JPH01306520A - 耐候性フエライト系ステンレス鋼帯の光輝焼鈍方法 - Google Patents

耐候性フエライト系ステンレス鋼帯の光輝焼鈍方法

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JPH01306520A
JPH01306520A JP13287388A JP13287388A JPH01306520A JP H01306520 A JPH01306520 A JP H01306520A JP 13287388 A JP13287388 A JP 13287388A JP 13287388 A JP13287388 A JP 13287388A JP H01306520 A JPH01306520 A JP H01306520A
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JP
Japan
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stainless steel
annealing
steel strip
furnace
bright
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JP13287388A
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Takeshi Matsumoto
健 松本
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/002Heat treatment of ferrous alloys containing Cr

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼帯の
光輝焼鈍法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より自勅屯用モール等に使用されるBA仕上げステ
ンレス鋼帯には、次のような特性が要求されている。
■ 安価であること。
■ 耐食性が良いこと。
■ 金属光沢が優れ、表面にテンパーカラーが詔められ
ないこと。
■ 加工性が良く所要の機械的性質を有すること。
これらの要求に対し、ステンレス鋼帯製造業者は特性■
及び■については、高価なニッケルを含有しないで耐食
性を高めるべく C: 0.03%以下。
Cr : 18〜20%、 Cu : 0.3〜0.8
%、 Nb : 0.4〜0.8%を含有し残部がFe
及び不可避的に混入する元素がら成るフェライト系ステ
ンレス鋼として成分設計を行って対応している。
特性■については、ステンレス鋼帯の製造工程における
圧延後の仕上焼鈍を光輝焼鈍炉にて行うことにより対応
している。ここで光輝焼鈍とは、炉内に雰囲気ガスを送
気しながら燃料の燃焼によって発生する熱源を用いずに
発熱体に通電して発生する熱源で銅帯を加熱し、鋼帯を
炉内での酸化による光沢劣化を防+hしながら連続焼鈍
する方法であり、そのため炉内に送気される雰囲気ガス
(以下、単に炉内ガスと言う)の成分は還元性雰囲気で
あることが必要であるから水素が主体となっている。そ
して、炉体は外気の侵入を防Iトする構造となっていて
、一般に用いられる炉内ガスとしては目標組成H275
%十N、25%のブレンドガスであり、操業中は常時ガ
スが少量ずつ炉内に供給され等量のガスが炉内から排出
されていて、この供給されるガスの露点は一60℃以下
である。しかしながら、炉内には主として調帯表面に微
h(付着した水分が持ち込まれて蓄積するので不可避的
に数十〜数百P、P、M、の水分が存在するため、炉内
ガスの露点は一り0℃〜−50’CN度に上昇するが、
−に記のガス供給を行っている限りにおいては炉内ガス
の露点が一40℃以上には上昇しないものの、この水分
は前述の光が1j焼鈍を行う意図に反して鋼帯の炉内で
の酸化の原因となる。鋼帯の炉内での酸化はテンパーカ
ラーとして認められ、鋼帯の商品価値を著しく減するた
めに売声11焼鈍炉においては炉内の水分をより少なく
、即ち露点をより低く管理することが重要である。具体
的には炉内の露点が上昇した場合には供給ガスを多くし
て、炉内ガスの排出を促すことなどを行っている。
特性(4)については、仕上焼鈍を適正な材料温度で行
うことにより対応している。成る成分の鋼に対する適正
な材料温度を調査するには次のような実験を行う。即ち
各種材料温度で焼鈍した材料を用い、材料温度と各試片
の機械的性質の関係を調査し、所要の機械的性質を得る
材料温度を選定するのであり、−膜内には再結晶によっ
て充分軟化させ得る材料温度が採用されている。
第1図(イ)、(ロフ及び(ハ)に本発明の対象として
いる耐候性フエライ1−系ステンレス鋼の材料温度と硬
さ、伸び及び引張強さの関係を示すが、この第1図から
明らかなように本発明の対象としている耐候性フェライ
ト系ステンレス鋼を焼鈍する場合には、約900℃以上
の材料温度が要求される。
これは圧びにより加工硬化したこの材料の各機械的性質
が、再結晶によりこの温度以上でほぼ−・定値に回復す
るためであり、従来の仕上焼鈍では経済性を考慮しなが
ら所要の機械的性質を確保すべく、材料温度を約900
°Cとしていたのである。
以トを要約すると、従来BA仕上げの耐候性ステンレス
鋼?fFを製造するに当っては、成分設計によって鋼帯
の低廉化を勘案しながら耐食性の向上を図り、仕」二焼
鈍工程である光輝焼鈍炉内の露点管理によってテンパー
カラーの防止を図り、仕上焼鈍の材料温度によって機械
的性質の調整を図っていたのである。
なお本発明中では耐食性の指療として+013.P、M
の塩素イオン溶液による孔食電位Vc’l0(vs、 
Ag−A、、CQ)を用い、この値が1.1■以−1−
であることを耐食性良好の一つの11安とした。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、前述したような重量%においてC: 0
.03%以下、Cr:18〜20%、 Cu : 0.
3〜0.8%。
Nb : 0.4〜0.8%を含有し残部がFe及び不
可避的に混入する元宏から成る耐候性フェライト系ステ
ンレスSH’fiFを光PAtU鈍するに際し、光ff
1l焼鈍炉内の露点が一44℃以上の場合にテンパーカ
ラーが発生する場合があった。そこでこのようなテンパ
ーカラーが発生する場合は、露点を下げて炉内酸化を防
止すべ(1−r2+N、ブレンドガスの炉内への供給壮
を増加させるのであるが、炉内ガスの直換に長時間を要
し、即効性に欠けるために実際問題として露点の管理は
容易でない一ヒにガス費用の点でも問題があった。
他の問題として、成分外れではないにも拘わらず鋼帯が
充分な耐食性を示さず、孔食電位が1.1Vに満たない
場合があった。
本発明は、かかる従来技術における問題点を解決し、耐
候性フェライト系ステンレス鋼帯として成分設計された
鋼帯の光ル11焼鈍において、11本結晶による軟化が
充分なされる材料温度範囲の中でテンパーカラーを防止
すると共に、より高い耐食性を?1するごとをla+題
とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者は、−1−記課題を解決すべく鋭、0:研究の
結果、耐候性フェライト系ステンレス鋼帯を光輝焼鈍す
る際の材料温度が該銅帯の機械的性γ′rのみならず耐
食性、テンパーカラーの発生有無に関係あることを究明
した。
すなわち1本発明の対象とする耐候性フエライ!−系ス
テンレス鋼イIFに才昌)で、光輝焼鈍における材料温
度と孔食電位とには第2図に示す如き関係があることを
本発明省は31.出したのである。この第2図にり1ら
れるように、耐食性は光7i41焼鈍における材料温度
に依存し、850〜1050℃の間で市の相関が認めら
れた。これは孔食の発生起点となる材料内の微細な炭化
物の分解、固溶が(b′if!されたためとIII、 
賂され1例えばりU)、炭化物C” ? + Cbは約
800℃以1−になると分解が始まるとJiわれている
ことからも111:察できろ6 次に第1表に本発明の対象とする11奴性フエライ1−
系ステンレス鋼帯の材料r、11度とテンパーカラー発
生イ偵向を示す。
以ド余自 第1表 この第1表においてテンパーカラー発生率(%)は下式
により算出した。
この第1表から明らかなように、980℃では光輝焼鈍
炉における通常の露点範囲(−40℃〜−50℃)にお
いてテンパーカラーが発生しないことが判った。これは
次の如く説明される。
すなわち、テンパーカラーがステンレス鋼中のクロムと
光輝焼鈍炉内の微量水分との酸化反応によると考えると
の反応は 2Cr+3H7O−Cr203+3H2となり、この反
応が炉内で右に進行した場合にテンパーカラーとなって
表れると考えられる。この反応がどちらの方向に進行す
るかは炉内ガスの水分濃度すなわち露点と、反応温度す
なわち材料温度とによって決まる。
一般に知られているクロムの酸化物標準生成自由エネル
ギーと温度との関係に、雰囲気として水素濃度が50%
、75%、 100%の各ガスを用いた場合の露点を併
記したものを第4図に示す。ここで露点と(H2の分圧
) / (H20の分圧)の対応は第3図に示す露点と
水分体積比との関係から算出した。
第4図によれば、例えばH275%ガスとして露点が一
40℃であれば前記の反応は約930℃で平衡し、それ
以下では右にそれ以上では左に進行する。このようにし
て露点と酸化/還元平衡温度との関係は第4図から第5
図の如くに得られる。第5図においてこのことを光輝焼
鈍に当てはめて考えると、炉内ガスがH275%十N2
25%で露点が一40℃の場合に材料温度が930℃に
上昇するまではクロムが酸化するため炉内でテンパーカ
ラーが発生し、その温度を越えると酸化クロム(Cr2
0.)が還元されて、テンパーカラーは消失し得ると推
察される。
〔作 用〕
このように本発明の対象とする耐候性フェライト系ステ
ンレス鋼帯を光輝焼鈍するtこ際し、光輝焼鈍炉の炉内
ガスとしてH2比率が50%以上で露点が一40℃〜−
50℃のものを使用し、材料温度を980℃以上で焼鈍
すればテンパーカラーは発生しないのであるが、ステン
レス鋼帯は光輝焼鈍後に冷却されるためテンパーカラー
は一旦消失したとしても再び冷却時に酸化反応が進行す
るにもかかわらず実際にはテンパーカラーが認められな
い場合が多い。これは冷却が短時間の急冷であるためテ
ンパーカラーとして認められるほどのCr2O3の被膜
が成長しないままステンレスm帯が炉外に出るためと考
えられる。
以上、テンパーカラー防+h ??sを要約すると。
第1に炉内ガスの露点を下げること。
第2に材料温度をクロムの酸化/還元平衡温度以1−に
すること、 が有効と考えられる。第1表の如く、材料温度を980
℃以上にすることで、テンパーカラーを防1#−。
できたのはこの第2の理由と考えられる。また、第5図
より水素濃度が50%以上で露点が一り0℃〜=50℃
の範囲では材料温度を980℃以上にすることにより、
Crは還元されてテンパーカラーも防IF。
し得ると考えられる。
〔実施例〕
重縫%において、C: 0.019±0.007%、C
r:19.0±0.5%、 Cu : 0.46±0.
03%、 Nb : 0.53±0.07%を含有する
フェライト系ステンレス鋼で、厚さが0 、4−0 、
6 mm 、幅が800−]030nwnの鋼帯を炉内
ガス比が)1,75%十N、25%で11つガス露点が
一40℃〜−50°Cの範囲で、材料温度1000℃で
光輝焼鈍を行った。鋼F数は80である。その結果は第
2表に示すように従来に比して耐食性が向1−するとJ
j、に、テンパーカラーの発生は一切62ぬられなかっ
た。
以下余白 第2表 串第1表と同様に算出 〔発明の効果〕 以に詳述した如く、本発明に係る耐候性フェライト系ス
テンレス鋼帯の光151?焼鈍方法は、重11十%にお
いて、C: 0.03%以下、 Cr : 18〜20
%、 C:u :0.3〜0.8%、 Nb : 0.
4〜0.8%を含有し残部がF’e及び不可避的に混入
する元素から成る耐候性フェライト系ステンレス鋼帯を
光輝焼鈍するに際し、用途1〕有害で商品価値を消失さ
せるテンパーカラーの発生が防止し得ると共に耐食性も
向にさせることができる方法であり、当該ステンレス鋼
帯にテンパーカラーが発生した場合は商品としての価値
が著しく減するためテンパーカラーの防止は製造歩留向
上に繋がるばかりでなく容易ならざる光ill焼鈍炉の
露点管理が殆んど不要なものとなると共に、露点をD(
下せしめるための炉内に供給するガスを減少させること
ができるために製造費用の低減にも寄47.する方法で
あり、その−J二業的価値は非常に大きなものがある。
【図面の簡単な説明】
第[図(イ)、(ロ)及び(ハ)に本発明の対象として
いる耐候性フェライト系ステンレス鋼の材料温度と硬さ
、伸び及び引張強さの関係を示す図、第2図は本発明の
対象とする耐候性フエライ1へ系ステンレス鋼帯の材料
温度と孔食電位との関係を示す図、第3図は露点と水分
体積比との関係を示す図、第4図はクロムの酸化物標?
<Q生成白雨エネルギーと温度の関係に界囲<1℃とし
てH,が、50,75゜1.00%ガスを用いた場合の
露点を併記した図、第5図は雰囲気ガスのlr、比率が
50.75.100%の場合の露点とタロ11の酸化/
還元平衡温度の関係図である。 第1図 材料温度じC) 第 2 ス 材料温度(0C) 第3図 露  点   (0C)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 重量%において、C:0.03%以下、Cr:18
    〜20%、Cu:0.3〜0.8%、Nb:0.4〜0
    .8%を含有し残部がFe及び不可避的に混入する元素
    から成る耐候性フエライト系ステンレス鋼帯を光輝焼鈍
    するに際し、光輝焼鈍炉の炉内ガスとしてH_2比率が
    50%以上で露点が−40℃〜−50℃のものを使用し
    、材料温度を980℃以上で焼鈍することを特徴とする
    耐候性フェライト系ステンレス鋼帯の光輝焼鈍方法。
JP13287388A 1988-06-01 1988-06-01 耐候性フエライト系ステンレス鋼帯の光輝焼鈍方法 Pending JPH01306520A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020152949A (ja) * 2019-03-19 2020-09-24 日鉄ステンレス株式会社 ステンレス鋼板およびステンレス鋼板の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5861220A (ja) * 1981-10-09 1983-04-12 Sumitomo Metal Ind Ltd 耐銹性に優れたフエライトステンレス鋼の製造方法
JPH01168811A (ja) * 1987-12-24 1989-07-04 Kawasaki Steel Corp 耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造方法

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