JPH0453956B2

JPH0453956B2 -

Info

Publication number: JPH0453956B2
Application number: JP62333656A
Authority: JP
Inventors: Sadao Hasuno; Takumi Ugi
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1992-08-28
Also published as: JPH01176094A

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞本発明は自動車外装部品や各種装飾用素材とし
て用いられている高クロム・フエライト系ステン
レス鋼の製造方法に係り、特に成形性と耐食性に
優れる高クロム・フエライト系ステンレス鋼の製
造方法に関する。＜従来技術およびその問題点＞ SUS430に代表されるフエライト系ステンレス
鋼は、安価で耐応力腐食割れ性にも優れているた
め自動車外装部品をはじめとし各種装飾用素材と
して広く使用されている。ところが、フエライト系ステンレス鋼はNiを
多量に含むオーステナイト系ステンレス鋼と比べ
ると塩素イオンを含む水溶液における耐銹性をは
じめとする一般耐食性が劣つている。近年、ステンレス鋼溶製技術の進歩に伴ない、
極低Ｃ、Ｎの高クロム・フエライト系ステンレス
鋼の製造が可能となり、耐食性の点では著しく改
善された鋼種が開発されているが、製造コストの
上昇が著しいために価格では逆にオーステナイト
系ステンレス鋼より高く設定されている。これは高クロム・フエライト系ステンレス鋼で
はクロム炭化物を生成し耐食性が逆に低下する危
険性が増大するためにＣ、Ｎが0.01重量％以下に
厳しく制限されるためである。 0.015〜0.03重量％のＣ、Ｎを含有する高クロ
ム・フエライト系ステンレス鋼において、十分な
成形性と優れた耐食性を有する高クロム・フエラ
イト系ステンレス鋼の開発が望まれている。フエライト系ステンレス鋼は表面光沢度の大き
な光輝焼鈍（BA）材として使用されることが多
く、従来よりSUS430系鋼が用いられている。フエライト系ステンレス鋼の耐食性は、素材の
組成だけで決まるものではなく、光輝焼鈍時に生
成される酸化被膜の組成、構造あるいは表面粗度
など様々な要因に支配されているため、数多くの
特許出願がなされ、表面の耐食性の向上が計られ
ている。例えば、特開昭58−61220号において、フエラ
イトステンレス鋼に光輝焼鈍を行なつた場合の耐
食性向上の技術が開示されている。また、近年、海岸地帯をはじめとする厳しい環
境下で使用される外装用部材が増加し、従来の鋼
種では耐食性が不十分である事が明らかとなり、
耐食性の向上が求められている。すなわち、従来鋼種（SUS430系）において、
BAによる酸化被膜の最適化だけによる表面の耐
食性向上では、母材内部との耐食性に差が生じる
ため、一部の箇所での酸化被膜の機械的破損に対
し充分な耐食性を維持出来なくなつてきた。また、外装用部材は、様々な形状に加工される
ため、上記耐食性の向上に加え、成形性に優れた
高クロム・フエライト系ステンレス鋼の開発が望
まれている。＜発明の目的＞本発明の目的は上述した従来技術の問題点を解
決しようとするもので、成形性および耐食性の優
れた高クロム・フエライト系ステンレス鋼の製造
方法を提供しようとするものである。＜発明の構成＞本発明者らは20〜25重量％の高いクロム含有量
のフエライト系ステンレス鋼において製造コスト
の著しい増大をまねくことなくかつ成形性を損わ
ず、高い耐食性を付与することができる母材組成
と、冷延鋼板の仕上焼鈍とその後の電解処理条件
について検討を行つた。Ｃ、Ｎを0.015〜0.03重量％含有する高クロム
ステンレス鋼では、0.01重量％以下の極低Ｃ、Ｎ
高クロムステンレス鋼に比べて、耐食性が低下す
るのみならず、著しい高強度を示すため、成形性
は低下する。ところがＣ、Ｎが0.015〜0.03重量％含有する
高クロムステンレス鋼にNbとTiおよび／または
Zrを複合添加することにより、固溶状態のＣ、
Ｎを固定し、Crの炭窒化物の生成による耐食性
の劣化を防ぐとともに、強度が低下し、加工性が
改善することが判明した。さらに、上記高クロ
ム・フエライト系ステンレス鋼を光輝焼鈍し、そ
の後電解処理を行なうことにより成形性および耐
食性の優れた高クロム・フエライト系ステンレス
鋼を製造することができることを見い出し、本発
明を完成するに至つた。即ち、本発明はＣ；0.015〜0.03重量％、Si；
0.1〜1.0重量％、Mn；１重量％以下、Ｓ；0.01重
量％以下、Cr；20〜25重量％、Mo；0.3〜1.0重
量％、Ni；0.1〜1.5重量％、Cu；0.04〜0.5重量
％、Ｎ；0.015〜0.03重量％、Nb；８（Ｃ＋Ｎ）〜
20（Ｃ＋Ｎ）、さらにTiおよび／またはZrをTi＋
Zr／２の総量で；0.02〜0.1重量％含有し、残部
Feおよび不可避的不純物の組成であるフエライ
ト系ステンレス鋼を、露点が−60〜−45℃の非酸
化性ガス雰囲気中で925〜975℃にて光輝焼鈍を行
ない、その後５〜30重量％硝酸溶液中で、２〜30
クーロン／dm²の電気量の電解処理を行なうこと
を特徴とする成形性と耐食性に優れる高クロム・
フエライト系ステンレス鋼の製造方法を提供する
ものである。以下、本発明の高クロム・フエライト系ステン
レス鋼の製造方法について詳細に説明する。本発明に用いる鋼の組成は、Ｃ；0.015〜0.03
重量％、Si；0.1〜10重量％、Mn；１重量％以
下、Ｓ；0.01重量％以下、Cr；20〜25重量％、
Mo；0.3〜1.0重量％、Ni；0.1〜1.5重量％、
Cu；0.04〜0.5重量％、Ｎ；0.015〜0.03重量％、
Nb；８（Ｃ＋Ｎ）〜20（Ｃ＋Ｎ）、さらにTiおよ
び／またはZrをTi＋Zr／２の総量で；0.02〜0.1
重量％含有し、残部Feおよび不可避的不純物で
ある。Ｃは耐食性、靭性の面から少ない方が好ましい
が、Ｃが0.015重量％未満であると、溶製が困難
であり、製造コストが高くなる。Ｃが0.03重量％を超えると、クロム炭化物が生
成し、耐食性と靭性が劣化する。 Siは脱酸効果のある元素であるが、Siが0.1重
量％未満であると、脱酸効果が充分でなく、Siが
1.0重量％を超えると、成形性が劣化する。 Mnは脱硫、脱酸作用のある元素であるが、
Mnが１重量％を超えると、耐食性が劣化する。Ｓは0.01重量％を超えると、耐食性が劣化す
る。 Crは耐食性を決定する中心元素であり、オー
ステナイト系ステンレス鋼と同等の耐食性を得る
には、20重量％以上の添加が必要であるが25重量
％を越えると、靱性の低下が大きく、製造が困難
となる。 Moは耐食性を向上させる元素であるが、Mo
が0.3重量％未満では、上記耐食性が不十分であ
り、また、Moは高価なため、Moが1.0重量％を
超えると製造コストが高くなる。 Niは耐食性および靱性を向上させる元素であ
るが、Niが0.1重量％未満であるとその効果が不
十分であり、またNiは高価なため、Niが1.5重量
％を超えると製造コストが高くなる。 Cuは大気中における耐銹性を向上させる元素
であるが、Cuが0.04重量％未満であるとその効果
が不十分であり、またCuが0.5重量％を超えると、
熱間圧延時に表面割れが生じることがある。ＮはＣと同様に、Cr窒化物を生成し、耐食性
および靱性を劣化させるため、少ない方が好まし
いが、Ｎが0.015重量％未満であると溶製が困難
であり、製造コストが高くなる。また、Ｎが0.03
重量％を超えるとCr窒化物が生成し、耐食性お
よび靭性が劣化する。 Nbは炭窒化物生成傾向がCrに比べて大きく、
Crの炭窒化物の生成を抑制し、耐食性および靱
性の劣化を防ぐ効果がある。NbがＣ＋Ｎの総量
の８倍未満であると、上記効果は不十分であり、
また、NbがＣ＋Ｎの総量の20倍を超えても、上
記効果は飽和し、向上せず製造コストの上昇を招
く。 Tiおよび／またはZrは、Cr、NbよりＣ、Ｎの
固定に有効である。Ti＋Zr／２の総量が0.02重量
％未満であると、上記効果が不十分であり、また
Ti＋Zr／２の総量が0.1重量％を超えるとTiおよ
びZrの粗大な窒化物が生成し、表面清浄を著し
く低下させる。 TiおよびZrの添加量は上記理由により制限さ
れるため、Ｃ、Ｎを固定するためにはNbとの複
合添加が必要である。なお、Nbの単独添加では、炭窒化物が加熱に
対して不安定であるため、微細な炭窒化物析出に
伴なう強度上昇により成形性が不足する。上記の組成の高クロム・フエライト系ステンレ
ス鋼を冷間圧延鋼板（鋼の形態は、鋼板に限らな
い）と成し、該冷間圧延鋼板をガス雰囲気の露点
が−60〜−45℃の非酸化性ガス雰囲気中で、925
〜975℃の光輝焼鈍を行なう。上記酸化性ガスは、例えばアンモニア分解ガ
ス、水素ガス等が好ましいが、これに限定される
ものではない。非酸化性ガスの露点が−45℃を超えると、耐食
性の良好な酸化被膜が形成されず、また、鋼板表
面の着色が著しくなる。炉内を−60℃未満の露点
に保つことは工程生産上困難である。光輝焼鈍温度が975℃を超えると結晶粒の粗大
化が生じ、値が低下する。また光輝焼鈍温度が
925℃未満であると、再結晶が充分完了せず、強
度が高く、値が低下し、成形性が劣化する。なお、光輝焼鈍の焼鈍時間は、20〜120秒程度
とすればよい。上記光輝焼鈍を行なつた高クロム・フエライト
系ステンレス鋼を、５〜30重量％硝酸水溶液の電
解浴中で、２〜30クーロン／dm²の電気量の電解
処理を行なうことにより、成形性と耐食性に優れ
る高クロム・フエライト系ステンレス鋼を製造す
ることができる。電解液である硝酸水溶液の硝酸濃度が５重量％
未満であると、光輝焼鈍で高クロム・フエライト
系ステンレス鋼の表面に生じた微かな着色を取り
除くことができない。また、硝酸濃度30重量％を
超えると槽壁、配管の損傷の危険性が増大する。電解液の温度は特に限定されないが通常10〜60
℃程度であればよい。電気量が２クローン／ｄm²未満であると耐食性
改善効果がほとんど得られず、また電気量が30ク
ローン／ｄm²を超えると表面の白色化を生じ光沢
の低下の問題が生じる。＜実施例＞以下、本発明の実施例を具体的に説明する。（実施例）下記第１表に示す組成の鋼を溶製し、厚さ４mm
の熱延鋼板を製造した。本発明の組成の範囲にあ
るNo.１〜No.８を本発明鋼とし、Tiおよび／また
はZrの組成が本発明の範囲外のNo.９〜No.13を比
較鋼とし、430系ステンレス鋼をNo14の従来鋼と
した。上記熱延鋼板を焼鈍酸洗後、冷間圧延し、厚さ
1.6mmの冷延鋼板を製造した。上記冷延鋼板を再度、焼鈍酸洗し、冷間圧延
し、厚さ0.4mmの薄鋼板を製造した。得られた薄
鋼板を露点−55〜−50℃の範囲に制御したアンモ
ニア分解ガス中にて950℃、30秒間光輝焼鈍を行
つた。その後、光輝焼鈍を行つた薄鋼板に10重量％硝
酸水溶液中で第２表に示す電気量にて電解処理を
行なつた。さらに、電解処理を行なつた薄鋼板に、圧下率
1.5％の調質圧延を行なつた。得られた薄鋼板のL.C.X方向より、JIS13号Ｂ
試験片を採取し、引張試験を行ない、0.2％耐力、
引張強さ、値を測定した。その結果を第２表および第４図に示す。また、耐食性の評価法として、海岸より100ｍ
の位置に前記試験片を置いて大気暴露試験（１ヶ
月）を実施し、試験後、画像解析により試験片の
発銹部の面積率を測定した。また、暴露試験前の
試験片の白色度を色素計により測定した。その結果を第２表、第１図および第２図に示
す。第２表に示すように、本発明例における発銹面
積率は3.3％以下であるのに対して比較例におけ
る発銹面積率は、8.7％以上であつた。第１図は本発明鋼であるNo3鋼の光輝焼鈍時の
アンモニア分解ガスの露点および光輝焼鈍後の電
解処理の耐食性に及ぼす影響を示すグラフであ
る。露点が本発明の範囲である−60〜−45℃のと
き、発銹面積率は小さく、高クロム・フエライト
系ステンレス鋼の耐食性は良好であつた。光輝焼鈍後電解処理を行なうと、発銹面積率は
さらに小さくなり、鋼板表面の微かな着色も消滅
した。第２ａ図および第２ｂ図は電解処理時の電気量
と発銹面積率および白色度の関係を示すグラフで
ある。電気量が本発明の範囲である２〜30クーロン／
ｄm²のとき、発銹面積率および白色度は小さい。
電気量２クーロン／ｄm²未満のときは、発銹面積
率が大きく、30クーロン／ｄm²を超えるときは、
白色度が大きかつた。第３ａ図、第３ｂ図および第３ｃ図は、光輝焼
鈍時の焼鈍温度と機械的性質（値、引張強さ、
0.2％耐力）の関係を示すグラフである。焼鈍温度が本発明の温度範囲925〜975℃のとき
は、値は高く、引張強さおよび0.2％耐力は小
さく、よつて高クロム・フエライト系ステンレス
鋼の加工性（成形性）は良好であつた。焼鈍温度が925℃未満のときは、値は低く、
引張強さおよび0.2％耐力は大きく、また焼鈍温
度が975℃を超えるときは、γ値が低く、高クロ
ム・フエライト系ステンレス鋼の加工性は悪い。第４ａ図、第４ｂ図および第４ｃ図は、Ti＋
Zr／２の総量と機械的性質（値、引張強さ、
0.2％耐力）の関係を示すグラフである。 Ti＋Zr／２の総量が本発明の範囲0.02〜0.1重
量％のときは、値が高く、引張強さおよび0.2
％耐力が小さく、よつて高クロム・フエライト系
ステンレス鋼の加工性が良好であつた。 Ti＋Zr／２の総量が0.02重量％未満のときは、
ｒ値が低く、引張強さおよび0.2％耐力が大きく、
高クロム・フエライト系ステンレス鋼の加工性が
悪い。 Ti＋Zr／２の総量が0.1重量％を超えるときは、
加工性は良好であるが、TiおよびZrの粗大な窒
化物が生成し、表面清浄が著しく低下した。

【表】

【表】＜発明の効果＞本発明の高クロム・フエライト系ステンレス鋼
の製造方法によれば成形性（加工性）および耐食
性の優れた高クロム・フエライト系ステンレス鋼
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、光輝焼鈍時の雰囲気ガスの露点と発
銹面積率との関係を示すグラフである。第２ａ図
および第２ｂ図は、それぞれ電解処理時の電気量
と発銹面積率および白色度の関係を示すグラフで
ある。第３ａ図、第３ｂ図および第３ｃ図は、そ
れぞれ光輝焼鈍時の焼鈍温度と機械的性質（
値、引張強さ、0.2％耐力）との関係を示すグラ
フである。第４ａ図、第４ｂ図および第４ｃ図
は、それぞれ鋼中のTi＋Zr／２の総量と機械的
性質（値、引張強さ、0.2％耐力）との関係を
示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

１Ｃ；0.015〜0.03重量％、Si；0.1〜1.0重量％、
Mn；１重量％以下、Ｓ；0.01重量％以下、Cr；
20〜25重量％、Mo；0.3〜1.0重量％、Ni；0.1〜
1.5重量％、Cu；0.04〜0.5重量％、Ｎ；0.015〜
0.03重量％、Nb；８（Ｃ＋Ｎ）〜20（Ｃ＋Ｎ）、さ
らにTiおよび／またはZrをTi＋Zr／２の総量
で；0.02〜0.1重量％含有し、残部Feおよび不可
避的不純物の組成であるフエライト系ステンレス
鋼を、露点が−60〜−45℃の非酸化性ガス雰囲気
中で925〜975℃にて光輝焼鈍を行ない、その後５
〜30重量％硝酸溶液中で、２〜30クーロン／ｄm²
の電気量の電解処理を行なうことを特徴とする成
形性と耐食性に優れる高クロム・フエライト系ス
テンレス鋼の製造方法。