JPH02411B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明はリジング性の優れたフエライト系ステ
ンレス鋼板の製造方法に関するものである。 〔従来の技術〕 フエライト系ステンレス鋼はNiを含まないた
め安価であるという利点を有しているが、一般に
耐食性、加工性が劣ることからその用途が制限さ
れてきた。しかし最近添加元素の効果や製造条件
の厳密な検討の結果、耐食性や加工性、特にプレ
ス成型性はオーステナイト系ステンレス鋼と遜色
のないレベルの鋼種が製造されるようになつた。
それにもかかわらず、フエライト系ステンレス鋼
には特有のリジング現象があり表面の美麗さが要
求される用途では致命的欠陥となるため、必ずし
もオーステナイト系ステンレス鋼に代替するに至
らないのが実情である。 リジング現象は鋳造時の凝固組織に基づくもの
と推定されるため、リジング性改善の技術は鋳造
時の組織を小さくしたり圧延や焼鈍過程で鋳造時
の組織を破壊することを指向している。そしてそ
の手段として、例えば鋳造時に電磁撹はんを施す
方法（特開昭50−16616号公報）、圧延時に強圧下
を繰り返す方法（特開昭52−47513号公報）、熱延
仕上げ温度を低下する方法（米国特許第3128211
号明細書）、熱間圧延後一旦オーステナイト相を
生成して熱延組織を破壊する方法（米国特許第
2772992号明細書）等が提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 これらの公知の方法はいずれも相応の効果は認
められるものの、いずれの方法も完全にリジング
を解消するには至つていないのが実情である。ま
たリジングは薄板の板厚方向全体に影響される特
性であるのに対して、鋳造時の対策は板厚中心部
を、また圧延時の対策は板表層を対象とした対策
にすぎず、いずれも一方のみでは不十分である。
板厚全体を対象とする対策方法としては熱間圧延
後オーステナイト相を生成する方法があり、他の
方法に比べてはるかに有効であることが認められ
ているが、オーステナイト相ないしマルテンサイ
ト変態を起こして硬化したマルテンサイト相をフ
エライト相に変態させるために長時間の焼鈍が必
要となり実用的ではない。 本発明は、鋳造組織を全板厚にわたつて有利に
破壊しリジング性を向上せしめることを目的とす
る。 なお、いわゆる13％Cr鋼はマルテンサイト系
ステンレス鋼と呼称されているが、SUS410鋼の
ようにＣの低い鋼種は組織的にも用途的にもフエ
ライト系ステンレス鋼と同様であるので、本発明
のフエライト系ステンレス鋼の中に含めることと
した。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは鋳造後に鋳造組織を破壊する方法
を検討した結果、冷却後の鋳片を熱間圧延のため
の加熱の前にAc₃変態点直下で加熱保定し、マル
テンサイト相をフエライト相（および炭化物）へ
変態せしめることで鋳造組織を破壊できリジング
性を改善できることを知見し特願昭59−102719号
として出願を行つた。その後、さらに鋼中の成分
の影響を検討したところ、Alを添加することで
Ac₃変態点直下での加熱時間を短縮できることを
見出し本発明を成しとげた。 即ち、本発明は、10％以上のCrと0.06％以上
0.3％以下のAlを含有するフエライト系ステンレ
ス鋼鋳片を熱間圧延し、必要に応じて焼鈍を施し
た後、冷間圧延してステンレス鋼板および鋼帯を
製造する工程において、冷却後の前記鋳片を700
℃以下Ac₃点以上の温度で30分以上保定し、マル
テンサイト相をフエライト相と炭化物へ変態せし
めたのち熱間圧延することを特徴とするリジング
性の優れたAl含有フエライト系ステンレス鋼板
の製造方法を要旨とするものである。 〔作 用〕 以下に、本発明を詳細に説明する。 第１図のイは、表１のNo.１に示した化学成分を
有するSUS430鋼を鋳造後、Ac₃点直下の950℃に
て３時間保定加熱した後空冷した試料の光学顕微
鏡組織である。比較として、鋳片のままの光学顕
微鏡組織も同図ロに示した。鋳片のままではいわ
ゆるマルテンサイト組織が認められるのに対し
て、950℃の保定処理を施した試料の組織はフエ
ライト単相（および炭化物）組織であつた。そし
て、鋳片ではマルテンサイト相であつたと推定さ
れる部分は微細なフエライト組織で、粒界に沿つ
て比較的多数の析出物（Cr炭化物と推定され
る。）が析出している。このように、鋳片のまま
ではフエライト相とマルテンサイト相の２相組織
であるのに対して、Ac₃点直下の温度で加熱保定
することでフエライト相への変態を促進させるこ
とができ、フエライト単相の組織にし得ることが
わかつた。 次に、変態におよぼす種々の添加元素の影響を
検討したところ、Alを添加することで変態完了
までの時間が短縮することを見出した。第２図
は、種々のAl量を含有する17Cr鋼を鋳造後再加
熱して950℃に保定し、マルテンサイト相からフ
エライト相（および炭化物）への変態の有無を調
査した結果である。即ち、Al含有量が0.02％で
は、マルテンサイト相の変態には950℃で約60分
以上の保定が必要であるが、0.06％Alを含む鋼で
は約30分、0.13％のAlを含む鋼では約５分の保定
で完了することがわかつた。図において、×印は
変態未了を、〇印は変態完了を示す。 なお、熱間圧延のための加熱は通常Ac₃変態点
以上であるので、フエライト単相に変態した鋳片
も再びフエライトおよびオーステナイトの２相組
織に戻るが、一旦フエライト組織に変態させるこ
とで鋳造組織の破壊が進行することは十分に考え
られる。さらに鋳片のマルテンサイト相を変態さ
せることで析出する炭化物は、旧マルテンサイト
相と鋳片で既に存在するフエライト相との境界に
多数集まることから、再生成するオーステナイト
相は鋳片のそれに比べて微細化することが期待で
きる。 上記結果に基づき、材質におよぼす効果を確認
した。表１のNo.１に示した化学成分を有する
SUS430鋼を鋳造して冷片にした後、種々の温度
で種々の時間加熱保定した鋳片を1200℃に再び加
熱し、しかる後熱間圧延し、次いで熱延板焼鈍
し、1CR法にて冷間圧延、焼鈍を行ない0.5mm厚
の冷延焼鈍板とした。同時に上記の加熱保定を行
なわない鋳片を同条件で熱延し、0.5mm厚の冷延
焼鈍板とし比較材とした。これらの薄板をＬ方向
に20％引つ張り、最大うねり高さで表わされるリ
ジング性を測定した。その結果を第３図に示し
た。図において、◎印はリジング高さが20μｍ未
満、〇印はリジング高さが20μｍ以上30μｍ未満、
×印はリジング高さが30μｍ以上を示した。950
℃での保定処理がない場合リジング高さは34.0μ
ｍであつたが、図から明らかなとおり、950℃で
の保定処理で最もリジング性改善効果が認めら
れ、約30分の保定処理により30μｍ以下のレベル
まで改善されている。このようにAc₃点直下での
保定処理によつてリジング性が向上することが認
められた。さらに、30分保定した試料より３時間
保定した試料の方が一層リジング改善効果が大き
いことから、単にマルテンサイト相をフエライト
相に変態させるだけでなく変態後の保定処理もま
たリジング改善に寄与していることがわかる。 次に、種々のAl量を含有する17Cr鋼の鋳片を
用いて、種々の温度で同様に保定した後冷延焼鈍
板を製造し、リジング性におよぼす効果を調査し
た。その結果を第４図に示した。図において、◎
印はリジング高さが20μｍ未満、〇印はリジング
高さが20μｍ以上30μｍ未満、×印はリジング高さ
が30μｍ以上を示した。図から明らかなとおり、
Alを添加した鋼の場合リジング性に効果の表わ
れAc₃点直下の温度域での保定時間はAlを添加し
ていない鋼に比べて短縮しており、なおかつ改善
レベルも大きいことが認められた。 950℃での保定の効果については、第１図に示
したとおり鋳片の段階でマルテンサイト相を変態
させることでリジング性に有害な鋳造組織を破壊
することと、一旦フエライト単相（および炭化
物）にすることによつて再び生成するオーステナ
イト相を微細化させることの２点の効果と推定し
ている。 次に、本発明の構成要件の限定理由を述べる。 Cr量は、10％未満の場合、ステンレス鋼とし
ての基本的な耐食性に欠けるうえに熱間圧延後の
再結晶がしやすいためリジング性は問題にされな
いほど程優れたレベルにあることから除外し、10
％を下限とした。 Al量は、第４図に示したようにリジング性改
善のためのAc₃点直下での保定時間短縮効果の認
められる0.06％を下限とした。しかし、0.3％を
超えて添加すると熱間加工性が劣化するので上限
を0.3％とした。 フエライト相への変態処理温度は、当然のこと
ながらフエライト相をオーステナイト相に変態さ
せることを避ける必要があるので、上限はAc₃変
態点となる。しかし700℃未満では、変態に著し
く長時間を要するので、700℃を下限とした。 Ac₃点直下の温度域での保定時間は、マルテン
サイト相をフエライト単相（および炭化物）に変
態させるに十分な時間であれば特に限定されるも
のではないが、加熱温度が900℃以上では少なく
とも30分を必要とし700℃から900℃では低温程長
時間を要する。Ac₃点直下の温度域での保定時間
の上限は、長時間程有効であるので特に限定しな
い。しかし、いたずらに長時間の加熱はコスト的
に不利であるばかりでなく、脱炭、脱Crなどの
問題が生じて耐食性の劣化などを招くので30時間
以内とするのが好ましい。 本発明の基本的考え方は、鋳片のマルテンサイ
ト相を一旦フエライト単相（および炭化物）に変
態させたのち、再びオーステナイトとフエライト
の混合組織に加熱変態させ熱延することにあるの
で、フエライト単相（および炭化物）に変態せし
めたのちの鋳片の温度履歴は本発明の効果にはな
んら影響をおよぼさない。従つて、本発明の技術
的骨子である700℃以上Ac₃点以下での保定処理
の後、一旦室温まで冷却することも可能である
し、そのまま熱間圧延のための加熱温度に上昇さ
せることも可能である。特に後者の場合、すなわ
ち鋳片の加熱途中の700℃以上Ac₃点以下の温度
域で保定しそのまま熱間圧延する方法は、本発明
の効果に加え、熱間圧延時のスラブの温度が均一
化するため圧延荷重が小さくなる利点がある。 〔実施例〕 表１のNo.２、No.３およびNo.４に示した化学成分
を有するSUS430鋼を連続鋳造法により鋳造し一
旦冷片としたのち、900〜950℃の温度範囲に0.5
時間あるいは800〜750℃の温度範囲に３時間保定
した。この鋳片を一旦室温まで冷却しあるいは冷
却することなく直ちに1180℃に加熱して熱間圧延
し、次いで常法により熱延板焼鈍を行ない、1CR
法にて0.4mm厚の冷延焼鈍板とした。この冷延焼
鈍板をＬ方向に20％引張つた後の最大うねり高さ
で測定評価したリジング性を表２に示した。比較
例として、連鋳々片を一旦室温まで冷却しその後
途中の特定温度域で保定処理をすることなく1180
℃まで加熱して同様に冷延焼鈍板とした試料のデ
ータを示した。比較材の昇熱過程において、750
〜1000℃の間は約20分しか要しなかつた。表２に
示したとおり、本発明による冷延焼鈍板は比較例
に示した試料に比べて優れたリジング性を有して
いることがわかる。

【表】

【表】 〔発明の効果） 以上詳述したとおり、本発明により鋳片の加熱
途中のAc₃点直下の温度域で一定時間保定するだ
けで冷延焼鈍板のリジング性が著しく向上する。
特に、Ac₃点直下での保定後冷却することなく熱
間圧延を行なう場合、本発明の品質改善効果に加
えて、熱間圧延時のスラブの温度が均一化して圧
延荷重が小さくなるという利点を得ることが可能
となる。従来のリジング対策がともすれば製造性
を著しく劣化させる（例えば、熱延の低温仕上げ
は圧延荷重の増大に加え、表面キズを著しく多発
させるし、熱延後のオーステナイト相への変態
は、その後非常に長い焼鈍時間を必要とする。）
欠点を伴つていたのに対して、本発明はコスト的
には安価なAc₃点直下での保定のための熱エネル
ギーを要するのみで製造性をはじめ他に悪影響は
全くおよぼさない。むしろ、Ac₃点直下の温度域
での加熱保定処理を行なつた後冷却することなく
直ちに熱延のための加熱を行なう工程を採用する
ならば、前述したように逆に製造性は向上する。
さらに、本発明は従来のリジング対策では見逃さ
れていた工程における処理であるので、従来から
のリジング対策と本発明を組み合わせることはな
んらの障害はなく、それによつてより一層大きな
効果を発揮せしめることが可能である。以上のご
とく、本発明によればフエライト系ステンレス鋼
のリジング性が大きく向上するため、これまでリ
ジングのために使用できなかつた用途にも安価な
フエライト系ステンレス鋼を適用することが可能
となり、資源的経済的に得られる効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋳片の断面光学顕微鏡組織写真で、イ
はSUS430鋼を鋳造後950℃にて３時間保定した
ものであり、ロは保定なしに室温まで冷却した鋳
片である。第２図は、マルテンサイト相からフエ
ライト相（および炭化物）への変態におよぼす
Al量の影響を示した図である。第３図は、リジ
ング性におよぼす変態のための保定温度と保定時
間の影響を示した図である。第４図は、鋳片の組
織変態によるリジング性改善効果におよぼすAl
の影響を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 10％以上のCrと0.06％以上0.3％以下のAlを
   含有するフエライト系ステンレス鋼鋳片を熱間圧
   延し、必要に応じて焼鈍を施した後、冷間圧延し
   てステンレス鋼板を製造する工程において、冷却
   後の前記鋳片を700℃以上Ac₃点以下の温度で30
   分以上保定し、マルテンサイト相をフエライト相
   と炭化物へ変態せしめたのち熱間圧延することを
   特徴とするリジング性の優れたAl含有フエライ
   ト系ステンレス鋼板の製造方法。