JPH02418B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明はSUS430に代表されるフエライト系ス
テンレス鋼薄板の製造法において、従来不可欠と
されていた熱延板焼鈍工程を省略しても良好な加
工性が附与出来る製造技術を提供するものであ
る。 （従来技術） フエライト系ステンレス鋼薄板は、通常熱延板
焼鈍を行つた後、１回の冷間圧延又は、中間焼鈍
を挾んだ２回の冷間圧延（以下2CR法と言う）を
行つた後、最終焼鈍を施して製品とされている。 ところで前記2CR法で熱延板焼鈍を省略する技
術については特公昭54−25493号公報、特開昭57
−70236号公報等に記載された先行技術がある。
特公昭54−25493号公報記載の方法は中間焼鈍と
して箱焼鈍を採用する必要があり、中間焼鈍とし
て短時間の連続焼鈍を行なつている従来技術と比
較して、中間焼鈍工程の生産性が低いという欠点
がある。また、特開昭57−70236号公報で開示し
ている中間焼鈍は連続焼鈍であり、中間焼鈍工程
における生産性は従来技術と損色がない。しかし
ながら中間焼鈍について特別の配慮がなされてい
ないので、加工特性の重要な指標であるｒ値及び
リジング特性の両者を必ずしも満足させるとは言
い難い。即ち、ｒ値に力点を置いた焼鈍を行う場
合は、リジング特性が若干劣化し、リジング特性
に力点を置いた焼鈍を行う場合はｒ値が劣化する
という欠点がある。 （発明の目的） 本発明は2CR法において、中間焼鈍方法を工夫
することにより、最初の熱延板焼鈍を省略しても
良好な加工性、即ち高いｒ値（r〓）≧1.20）、低い
リジング（リジング高さ≦22μｍ）を有し、且つ
表面疵のないステンレス鋼薄板の製造法を提供す
ることを目的とするものである。 即ち、本発明は中間焼鈍を900℃以上1100℃以
下の温度で２分以内においてかつ高温程短時間と
なるように加熱後、空冷より遅く、例えば平均冷
却速度が40℃／分より速い冷却速度で900℃から
700℃の温度範囲まで制御冷却後空冷又はそれよ
り速い冷却速度、例えば10℃／秒より速い冷却速
度で550℃まで制御冷却することにより表面疵の
ない加工性の良好な薄鋼板を提供するものであ
る。 以下、本発明を詳細に説明する。 （発明の構成） Alを多量に添加したSUS430鋼の熱延板を冷間
圧延することなく熱延板焼鈍を施し、１回の冷間
圧延で成品厚みとした後、仕上焼鈍する方法によ
り薄鋼板を製造する場合、熱延板焼鈍温度が1000
℃以上の高温となる程リジング特性が良くなるこ
とは知られているが、この場合逆にｒ値が低くな
るという欠点があり、熱延板焼鈍温度は1000℃以
下に制限されているのが一般である。 しかしながら、本発明者は、Alを含んだ
SUS430熱延板に40％以上80％以下の冷間圧延を
施した後、熱処理を行う場合には冷却過程を適切
に制御することにより、1000℃以上の高温加熱で
もｒ値が著しく向上し、リジング特性も向上する
ことを見い出した。即ち本発明は冷間圧延後制御
冷却を含んだ熱処理を行うことにより、ｒ値、リ
ジング特性の両者を飛躍的に向上せしめんとする
ものである。さらに本発明の副次的効果として
は、表面性状の改善がある。 従来のフエライト系ステンレス鋼においては、
熱延板焼鈍により、再結晶させるためには熱延工
程で歪を蓄積させる必要があり、いわゆるデイレ
ー圧延と呼ばれる低温仕上圧延（≦850℃）が行
われるのが一般的であるが、このような低温仕上
圧延では、ロールに著しい負荷がかかり、ロール
表面が損傷して、いわゆるスケール疵と呼ばれる
表面疵が発生し易すくなる。 しかしながら本発明においては、再結晶のため
の歪の蓄積は室温で40％以上の圧延を行うことで
まかなわれるので、仕上熱延では、低温圧延を行
う必要が全くなく、従つて高温仕上熱延が可能で
あり、そのため熱延ロールの肌粗れに基づくスケ
ール疵の発生が皆無となる。更に本発明において
は、冷間圧延で与える歪量は、熱間圧延工程で与
えた歪量と比べて著しく大きいので、必然的に再
結晶核発生頻度が大きくなり、熱延のまま熱処理
した材料と比べて結晶粒が微細化し、その結果粗
粒に起因するきらきら疵と呼ばれる表面欠陥も発
生しないという特徴がある。 次に本発明の冶金原理及び構成要件の限定理由
について説明する。 まず本発明の対象となる鋼は、C0.12％以下、
Si1％以下、Mn2％以下、Cr10〜25％、Al0.08〜
0.5％、残部実質的にFeからなるが、その他Ti、
Nb、Ｖ、Zr、Ｂ等の炭、窒化物形成元素、Mo、
Cu等の耐食性向上元素、等が更に１％程度迄添
加されていてもよい。なお溶製法、熱延法は、通
常行われる如何なる方法でもよい。 まず本発明でAlの含有量を0.08〜0.5％と限定
した理由について説明する。Al0.08％未満の場
合、中間焼鈍及び最終焼鈍が、短時間の連続焼鈍
である限り、どのような条件を選んでもAlNの
析出による固溶Ｎの固定が期待できず、最終成品
の降伏強度が低下しないからである。更にAl0.08
未満では、きらきら疵と呼ばれる表面欠陥が発生
しやすく、ｒ値の向上代も少ないのでAlを0.08％
以上としたものである。一方、Alが0.08％以上あ
れば中間焼鈍及び最終焼鈍工程で、AlNの析出
による固溶Ｎの固定が出来るので、降伏強度も通
常の工程で処理した場合と同レベルの低い降伏点
が得られ、ｒ値も向上し、きらきら疵と呼ばれる
表面欠陥が発生しなくなる。他方、Alが0.5％を
超えても、これらの特性の向上効果は期待出来る
がAlをそれ以上増すことは経済的ではないので
0.5％以下と限定したものである。 中間焼鈍前の冷延率を40％以上としたのは、40
％未満の圧下率では、ｒ値、リジング特性ともに
向上効果が少ないことによる。その理由は、これ
以下の圧下流では歪の蓄積が少なく、次の熱処理
で再結晶核発生が少なく、結晶粒を微細化出来
ず、深絞り性に有利な｛111｝集合組織の発達が
期待出来ないためである。中間焼鈍前の冷延率の
上限はないが80％以上とすると、ｒ値、リジング
特性ともに劣化する傾向を示すので好ましくな
い。 本発明においては、熱延板焼鈍を行うことなく
冷間圧延を行うが、熱延のままの状態ではいわゆ
るα′相と呼ばれる硬い相が含まれているため、
Alを多量に添加しているとは言え、低温長時間
の熱延板焼鈍を行つた素材と比較すると若干硬
く、冷延中の加工硬化もそれに比例して大きくな
る。従つて中間焼鈍なしで高い圧下率まで冷間圧
延するためには、圧延機のパワーが強力である必
要があるが、通常の普通例を圧延するタンデム冷
間圧延機を使用して80％の圧下率で冷間圧延する
場合はパワーに制約されて出発熱延板の厚みは約
4.0mm程度に限定される。出発熱延板の厚みを容
易に圧延出来る限界厚み4.0mmと仮定した場合、
80％の冷間圧延を行うと0.8mmになる。最終成品
の厚みを0.4mmとすると、２回目の冷延率は50％
となる。２回目の冷延率と成品の加工性、特にｒ
値とは密切な関係があり、２回目の冷延率は40％
以上高い程ｒ値が向上する。本発明で２回目の冷
延率を40％以上と限定したのは、ｒ値向上を主眼
としたものである。従つて１回目の冷間圧延工程
で80％以上の冷延率で圧延した場合、出発素材の
厚みを4.0mmとしても、２回目の冷延率を40％以
上とするには、成品厚みは0.48mm以下に限定する
必要が生じてくる。以上の理由から１回目の冷延
率はおのずから制限され80％以下が好ましいこと
になる。 次に中間焼鈍条件について説明する。本発明鋼
は熱延ままの状態ではいわゆるα′相と呼ばれる硬
い相、フエライト相から構成され、Ｎは熱延条件
によつても異なるがAlNとCr₂N、及びフリーＮ
の形で存在している。中間焼鈍の加熱温度の上昇
とともに再結晶が進行しα′相はα＋炭化物に分解
し、フリーのＮが放出される。加熱温度が更に高
温になつていくと、微細炭化物が再び再溶解し、
更に高温になるとγ相が、新たに形成された粒界
に析出するが、熱延板を冷間圧延するこなく直接
焼鈍する場合と比較して本発明の工程の如く冷延
後加熱する場合は再結晶粒が微細化され粒界密度
が多いため、新たに析出するγ相によつて占有さ
れる粒界の相対的面積が少なく、又γ相の析出サ
イトが多いためγ相の析出サイズが小さくなる。
このように析出したγ相は通常の冷却の場合は
α′相に変態する。このα′相に占拠された粒界は冷
延後再結晶する場合、深絞り性に有利な｛111｝
再結晶粒の析出サイトとはならないので、α′相に
占拠された粒界が多い程ｒ値が劣化する。即ち深
絞り性が劣ることになる。通常工程で熱延板焼鈍
温度が1000℃を超えると急激にｒ値が劣化するの
は、再結晶粒径が大きく、全粒界面積の中で、γ
相に占拠される比率が多くなることによるが、本
発明鋼の場合、1000℃を超える温度に加熱しても
ｒ値の劣化が少ないのは、粒界密度が多く、γ相
に占拠される粒界の比率が少なくかつγ相が微細
なため、制御冷却の過程で容易にγ→αの逆変態
が起り、その結果残留γ相に占拠されたた粒界以
外の粒界の密度は比較的高く、これらの粒界から
深絞り性に有利な｛111｝集合組織が発達するか
らである。更にα′相が形成される程高温加熱した
場合は、再結晶により結晶方位がランダム化し、
リジング特性が向上するので、本発明によればｒ
値を劣化させることなくリジング特性を向上させ
ることができる。すなわち、本発明の前段で900
〜1100℃の温度範囲で２分以内の加熱を行う冶金
的理由は、第１に再結晶を促進させるためであ
り、加熱温度を900℃以上としたのは、900℃未満
の温度では再結晶が不十分で、リジング特性、ｒ
値ともに向上代が少ないためであり、上限を1100
℃以下としたのは、これを超える温度では析出γ
相の量が急激に増し、成品のｒ値が劣化するから
である。第２の理由はCr₂N等の窒化物の分解、
α′相→α＋炭化物への分解等によつてフリーのＮ
を放出させ、このフリーのＮの一部をこの加熱中
にAlNとして固定し、残りのフリーＮは次の制
御冷却の過程でAlNとして固定させることにあ
る。 加熱時間を２分以内でかつ高温程短時間と限定
したのは本発明に従つた温度条件であれば再結晶
させるには２分以内で十分であり、更に高温での
加熱時間が長くなると、γ相の析出量、サイズが
増し安定したγ相となるため後の制御冷却条件に
かかわらず冷延焼鈍後のｒ値が劣化するからであ
り、一方、γ相の析出しない温度域においては、
α′相、Cr₂Nの分解、AlNの析出、再結晶の促進
をはかるため、時間が必要であり、低温程長時間
が必要であるが、例えば900℃の低温加熱温度の
場合も、２分間の加熱で十分であり、それ以上長
時間加熱しても効果が少なく、加熱時間が長くな
ることは不経済であるので、２分以内の加熱と限
定したものである。 このような加熱を行つた後、空冷より遅い速度
で900〜700℃の温度範囲まで冷却する目的は、こ
の徐冷却中に過飽和に固溶したＮをAlNの形で
固定させ、又過飽和に固溶したＣをCr炭化物と
して析出させ、フエライトマトリツクスを清浄化
し、ｒ値向上をはかるためである。更には1000〜
1100℃の温度領域で析出したγ相を徐冷却によ
り、フエライト＋炭化物＋AlNに逆変態させ、
成品のｒ値向上を狙つたものである。冷却工程で
このような反応を生じさせ、実質的に最終成品の
ｒ値の向上効果をもたらすには、空冷より遅い速
度でないと効果がないので、空冷より遅い速度と
したものであり、冷却速度は遅い程効果的である
が、40℃／分より遅い速度ではｒ値向上効果はほ
ぼ飽和してくるので、これ以上遅くすることは、
生産性が落ちて経済的でないことを考慮すると、
冷却速度の下限は40℃／分とすればよい。冶金的
にはこのような徐冷却がよいが生産性、ｒ値向上
効果のバランスから好ましい条件としては、800
℃まで２分以上４分以内の冷却をすればよい。冷
却温度の上限を900℃としたのは、これを超える
温度では、固溶Ｃ、Ｎの析出が不充分で、最終成
品のｒ値向上効果が期待出来ないためであり、又
冷却温度の下限を700℃としたのは、これ以下の
低温域まで制御冷却しても、AlNの析出は期待
出来ず、最終成品のｒ値向上効果がないからであ
る。この制御冷却工程以降の冷却条件について
は、良好な材質を得るという目的では特に限定の
必要がないが、熱処理雰囲気が酸化雰囲気である
場合、酸化物が形成されるので、それを除去する
ための酸洗が必要となり、酸洗条件如何によつて
は前記制御冷却工程以降の冷却条件も限定する必
要がある。たとえば粒界腐食性の強い酸で酸洗す
る場合、粒界腐食された部分が最終成品で「きら
きら疵」と呼ばれる表面欠陥の原因となるので前
記冷却条件について特別の条件が必要となる。即
ち、このようにして900〜700℃の温度領域まで制
御冷却した後の冷却条件を空冷より速い速度、好
ましくは20℃／sec以上の速度で550℃以下まで強
制冷却するように限定すれば、炭化物の析出によ
るCr欠陥相の生成を防止することができ、最終
成品で粒界腐食に基づく表面疵が発生しなくな
る。 以上中間焼鈍の各ステージの目的、条件、冶金
的変化を整理して表１に示した。

【表】 中間焼鈍後の冷延圧下率を40％以上としたの
は、これ未満の圧下率の場合は、深絞り性に有利
な｛111｝集合組織の発達が少なく、ｒ値が劣化
するためである。ｒ値向上のためには圧下率は40
％以上高い程良いが、熱延板のゲージ等から圧下
率の上限は約80％となる。 （実施例） 以下本発明を実施例に従つて具体的に説明す
る。 実施例 １ 表２に示した厚さ4.0mmの熱延板を熱延板焼鈍
することなく冷間圧延し、厚さ2.0mmの冷延板と
した。この冷延板を表３に示す条件で熱処理後
0.7mm及び0.4mmまで冷延し、840℃×２分の仕上
焼鈍を施した。かくして製造した薄板のｒ値、リ
ジングを測定して表３に示した。表３に示した如
く、本発明法に従つて中間焼鈍をした材料は、ｒ
値、リジングともに良好であつた。

【表】

【表】 実施例 ２ 表４に示した厚さ3.8mmの熱延板を熱延板焼鈍
することなく冷間圧延して厚さ1.85mmの冷延板と
した。この冷延板を表５に示す条件で熱処理後
0.4mmまで冷延し、840℃×２分の仕上焼鈍を行つ
た。かくして製造した薄板のｒ値、リジングを測
定して表５に示した。表５に示した如く、本発明
法に従つて中間焼鈍した材料はｒ値、リジングと
もに良好であつた。

【表】

【表】 実施例 ３ 表６に示した成分の厚さ2.5mm及び4.0mmの熱延
板を熱延板焼鈍することなく4.0mm厚材について
は2.0mmまで、2.5mm厚材については1.0mmまで冷延
した。ついで表７に示した熱処理を行つた後、つ
いでこれらの材料をすべて0.4mmまで冷延後840℃
×2minの熱処理を行い、ｒ値、リジングの測定
を行つた。表７に測定結果を示したが、本発明の
方法で熱処理することにより、ｒ値、リジング特
性ともに良好なことがわかる。

【表】

【表】 （発明の効果） 本発明は表面疵のない、加工性の優れたフエラ
イト系ステンレス鋼薄板をAlの添加及び中間焼
鈍条件、冷延圧下率を適切に組合わせることによ
り製造する技術を提供するものである。本発明に
従つて得られる高品質のステンレス鋼薄板を従来
技術で製造するには、熱間圧延温度を低温とする
必要があり、そのため熱延ロールの損耗はもとよ
り、熱延中にスケール疵と呼ばれる表面疵が発生
するので、この疵を研削して除去する工程を必要
とし更に最終成品ゲージに冷間圧延するまでに熱
延板焼鈍及び中間焼鈍の２回の焼鈍が必要であ
る。 本発明は低温熱延が不必要であるから、熱延ロ
ールの損耗がなく、表面疵を除去する研削工程を
必要とせず、更に熱延板焼鈍を省略することがで
きるので、従来の製造方法に対比して、２工程を
省略出来、従つてその経済効果はきわめて大なる
ものがある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Al0.08〜0.5％を含有するフエライト系ステ
   ンレス鋼熱延板を焼鈍することなく40％以上の圧
   下率で冷間圧延し、次いで900〜1100℃の温度で
   ２分以内においてかつ高温程短時間となるように
   加熱後、空冷より遅い速度で900〜700℃の温度範
   囲まで冷却する熱処理を行い、次いで40％以上の
   圧下率で冷間圧延した後、再結晶焼鈍することか
   らなる表面疵のない、深絞り加工性の優れたフエ
   ライト系ステンレス鋼薄板の製造法。 ２ 空冷より遅い速度で900〜700℃の温度範囲ま
   で冷却後、該温度から空冷又はそれ以上の冷却速
   度で550℃以下まで冷却する特許請求の範囲第１
   項記載の方法。