JPH0156126B2

JPH0156126B2 -

Info

Publication number: JPH0156126B2
Application number: JP59116695A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Sumitomo; Hirobumi Yoshimura; Masanori Ueda; Hiroaki Hashimoto
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1984-06-08
Filing date: 1984-06-08
Publication date: 1989-11-29
Also published as: JPS60262921A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼板又
は鋼帯の製造工程において、熱間圧延後の鋼板又
は鋼帯の焼鈍工程を省略して、その後の冷間圧延
におけるロール径を適正に組合せることによつて
従来の焼鈍を行つたものと同等以上の加工性、特
に面内異方性の小さい特性を有する薄板製品の製
造方法に関するものである。（従来の技術）一般に18％Cr−８％Ni系を中心としたオース
テナイト系ステンレス鋼薄板の製造方法において
は、従来は電気炉において溶製かつ成分調整を行
つた後、熱間圧延を行つて熱延鋼板又は鋼帯（以
下総称して熱延板という）となし、その後熱延板
を1010℃以上の高温で熱処理し、シヨツトブラス
ト等による機械的デスケーリングと酸洗等による
化学的デスケーリングを行つた後、冷間圧延、最
終焼鈍を経て冷延鋼板又は鋼帯（以下総称して薄
板製品という）を製造していた。熱延板の熱処理の主な目的は、再結晶させ軟質
化するとともに機械的性質の均一化を図ること
と、熱間圧延後の冷却過程で生じた炭化物を固溶
化し、後工程の酸洗で粒界腐食による肌荒れを防
止して表面光沢に優れた薄板製品を得ることにあ
る。しかしながらオーステナイト系ステンレス鋼の
再結晶温度は普通鋼板に比べると著しく高温であ
り、熱延板焼鈍工程では高温の熱処理が必要であ
る。従つて熱延板焼鈍工程を省略できれば省エネ
ルギーと生産性の著しい向上が期待される。冷間圧延技術の発達に伴い、熱延板を焼鈍しな
くても、薄板製品の板厚まで冷間圧延することは
可能となつた。しかし、単に焼鈍工程を省略した
だけでは、つぎの問題点がある。すなわち薄板製
品の機械的性質の面内異方性が増大することであ
る。異方性が大きいとは、圧延面内において、圧
延方向、直角方向及び圧延方向と45゜方向での特
性の差が大きいことをいい、このような薄板製品
を例えば、円筒深絞りをした場合には、イヤリン
グが大きく発生し、材料歩留を低下させる原因に
なる。従来、熱延板焼鈍省略に関する報告例は多数あ
るがいずれも薄板製品で面内異方性が増大する点
が無視されている。すなわち、特開昭51−77523
号公報記載の発明は、熱延後800〜500℃の温度範
囲を急冷して粒界腐食感受性をなくそうとするも
のであるが、薄板製品の機械的性質は考慮されて
いない。特開昭52−28424号公報には、熱延板焼
鈍を省略して冷間圧延することにより圧延方向に
対して45゜方向のｒ値を向上させることが開示さ
れているが、角筒深絞り材料用として、製品板の
面内異方性を大きくしようとするものである。特
開昭53−100124号公報記載の発明は熱延板焼鈍を
省略し、中間焼鈍を入れない１回の冷間圧延で製
品板厚まで圧延することによつてプレス加工性を
向上させるものであるが、面内異方性は考慮され
ていない。特開昭55−70404号公報記載の発明は、
熱延仕上圧延条件と熱間圧延後の冷却条件を限定
して再結晶と固溶化処理を行うものであり、特開
昭56−158819号公報には、熱延板焼鈍を省略して
塩酸単味で酸洗することが開示されているが、い
ずれも薄板製品の機械的性質は考慮されていな
い。本発明者らは、熱延板焼鈍を省略しても、薄板
製品の機械的性質の面内異方性が熱延板焼鈍材と
同等以上のものを製造する方法として、熱間圧延
における粗圧延を15〜55％／パス、出口温度990
〜1200℃の図示範囲で行い、かつ仕上圧延を10〜
55％／パス、噛込温度820〜1040℃の図示範囲で
行うこと提案している（特開昭58−34139号公
報）。その後、本発明者は、熱間圧延の条件を特
にこの範囲にしなくても、機械的性質の面内異方
性の小さい薄板製品を製造できることを見出し
た。（発明が解決しようとする問題点）本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼板又
は鋼帯の製造において、熱圧板の焼鈍工程を省略
し、従来の焼鈍工程を経て製造した薄板製品と同
等以上の機械的性質、特にその面内異方性の小さ
い製品を得ることを目的とする。（問題点を解決するための手段）本発明は、つぎのような工程を経ることを特徴
とする。Ａオーステナイト系ステンレス鋼のスラブを
1200℃以上1300℃以下の温度範囲に加熱する。Ｂ熱間圧延の粗圧延において、25％／パス以上
の圧下（１パスで25％以上の圧下をする）を１
パス以上行い、1050℃以上の温度で粗圧延を終
了する。熱間圧延の仕上圧延条件は制限しな
い。Ｃ熱間圧延後650℃以下の温度で巻取る。Ｄ熱延板をデスケーリングする。Ｅ直径200mm以上の大径ロールを作業ロールと
する冷間圧延機により30％以上の累積圧下率で
冷間圧延する。Ｆ直径200mm未満の小径ロールを作業ロールと
する冷間圧延機により30％以上の累積圧下率で
冷間圧延する。Ｇ最終焼鈍する。本発明の対象とするオーステナイト系ステンレ
ス鋼はSUS304を代表とする通常の成分のもので
よいが、本発明者らが提案し、特開昭58−22328
号公報に開示されているように、重量パーセント
で、C0.070％以下、Si1.0％以下、Mn3.0％以下、
P0.040％以下、S0.030％以下、Cr16.0〜19.0％、
Ni6.0〜9.0％、N0.2％以下を含むオーステナイト
系ステンレス鋼において、Ｃ及びNiの添加量の
関係を 102×〔Ｃ〕＋４×〔Ni〕39.5％に規制するとより効果的である。Ｂ工程では、粗圧延終了後ただちに仕上圧延を
行つてもよいが、本発明者らが提案し特開昭58−
34139号公報に開示されているように、粗圧延後
の材料を一時待機させて仕上圧延の噛込温度を
970℃以下に低めると、より効果的である。Ｃ工程では、熱延後の鋼帯を水冷あるいは強制
空冷などの手段により冷却した後巻取る。巻取後
は放冷でよい。Ｄ工程では、シヨツトブラスト、高圧スラリー
吹付け、繰返し曲げ、軽圧下圧延などの機械的手
段と酸洗との組合せ、あるいは、高圧スラリーに
よる研掃、研削ベルトや剛毛ブラシなどによる研
削等の機械的手段単独のデスケーリングを行うこ
とができる。Ｅ工程では、４段圧延機、６段圧延機などによ
る往復圧延あるいは、これらの圧延機群によるタ
ンデム圧延を行うことができ、鋼板の表面温度を
200℃以下にすることが望ましい。Ｆ工程では、ゼンジミア圧延機などの多段圧延
機を用いることができる。なお、Ｅ工程とＦ工程
の間で、必要に応じて焼鈍を行つてもよい。Ｇ工程では、焼鈍酸洗ライン（APライン）を
通して焼鈍とデスケーリングを行うこともできる
し、また、光輝焼鈍ライン（BAライン）を通し
て焼鈍のみを行うこともできる。（作用）本発明者はイヤリングの発生はオーステナイト
系ステンレス鋼に特有の強い集合組織が発達する
ためであり、イヤリングを小さくするためにはこ
の特有の集合組織を少くするか、あるいはイヤリ
ングに関してこの方位と反対の作用をする副方位
を優先的に発達させる等、集合組織のランダム化
が達成されれば防止できると考えた。以上の様な考え方から各種のオーステナイト系
ステンレス鋼板を用いてその集合組織を詳細に検
討した結果、集合組織の形成には熱間圧延の粗圧
延条件と冷間圧延時のロールの組合せ、および鋼
板温度の影響が強く左右することを見出した。即ち熱間圧延の粗圧延において再結晶と粒成長
が進み結晶粒が粗粒化するほど、製品板での集合
組織はランダム化し、異方性が小さくなる傾向を
示す。このため粗圧延は高温かつ大圧下圧延が望
ましいが、粗圧延を1050℃以上で終了するために
はスラブ加熱温度は1200℃以上でなくてはならな
い。しかし1300℃を超えるとデルターフエライト
が急激に増加し熱間加工性を阻害するためスラブ
加熱の上限は1300℃とした。粗圧延での再結晶は
圧延温度と圧下率により影響されるが、板厚方向
に均一な再結晶状態を得るには少くとも25％／パ
ス以上の圧下を１パス以上行い、かつ1050℃以上
の温度で粗圧延を終了する必要がある。パス当り
の圧下率がこれより低いと歪蓄積が不充分となり
再結晶は部分的にしか進行しない。熱間粗圧延終了時粗粒の再結晶組織となつた材
料は、引続き行われる熱間仕上圧延において伸展
した加工組織となり、仕上圧延終了時には一部が
再結晶組織となる。このような組織となつた熱延
板を焼鈍せずに前記条件で冷間圧延し最終焼鈍す
ると、機械的性質の面内異方性の小さい薄板製品
が得られる。ここで、熱間仕上圧延終了時に伸展
粒が多いほど、薄板製品の面内異方性減少に好ま
しいので、熱間仕上圧延の噛込温度を低くし、
970℃以下にするとより効果的である。冷間圧延においては、圧延温度により薄板製品
の集合組織が顕著に変化する。SUS304で得られ
た集合組織の代表例を第１図に示す。冷延噛込温
度が高い（約80℃）場合の優先方位は（211）〔１
11〕であるが、低温噛込（０℃）の場合は（110）
〔001〕が増大する。（211）〔１11〕方位の増大は
圧延方向に45゜傾いた位置にイヤリングの山を生
じ、（110）〔001〕方位の増大は圧延方向及びそれ
と直角方向にイヤリングの山を発生する。従つ
て、両者の集合組織が適度に混合した圧延温度で
冷間圧延を行えばイヤリングの山及び谷の発生位
置が平均化されて異方性が小さくなる事が予想さ
れた。ところで従来のオーステナイト系ステンレス鋼
板の冷間圧延は通常ゼンジミア圧延機により４〜
12パスの多パス圧延を行つて目標の板厚を得てい
る。この時、多パスに及ぶ冷間圧延の初期パスの
噛込温度はその材料が置かれてあつた場所での温
度（室温）と同一な場合が多いが、２パス目以降
の噛込温度は初期パスの加工熱の影響を受けて50
〜230℃程度まで上昇するのが一般的である。多
パス圧延においてはこの現象がくり返されるため
板の温度は更に上り、一般に冷間圧延といえど
も、約230℃程度に上昇しかなりの高温域で圧延
が繰り返えされることになる。本発明者等はこの高温域の圧延が材料の面内異
方性を増大させる原因になると判断した。この温度上昇の原因は、ゼンジミア圧延機の作
業ロールが小径であること、冷却能の小さい鉱物
油のみの潤滑油を使用する点にあると考えられ
る。ステンレス鋼の冷間圧延中の鋼板温度の上昇を
抑制し、異方性を低減する方法として本発明者等
は従来より普通鋼薄板の冷間圧延に使用されてい
る大径の連続冷間圧延機に注目した。ゼンジミア
圧延機に比較して、冷却能のすぐれた水溶性の冷
間圧延潤滑油を使用し、かつ大径の作業ロールで
冷間圧延する点で冷間圧延中においても温度上昇
はさほど大きくなく、最高200℃程度と推定され
た。そこで本発明者等はSUS304（Ｃ：0.04％、Si：
0.6％、Mn：1.2％、Ni：8.3％、Cr：18.2％、
Ｎ：0.035％）のスラブを使用し、1260℃に加熱
後、粗圧延の最終パスを圧下率31％、終了温度
1080℃で行い、更に５パスの仕上圧延を行つて板
厚４mmの熱延鋼板を製造した。引き続き熱延板焼
鈍を省略し、単にデスケーリングした後直径400
mmの大径ロールを作業ロールとする冷間圧延機を
使用し、全パスの圧延温度を一定温度に保ち圧延
を行つた。いずれも全圧下率は80％である。これ
らの冷延板に、1100℃、10秒保定後空冷の焼鈍を
施し、次いでイヤリング試験により異方性を検討
した。イヤリング試験は冷延焼鈍板より80.0mmφ
のブランクを切出し、40.0mmφのポンチを用いて
深絞りし、カツプ端部の凹凸からイヤリング率を
求めた。ここで用いたイヤリング率は次式で定義され
る。 h_e＝h₁−h₂／（h₁＋h₂）／２×100（％）……(1) h₁はカツプの底から測定したカツプ縁部の山の
頂上までの高さを示し、h₂はカツプ縁部の谷部ま
での高さを示す。その結果を第２図に示す。第２図は横軸に冷間
圧延温度（℃）（圧延中維持した鋼板温度）、縦軸
にイヤリング率（％）をとつたもので、この図よ
り、従来技術、即ち熱延板焼鈍を施し、ゼンジミ
ア圧延機で圧延した場合のイヤリング率（約７
％）と同等のものが得られる圧延温度は約200℃
であることがわかる。この結果から、熱延板焼鈍を省略したSUS304
を代表とするオーステナイト鋼の欠点である製品
板の異方性は、冷間圧延中の鋼板温度の上昇を抑
制することで防止し得ることが明らかとなり、そ
の鋼板温度が200℃以下が望ましいことが判明し
た。このように、冷間圧延中の温度上昇を抑制し
て、所定の温度以下にするには直径200mm以上の
大径作業ロールを有する冷間圧延機で圧延すると
ともに、冷却能のすぐれた水溶性潤滑油の組合せ
が極めて効果があることが確認された。従つて、直径200mm以上の大径の作業ロールを
有する圧延機を例えば４機連続に配置して連続圧
延を行つても各スタンドの圧延温度は200℃以下
に維持される。また、製品板のイヤリングは、冷間圧延初期の
鋼板温度の抑制が重要で圧下率30％以上を大径作
業ロール（直径200mm以上）で冷延すれば、その
後を例えばゼンジミア圧延機等の小径作業ロール
を有する圧延機で冷延してもイヤリングは劣化し
ない。但し大径作業ロールで圧延した時の鋼板の表面
は小径作業ロールで圧延した場合に比べ粗く表面
光沢に劣る。表面性状を後者並に維持するには小
径作業ロールによる冷間圧延を圧下率30％以上行
えば良い。尚、本発明法では熱間圧延後急冷し650℃以下
で巻取る事が必須であるが、これは炭化物の析出
を防止し熱延板酸洗時の肌荒れ防止を目的とした
ものである。650℃超の温度で巻取つた場合の熱
延板酸洗後の肌荒れはコイル疵取り機により除去
すれば良いが、製造コストの上昇を招くため好し
くない。また、大径作業ロールによる冷間圧延と小径作
業ロールによる冷間圧延の間では、焼鈍は必要な
い。しかし、特に薄手の製品を製造する場合な
ど、冷間圧延機の能力、冷延板の形状等の問題で
焼鈍を行つてもよい。以上の本発明製造法はSUS304に限らず加工誘
起マルテンサイト変態を伴うオーステナイト系ス
テンレス鋼にもいずれも適用可能である。（実施例）以下、本発明を実施例に従つて詳細に説明す
る。Ｃ：0.035％、Si：0.6％、Mn：0.9％、Ｐ：
0.027％、Ｓ：0.004％、Ni：8.4％、Cr：18.2％、
Ｎ：0.036％、その他不可避的不純物からなるオ
ーステナイト系ステンレス鋼のスラブを用いて
1200℃以上に加熱後、熱間粗圧延と仕上圧延を行
い板厚３〜４mmの熱延板とした後、ランナウトテ
ーブル上で水冷を行つて巻き取つた。この時の各
種条件を第１表に示す。本発明例は比較例に比べスラブ加熱温度が高
く、かつ粗圧延のパス当り最大圧下率も高い。従
つていずれも組織観察結果は粗大な再結晶粒であ
る。更に巻取温度が650℃以下と低いため炭化物
の析出が防止されている。以上の熱延板は熱延板焼鈍を省略し、機械的及
び化学的な方法によりデスケーリングした後、
300〜400mmφの作業ロール径を有する４段スタン
ドのタンデム冷間圧延機を通じて板厚1.5mmとし
た。冷間圧延の潤滑油は通常のタンデム冷間圧延
用で、補足として10％ニート油で鋼板を冷却し
た。鋼板表面温度は最高90℃であつた。次いで60
mmφの作業ロール径を有するゼンジミア冷間圧延
機にて、リバース方式で冷間圧延し、板厚を0.6
mmとした。その後、通常法通り、1100℃×10秒の
最終焼鈍を経て、スキンパス圧延し、薄板製品と
した。また、比較例として、ゼンジミア圧延機の
みによる冷間圧延およびタンデム圧延機のみによ
る冷間圧延を行つた。これらの結果を第２表に示
す。本発明例はいずれもイヤリング率が低くかつ表
面あらさが小さく、機械的性質の面内異方性、表
面性状ともに優れている。これに対して、比較例
のNo.５、６、７は、いずれもスラブ加熱温度が低
く、かつ熱間粗圧延の圧下率が低く終了温度が低
いため、製品のイヤリング率が高い。比較例のNo.
５は、さらに、熱延巻取温度が高いため、酸洗時
に肌荒れを起し、全パスをゼンジミア圧延機によ
つて冷間圧延を行つても表面性状が改善されな
い。No.６は、巻取温度が低いので酸洗時の肌荒れ
はなく、さらに全パスをゼンジミア圧延機によつ
て冷間圧延しているので表面性状は非常に良好で
あるが、スラブ加熱および熱間粗圧延の条件がは
ずれているうえさらに大径作業ロールによる冷間
圧延を行つていないのでイヤリング率が高い。No.
７は、スラブ加熱および熱間粗圧延の条件がはず
れているが、冷間圧延を全て大径作業ロールのタ
ンデム圧延機で行つているので、イヤリングがNo.
５より若干改善されている。しかし、大径作業ロ
ールのみで冷間圧延しているので表面性状が劣つ
ている。

【表】

【表】（効果）以上のように本発明の適用によつて熱延板焼鈍
を省略して製造した薄板製品の深絞り加工時に発
生するイヤリングを著しく減少させることがで
き、プレス加工後の切り捨て量の減少、深絞り前
の必要ブランクサイズの減少等多大の効果をもた
らす。更に、大径作業ロールによるタンデム冷間圧延
法の活用により、低コスト化、高生産化し得る効
果もきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はSUS304冷延焼鈍板の集合組織に及ぼ
す冷間圧延温度の影響を示す（100）極点図（ａ
圧延温度０℃、ｂ圧延温度80℃）、第２図は熱延
板焼鈍を省略したSUS304の大径作業ロールによ
る冷間圧延時の鋼板温度と製品板のイヤリングの
関係を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１オーステナイト系ステンレス鋼のスラブを
1200℃以上1300℃以下の温度範囲に加熱し、熱間
粗圧延にて25％／パス以上の圧下を１パス以上行
い1050℃以上の温度で圧延を終了させ、熱間仕上
圧延をし、650℃以下の温度で巻取り、熱延板焼
鈍することなくデスケーリングを施した後、直径
200mm以上の大径ロールを作業ロールとする冷間
圧延機により30％以上の累積圧下率で冷間圧延
し、ついで直径200mm未満の小径ロールを作業ロ
ールとする冷間圧延機により30％以上の累積圧下
率で冷間圧延し、最終焼鈍することを特徴とする
オーステナイト系ステンレス鋼板又は鋼帯の製造
方法。