JPH0120221B2

JPH0120221B2 -

Info

Publication number: JPH0120221B2
Application number: JP57230832A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Maruhashi; Kazuo Hoshino; Yoshihiro Uematsu; Katsuhisa Myakusu; Takehiko Fujimura
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1982-12-29
Filing date: 1982-12-29
Publication date: 1989-04-14
Also published as: EP0130220A1; DE3382303D1; US4581066A; EP0130220A4; KR840007035A; US4652428A; WO1984002536A1; KR870002190B1; JPS59123745A; EP0130220B1

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は耐食性合金に関するものである。一般に耐食性材料としては11.00％以上のCrを
含有したステンレス鋼が存在し、JISG4304では
金属組織面からオーステナイト系、オーステナイ
ト・フエライト系、フエライト系、マルテンサイ
ト系、析出硬化系の５種に分類されている。その
中でフエライト系ステンレス鋼は比較的安価で加
工性・延性に富むため比較的多量に商用されてお
り、熱間圧延ステンレス鋼板として９種類、熱間
圧延ステンレス鋼帯として10種類が規格化されて
いる。また、冷間圧延ステンレス鋼板・鋼帯とし
ても10種類が規格化されている。これらフエライ
ト系ステンレス鋼板・鋼帯の化学成分のうち、Ｐ
について眺めてみると、SUS447J1とSUSXM27
の２種類が0.030％以下と規定され、その他の鋼
はいずれも0.040％以下と規定されている。すなわち、フエライト系ステンレス鋼は結晶構
造的には体心立方構造を呈し、結晶構造的にも靭
性・加工性に乏しいうえに、耐食性をもたらして
いるCrが11.00％以上も含有されるため、更に靭
性・加工性を劣下させるという短所を内蔵してい
る。したがつて、靭性・加工性に悪影響を及ぼす
不純物特にＰについては、0.04％以下の厳しい規
定が設けられている。しかし、一般に熱間圧延ステンレス鋼板・鋼
帯、冷間圧延ステンレス鋼板・鋼帯として製造さ
れている4.0mmより薄い板厚においては、本発明
者らの研究によると、Cr量、Ｃ量およびsol.Al量
をそれぞれ適正な範囲に規制もしくは添加するこ
とにより、0.040％を越えるＰを含有させても、
靭性は問題とならず、耐食性、機械的性質を犠牲
にせずに安価な性食性材料の供給が可能であるこ
とが明らかとなつた。すなわち、ステンレス鋼の製鋼工程は各社各様
であるが、基本的には、スクラツプ鉄、合金鉄な
どを電気炉で溶解し、VODあるいは転炉―
VOD、またはAODにおける精錬ならびに成分調
整を経てスラブもしくは鋼塊に鋳造される。しか
し一方で、省エネルギー、製造性の観点からは、
普通鋼の製造設備を用いて、高炉溶銑を転炉に装
入しさらにFe―Cr合金など種々の副原料を添加
する方法で、精錬ならびに成分調整を行なつてス
テンレス鋼を製造する方法も考えられる。この場
合、高炉溶銑はＰ、Ｓなどの不純物濃度が高く、
特にＰは0.08〜0.15％が含有されており、ステン
レス鋼規格の0.040％以下とするためには、転炉
への装入以前にあらかじめ予備脱Ｐを行なつた
り、転炉操業において特別な処理を行なうなど製
造性の低下が生ずる。しかるに、これら脱Ｐ処理
が省略されれば製造性の向上ならびに製造費の低
減につながり安価な製造法となる。したがつて、
従来のステンレス鋼におけるＰ量の規制を緩和す
れば安価な耐食性合金の製造が可能であることは
明らかである。本発明者らは、詳細な研究検討の結果、Cr量
を10.00〜18.00％、Ｃ量を0.05％以下とそれぞれ
限定し、かつsol.Alを0.005〜0.50％添加すること
により、ステンレス鋼のＰ規制値以上のＰを含有
せしめても靭性を損なわないことを見い出した。
同時に、Ｐの富化は耐食性を損なわないばかり
か、かかるＰ濃度の高い合金は熱延板の酸洗性が
向上し、さらには深絞り性などの加工性が向上す
ることを新たに見い出した。本発明は、このような新しい知見に基づくもの
であり、従来にない耐食性合金を提供するもので
ある。すなわち、本発明は、重量％でＣ；0.05％以
下、Cr；10.00％以上18.00％以下、Si；1.00％以
下、Mn；1.00％以下、Ｐ；0.04％を越え0.150％
以下、Ｓ；0.050％以下、Ni；0.60％以下、sol.
Al；0.005％以上0.50％以下を含有し、必要に応
じて1.00％以下のCu、または1.00％未満のMoの
いづれか１種または２種を、さらに必要に応じて
0.50％以下のTiまたは0.50％以下のNbのいづれ
か１種または２種をその合計量で0.50％以下を添
加し、残部がFeおよび不可避に混入してくる不
純物からなる加工性および酸洗性に優れた耐食性
合金を提供する。ここで各成分の限定理由について述べる。Ｃは0.05％以下としたが、Ｃ量があまり高いと
熱間圧延後に部分的に生成する変態相が硬質とな
り、Ｐが富化されているため熱間圧延状態での材
料の靭性・延性が損なわれるとともに、冷延焼鈍
後の材料の靭性、加工性および溶接性に害を及ぼ
す。したがつてこれらを回避するためにはＣの上
限を0.05％とする必要があるからである。 Crは10.00％以上18.00％以下としたが、下限の
10.00％は耐食性保持のための必要最低量である。
またCr量が高いと靭性が損なわれ、Ｐが富化さ
れているために著しく脆化するので18.00％を上
限とした。 SiおよびMnは通常、許容されている限度の
1.00％以下とする。Ｓは高すぎると耐食性や熱間加工性に悪影響を
およぼすため低い方が好ましいが、高炉溶銑では
Ｓも高く脱Ｓ処理工程をも省略するため許容の上
限を0.050％とする。 Niはフエライト系金属材料の靭性改善に効果
があるが、高すぎると製品が高価となるため、通
常のフエライト系ステンレス鋼で規定されている
上限を本発明合金における許容限度とし、0.60％
以下とする。Ｐ量の規定は、本発明の重要な点である。Ｐは
0.040％以下では、高炉溶銑の予備Ｐまたは、転
炉における特別な脱Ｐ処理を要し、安価な耐食性
合金を製造する利点が失なわれ、また、Ｐの富化
による加工性および酸洗性改善の効果が得られな
いので下限を0.040％越える量とする。また、
0.150％を越えると靭性や熱間加工性の面で好ま
しくなく、また、加工性も劣下するので、0.150
％を上限とする。 sol.Alは、Ｐの富化による靭性の低下の緩和お
よび加工性の改善に効果があるが、0.005％未満
ではその効果が十分でなく、また0.50％を越える
とその効果が飽和するとともに製品が高価となる
ため0.005％以上0.50％以下と限定する。 CuおよびMoは耐食性の向上に効果があるが高
すぎると製品が高価となるので、Cu 1.00％以下、
Mo 1.00％未満とする。 Ti、NbはそれぞれＣ、Ｎなどと化合物を生成
し、安定化元素として靭性、耐食性、粒界腐食
性、機械的性質の改善に効果があるが、0.50％を
越えるとその効果が飽和するとともに製品が高価
となるので合計量として0.50％を上限とする。以下に実施例を示して、本発明鋼の諸性質を具
体的に説明する。第１表に示す化学成分を有する鋼を溶製し、熱
間圧延により板厚3.2mmの熱延鋼帯を製造した。
さらに、この熱延鋼帯から採取した熱延鋼板を酸
洗によるデスケーリング後、中間焼鈍を施すこと
なく0.7mmに冷間圧延し、820℃で均熱１分後空冷
による仕上焼鈍を施し冷延鋼板とした。これら熱
延鋼板および冷延鋼板を以下の実施例に供した。

【表】＊Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｂの空欄は不純物と
して含有される程度
実施例１第１表に示した、本発明鋼Ｂ、Ｄおよび比較鋼
Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏの熱延板の20℃におけるシヤ
ルピー衝撃試験値を第２表に示す。

【表】第２表の結果からわかるように、本発明鋼Ｂ、
ＤはそれぞれＰ量の低い比較鋼Ｋ、、Ｎと比べて、
衝撃値の低下はわずかである。しかしながら、比
較鋼Ｌ、Ｍ、ＯはそれぞれＰ、Ｃ、Crが本発明
の規定範囲を越えており、またsol.Alも低い。こ
のため、衝撃値は低く、靭性の低下が著しい。実施例２第１表に示した、本発明鋼Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄおよ
び比較鋼Ｋ、Ｌ、Ｎの冷延鋼板の機械的性質およ
びｒ値、エリクセン値、CCV（コニカルカツプ
値）を第３表に示す。

【表】Ｐ以外の化学成分がほぼ同一と考えられる本発
明鋼Ａ、Ｂ、Ｃおよび比較鋼Ｋ、Ｌの特性値を比
較することによりＰの影響は明確となる。すなわち、Ｐ量の低い比較鋼Ｋは、深絞り性の
指標であるｒ値が低く、模型成形性試験値である
エリクセン値およびCCV値も悪い（CCVは値が
大きい程、深絞り性が悪い）。しかし、Ｐ量を高
めた本発明鋼Ａ、Ｂ、Ｃは比較鋼Ｋに比較すると
ｒ値、エリクセン値およびCCVはいずれも向上
しており、Ｐの富化による加工性の改善が明らか
である。また、伸びも十分な値を示しており良好
な靭性を有している。ところが、Ｐ量を本発明鋼
の規定値以上に高めた、比較鋼Ｌでは、再び各特
性値は低くなり加工性および靭性が低下すること
がわかる。したがつて、Ｐを富化することによ
り、靭性を損なわずに加工性を改善するために
は、本発明において規定したように、Ｐ量の適正
な成分範囲が存在するのである。さらに、本発明鋼Ｄおよび比較鋼Ｎを比較する
ことによつても、Ｐ富化による加工性の改善は明
らかである。すなわち、本発明鋼Ｄと比較鋼Ｎで
はＰ量が異なり、さらに前述の鋼Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｋ、Ｌに比較して、Cr量、Ｃ量、Si量がかなり
異なつている。Ｐ量を高めた本発明鋼Ｄは、比較
鋼Ｎに比べて、ｒ値、エリクセン値、CCVは向
上しており加工性に優れていることが明らかであ
る。また、伸びも同等以上の値を有しており靭性
も良好である。したがつて、Cr量、Ｃ量をはじめとする各成
分量が異なつても、本発明の規定範囲であれば、
Ｐ富化による加工性改善の効果が得られ、かつ良
好な靭性を有していることがわかる。実施例３実施例２と同じ鋼について、熱延板の酸洗性を
調べた結果を第４表に示す。実際の製造ラインに
おける熱延板の酸洗には、普通鋼の場合通常、塩
酸系の酸洗液が用いられる。しかし、フエライト
系ステンレス鋼の場合、その酸洗性は普通鋼より
もかなり悪く、このような塩酸系の酸洗液ではそ
の効果が十分ではない。このため、より強力な酸
洗液である弗硝酸が用いられ、さらに酸洗の効果
を上げるために、酸洗前にシヨツトピーニングな
どにより表面のスケール（酸化層）に機械的な衝
撃を与えておくのが通例である。その結果、酸洗
に要するコストはフエライト系ステンレス鋼の方
が普通鋼に比べ高いのが現状である。第４表にその結果を示した酸洗性試験は、押酸
系の酸洗液を用いる普通鋼の酸洗条件を想定し、
遊離HCl濃度90ｇ/、トータルFe濃度100ｇ/
（FeCl₂として添加）の液組成で80℃に保持した
酸洗液に、一定時間熱延板を浸漬した後、水洗、
洗滌を行ない表面のスケールの脱落の程度を目視
により判定したものである。

【表】

【表】第４表の結果において、本発明鋼Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄと比較鋼Ｋ、Ｌ、Ｎを比較することで、Ｐの酸
洗性におよぼす効果が明らかとなる。すなわち、
Ｐ量が低い比較鋼Ｋ、Ｎは、酸洗液に120秒間侵
漬してもスケールは完全に除去されないが、Ｐ量
を富化した本発明鋼Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄならびに比較
鋼Ｌは、明らかに、スケールを完全に除去するに
要する浸漬時間は短縮され、酸洗性は向上してい
る。したがつて、Ｐ量の増加とともに、熱延板の
酸洗性は向上する。この結果は、当該鋼の製造性という点において
重要な意味を示唆している。すなわち、熱延板の
酸洗は、冷間圧延に先立つて実施される必要不可
欠な工程であり、通常は、酸洗液を満たした槽内
を連続的に通板することによつて行なわれる。本
発明鋼熱延板の酸洗性が良好であり、酸洗に要す
る時間が短いということは、酸洗工程の通板速度
を高速化することができ、製造性の向上に大きく
寄与するものである。そして、さらに重要なこと
は、上述の結果は塩酸系の酸洗液で得られたもの
であり、本発明鋼は、コストの安い普通鋼と同条
件で酸洗し得ることを示している。したがつて、
本発明の目的の一つである安価な耐食性合金を提
供するという点で大きな利点となる。実施例４第１表に示したＥ、Ｆ、Ｉ、Ｎ、Ｐ、Ｑ、Ｔの
冷延鋼板について孔食電位および浸漬試験による
腐食度を第５表に示す。比較鋼Ｐ、Ｑは、耐食性の向上のために、それ
ぞれMo、Cuを添加した鋼であるが、Ｐを富化し
た本発明鋼Ｅ、Ｆは、これら比較鋼Ｐ、Ｑと同等
の孔食電位ならびに腐食度を示しており、比較鋼
Ｎに比べ、明らかな耐食性の向上が認められる。

【表】すなわち、MoもしくはCuの添加による耐食性
改善の効果は、0.040％を超えるＰ含有量におい
てもいささかも損なわれるものではない。Alを
0.350％含有する本発明鋼ＩおよびAlを0.420％含
有する比較鋼Ｔについてみると、孔食電位および
腐食度に対するAlの効果は顕著ではないが、Ｐ
量の多少による差異がないことは明らかである。実施例５第１表に示したＧ、Ｈ、Ｊ、Ｎ、Ｒ、Ｓ、Ｕの
鋼板について、浸漬時間による腐食度、および粒
界腐食試験、対応力腐食割れ試験の結果を第６表
に示す。

【表】

【表】比較鋼Ｒ、Ｓ、Ｕは比較鋼ＮにそれぞれTi、
Nb、Mo＋Nbを添加したものであるが、第６表
の結果から、いづれも腐食度は小さくなり耐食性
の向上が認められる。同様の結果は、本発明鋼
Ｇ、Ｈ、Ｊについても得られ、Ｐ富化の影響はな
く、優れた耐食性を有している。また、本発明鋼Ｇ、Ｈ、ＪはTiまたはNbを添
加しているため、鋼中の炭素、窒素が固定されて
おり、耐粒界腐食性に優れていることがわかる。また、オーステナイト系ステンレス鋼では、し
ばしば応力腐食割れが問題となり、特にＰの悪影
響が一般に知られている。しかし、基本的に体心
立方構造を有する本発明鋼では、第６表に示すご
とく、Ｐ量にかかわらず、耐応力腐食割れ性も優
れている。以上示したように、本発明によれば、加工性な
らびに酸洗性に優れた耐食性合金が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｐのｒ値におよぼす効果を示したも
のであり、基本的に13％Cr、0.02％Ｃ、0.01％Ｎ
を含有し、Ｐ量の異なる耐食性合金を、通常の熱
間圧延後、熱延板焼鈍を施すことなく、デスケー
リングのみを行ない、１回の冷間圧延を施した
後、820℃に１分間均熱後空冷する仕上焼鈍を施
した場合の結果である。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％で、Ｃ；0.05％以下、Cr；10.00％以
上18.00％以下、Si；1.00％以下、Mn；1.00％以
下、Ｐ；0.040％超え0.150％以下、Ｓ；0.050％以
下、Ni；0.60％以下、sol.Al；0.005％以上0.50％
以下、残部がFeおよび不可避に混入してくる不
純物からなる耐食性合金。２重量％で、Ｃ；0.05％以下、Cr：10.00％以
上18.00％以下、Si：1.00％以下、Mn：1.00％以
下、Ｐ；0.040％超え0.150％以下、Ｓ；0.050％以
下、Ni；0.60％以下、sol.Al；0.005％以上0.50％
以下、さらにCu；1.00％以下またはMo；1.00％
未満のいづれか１種または２種を添加し、残部が
Feおよび不可避に混入してくる不純物からなる
耐食性合金。３重量％で、Ｃ；0.05％以下、Cr；10.00％以
上18.00％以下、Si；1.00％以下、Mn；1.00％以
下、Ｐ；0.040％超え0.150％以下、Ｓ；0.050％以
下、Ni；0.60％以下、sol.Al；0.005％以上0.50％
以下、さらにTi；0.50％以下またはNb；0.50％
以下のいづれか１種または２種を合計で0.50％以
下添加し、残部がFeおよび不可避に混入してく
る不純物からなる耐食性合金。４重量％で、Ｃ；0.05％以下、Cr；10.00％以
上18.00％以下、Si；1.00％以下、Mn；1.00％以
下、Ｐ；0.040％超え0.150％以下、Ｓ；0.050％以
下、Ni；0.60％以下、sol.Al；0.005％以上0.50％
以下、さらにCu；1.00％以下またはMo；1.00％
未満の１種または２種を添加し、さらにTi；0.50
％以下またはNb；0.50％以下のいづれか１種ま
たは２種を合計で0.50％以下添加し、残部がFeお
よび不可避に混入してくる不純物からなる耐食性
合金。