JPH0213003B2

JPH0213003B2 -

Info

Publication number: JPH0213003B2
Application number: JP8613285A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Sumitomo; Masanori Ueda; Hiroaki Hashimoto
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1985-04-22
Filing date: 1985-04-22
Publication date: 1990-04-03
Also published as: JPS61246324A

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製を行
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の増大する
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
行うことを提案している（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、熱延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）本発明の第１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。Ｃ熱間圧延の仕上圧延において全圧下率50％以
上の圧延を980〜1100℃で終了する。Ｄ熱間圧延後650℃以下の温度で巻取る。Ｅ熱延板をデスケーリングする。Ｆ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。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を代表とし、SUS301、SUS316等
に適用できるが、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及びＣ工程では粗圧延後保温カバーあるいは
加熱装置等を用いることにより粗圧延板の保熱あ
るいは加熱を行えば高温状態で仕上圧延を開始さ
せ、かつ終了温度を高くすることができる。Ｄ工程では、熱延板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。Ｅ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
段と硫酸、塩酸、硝酸、硝弗酸などの酸洗手段と
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。Ｆ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。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。本発明の第２発明は、第１発明におけるＦ工程
の後に、F′工程として、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た後、Ｇ工程を行う
ことを特徴とする。この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、Ｆ工程と
F′工程の間で、必要に応じて焼鈍を行つてもよ
い。（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及び仕上圧延において再
結晶と粒成長が進み結晶粒が粗粒化すると、製品
板の集合組織はランダム化し、異方性が小さくな
る傾向がある。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。仕上圧延では圧延温度により次の３通りの金属
組織状態が得られる。 (1) 低温仕上圧延：噛込温度を低くすることによ
り結晶粒は展伸粒化した状態が得られる。粒界
面積は少い。 (2) 高温仕上圧延：終了温度を980℃以上とする
ことにより再結晶が完了しかつ粒成長した結晶
粒が得られる。粒界面積はとくに少い。 (3) 中間温度域圧延：上記(1)と(2)の中間温度域で
の圧延で旧粒界より発達した微細再結晶粒が全
域に広がつた状態の金属組織が得られる。粒界
面積が著しく多い。以上の仕上圧延の中で(1)及び(2)の金属組織とな
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
な薄板製品が得られるが、圧延機の負荷を小さく
おさえるため本発明は(2)の条件とした。仕上圧延の温度を高温化するためには、粗圧延
後の温度低下を極力防止しかつ場合によつては加
熱するために、粗〜仕上圧延機間に保熱カバーあ
るいは加熱バーナー装置等を設置するのが良い。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140℃）の場合の優先方位は（211）
〔１11〕であるが、低温噛込（30℃）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お
よ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℃程度に上昇した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：0.03％、Si：
0.6％、Mn：0.9％、Ni：8.3％、Cr：18.1％、
N0.035％）のスラブを使用し、1260℃に加熱後、
熱間粗圧延の最終パスを圧下率31％、終了温度
1112℃で行い、更に熱間仕上圧延は全圧下率86
％、終了温度1000℃で行い、590℃で巻取つて板
厚３mmの熱延板を製造した。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400mm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、40.0mm
φ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ま
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。（実施例）以下、本発明を実施例に従つて詳細に説明す
る。Ｃ：0.033％、Si：0.7％、Mn：0.9％、Ｐ：
0.027％、Ｓ：0.004％、Ni：8.4％、Cr：18.2％、
Ｎ：0.033％、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。これらの結果を
表１に示す。本発明鋼は比較例に比べ熱間仕上圧延の終了温
度が高い。従つて組織観察結果はいずれも粗大な
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1.2mmおよ
び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115℃であつ
た。次いで板厚1.5mm材は60mmφ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0.6mmとした。最終焼鈍
は1100℃×10秒の熱処理を行い、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を行つた。これ
らの結果を第２表に示す。

【表】

【表】本発明例はいずれもイヤリング率が低く、機械
的性質の面内異方性が小さい事が判る。これに対
して、比較例No.５、６は、いずれもスラブ加熱温
度、熱間粗圧延の圧下率と終了温度、熱間仕上圧
延の温度が低くかつ、冷間圧延の全パスをゼンジ
ミア圧延機によつて行つているため製品板のイヤ
リング率が高い。No.６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
粗さが大きく表面性状は改善されない。（発明の効果）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30℃、(b)圧延温度140℃）、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、引続き全
圧下率50％以上の熱間仕上圧延を980〜1100℃で
終了し、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、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。２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、引続き全
圧下率50％以上の熱間仕上圧延を980〜1100℃で
終了し、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。