍ、角ブランク：２００ｍｍ、絞り高さ５０ｍｍ、しわ押さえ力：１０トン、摩擦係数：０．１１〜０．１３の条件で絞り比２．０の円筒深絞り成形後のフランジ表面においてＲｚ（十点平均粗さ）で表記される表面粗さが５μｍ以下であることを特徴とする加工肌荒れの少ない成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。

（４）（１）または（２）に記載の鋼成分を有するフェライト系ステンレス鋼スラブを熱間圧延して熱延板とし、その後冷間圧延と焼鈍を組み合わせて冷延板を製造する際に、熱延板焼鈍工程として８００〜１１００℃で熱処理の時間１〜２０時間の熱処理を行い、熱延板焼鈍後、さらに５００〜８００℃の温度範囲で熱処理を施すことを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載の加工肌荒れの少ない成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。

以下、上記（１）〜（３）の鋼板に係わる発明及び（４）の製造方法に係わる発明をそれぞれ本発明という。また、（１）〜（４）の発明を合わせて、本発明ということがある。

以上に説明したように、（１）〜（３）の本発明のフェライト系ステンレス鋼板は、成分，析出物，結晶粒径が適正範囲を満足する組織制御により、オ−ステナイト系ステンレス鋼板に匹敵するまで加工肌荒れを低減することができる。このフェライト系ステンレス鋼板は、（４）の本発明の方法によって、本発明の成分を有するフェライト系ステンレス鋼板の加工肌荒れを低減することも可能である。

本発明者らは、前記した課題を解決するために、フェライト系ステンレス鋼板に発生する加工肌荒れについて種々検討を行い、下記の新しい知見を得た。
フェライト系ステンレス鋼板に発生する加工肌荒れについて、図１に示すような流し台水槽に深絞り成形する場合を例に説明する。図１のｘに示すような側壁部分は矢印の方向への引張り応力を主に受ける。他方、図１のｙに示すような円弧状のコーナー部は、歪経路の異なる応力，すなわち、矢印１で示す半径方向への引張り応力と矢印２で示す円周方向の圧縮応力が作用する。このような歪経路の異なる応力が作用するコーナー部の加工肌荒れについては、素材の耐リジング性の改善に加え，その変形様式の影響について十分考慮した対策をとる必要がある。近年、流し台の高機能化やデザイン化が進行した結果、円弧状のコーナー部，特にコーナー部のフランジ（図１のｙと記した領域）においても表面品質を要求される場合がある。本発明者らは、これらコーナー部に生じる加工肌荒れと変形様式との関係について詳細な解析を行うことにより、その対策を検討した。

（ａ）コーナー部の加工肌荒れ表面には、複数の結晶粒を貫くように変形の集中した帯（以下、コーナー部の肌荒れ帯と呼ぶ）が出現する場合が多い。

（ｂ）コーナー部の肌荒れ帯は、素材の圧延方向にそって出現する場合が多い。

（ｃ）加工肌荒れは、コーナー部の肌荒れ帯の方向にそった凹凸として認識することができ、凹凸の単位は素材の結晶粒径と比較して十分大きい場合が存在する。

（ｄ）加工肌荒れが顕著となるのは、凹凸の単位が素材の結晶粒径と比較して十分大きい場合，縮みフランジ変形で生じる材料の幅縮みが大きく凹凸の高低差が大きくなる場合である。

（ｅ）上記のような加工肌荒れに及ぼす変形様式の影響に基づいて、その対策は、（1）
コーナー部の肌荒れ帯の方向にそった凹凸の単位を小さくする，（2）縮みフランジ変形
で生じる材料の幅縮みを抑制することが考えられる。

（ｆ）（1）の材料面からの対策は、素材の結晶粒を細粒化し、かつ縮みフランジ変形で
生じる凹凸の単位を小さくすることである。ここで、凹凸の単位を小さくするには、凝固組織に由来する｛１００｝＜０１１＞方位粒を徹底的に破壊するために、熱延板焼鈍による十分な再結晶を必要とする。熱延板焼鈍による十分な再結晶を施してかつ細粒組織を得るには、熱延板焼鈍後に結晶粒のピン止め効果を持つ析出粒子を析出させることが有効である。

（ｇ）（1）の加工面からの対策は、縮みフランジ変形で生じるコーナー部の肌荒れ帯の
方向をランダムにし、その結果として凹凸の単位や高低差を軽減することである。ここで、コーナー部の肌荒れ帯の方向をランダムにするには、プレス成形に供するブランクの板取り方向を変えることが有効な手段となる。

（ｈ）（2）の材料面からの対策はｒ値を低下させることになりかねない。これは、成形
性を阻害することになるため得策でない。

（ｉ）（2）の加工面からの対策は、プレス成形に供するブランクのコーナーカットによ
りコーナー部の円周方向に作用する圧縮応力を軽減することが有効な手段となる。

前記（１）〜（８）の本発明は、上記（ａ）〜（ｉ）の知見に基づいて完成されたものである。

以下、本発明の各要件について詳しく説明する。なお、各元素の含有量の「％」表示は「質量％」を意味する。

（Ａ）成分の限定理由を以下に説明する。
Ｃは、成形性と耐食性を劣化させるため、その含有量は少ないほど良いため、上限を０．０１０％とした。但し、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、下限を０．００１％とした。好ましくは、耐食性や製造コストを考慮して０．００２〜０．００５％とする。

Ｓｉは、脱酸元素として添加される場合がある。しかし、固溶強化元素であり、伸びの低下抑制からその含有量は少ないほど良いため、上限を０．３０％とした。但し、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、下限を０．０１％とした。好ましくは、加工性や製造コストを考慮して０．０３〜０．１５％とする。

Ｍｎは、Ｓｉと同様、固溶強化元素であるため、その含有量は少ないほど良い。伸びの低下抑制から上限を０．３０％とした。但し、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、下限を０．０１％とした。好ましくは、加工性と製造コストを考慮して０．０３〜０．１５％とする。

Ｐは、ＳｉやＭｎと同様、固溶強化元素であるため、その含有量は少ないほど良い。伸びの低下抑制から上限を０．０３５％とした。但し、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、下限を０．００５％とした。好ましくは、製造コストと加工性を考慮して０．０１０〜０．０２０％とする。

Ｓは、不純物元素であり、熱間加工性や耐食性を阻害するため、その含有量は少ないほど良い。そのため、上限は０．０１０％とした。但し、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、下限を０．０００１とした。好ましくは、耐食性や製造コストを考慮して０．００１０〜０．００５０％とする。

Ｃｒは、耐食性を確保するための必須元素であり、下限を１５％とした。但し、２２％超の添加は靱性低下により製造性が阻害され、伸びも劣化する。よって、Ｃｒの上限は２２％とした。好ましくは、耐食性および製造性と加工性を考慮して１６〜１９％とする。

Ｎは、Ｃと同様に成形性と耐食性を劣化させるため、その含有量は少ないほど良いため、上限を０．０２０％とした。但し、過度の低下は凝固時にフェライト粒生成の核となるＴｉＮが析出せず、凝固組織が柱状晶化し、製品板成形時の耐リジング性が劣化する懸念がある。また、Ｎが過剰に添加された場合、固溶Ｎにより伸びの低下をもたらすことから、下限を０．００１％とした。好ましくは、製造コストと耐食性を考慮して０．００５〜０．０１２％とする。

Ｔｉは、Ｃ，Ｎ，Ｓ，Ｐと結合して耐食性、耐粒界腐食性および深絞り性を向上させる。Ｔｉの添加により、ＴｉＣ，Ｔｉ₄Ｃ₂Ｓ₂，ＴｉＮ，ＦｅＴｉＰなどが析出する。（４）の本発明での熱延板焼鈍やその後の熱処理において、これら析出粒子の固溶と析出を制御することにより、再結晶の促進と結晶粒の細粒化を両立することが可能となり、（１）の本発明の組織を造り込むことができる。これら効果を得るため、下限を０．０５％とした。しかし、Ｔｉも固溶強化元素であり、過度の添加は伸びの低下に繋がるため、上限を０．３５％とした。好ましくは、溶接部の粒界腐食性や加工性を考慮して０．１０〜０．２０％とする。

Ａｌは、脱酸元素として有効な元素であるため、下限を０．００５％とした。しかし、過度の添加は成形性、溶接性および表面品質の劣化をもたらすため、上限を０．１％とした。好ましくは、精錬コストを考慮して０．０１〜０．０５％とする。

Ｍｇは、溶鋼中でＡｌとともにＭｇ酸化物を形成し脱酸剤として作用する他、ＴｉＮの晶出核として作用する。ＴｉＮは凝固過程においてフェライト相の凝固核となり、ＴｉＮの晶出を促進させることで、凝固時にフェライト相を微細生成させることができる。凝固組織を微細化させることにより、製品のリジングやロ−ピングなどの粗大凝固組織に起因した表面欠陥を防止できる他、成形性の向上をもたらす。ＴｉＮの晶出核となるＭｇ酸化物の溶鋼中での積極的な形成は、Ｍｇ０．０００１％から発現する。これら効果を得るため、下限を０．０００１％とした。但し、０．００５０％を超えると溶接性が劣化するため、上限を０．００５０％とした。好ましくは、精錬コストを考慮して０．０００３〜０．００２０％とする。

Ｎｂは、成形性と耐食性を向上させる元素であり、要求させる用途に応じて添加する。その添加量は０．０１％以上添加することによりその効果が発現する。そのため添加する場合は、下限を０．０１％とした。しかし、過度な添加は材料強度を上昇させて延性の低下をもたらすため、上限を０．６％とした。好ましくは、製造性や延性を考慮して０．１〜０．３％とする。

Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｕは耐食性を向上させる元素であり、耐食性が要求される用途では添加する。添加する場合は、その効果が発現する０．１％以上とする。しかし、過度な添加は成形性、特に延性の低下をもたらすため、上限を２．０％とした。好ましくは、製造性や延性を考慮して０．５〜１．５％とする。

Ｂは、２次加工性を向上させる元素であり、Ｔｉ添加鋼への添加は有効である。Ｔｉ添加鋼はＴｉでＣを固定するため、粒界の強度が低下し、２次加工の際に粒界割れが生じやすくなる。添加する場合は、その効果が発現する０．０００３％以上とする。しかし、過度の添加は、伸びの低下をもたらすため、上限を０．００５０％とした。好ましくは、精錬コストや延性を考慮して０．０００５〜０．００２０％とする。

（Ｂ）組織に関する限定理由を以下に説明する。
本発明のフェライト系ステンレス鋼板は、（Ａ）項で述べた成分を有し、深絞り成形で生じる加工肌荒れを低減するために、結晶粒径とその粒径制御に不可欠な析出粒子のサイズを規定したものである。

結晶粒径を小さくすることは、（ｃ）で述べた肌荒れの凹凸の単位およびその高低差を低減する。深絞り成形により（３）の本発明の表面粗さを得るには、結晶粒径を２０μｍ以下とする。好ましくは５〜１５μｍとする。結晶粒径を５μｍ以下とすることは、（Ａ）項で述べた成分を有する鋼の場合、実用上困難である。

（３）の本発明で規定するＲｚ（十点平均粗さ）は、ＳＵＳ３０４を深絞り成形した場合と同等に加工肌荒れが低減されることを表す。（３）の本発明条件で深絞り成形してＲｚを５μｍ以下とすれば、視覚的あるいは触感的にもＳＵＳ３０４と違和感なく加工肌荒れは低減されている。好ましくは３μｍ以下とする。また、深絞り成形に供する素材の粗さの影響から、１μｍ以下とすることは困難である。

析出粒子のサイズは、冷延板焼鈍時の結晶粒成長を抑制して、結晶粒径を２０μｍ以下とするために、鋼中のＴｉＮ以外の析出粒子、即ちＴｉＣ，Ｔｉ₄Ｃ₂Ｓ₂，ＦｅＴｉＰなどの最大粒子径を０．０１〜１．０μｍとする。ＴｉＮは凝固過程で析出するため、１．０μｍを超えるものが殆どである。１．０μｍを超える析出粒子は、その分散状態もまばらであり結晶粒成長のピン止めには寄与しない。逆に、０．０１μｍ未満の微細析出粒子を分散させることは、工業的な製造プロセスを考慮すると大変困難である。析出粒子のサイズは、その長辺を０．０５〜０．５μｍとするのが好ましい。

素材の結晶粒径は、ＪＩＳＧ０５５２に規定するフェライト粒径測定法により、光学顕微鏡の倍率×１００〜４００の視野から求められる平均粒径を指す。観察する視野は板厚の１／４付近とし、観察する視野数を５以上とする。平均粒径は、ＪＩＳで規定する切断法から求めた結晶粒界の数でその測定長さを割ることにより計算できる。

析出物の粒子径は、抽出レプリカ法で電子顕微鏡観察されたものを指す。析出物粒子はほぼ楕円形状を有しており、析出物の最大粒子径は楕円の長径を意味する。これら析出物粒子はその分散状態を倍率×２０００程度で確認し、粒子径は倍率×１００００程度に拡大した視野から求められる。観察する視野数は無作為に５以上とし、最大粒子径は各視野から観察された最大粒子径の平均値とする。析出粒子を構成する元素は「ＥＤＸ」により検出される。「ＥＤＸ」とは、エネルギ−分散型Ｘ線分光法をいう。

（Ｃ）製造方法
前記（Ａ）項に記載の成分を有するフェライト系ステンレス鋼において、素材および深絞り成形後に前記（Ｂ）項の記載とするためには、熱延板焼鈍の条件を以下のように制御するのが好ましい。

熱延板焼鈍は、（ｆ）で述べたように再結晶を促進するために、再結晶温度域である８５０℃以上で行う。１１００℃を超えると結晶粒径の粗粒化に繋がり、冷延板焼鈍において細粒組織を得ることが困難となる。従って、熱延板焼鈍温度は８５０〜１１００℃とした。好ましくは８７０〜９５０℃である。

前記（Ｂ）項で述べた冷延板焼鈍時の結晶粒成長を抑制する析出粒子を析出させるために、熱延板焼鈍後、５００〜８００℃の温度範囲における平均冷却速度を５℃／秒以下とする。前記（Ｂ）項で述べた析出粒子を効率的に析出させるには、再結晶温度以下を緩冷却する。そのため、緩冷却する温度の上限は８００℃，好ましくは７５０℃とする。また、下限は５００℃とする。５００℃未満において析出させるには長時間を有し、実用上困難である。

前記（Ｂ）項で述べた析出粒子をより効率的に析出させるには、熱延板焼鈍を完了したものを、再度５００〜８００℃の温度範囲で熱処理する。熱処理の時間は、通常の連続焼鈍ラインで実施される１０秒〜３００秒あるいは、箱型焼鈍による１〜２０時間としてもよい。これら熱延板焼鈍後の熱処理に供する鋼板は、上記の熱延板焼鈍工程による緩冷却実施の有無を問わない。

上記のような熱延板焼鈍工程を施した後、冷間圧延と焼鈍を組み合わせて冷延焼鈍板の製品を製造する。冷間圧延後の焼鈍条件は特に規定するものではないが、細粒組織を得るために９００℃以下とすることが好ましい。
（Ｄ）深絞り成形方法
フェライト系ステンレス鋼板の加工肌荒れを低減するには、以下の条件でプレス成形する。プレス成形に供する鋼板は、前記（Ａ）の成分を有するフェライト系ステンレス鋼板を対象とする。好ましくは、前記（Ａ）の成分を有する鋼に前記（Ｃ）の製造方法などを適用して前記（Ｂ）の組織としたフェライト系ステンレス鋼板とする。

プレス成形方法について、（３）の本発明の深絞り成形を行う場合を例に説明する。図２及び図３は、角ブランク２００ｍｍを（３）の本発明に規定する条件で深絞り成形した場合に得られるプレス成形品を示している。

角ブランク２００ｍｍは、各辺が素材の圧延方向と圧延垂直方向であるように採取すると、プレス成形後、矢印に示すフランジ表面において（ａ）から（ｃ）で前記したコーナー部の肌荒れ帯による凹凸が大きくなり、加工肌荒れが顕著となる。これら加工肌荒れを低減するには、（ｇ）と（ｉ）で前記したように、板取りの方向を変える，あるいはコーナーカットを行う。

板取りの方向は、板面において素材の圧延方向から１５°以上、７５°以下で傾けるものとする。これにより、（３）の本発明で規定するフランジ表面のＲｚは、５μｍ以下となり、加工肌荒れを低減することができる。好ましくは、図２及び図３に示すように素材の圧延方向から４５°程度傾けるものとする。

コーナーカットは、角ブランクのコーナー部の円周方向に作用する圧縮ひずみを小さくして加工肌荒れを低減するために行う。コーナーカットは、深絞り成形で円周方向に作用する圧縮ひずみを公称ひずみで０．２５以下となるように行うものとする。これにより、（３）の本発明で規定するフランジ表面のＲｚは、５μｍ以下となり、加工肌荒れを低減することができる。好ましくは、公称ひずみを０．２０以下とするようにコーナーカットを実施する。コーナーカットは、加工肌荒れを低減するために板取りの方向を変えた角ブランクについて実施しても構わない。

コーナー部のひずみは、スクライブドサ−クルテスト（Ｓ．Ｃ．Ｔ）により測定される。Ｓ．Ｃ．Ｔとは、プレス前にあらかじめ鋼板の表面に円群を電解腐食法などによりマ−キングし、プレス成形後、そのマ−クの変形から発生したひずみを測定するものである。図２及び図３に示すプレス成形品は、上記のようなＳ．Ｃ．Ｔ．を実施したものである。Ｌ０はプレス前にコーナー部へマ−キングしたサ−クルの直径であり，Ｌθはプレス成形後、そのマ−クの変形から、コーナー部の円周方向に対応する辺の長さを表している。ここで、コーナー部の円周方向に作用する圧縮ひずみは、下記（１）式により計算される公称ひずみとする。
εθ＝−(Ｌθ−Ｌ０)／Ｌ０・・・（１）式

深絞り条件は、一回のプレス成形工程において０．１≦絞り深さ／短辺＜２．０とする。図１に示す流し台水槽の場合を例に説明すると、絞り深さはｈ，短辺はＬ１となる。絞り深さ／短辺＜０．１の場合は、加工量が小さく上記（１）式で計算される圧縮ひずみも０．２５に満たないため、加工肌荒れは問題とならない。従って、絞り深さ／短辺の下限を０．１とした。他方、一回のプレス成形工程において絞り深さ／短辺＞２．０を超える成形は、フェライト系ステンレス鋼で困難である。従って、絞り深さ／短辺の上限を２．０とした。好ましくは、一回のプレス成形工程において０．２＜絞り深さ／短辺＜１．０とする。

金型と材料のクリアランス（隙間）は、通常、深絞り成形の場合、３０〜１００％（０．３〜１．０×板厚の隙間）とする。この範囲においては、発生する加工肌荒れの程度に対する影響はほとんどない。

本発明の製造方法を実施して、本発明の組織としたフェライト系ステンレス鋼板の実施例を以下に述べる。
表１の成分を有するフェライト系ステンレス鋼を溶製し、加熱温度１１５０〜１２５０℃の熱間圧延を行い板厚３．８ｍｍの熱延鋼板とした。熱延鋼板は焼鈍し、酸洗後に板厚０．８ｍｍまで冷間圧延し、仕上げ焼鈍を行い酸洗、調質圧延を施して製品とした。熱延板焼鈍は、本発明で規定する範囲とそれ以外の条件でも実施した。

上記のようにして得た厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板から２００ｍｍ角ブランクを採取し、ポンチ径：Φ１００ｍｍ、ポンチ肩Ｒ：５ｍｍ、ダイス肩Ｒ：５ｍｍ、絞り高さ５０ｍｍ、しわ押さえ力：１０トン、摩擦係数：０．１１〜０．１３、クリアランス：８７．５％の条件で円筒深絞り成形を行った。角ブランクは、各辺が素材の圧延方向と圧延垂直方向になるように採取した。角ブランクのコーナーカットは実施していない。

フェライト系ステンレス鋼板の結晶粒径は、ＪＩＳＧ０５５２に規定するフェライト粒径測定法により求めた。

フェライト系ステンレス鋼板に析出した析出粒子は、抽出レプリカ法により作製したサンプルを透過型電子顕微鏡観察して粒子径を求めた。さらに、析出粒子は、電子回折像を撮影して結晶構造を同定し、ＥＤＸを用いて析出粒子を構成する元素の検出を行った。

加工肌荒れは、上記円筒深絞り後の表面外観を目視判定するとともに、図２及び図３に示すフランジ部分において、ＪＩＳＢ０６０１に規定する十点平均表面粗さ（以下、Ｒｚ）を測定して評価した。

各鋼の製造条件と組織、加工肌荒れの評価結果を表２に示す。円筒深絞り後のフランジ表面において、Ｎｏ．８に示すＳＵＳ３０４と同程度までＲｚが低減されているものを本発明とする。Ｎｏ.１〜７は、本発明で規定する製造条件を実施して、本発明で規定する鋼の成分，析出物，結晶粒径を満足することにより、加工肌荒れを低減したものである。

Ｎｏ.９〜１４は、本発明に該当する鋼の成分を有するが、本発明で規定する組織（析出物、結晶粒径）を満足していないため、加工肌荒れがＮｏ．８に示すＳＵＳ３０４と比較して顕著となった。

本発明の成分を有するフェライト系ステンレス鋼板において本発明のプレス成形方法を適用した実施例を以下に述べる。ここで、本発明のプレス成形方法を適用するフェライト系ステンレス鋼板は、本発明の製造方法を実施して、本発明の組織としたものも含まれる。
表１の成分を有するフェライト系ステンレス鋼を溶製し、加熱温度１１５０〜１２５０℃の熱間圧延を行い板厚３．８ｍｍの熱延鋼板とした。熱延鋼板は焼鈍し、酸洗後に板厚０．８ｍｍまで冷間圧延し、仕上げ焼鈍を行い酸洗、調質圧延を施して製品とした。熱延板焼鈍は、本発明で規定する範囲とそれ以外の条件でも実施した。

上記のようにして得た厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板から２００ｍｍ角ブランクを採取し、ポンチ径：Φ１００ｍｍ、ポンチ肩Ｒ：５ｍｍ、ダイス肩Ｒ：５ｍｍ、絞り高さ５０ｍｍ、しわ押さえ力：１０トン、摩擦係数：０．１１〜０．１３、クリアランス：８７．５％の条件で円筒深絞り成形を行った。角ブランクは、各辺が素材の圧延方向と圧延垂直方向になる場合（以下、通常の板取り）に加え、圧延方向から傾斜させて採取した。角ブランクのコーナーは、カットしないものと２０〜４０ｍｍの範囲でカットした。

円筒深絞り品のコーナー部フランジのひずみは、図２及び図３に示すようなＳ．Ｃ．Ｔにより測定した。フランジ表面の圧縮ひずみは、Ｓ．Ｃ．Ｔから、コーナーカットをしない場合、０．２５〜０．３０程度であった。コーナーを４０ｍｍカットした場合は、０．２０〜０．２５程度に軽減した。

各鋼の製造条件と組織、加工肌荒れの評価結果を表３に示す。深絞り用角ブランクの欄には、各辺が素材の圧延方向と圧延垂直方向になる場合を「通常の板取り」，圧延方向から傾斜させた板取りの場合は「傾斜角度」を記入した。円筒深絞り後のフランジ表面において、表２のＮｏ．８に示すＳＵＳ３０４と同程度までＲｚが低減されているものを本発明とする。Ｎｏ.１〜３は、本発明で規定する製造条件を実施して、本発明で規定する鋼の成分，析出物，結晶粒径を満足し、さらに本発明のプレス成形方法を適用して、加工肌荒れを低減したものである。Ｎｏ.４〜９は、本発明に該当する鋼の成分を有し、本発明のプレス成形方法を適用して、加工肌荒れを低減したものである。

本発明によれば、フェライト系ステンレス鋼板の優れた成形性を生かしつつ、実用上満足のゆく加工肌荒れの低減が可能となり、オ−ステナイト系ステンレス鋼板と比較して経済性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の加工用途への適応を図ることができる。

流し台水漕の模式図である。本発明を用いたプレス成形品を例示する図である。本発明を用いたプレス成形品を例示する図である。

Claims

質量％にて、Ｃ：０．００１〜０．０１０％、Ｓｉ：０．０１〜０．３０％、Ｍｎ：０．０１〜０．３０％、Ｐ：０．００５〜０．０３５％、Ｓ：０．０００１〜０．０１００％、Ｃｒ：１５〜２２％、Ｎ：０．００１〜０．０２０％、Ｔｉ：０．０５〜０．３５％、Ａｌ：０．００５〜０．１％、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、かつ鋼中にＴｉＮ以外の析出粒子であって最大粒子径が０．０１〜１．０μｍの析出粒子を有し、結晶粒径が２０μｍ以下であることを特徴とする加工肌荒れの少ない成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
前記鋼が、さらに質量％にて、Ｍｇ：０．０００１〜０．００５０％、Ｎｂ：０．０１〜０．６％、Ｍｏ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：０．１〜２．０％、Ｃｕ：０．１〜２．０％、Ｂ：０．０００３〜０．００５０の１種または２種以上含有していることを特徴とする請求項１に記載の加工肌荒れの少ない成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
請求項１または２に記載の鋼成分を有し、ポンチ径：Φ１００ｍｍ、ポンチ肩Ｒ：５ｍｍ、ダイス肩Ｒ：５ｍｍ、角ブランク：２００ｍｍ、絞り高さ５０ｍｍ、しわ押さえ力：１０トン、摩擦係数：０．１１〜０．１３の条件で絞り比２．０の円筒深絞り成形後のフランジ表面においてＲｚ（十点平均粗さ）で表記される表面粗さが５μｍ以下であることを特徴とする加工肌荒れの少ない成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
請求項１または２に記載の鋼成分を有するフェライト系ステンレス鋼スラブを熱間圧延して熱延板とし、その後冷間圧延と焼鈍を組み合わせて冷延板を製造する際に、熱延板焼鈍工程として８００〜１１００℃で熱処理を行い、熱延板焼鈍後、さらに５００〜８００℃の温度範囲で熱処理の時間１〜２０時間の熱処理を施すことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の加工肌荒れの少ない成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。