JP7490407B2 - フェライト系ステンレス鋼材及びその製造方法、並びに制振部材 - Google Patents
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Description
本発明は、フェライト系ステンレス鋼材及びその製造方法、並びに制振部材に関する。
自動車は、電動化に伴ってエンジンによる音及び振動が小さくなり、車室内の静粛性が向上している。その結果、これまでエンジン音に埋もれていた騒音や電動化に特有の高周波音などが搭乗者の耳に異音として捉えられ易くなっており、自動車（特に、マフラーなどの排ガス部材）に用いられる材料に対する制振性のレベルが高くなっている。
また、近年、ハードディスク（以下、「ＨＤＤ」と略す）などの電子機器は、大容量化が進んだことに伴い、単位体積あたりの発熱量が増加している。特に、データセンターなどの多数のＨＤＤを密集して設置する場所では、発熱量が大きくなるため、高出力のファンを用いた冷却が行われている。しかしながら、高出力のファンは、風圧による振動によってハードディスクの共振が生じ易い。ＨＤＤなどの電子機器において、振動は誤作動や故障などの原因となるため、電子機器に用いられる材料に対しても高い制振性が求められている。
制振性を有する材料としてはゴムや樹脂が代表例として挙げられるが、強度や放熱性などの観点から、上述の用途に用いることが困難な場合が多い。そのため、上述の用途に用いることが可能な制振性を有する金属材料が求められている。
制振性を有する金属材料としては、振動エネルギーの減衰機構から、複合型、強磁性型、転位型及び双晶型に大別される。その中でも、フェライト系ステンレス鋼材は強磁性体であり、強磁性型の減衰機構を有する。強磁性型は、振動などの外力が加わった際に磁区が一方向に再配列し、除荷されると磁区はランダムに再配列される。このときの残留歪が振動エネルギーを吸収して振動を減衰させる。
制振性を有する金属材料としては、振動エネルギーの減衰機構から、複合型、強磁性型、転位型及び双晶型に大別される。その中でも、フェライト系ステンレス鋼材は強磁性体であり、強磁性型の減衰機構を有する。強磁性型は、振動などの外力が加わった際に磁区が一方向に再配列し、除荷されると磁区はランダムに再配列される。このときの残留歪が振動エネルギーを吸収して振動を減衰させる。
制振性に優れるフェライト系ステンレス鋼材としては、Ｃ：０．００１～０．０３質量％、Ｓｉ：０．１～１．０質量％、Ｍｎ：０．１～２．０質量％、Ｎｉ：０．０１～０．６質量％、Ｃｒ：１０．５～２４．０質量％、Ｎ：０．００１～０．０３質量％、Ｎｂ：０～０．８質量％、Ｔｉ：０～０．５質量％、Ｃｕ：０～２．０質量％、Ｍｏ：０～２．５質量％、Ｖ：０～１．０質量％、Ａｌ：０～０．３質量％、Ｚｒ：０～０．３質量％、Ｃｏ：０～０．６質量％、ＲＥＭ：０～０．１質量％、Ｃａ：０～０．１質量％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物である化学組成を有し、マトリックスがフェライト単相であり、フェライト結晶粒の平均結晶粒径が０．３～３．０ｍｍである金属組織を有し、残留磁束密度が４５ｍＴ以下である制振性フェライト系ステンレス鋼材が提案されている（特許文献１）。このフェライト系ステンレス鋼材は、制振性を確保するために、結晶粒の粗大化が行われており、結晶粒の平均結晶粒径を１．５２ｍｍ及び０．９４ｍｍまで高めた実施例が示されている。
自動車のマフラーなどの排ガス部材に用いられるフェライト系ステンレス鋼材の多くは厚さが１．０ｍｍ以下であり、厚さが０．５ｍｍ程度のフェライト系ステンレス鋼材が用いられることもある。また、ＨＤＤなどの電子機器に用いられるフェライト系ステンレス鋼材の多くも厚さが１．０ｍｍ以下であり、厚さが０．２ｍｍ程度のフェライト系ステンレス鋼材が用いられることも多くある。このような厚さが小さいフェライト系ステンレス鋼材に対して、特許文献１のような結晶粒の粗大化を行うと、厚さ方向において結晶粒が一つしか存在しない箇所が多くなってしまい、靭性が低下するという問題がある。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、靭性及び制振性に優れるフェライト系ステンレス鋼材及びその製造方法、並びに制振部材を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記のような問題を解決すべく鋭意研究を行った結果、フェライト系ステンレス鋼材の組成、平均結晶粒径、長径が５μｍ以上の析出物の個数密度、及び２５℃のシャルピー衝撃値を制御することで、靭性の低下を抑制しつつ制振性を向上させ得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、Ｃ：０．０４質量％以下、Ｍｎ：１．０質量％以下、Ｎｉ：０．６０質量％以下、Ｐ：０．０５質量％以下、Ｓ：０．０３質量％以下、Ｃｒ：１０．５～２４．０質量％、Ｎ：０．０３質量％以下、Ｃｕ：０．６０質量％以下、Ｍｏ：２．０質量％以下、Ｓｉ：３．０質量％以下、Ａｌ：５．０質量％以下、Ｎｂ：０．５０質量％以下、Ｔｉ：０．５０質量％以下を含み、Ａｌ及びＳｉの合計含有量が１．０質量％以上、Ｎｂ及びＴｉの合計含有量が６（Ｃ＋Ｎ）質量％以上（Ｃ及びＮは、Ｃ及びＮの含有量をそれぞれ表す）であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有し、
平均結晶粒径が１００μｍ～４００μｍ、長径が５μｍ以上の析出物の個数密度が８個／ｍｍ2以下、２５℃のシャルピー衝撃値が２０Ｊ／ｃｍ2以上である、フェライト系ステンレス鋼材である。
平均結晶粒径が１００μｍ～４００μｍ、長径が５μｍ以上の析出物の個数密度が８個／ｍｍ2以下、２５℃のシャルピー衝撃値が２０Ｊ／ｃｍ2以上である、フェライト系ステンレス鋼材である。
また、本発明は、平均結晶粒径が１００μｍ～４００μｍ、長径が５μｍ以上の析出物の個数密度が８個／ｍｍ
2
以下、２５℃のシャルピー衝撃値が２０Ｊ／ｃｍ
2
以上である、フェライト系ステンレス鋼材の製造方法であって、Ｃ：０．０４質量％以下、Ｍｎ：１．０質量％以下、Ｎｉ：０．６０質量％以下、Ｐ：０．０５質量％以下、Ｓ：０．０３質量％以下、Ｃｒ：１０．５～２４．０質量％、Ｎ：０．０３質量％以下、Ｃｕ：０．６０質量％以下、Ｍｏ：２．０質量％以下、Ｓｉ：３．０質量％以下、Ａｌ：５．０質量％以下、Ｎｂ：０．５０質量％以下、Ｔｉ：０．５０質量％以下を含み、Ａｌ及びＳｉの合計含有量が１．０質量％以上、Ｎｂ及びＴｉの合計含有量が６（Ｃ＋Ｎ）質量％以上（Ｃ及びＮは、Ｃ及びＮの含有量をそれぞれ表す）であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有するステンレス鋼板を９５０～１２００℃で１０～１２０分加熱した後、７００℃までの冷却速度を２０～３００℃／分、７００℃から４００℃までの冷却速度を３０～３００℃／分として冷却する、フェライト系ステンレス鋼材の製造方法である。
さらに、本発明は、上記のフェライト系ステンレス鋼材を含む制振部材である。
本発明によれば、靭性及び制振性に優れるフェライト系ステンレス鋼材及びその製造方法、並びに制振部材を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し変更、改良などが適宜加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、Ｃ：０．０５質量％以下、Ｍｎ：１．０質量％以下、Ｎｉ：０．６０質量％以下、Ｐ：０．０５質量％以下、Ｓ：０．０３質量％以下、Ｃｒ：１０．５～２４．０質量％、Ｎ：０．０３質量％以下、Ｃｕ：０．６０質量％以下、Ｍｏ：２．０質量％以下、Ｓｉ：３．０質量％以下、Ａｌ：５．０質量％以下、Ｎｂ：０．５０質量％以下、Ｔｉ：０．５０質量％以下を含み、Ａｌ及びＳｉの合計含有量が１．０質量％以上、Ｎｂ及びＴｉの合計含有量が６（Ｃ＋Ｎ）質量％以上（Ｃ及びＮは、Ｃ及びＮの含有量をそれぞれ表す）であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有する。
ここで、本明細書において「不純物」とは、フェライト系ステンレス鋼材を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップなどの原料、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。例えば、不純物には、不可避的不純物も含まれる。
ここで、本明細書において「不純物」とは、フェライト系ステンレス鋼材を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップなどの原料、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。例えば、不純物には、不可避的不純物も含まれる。
また、本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、Ｚｒ：１．０質量％以下、Ｃｏ：１．０質量％以下、Ｖ：１．０質量％以下、Ｗ：１．０質量％以下から選択される少なくとも１種を更に含んでもよい。
また、本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、ＲＥＭ：０．１０質量％以下、Ｃａ：０．１０質量％以下から選択される少なくとも１種を更に含んでもよい。
さらに、本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、Ｓｎ：０．１０質量％以下、Ｂ：０．０１質量％以下から選択される少なくとも１種を更に含んでもよい。
また、本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、ＲＥＭ：０．１０質量％以下、Ｃａ：０．１０質量％以下から選択される少なくとも１種を更に含んでもよい。
さらに、本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、Ｓｎ：０．１０質量％以下、Ｂ：０．０１質量％以下から選択される少なくとも１種を更に含んでもよい。
（Ｃ：０．０５質量％以下）
Ｃは、フェライト系ステンレス鋼材の耐粒界腐食性（鋭敏化抑制作用）や加工性などの特性に影響を与える元素である。Ｃの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び耐粒界腐食性が低下してしまう。そのため、Ｃの含有量の上限値は、０．０５質量％、好ましくは０．０４５質量％、より好ましくは０．０４質量％である。一方、Ｃの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｃの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Ｃの含有量の下限値は、好ましくは０．０００５質量％、好ましくは０．００１質量％である。
Ｃは、フェライト系ステンレス鋼材の耐粒界腐食性（鋭敏化抑制作用）や加工性などの特性に影響を与える元素である。Ｃの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び耐粒界腐食性が低下してしまう。そのため、Ｃの含有量の上限値は、０．０５質量％、好ましくは０．０４５質量％、より好ましくは０．０４質量％である。一方、Ｃの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｃの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Ｃの含有量の下限値は、好ましくは０．０００５質量％、好ましくは０．００１質量％である。
（Ｍｎ：１．０質量％以下）
Ｍｎは、脱酸元素として有用な元素である。Ｍｎの含有量が多すぎると、腐食起点となるＭｎＳを生成し易くなるとともに、フェライト相を不安定化させる。そのため、Ｍｎの含有量の上限値は、１．０質量％、好ましくは０．９質量％、より好ましくは０．８質量％である。一方、Ｍｎの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは０．０１質量％、より好ましくは０．０５質量％である。
Ｍｎは、脱酸元素として有用な元素である。Ｍｎの含有量が多すぎると、腐食起点となるＭｎＳを生成し易くなるとともに、フェライト相を不安定化させる。そのため、Ｍｎの含有量の上限値は、１．０質量％、好ましくは０．９質量％、より好ましくは０．８質量％である。一方、Ｍｎの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは０．０１質量％、より好ましくは０．０５質量％である。
（Ｎｉ：０．６０質量％以下）
Ｎｉは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性及び靭性を向上させるのに有効な元素である。Ｎｉの含有量が多すぎると、フェライト相が不安定化するとともに、製造コストも上昇する。そのため、Ｎｉの含有量の上限値は、０．６０質量％、好ましくは０．５８質量％、より好ましくは０．５５質量％である。一方、Ｎｉの含有量の下限値は、特に限定されないが、上記の効果を得る観点から、好ましくは０．０１質量％、より好ましくは０．０５質量％である。
Ｎｉは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性及び靭性を向上させるのに有効な元素である。Ｎｉの含有量が多すぎると、フェライト相が不安定化するとともに、製造コストも上昇する。そのため、Ｎｉの含有量の上限値は、０．６０質量％、好ましくは０．５８質量％、より好ましくは０．５５質量％である。一方、Ｎｉの含有量の下限値は、特に限定されないが、上記の効果を得る観点から、好ましくは０．０１質量％、より好ましくは０．０５質量％である。
（Ｐ：０．０５質量％以下）
Ｐは、フェライト系ステンレス鋼材の溶接性や加工性などの特性に影響を与える元素である。Ｐの含有量が多すぎると、上記の特性が低下する恐れがある。そのため、Ｐの含有量の上限値は、０．０５質量％、好ましくは０．０４５質量％、より好ましくは０．０４質量％である。一方、Ｐの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｐの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Ｐの含有量の下限値は、好ましくは０．００１質量％、より好ましくは０．０１質量％である。
Ｐは、フェライト系ステンレス鋼材の溶接性や加工性などの特性に影響を与える元素である。Ｐの含有量が多すぎると、上記の特性が低下する恐れがある。そのため、Ｐの含有量の上限値は、０．０５質量％、好ましくは０．０４５質量％、より好ましくは０．０４質量％である。一方、Ｐの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｐの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Ｐの含有量の下限値は、好ましくは０．００１質量％、より好ましくは０．０１質量％である。
（Ｓ：０．０３質量％以下）
Ｓは、腐食起点となるＭｎＳを生成し、フェライト系ステンレス鋼材の靭性などの特性に影響を与える元素である。Ｓの含有量が多すぎると、上記の特性が低下する恐れがある。そのため、Ｓの含有量の上限値は、０．０３質量％、好ましくは０．０２５質量％、より好ましくは０．０２質量％である。一方、Ｓの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｓの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Ｓの含有量の下限値は、好ましくは０．０００１質量％以上、より好ましくは０．０００５質量％以上である。
Ｓは、腐食起点となるＭｎＳを生成し、フェライト系ステンレス鋼材の靭性などの特性に影響を与える元素である。Ｓの含有量が多すぎると、上記の特性が低下する恐れがある。そのため、Ｓの含有量の上限値は、０．０３質量％、好ましくは０．０２５質量％、より好ましくは０．０２質量％である。一方、Ｓの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｓの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Ｓの含有量の下限値は、好ましくは０．０００１質量％以上、より好ましくは０．０００５質量％以上である。
（Ｃｒ：１０．５～２４．０質量％）
Ｃｒは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性及び耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。Ｃｒの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の靭性が低下するとともに、製造コストの上昇につながる。そのため、Ｃｒの含有量の上限値は、２４．０質量％、好ましくは２３．５質量％、より好ましくは２３．０質量％である。一方、Ｃｒの含有量が少なすぎると、上記の効果が十分に得られないことがある。そのため、Ｃｒの含有量の下限値は、１０．５質量％、好ましくは１０．８質量％、より好ましくは１１．０質量％である。
Ｃｒは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性及び耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。Ｃｒの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の靭性が低下するとともに、製造コストの上昇につながる。そのため、Ｃｒの含有量の上限値は、２４．０質量％、好ましくは２３．５質量％、より好ましくは２３．０質量％である。一方、Ｃｒの含有量が少なすぎると、上記の効果が十分に得られないことがある。そのため、Ｃｒの含有量の下限値は、１０．５質量％、好ましくは１０．８質量％、より好ましくは１１．０質量％である。
（Ｎ：０．０３質量％以下）
Ｎは、耐粒界腐食性（鋭敏化抑制作用）や加工性などの特性に影響を与える元素である。Ｎの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び耐粒界腐食性が低下してしまう。そのため、Ｎの含有量の上限値は、０．０３質量％、好ましくは０．０２８質量％、より好ましくは０．０２５質量％である。一方、Ｎの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｎの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Ｎの含有量の下限値は、好ましくは０．０００５質量％、好ましくは０．００１質量％である。
Ｎは、耐粒界腐食性（鋭敏化抑制作用）や加工性などの特性に影響を与える元素である。Ｎの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び耐粒界腐食性が低下してしまう。そのため、Ｎの含有量の上限値は、０．０３質量％、好ましくは０．０２８質量％、より好ましくは０．０２５質量％である。一方、Ｎの含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｎの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Ｎの含有量の下限値は、好ましくは０．０００５質量％、好ましくは０．００１質量％である。
（Ｃｕ：０．６０質量％以下）
Ｃｕは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性を向上させるのに有効な元素である。Ｃｕの含有量が多すぎると、フェライト相が不安定化するとともに、製造コストも上昇する。そのため、Ｃｕの含有量の上限値は、０．６０質量％、好ましくは０．５５質量％、より好ましくは０．５０質量％である。一方、Ｃｕの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは０．００１質量％、好ましくは０．０１質量％である。
Ｃｕは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性を向上させるのに有効な元素である。Ｃｕの含有量が多すぎると、フェライト相が不安定化するとともに、製造コストも上昇する。そのため、Ｃｕの含有量の上限値は、０．６０質量％、好ましくは０．５５質量％、より好ましくは０．５０質量％である。一方、Ｃｕの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは０．００１質量％、好ましくは０．０１質量％である。
（Ｍｏ：２．０質量％以下）
Ｍｏは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性及び耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。Ｍｏの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性が低下するとともに、製造コストが上昇する。そのため、Ｍｏの含有量の上限値は、２．０質量％、好ましくは１．５質量％、より好ましくは１．０質量％である。一方、Ｍｏの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは０．００１質量％、好ましくは０．０１質量％である。
Ｍｏは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性及び耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。Ｍｏの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性が低下するとともに、製造コストが上昇する。そのため、Ｍｏの含有量の上限値は、２．０質量％、好ましくは１．５質量％、より好ましくは１．０質量％である。一方、Ｍｏの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは０．００１質量％、好ましくは０．０１質量％である。
（Ｓｉ：３．０質量％以下、Ａｌ：５．０質量％以下、Ａｌ及びＳｉの合計含有量が１．０質量％以上）
Ｓｉ及びＡｌは、フェライト系ステンレス鋼材の制振性及び耐食性を向上させるのに有効な元素である。
Ｓｉの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び靭性が低下する。そのため、Ｓｉの含有量の上限値は、３．０質量％、好ましくは２．８質量％、より好ましくは２．５質量％である。
また、Ａｌの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の靭性が低下する。そのため、Ａｌの含有量は、５．０質量％、好ましくは４．５質量％、より好ましくは４．０質量％である。
一方、Ｓｉ及びＡｌの含有量の下限値は、特に限定されないが、フェライト系ステンレス鋼材の制振性を安定して向上させる観点から、Ａｌ及びＳｉの合計含有量が１．０質量％以上、好ましくは１．２質量％以上、より好ましくは１．５質量％である。
Ｓｉ及びＡｌは、フェライト系ステンレス鋼材の制振性及び耐食性を向上させるのに有効な元素である。
Ｓｉの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び靭性が低下する。そのため、Ｓｉの含有量の上限値は、３．０質量％、好ましくは２．８質量％、より好ましくは２．５質量％である。
また、Ａｌの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の靭性が低下する。そのため、Ａｌの含有量は、５．０質量％、好ましくは４．５質量％、より好ましくは４．０質量％である。
一方、Ｓｉ及びＡｌの含有量の下限値は、特に限定されないが、フェライト系ステンレス鋼材の制振性を安定して向上させる観点から、Ａｌ及びＳｉの合計含有量が１．０質量％以上、好ましくは１．２質量％以上、より好ましくは１．５質量％である。
（Ｎｂ：０．５０質量％以下、Ｔｉ：０．５０質量％以下、Ｎｂ及びＴｉの合計含有量：６（Ｃ＋Ｎ）質量％以上）
Ｎｂ及びＴｉは、耐粒界腐食性（鋭敏化抑制作用）などの特性に影響を与える元素である。
Ｎｂの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び靭性が低下する。そのため、Ｎｂの含有量の上限値は、０．５０質量％、好ましくは０．４８質量％、より好ましくは０．４５質量％である。
また、Ｔｉの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び表面品質が低下する。そのため、Ｔｉの含有量の上限値は、０．５０質量％、好ましくは０．４８質量％、より好ましくは０．４５質量％である。
一方、Ｎｂ及びＴｉの含有量の下限値は、耐粒界腐食性を低下させるＣ及びＮの含有量との関係から制御される。具体的には、Ｎｂ及びＴｉの合計含有量の下限値は、６（Ｃ＋Ｎ）質量％、好ましくは７（Ｃ＋Ｎ）質量％である。ここで、Ｃ及びＮは、Ｃ及びＮの含有量をそれぞれ表す。
Ｎｂ及びＴｉは、耐粒界腐食性（鋭敏化抑制作用）などの特性に影響を与える元素である。
Ｎｂの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び靭性が低下する。そのため、Ｎｂの含有量の上限値は、０．５０質量％、好ましくは０．４８質量％、より好ましくは０．４５質量％である。
また、Ｔｉの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び表面品質が低下する。そのため、Ｔｉの含有量の上限値は、０．５０質量％、好ましくは０．４８質量％、より好ましくは０．４５質量％である。
一方、Ｎｂ及びＴｉの含有量の下限値は、耐粒界腐食性を低下させるＣ及びＮの含有量との関係から制御される。具体的には、Ｎｂ及びＴｉの合計含有量の下限値は、６（Ｃ＋Ｎ）質量％、好ましくは７（Ｃ＋Ｎ）質量％である。ここで、Ｃ及びＮは、Ｃ及びＮの含有量をそれぞれ表す。
（Ｚｒ：１．０質量％以下、Ｃｏ：１．０質量％以下、Ｖ：１．０質量％以下、Ｗ：１．０質量％以下）
Ｚｒ、Ｃｏ、Ｖ及びＷは、フェライト系ステンレス鋼材の耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。Ｚｒ、Ｃｏ、Ｖ及びＷの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び靭性が低下するとともに、製造コストの上昇につながる。そのため、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｖ及びＷの含有量の上限値はいずれも、１．０質量％、好ましくは０．８質量％、更に好ましくは０．５質量％である。一方、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｖ及びＷの含有量の下限値はいずれも、特に限定されないが、好ましくは０．００１質量％、より好ましくは０．０１質量％である。
Ｚｒ、Ｃｏ、Ｖ及びＷは、フェライト系ステンレス鋼材の耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。Ｚｒ、Ｃｏ、Ｖ及びＷの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び靭性が低下するとともに、製造コストの上昇につながる。そのため、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｖ及びＷの含有量の上限値はいずれも、１．０質量％、好ましくは０．８質量％、更に好ましくは０．５質量％である。一方、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｖ及びＷの含有量の下限値はいずれも、特に限定されないが、好ましくは０．００１質量％、より好ましくは０．０１質量％である。
（ＲＥＭ：０．１０質量％以下、Ｃａ：０．１０質量％以下）
ＲＥＭ及びＣａは、フェライト系ステンレス鋼材の耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。ＲＥＭ及びＣａの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼の製造コストの上昇につながる。そのため、ＲＥＭ及びＣａの含有量の上限値はいずれも、０．１０質量％、好ましくは０．０８質量％、更に好ましくは０．０５質量％である。一方、ＲＥＭ及びＣａの下限値はいずれも、特に限定されないが、好ましくは０．０００１質量％、より好ましくは０．００３質量％である。
ＲＥＭ及びＣａは、フェライト系ステンレス鋼材の耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。ＲＥＭ及びＣａの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼の製造コストの上昇につながる。そのため、ＲＥＭ及びＣａの含有量の上限値はいずれも、０．１０質量％、好ましくは０．０８質量％、更に好ましくは０．０５質量％である。一方、ＲＥＭ及びＣａの下限値はいずれも、特に限定されないが、好ましくは０．０００１質量％、より好ましくは０．００３質量％である。
（Ｓｎ：０．１０質量％以下）
Ｓｎは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性を向上させるのに有効な元素である。Ｓｎの含有量が多すぎると、Ｓｎが偏析し、製造性が低下する。そのため、Ｓｎの含有量の上限値は、０．１０質量％、好ましくは０．０８質量％、より好ましくは０．０５質量％である。一方、Ｓｎの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは０．００１質量％、より好ましくは０．００５質量％である。
Ｓｎは、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性を向上させるのに有効な元素である。Ｓｎの含有量が多すぎると、Ｓｎが偏析し、製造性が低下する。そのため、Ｓｎの含有量の上限値は、０．１０質量％、好ましくは０．０８質量％、より好ましくは０．０５質量％である。一方、Ｓｎの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは０．００１質量％、より好ましくは０．００５質量％である。
（Ｂ：０．０１質量％以下）
Ｂは、フェライト系ステンレス鋼材の二次加工性を向上させるのに有効な元素である。Ｂの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼の疲労強度が低下する。そのため、Ｂの含有量の上限値は、０．０１質量％、好ましくは０．００８質量％、より好ましくは０．００５質量％である。一方、Ｂの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは０．０００１質量％、より好ましくは０．０００５質量％である。
Ｂは、フェライト系ステンレス鋼材の二次加工性を向上させるのに有効な元素である。Ｂの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼の疲労強度が低下する。そのため、Ｂの含有量の上限値は、０．０１質量％、好ましくは０．００８質量％、より好ましくは０．００５質量％である。一方、Ｂの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは０．０００１質量％、より好ましくは０．０００５質量％である。
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、平均結晶粒径が１００～４００μｍ、好ましくは１１０～３５０μｍ、より好ましくは１２０μｍ以上３００μｍ未満である。平均結晶粒径を１００μｍ以上とすることにより、制振性の発現に有効な磁区の移動を妨げる結晶粒界を少なくすることができるため、制振性が向上する。また、平均結晶粒径を４００μｍ以下とすることにより、結晶粒の極端な粗大化による靭性の低下を抑制することができる。
ここで、本明細書において平均結晶粒径とは、後述する実施例の方法によって測定されるものを意味する。
ここで、本明細書において平均結晶粒径とは、後述する実施例の方法によって測定されるものを意味する。
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、長径が５μｍ以上の析出物の個数密度が１０個／ｍｍ2以下、好ましくは９個／ｍｍ2以下、より好ましくは８個／ｍｍ2以下である。
フェライト系ステンレス鋼材における長径が５μｍ以上の析出物は、結晶粒界と同様に磁区の移動を妨げる。そのため、長径が５μｍ以上の析出物の個数密度を上記の範囲に制御することで制振性を向上させることができる。
また、結晶粒が粗大化した組織では結晶粒界が少ないため、衝撃を受けた際に析出物の周囲に応力が集中して割れの起点や伝播経路として機能し易い。よって、フェライト系ステンレス鋼材中の析出物の量が靭性に大きく影響する。特に、析出物の中でもＴｉ、Ｎｂ及びＣｒの炭化物は、溶製時に形成される酸化物に比べて大きいため、靭性への影響が大きい。また、Ｃｒ炭化物はフェライト系ステンレス鋼材の鋭敏化を招き、耐食性が低下する要因にもなる。そのため、長径が５μｍ以上の析出物の個数密度を上記の範囲に制御することにより、上記のような靭性や耐食性の低下を抑制することができる。
ここで、本明細書において長径が５μｍ以上の析出物の個数密度とは、後述する実施例の方法によって測定されるものを意味する。
フェライト系ステンレス鋼材における長径が５μｍ以上の析出物は、結晶粒界と同様に磁区の移動を妨げる。そのため、長径が５μｍ以上の析出物の個数密度を上記の範囲に制御することで制振性を向上させることができる。
また、結晶粒が粗大化した組織では結晶粒界が少ないため、衝撃を受けた際に析出物の周囲に応力が集中して割れの起点や伝播経路として機能し易い。よって、フェライト系ステンレス鋼材中の析出物の量が靭性に大きく影響する。特に、析出物の中でもＴｉ、Ｎｂ及びＣｒの炭化物は、溶製時に形成される酸化物に比べて大きいため、靭性への影響が大きい。また、Ｃｒ炭化物はフェライト系ステンレス鋼材の鋭敏化を招き、耐食性が低下する要因にもなる。そのため、長径が５μｍ以上の析出物の個数密度を上記の範囲に制御することにより、上記のような靭性や耐食性の低下を抑制することができる。
ここで、本明細書において長径が５μｍ以上の析出物の個数密度とは、後述する実施例の方法によって測定されるものを意味する。
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、２５℃のシャルピー衝撃試験の吸収エネルギー（以下、「シャルピー衝撃値」という）が、２０Ｊ／ｃｍ2以上、好ましくは２５Ｊ／ｃｍ2以上である。このような範囲のシャルピー衝撃値とすることにより、所望の靭性を確保することができる。
なお、シャルピー衝撃値の上限値は、特に限定されないが、一般的に３００Ｊ／ｃｍ2、好ましくは２００Ｊ／ｃｍ2である。
ここで、本明細書においてシャルピー衝撃値とは、後述する方法によって測定されるものを意味する。
なお、シャルピー衝撃値の上限値は、特に限定されないが、一般的に３００Ｊ／ｃｍ2、好ましくは２００Ｊ／ｃｍ2である。
ここで、本明細書においてシャルピー衝撃値とは、後述する方法によって測定されるものを意味する。
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、損失係数ηが、好ましくは１×１０-3以上、より好ましくは１．１×１０-3以上である。このような範囲の損失係数ηとすることにより、所望の制振性を確保することができる。
なお、損失係数ηの上限値は、特に限定されないが、一般的に１０×１０-3、好ましくは５×１０-3である。
ここで、本明細書において損失係数ηとは、後述する「中央加振法」によって測定されるものを意味する。
なお、損失係数ηの上限値は、特に限定されないが、一般的に１０×１０-3、好ましくは５×１０-3である。
ここで、本明細書において損失係数ηとは、後述する「中央加振法」によって測定されるものを意味する。
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材の厚さは、特に限定されないが、好ましくは１．０ｍｍ以下である。
結晶粒を粗大化した組織では、フェライト系ステンレス鋼材の厚さが１．０ｍｍ以下であると靭性が低下し易いが、本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は厚さが１．０ｍｍ以下であっても靭性を確保することができる。
なお、本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材の厚さの下限は、特に限定されないが、平均結晶粒径の２倍以上であることが好ましく、３倍以上であることが好ましい。
結晶粒を粗大化した組織では、フェライト系ステンレス鋼材の厚さが１．０ｍｍ以下であると靭性が低下し易いが、本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は厚さが１．０ｍｍ以下であっても靭性を確保することができる。
なお、本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材の厚さの下限は、特に限定されないが、平均結晶粒径の２倍以上であることが好ましく、３倍以上であることが好ましい。
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、上記の組成を有するステンレス鋼板を用い、当該技術分野において公知の方法に準じて製造することができる。例えば、本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、上記の組成を有するステンレス鋼板を９５０～１２００℃で１０～１２０分加熱した後、７００℃までの冷却速度を２０℃／分以上、７００℃から４００℃までの冷却速度を３０℃／分以上として冷却することによって製造することができる。
ここで、上記の組成を有するステンレス鋼板は、常法によって製造することができる。具体的には、まず、上記の組成を有するステンレス鋼を溶製して鍛造又は鋳造した後、熱間圧延を行って熱延板を得る。次に、熱延板に対して焼鈍、酸洗、冷間圧延を順次行って冷延板を得る。次に、冷延板に対して焼鈍及び酸洗を順次行って冷延焼鈍板を得る。なお、各工程における条件については、ステンレス鋼の組成などに応じて適宜調整すればよく、特に限定されない。このような方法で作製される熱延板、冷延板又は冷延焼鈍板をステンレス鋼板として用いることができる。その中でもステンレス鋼板は冷延焼鈍板であることが好ましい。
ステンレス鋼板は、加熱処理（再結晶処理）の前に所定の部材への加工を行ってもよいし、板状又はコイル状のまま加熱処理を行ってもよい。加工方法としては、金型を用いた各種プレス加工、曲げ加工、溶接加工などが挙げられる。
ステンレス鋼板の加熱処理（再結晶処理）は、９５０～１２００℃で１０～１２０分加熱することによって行われる。このような条件で加熱処理を行うことにより、平均結晶粒径が１００～５００μｍとなるように結晶粒を成長させることができる。ここで、加熱処理の雰囲気は、大気雰囲気であっても非酸化性雰囲気などであってもよい。
加熱処理（再結晶処理）後の冷却は、加熱処理の温度（９５０～１２００℃）から７００℃までの冷却速度を２０℃／分以上、７００℃から４００℃までの冷却速度を３０℃／分以上として冷却することにより行われる。
加熱処理の温度から７００℃までの温度域は、Ｔｉ及びＮｂ炭化物が析出する温度域であるため、この温度域の冷却速度を２０℃／分以上、好ましくは２２℃／分以上、より好ましくは２５℃／分以上とすることにより、Ｔｉ及びＮｂ炭化物の析出を効果的に抑制することができる。なお、この温度域の冷却速度の上限は、特に限定されないが、一般的に３００℃／分以下、好ましくは２５０℃／分以下、より好ましくは２００℃／分以下である。
また、７００℃から４００℃までの温度域は、Ｃｒ炭化物が析出する温度域であるため、この温度域の冷却速度を３０℃／分以上、好ましくは３２℃／分以上、より好ましくは３５℃／分以上とすることにより、Ｃｒ炭化物の析出を効果的に抑制することができる。なお、この温度域の冷却速度の上限は、特に限定されないが、一般的に３００℃／分以下、好ましくは２５０℃／分以下、より好ましくは２００℃／分以下である。
したがって、上記のような条件で冷却を行うことにより、ステンレス鋼板中に析出する析出物（Ｔｉ炭化物、Ｎｂ炭化物及びＣｒ炭化物）の量を低減することができる（すなわち、長径が５μｍ以上の析出物の個数密度を１０個／ｍｍ2以下に制御することができる）ため、靭性に優れるフェライト系ステンレス鋼材を得ることができる。
加熱処理の温度から７００℃までの温度域は、Ｔｉ及びＮｂ炭化物が析出する温度域であるため、この温度域の冷却速度を２０℃／分以上、好ましくは２２℃／分以上、より好ましくは２５℃／分以上とすることにより、Ｔｉ及びＮｂ炭化物の析出を効果的に抑制することができる。なお、この温度域の冷却速度の上限は、特に限定されないが、一般的に３００℃／分以下、好ましくは２５０℃／分以下、より好ましくは２００℃／分以下である。
また、７００℃から４００℃までの温度域は、Ｃｒ炭化物が析出する温度域であるため、この温度域の冷却速度を３０℃／分以上、好ましくは３２℃／分以上、より好ましくは３５℃／分以上とすることにより、Ｃｒ炭化物の析出を効果的に抑制することができる。なお、この温度域の冷却速度の上限は、特に限定されないが、一般的に３００℃／分以下、好ましくは２５０℃／分以下、より好ましくは２００℃／分以下である。
したがって、上記のような条件で冷却を行うことにより、ステンレス鋼板中に析出する析出物（Ｔｉ炭化物、Ｎｂ炭化物及びＣｒ炭化物）の量を低減することができる（すなわち、長径が５μｍ以上の析出物の個数密度を１０個／ｍｍ2以下に制御することができる）ため、靭性に優れるフェライト系ステンレス鋼材を得ることができる。
本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材は、組成、平均結晶粒径、長径が５μｍ以上の析出物の個数密度、及び２５℃のシャルピー衝撃値を所定の範囲に制御しているため、靭性の低下を抑制しつつ制振性を高めることができる。そのため、このフェライト系ステンレス鋼材は、制振部材に用いるのに適している。制振部材としては、特に限定されないが、自動車（特に、マフラーなどの排ガス部材）、ＨＤＤなどの電子機器などにおいて制振性が要求される各種部材が挙げられる。
以下に、実施例を挙げて本発明の内容を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。
（実施例１～７及び比較例１～８）
以下の手順に従ってフェライト系ステンレス鋼材を作製した。
表１に示す組成を有するステンレス鋼を溶製し、熱間圧延して厚さ３．０ｍｍの熱延板を得た後、熱延板を１０５０℃で焼鈍して酸洗することによって熱延焼鈍板を得た。次に、熱延焼鈍板を冷間圧延して厚さ１．０ｍｍの冷延板を得た後、冷延板を９５０～１０５０℃で仕上焼鈍して酸洗することによって冷延焼鈍板を得た。次に、冷延焼鈍板から幅方向１００ｍｍ×圧延方向２００ｍｍの試験片を切削によって切り出した。次に、試験片を水素雰囲気下で表２に示す加熱条件にて加熱処理（再結晶処理）した後、表２に示す冷却速度にて冷却した。冷却速度の調整は、窒素ガスの導入量を制御することによって行った。なお、比較例４については、加熱処理を行わなかった。
以下の手順に従ってフェライト系ステンレス鋼材を作製した。
表１に示す組成を有するステンレス鋼を溶製し、熱間圧延して厚さ３．０ｍｍの熱延板を得た後、熱延板を１０５０℃で焼鈍して酸洗することによって熱延焼鈍板を得た。次に、熱延焼鈍板を冷間圧延して厚さ１．０ｍｍの冷延板を得た後、冷延板を９５０～１０５０℃で仕上焼鈍して酸洗することによって冷延焼鈍板を得た。次に、冷延焼鈍板から幅方向１００ｍｍ×圧延方向２００ｍｍの試験片を切削によって切り出した。次に、試験片を水素雰囲気下で表２に示す加熱条件にて加熱処理（再結晶処理）した後、表２に示す冷却速度にて冷却した。冷却速度の調整は、窒素ガスの導入量を制御することによって行った。なお、比較例４については、加熱処理を行わなかった。
上記で得られた試験片（フェライト系ステンレス鋼材）について以下の評価を行った。
（平均結晶粒径）
上記の試験片から１０ｍｍ×１０ｍｍの測定用試験片を切削によって切り出した後、板厚の圧延方向に平行且つ幅方向に直交する面が観察面となるように樹脂埋めを施した。次に、樹脂埋めを行った測定用試験片を湿式研磨によって鏡面処理した後、フッ硝酸でエッチングして現出させた金属組織を光学顕微鏡で観察した。光学顕微鏡による観察は、ＪＩＳ Ｇ０５５１：２０１３に準じ、光学顕微鏡画像上の任意の位置に直線を引き、直線と結晶粒界との交点の数を計測し、平均切片長さを結晶粒径とした。結晶粒径の測定は、複数の視野で２０本以上の直線を引いて計測することにより行い、それらの平均値を平均結晶粒径とした。
上記の試験片から１０ｍｍ×１０ｍｍの測定用試験片を切削によって切り出した後、板厚の圧延方向に平行且つ幅方向に直交する面が観察面となるように樹脂埋めを施した。次に、樹脂埋めを行った測定用試験片を湿式研磨によって鏡面処理した後、フッ硝酸でエッチングして現出させた金属組織を光学顕微鏡で観察した。光学顕微鏡による観察は、ＪＩＳ Ｇ０５５１：２０１３に準じ、光学顕微鏡画像上の任意の位置に直線を引き、直線と結晶粒界との交点の数を計測し、平均切片長さを結晶粒径とした。結晶粒径の測定は、複数の視野で２０本以上の直線を引いて計測することにより行い、それらの平均値を平均結晶粒径とした。
（析出物の個数密度）
上記の試験片から２０ｍｍ×２０ｍｍの測定用試験片を切削によって切り出した後、板厚方向に直交且つ鋼材表面に平行な面が観察面となるように樹脂埋めを施した。次に、樹脂埋めを行った測定用試験片を湿式研磨によって板厚が０．７ｍｍ～０．８ｍｍとなるまで、板厚のおよそ４分の１に相当する約０．２５ｍｍを粗研磨した後に鏡面処理した。鏡面処理した表面について、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて１００ｍｍ2の面積中に存在する長径が５μｍ以上の析出物の個数を測定し、長径が５μｍ以上の析出物の個数密度（単位面積当たりの長径が５μｍ以上の析出物の個数）を算出した。
上記の試験片から２０ｍｍ×２０ｍｍの測定用試験片を切削によって切り出した後、板厚方向に直交且つ鋼材表面に平行な面が観察面となるように樹脂埋めを施した。次に、樹脂埋めを行った測定用試験片を湿式研磨によって板厚が０．７ｍｍ～０．８ｍｍとなるまで、板厚のおよそ４分の１に相当する約０．２５ｍｍを粗研磨した後に鏡面処理した。鏡面処理した表面について、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて１００ｍｍ2の面積中に存在する長径が５μｍ以上の析出物の個数を測定し、長径が５μｍ以上の析出物の個数密度（単位面積当たりの長径が５μｍ以上の析出物の個数）を算出した。
（靭性）
上記の試験片から幅１０ｍｍ×長さ５５ｍｍの測定用試験片を長手方向が圧延方向と垂直となるよう採取し、長手方向の中心部にＶノッチ（ノッチ角度４５°、ノッチ深さ２ｍｍ、ノッチ底半径０．２５ｍｍ）を切削によって施した。この測定用試験片を用いてＪＩＳ Ｚ２２４２：２０１８に準じ、試験温度２５℃にてシャルピー衝撃試験を行った。この評価において、単位面積当たりのシャルピー衝撃試験の吸収エネルギー（シャルピー衝撃値）が２０Ｊ／ｃｍ2以上の場合を○（靭性に優れる）、２０Ｊ／ｃｍ2未満の場合を×（靭性が不十分）と判定した。
上記の試験片から幅１０ｍｍ×長さ５５ｍｍの測定用試験片を長手方向が圧延方向と垂直となるよう採取し、長手方向の中心部にＶノッチ（ノッチ角度４５°、ノッチ深さ２ｍｍ、ノッチ底半径０．２５ｍｍ）を切削によって施した。この測定用試験片を用いてＪＩＳ Ｚ２２４２：２０１８に準じ、試験温度２５℃にてシャルピー衝撃試験を行った。この評価において、単位面積当たりのシャルピー衝撃試験の吸収エネルギー（シャルピー衝撃値）が２０Ｊ／ｃｍ2以上の場合を○（靭性に優れる）、２０Ｊ／ｃｍ2未満の場合を×（靭性が不十分）と判定した。
（制振性）
上記の試験片から幅方向１０ｍｍ×圧延方向２５０ｍｍの測定用試験片を切削によって切り出した。この測定用試験片を用い、ＪＩＳ Ｋ７３９１：２００８に規定される「中央加振法」に準じて損失係数ηを測定した。具体的には、中央部を固定した試験片をインピーダンスヘッドにより加振し、出力される力信号及び加速度振動から機械インピーダンスを導出した。そして、機械インピーダンスのピークとなる反共振周波数及びピークから振幅が３ｄＢ下がる周波数に基づいて損失係数ηを導出した。この評価において、損失係数ηが１×１０-3以上の場合を○（制振性に優れる）、損失係数ηが１×１０-3未満の場合を×（制振性が不十分）と判定した。
上記の試験片から幅方向１０ｍｍ×圧延方向２５０ｍｍの測定用試験片を切削によって切り出した。この測定用試験片を用い、ＪＩＳ Ｋ７３９１：２００８に規定される「中央加振法」に準じて損失係数ηを測定した。具体的には、中央部を固定した試験片をインピーダンスヘッドにより加振し、出力される力信号及び加速度振動から機械インピーダンスを導出した。そして、機械インピーダンスのピークとなる反共振周波数及びピークから振幅が３ｄＢ下がる周波数に基づいて損失係数ηを導出した。この評価において、損失係数ηが１×１０-3以上の場合を○（制振性に優れる）、損失係数ηが１×１０-3未満の場合を×（制振性が不十分）と判定した。
（耐食性）
上記の試験片から幅方向５０ｍｍ×圧延方向１００ｍｍの測定用試験片をせん断によって切り出した。この測定用試験片を用いて図１に示す接着体を次のようにして作製した。なお、図１（ａ）は接着体の上面図、図１（ｂ）は側面図である。まず、測定用試験片１０の４つの切断端面のうち短辺１箇所を除いた３辺の切断端面を、ゴム２０（信越シリコーン株式会社製の一液縮合型ＲＴＶゴムＫＥ４４）を用いて被覆した。次に、７０ｍｍ×１５０ｍｍのベークライト板３０の上に２０ｍｍφ×１０ｍｍのポリエチレン製チューブ４０を２個配置して接着し、その上にゴム２０で被覆した測定用試験片１０を接着した。このようにして得られた接着体を用いて、ＪＡＳＯ Ｍ６０９に規定される複合サイクル試験に準じて耐食性を評価した。具体的には、測定用試験片が水平面に対して７５度の角度となり且つ被覆されていない短辺が下側となるように接着体を複合サイクル試験機内に設置した後、５％塩水噴霧（３５℃、２時間）、乾燥（６０℃、２５％ＲＨ、４時間）、湿潤（５０℃、９５％ＲＨ、２時間）を１サイクルとして５サイクル行った。複合サイクル試験後は、接着体の水洗、乾燥を行って接着体表面の発銹率をＪＩＳ Ｇ０５９５：２００４に準じて評価し、レイティングナンバ（ＲＮ）が７以上（発銹面積率≦０．４１％）の場合を○（耐食性に優れる）、レイティングナンバ（ＲＮ）が７未満（発銹面積率＞０．４１％）の場合を×（耐食性が不十分）と評価した。
上記の各評価結果を表２に示す。
上記の試験片から幅方向５０ｍｍ×圧延方向１００ｍｍの測定用試験片をせん断によって切り出した。この測定用試験片を用いて図１に示す接着体を次のようにして作製した。なお、図１（ａ）は接着体の上面図、図１（ｂ）は側面図である。まず、測定用試験片１０の４つの切断端面のうち短辺１箇所を除いた３辺の切断端面を、ゴム２０（信越シリコーン株式会社製の一液縮合型ＲＴＶゴムＫＥ４４）を用いて被覆した。次に、７０ｍｍ×１５０ｍｍのベークライト板３０の上に２０ｍｍφ×１０ｍｍのポリエチレン製チューブ４０を２個配置して接着し、その上にゴム２０で被覆した測定用試験片１０を接着した。このようにして得られた接着体を用いて、ＪＡＳＯ Ｍ６０９に規定される複合サイクル試験に準じて耐食性を評価した。具体的には、測定用試験片が水平面に対して７５度の角度となり且つ被覆されていない短辺が下側となるように接着体を複合サイクル試験機内に設置した後、５％塩水噴霧（３５℃、２時間）、乾燥（６０℃、２５％ＲＨ、４時間）、湿潤（５０℃、９５％ＲＨ、２時間）を１サイクルとして５サイクル行った。複合サイクル試験後は、接着体の水洗、乾燥を行って接着体表面の発銹率をＪＩＳ Ｇ０５９５：２００４に準じて評価し、レイティングナンバ（ＲＮ）が７以上（発銹面積率≦０．４１％）の場合を○（耐食性に優れる）、レイティングナンバ（ＲＮ）が７未満（発銹面積率＞０．４１％）の場合を×（耐食性が不十分）と評価した。
上記の各評価結果を表２に示す。
表２に示されるように、組成、平均結晶粒径、長径が５μｍ以上の析出物の個数密度、及び２５℃のシャルピー衝撃値が所定の範囲を満たす実施例１～７は、靭性、制振性及び耐食性が全て良好であった。
これに対して比較例１は、加熱温度（１０５０℃）～７００℃の冷却速度が遅すぎたため、長径が５μｍ以上の析出物（特に、Ｔｉ及びＮｂ炭化物）の個数密度が高くなり、靭性及び制振性が十分でなかった。
比較例２は、７００～４００℃の冷却速度が遅すぎたため、長径が５μｍ以上の析出物（特に、Ｃｒ炭化物）の個数密度が高くなり、靭性及び耐食性が十分でなかった。
比較例３は、平均結晶粒径が大きすぎたため、靭性が十分でなかった。
比較例４は、加熱処理（再結晶処理）を行わなかったため、平均結晶粒径が小さく、制振性が十分でなかった。
比較例５及び６は、Ａｌ及びＳｉの合計含有量が少なすぎたため、制振性が十分でなかった。また、比較例５は、耐食性も十分でなかった。
及び耐食性が十分でなかった。
比較例７は、Ｃの含有量が高すぎるとともにＴｉ及びＮｂの合計含有量が少なすぎたため、靭性及び耐食性が十分でなかった。
比較例８は、２５℃のシャルピー衝撃値が低すぎてしまい、靭性が十分でなかった。
これに対して比較例１は、加熱温度（１０５０℃）～７００℃の冷却速度が遅すぎたため、長径が５μｍ以上の析出物（特に、Ｔｉ及びＮｂ炭化物）の個数密度が高くなり、靭性及び制振性が十分でなかった。
比較例２は、７００～４００℃の冷却速度が遅すぎたため、長径が５μｍ以上の析出物（特に、Ｃｒ炭化物）の個数密度が高くなり、靭性及び耐食性が十分でなかった。
比較例３は、平均結晶粒径が大きすぎたため、靭性が十分でなかった。
比較例４は、加熱処理（再結晶処理）を行わなかったため、平均結晶粒径が小さく、制振性が十分でなかった。
比較例５及び６は、Ａｌ及びＳｉの合計含有量が少なすぎたため、制振性が十分でなかった。また、比較例５は、耐食性も十分でなかった。
及び耐食性が十分でなかった。
比較例７は、Ｃの含有量が高すぎるとともにＴｉ及びＮｂの合計含有量が少なすぎたため、靭性及び耐食性が十分でなかった。
比較例８は、２５℃のシャルピー衝撃値が低すぎてしまい、靭性が十分でなかった。
以上の結果からわかるように、本発明によれば、靭性及び制振性に優れるフェライト系ステンレス鋼材及びその製造方法、並びに制振部材を提供することができる。
Claims (13)
- Ｃ：０．０４質量％以下、Ｍｎ：１．０質量％以下、Ｎｉ：０．６０質量％以下、Ｐ：０．０５質量％以下、Ｓ：０．０３質量％以下、Ｃｒ：１０．５～２４．０質量％、Ｎ：０．０３質量％以下、Ｃｕ：０．６０質量％以下、Ｍｏ：２．０質量％以下、Ｓｉ：３．０質量％以下、Ａｌ：５．０質量％以下、Ｎｂ：０．５０質量％以下、Ｔｉ：０．５０質量％以下を含み、Ａｌ及びＳｉの合計含有量が１．０質量％以上、Ｎｂ及びＴｉの合計含有量が６（Ｃ＋Ｎ）質量％以上（Ｃ及びＮは、Ｃ及びＮの含有量をそれぞれ表す）であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有し、
平均結晶粒径が１００μｍ～４００μｍ、長径が５μｍ以上の析出物の個数密度が８個／ｍｍ2以下、２５℃のシャルピー衝撃値が２０Ｊ／ｃｍ2以上である、フェライト系ステンレス鋼材。 - Ｚｒ：０．５質量％以下、Ｃｏ：１．０質量％以下、Ｖ：０．５質量％以下、Ｗ：０．５質量％以下から選択される少なくとも１種を更に含む、請求項１に記載のフェライト系ステンレス鋼材。
- ＲＥＭ：０．１０質量％以下、Ｃａ：０．１０質量％以下から選択される少なくとも１種を更に含む、請求項１又は２に記載のフェライト系ステンレス鋼材。
- Ｓｎ：０．１０質量％以下、Ｂ：０．０１質量％以下から選択される少なくとも１種を更に含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼材。
- 損失係数ηが１×１０-3以上である、請求項１～４のいずれか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼材。
- 前記平均結晶粒径が１００μｍ以上３００μｍ未満である、請求項１～５のいずれか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼材。
- 厚さが１．０ｍｍ以下である、請求項１～６のいずれか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼材。
- 制振部材に用いられる、請求項１～７のいずれか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼材。
- 平均結晶粒径が１００μｍ～４００μｍ、長径が５μｍ以上の析出物の個数密度が８個／ｍｍ 2 以下、２５℃のシャルピー衝撃値が２０Ｊ／ｃｍ 2 以上である、フェライト系ステンレス鋼材の製造方法であって、
Ｃ：０．０４質量％以下、Ｍｎ：１．０質量％以下、Ｎｉ：０．６０質量％以下、Ｐ：０．０５質量％以下、Ｓ：０．０３質量％以下、Ｃｒ：１０．５～２４．０質量％、Ｎ：０．０３質量％以下、Ｃｕ：０．６０質量％以下、Ｍｏ：２．０質量％以下、Ｓｉ：３．０質量％以下、Ａｌ：５．０質量％以下、Ｎｂ：０．５０質量％以下、Ｔｉ：０．５０質量％以下を含み、Ａｌ及びＳｉの合計含有量が１．０質量％以上、Ｎｂ及びＴｉの合計含有量が６（Ｃ＋Ｎ）質量％以上（Ｃ及びＮは、Ｃ及びＮの含有量をそれぞれ表す）であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有するステンレス鋼板を９５０～１２００℃で１０～１２０分加熱した後、７００℃までの冷却速度を２０～３００℃／分、７００℃から４００℃までの冷却速度を３０～３００℃／分として冷却する、フェライト系ステンレス鋼材の製造方法。 - Ｚｒ：０．５質量％以下、Ｃｏ：１．０質量％以下、Ｖ：０．５質量％以下、Ｗ：０．５質量％以下から選択される少なくとも１種を更に含む、請求項９に記載のフェライト系ステンレス鋼材の製造方法。
- ＲＥＭ：０．１０質量％以下、Ｃａ：０．１０質量％以下から選択される少なくとも１種を更に含む、請求項９又は１０に記載のフェライト系ステンレス鋼材の製造方法。
- Ｓｎ：０．１０質量％以下、Ｂ：０．０１質量％以下から選択される少なくとも１種を更に含む、請求項９～１１のいずれか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼材の製造方法。
- 請求項１～８のいずれか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼材を含む制振部材。
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