JPH0394043A

JPH0394043A - 成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼

Info

Publication number: JPH0394043A
Application number: JP23027889A
Authority: JP
Inventors: Katsuhisa Miyakusu; 宮楠　克久; Teruo Tanaka; 照夫田中; Hiroshi Fujimoto; 廣藤本
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1989-09-07
Publication date: 1991-04-18
Anticipated expiration: 2016-02-05
Also published as: JP3132728B2

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，威形性に優れたフェライト系ステンレス鋼に
関する。特に本発明は，銅帯または鋼板として，プレス
成形によって厨房機器や自動車用部品などの耐久消費材
に加工される用途に供されるプレス或形用素材を提供す
るもので，主として深絞り性で表される一次加工性なら
びに一次加工後の二次加工性に優れ，かつ表面性状に優
れるとともにリジング性を改善したフェライト系ステン
レス鋼に関する。

〔従来の技術〕

ＳＵＳ４３０に代表されるフェライト系ステンレス鋼は
，オーステナイト系ステンレス鋼にくらべ成形後に時期
割れ現象がなく，応力腐食割れ感受性が小さいなどの特
質をイＴし．また高価な二冫ケルを含有せずに比較的廉
価であることから，耐久消費材を中心に多量に商用され
ている。

しかしながらその反面，フェライト系ステンレス鋼は耐
食性，溶接性，プレス威形性などの材料特性がオーステ
ナイト系ステンレス鋼に比べて一般的に劣るので，ある
面では用途が限定されている。特にステンレス鋼板は多
くの場合プレス成形によって最終製品に加工されるので
，プレス威形性（以後単に威形性と呼ぶ）は重要な材料
特性の一つである。例えばフェライト系ステンレス鋼の
代表鋼種であるＳＵＳ４３０は１６．００　〜１８．０
０％のＣｒＯ．１２％以下のＣ，　０．７５％以下のＳ
ｉ，　１．００％以下のＭｎ，　０．０４０％以下のＰ
，　０．０３０％以下のＳを含有する鋼であるが，成形
性は必ずしも十分とは言えない。

そこで．フェライト系ステンレス鋼の成形性向上を目的
として数多くの研究開発がこれまでになされてきた。そ
の或果の１つに，炭素および窒素の低減と比較的多量の
Ｔ　ｉやＮｂなとの炭窒化物形威元素の添加との組め合
わ−ｌがある。その例としては，例えば特公昭５１−２
９６９４号公報，特公昭５１３５３６９号公報，特開昭
５１−１４８１１号公報，特開昭５１１４８１２号公報
，特開昭５２−３１９１９号公報および特開昭５８−６
１２５８号公報記載のものなどがある。また，ＪＩＳＧ
４３０５にはＳＵＳ４３０ＬＸとして１６．００　〜１
８．００％のＣｒ，０．０３％以下のＣ，　０．７５％
以下のＳｉ，　１．００％以下のＭ　ｎ，　０．０４０
％以下のＰ，　０．０３０％以下のＳおよび０．１０〜
１．００％のＴｉまたはＮｂを含有する鋼が規定されて
いる。

その他にも成形性やりジング性の改善を目的としたＡ１
添加（例えば特公昭５１−４４８８８号公報），Ｂ添加
（特公昭４４−７３６号公報），Ｂ−Ｔｉ複合添加（例
えば特公昭４７−４７８６号公報や特公昭５１−８７３
３号公報）などのフェライト系ステンレス鋼の例がある
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ＳＵＳ４３０の場合，先にも述べたように威形性は必ず
しも十分とは言えず，一般的に深絞り性の指標であるＹ
値はｌ前後と低く，延性も十分ではない。

このため軽度のプレス威形は可能であるものの加工度が
大きい場合や形状が複雑な場合には実用に供し得ない。

これに対しＳＵＳ４３０ＬＸに代表される炭素および窒
素を低減し且つ比較的多量のＴｉやＮｂなとの炭窒化物
生戒元素を添加したフェライト系ステンレス鋼では．深
絞り性の指標であるｒ　４ｆ！．ばかなり向」ニしてお
り，また延性も改善されている。しかしながら，その反
面，　ＳＵＳ４３０に比較ずると，製造性および表面性
状が劣り，また深絞り加工後の二次加工性に劣るなどの
多くの問題を抱えている。例えば製造性ニツイテは，　
ＳＵＳ４３０ＬＸ系やＳＵＳ４４４系の鋼は高温でもオ
ーステナイト相を生しない，いわゆるフェライト単相鋼
であり，このような鋼は連続鋳造スラブを冷却した際，
常温付近でスラブ割れを生ずることがあり，これを回避
するためにスラブの温度低下を防ぐ特別の措置を講じた
り，冷却方法や作業方法を変更するなどの対策が必要と
される。このため．製造性は劣り，原料コストの上昇と
ともに製造コストアップの要因となっている。

また，特に比較的多量のＴｉを添加した場合には？威さ
れる非金属介７［物ＴｉＮもしくはＴｉ（Ｃ・Ｎ）に起
因してチタン・ストリークとよばれる表面疵が発生し易
く，表面性状は必ずしも良好とは言えない。さらにＳＵ
Ｓ４３０ＬＸ系の綱は，プレス威形において一次加工と
して厳しい深絞り戒形を施した後の二次加工時に，絞り
方向と平行に脆性的な割れ（一般的には「たて割れ」と
呼ばれることが多い）を生し易く，問題となる場合があ
る。このたて割れは，一次加工としての深絞り戒形によ
る靭性の低下に起因する一種の加工脆化であり．一次加
工度が高いほど１　また温度が低いほど発生し易い。

このため　ＳＵＳ４３０ＬＸ系の鋼は，一次加工として
の深絞り性には優れていても，二次加工性に劣るため，
実質的には加工度は制限されることになる。

一方，ＡＩを添加したフェライト系ステンレス鋼では，
成形性の改善が十分でないばかりでなく，連続鋳造時に
浸清ノズル内壁に六１■０３が付肴，堆積してノズル閉
塞を生じ易く，また鋼板表面にＡ　ｌ　ｚ　Ｏ　，Ｉを
主体とする大型の酸化物系非金属介在物が露出し．表面
欠陥となり易いなど，製造性も良好とはいえない。

また，Ｂ添加およびＢに加えて微量の′Ｉ゛１を添加し
たフェライト系ステンレス鋼も成形性の改善は十分では
ない。

〔問題点を解決する手段〕

本発明者らは，　ＳＵＳ４３０鋼およびその威形性の改
善を図った前記フェライト系ステンレス鋼の各種問題点
を解決すべく，製造性の低下ならびに製品コストの上昇
を極力おさえかつ製品特性において表面性状および二次
加工性を劣化セしめることなくフェライト系ステンレス
鋼の威形性を改善することを目的に，化学威分面から系
統的な調査研究を行った。その結果，特に低Ｃ化を図ら
すとも微量のＢとＶに加えて．微量Ｔｉおよび／または
微量Ｚｒを添加することで，上記目的を達するフェライ
ト系ステンレス鋼が得られるとの基礎的な知見を得た。

本発明はこの知見に基づき完或したものであり，その要
旨とするところは，重量％において．Ｃ　；　０．０３
０％超え〜０．０８０％以下，Ｓ　ｉ　；　０．７５％
以下Ｍｎ　；　２．００％以下，Ｐ．０．０４０％以下Ｓ；０．０１０％以下，Ｃ　ｒ　；　１４．００〜２０．００％，Ｎｉ；０．６
０％以下Ｎ　ｉ　Ｏ．０３０％以下，Ｖ；０．０３〜０．２０％Ｂ　　；　０．００１０〜０．０３００％，Ａ　Ｉ　；
　０．０２％以下，を含有し，さらにＴｉ；０．０１〜０．３０％ｚｒ　；　０．０１〜０．３０％のうち１種または２種を（Ｔｉ＋　Ｚｒ）／（Ｃ　＋　Ｎ）＝０．５〜４．０の
範囲で含有し．残部が鉄および不可避の不純物からなる
成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼である。

〔発明の詳述〕

本発明鋼の各成分量の範囲を限定した理山は次のとおり
である。

Ｃは．冷延焼鈍後の強度を」二昇させる元素であり．あ
まり高いと延性の低下を招く。また．後述する所定の（
Ｔｉ＋Ｚｒ）／（Ｃ＋Ｎ）比を得るためにはＣ量の低い
方がＴｉおよび／またはＺｒ添加量を低減できるので好
ましく．このために０．０８０％を上限とする。一方．
Ｃ量を０．０３０％以下とすることは製鋼段階での脱炭
に長時間を要しコスト上昇を招くことになり．また．リ
ジング特性が劣化することにもなるので０．０３０％を
超える量で含有させる。

Ｓｉは．脱酸に有効な元素であるが．あまりその含有量
が高いと材質が硬化し延性の｛ｌ（下を招くので０．７
５％以下とする。

Ｍｎは，熱間加工性や溶接部の靭性を改善する元素であ
る。また．ＣやＳｉなどに比べフェライト相に対する固
溶強化能は小さく，延性への悪影響も小さい。しかし，
　２．００％を超えて含有させても上記改善効果は飽和
するので，　２．００％以下とする。

Ｐは，靭性を低下させる元素であり．二次加工性の観点
からも低い方が好まし＜　０．０４０％以下とする。

Ｓは，熱間加工性および耐食性，特に耐発銹性に悪影響
を与えるために低い方が好まし（　０．０１０％以下と
する。

Ｃｒの下限１４．００％は，フェライト系ステンレス鋼
としての耐食性を確保するうえでの必要最低量である。

一方，　２０．００％を超えると本発明鋼のように０．
０３０％を超えるＣを含有する鋼では靭性や威形性の低
下が著しくなる。このためにＣｒ量は１４．００〜２０
．００％とする。

Ｎｉは，Ｍｎと同様，溶接部の靭性を改善する反面，材
質を硬化させ延性低下を招くため，フェライ１・系ステ
ンレス鋼に通常許容される０．６０％を上限とする。

Ｎは，Ｃと同様に所定の（Ｔｉ＋　Ｚｒ）／（Ｃ＋Ｎ）
比を得るためには低い方がＴ　ｉおよび／またはＺ『添
加量を低減できる。また，ＴｉやＺｒとの窒化物による
表面性状の劣化を防止する観点からも．Ｎ量は低い方が
好ましい。このため．Ｎ景は０．０３０％を上限とし．
より好ましくは０．０２０％以下とずる。

■およびＢの添加は本発明の重要な点であって■および
Ｂと，後述ずる微量Ｔｉおよび／または微量Ｚｒを複合
で添加することにより，これら元素の相乗効果によって
深絞り性の指標であるｒ値は著しく向上する。このＶお
よびＢの効果は，いずれも微量の添加によって発揮され
るが，少なくともＶについては０．０３％以上，またＢ
についてはｏ．ｏｏｉｏ％以上が必要である。一方，■
およびＢともに多量に添加しても上記効果は飽和すると
ともに，材質を硬化させるなど，かえって威形性に好ま
しくないため．■については０．２０％，Ｂについては
０．０３００％をそれぞれ上限とする。なお，後記実施
例でも実証するが，ＴｉもしくはＺｒを含まないＶ単独
添加やＢ単独添加，またはＶ−Ｂ複合添加のみでのｒ値
向上効果はほとんどなく　■とＢに加えてＴｉおよび／
またはＺｒを複合で添加することがｒ値改善に重要であ
る。

ＡＩは製鋼時の脱酸に有効な元素である。特に’Ｔ”　
ｉやＺｒを添加ずる直前に脱酸剤として添加し溶鋼中の
酸素濃度を下げてからＴｉやＺｒを添加してその歩留り
を向上かつ安定化させるのに有効である。しかしＡＩは
表面欠陥を増大させ表面性状の劣下を招くばかりでなく
，二次加工性に対しても悪影響を与えるため．脱酸の目
的を超える過剰の添加は好ましくない。したがって，Ａ
Ｉは合金戒分として添加するものではないが，鋼中に若
干残存する場合があるため，　０．０２％を上限として
許容する。

Ｔｉ．Ｚｒはｒ値の向上および軟質化による延性向上に
必要な戒分であり，■およびＢとの複合添加によりｒ値
はさらに向上する。しかしＴｉ，Ｚｒの多量の添加は製
造コス１・の上昇や表面性状の劣化をもたらすため，と
もに０．３０％を上限とする。

さらにＴｉ，Ｚｒについては，その絶対量の規制のみで
は不十分であって（Ｃ　十Ｎ）量との相関において規定
することが重要である。（Ｔ　ｉ　＋　Ｚ　ｒ）／（Ｃ
−＋−Ｎ）比が０．５未満ではｒ埴向上および軟質化１
１の効果は十分ではなく．また４．０を超えると金属組織
的に高温でもオーステナイ１・を坐しないフェライト単
相鋼化する可能性が有り．スラブ冷片割れを起こすなど
製造性において好ましくないばかりか．深絞り加工後の
二次加工性の劣化も懸念されるようになる。したがって
（　Ｔ　ｉ　十Ｚ　ｒ）／（Ｃ　十Ｎ）比として０．５
〜４．０の範囲とする。

以下に，実施例により本発明をさらに説明する。

〔実施例〕

第１表に示した化学或分の鋼を溶製し，熱間圧延により
３　．　６ｍｍ厚さの熱延板とした。熱延板焼鈍の後，
中間焼鈍を挟んだ２回冷延（３．６ｍｍ→１．８Ｉ→０
．７ｍｍ）および仕上げ焼鈍により０．　７ｍｍ厚さの
冷延焼鈍板を製造した。これらについて機械的性質ｒ値
および耐縦割れ性を調杏し，その結果を第２表に示した
。

なお耐縦割れ性は供試冷延焼鈍板を段絞りによって絞り
比３．１，外径２７ｍｍの深絞りカップとし，耳を落と
してカップ高さを４２ｍｍとした試験カップ１を第１図
のように横置きにし　その１．に重錘２ｌ２（５００ｇ）を１ｍの高さから落下させる落重試験を試
験温度−１０゜Ｃで行い，カップ側壁部での脆性破壊の
有無を判定した。

第２表からわかる、ｌ；うに，本発明鋼番よいずれも良
好な伸びおよびＹ値を有しており成形性に優れている。

また，而｛縦割れ性にも優れており，実用的には何ら問
題のないレベルにある。

これに対し，比較鋼Ｎｏ．　１０　（ＳＵＳ４３０）は
伸びが十分でなくＹ値も劣り成形性に劣る。

比較鋼Ｎｏ．　１　１　（ＳｔｌＳ４３０ＬＸ）はＹ値
は高いものの耐縦割れ性に劣り，実質的な戒形限度は制
約される。

また，比較鋼Ｎｏ．　１　２はＶ単独添加（Ｂ，Ｔｉ，
Ｚｒ無添加）鋼，比較鋼Ｎｏ．　１　３はＢ単独添加（
Ｖ，Ｔｔ，Ｚｒ無添加）鋼，比較鋼Ｎｏ．　１　４はＶ
とＢを添加しているがＴｉ，Ｚｒ無添加の鋼，比較鋼Ｎ
ｏ．　１　５はＢとＴｉを添加しているが■無添加の鋼
，比較Ｎｏ．　１　６はＢとＺｒを添加しているが■無
添加の鋼であり，これらＶ，Ｂ単独添加鋼およびＢとＴ
　ｉおよびＺｒの複合添加鋼でも，伸びおよびＹ値が十
分ではない。

したがって，本発明鋼のようにＶおよびＢに加えてＴｉ
，Ｚｒを複合添加することが成形性改善に大きく寄与す
ることがわかる。

さらに，比較鋼Ｎｏ．　１　７は脱酸剤として使用する
以上の八１を添加した鋼であるがＹ埴が必ずしも分とは
言えずまた耐縦割れ性に劣る。

１５なお，上記実施例では熱延板焼鈍−２同冷延２回焼鈍法
により冷延焼Ｓ屯板を製逍した例を挙げたが，熱延板焼
鈍の有熊にかかわらず，また中間焼鈍を行わない１回冷
延・１回焼鈍法によって製造しても同様に成形性に優れ
た鋼を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように，本発明によれば成形性に優れたフ
ェライト系ステンレス鋼が製造性を損なうことなく，安
価に提供可能でありフェライト系ステンレス鋼の用途拡
大に多大の貢献ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は耐縦割れ性の評価試験として行った落重試験の
試験カップと重錘の関係を示ず略断面図である。１・・試験カップ，　　２・・重錘。

Claims

【特許請求の範囲】重量％で、Ｃ；０．０３０％超え〜０．０８０％以下、Ｓｉ；０．
７５％以下、Ｍｎ；２．００％以下、Ｐ；０．０４０％以下、Ｓ；０．０１０％以下、Ｃｒ；１４．００〜２０．００％、Ｎｉ；０．６０％以下、Ｎ；０．０３％以下、Ｖ；０．０３〜０．２０％、Ｂ；０．００１０〜０．０３００％、Ａｌ；０．０２％以下、を含有し、さらにＴｉ；０．０１〜０．３０％、Ｚｒ；０．０１〜０．３０％、のうち１種または２種を（Ｔｉ＋Ｚｒ）／（Ｃ＋Ｎ）＝０．５〜４．０の範囲で
含有し、残部が鉄および不可避の不純物からなる成形性
に優れたフェライト系ステンレス鋼。