JP7479210B2 - フェライト系ステンレス鋼板、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法および自動車排気系部品 - Google Patents
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Description
本発明は、フェライト系ステンレス鋼板、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法および自動車排気系部品に関するものである。本発明は、特に、高温強度や耐酸化性が必要な自動車排気系部材に使用することに最適な耐熱性ステンレス鋼において、特に加工性および耐高温塩害性に優れた塩分付着が促進される構造の自動車排気系用フェライト系ステンレス鋼板、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法および自動車排気系部品に関する。
自動車の排気マニホールド、フロントパイプおよびセンターパイプなどの排気系部材は、エンジンから排出される高温の排気ガスを通すため、排気系部材を構成する材料には耐酸化性、高温強度、熱疲労特性など多様な特性が要求される。
従来、自動車排気系部材には鋳鉄が使用されるのが一般的であったが、排ガス規制の強化、エンジン性能の向上、車体軽量化などの観点から、ステンレス鋼製の排気マニホールドが使用されるようになった。排気ガス温度は、車種によって異なり、近年では７５０～８５０℃程度が多いが、更に高温に達する場合もある。このような温度域で長時間使用される環境において高い高温強度、耐酸化性を有する材料が要望されている。
ステンレス鋼の中でオーステナイト系ステンレス鋼は、耐熱性や加工性に優れているが、熱膨張係数が大きいために、これを排気マニホールドのように加熱・冷却を繰り返し受ける部材に適用した場合、熱疲労破壊が生じやすい。
フェライト系ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて熱膨張係数が小さいため、熱疲労特性に優れている。また、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて、高価なＮｉをほとんど含有しないため材料コストも安く、汎用的に使用されている。但し、フェライト系ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて、高温強度が低いために、高温強度を向上させる技術が開発されてきた。さらに、耐酸化性、成形性、製造性、更なる低コスト化の観点からも様々な技術の開発がされてきた。
開発されたフェライト系ステンレス鋼には、例えば、ＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ（Ｎｂ含有鋼）、Ｎｂ－Ｓｉ含有鋼、ＳＵＳ４４４（Ｎｂ－Ｍｏ含有鋼）がある。これらは、Ｎｂの含有、更に、Ｎｂ含有を基本に、Ｓｉ、Ｍｏの含有によって高温強度を向上させるものであった。これに対し、特許文献１のようにＡｌの含有によって高温強度および耐酸化性を向上させる技術も開発された。
一方、車体下部に位置するセンターパイプ等の部材は、排気系部材の中でも通過する排気ガス温度はやや低い部材であるが、路面凍結防止のため散布される融雪塩や海水に由来される塩分が付着し易く高温塩害が懸念される。高温塩害とは高温酸化環境において塩分が付着することで高温腐食が促進される現象である。これらの車体下部に位置する部品においては耐高温塩害性を重視した技術が開発されてきた。
例えば、特許文献２には、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗを含有し耐高温酸化性および耐高温塩害性を改善する技術が開示されている。また、特許文献３には、Ｎ、Ｖ、Ａｌの含有量を調整し耐高温塩害腐食性を改善する技術が開示されている。
しかし、近年では排気系の設置部材の変化や新たな部品が付属されることで、排気マニホールドやフロントパイプのような排気系の中でも高温に位置する部材においても塩分が付着する場合が生じている。具体例を２つ挙げる。１つ目は、排ガスの高温化に対して、ファン設置や通気性の改善により排気系を強制空冷する場合である。一例を図１（Ａ）に示す。図１は、自動車排気系部品の一例を模式的に示す図であり、（Ａ）は強制冷却部材を備えた自動車排気系部品の模式図、（Ｂ）は断熱部材を備えた自動車排気系部品の模式図である。この自動車排気系部材１を強制空冷する強制冷却部材３は、自動車排気系部材１への塩分付着を促進する要因となる。強制冷却部材３は、主に近年普及が加速しているターボ搭載車において適用される場合がある。２つ目は、コンバーター等の排ガス浄化部品およびその前に排気ガスが通過する排気系の周囲を断熱材で覆う断熱部材を設け、排ガス温度を上げることで触媒反応を促進する場合である。一例を図１（Ｂ）に示す。自動車排気系部材１を被覆する断熱材７は、ウール状セラミックス等が使用され、保水しやすい。そのため、断熱材７で自動車排気系部材１を覆うことは、塩分も保持しやくなり、自動車排気系部材１への塩分付着を促進する。断熱材７の適用は、主に今後の普及が期待されるＨＣＣＩ（Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ－Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ；予混合圧縮自動着火）で燃焼するエンジンの排気系に適用される場合がある。
さらに、これらの強制冷却部材または断熱部材を使用することによって、通常の部材が曝される環境より湿度の高い環境となる。強制冷却部材により部品に水分を巻き上げる環境では、常に水分を排気系に吹き付けることとなる。断熱部材を使用する場合は、断熱材をカバーで覆うために、排気系とカバーとの間が水蒸気が籠る環境となる。そのため、高温塩害環境は、塩分付着とともに酸化環境に水蒸気酸化が伴う環境であり、従来とは異なる環境となる。
つまり、強制冷却部材または断熱部材を適用する場合、排気マニホールドやフロントパイプ等の上流の部材には、耐高温塩害性を必要とするようになるだけでなく、従来とは異なる水蒸気酸化を伴う環境の耐高温塩害性が新たに必要となった。すなわち、強制冷却部材や断熱部材が適用される自動車排気系部材は、従来の自動車排気系部材とは異なる新たな用途として開発が必要となった。
本発明者らは、水蒸気酸化を伴う高温塩害環境における耐高温塩害性には、フェライト系ステンレス鋼にＡｌ２Ｏ３を形成させることが重要であることを知見した。ステンレス鋼は、高温環境下において酸化速度の小さいＣｒ２Ｏ３またはＡｌ２Ｏ３を形成し、酸化速度の大きいＦｅの酸化を抑制することで高温腐食に対する保護性を得る。Ａｌ２Ｏ３はＣｒ２Ｏ３より酸化速度が小さく保護性に優れる。水蒸気酸化を伴う環境において、Ｃｒ２Ｏ３はボイドや欠陥が増えるなどのくつかの機構により保護性が低下するが、Ａｌ２Ｏ３は、ＡｌとＯの結合力が強くボイドや欠陥が形成し難い。また、高温塩害環境下において、Ｃｒ２Ｏ３は塩分と反応し保護性が低下するが、Ａｌ２Ｏ３は比較的影響が小さい。また、Ａｌ２Ｏ３を形成する場合は、その保護性が低下した後もＣｒ２Ｏ３を形成する余地がある。その結果、Ａｌ２Ｏ３の形成によりフェライト系ステンレス鋼の耐高温塩害性が向上する。
フェライト系ステンレス鋼がＡｌを含有する場合、８００℃以上ではＡｌ２Ｏ３を形成し易く、８００℃未満ではＡｌ２Ｏ３が形成し難い。そのためＡｌ含有型のフェライト系ステンレス鋼は、特に８００℃未満における耐高温塩害性を考慮する必要がある。８００℃未満においてＡｌ２Ｏ３が形成し難い理由は、母材内部から表面へのＡｌの拡散が低温ほどし難くなるためである。そのため、耐高温塩害性を向上するためには、素材成分バランスに加え、母材の拡散に影響する結晶粒径も制御することが重要である。この結晶粒径に関しては、特に母材表層部の結晶粒径の影響が大きいと考えられる。
また、自動車排気系部品は、複雑な形状が多く、加工性も要求される。フェライト系ステンレス鋼がＡｌを含有する場合、常温（１０～３５℃）の０．２％耐力は上昇し、加工性が損なわれる。０．２％耐力には素材成分バランスに加え、結晶粒径も影響し、これらの制御が重要と考えられる。この結晶粒径に関しては、特に母材板厚中心部の結晶粒径の影響が大きいと考えられる。
特許文献１はＡｌ含有型のフェライト系ステンレス鋼であるが、耐高温塩害性、常温の０．２％耐力ともに詳細な検討は開示されていない。また、結晶粒径については母材表層部、板厚中心部ともに考慮されていない。
特許文献２には、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗを含有し耐高温酸化性および耐高温塩害性を改善する技術が開示されている。しかし、特許文献２に開示された技術における耐高温塩害性には、水蒸気酸化も伴う環境は考慮されておらず、母材表層部の結晶粒径も考慮されていない。また、常温の０．２％耐力については詳細な検討は開示されておらず、板厚中心部の結晶粒径については考慮されていない。特許文献２に開示されたフェライト系ステンレス鋼は、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗを多量に含み、特にＷ含有量は、質量％で２．０％超、５％以下であり、Ｗ含有量が極度に高く、常温の０．２％耐力が過剰に高く加工性を損なう可能性がある。
特許文献３には、Ｎ、Ｖ、Ａｌの含有量を調整し耐高温塩害腐食性を改善する技術が開示されている。しかし、特許文献３に開示された技術における耐高温塩害性には、水蒸気酸化も伴う環境は考慮されておらず、母材表層部の結晶粒径も考慮されていない。また、常温の０．２％耐力については詳細な検討は開示されておらず、板厚中心部の結晶粒径については考慮されていない。また、Ａｌ含有量に関しては、質量％で０．４％未満までの範囲でしか評価を行っておらず、上限は０．３０％としている。また、特許文献３に係るフェライト系ステンレス鋼は、Ｖ濃度が質量％で０．３０～０．６０％であり、通常のフェライト系ステンレス鋼より極度に高く、製造性などを損なう可能性がある。
上記のように自動車排気系に強制冷却部材または断熱部材を適用する場合、排気マニホールドやフロントパイプ等の上流の部材においても新たに耐高温塩害性を付与することが必要となるだけでなく、従来とは異なる水蒸気酸化を伴う環境の耐高温塩害性が必要となった。Ａｌ含有型のフェライト系ステンレス鋼においては耐高温塩害性が課題であり、このような環境における高温塩害は検討されていなかった。また、従来の高温塩害環境においても改善技術としてはＷ、Ｖ等を極度に多く含有する必要があった。また、Ａｌ含有により常温の０．２％耐力が上昇し加工性が低下することに対する検討が不十分であった。
即ち、本発明の目的は、水蒸気酸化を伴う高温環境下における耐高温塩害性および加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼板、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法および自動車排気系部品を提供することにある。特に、Ａｌ含有型のフェライト系ステンレス鋼において、加工性および耐高温塩害性に優れた塩分付着が促進される構造の自動車排気系用フェライト系ステンレス鋼板および自動車排気系部品を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明者らは、フェライト系ステンレス鋼の耐高温塩害性および加工性に及ぼす各種成分、母材表層および板厚中心部の結晶粒径の影響を鋭意検討した。その結果、耐高温塩害性および加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を発明するに至った。なお、高温塩害は水蒸気酸化を伴う環境にも対応する。
すなわち、上記課題を解決することを目的とした本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）質量％で、
Ｃ：０．０２０％以下、
Ｎ：０．０２０％以下、
Ｓｉ：０．０５％以上、１．６０％以下、
Ｍｎ：０．０１％以上、１．１０％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００２２％以下、
Ｃｒ：１０．０％以上、１５．０％以下、
Ｎｉ：０．０１％以上、０．７０％以下、
Ｃｕ：０．００１％以上、０．８０％以下、
Ｍｏ：０．０１％以上、２．００％以下、
Ｔｉ：０．０４０％以下、
Ｎｂ：０．０３％超、０．７０％以下、
Ａｌ：０．７０％超、３．００％以下、
Ｖ：０．０１％以上、０．２０％以下、
Ｂ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、および
Ｏ：０．００５０％以下、
を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなり、かつ、下記式（ｉ）～（ｉｉｉ）を満たすことを特徴とする、フェライト系ステンレス鋼板。
Ａｌ＋１．７Ｓｉ＋０．８Ｍｏ＋０．３ＤＡ－０．５≦６．０ ・・・式（ｉ）
２．６Ａｌ＋４．３Ｓｉ＋１．５Ｍｏ≧５．９５ ・・・式（ｉｉ）
Ａｌ／Ｏ≧２００ ・・・式（ｉｉｉ）
但し、式中の元素記号は、当該元素の含有量（質量％）、ＤＡは板厚中心部における平均結晶粒径（ｍｍ）を意味する。
（２）更に、下記式（ｉｖ）を満たすことを特徴とする、（１）に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
９００ＤＡ－１０００ＤＢ≧－２．３ ・・・式（ｉｖ）
但し、式中のＤＡは板厚中心部における平均結晶粒径（ｍｍ）、ＤＢは板表面における平均結晶粒径（ｍｍ）を意味する。
（３）質量％にて、Ｆｅの一部に代えて、
Ｗ：０．０１％以上、０．５０％以下、
Ｙ：０．００１％以上、０．２０％以下、
ＲＥＭ：０．００１％以上、０．２０％以下、
Ｃａ：０．０００１％以上、０．００３０％以下、
Ｚｒ：０．０１％以上、０．３０％以下、
Ｈｆ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｓｎ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｍｇ：０．０００１％以上、０．００３０％以下、
Ｃｏ：０．０１％以上、０．５０％以下、
Ｓｂ：０．００１％以上、０．５０％以下、
Ｂｉ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｔａ：０．００１％以上、１．０％以下、および
Ｇａ：０．０００１％以上、０．３０％以下、
の１種または２種以上を含有することを特徴とする、（１）または（２）に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
（４）強制冷却部材により塩分付着が促進される自動車排気系部材に使用される、（１）～（３）のいずれかひとつに記載のフェライト系ステンレス鋼板。
（５）自動車排気系部材の周囲を断熱材で覆う断熱部材が適用されることにより塩分付着が促進される自動車排気系部材に使用される、（１）～（３）のいずれかひとつに記載のフェライト系ステンレス鋼板。
（６）（１）～（５）のいずれかひとつに記載のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法であって、最終焼鈍の昇温過程の７５０℃以上、８３０℃未満の範囲における保持時間が２０秒以上である、または、前記最終焼鈍における雰囲気ガスの流速が０．０８ｍ／ｓ以上であることを特徴とする、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
（１）質量％で、
Ｃ：０．０２０％以下、
Ｎ：０．０２０％以下、
Ｓｉ：０．０５％以上、１．６０％以下、
Ｍｎ：０．０１％以上、１．１０％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００２２％以下、
Ｃｒ：１０．０％以上、１５．０％以下、
Ｎｉ：０．０１％以上、０．７０％以下、
Ｃｕ：０．００１％以上、０．８０％以下、
Ｍｏ：０．０１％以上、２．００％以下、
Ｔｉ：０．０４０％以下、
Ｎｂ：０．０３％超、０．７０％以下、
Ａｌ：０．７０％超、３．００％以下、
Ｖ：０．０１％以上、０．２０％以下、
Ｂ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、および
Ｏ：０．００５０％以下、
を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなり、かつ、下記式（ｉ）～（ｉｉｉ）を満たすことを特徴とする、フェライト系ステンレス鋼板。
Ａｌ＋１．７Ｓｉ＋０．８Ｍｏ＋０．３ＤＡ－０．５≦６．０ ・・・式（ｉ）
２．６Ａｌ＋４．３Ｓｉ＋１．５Ｍｏ≧５．９５ ・・・式（ｉｉ）
Ａｌ／Ｏ≧２００ ・・・式（ｉｉｉ）
但し、式中の元素記号は、当該元素の含有量（質量％）、ＤＡは板厚中心部における平均結晶粒径（ｍｍ）を意味する。
（２）更に、下記式（ｉｖ）を満たすことを特徴とする、（１）に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
９００ＤＡ－１０００ＤＢ≧－２．３ ・・・式（ｉｖ）
但し、式中のＤＡは板厚中心部における平均結晶粒径（ｍｍ）、ＤＢは板表面における平均結晶粒径（ｍｍ）を意味する。
（３）質量％にて、Ｆｅの一部に代えて、
Ｗ：０．０１％以上、０．５０％以下、
Ｙ：０．００１％以上、０．２０％以下、
ＲＥＭ：０．００１％以上、０．２０％以下、
Ｃａ：０．０００１％以上、０．００３０％以下、
Ｚｒ：０．０１％以上、０．３０％以下、
Ｈｆ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｓｎ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｍｇ：０．０００１％以上、０．００３０％以下、
Ｃｏ：０．０１％以上、０．５０％以下、
Ｓｂ：０．００１％以上、０．５０％以下、
Ｂｉ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｔａ：０．００１％以上、１．０％以下、および
Ｇａ：０．０００１％以上、０．３０％以下、
の１種または２種以上を含有することを特徴とする、（１）または（２）に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
（４）強制冷却部材により塩分付着が促進される自動車排気系部材に使用される、（１）～（３）のいずれかひとつに記載のフェライト系ステンレス鋼板。
（５）自動車排気系部材の周囲を断熱材で覆う断熱部材が適用されることにより塩分付着が促進される自動車排気系部材に使用される、（１）～（３）のいずれかひとつに記載のフェライト系ステンレス鋼板。
（６）（１）～（５）のいずれかひとつに記載のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法であって、最終焼鈍の昇温過程の７５０℃以上、８３０℃未満の範囲における保持時間が２０秒以上である、または、前記最終焼鈍における雰囲気ガスの流速が０．０８ｍ／ｓ以上であることを特徴とする、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
（７）（１）～（３）のいずれかひとつに記載のフェライト系ステンレス鋼板を用いた自動車排気系部材と、前記自動車排気系部材を強制冷却する強制冷却部材と、を備えた自動車排気系部品。
（８）（１）～（３）のいずれかひとつに記載のフェライト系ステンレス鋼板を用いた自動車排気系部材と、前記自動車排気系部材の周囲を断熱材で覆う断熱部材と、を備えた自動車排気系部品。
（８）（１）～（３）のいずれかひとつに記載のフェライト系ステンレス鋼板を用いた自動車排気系部材と、前記自動車排気系部材の周囲を断熱材で覆う断熱部材と、を備えた自動車排気系部品。
また、上記本発明で、下限の規定をしないものについては、不可避的不純物レベルまで含むことを示す。
本発明によれば、水蒸気酸化を伴う高温環境下における耐高温塩害性および加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼板、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法および自動車排気系部品を提供することができる。特に、強制冷却部材や断熱部材が適用され塩分付着が促進される自動車排気系部材として使用される加工性および耐高温塩害性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供できる。
以下、本発明を詳細に説明する。
まず、本発明のフェライト系ステンレス鋼板の鋼組成の限定理由について説明する。ここで、鋼組成についての「％」は質量％を意味する。
（Ｃ：０．０２０％以下）
Ｃは、成形性と耐食性を劣化させ、高温強度の低下をもたらす元素であるため、Ｃ含有量は０．０２０％以下とする。また、過度なＣの含有は、耐酸化性や耐粒界腐食性を低下させる。過度なＣの含有による耐酸化性や耐粒界腐食性の低下を考慮すると、Ｃ含有量は０．０１５％以下とすることが好ましい。また、Ｃを低減することで耐高温塩害性が更に向上するため、上限を０．０１０％以下とすることがより好ましい。但し、過度な低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｃ含有量は０．００１０％超とすることが好ましい。Ｃ含有量は、より好ましくは、０．００２０％以上である。
Ｃは、成形性と耐食性を劣化させ、高温強度の低下をもたらす元素であるため、Ｃ含有量は０．０２０％以下とする。また、過度なＣの含有は、耐酸化性や耐粒界腐食性を低下させる。過度なＣの含有による耐酸化性や耐粒界腐食性の低下を考慮すると、Ｃ含有量は０．０１５％以下とすることが好ましい。また、Ｃを低減することで耐高温塩害性が更に向上するため、上限を０．０１０％以下とすることがより好ましい。但し、過度な低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｃ含有量は０．００１０％超とすることが好ましい。Ｃ含有量は、より好ましくは、０．００２０％以上である。
（Ｎ：０．０２０％以下）
Ｎは、Ｃと同様、成形性と耐食性を劣化させ、高温強度の低下をもたらす元素であるため、Ｎ含有量は０．０２０％以下とする。また、過度なＮの含有は、耐酸化性や耐粒界腐食性を低下させる。過度なＮの含有による耐酸化性や耐粒界腐食性の低下を考慮すると、Ｎ含有量は０．０１５％以下とすることが好ましい。Ｎ含有量は、より好ましくは、０．０１３％以下である。但し、過度な低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｎ含有量は０．００３０％超とすることが好ましい。Ｎ含有量は、より好ましくは、０．００４０％以上である。
Ｎは、Ｃと同様、成形性と耐食性を劣化させ、高温強度の低下をもたらす元素であるため、Ｎ含有量は０．０２０％以下とする。また、過度なＮの含有は、耐酸化性や耐粒界腐食性を低下させる。過度なＮの含有による耐酸化性や耐粒界腐食性の低下を考慮すると、Ｎ含有量は０．０１５％以下とすることが好ましい。Ｎ含有量は、より好ましくは、０．０１３％以下である。但し、過度な低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｎ含有量は０．００３０％超とすることが好ましい。Ｎ含有量は、より好ましくは、０．００４０％以上である。
（Ｓｉ：０．０５％以上、１．６０％以下）
Ｓｉは、脱酸剤として含有される元素であるとともに、耐高温塩害性を改善する元素でもある。Ｓｉは、高温でＳｉ酸化物を形成し耐高温塩害性の向上に寄与するとともに、Ｓｉ酸化物の形成がＡｌ２Ｏ３の形成を促進することでも耐高温塩害性を向上する。耐高温塩害性を発現するためには０．０５％以上のＳｉの含有を必要とする。耐高温塩害性を更に向上するためには、Ｓｉ含有量は０．３０％以上とすることが好ましい。Ｓｉ含有量は、より好ましくは、０．５０％以上である。しかし、過度なＳｉの含有は、常温の０．２％耐力を上昇させ加工性の低下を招くため、Ｓｉ含有量は１．６０％以下とする。加工性を更に向上するためには、Ｓｉ含有量は１．２０％以下とすることが好ましい。また、製造性を考慮すると、Ｓｉ含有量は０．８０％以下がより好ましい。
Ｓｉは、脱酸剤として含有される元素であるとともに、耐高温塩害性を改善する元素でもある。Ｓｉは、高温でＳｉ酸化物を形成し耐高温塩害性の向上に寄与するとともに、Ｓｉ酸化物の形成がＡｌ２Ｏ３の形成を促進することでも耐高温塩害性を向上する。耐高温塩害性を発現するためには０．０５％以上のＳｉの含有を必要とする。耐高温塩害性を更に向上するためには、Ｓｉ含有量は０．３０％以上とすることが好ましい。Ｓｉ含有量は、より好ましくは、０．５０％以上である。しかし、過度なＳｉの含有は、常温の０．２％耐力を上昇させ加工性の低下を招くため、Ｓｉ含有量は１．６０％以下とする。加工性を更に向上するためには、Ｓｉ含有量は１．２０％以下とすることが好ましい。また、製造性を考慮すると、Ｓｉ含有量は０．８０％以下がより好ましい。
（Ｍｎ：０．０１％以上、１．１０％以下）
Ｍｎは、脱酸剤として含有される元素であり、Ｍｎ含有量は、０．０１％以上とする。精錬コストを考慮すると、Ｍｎ含有量は０．１０％以上がより好ましい。Ｍｎ含有量は、さらに好ましくは、０．１５％以上である。しかし、過度なＭｎの含有は、Ａｌ２Ｏ３の形成を遅延させ、耐高温塩害性の低下を招くため、Ｍｎ含有量は、１．１０％以下とする。耐高温塩害性を更に向上するためには、Ｍｎ含有量を０．５０％以下とすることが好ましい。また、均一伸び、熱間加工性や耐食性を考慮すると、Ｍｎ含有量は０．４０％以下がより好ましい。Ｍｎ含有量は、さらに好ましくは、０．４０％未満である。
Ｍｎは、脱酸剤として含有される元素であり、Ｍｎ含有量は、０．０１％以上とする。精錬コストを考慮すると、Ｍｎ含有量は０．１０％以上がより好ましい。Ｍｎ含有量は、さらに好ましくは、０．１５％以上である。しかし、過度なＭｎの含有は、Ａｌ２Ｏ３の形成を遅延させ、耐高温塩害性の低下を招くため、Ｍｎ含有量は、１．１０％以下とする。耐高温塩害性を更に向上するためには、Ｍｎ含有量を０．５０％以下とすることが好ましい。また、均一伸び、熱間加工性や耐食性を考慮すると、Ｍｎ含有量は０．４０％以下がより好ましい。Ｍｎ含有量は、さらに好ましくは、０．４０％未満である。
（Ｐ：０．０４０％以下）
Ｐは、製鋼精錬時に主として原料から混入する不純物であり、その含有量が高くなると、靭性や溶接性が低下するため、その含有量は少ないほど良い。そのため、Ｐ含有量は０．０４０％以下とする。また、製造性を考慮すると、Ｐ含有量は０．０３５％以下とすることが好ましい。また、Ｐを低減することで常温の０．２％耐力を更に低下させ加工性が向上するため、Ｐ含有量は０．０３０％以下とすることがより好ましい。但し、過度な低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｐ含有量は０．００５％以上とすることが好ましい。Ｐ含有量は、より好ましくは、０．０１０％以上である。
Ｐは、製鋼精錬時に主として原料から混入する不純物であり、その含有量が高くなると、靭性や溶接性が低下するため、その含有量は少ないほど良い。そのため、Ｐ含有量は０．０４０％以下とする。また、製造性を考慮すると、Ｐ含有量は０．０３５％以下とすることが好ましい。また、Ｐを低減することで常温の０．２％耐力を更に低下させ加工性が向上するため、Ｐ含有量は０．０３０％以下とすることがより好ましい。但し、過度な低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｐ含有量は０．００５％以上とすることが好ましい。Ｐ含有量は、より好ましくは、０．０１０％以上である。
（Ｓ：０．００２２％以下）
Ｓは、製鋼精錬時に主として原料から混入する不純物であり、耐食性を劣化させる。また、Ｓは、耐スケール剥離性を低下させることによって耐高温塩害性も低下させる。したがって、Ｓ含有量は、０．００２２％以下とする。また、製造性を考慮すると、Ｓ含有量は０．００２０％以下とすることが好ましい。耐高温塩害性を更に向上するためには、Ｓ含有量を０．００１４％以下とすることがより好ましい。但し、過度な低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｓ含有量は０．０００１％以上とすることが好ましい。Ｓ含有量は、より好ましくは、０．０００３％以上である。
Ｓは、製鋼精錬時に主として原料から混入する不純物であり、耐食性を劣化させる。また、Ｓは、耐スケール剥離性を低下させることによって耐高温塩害性も低下させる。したがって、Ｓ含有量は、０．００２２％以下とする。また、製造性を考慮すると、Ｓ含有量は０．００２０％以下とすることが好ましい。耐高温塩害性を更に向上するためには、Ｓ含有量を０．００１４％以下とすることがより好ましい。但し、過度な低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｓ含有量は０．０００１％以上とすることが好ましい。Ｓ含有量は、より好ましくは、０．０００３％以上である。
（Ｃｒ：１０．０％以上、１５．０％以下）
Ｃｒは、耐食性を向上する元素であるとともに、耐高温塩害性を改善する元素でもある。また、ＣｒはＡｌ２Ｏ３の形成を促進する。そのため、Ｃｒ含有量は、１０．０％以上とする。Ｃｒ含有量は、好ましくは、１０．５％以上であり、より好ましくは、１０．７％以上である。しかし、過度なＣｒの含有は、常温の０．２％耐力を上昇させ加工性の低下を招くため、Ｃｒ含有量は１５．０％以下とする。靭性や原料コストを考慮すると、Ｃｒ含有量は１４．０％未満とすることが好ましい。Ｃｒ含有量は、より好ましくは、１２．０％未満である。
Ｃｒは、耐食性を向上する元素であるとともに、耐高温塩害性を改善する元素でもある。また、ＣｒはＡｌ２Ｏ３の形成を促進する。そのため、Ｃｒ含有量は、１０．０％以上とする。Ｃｒ含有量は、好ましくは、１０．５％以上であり、より好ましくは、１０．７％以上である。しかし、過度なＣｒの含有は、常温の０．２％耐力を上昇させ加工性の低下を招くため、Ｃｒ含有量は１５．０％以下とする。靭性や原料コストを考慮すると、Ｃｒ含有量は１４．０％未満とすることが好ましい。Ｃｒ含有量は、より好ましくは、１２．０％未満である。
（Ｎｉ：０．０１％以上、０．７０％以下）
Ｎｉは、耐食性を向上させる元素であり、Ｎｉ含有量は０．０１％以上とする。Ｎｉ含有量は、好ましくは０．０２％以上であり、より好ましくは、０．０５％以上である。しかし、過度なＮｉの含有は成形性の低下を招くため、Ｎｉ含有量は０．７０％以下とする。また、Ｎｉを低減することで常温の０．２％耐力を更に低下させ加工性が向上するため、Ｎｉ含有量は０．５０％以下とすることが好ましい。原料コストを考慮すると、Ｎｉ含有量は０．４０％以下がより好ましい。
Ｎｉは、耐食性を向上させる元素であり、Ｎｉ含有量は０．０１％以上とする。Ｎｉ含有量は、好ましくは０．０２％以上であり、より好ましくは、０．０５％以上である。しかし、過度なＮｉの含有は成形性の低下を招くため、Ｎｉ含有量は０．７０％以下とする。また、Ｎｉを低減することで常温の０．２％耐力を更に低下させ加工性が向上するため、Ｎｉ含有量は０．５０％以下とすることが好ましい。原料コストを考慮すると、Ｎｉ含有量は０．４０％以下がより好ましい。
（Ｃｕ：０．００１％以上、０．８０％以下）
Ｃｕは、耐食性を向上させる元素であり、Ｃｕ含有量は０．００１％以上とする。耐酸化性、原料コスト、製造性を考慮すると、Ｃｕ含有量は、好ましくは０．００５％以上である。Ｃｕ含有量は、より好ましくは、０．００５％以上である。しかし、過度なＣｕの含有は熱間加工性の低下を招くため、Ｃｕ含有量は０．８０％以下とする。また、Ｃｕを低減することで常温の０．２％耐力を更に低下させ加工性が向上するため、Ｃｕ含有量は０．３０％以下とすることが好ましい。耐酸化性、原料コスト、製造性を考慮すると、Ｃｕ含有量は、より好ましくは０．２０％以下である。
Ｃｕは、耐食性を向上させる元素であり、Ｃｕ含有量は０．００１％以上とする。耐酸化性、原料コスト、製造性を考慮すると、Ｃｕ含有量は、好ましくは０．００５％以上である。Ｃｕ含有量は、より好ましくは、０．００５％以上である。しかし、過度なＣｕの含有は熱間加工性の低下を招くため、Ｃｕ含有量は０．８０％以下とする。また、Ｃｕを低減することで常温の０．２％耐力を更に低下させ加工性が向上するため、Ｃｕ含有量は０．３０％以下とすることが好ましい。耐酸化性、原料コスト、製造性を考慮すると、Ｃｕ含有量は、より好ましくは０．２０％以下である。
（Ｍｏ：０．０１％以上、２．００％以下）
Ｍｏは、高温強度、耐食性を改善する元素であるとともに、耐高温塩害性を改善する元素でもある。また、Ｍｏは、Ａｌ２Ｏ３の保護性を高める。そのため、Ｍｏ含有量は０．０１％以上とする。耐高温塩害性を更に向上するためには、Ｍｏ含有量は０．１５％超とすることが好ましい。しかし、過度なＭｏの含有は常温の０．２％耐力を上昇させ加工性の低下を招くため、Ｍｏ含有量は２．００％以下とする。加工性を更に向上するためにはＭｏ含有量は１．００％未満とすることが好ましい。また、製造性を考慮すると、Ｍｏ含有量は０．８０％未満とすることがより好ましい。合金コストを考慮するとＭｏ含有量はを０．２５％未満とすることが更により好ましい。
Ｍｏは、高温強度、耐食性を改善する元素であるとともに、耐高温塩害性を改善する元素でもある。また、Ｍｏは、Ａｌ２Ｏ３の保護性を高める。そのため、Ｍｏ含有量は０．０１％以上とする。耐高温塩害性を更に向上するためには、Ｍｏ含有量は０．１５％超とすることが好ましい。しかし、過度なＭｏの含有は常温の０．２％耐力を上昇させ加工性の低下を招くため、Ｍｏ含有量は２．００％以下とする。加工性を更に向上するためにはＭｏ含有量は１．００％未満とすることが好ましい。また、製造性を考慮すると、Ｍｏ含有量は０．８０％未満とすることがより好ましい。合金コストを考慮するとＭｏ含有量はを０．２５％未満とすることが更により好ましい。
（Ｔｉ：０．０４０％以下）
Ｔｉは、Ｃ、Ｎ、Ｓと結合して耐食性、耐粒界腐食性、深絞り性を向上させる元素である。しかし、過度なＴｉの含有は熱延板靭性の低下を招くため、Ｔｉ含有量は０．０４０％以下とする。また、表面疵の発生や製造性を考慮すると、Ｔｉ含有量は０．０２０％以下とすることが好ましい。Ｔｉ含有量は、より好ましくは、０．０１０％以下である。但し、過度なＴｉの低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｔｉ含有量は０．００１％以上とすることが好ましい。Ｔｉ含有量は、より好ましくは、０．００３％以上である。
Ｔｉは、Ｃ、Ｎ、Ｓと結合して耐食性、耐粒界腐食性、深絞り性を向上させる元素である。しかし、過度なＴｉの含有は熱延板靭性の低下を招くため、Ｔｉ含有量は０．０４０％以下とする。また、表面疵の発生や製造性を考慮すると、Ｔｉ含有量は０．０２０％以下とすることが好ましい。Ｔｉ含有量は、より好ましくは、０．０１０％以下である。但し、過度なＴｉの低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｔｉ含有量は０．００１％以上とすることが好ましい。Ｔｉ含有量は、より好ましくは、０．００３％以上である。
（Ｎｂ：０．０３％超、０．７０％以下）
Ｎｂは、高温強度の向上および耐高温塩害性の改善に寄与する元素であり、Ｎｂ含有量は０．０３％超とする。また、溶接部の粒界腐食性を考慮すると、Ｎｂ含有量は０．２０％以上とすることが好ましい。Ｎｂ含有量は、より好ましくは０．２５％以上である。しかし、Ｎｂは、高価な元素であるため、含有したとしても０．７０％以下とする。また、均一伸び、穴拡げ性、製造性を考慮すると、Ｎｂ含有量は０．５０％以下が好ましい。Ｎｂ含有量は、より好ましくは、０．３５％未満である。
Ｎｂは、高温強度の向上および耐高温塩害性の改善に寄与する元素であり、Ｎｂ含有量は０．０３％超とする。また、溶接部の粒界腐食性を考慮すると、Ｎｂ含有量は０．２０％以上とすることが好ましい。Ｎｂ含有量は、より好ましくは０．２５％以上である。しかし、Ｎｂは、高価な元素であるため、含有したとしても０．７０％以下とする。また、均一伸び、穴拡げ性、製造性を考慮すると、Ｎｂ含有量は０．５０％以下が好ましい。Ｎｂ含有量は、より好ましくは、０．３５％未満である。
（Ａｌ：０．７０％超、３．００％以下）
Ａｌは、脱酸元素として含有されるとともに、高温強度、耐酸化性、耐高温塩害性を改善する元素であり、Ａｌ含有量は０．７０％超とする。耐高温塩害性を更に向上するためには、Ａｌ含有量を１．０５％超とすることが好ましい。Ａｌ含有量は、より好ましくは１．５５％超である。しかし、過度なＡｌの含有は常温の０．２％耐力を上昇させ加工性の低下を招くため、Ａｌ含有量は３．００％以下とする。加工性を更に向上するためには、Ａｌ含有量を２．５０％以下とすることが好ましい。Ａｌ含有量は、より好ましくは、２．３０％以下である。
Ａｌは、脱酸元素として含有されるとともに、高温強度、耐酸化性、耐高温塩害性を改善する元素であり、Ａｌ含有量は０．７０％超とする。耐高温塩害性を更に向上するためには、Ａｌ含有量を１．０５％超とすることが好ましい。Ａｌ含有量は、より好ましくは１．５５％超である。しかし、過度なＡｌの含有は常温の０．２％耐力を上昇させ加工性の低下を招くため、Ａｌ含有量は３．００％以下とする。加工性を更に向上するためには、Ａｌ含有量を２．５０％以下とすることが好ましい。Ａｌ含有量は、より好ましくは、２．３０％以下である。
（Ｖ：０．０１％以上、０．２０％以下）
Ｖは、高温強度を向上させる元素である。そのため、Ｖ含有量は０．０１％以上とする。Ｖ含有量は、好ましくは、０．０２％以上であり、より好ましくは、０．０３％以上である。しかし、過度なＶの含有は析出物の粗大化による高温強度の低下や熱疲労寿命の低下を招く。したがって、Ｖ含有量は０．２０％以下とする。また、製造性を考慮すると、Ｖ含有量は０．１５％未満とすることが好ましい。Ｖ含有量は、より好ましくは、０．１０％以下である。
Ｖは、高温強度を向上させる元素である。そのため、Ｖ含有量は０．０１％以上とする。Ｖ含有量は、好ましくは、０．０２％以上であり、より好ましくは、０．０３％以上である。しかし、過度なＶの含有は析出物の粗大化による高温強度の低下や熱疲労寿命の低下を招く。したがって、Ｖ含有量は０．２０％以下とする。また、製造性を考慮すると、Ｖ含有量は０．１５％未満とすることが好ましい。Ｖ含有量は、より好ましくは、０．１０％以下である。
（Ｂ：０．０００１％以上、０．００５０％以下）
Ｂは、高温強度や熱疲労特性を向上させる元素である。そのため、Ｂ含有量は０．０００１％以上とする、Ｂ含有量は、好ましくは、０．０００２％以上であり、より好ましくは、０．０００３％以上である。しかし、過度なＢの含有は熱間加工性の低下や鋼表面の表面性状の低下を招く。したがって、Ｂ含有量は０．００５０％以下とする。また、製造性や成型性を考慮すると、Ｂ含有量はは０．００３０％以下とすることが好ましい。Ｂ含有量は、より好ましくは、０．００１５％以下である。
Ｂは、高温強度や熱疲労特性を向上させる元素である。そのため、Ｂ含有量は０．０００１％以上とする、Ｂ含有量は、好ましくは、０．０００２％以上であり、より好ましくは、０．０００３％以上である。しかし、過度なＢの含有は熱間加工性の低下や鋼表面の表面性状の低下を招く。したがって、Ｂ含有量は０．００５０％以下とする。また、製造性や成型性を考慮すると、Ｂ含有量はは０．００３０％以下とすることが好ましい。Ｂ含有量は、より好ましくは、０．００１５％以下である。
（Ｏ：０．００５０％以下）
Ｏは、不可避的に含まれる不純物であり、気泡や介在物による表面疵の原因となる。したがって、Ｏ含有量は、０．００５０％以下とする。また、製造性を考慮すると、Ｏ含有量は０．００４０％以下とすることが好ましい。Ｏ含有量は、より好ましくは、０．００３５％以下である。但し、過度なＯの低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｏ含有量は０．０００３％以上とすることが好ましい。Ｏ含有量は、より好ましくは、０．０００５％以上である。ここで、Ｏ含有量は、鋼に固溶している酸素および鋼中に介在する酸化物の酸素を含む合計の含有量を意味する。
Ｏは、不可避的に含まれる不純物であり、気泡や介在物による表面疵の原因となる。したがって、Ｏ含有量は、０．００５０％以下とする。また、製造性を考慮すると、Ｏ含有量は０．００４０％以下とすることが好ましい。Ｏ含有量は、より好ましくは、０．００３５％以下である。但し、過度なＯの低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｏ含有量は０．０００３％以上とすることが好ましい。Ｏ含有量は、より好ましくは、０．０００５％以上である。ここで、Ｏ含有量は、鋼に固溶している酸素および鋼中に介在する酸化物の酸素を含む合計の含有量を意味する。
本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板では、上述した元素以外の残部は、Ｆｅおよび不純物である。しかしながら、上述した各元素以外の他の元素も、本実施形態の効果を損なわない範囲で含有させることができる。なお、ここで言う不純物とは、本発明に係るフェライト系ステンレス鋼板を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
次に、式（ｉ）～（ｉｖ）について説明する。
本発明者らは常温の０．２％耐力に及ぼす各種影響を検討する中で、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｏに加え、母材板厚中心部の結晶粒径の影響が大きく、これらのバランスが重要であることを見出し、式（ｉ）を得た。
Ａｌ＋１．７Ｓｉ＋０．８Ｍｏ＋０．３ＤＡ－０．５≦６．０ ・・・式（ｉ）
但し、式中の元素記号は、当該元素の含有量（質量％）、ＤＡは板厚中心部における平均結晶粒径（ｍｍ）を意味する。ここで、板厚中心部とは、板厚をｔとしたときに２ｔ／５から４ｔ／５までの範囲をいう。
式（ｉ）の左辺の値が６．０超であると、常温の０．２％耐力を上昇させ加工性の低下を招く。よって、Ａｌ含有量、Ｓｉ含有量、Ｍｏ含有量およびＤＡが式（ｉ）を満たす必要がある。Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｏの含有量が大きく、ＤＡが小さいとコストの増加や製造性の低下を招く場合があるため、式（ｉ）の左辺の値は５．８以下が好ましい。また、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｏの含有量が小さく、ＤＡが大きいと高温強度や耐酸化性の低下を招く場合があるため、式（ｉ）の左辺の値は３．５以上が好ましい。
Ａｌ＋１．７Ｓｉ＋０．８Ｍｏ＋０．３ＤＡ－０．５≦６．０ ・・・式（ｉ）
但し、式中の元素記号は、当該元素の含有量（質量％）、ＤＡは板厚中心部における平均結晶粒径（ｍｍ）を意味する。ここで、板厚中心部とは、板厚をｔとしたときに２ｔ／５から４ｔ／５までの範囲をいう。
式（ｉ）の左辺の値が６．０超であると、常温の０．２％耐力を上昇させ加工性の低下を招く。よって、Ａｌ含有量、Ｓｉ含有量、Ｍｏ含有量およびＤＡが式（ｉ）を満たす必要がある。Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｏの含有量が大きく、ＤＡが小さいとコストの増加や製造性の低下を招く場合があるため、式（ｉ）の左辺の値は５．８以下が好ましい。また、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｏの含有量が小さく、ＤＡが大きいと高温強度や耐酸化性の低下を招く場合があるため、式（ｉ）の左辺の値は３．５以上が好ましい。
また、耐高温塩害性向上にはＡｌ２Ｏ３の形成促進とその保護性の向上が重要である。本発明者らは、耐高温塩害性に及ぼす各種影響を検討する中で、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｏのバランスが重要であることを見出し、式（ｉｉ）および式（ｉｉｉ）を得た。
２．６Ａｌ＋４．３Ｓｉ＋１．５Ｍｏ≧５．９５ ・・・式（ｉｉ）
Ａｌ／Ｏ≧２００ ・・・式（ｉｉｉ）
但し、式中の元素記号は、当該元素の含有量（質量％）を意味する。Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｏの含有量が大きいとコストの増加や製造性の低下を招く場合があるため、式（ｉｉ）の左辺の値は９．９０以下が好ましい。また、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｏの含有量が小さいと高温強度や耐酸化性の低下を招く場合があるため、式（ｉｉ）の左辺の値は６．０５以上が好ましい。Ａｌの含有量が大きく、Ｏの含有量が小さいと溶接性の低下を招く場合があるため、Ａｌ／Ｏは３５００以下が好ましい。また、Ａｌの含有量が小さく、Ｏの含有量が大きいと製造性の低下を招く場合があるため、Ａｌ／Ｏは３００以上が好ましい。
２．６Ａｌ＋４．３Ｓｉ＋１．５Ｍｏ≧５．９５ ・・・式（ｉｉ）
Ａｌ／Ｏ≧２００ ・・・式（ｉｉｉ）
但し、式中の元素記号は、当該元素の含有量（質量％）を意味する。Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｏの含有量が大きいとコストの増加や製造性の低下を招く場合があるため、式（ｉｉ）の左辺の値は９．９０以下が好ましい。また、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｏの含有量が小さいと高温強度や耐酸化性の低下を招く場合があるため、式（ｉｉ）の左辺の値は６．０５以上が好ましい。Ａｌの含有量が大きく、Ｏの含有量が小さいと溶接性の低下を招く場合があるため、Ａｌ／Ｏは３５００以下が好ましい。また、Ａｌの含有量が小さく、Ｏの含有量が大きいと製造性の低下を招く場合があるため、Ａｌ／Ｏは３００以上が好ましい。
上述したように、耐高温塩害性向上にはＡｌ２Ｏ３の形成促進とその保護性の向上が重要である。本発明者らは、上記式（ｉｉ）および上記式（ｉｉｉ）が満たされることで、耐高温塩害性が向上する理由を以下のように考えている。Ａｌは、Ａｌ２Ｏ３の形成促進とその保護性の向上の両方に寄与すると考えている。Ｓｉは母材中に大量に含まれるＦｅ、Ｃｒの酸化を抑制することでＡｌ２Ｏ３の形成を促進していると考えている。ＭｏはＡｌ２Ｏ３の結晶粒界に固溶することでＡｌ２Ｏ３の保護性を向上していると考えている。また、ＡｌとＯのバランスでＯの割合が大きいほど母材内でＡｌが内部酸化しやすくなり、母材表面でのＡｌ２Ｏ３形成が阻害されているのではないかと考えている。
また、母材板厚中心部の結晶粒径と板厚表面の結晶粒径のバランスにより耐高温塩害性が更に向上することも見出し、好ましい条件として式（ｉｖ）を得た。
９００ＤＡ－１０００ＤＢ≧－２．３ ・・・式（ｉｖ）
但し、ＤＡは板厚中心部における平均結晶粒径（ｍｍ）、ＤＢは板表面における平均結晶粒径（ｍｍ）を意味する。式（ｉｖ）の左辺の値は、より好ましくは、０．０以上である。但し、ＤＡが大きく、ＤＢが小さいと成型性の低下を招く場合があるため、式（ｉｖ）の左辺の値は６０以下が好ましい。
９００ＤＡ－１０００ＤＢ≧－２．３ ・・・式（ｉｖ）
但し、ＤＡは板厚中心部における平均結晶粒径（ｍｍ）、ＤＢは板表面における平均結晶粒径（ｍｍ）を意味する。式（ｉｖ）の左辺の値は、より好ましくは、０．０以上である。但し、ＤＡが大きく、ＤＢが小さいと成型性の低下を招く場合があるため、式（ｉｖ）の左辺の値は６０以下が好ましい。
本発明者らは、母材表面の結晶粒径が板厚中心部より細かくなることが母材表面と板厚中心部との間に位置する表層部のＡｌの拡散およびＡｌ２Ｏ３の形成を促進しているのではないかと考えている。
但し、製造性、表面品質などを考慮すると、板厚中心部および板表面における平均結晶粒径は、いずれも０．００５～０．１５０ｍｍとすることが好ましい。より好ましくは０．０１５～０．０６５ｍｍである。
板厚中心部および板表面の平均結晶粒径の測定については、板表面の組織観察を行いＪＩＳＧ０５５１：２０１３の切断法に準拠して結晶粒度を任意に５点測定して平均値を求め、平均結晶粒径を算出する。
さらに本発明では、必要に応じて選択的に、Ｗ、Ｙ、ＲＥＭ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｔａ、Ｇａの１種または２種以上を含有することにより、特性を更に向上させることができる。以下に、これらの元素について説明する。なお、これらの元素は、含有されなくてもよいため、これらの元素それぞれの含有量の下限は０％である。
（Ｗ：０．０１％以上、０．５０％以下）
Ｗは、高温強度を改善する元素であり、必要に応じて０．０１％以上含有することが好ましい。また、Ｗは、耐食性を向上する元素でもあるため、Ｗ含有量は０．０５％以上がより好ましい。しかし、高価な元素であるため含有したとしても０．５０％以下とすることが好ましい。また、靭性、製造性を考慮すると、Ｗ含有量は０．４０％以下がより好ましい。
Ｗは、高温強度を改善する元素であり、必要に応じて０．０１％以上含有することが好ましい。また、Ｗは、耐食性を向上する元素でもあるため、Ｗ含有量は０．０５％以上がより好ましい。しかし、高価な元素であるため含有したとしても０．５０％以下とすることが好ましい。また、靭性、製造性を考慮すると、Ｗ含有量は０．４０％以下がより好ましい。
（Ｙ：０．００１％以上、０．２０％以下）
Ｙは、鋼の清浄度を向上し、耐銹性、熱間加工性を向上するとともに、耐酸化性も改善する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。Ｙ含有量はより好ましくは、０．００３％以上である。しかし、過度のＹの含有は原料コストの上昇と製造性の低下を招く場合があるため、Ｙ含有量を０．２０％以下とすることが好ましい。Ｙ含有量は、より好ましくは、０．１０％以下である。
Ｙは、鋼の清浄度を向上し、耐銹性、熱間加工性を向上するとともに、耐酸化性も改善する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。Ｙ含有量はより好ましくは、０．００３％以上である。しかし、過度のＹの含有は原料コストの上昇と製造性の低下を招く場合があるため、Ｙ含有量を０．２０％以下とすることが好ましい。Ｙ含有量は、より好ましくは、０．１０％以下である。
（ＲＥＭ：０．００１％以上、０．２０％以下）
ＲＥＭ（Ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｍｅｔａｌ；希土類元素）は、鋼の清浄度を向上し、耐銹性、熱間加工性を向上するとともに、耐酸化性も改善する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。ＲＥＭ含有量は、より好ましくは、０．００３％以上である。しかし、過度なＲＥＭの含有は、原料コストの上昇と製造性の低下を招く場合があるため、ＲＥＭ含有量を０．２０％以下とすることが好ましい。ＲＥＭ含有量は、より好ましくは、０．１０％以下である。ＲＥＭは、スカンジウム（Ｓｃ）とランタン（Ｌａ）からルテチウム（Ｌｕ）までの１５元素（ランタノイド）の総称を指す。ＲＥＭとして、上記元素のうちの１種を単独で含有しても良いし、２種以上を含有しても良い。ＲＥＭとして上記元素のうち２種以上を含有する場合、ＲＥＭ含有量は、それらの元素の合計含有量である。
ＲＥＭ（Ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｍｅｔａｌ；希土類元素）は、鋼の清浄度を向上し、耐銹性、熱間加工性を向上するとともに、耐酸化性も改善する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。ＲＥＭ含有量は、より好ましくは、０．００３％以上である。しかし、過度なＲＥＭの含有は、原料コストの上昇と製造性の低下を招く場合があるため、ＲＥＭ含有量を０．２０％以下とすることが好ましい。ＲＥＭ含有量は、より好ましくは、０．１０％以下である。ＲＥＭは、スカンジウム（Ｓｃ）とランタン（Ｌａ）からルテチウム（Ｌｕ）までの１５元素（ランタノイド）の総称を指す。ＲＥＭとして、上記元素のうちの１種を単独で含有しても良いし、２種以上を含有しても良い。ＲＥＭとして上記元素のうち２種以上を含有する場合、ＲＥＭ含有量は、それらの元素の合計含有量である。
（Ｃａ：０．０００１％以上、０．００３０％以下）
Ｃａは、脱硫を促進する元素であり、必要に応じて０．０００１％以上含有することが好ましい。Ｃａ含有量は、より好ましくは、０．０００２％以上である。しかし、過度なＣａの含有は水溶性の介在物であるＣａＳの生成による耐食性の低下を招く場合があるため、Ｃａ含有量を０．００３０％以下とすることが好ましい。Ｃａ含有量は、より好ましくは、０．００２０％以下である。
Ｃａは、脱硫を促進する元素であり、必要に応じて０．０００１％以上含有することが好ましい。Ｃａ含有量は、より好ましくは、０．０００２％以上である。しかし、過度なＣａの含有は水溶性の介在物であるＣａＳの生成による耐食性の低下を招く場合があるため、Ｃａ含有量を０．００３０％以下とすることが好ましい。Ｃａ含有量は、より好ましくは、０．００２０％以下である。
（Ｚｒ：０．０１％以上、０．３０％以下）
Ｚｒは、耐食性、耐粒界腐食性、高温強度、耐酸化性を向上する元素であり、必要に応じて０．０１％以上含有することが好ましい。Ｚｒ含有量は、より好ましくは、０．０３％以上である。しかし、過度なＺｒの含有は製造性の低下を招く場合があるため、Ｚｒ含有量を０．３０％以下とすることが好ましい。Ｚｒ含有量は、より好ましくは、０．２０％以下である。
Ｚｒは、耐食性、耐粒界腐食性、高温強度、耐酸化性を向上する元素であり、必要に応じて０．０１％以上含有することが好ましい。Ｚｒ含有量は、より好ましくは、０．０３％以上である。しかし、過度なＺｒの含有は製造性の低下を招く場合があるため、Ｚｒ含有量を０．３０％以下とすることが好ましい。Ｚｒ含有量は、より好ましくは、０．２０％以下である。
（Ｈｆ：０．００１％以上、１．０％以下）
Ｈｆは、耐食性、耐粒界腐食性、高温強度、耐酸化性を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。Ｈｆ含有量は、より好ましくは、０．００３％以上である。しかし、過度なＨｆの含有は製造性の低下を招く場合があるため、Ｈｆ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。Ｈｆ含有量は、より好ましくは、０．５％以下である。
Ｈｆは、耐食性、耐粒界腐食性、高温強度、耐酸化性を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。Ｈｆ含有量は、より好ましくは、０．００３％以上である。しかし、過度なＨｆの含有は製造性の低下を招く場合があるため、Ｈｆ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。Ｈｆ含有量は、より好ましくは、０．５％以下である。
（Ｓｎ：０．００１％以上、１．０％以下）
Ｓｎは、耐食性と高温強度を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。Ｓｎ含有量は、より好ましくは、０．００３％以上である。しかし、過度のＳｎの含有は靭性、製造性の低下を招く場合があるため、Ｓｎ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。Ｓｎ含有量は、より好ましくは、０．５％以下である。
Ｓｎは、耐食性と高温強度を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。Ｓｎ含有量は、より好ましくは、０．００３％以上である。しかし、過度のＳｎの含有は靭性、製造性の低下を招く場合があるため、Ｓｎ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。Ｓｎ含有量は、より好ましくは、０．５％以下である。
（Ｍｇ：０．０００１％以上、０．００３０％以下）
Ｍｇは、脱酸元素として含有させる場合がある他、成型性を向上する元素でもあり、必要に応じて０．０００１％以上含有することが好ましい。Ｍｇ含有量は、より好ましくは、０．０００３％以上である。しかし、過度なＭｇの含有は耐食性、溶接性、表面品質の低下を招く場合があるため、Ｍｇ含有量を０．００３０％以下とすることが好ましい。Ｍｇ含有量は、より好ましくは、０．０２０％以下である。
Ｍｇは、脱酸元素として含有させる場合がある他、成型性を向上する元素でもあり、必要に応じて０．０００１％以上含有することが好ましい。Ｍｇ含有量は、より好ましくは、０．０００３％以上である。しかし、過度なＭｇの含有は耐食性、溶接性、表面品質の低下を招く場合があるため、Ｍｇ含有量を０．００３０％以下とすることが好ましい。Ｍｇ含有量は、より好ましくは、０．０２０％以下である。
（Ｃｏ：０．０１％以上、０．５０％以下）
Ｃｏは、高温強度を向上する元素であり、必要に応じて０．０１％以上含有することが好ましい。Ｃｏ含有量は、より好ましくは、０．０３％以上である。しかし、過度なＣｏの含有は靭性の低下を招く場合があるため、Ｃｏ含有量を０．５０％以下とすることが好ましい。製造性や加工性を考慮すると、Ｃｏ含有量を０．３％未満とすることがより好ましい。
Ｃｏは、高温強度を向上する元素であり、必要に応じて０．０１％以上含有することが好ましい。Ｃｏ含有量は、より好ましくは、０．０３％以上である。しかし、過度なＣｏの含有は靭性の低下を招く場合があるため、Ｃｏ含有量を０．５０％以下とすることが好ましい。製造性や加工性を考慮すると、Ｃｏ含有量を０．３％未満とすることがより好ましい。
（Ｓｂ：０．００１％以上、０．５０％以下）
Ｓｂは、高温強度を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。Ｓｂ含有量は、より好ましくは、０．００５％以上である。しかし、過度なＳｂの含有は溶接性、靭性の低下を招く場合があるため、Ｓｂ含有量を０．５０％以下とすることが好ましい。Ｓｂ含有量は、より好ましくは、０．４０％以下である。
Ｓｂは、高温強度を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。Ｓｂ含有量は、より好ましくは、０．００５％以上である。しかし、過度なＳｂの含有は溶接性、靭性の低下を招く場合があるため、Ｓｂ含有量を０．５０％以下とすることが好ましい。Ｓｂ含有量は、より好ましくは、０．４０％以下である。
（Ｂｉ：０．００１％以上、１．０％以下）
Ｂｉは、冷間圧延時に発生するローピングを抑制し、製造性を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。Ｂｉ含有量は、より好ましくは、０．００３％以上である。しかし、過度なＢｉの含有は熱間加工性の低下を招く場合があるため、Ｂｉ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。Ｂｉ含有量は、より好ましくは、０．５％以下である。
Ｂｉは、冷間圧延時に発生するローピングを抑制し、製造性を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。Ｂｉ含有量は、より好ましくは、０．００３％以上である。しかし、過度なＢｉの含有は熱間加工性の低下を招く場合があるため、Ｂｉ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。Ｂｉ含有量は、より好ましくは、０．５％以下である。
（Ｔａ：０．００１％以上、１．０％以下）
Ｔａは、高温強度を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。Ｔａ含有量は、より好ましくは、０．００３％以上である。しかし、過度なＴａの含有は靭性、製造性の低下を招く場合があるため、Ｔａ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。Ｔａ含有量は、より好ましくは、０．５％以下である。
Ｔａは、高温強度を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。Ｔａ含有量は、より好ましくは、０．００３％以上である。しかし、過度なＴａの含有は靭性、製造性の低下を招く場合があるため、Ｔａ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。Ｔａ含有量は、より好ましくは、０．５％以下である。
（Ｇａ：０．０００１％以上、０．３０％以下）
Ｇａは、耐食性と耐水素脆化特性を向上する元素であり、必要に応じて０．０００１％以上含有することが好ましい。Ｇａ含有量は、より好ましくは、０．０００３％以上である。しかし、過度なＧａの含有は製造性の低下を招く場合があるため、Ｇａ含有量を０．３０％以下とすることが好ましい。Ｇａ含有量は、より好ましくは、０．２０％以下である。
Ｇａは、耐食性と耐水素脆化特性を向上する元素であり、必要に応じて０．０００１％以上含有することが好ましい。Ｇａ含有量は、より好ましくは、０．０００３％以上である。しかし、過度なＧａの含有は製造性の低下を招く場合があるため、Ｇａ含有量を０．３０％以下とすることが好ましい。Ｇａ含有量は、より好ましくは、０．２０％以下である。
次に、本発明にかかるフェライト系ステンレス鋼板の製造方法について説明する。本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板は、いかなる方法で製造されてもよいが、例えば、以下の製造方法で製造することができる。
本発明のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法については、フェライト系ステンレス鋼板を製造する一般的な工程を採用できる。一般に、転炉または電気炉で溶鋼とし、ＡＯＤ炉やＶＯＤ炉などで精練して、連続鋳造法または造塊法で鋼片とした後、熱間圧延－熱延板の焼鈍－酸洗－冷間圧延－仕上げ焼鈍－酸洗の工程を経て製造される。必要に応じて、熱延板の焼鈍を省略してもよいし、冷間圧延－仕上げ焼鈍－酸洗を繰り返し行ってもよい。これら各工程の条件は一般的条件で良く、例えば熱延加熱温度１０００～１３００℃、熱延板焼鈍温度９００～１２００℃、冷延板焼鈍温度８００～１２００℃等で行うことができる。但し、本発明は製造条件を特徴とするものではなく、その製造条件は限定されるものではない。そのため、熱延条件、熱延板厚、熱延板焼鈍の有無、冷延条件、熱延板および冷延板焼鈍温度、雰囲気などは適宜選択することができる。また、仕上酸洗前の処理は一般的な処理を行って良く、例えば、ショットブラストや研削ブラシなどの機械的処理や、溶融ソルト処理や中性塩電解処理などの化学的処理を行うことができる。また、冷延・焼鈍後に調質圧延やテンションレベラーを付与しても構わない。更に、製品板厚についても、要求部材厚に応じて選択すれば良い。また、この鋼板を素材として電気抵抗溶接、ＴＩＧ溶接、レーザー溶接などの通常の排気系部材用ステンレス鋼管の製造方法によって溶接管として製造しても良い。
但し、耐高温塩害性を更に向上するために式（ｉｖ）を満たすためには、最終焼鈍の昇温過程において、鋼板の温度が７５０℃以上８３０℃未満に維持される時間が２０秒以上である、または、最終焼鈍における雰囲気ガスの流速が０．０８ｍ／ｓ以上である。また、式（ｉｖ）の左辺の値を０．０以上としてより好ましくするためには、最終焼鈍の昇温過程において、鋼板の温度が７５０℃以上８３０℃未満に維持される時間が２０秒以上であり、かつ最終焼鈍における雰囲気ガスの流速が０．０８ｍ／ｓ以上である。これは、昇温過程で母材表面または表層部に形成されるＡｌを含む酸化物が母材表層部の再結晶粒の成長を抑制するためである。７５０℃未満では酸化の進行が遅く、８３０℃以上では再結晶が進んでしまうため、この間の温度でどれだけＡｌが酸化するかが重要である。ここで、雰囲気ガスとは焼鈍時の炉内の雰囲気を形成するガスであり、炉内に流すガス、炉内でバーナー燃焼等を行う場合に発生する燃焼ガス、または炉内に意図せずとも存在する空気等である。なお、焼鈍時の最高温度において還元雰囲気となる雰囲気ガスであっても極僅かに酸素や水蒸気等、Ａｌの酸化源となるガス種が含まれ、７５０℃以上８３０℃未満の昇温過程においては板表面を酸化し得る。最終焼鈍における雰囲気ガスの流速は、板表面への酸化源となる酸素や水蒸気等の分子の衝突頻度に寄与するため酸化反応に影響を及ぼしている。ここで、最終焼鈍とは、鋼板または鋼管の製造工程で最終的に行った仕上げ焼鈍である。つまり、鋼板の最終焼鈍は鋼板の製造工程で最終的に行った焼鈍である。鋼管の最終焼鈍は、鋼管の製造工程で最終的に行った焼鈍、または、その焼鈍が無い場合は、鋼板の造管工程で最終的に行った焼鈍となる。また、連続焼鈍ラインの場合、雰囲気ガスの流速は通板速度と炉内ガス流速の差となり、炉内にガスが流れがない場合は雰囲気ガスの流速は通板速度となる。但し、最終焼鈍の昇温過程における鋼板の温度が７５０℃以上８３０℃未満に維持される時間は長すぎると生産性の低下を招くため、上限は１００秒以下が好ましい。また、雰囲気ガスの流速は大きすぎると炉内の温度制御が難しくなるため、上限は１０ｍ／ｓ以下が好ましい。
本発明に係る自動車排気系部品は、上述したフェライト系ステンレス鋼板を用いた自動車排気系部材と、自動車排気系部材を強制冷却する強制冷却部材と、を備える。本発明の自動車排気系部品は、例えば、図１（Ａ）に示すように、上記本発明のフェライト系ステンレス鋼板を用いた自動車排気系部材１と、それを強制冷却する強制冷却部材３とを備えている。図１（Ａ）においては、冷却ファン４の送風口５からの冷却空気流１１が自動車排気系部材１（排気マニホールド２）を強制空冷する。このような、排気マニホールド２やフロントパイプのような排気系の中でも高温に位置する自動車排気系部材１を強制空冷する強制冷却部材３は、自動車排気系部材１への塩分付着を促進する要因となる。このような自動車排気系部品において、自動車排気系部材１の材料上記本発明のフェライト系ステンレス鋼板を用いることにより、十分な耐高温塩害性が付与されることとなる。このように、上述したフェライト系ステンレス鋼板は、強制冷却部材により塩分付着が促進される自動車排気系部材に使用される。なお、図１（Ａ）に示した自動車排気系部品は、あくまでも、本発明の自動車排気系部品の一例であり、本発明の自動車排気系部品が、図１（Ａ）に示した態様に限られないことは言うまでもない。
本発明に係る自動車排気系部品はまた、上述したフェライト系ステンレス鋼板を用いた自動車排気系部材と、自動車排気系部材の周囲を断熱材で覆う断熱部材と、を備える。本発明の自動車排気系部品は、例えば、図１（Ｂ）に示すように、上記本発明のフェライト系ステンレス鋼板を用いた自動車排気系部材１と、その周囲を断熱材７で覆う断熱部材６とを備えている。図１（Ｂ）に示す断熱部材６においては、自動車排気系部材１（排気マニホールド２）の外周を断熱材７で覆い、断熱材カバー８で断熱材７を保護している。断熱材７はウール状セラミックス等が使用され、保水しやすい。そのため断熱材７で自動車排気系部材１を覆うことは塩分も保持しやくなり、自動車排気系部材１への塩分付着を促進する。このような自動車排気系部品において、自動車排気系部材１の材料に上記本発明のフェライト系ステンレス鋼板を用いることにより、十分な耐高温塩害性が付与されることとなる。このように、上述したフェライト系ステンレス鋼板は、自動車排気系部材の周囲を断熱材で覆う断熱部材が適用されることにより塩分付着が促進される自動車排気系部材に使用される。なお、図１（Ｂ）に示した自動車排気系部品は、あくまでも、本発明の自動車排気系部品の一例であり、本発明の自動車排気系部品が、図１（Ｂ）に示した態様に限られないことは言うまでもない。
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
表１、２に示す成分組成を有する供試材（本発明例Ａ～Ｓ，比較例ａ～ｑ）を真空溶解炉で溶製して１５０ｋｇインゴットに鋳造し、インゴットを熱間圧延して５．０ｍｍ厚の熱延鋼板とした。その後、熱延鋼板を酸洗し、２．０ｍｍ厚まで冷間圧延し、再結晶組織となる８５０～１１００℃で最終焼鈍後、酸洗を施して製品板とした。なお、最終焼鈍の昇温過程における鋼板の温度が７５０℃以上８３０℃未満に維持される時間および最終焼鈍における雰囲気ガスの流速は本発明範囲内で実施した。
得られた製品板に対して、板厚中心部の平均結晶粒径の測定、加工性評価、耐高温塩害性評価を実施した。
板厚中心部の平均結晶粒径の測定については、板幅中央における圧延方向と平行な方向の断面の組織観察を行いＪＩＳＧ０５５１：２０１３の切断法に準拠して結晶粒度を任意に５点測定して平均値を求め、平均結晶粒径を算出した。
板厚中心部の平均結晶粒径の測定については、板幅中央における圧延方向と平行な方向の断面の組織観察を行いＪＩＳＧ０５５１：２０１３の切断法に準拠して結晶粒度を任意に５点測定して平均値を求め、平均結晶粒径を算出した。
加工性の評価については、圧延方向と平行な方向にＪＩＳ１３号Ｂ試験片を採取し、ＪＩＳＺ２２４１：２０１１に準拠して常温の０．２％耐力を求めた。常温の０．２％耐力が４００ＭＰａ超のものを「×（不良）」、３９０ＭＰａ超４００ＭＰａ以下のものを「●（可）」、３８０ＭＰａ超３９０ＭＰａ以下のものを「〇（良好）」、３８０ＭＰａ以下のものを「◎（更に良好）」とした。
耐高温塩害性評価については、製品板から幅２０ｍｍ×長さ５０ｍｍの試験片を作製し高温塩害試験にて評価した。高温塩害試験としては、試験片を加熱、冷却、塩水浸漬、乾燥のサイクルを２０サイクル実施した後の腐食減量を評価した。加熱条件は、温度を７５０℃、保持時間を１３０分とした。冷却条件は、温度を常温、保持時間を３０分とした。塩水浸漬条件は、塩水として飽和ＮａＣｌ水溶液を用い、水溶液温度を常温、浸漬時間を３０分とした。すなわち、塩水には、２６質量％ＮａＣｌ水溶液を用いた。乾燥条件は、塩水から取り出した後、温度を５０℃、保持時間を３０分とした。加熱、冷却、乾燥の雰囲気は露点４０～５０℃の空気とした。高温塩害試験前と高温塩害試験で生成した腐食生成物を除去した後の試験片の重量差を測定し、これを高温塩害試験前の試験片表面積当りの値としたものを腐食減量とした。高温塩害試験後の試験片表面の腐食生成物の除去としては、試験片を沸騰した１５質量％くえん酸２水素アンモニウム水溶液に２０分浸漬し、水洗した後ブラッシングをすることを数回繰り返すことで実施した。このようにして得られた高温塩害試験の腐食減量を用いて、耐高温塩害性を評価した。腐食減量が１５０ｍｇ／ｃｍ２超のものを「×（不良）」、１２５ｍｇ／ｃｍ２超１５０ｍｇ／ｃｍ２以下のものを「●（可）」、１００ｍｇ／ｃｍ２超１２５ｍｇ／ｃｍ２以下のものを「〇（良好）」、１００ｍｇ／ｃｍ２以下のものを「◎（更に良好）」とした。
表３に本発明例Ａ～Ｓ、比較例ａ～ｑの板厚中心部の平均結晶粒径、式（ｉ）～（ｉｉｉ）の左辺の値、加工性および耐高温塩害性の評価結果を示す。
表１～３から明らかなように、本発明で規定する成分組成であり、式（ｉ）～（ｉｉｉ）を満足する鋼板は、比較例の鋼板に比べて加工性および耐高温塩害性に優れていることがわかる。
さらに、上述の通り、加工性を更に向上するためのＳｉ、Ｐ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ａｌの好ましいまたはより好ましい範囲があり、耐高温塩害性を更に向上するためのＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓ、Ｍｏ、Ａｌの好ましいまたはより好ましい範囲がある。より多くの元素がこれらの範囲内にある鋼板ほど加工性または耐高温塩害性の評価が更に良くなっていることがわかる。
また、表４に、本発明範囲内の組成の素材鋼Ｂ、Ｄ、Ｅに対して、種々の製造条件で鋼板を製造した。最終焼鈍における昇温過程の鋼板の温度が７５０℃以上、８３０℃未満である時間、雰囲気ガスの流速および焼鈍温度を表４に示す。また、雰囲気ガスは空気とした。母材板厚中心部および表面の平均結晶粒径の測定した結果、式（ｉｖ）の左辺の値、耐高温塩害性評価を実施した結果を示す。
なお、板表面の平均結晶粒径の測定については、板表面の組織観察を行いＪＩＳＧ０５５１：２０１３の切断法に準拠して結晶粒度を任意に５点測定して平均値を求め、平均結晶粒径を算出した。板表面の組織のコントラストを現出するために、研磨、酸洗、電解研磨、エッチングを適宜実施するが、その際の板厚減少量は元の板厚の５％以内とした。
なお、板表面の平均結晶粒径の測定については、板表面の組織観察を行いＪＩＳＧ０５５１：２０１３の切断法に準拠して結晶粒度を任意に５点測定して平均値を求め、平均結晶粒径を算出した。板表面の組織のコントラストを現出するために、研磨、酸洗、電解研磨、エッチングを適宜実施するが、その際の板厚減少量は元の板厚の５％以内とした。
表４から明らかなように、式（ｉｖ）を満足すれば、耐高温塩害性が向上し、更に式（ｉｖ）の左辺（９００ＤＡ－１０００ＤＢ）の値が０．０以上であれば、耐高温塩害性の評価が更に良くなっていることがわかる。
なお、耐高温塩害試験の加熱温度を６５０℃、７００℃、８００℃等で実施した場合や、塩水を飽和ＣａＣｌ２水溶液にした場合や、雰囲気を乾燥大気にした場合においても本発明鋼の耐高温塩害性の序列は同じであった。これより、本発明例は様々な高温塩害環境で優れた耐高温塩害性を示すと考えられる。
これらから明らかなように、本発明で規定する個別の成分組成を有し、式（ｉ）～（ｉｉｉ）を満足する鋼は耐高温塩害性に優れていることがわかる。さらに個別の成分組成が種々の好ましいまたはより好ましい範囲を満足する鋼や式（ｉｖ）を満足する鋼は加工性または耐高温塩害性を更に向上することがわかる。
本発明によれば、加工性および耐高温塩害性を必要とする排気マニホールドやフロントパイプといった用途に加工性および耐高温塩害性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供することができる。具体的な用途としては強制冷却部材により塩分付着が促進されている自動車排気系部品や、自動車排気系の周囲を断熱材で覆う断熱部材が適用されることにより塩分付着が促進されている自動車排気系部品である。これらの部品を可能とすることで、これら部品が適用されるターボ搭載車やＨＣＣＩ（予混合圧縮自動着火）燃焼するエンジン車の普及を促進し、自動車の燃費改善および環境負荷の低減に寄与できる。
１ 自動車排気系部材
２ 排気マニホールド
３ 強制冷却部材
４ 冷却ファン
５ 送風口
６ 断熱部材
７ 断熱材
８ 断熱材カバー
１０ 排気ガス
１１ 冷却空気流
２ 排気マニホールド
３ 強制冷却部材
４ 冷却ファン
５ 送風口
６ 断熱部材
７ 断熱材
８ 断熱材カバー
１０ 排気ガス
１１ 冷却空気流
Claims (8)
- 質量％で、
Ｃ：０．０２０％以下、
Ｎ：０．０２０％以下、
Ｓｉ：０．０５％以上、１．６０％以下、
Ｍｎ：０．０１％以上、１．１０％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００２２％以下、
Ｃｒ：１０．０％以上、１５．０％以下、
Ｎｉ：０．０１％以上、０．７０％以下、
Ｃｕ：０．００１％以上、０．８０％以下、
Ｍｏ：０．０１％以上、２．００％以下、
Ｔｉ：０．０４０％以下、
Ｎｂ：０．０３％超、０．７０％以下、
Ａｌ：０．７０％超、３．００％以下、
Ｖ：０．０１％以上、０．２０％以下、
Ｂ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、および
Ｏ：０．００５０％以下、
を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなり、かつ、下記式（ｉ）～（ｉｉｉ）を満たすことを特徴とする、フェライト系ステンレス鋼板。
Ａｌ＋１．７Ｓｉ＋０．８Ｍｏ＋０．３ＤＡ－０．５≦６．０ ・・・式（ｉ）
２．６Ａｌ＋４．３Ｓｉ＋１．５Ｍｏ≧５．９５ ・・・式（ｉｉ）
Ａｌ／Ｏ≧２００ ・・・式（ｉｉｉ）
但し、式中の元素記号は、当該元素の含有量（質量％）、ＤＡは板厚中心部における平均結晶粒径（ｍｍ）を意味する。 - 更に、下記式（ｉｖ）を満たすことを特徴とする請求項１に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
９００ＤＡ－１０００ＤＢ≧－２．３ ・・・式（ｉｖ）
但し、式中のＤＡは板厚中心部における平均結晶粒径（ｍｍ）、ＤＢは板表面における平均結晶粒径（ｍｍ）を意味する。 - 質量％にて、Ｆｅの一部に代えて、
Ｗ：０．０１％以上、０．５０％以下、
Ｙ：０．００１％以上、０．２０％以下、
ＲＥＭ：０．００１％以上、０．２０％以下、
Ｃａ：０．０００１％以上、０．００３０％以下、
Ｚｒ：０．０１％以上、０．３０％以下、
Ｈｆ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｓｎ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｍｇ：０．０００１％以上、０．００３０％以下、
Ｃｏ：０．０１％以上、０．５０％以下、
Ｓｂ：０．００１％以上、０．５０％以下、
Ｂｉ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｔａ：０．００１％以上、１．０％以下、および
Ｇａ：０．０００１％以上、０．３０％以下、
の１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフェライト系ステンレス鋼板。 - 強制冷却部材により塩分付着が促進されている自動車排気系部材に使用される、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板。
- 自動車排気系部材の周囲を断熱材で覆う断熱部材が適用されることにより塩分付着が促進されている自動車排気系部材に使用される、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板。
- 請求項１～５のいずれか１項に記載のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法であって、最終焼鈍の昇温過程における鋼板の温度が７５０℃以上８３０℃未満に維持される時間が２０秒以上である、または、最終焼鈍における雰囲気ガスの流速が０．０８ｍ／ｓ以上であることを特徴とする、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
- 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板を用いた自動車排気系部材と、前記自動車排気系部材を強制冷却する強制冷却部材と、を備えた自動車排気系部品。
- 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板を用いた自動車排気系部材と、前記自動車排気系部材の周囲を断熱材で覆う断熱部材と、を備えた自動車排気系部品。
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| JP2017172027A (ja) | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | Ａｌ含有フェライト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
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