JP7363492B2 - フェライト系ステンレス鋼板 - Google Patents

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Description

本発明は、電気抵抗率および耐酸化性に優れ、かつ、板厚が薄い場合であっても、反りや歪みといった変形の少ないフェライト系ステンレス鋼板、および、当該フェライト系ステンレス鋼板の製造用素材となるＡｌ系めっきステンレス鋼板に関する。
抵抗発熱体に電流を流した際に発生するジュール熱によって物体を加熱する方法を、抵抗加熱という。この方法は、電気エネルギーから熱エネルギーへの変換効率が良好であり、また制御装置も簡便で済むため、工業用電気炉や電熱調理器などの幅広い分野で利用されている。
この抵抗加熱において用いられる抵抗発熱体は、Ｎｉ－Ｃｒ合金やＦｅ－Ｃｒ合金に代表される金属発熱体と、ＳｉＣに代表される非金属発熱体に分類することができる。このうち、金属発熱体は、非金属発熱体に比べて加工性に優れるので、箔材や線材に加工することができる。そのため、金属発熱体は、窓ガラスや床などの薄い部材や、手袋などの曲げ負荷がかかる部材にも適用可能である。
このような金属発熱体として、例えば、ＪＩＳ Ｃ ２５２０には、電熱用合金線および電熱用合金帯としてＮｉ－Ｃｒ合金３種（電熱用ニッケルクロム線および帯の１～３種）と、Ｆｅ－Ｃｒ合金２種（電熱用鉄クロム線および帯の１～２種）とが規定されている。ここで、Ｎｉ－Ｃｒ合金は、Ｃｒ：１５～２１％、Ｓｉ：０．７５～３％を主な添加元素とするＮｉ基合金であり、Ｆｅ－Ｃｒ合金は、Ｃｒ：１７～２６％、Ａｌ：２～６％、Ｓｉ：１．５％以下を主な添加元素とするＦｅ基合金である（なお、各元素の「％」は質量％であり、以下同様である）。
なかでも、Ｆｅ－Ｃｒ合金、特には、Ａｌを多く含有するステンレス鋼板（以降、Ａｌ含有ステンレス鋼板ともいう）は、高温での耐酸化性に優れ、さらにはＮｉ－Ｃｒ合金に比べて安価であるため、抵抗発熱体として幅広く適用されている。
このようなＡｌ含有ステンレス鋼板に関する技術として、例えば、特許文献１には、
「Ｃ≦０．０３％、Ｃｒ≦３０％、Ｔｉ、Ｎｂ、ＶまたはＭｏの１種もしくは２種以上を０．０１～０．８％含有するステンレス鋼板の少なくとも片面に、含有させるＡｌ量に相当する割合となるようにＡｌ板を重ね合わせ、これをロール間に通板して積層圧接板とし、得られた積層圧接板を、６００～１３００℃の範囲の温度においてＡｌ層が溶融せずに合金化する条件で拡散処理を施すことからなる高Ａｌ含有ステンレス鋼板の製造法。」
が開示されている。
また、特許文献２には、
「質量％で、Ｃｒ：１０％以上３０％以下、Ａｌ：６．５％超１５％以下であって、Ｔｉ：０．０２％以上０．１％以下とＮｂ：０．０２％以上０．３％以下の一方又は両方を含み、Ｌａ：０．０１％以上０．１％以下、Ｃｅ：０．０１％以上０．１％以下、Ｐ：０．０１％以上０．０５％以下であることを特徴とするＦｅ－Ｃｒ－Ａｌ系ステンレス鋼板。」
が開示されている。
特開平２－１３３５６３号公報 特開２００４－１６９１１０号公報
ところで、Ａｌ含有ステンレス鋼は、Ａｌによって電気抵抗率を高めているが、Ａｌは鋼の靭性を低下させる元素であり、Ａｌ含有量が多くなるほど、熱間圧延や冷間圧延の際に割れが発生し易くなる。
よって、Ａｌ含有量が６．５％以上のステンレス鋼板を、一般的な鋳造・圧延法により製造することは困難である。
そのため、特許文献１の技術では、素地鋼板となるステンレス鋼板の少なくとも一方の面に、Ａｌ板を重ね合わせた積層圧接板を準備し、この積層圧接板に所定の熱処理（以下、拡散熱処理ともいう）を施すことによって、ステンレス鋼板中にＡｌを拡散させて、最終製品となるステンレス鋼板のＡｌ含有量を高めている。
また、特許文献２の技術でも、素地鋼板となるステンレス鋼板の表面にＡｌまたはＡｌ合金を付着させた複層板を準備し、この複層板に所定の拡散熱処理（拡散焼鈍）を施すことによって、ステンレス鋼板中にＡｌを拡散させて、最終製品となるステンレス鋼板のＡｌ含有量を高めている。
しかし、特許文献１および２の技術では、拡散熱処理の際に、鋼板、特に板厚の薄い鋼板に、反りや歪みといった変形が生じやすいという問題がある。拡散熱処理後に得られる鋼板には、Ａｌが多量に固溶しているので、強度が大幅に上昇している。そのため、拡散熱処理の際に、鋼板に反りや歪みといった変形が生じてしまうと、元の形に矯正することが非常に困難である。加えて、上記の積層圧接板や複層板を所定の部品形状に加工した後に拡散熱処理を施す場合にも、拡散熱処理時に変形が生じ、部品形状が変形するという問題が生じる。
本発明は、上記の問題を解決するために開発されたものであって、電気抵抗率および耐酸化性に優れ、かつ、板厚が薄い場合であっても、反りや歪みといった変形の少ないフェライト系ステンレス鋼板を、その有利な製造方法とともに提供することを目的とする。
また、本発明は、上記のフェライト系ステンレス鋼板の製造用素材となるＡｌ系めっきステンレス鋼板を提供することを目的とする。
さて、発明者らは、上記の課題を解決すべく、種々検討を重ねた。まず、発明者らは、上記の素地鋼板（ステンレス鋼板）の表面に、Ａｌ板やＡｌまたはＡｌ合金が付着した層を有する積層圧接板や複層板に対して拡散熱処理を施す際に、反りや歪みといった変形が生じる原因について、調査・検討を重ねた。
その結果、この変形は、素地鋼板中にＡｌが拡散する際の密度変化に起因することを突き止めた。
すなわち、ステンレス鋼板中にＡｌが拡散固溶すると、ステンレス鋼板の密度が低下して、体積が増加しようとする。拡散熱処理の過程では、素地鋼板の表層部のＡｌ含有量が中心部のＡｌ含有量より高くなり、素地鋼板の板厚方向に密度が異なる状態が生じる。また、素地鋼板表面のＡｌ付着量が不均一になると、素地鋼板表面の面内方向でも密度が異なる状態が生じる。その結果、鋼板内に応力が発生する。ステンレス鋼板、特にフェライト系ステンレス鋼板は、高温での強度がそれほど高くないので、鋼板が発生した応力に耐えられず、反りや歪みといった変形が生じる。
そこで、発明者らは、上記の知見を基に、拡散熱処理の際に生じる、反りや歪みといった変形を抑制するべく、さらに検討を重ねた。
その結果、
素地鋼板となるフェライト系ステンレス鋼板の成分組成を適正に調整する、具体的には、Ａｌ含有量を２．５～６．５質量％の範囲に高めるとともに、ＺｒおよびＨｆのうちから選ばれる少なくとも１種を適正量含有させ、そのうえで、素地基板の表面に、所定のＡｌ系めっき層を形成して、拡散熱処理を行うことにより、電気抵抗率および耐酸化性に優れ、かつ、板厚が薄い場合であっても、反りや歪みといった変形の少ないフェライト系ステンレス鋼板が得られるとの知見を得た。
すなわち、
（１）拡散熱処理の過程での反りや歪みといった変形を抑制するには、素地鋼板となるフェライト系ステンレス鋼板に予め含まれるＡｌ含有量と、拡散熱処理の際に素地鋼板に拡散させるＡｌ量を適正に調整する、
具体的には、素地鋼板となるフェライト系ステンレス鋼板に予め含まれるＡｌ含有量を２．５～６．５質量％の範囲に高め、これにより、拡散熱処理の際に生じるステンレス鋼板の密度の不均一を極力抑制することが有効である、
（２）しかし、素地鋼板の表面に設けるＡｌ含有層は、Ａｌ系めっきにより形成することが有利であるが、素地鋼板となるフェライト系ステンレス鋼板に予め含まれるＡｌ含有量を２．５～６．５質量％にすると、Ａｌ系めっきの付着性が低下する、
（３）すなわち、Ａｌ系めっきを行う際には、溶融したＡｌまたはＡｌ合金中にめっき基板となる素地鋼板（以下、単にめっき基板ともいう）を浸漬するため、めっき基板の浸漬前に、めっき基板の板温を、溶融したＡｌまたはＡｌ合金の温度と同程度の６５０～７５０℃程度まで昇温させることが必要となる、
（４）しかし、めっき基板のＡｌ含有量が２．５質量％以上になると、上記の昇温の際にめっき基板の表面にＡｌ2Ｏ3皮膜が生成して、Ａｌ系めっきの付着性が低下して不めっき部が生じる、
そのため、拡散熱処理において、反りや歪みといった変形を抑制しつつ、十分量のＡｌを拡散させることが困難となる、
（５）この点、めっき基板に、ＺｒおよびＨｆのうちから選ばれる少なくとも１種を適正量含有させることにより、上記の昇温の際のめっき基板の表面でのＡｌ2Ｏ3皮膜の生成が抑制される、
その結果、Ａｌ系めっきの付着性が改善され、また、不めっき部が存在することに起因した拡散熱処理の過程での反りや歪みといった変形も抑制される、
（６）以上のことから、めっき基板となるフェライト系ステンレス鋼板のＡｌ含有量を２．５～６．５質量％の範囲に高めるとともに、ＺｒおよびＨｆのうちから選ばれる少なくとも１種を適正量含有させ、そのうえで、めっき基板の表面に、所定量のＡｌ系めっき層を形成して、拡散熱処理を行うことにより、Ａｌ含有量が８．０質量％以上の電気抵抗率および耐酸化性に優れ、かつ、板厚が薄い場合であっても、反りや歪みといった変形の少ないフェライト系ステンレス鋼板が得られる、
のである。
本発明は、上記の知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：３．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０１０％以下、
Ｃｒ：１１．０～３０．０％、
Ａｌ：８．０～２０．０％、
Ｎｉ：０．０５～０．５０％および
Ｎ：０．０２０％以下
を含有するとともに、
Ｚｒ：０．０１～０．２０％および
Ｈｆ：０．０１～０．２０％
のうちから選ばれる少なくとも１種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する、フェライト系ステンレス鋼板。
２．前記成分組成が、さらに、質量％で、
ＲＥＭ：０．０１～０．２０％、
Ｃｕ：０．０１～０．１０％、
Ｔｉ：０．０１～０．５０％、
Ｎｂ：０．０１～０．５０％、
Ｖ：０．０１～０．５０％、
Ｍｏ：０．０１～６．０％、
Ｗ：０．０１～６．０％、
Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
Ｃａ：０．０００２～０．０１００％および
Ｍｇ：０．０００２～０．０１００％
のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、前記１に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
３．めっき基板と、該めっき基板の表面のＡｌ系めっき層とを有する、Ａｌ系めっきステンレス鋼板であって、
前記めっき基板は、質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：１．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０１０％以下、
Ｃｒ：１１．０～３０．０％、
Ａｌ：２．５～６．５％、
Ｎｉ：０．０５～０．５０％および
Ｎ：０．０２０％以下
を含有するとともに、
Ｚｒ：０．０１～０．２０％および
Ｈｆ：０．０１～０．２０％
のうちから選ばれる少なくとも１種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有するフェライト系ステンレス鋼板であり、
また、前記めっき基板の板厚およびＡｌ含有量、ならびに、前記Ａｌ系めっき層の厚さが、次式（１）の関係を満足する、Ａｌ系めっきステンレス鋼板。
８．０ ≦ＣAl＋３０×ｔ/Ｔ ≦ ２０.０ ・・・・・（１）
ここで、
ＣAl ：めっき基板のＡｌ含有量（質量％）
Ｔ：めっき基板の板厚（μｍ）
t ：Ａｌ系めっき層の厚さ（めっき基板の両面にＡｌ系めっき層を有する場合、めっき基板両面のＡｌ系めっき層の合計厚さ)（μｍ）
である。
４．前記めっき基板の成分組成が、さらに、質量％で、
ＲＥＭ：０．０１～０．２０％、
Ｃｕ：０．０１～０．１０％、
Ｔｉ：０．０１～０．５０％、
Ｎｂ：０．０１～０．５０％、
Ｖ：０．０１～０．５０％、
Ｍｏ：０．０１～６．０％、
Ｗ：０．０１～６．０％、
Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
Ｃａ：０．０００２～０．０１００％および
Ｍｇ：０．０００２～０．０１００％
のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、前記３に記載のＡｌ系めっきステンレス鋼板。
５．前記１または２に記載のフェライト系ステンレス鋼板を製造するための方法であって、
前記３または４に記載のＡｌ系めっきステンレス鋼板に、６００℃～１３００℃の温度域で１分以上保持する熱処理を施す、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
本発明によれば、電気抵抗率および耐酸化性に優れ、かつ、板厚が薄い場合であっても、反りや歪みといった変形の少ないフェライト系ステンレス鋼板を得ることができる。
また、本発明のフェライト系ステンレス鋼板は、特に高温での耐酸化性に優れるので、自動車などの排ガス浄化装置の直前に設置される排ガス昇温装置の発熱体や、電気炉や電熱調理器の発熱体、さらには、触媒担体、ストーブの反射板、煙突部材などとしても好適に用いることができる。
本発明を、以下の実施形態に基づき説明する。
まず、本発明の一実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板の成分組成について説明する。なお、成分組成における単位はいずれも「質量％」であるが、以下、特に断らない限り、単に「％」で示す。
Ｃ：０．０３０％以下
Ｃ含有量が０．０３０％を超えると、鋼板の靭性が低下して、本発明のフェライト系ステンレス鋼板を製造するための製造用素材となる、Ａｌ系めっきステンレス鋼板のめっき基板（以下、単にめっき基板ともいう）の製造が困難になる。このため、Ｃ含有量は０．０３０％以下とする。好ましくは０．０２０％以下、より好ましくは０．０１０％以下である。Ｃ含有量の下限については特に限定されるものではないが、過度の脱Ｃはコストの増加を招くため、０．００２％とすることが好ましい。
Ｓｉ：３．０％以下
Ｓｉは、フェライト系ステンレス鋼板の電気抵抗率を高める働きがあり、質量％あたりの電気抵抗率の向上効果は、Ａｌとほぼ同等である。このような効果を得る観点から、Ｓｉ含有量は０．０１％以上とすることが好ましい。より好ましくは０．１０％以上である。しかし、Ｓｉ含有量が３．０％を超えると、鋼が過度に硬化して、鋼板を所定の部品形状に加工することが困難になる。従って、Ｓｉ含有量は３．０％以下とする。好ましくは２．０％以下である。
Ｍｎ：１．０％以下
Ｍｎ含有量が１．０％を超えると、鋼の耐酸化性が低下する。このため、Ｍｎ含有量は１．０％以下とする。好ましくは０．５％以下、より好ましくは０．１５％以下である。ただし、Ｍｎ含有量を０．０１％未満にしようとすると精錬が困難になるので、Ｍｎ含有量は０．０１％以上が好ましい。
Ｐ：０．０４０％以下
Ｐ含有量が０．０４０％を超えると、鋼の靭性および延性が低下してめっき基板の製造が困難になる。このため、Ｐ含有量は０．０４０％以下とする。好ましくは０．０３０％以下である。Ｐ含有量の下限については特に限定されるものではないが、過度の脱Ｐはコストの増加を招くので、０．０１０％とすることが好ましい。
Ｓ：０．０１０％以下
Ｓ含有量が０．０１０％を超えると、熱間加工性が低下してめっき基板の製造が困難になる。このため、Ｓ含有量は０．０１０％以下とする。好ましくは０．００４％以下、より好ましくは０．００２％以下である。Ｓ含有量の下限については特に限定されるものではないが、過度の脱Ｓはコストの増加を招くので、０．０００５％とすることが好ましい。
Ｃｒ：１１．０～３０．０％
Ｃｒは、高温での耐酸化性を確保する上で必要な元素である。また、ＡｌおよびＳｉより効果は小さいものの、電気抵抗率を高める働きも有する。ここで、Ｃｒ含有量が１１．０％未満では、高温での耐酸化性を十分に確保できない。一方、Ｃｒ含有量が３０．０％を超えると、製造過程におけるスラブや熱延鋼板の靭性が低下して、めっき基板の製造が困難となる。このため、Ｃｒ含有量は１１．０～３０．０％とする。好ましくは１５．０％以上、より好ましくは１８．０％以上である。また、好ましくは２６．０％以下、より好ましくは２２．０％以下である。
Ａｌ：８．０～２０．０％
Ａｌは、電気抵抗率を高める効果を有する。また、Ａｌは、抵抗発熱体として使用される際に高温でＡｌ2Ｏ3を主成分とする酸化皮膜を生成して、耐酸化性を向上させる効果もある。ここで、所望とする高い電気抵抗率を達成するためには、Ａｌ含有量を８．０％以上とする必要がある。一方、Ａｌ含有量が２０．０％を超えると、鋼が脆化して、鋼板を所定の部品形状に加工することが困難になる。従って、Ａｌ含有量は８．０～２０．０％とする。好ましくは９．０％以上である。また、好ましくは１５．０％以下である。
Ｎｉ：０．０５～０．５０％
Ｎｉは、抵抗発熱体を製造する際のろう付け性を向上させる効果がある。このような効果を得る観点から、Ｎｉ含有量は０．０５％以上とする。一方、Ｎｉはオーステナイト組織を安定化させる元素である。そのため、Ｎｉ含有量が多くなる、特には、０．５０％を超えると、抵抗発熱体としての使用時にオーステナイト組織が生成しやすくなる。すなわち、抵抗発熱体としての使用時に、高温での酸化が進行して鋼中のＡｌが枯渇すると、オーステナイト組織が生成しやすくなる。オーステナイト組織が生成すると、部品の熱膨張係数が変化して、結果的に、部品の破断などの不具合を招く。このため、Ｎｉ含有量は０．５０％以下とする。好ましくは０．２０％以下である。
Ｎ：０．０２０％以下
Ｎ含有量が０．０２０％を超えると、靱性が低下してめっき基板の製造が困難になる。このため、Ｎ含有量は０．０２０％以下とする。好ましくは０．０１０％以下である。Ｎ含有量の下限については特に限定されるものではないが、過度の脱Ｎはコストの増加を招くので、０．００２％とすることが好ましい。
Ｚｒ：０．０１～０．２０％およびＨｆ：０．０１～０．２０％のうちから選ばれる少なくとも１種
ＺｒおよびＨｆは、Ａｌ系めっきの付着性（以下、単にめっき付着性ともいう）を向上させる効果を有する。前述したように、Ａｌ系めっきを施す際には、溶融したＡｌまたはＡｌ合金中にめっき基板を浸漬するため、めっき基板の浸漬前に、めっき基板の板温を、溶融したＡｌまたはＡｌ合金の温度と同程度の６５０～７５０℃程度まで昇温させることが必要である。しかし、めっき基板がＡｌを多量に含有する場合、当該昇温の際に、めっき基板の表面にＡｌ2Ｏ3皮膜が生成して、めっき付着性を低下させる。この点、ＺｒおよびＨｆは、めっき基板に多量のＡｌを含有する場合であっても、上記昇温の際のＡｌ2Ｏ3皮膜の成長速度を低減させて、めっき付着性を改善する効果がある。このような効果を得る観点から、Ｚｒ含有量およびＨｆ含有量はそれぞれ０．０１％以上とする。しかし、Ｚｒ含有量およびＨｆ含有量がそれぞれ０．２０％を超えると、Ｆｅなどと金属間化合物を形成して靭性を低下させる。
従って、ＺｒおよびＨｆの含有量はそれぞれ０．０１～０．２０％とする。好ましくは０．０２％以上である。また、好ましくは０．１５％以下である。
なお、ＺｒおよびＨｆの一方を含有させてもよいし、ＺｒおよびＨｆの両方を含有させてもよい。ただし、ＺｒおよびＨｆの両方を含有させる場合には、ＺｒおよびＨｆの合計の含有量を０．２０％以下とすることが好ましい。
以上、基本成分について説明したが、上記の基本成分に加えて、さらに、
ＲＥＭ：０．０１～０．２０％、Ｃｕ：０．０１～０．１０％、Ｔｉ：０．０１～０．５０％、Ｎｂ：０．０１～０．５０％、Ｖ：０．０１～０．５０％、Ｍｏ：０．０１～６．０％、Ｗ：０．０１～６．０％、Ｂ：０．０００１～０．００５０％、Ｃａ：０．０００２～０．０１００％およびＭｇ：０．０００２～０．０１００％のうちから選ばれる１種または２種以上、
を適宜含有させることができる。
ＲＥＭ：０．０１～０．２０％
ＲＥＭとは、Ｓｃ、Ｙおよびランタノイド系元素（Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍなど原子番号５７～７１までの元素）をいう。ＲＥＭは、抵抗発熱体として使用される際に高温で生成するＡｌ2Ｏ3皮膜の密着性を改善し、酸化が繰り返し起こるような環境下において、当該Ａｌ2Ｏ3皮膜の耐剥離性を向上させる効果がある。この効果は、ＲＥＭ含有量（上記したＳｃ、Ｙおよびランタノイド系元素の合計含有量）が０．０１％以上で得られる。一方、ＲＥＭ含有量が０．２０％を超えると、熱間加工性が低下してめっき基板の製造が困難になる。よって、ＲＥＭを含有させる場合、その含有量は０．０１～０．２０％とする。より好ましくは０．０３％以上である。また、より好ましくは０．１０％以下である。
なお、ＲＥＭとして、上記のＳｃ、Ｙおよびランタノイド系元素のうちの１種の元素を含有させてもよいし、２種以上の元素を同時に含有させてもよい。
Ｃｕ：０．０１～０．１０％
Ｃｕは、鋼中に析出して高温強度を向上させる効果があるため、必要に応じて、０．０１％以上含有させることができる。しかし、Ｃｕ含有量が０．１０％を超えると、鋼の靭性が低下する。よって、Ｃｕを含有させる場合、その含有量は０．０１～０．１０％とする。より好ましくは０．０５％以下、さらに好ましくは０．０３％以下である。
Ｔｉ：０．０１～０．５０％
Ｔｉは、鋼中のＣやＮと結合して靭性を向上させる効果や、耐酸化性を向上させる効果があるため、必要に応じて０．０１％以上含有させることができる。しかし、Ｔｉ含有量が０．５０％を超えると、抵抗発熱体として使用される際に高温で生成するＡｌ2Ｏ3皮膜中に、Ｔｉ酸化物が多量に混入して、高温での耐酸化性が低下する。よって、Ｔｉを含有させる場合、その含有量は０．０１～０．５０％とする。より好ましくは０．０５％以上である。また、より好ましくは０．２０％以下である。
Ｎｂ：０．０１～０．５０％
Ｎｂは、鋼中のＣやＮと結合して靭性を向上させる効果があるため、必要に応じて、０．０１％以上含有させることができる。しかし、Ｎｂ含有量が０．５０％を超えると、抵抗発熱体として使用される際に高温で生成するＡｌ2Ｏ3皮膜中に、Ｎｂ酸化物が多量に混入して、高温での耐酸化性が低下する。よって、Ｎｂを含有させる場合、その含有量は０．０１～０．５０％とする。より好ましくは０．０５％以上である。また、より好ましくは０．２０％以下である。
Ｖ：０．０１～０．５０％
Ｖは、鋼中のＣやＮと結合して靭性を向上させる効果があるため、必要に応じて、０．０１％以上含有させることができる。しかし、Ｖ含有量が０．５０％を超えると、抵抗発熱体として使用される際に高温で生成するＡｌ2Ｏ3皮膜中に、Ｖ酸化物が多量に混入して、高温での耐酸化性が低下する。よって、Ｖを含有させる場合、その含有量は０．０１～０．５０％とする。より好ましくは０．０５％以上である。また、より好ましくは０．２０％以下である。
Ｍｏ：０．０１～６．０％
Ｍｏは、高温での強度を増加させて、フェライト系ステンレス鋼板を抵抗発熱体として使用するときの寿命の延長に寄与する。また、Ｍｏは、高温での強度を増加させることで、拡散熱処理の際のフェライト系ステンレス鋼板における反りや歪みといった変形を抑制する効果もある。これらの効果は、Ｍｏ含有量が０．０１％以上で得られる。一方、Ｍｏ含有量が６．０％を超えると、加工性が低下する。よって、Ｍｏを含有させる場合、その含有量は０．０１～６．０％とする。より好ましくは１．０％以上である。また、より好ましくは５．０％以下である。
Ｗ：０．０１～６．０％
Ｗは、高温での強度を増加させて、フェライト系ステンレス鋼板を抵抗発熱体として使用するときの寿命の延長に寄与する。また、Ｗは、高温での強度を増加させることで、拡散熱処理の際のフェライト系ステンレス鋼板における反りや歪みといった変形を抑制する効果もある。これらの効果は、Ｗ含有量が０．０１％以上で得られる。一方、Ｗ含有量が６．０％を超えると、加工性が低下する。よって、Ｗを含有させる場合、その含有量は０．０１～６．０％とする。より好ましくは１．０％以上である。また、より好ましくは５．０％以下である。
なお、ＭｏおよびＷを同時に含有させる場合には、加工性の低下を防ぐ観点から、ＭｏおよびＷの合計含有量を６．０％以下とすることが好ましい。
Ｂ：０．０００１～０．００５０％
Ｂは、鋼の粒界を強化し、めっき基板の製造過程における熱間圧延での割れを防ぐ効果がある。この効果は、Ｂ含有量が０．０００１％以上で得られる。一方、Ｂ含有量が０．００５０％を超えると、耐酸化性が低下する。よって、Ｂを含有させる場合、その含有量は０．０００１～０．００５０％とする。より好ましくは０．００１０％以上である。また、より好ましくは０．００４０％以下である。
Ｃａ:０．０００２～０．０１００％、Ｍｇ：０．０００２～０．０１００％
適量のＣａあるいはＭｇは、抵抗発熱体として使用される際に形成されるＡｌ2Ｏ3皮膜の鋼に対する密着性の向上と成長速度の低減によって、耐酸化性を向上させる効果がある。この効果は、Ｃａ含有量が０．０００２％以上、Ｍｇ含有量が０．０００２％以上で得られる。より好ましくは、Ｃａ含有量は０．０００５％以上、Ｍｇ含有量は０．００１５％以上である。さらに好ましくは、Ｃａ含有量は０．００１０％以上である。しかし、これらの元素を過剰に添加すると、靭性や耐酸化性が低下する。よって、ＣａおよびＭｇを含有させる場合、Ｃａ含有量およびＭｇ含有量はいずれも０．０１００％以下とする。より好ましくは０．００５０％以下である。
なお、上記以外の成分はＦｅおよび不可避的不純物である。
また、本発明のフェライト系ステンレス鋼板の板厚は特に限定されるものではないが、電熱調理器や排ガス浄化装置の直前に搭載される排ガス昇温装置などの発熱体に用いる場合、断面積を小さくし、かつ表面積を大きくすべく、２００μｍ以下とすることが好ましい。また、下限については、強度を確保するために２０μｍ以上とすることが好ましい。
次に、上記のフェライト系ステンレス鋼板を製造するための製造用素材となる、Ａｌ系めっきステンレス鋼板について説明する。
まず、Ａｌ系めっきステンレス鋼板のめっき基板について、説明する。
Ａｌ系めっきステンレス鋼板のめっき基板は、質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ｃｒ：１１．０～３０．０％、Ａｌ：２．５～６．５％、Ｎｉ：０．０５～０．５０％およびＮ：０．０２０％以下を含有するとともに、
Ｚｒ：０．０１～０．２０％およびＨｆ：０．０１～０．２０％のうちから選ばれる少なくとも１種を含有し、
任意に、ＲＥＭ：０．０１～０．２０％、Ｃｕ：０．０１～０．１０％、Ｔｉ：０．０１～０．５０％、Ｎｂ：０．０１～０．５０％、Ｖ：０．０１～０．５０％、Ｍｏ：０．０１～６．０％、Ｗ：０．０１～６．０％、Ｂ：０．０００１～０．００５０％、Ｃａ：０．０００２～０．０１００％およびＭｇ：０．０００２～０．０１００％のうちから選ばれる１種または２種以上を含有し、
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有するフェライト系ステンレス鋼板である。
以下、Ａｌ系めっきステンレス鋼板のめっき基板の成分組成について、説明する。なお、成分組成における単位はいずれも「質量％」であるが、以下、特に断らない限り、単に「％」で示す。また、Ａｌ系めっきステンレス鋼板のめっき基板の成分組成において、ＳｉおよびＡｌ以外の元素の含有量については、上述した本発明のフェライト系ステンレス鋼板と同じにすればよいので、ここでは説明を省略する。
Ｓｉ：１．０％以下
Ｓｉは、フェライト系ステンレス鋼板の電気抵抗率を高める働きがあり、質量％あたりの電気抵抗率の向上効果は、Ａｌとほぼ同等である。このような効果を得る観点から、Ｓｉ含有量は０．０１％以上とすることが好ましい。一方、Ｓｉ含有量が１．０％を超えると、靭性が低下してめっき基板の製造が困難になる。従って、Ａｌ系めっきステンレス鋼板のめっき基板のＳｉ含有量は１．０％以下とする。好ましくは０．５％以下である。
Ａｌ：２．５～６．５％
Ａｌ含有量が６．５％を超えると、鋼の靭性が低下し、めっき基板の製造が困難になる。一方、めっき基板のＡｌ含有量が２．５％未満になると、最終製品となるフェライト系ステンレス鋼板のＡｌ含有量を８．０％以上に高めるため、拡散熱処理により、めっき基板の表面に設けたＡｌ系めっきから、より多くのＡｌを、めっき基板中に拡散させる必要が生じる。しかし、Ａｌの拡散量が増加すると、めっき基板であるフェライト系ステンレス鋼板の密度変化量が大きくなって、反りや歪みといった変形を生じさせる。この点、めっき基板のＡｌ含有量を２．５％以上にすると、Ａｌ拡散前のめっき基板自体の密度が低下するので、拡散熱処理時に生じる密度の不均一が低減され、その結果、反りや歪みといった変形の抑制に有効に寄与する。よって、Ａｌ系めっきステンレス鋼板のめっき基板のＡｌ含有量は２．５～６．５％とする必要がある。好ましくは４．０％以上、より好ましくは５．０％以上である。また、好ましくは６．０％以下である。
また、本発明の一実施形態に係るＡｌ系めっきステンレス鋼板のめっき基板の板厚は特に限定されるものではないが、板厚が厚くなるとめっき層を厚くする必要があり、めっき処理における生産性が低下する。このため、めっき基板の板厚は１．０ｍｍ以下が好ましい。また、下限については、めっき処理時の強度を確保するために３０μｍとすることが好ましい。
特に、後述するＡｌめっき処理後の追加の圧延加工を行う場合、本発明の一実施形態に係るＡｌ系めっきステンレス鋼板のめっき基板の好適板厚は２００μｍ～１．０ｍｍである。より好ましくは、２００～５００μｍである。
また、後述する追加の圧延加工を行わない場合、本発明の一実施形態に係るＡｌ系めっきステンレス鋼板のめっき基板の好適板厚は２０～２００μｍである。より好ましくは１５０μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下である。また、より好ましくは３０μｍ以上である。
次に、Ａｌ系めっきステンレス鋼板のめっき基板の表面に設けるＡｌ系めっき層について説明する。
Ａｌ系めっき層とは、ＡｌめっきまたはＡｌ－Ｓｉ合金めっきにより形成されるめっき層である。
ここで、Ａｌめっき（浴）の成分組成は、Ａｌおよび不可避的不純物であり、Ａｌ－Ｓｉ合金めっき（浴）の成分組成は、Ａｌ、１５．０質量％以下のＳｉ、および、不可避的不純物である。
なお、Ａｌ-Ｓｉ合金めっき（浴）に含まれるＳｉは、めっき処理時にＡｌ系めっき層とめっき基板との界面におけるＦｅ－Ａｌ系金属間化合物相の生成を抑制し、Ａｌ系めっき層の耐剥離性や加工性を向上させる効果を有する。また、Ｓｉは、Ａｌと同様に、フェライト系ステンレス鋼板の電気抵抗率の向上に寄与する元素であり、Ａｌ系めっき層に含まれるＳｉは、Ａｌと同様、所定の熱処理により、めっき基板中に拡散する。しかし、Ａｌ系めっき層のＳｉ含有量が１５．０質量％を超えると、Ａｌ系めっき層中に柱状のＳｉが析出し、耐剥離性や加工性が低下する。このため、Ａｌ-Ｓｉ合金めっき（浴）のＳｉ含有量は、１５．０質量％以下とすることが好ましい。なお、Ａｌ-Ｓｉ合金めっき（浴）のＳｉ含有量の下限は特に限定されるものではないが、１．０質量％とすることが好ましい。
また、Ａｌめっき（浴）およびＡｌ-Ｓｉ合金めっき（浴）の不可避的不純物としては、例えば、Ｂ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｃｅ等が挙げられ、その合計量は１質量％以下とすることが好ましい。
なお、Ａｌ系めっき層の成分組成は、Ａｌめっき（浴）およびＡｌ－Ｓｉ合金めっき（浴）の成分組成と必ずしも一致するものではない。
すなわち、Ａｌ系めっき層には、めっき処理中におけるめっき浴とめっき基板との反応で、めっき浴中に取り込まれるめっき基板成分や、めっき浴中の不可避的不純物なども含まれるようになる。Ａｌ系めっき層に取り込まれるめっき基板成分としては、例えば、ＦｅやＣｒが挙げられる。また、Ａｌ－Ｓｉ合金めっき（浴）の場合には、Ｓｉも、Ａｌ系めっき層に取り込まれる。
例えば、一実施形態において、上記のめっき基板を使用して、後述のめっき処理方法により、上記のＡｌめっき（浴）またはＡｌ－Ｓｉ合金めっき（浴）でＡｌ系めっき層を形成する場合、当該Ａｌ系めっき層は、８０質量％以上のＡｌと、合計で２０質量％以下の残部（例えば、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｒおよび／または不可避的不純物）とから構成される。なお、Ａｌ系めっき層に含まれる不可避的不純物（Ａｌ、Ｓｉ、ＦｅおよびＣｒ以外の成分）の合計量は、好適には１質量％以下である。
また、後述する熱処理（拡散熱処理）により、Ａｌ系めっき層に含まれるＡｌを、めっき基板に十分に拡散させるには、めっき基板の板厚およびＡｌ含有量、ならびに、Ａｌ系めっき層の厚さについて、次式（１）の関係を満足させることが重要である。
８．０ ≦ＣAl＋３０×ｔ/Ｔ ≦ ２０.０ ・・・・・（１）
ここで、
ＣAl ：めっき基板のＡｌ含有量（質量％）
Ｔ：めっき基板の板厚（μｍ）
t ：Ａｌ系めっき層の厚さ（めっき基板の両面にＡｌ系めっき層を有する場合、めっき基板両面のＡｌ系めっき層の合計厚さ)（μｍ）
である。
すなわち、本発明のフェライト系ステンレス鋼板は、
所定の成分組成としたフェライト系ステンレス鋼板、具体的には、Ａｌ含有量を２．５～６．５質量％の範囲とし、かつ、ＺｒおよびＨｆのうちから選ばれる少なくとも１種を適正量含有させた成分組成を有するフェライト系ステンレス鋼板を、めっき基板とする、Ａｌ系めっきステンレス鋼板に、拡散熱処理を施すことにより、
めっき基板中にＡｌを拡散させて、Ａｌ含有量を８．０質量％以上に高めた点に特徴がある。
また、発明者らは、種々のめっき基板の板厚およびＡｌ含有量、ならびに、種々のＡｌめっきまたはＡｌ－Ｓｉ合金めっきを用いて得た種々のＡｌ系めっき層の厚さとなるＡｌ系めっきステンレス鋼板を作成し、拡散熱処理により増加するＡｌ量について検討を重ねた。その結果、拡散熱処理により増加するＡｌ量は、めっき基板の板厚、および、Ａｌ系めっき層の厚さを用いて、３０×ｔ/Ｔにより予測できることがわかった。
そのため、最終製品となるフェライト系ステンレス鋼板のＡｌ含有量を適正範囲に制御する観点から、Ａｌ系めっきステンレス鋼板におけるめっき基板の板厚およびＡｌ含有量、ならびに、Ａｌ系めっき層の厚さについては、上掲式（１）の関係を満足させるものとする。ＣAl＋３０×ｔ/Ｔの値は、好ましくは９．０以上である。また、ＣAl＋３０×ｔ/Ｔの値は、好ましくは１５．０以下である。
ここで、Ａｌ系めっき層の厚さは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による断面観察により測定する。
すなわち、Ａｌ系めっきステンレス鋼板から切り出した任意の９個の試験片について、圧延方向断面を鏡面研磨し、その断面をＳＥＭにより１０００倍で観察する。そして、Ａｌ系めっき層とめっき基板の界面からＡｌ系めっき層の表面までの距離を、片面あたりのめっき層の厚さとして、その値を、試験片の圧延方向全長にわたって１ｍｍ間隔で測定する。めっき基板の両面にＡｌ系めっき層を有する場合には、この測定を、Ａｌ系めっきステンレス鋼板の両面で行って、めっき基板両面のＡｌ系めっき層の合計厚さを求める。そして、これらの測定値の（算術）平均値を、Ａｌ系めっき層の厚さとする。
なお、Ａｌ系めっきステンレス鋼板のＡｌ系めっき層は、めっき基板の片面だけに設けてもよく、また、両面に設けてもよい。
次に、本発明のフェライト系ステンレス鋼板の好適製造方法について、説明する。
本発明のフェライト系ステンレス鋼板は、上記のＡｌ系めっきステンレス鋼板に、６００℃～１３００℃の温度域で１分以上保持する熱処理（拡散熱処理）を施すことにより、Ａｌ系めっきステンレス鋼板のめっき基板中にＡｌ系めっき層に含有されるＡｌを拡散させて、めっき基板中のＡｌ含有量を８．０％以上に高めることで製造される。
なお、拡散させるＡｌを均質化させる観点からは、９００℃～１２００℃の温度域で１０分以上保持することが好ましい。保持時間の上限については特に限定されるものではないが、生産性などの観点から１２０分以下とすることが好ましい。
また、熱処理の雰囲気は、大気中でも問題ないが、酸化によるＡｌの消費を低減するために、１×１０-1Ｐａ以下の真空中、Ａｒなどの不活性雰囲気中、Ｎ2雰囲気や、Ｈ2とＮ2の混合雰囲気中などの非酸化性雰囲気中で行うことが好ましい。
さらに、上記の熱処理を行う前に、後述のようにして製造したＡｌ系めっきステンレス鋼板に、追加の圧延加工を施して、板厚を薄くしてもよい。特に、板厚の薄いフェライト系ステンレス鋼板を製造する場合、めっき基板段階で最終板厚まで圧延すると、めっき処理の効率が低下するので、めっき処理後に、追加の圧延加工を施すことが好ましい。なお、このような追加の圧延加工を施す場合でも、拡散熱処理により増加するＡｌ量は、圧延加工前のめっき基板の板厚をＴ、および、圧延加工前のＡｌ系めっき層の厚さをｔとして、３０×ｔ/Ｔにより予測できる。
なお、この熱処理は、鋼板を最終的な部品に加工する前に行っても良いし、抵抗発熱体などの所定形状に加工した後に行っても良い。
また、抵抗発熱体などの部材の製造過程に高温でのろう付け処理が行われる場合や、部材の使用温度が９００℃を超えるような場合などは、これらの昇温を上記の熱処理（拡散熱処理）の代用としてもよい。この場合、後述のようにして製造したＡｌ系めっきステンレス鋼板に、別途の熱処理を行ってもよい。この別途の熱処理は、例えば、追加の圧延加工を行う場合には当該追加の圧延加工を行う前に、また、追加の圧延加工を行わずに所定形状への加工を行う場合には当該加工の前に、行うことが好ましい。なお、ここでいう別途の熱処理は、６００℃～１３００℃の温度域で１分以上保持するという条件を満足しない条件の熱処理（例えば、３００℃以上６００℃未満の温度域で、１秒～１０分保持する条件や６００℃～１３００℃で１秒以上１分未満保持する熱処理）である。
また、上記のＡｌ系めっきステンレス鋼板は、例えば、以下のようにして製造することが可能である。
すなわち、上記の成分組成（Ａｌ系めっきステンレス鋼板のめっき基板の成分組成）を有する溶鋼を、転炉、電気炉、真空溶解炉等の公知の方法で溶製し、連続鋳造法または造塊－分塊法によりスラブとする。
ついで、このスラブに圧延加工を施して、めっき基板となるフェライト系ステンレス鋼板とする。
圧延加工方法は特に限定されず、常法に従えばよい。例えば、スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とし、該熱延鋼板に、冷間圧延と冷延板焼鈍とを施す方法や、スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とし、該熱延鋼板に熱延板焼鈍を施したのち、冷間圧延を施す方法などが挙げられる。なお、熱延板焼鈍および冷延板焼鈍は任意の工程であり、両方を行ってもよいし、一方のみを行ってもよいし、両方を行わなくてもよい。また、熱間圧延、熱延板焼鈍、冷間圧延および冷延板焼鈍の条件については特に限定されず、常法に従えばよい。
例えば、スラブを１１００～１２５０℃で１～２４時間加熱したのち、熱間圧延によって板厚：２．０～６．０ｍｍ程度の熱延鋼板とし、その後、必要に応じて、酸洗や機械研磨によって脱スケールを施し、さらに、冷間圧延および冷延板焼鈍を施して、めっき基板となるフェライト系ステンレス鋼板を得る。
ついで、めっき基板となるフェライト系ステンレス鋼板に、Ａｌ系めっきを施し、Ａｌ系めっきステンレス鋼板とする。めっき方法は特に限定されず、一般的な連続式溶融めっき設備において製造を行う方法などを採用すればよい。また、ゼンジミア法、フラックス法、プレめっき法等も適用可能である。
また、Ａｌ系めっきのめっき浴の温度（以下、浴温ともいう）については、（凝固開始温度＋２０℃）～７５０℃の範囲とすることが好ましい。
ここで、浴温の好適下限を（凝固開始温度＋２０℃）としたのは、めっき浴の局所的な浴温低下に起因しためっき成分の局所的な凝固を防止するためである。また、浴温が７５０℃を超えると、めっき基板表面に付着しためっきの急速冷却が難しくなり、ダレとよばれる外観不良の発生を招く。このため、浴温の好適上限は、７５０℃とした。
加えて、めっき浴中の浸漬時間は、めっき基板の表面に十分な量のめっき層を形成する観点から、０．５秒以上とすることが好ましい。
なお、めっき浴としては、前述のＡｌめっきおよびＡｌ－Ｓｉ合金めっきを用いればよい。また、Ａｌ系めっき層の厚さは、例えば、Ｎ2ガスワイピングにより、調整すればよい。
さらに、脱脂等の前処理の条件は特に限定はされず、常法に従えばよい。
加えて、めっき浴に浸入する際のめっき基板の温度（板温）については、特に限定されるものではないが、連続式溶融めっき設備を使用する場合、操業におけるめっき特性の確保や浴温の変化を防ぐ点から、めっき浴の温度の±２０℃以内に制御することが好ましい。
加えて、めっき浴への浸漬前のめっき基板の昇温条件も特に限定されるものではないが、昇温時にＡｌ2Ｏ3皮膜が生成することを極力抑制するため、Ｈ2とＮ2の混合雰囲気などの還元性ガス雰囲気とし、かつ、露点を－１５℃以下にすることが好ましい。
５０ｋｇ小型真空溶解炉によって溶製した表１に示す成分組成となるスラブ（残部はＦｅおよび不可避的不純物）を、１２００℃に加熱後、９００～１２００℃の温度域で熱間圧延して板厚：２.０ｍｍの熱延鋼板とした。なお、表１中の鋼記号Ｏでは、熱間圧延時に割れが発生したため、以降の評価を行わなかった。ついで、得られた熱延鋼板を、大気中、９００℃、１分間の条件で熱延板焼鈍し、酸洗で表面スケールを除去した後、冷間圧延して表２の板厚Ｔの冷延鋼板（フェライト系ステンレス鋼板）とした。なお、一部の冷延鋼板（後述するめっき処理後に追加の圧延加工を施す鋼板）では、さらに、Ｈ2とＮ2の混合雰囲気（体積比で、Ｈ2：Ｎ2＝７５：２５）において、９００℃で２０秒保持する冷延板焼鈍を施した。
かくして得られた冷延鋼板をめっき基板として、溶融めっき法によりめっき処理を行い、Ａｌ系めっきステンレス鋼板を得た。
具体的には、上記の冷延鋼板から切り出した、長さ（圧延方向）：１７０ｍｍ、幅：７０ｍｍの鋼板をめっき基板とし、このめっき基板を、昇温して、Ｈ2とＮ2の混合雰囲気（体積比でＨ2：Ｎ2＝９０：１０、露点：－３０℃）において７００℃、２０秒間保持し、その直後、このめっき基板を７００℃のＡｌめっき浴中、または、６６０℃のＡｌ－８質量％Ｓｉめっき浴中に５秒間浸漬する溶融めっき処理を施して、Ａｌ系めっきステンレス鋼板を得た。
なお、めっき基板におけるめっき領域は、長さ（圧延方向）：１００ｍｍ、幅：７０ｍｍの領域とした。また、Ａｌ系めっき層の厚さの調整は、Ｎ2ガスワイピングにより行った。
かくして得られたＡｌ系めっきステンレス鋼板のＡｌ系めっき層の厚さを、以下のようにして測定した。
すなわち、Ａｌ系めっきステンレス鋼板のめっき領域（長さ：１００ｍｍ、幅：７０ｍｍ）を切り出し、さらに、各端部から１０ｍｍの領域を切り落として、長さ：８０ｍｍ、幅：５０ｍｍの試験片を作成した。ついで、この試験片を、長さ方向に３分割、幅方向に３分割し、さらに、分割した試験片の中心部からそれぞれ、長さ：１５ｍｍ、幅：１０ｍｍの小片を切り出して、９個の断面観察用試験片を得た。
ついで、断面観察用試験片の長さ方向（圧延方向）断面が露出するように樹脂に埋め込んで、当該長さ方向断面の鏡面研磨を行い、倍率１０００倍で走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による断面観察を行い、片面あたりのめっき層の厚さ（Ａｌ系めっき層とめっき基板の界面からＡｌ系めっき層の表面までの距離）を断面観察用試験片の圧延方向全長にわたって１ｍｍ間隔で測定した。この測定を、断面観察用試験片の両面で行って、Ａｌ系めっき層の合計厚さを算出し、これらの算術平均値を、Ａｌ系めっき層の厚さとした。測定したＡｌ系めっきステンレス鋼板のＡｌ系めっき層の厚さを、表２に併記する。
また、上記のようにして得たＡｌ系めっきステンレス鋼板にそれぞれ、熱処理（拡散熱処理）を施し、最終製品となるフェライト系ステンレス鋼板（以下、特段の注記がない場合には、「フェライト系ステンレス鋼板」という標記は、「最終製品となるフェライト系ステンレス鋼板」を意味する）を得た。
なお、この熱処理はいずれも、１×１０-1Ｐａ以下の真空中において、１１００℃で３０分保持し、そのまま炉冷することにより行った。
また、一部のＡｌ系めっきステンレス鋼板については、上記の熱処理（拡散熱処理）を行う前に、追加の冷間圧延加工を施して、表２に示す板厚とした（なお、追加の圧延加工を行わない場合には、表２中の「追加の圧延加工後のＡｌ系めっきステンレス鋼板の板厚」の欄に、Ａｌ系めっきステンレス鋼板の全厚（めっき基板の板厚＋Ａｌ系めっき層の厚さ）を記載している。）。
かくして得られたフェライト系ステンレス鋼板の成分組成を、当該フェライト系ステンレス鋼板の一部から切粉を採取して、湿式分析を行うことにより測定した。測定結果を表３に併記する。なお、残部はＦｅおよび不可避的不純物である。
また、得られたフェライト系ステンレス鋼板、および、Ａｌ系めっきステンレス鋼板を用いて、以下の要領で、（１）めっき付着性、（２）熱処理による変形、（３）加工性、（４）電気抵抗率、および、（５）耐酸化性を評価した。評価結果を表４に示す。
（１）めっき付着性
Ａｌ系めっきステンレス鋼板（追加の圧延加工を施す場合は、追加の圧延加工を施す前のＡｌ系めっきステンレス鋼板）のめっき領域（長さ：１００ｍｍ、幅：７０ｍｍ）を切り出し、さらに、各端部から１０ｍｍの領域を切り落として、長さ：８０ｍｍ、幅：５０ｍｍの試験片を作成した。なお、同じ試験片を、同様の手順でそれぞれ５枚作成した。
ついで、各試験片の表面（めっきを施した面）を写真撮影し、目視にて試験片と対比しながら、撮影した写真における不めっき部を着色した。ついで、当該写真を用いて、画像処理により不めっき部（着色した領域）の面積率（＝［不めっき部の面積（ｍｍ2）］／［試験片のめっき領域の面積（ｍｍ2）］×１００）を求めた。
そして、５枚の試験片の不めっき部の面積率が平均で１％未満であれば○（良好）、１％以上であれば×（不良）として評価した。
（２）熱処理時の変形
熱処理時の変形（反りや歪みによる変形）は、以下のようにして評価した。
すなわち、熱処理前のＡｌ系めっきステンレス鋼板（追加の圧延加工を施す場合は、追加の圧延加工を施した後のＡｌ系めっきステンレス鋼板）から、長さ（圧延方向）：３０ｍｍ、幅：１０ｍｍの試験片を３枚切り出し、これらの試験片に、拡散熱処理を模擬した熱処理（１．０×１０-1Ｐａ以下の真空中において、１１００℃で３０分保持し、そのまま炉冷する熱処理）を施した。
ついで、熱処理後の各試験片の幅方向中央での長さを測定し、次式により、形状変化量を求めた。
［形状変化量（％）］＝（［熱処理後の試験片の長さ（ｍｍ）］－［熱処理前の試験片の長さ（ｍｍ）］）／［熱処理前の試験片の長さ（ｍｍ）］×１００
そして、３枚の試験片の形状変化量の（算術）平均値を算出し、形状変化量が±５％以下であれば○（良好）、±５％超であれば×（不良）として評価した。
（３）加工性
加工性は、上記のフェライト系ステンレス鋼板に、自動車の排ガス浄化装置に用いる金属用発熱体で一般的に行われる波付加工を施して評価した。
すなわち、最大曲げ半径：０．５ｍｍ、波ピッチ：２．０ｍｍ、波高さ：２．０ｍｍの歯車状ロール２本の間を通過させることにより、上記のフェライト系ステンレス鋼板（長さ：８０ｍｍ、幅：５０ｍｍ）に波付け加工を施した。そして、破断やクラックが発生することなく加工できた場合を○（良好）、破断やクラックが発生した場合を×（不良）として評価した。
（４）電気抵抗率
電気抵抗率は、ＪＩＳ Ｃ ２５２５に規定される４端子法で測定した。
すなわち、上記のフェライト系ステンレス鋼板から１０ｍｍ×８０ｍｍの試験片を各５枚切り出し、体積抵抗率を測定した。そして、これらの平均値を、当該フェライト系ステンレス鋼板の体積抵抗率とし、以下の基準で評価した。
◎（合格、特に優れる）：体積抵抗率が１７０μΩ・ｃｍ超
○（合格、優れる）：体積抵抗率が１４２μΩ・ｃｍ超１７０μΩ・ｃｍ以下
×（不合格、不良）：体積抵抗率が１４２μΩ・ｃｍ以下
（５）耐酸化性
耐酸化性は、高温の大気中で保持する酸化試験により評価した。すなわち、上記のフェライト系ステンレス鋼板から幅：２０ｍｍ×長さ（圧延方向）：３０ｍｍの試験片を２枚採取し、大気雰囲気中、１１００℃で４００時間酸化させる処理を行い、処理前後での酸化増量（酸化処理前後での試験片の質量変化量を、酸化処理前の試験片の表面積で除した値）を測定した。そして、各試験片の酸化増量の平均値を、当該フェライト系ステンレス鋼板の酸化増量として、以下の基準で評価した。
◎（合格、特に優れる）：酸化増量が８．０ｇ／ｍ2以下
○（合格、優れる）：酸化増量が８．０ｇ／ｍ2超１２．０ｇ／ｍ2以下
×（不合格、不良）：酸化増量が１２．０ｇ／ｍ2超 または 皮膜剥離発生
Figure 0007363492000001
Figure 0007363492000002
Figure 0007363492000003
Figure 0007363492000004
表４より、発明例ではいずれも、めっき付着性が良好で、熱処理による変形が少なく、また、加工性や電気抵抗率、耐酸化性にも優れていた。
一方、比較例ではいずれも、熱間圧延時に割れが発生して試験片が作成できないか、または、めっき付着性、熱処理時の変形、加工性、電気抵抗率および耐酸化性のうちの少なくとも１つが十分とは言えなかった。
なお、Ｎｏ．３、Ｎｏ．７およびＮｏ．１３については、十分な加工性が得られなかったので、（４）電気抵抗率および（５）耐酸化性の評価は省略した。

Claims (2)

  1. 質量％で、
    Ｃ：０．０３０％以下、
    Ｓｉ：３．０％以下、
    Ｍｎ：１．０％以下、
    Ｐ：０．０４０％以下、
    Ｓ：０．０１０％以下、
    Ｃｒ：１１．０～３０．０％、
    Ａｌ：８．０～１１．２％、
    Ｎｉ：０．０５～０．５０％および
    Ｎ：０．０２０％以下
    を含有するとともに、
    Ｚｒ：０．０１～０．２０％および
    Ｈｆ：０．０１～０．２０％
    のうちから選ばれる少なくとも１種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する、フェライト系ステンレス鋼板。
  2. 前記成分組成が、さらに、質量％で、
    ＲＥＭ：０．０１～０．２０％、
    Ｃｕ：０．０１～０．１０％、
    Ｔｉ：０．０１～０．５０％、
    Ｎｂ：０．０１～０．５０％、
    Ｖ：０．０１～０．５０％、
    Ｍｏ：０．０１～６．０％、
    Ｗ：０．０１～６．０％、
    Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
    Ｃａ：０．０００２～０．０１００％および
    Ｍｇ：０．０００２～０．０１００％
    のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、請求項１に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
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