JP6878060B2 - フェライト系ステンレス鋼熱延鋼帯 - Google Patents
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Description
本発明の対象となる規格鋼種としては例えばJIS G4305:2012の表5に規定されるSUS430が挙げられる。
上記の炭化物は主としてM23C6(MはCr等の金属元素)タイプのものである。
L断面の平均硬さは、JIS Z2244:2009に従う低試験力ビッカース硬さ試験でHV1(試験力F=9.807N)にてL断面内に無作為に選択した20箇所以上の位置について上記の方法で硬さを測定し、それらの測定値を平均することによって求めることができる。
AC(A)(℃)=−221C−40Mn−80Ni−247N+64Si+20Cr+1240Al+602 …(2)
ここで、(2)式の元素記号の箇所には当該元素の質量%で表される含有量の値が代入される。上記の熱処理は、800℃以上AC(A)点未満の範囲に設定した温度TM(℃)まで昇温したのち、炉から取り出して空冷する方法で行えばよい。TMは材料の最高到達温度であり、鋼板の材料温度は表面温度の測定値によって表すことができる。TMを820℃以上AC(A)点未満の範囲に設定するように熱処理条件を管理してもよい。
AC(℃)=−250C−66Mn−115Ni−18Cu−280N+73Si+35Cr+60Mo+750Al+310 …(1)
ここで、(1)式の元素記号の箇所には当該元素の質量%で表される含有量の値が代入される。
本発明では、フェライト系ステンレス鋼種を対象とする。以下、鋼の化学組成に関する「%」は特に断らない限り「質量%」を意味する。
本発明に従う熱延鋼帯は、いわゆるas hotの状態であるにもかかわらず、鋼帯長手方向の全長にわたってマルテンサイト相が見られず、再結晶フェライト相と未再結晶フェライト相で構成されるマトリックス(金属素地)中に炭化物が分布した組織を有する点に特徴がある。
上記の熱延鋼帯は、例えば、鋳片加熱炉、粗圧延機、リバース式の仕上熱延機、仕上熱延の各圧延パス間で鋼板を巻き取って加熱保持する炉(以下「ファーネスコイラー」と呼ぶ)、および仕上熱延機による最終パス終了後の鋼板を巻き取る巻取装置、を備える熱間圧延設備により製造することができる。以下、この設備構成にて熱延鋼帯を製造する手法を例示する。
熱延工程に供する鋳片としては連続鋳造スラブを適用することが好適である。鋳片を鋳片加熱炉に装入して1000〜1250℃に加熱する。鋳片加熱の温度が低すぎると熱間変形抵抗が過大となりやすく、温度が高すぎるとエネルギーコストや耐火物の維持コストなどの面で不利となる。鋳片の加熱保持時間(上記温度範囲での均熱時間)は例えば50〜160分とすればよい。なお、鋳片の厚さは例えば200〜250mmである。
加熱後の鋳片を炉から出し、粗圧延機を用いて板厚を減じ、例えば板厚20〜30mm程度の板材(中間製品)を得る。粗圧延での圧延は5〜7パス程度で行えばよい。粗圧延最終パスの圧延温度(その圧延パスに供する直前の板材の表面温度)が850℃を超え1000℃以下となるように各パスのタイミングを管理することがより効果的である。
SUS430に代表されるフェライト系ステンレス鋼は、高温域にフェライト+オーステナイト2相温度域を有する。従来一般的な熱延工程では、オーステナイト相が冷却過程でマルテンサイト相に変態するので、通常、熱延鋼板はフェライト相+マルテンサイト相の組織となる。また、仕上圧延を連続式圧延機(タンデムミル)で行う従来一般的な生産手法では、数秒で仕上圧延が終わってしまうのでフェライト相の再結晶が進行せず、圧延後の伸長した組織である未再結晶フェライト相となる。これらのことから従来一般的な熱延工程で製造された熱延鋼板は未再結晶フェライト相+マルテンサイト相を有している。そのような組織状態から軟質な焼鈍組織を得るためには、マルテンサイト相を「再結晶フェライト相+炭化物」に分解する必要があるが、この分解反応には1時間以上の長時間の焼鈍が必要なため、バッチ式焼鈍炉を用いて焼鈍する必要があった。
AC(℃)=−250C−66Mn−115Ni−18Cu−280N+73Si+35Cr+60Mo+750Al+310 …(1)
ここで、(1)式の元素記号の箇所には当該元素の質量%で表される含有量の値が代入される。
上記のようにして得られたフェライト系ステンレス鋼熱延鋼帯は再結晶フェライト相と未再結晶フェライト相の金属組織を有するため、短時間の熱延板焼鈍を施すことによって、加工性が良好な軟質の熱延焼鈍鋼板とすることができる。この焼鈍には一般的な連続焼鈍酸洗設備を利用することができる。
AC(A)(℃)=−221C−40Mn−80Ni−247N+64Si+20Cr+1240Al+602 …(2)
ここで、(2)式の元素記号の箇所には当該元素の質量%で表される含有量の値が代入される。
このようにして、再結晶フェライト相からなるマトリックス中に炭化物が分布し、板厚方向に平行な断面(L断面)の平均硬さが200HV以下である組織状態を呈する熱延焼鈍鋼板が得られる。
上記の熱延焼鈍鋼板は一般的なフェライト系ステンレス鋼冷延焼鈍鋼板の製造ラインにより冷延焼鈍鋼板とすることができる。バッチ式焼鈍炉による長時間の熱延板焼鈍を省略しているにもかかわらず、冷間圧延→焼鈍の工程を1回行うだけで、耐リジング性に優れた冷延焼鈍鋼板の製品材が得られる。目標板厚に応じて冷間圧延→焼鈍の工程を複数回行うことができる。最終焼鈍前の冷間圧延率は例えば30〜90%とすることができ、焼鈍温度は例えば800〜900℃とすることができる。最終的な冷延焼鈍鋼板の板厚は例えば0.3〜4.0mmの範囲で調整すればよい。
Claims (4)
- 質量%で、C:0.020〜0.150%、Si:0.10〜1.00%、Mn:0.10〜1.00%、Ni:0.01〜0.60%、Cr:11.00〜19.00%、Mo:0〜0.50%、Cu:0〜0.50%、Al:0〜0.100%、Co:0〜0.10%、V:0〜0.20%、B:0〜0.010%、N:0.001〜0.050%、残部Feおよび不可避的不純物からなる化学組成を有する熱延鋼帯であって、熱間圧延の最終パス後に巻き取られたコイルの最外周に相当する位置(後端部)、および最外周よりも内周側かつ最内周から数えて2周目よりも外周側に相当する位置(中間部)のいずれにおいても、再結晶フェライト相と未再結晶フェライト相で構成されるマトリックス(金属素地)中に炭化物が分布し、圧延方向および板厚方向に平行な断面(L断面)の平均硬さが230HV以上かつ最大硬さが300HV以下である組織状態を呈する、フェライト系ステンレス鋼熱延鋼帯。
- 鋼がJIS G4305:2012の表5に規定されるSUS430である請求項1に記載のフェライト系ステンレス鋼熱延鋼帯。
- 板厚が3.0〜7.0mmである請求項1または2に記載のフェライト系ステンレス鋼熱延鋼帯。
- 800℃以上かつ下記(2)式で定義されるAC(A)点(℃)未満の温度に昇温したのち常温まで冷却する熱処理に供することにより、再結晶フェライト相からなるマトリックス中に炭化物が分布し、L断面の平均硬さが200HV以下である組織状態となる性質を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のフェライト系ステンレス鋼熱延鋼帯。
AC(A)(℃)=−221C−40Mn−80Ni−247N+64Si+20Cr+1240Al+602 …(2)
ここで、(2)式の元素記号の箇所には当該元素の質量%で表される含有量の値が代入される。
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