JPH0499151A - プレス成形加工性と表面特性に優れたフェライト系ステンレス鋼およびその製造方法 - Google Patents

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】 「発明の目的」 本発明はプレス成形加工性と表面特性に優れたフェライ
ト系ステンレス鋼およびその製造方法に係り、深絞り、
張出し、伸びフランジ等のプレス成形加工性および表面
疵や成形後の耐縦割れ性などの表面特性に優れたフェラ
イト系ステンレス鋼およびその適切な製造方法を提供し
ようとするものである。

（産業上の利用分野） プレス成形加工性と共に成形後の表面特性に優れたフェ
ライト系ステンレス鋼およびその製造技術。

（従来の技術） フェライト系ステンレス鋼板は家業機器、家電機器に広
く用いられている。ステンレス鋼板の部品への成形に際
しては、プレス成形加工を施すのが一般的である。また
、成形の方法は深絞り加工、張り出し加工、伸びフラン
ジ加工などの単独あるいは組み合わせにより行われる。

何れにしても材料に対しては苛酷な成形が行われる場合
が多く、鋼板には優れた成形加工性が要求される。また
、深絞り加工を受けた後、縦割れと称する割れが生ずる
ことがあり、耐縦割れ性に優れることも要求される。

このような背景から従来多くの加工用フェラ・イトステ
ンレス鋼に関する技術が検討され、その方法が以下のよ
うに開示されている。

■　例えば特公昭５７−３６９７１号公報のように深絞
り性を向上させるためのＴｉ添加Ｎ含有フェライト系ス
テンレス鋼。

■　特公昭５７−５５７８７、特公昭５９−３７３３２
、特公平２−４２７および特開平ｌ−２０１４４５号公
報のように、Ｔｉ、Ｎｂ、　Ｖ。

Ｚｒの単独あるいは複合添加されたＮ添加フェライト系
ステンレス鋼。

■　特開昭５８−１０４１５８、特公昭５９５２２２６
号公報のようなＣｕ添加フェライト系ステンレス鋼。

■　特公平２−７３９１号公報のように縦割れを改善す
る方法としてＢ添加フェライト系ステンレス鋼。

（発明が解決しようとする課題） 前記したような従来の技術によるものは何れにしても好
ましい手法となし得ない。即ち■の特公昭５７−３６９
７１号公報に開示されているＴｉ添加フェライト系ステ
ンレス鋼、あるいは■の特公昭５７−５５７８７号、特
公昭５９−３７３３２号、特公平２−４２７号、特開平
１−２０１４４５号公報に開示されている７１％または
ＴｉとＮｂ５Ｖ。

Ｚｒ添添加フシライト系ステンレス鋼はいずれもその実
施例中に示されているようにｏ、ｏｏｓ〜０．５０％の
Ｍ添加を必須要件としている。これはＭｓ　Ｔｓ複合添
加による成形加工性の改善、あるいは脱酸材として添加
することによりＴｉ（ｈの生成抑制を通じた阜面性状改
華効果を期待したものである。しかしながらＮの添加は
鋼中に硬質な／Ｖ　ｚ　Ｏｓの生成をもたらし、鋼板上
に表面疵をつくる原因となるためステンレス鋼板の美観
を損うという欠点を有する。

上記した■の特公昭５９−５２２２６号、特開昭５８−
１０４１５８号公報に開示されているＣｕ添加フェライ
ト系ステンレス網は、板面異方性の改善、耐食性の向上
の点から０．２〜０．６％程度のＣｕが添加されるので
、特性の向上には有効であるがコストの増加をもたらす
という問題点がある。

更に■の特公平２−７３９１号公報によるものは耐縦割
れ性が改善されるとしても深絞り性や張出し性、伸びフ
ランジ性などのプレス成形加工性に難点を有している。

「発明の構成」 （課題を解決するための手段） 本発明は上記したような従来技術における課題を解消す
るように検討を重ね、Ｍの無添加あるいは厳しい制限、
Ｔｉｓ　Ｎｂｓ　Ｂ添加量の適正化という観点から成分
範囲を規定して加工成形性と共に表面特性に優れたフェ
ライト系ステンレス鋼を得しめ、又このような成分範囲
規定に加えて熱間圧延および巻取り条件を限定し、−層
の特性向上を適切に図ることに成功したものであって、
以下の如くである。

１、　　ＣＯ，１０ｗｔ％以下、　Ｓｉ：２．０ｗｔ％
以下Ｍｎ　・１．０ｗｔ％以下、　Ｃｒ　：　１０．０
〜２０．０ｗｔ％、Ｎ　　Ｏ，０４−１％以下、　Ｍ：
　０．００２　ｕｔ％未満、Ｔｉ　、　０．０３〜０．
５０ｗｔ％、Ｎｂ　：　０．０３〜０．５０ｗｔ％、Ｂ
　　０．０００５〜０．０１００ｗｔ％、０　：　０．
００５　ｓｅｔ％以下、 を含有し、残部が鉄および不可避的不　鈍物からなり、
下記の式を満足するプレス成形加工性と表面特性に優れ
たフェライト系ステンレス鋼。

５≦１００００・Ｂ−（Ｔｉ＋Ｎｂ）／　（４・（Ｃ＋
１２／１４・Ｎ）〕　　≦２５２、　　Ｃ：　０．１０
ｗｔ％以下、　Ｓｉ：２．０ｗｔ％以下Ｍｎ　：　１．
Ｏｅｖｔ％以下、　Ｃｒ　：　１０．０〜０．０１００
、Ｎ　：　０．０４賀ｔ％以下、　Ａ１：　０．０２ｗ
ｔ％以下、Ｔｉ　：　０．０３〜０．５０賀ｔ％、Ｎｂ
　：　０．０３〜０．５０ｗｔ％、Ｂ　　：　０．００
０５〜０．０１００　ｗｔ　％、０　：　０．００５　
ｗｔ％以下、 を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、下
記の式を満足するフェライト系ステンレス鋼のスラブを
熱間圧延するに際し、９００℃以下の圧下率を５０％以
上とし、８００℃以下の仕上り温度で圧延を終了し、コ
イル巻取り温度を６００℃以上としてコイリングした後
、熱延コイルを箱型あるいは連続焼鈍するか、焼鈍を省
略しその後、冷間圧延と冷延板焼鈍を組み合わせて行う
ことを特徴とするプレス成形加工性と表面特性に優れた
フェライト系ステンレス鋼の製造方法。

５≦１００００・Ｂ−（Ｔｉ　＋　Ｎｂ）／　（４・（
Ｃ＋　１２／１４・Ｎ）〕≦２５（作用） 上記したような本発明における化学成分について−ｔ％
（以下単に％という）により説明すると以下の如くであ
る。

Ｃ５０，１０％。

Ｃは、鋼板の機械的性質、特に強度特性を付与するため
必要に応じて添加するが、多量に含有すると硬質となり
プレス成形に支障を来すので上限を０．１０％とするこ
とが必要である。

Ｓｉ≦２．０％。

Ｓｉは、脱酸元素として作用し、また耐高温酸化性を向
上させるが、多量の添加は硬質となるので２．０％を上
限とする。

ＭｎＳ２．０％。

Ｍｎは、熱間加工性の改善のために添加するが、１．０
％を超えるとコストの増加をもたらすので、上限を１．
０％とした。

Ｃｒ　：　１０．　０〜２０．０％。

Ｃｒは、ステンレス網板の耐食性確保のため必須の元素
であって、１０％未満ではその作用が不充分である。然
し２０％を超えると加工性が劣化するので２０％以下と
することが必要である。

Ｎ≦０．０４％。

Ｎは、オーステナイト形成元素であり、リジングの改善
のために有効に利用することができる。

ただし、０．０４％を超えると加工性を損うことがある
ので上限を０．０４％とした。一般に低Ｎ化は加工性の
向上に有効であるが、リジング性を劣化させる。加工性
が優先する用途にはＮ≦１５０ｐｐｎ＋とすることが好
ましい。耐リジング性が付加的に要求される場合にはＮ
≦０．０４％の範囲でＮｌを制限する。

Ｎ≦０．００２％。

Ｎは、Ｍｔ　Ｏｘの生成をもたらし、表面疵発生の原因
となり、ステンレス鋼板の美麗な外観を損うこととなる
ので意図的な添加を避け、不可避的な混入をも０．００
２％を上限とする。

０．０３％≦Ｔｉ≦０．５０％、０．０３％≦Ｎｂ≦０
．５０％。

ＴｉおよびＮｂは、共に炭窒化物形成元素であり、加工
性の改善に有効な作用をなす。本発明はＴｉとＮｂをと
もに複合添加することが１つの特徴をなしている。即ち
深絞り性の改善には好ましい集合組織を形成させ、ｒ値
を向上させることが基本であるが、Ｎｂは冷間圧延時に
おける、加工集合組織を、またＴｉは焼鈍時の再結晶集
合組織を改善することにそれぞれ特に有効に作用する。

従ってそれぞれを単独添加するよりも優れた効果が複合
添加による相乗作用によりもたらされる。これらのもの
は、０゜０３％未満では効果が小さく、また０、５０％
を鰯えると作用が飽和するため範囲を０．０３％以上０
．５０％以下とした。

Ｂ：０．０００５〜０．０１００％。

Ｂは、ステンレス鋼板における耐縦割れ性の向上のため
に添加する。０．０００５％未満では作用が少なく、又
０．０１００％を超える添加は効果が飽和するので、０
．０００５％以上０．０１００％以下を添加範囲とする
。また、耐縦割れ性を向上させるためには鋼中に固溶し
ているＢの確保が必要？）ＪｉＤ’Ｆ４−９９１５１　
　Ｌ４．／であるが、コノたメニ５　≦１００００−Ｂ
−（Ｔｉ＋Ｎｂ）　／〔４・（Ｃ＋　１２／１４・Ｎ）
〕≦２５、なる条件式を満足するようにＢ添加量を規定
する。

０≦ｏ、ｏｏｓ％。

鋼中酸素量の増大はＴｉ　Ｏｔ　、Ｃｒ　ｔ　Ｏｓの硬
質介在物の量とサイズを増加させ表面特性の劣化をもた
らすのでｏ、ｏｏｓ％以下とした。これによりｒ値（ラ
ンクフォード値）　１．４以上、エリクセン値（Ｅｒ）
１０．１ｍ−以上を確保している。

製造条件としては以下の如くである。

９００℃以下の圧下率を５０％以上とし、８００℃以下
の仕上り温度で圧延を終了する。

熱延条件の規定は、未再結晶域圧延を行い、ひずみ誘起
析出によるＮｂ　（ＣＮ）を鋼中に析出せしめ熱延板な
らびに熱延再結晶後の集合組織を形成せしめるために行
う、９００℃を超える温度域では再結晶が主として起こ
るため９００℃以下での圧延を実施する。また、５０％
未満の圧下率では十分な析出が起こらないため圧下率を
５０％以上とした。更に、仕上り温度が８００℃を超え
ると十分な再結晶集合組織形成が期待できないため８０
０℃以下とした。

コイル巻取り温度を６００℃以上とする。

上記のような熱延後における巻き取り温度の規定は、Ｔ
ｉ及びＮｂの十分な析出を生じせしめるために行う、６
００℃未満の巻取り条件ではコイル冷却中に起こる炭窒
化物の生成がほとんど期待できないため６００℃以上と
した。

又、本発明によれば熱延板の焼鈍を特に規定することな
く所要の特性を付与することができる。

従って熱延板焼鈍は箱型焼鈍によっても連続焼鈍によっ
゛ても、若しくは省略しても構わない。

更にこのような本発明の作用について説明すると、上述
したような本発明における特徴的手段は、以下の如くで
ある。

Φ　Ｎ無添加による表面性状の改善。

■　Ｔｔ、Ｎｂの複合添加による加工性改善上における
相乗作用。

ＣＡＢの適量添加による耐縦割れ性改善作用。

■　熱延条件の規定による加工性の改善。

■のように、Ｍを無添加として表面特性が改善されるの
は、鋼中のＮ、０．の生成が抑制され硬質な介在物が減
少するためであって、添附図面に示す如（ｓｏｌ、Ａ／
量を０．００２％未満とすることにより表面疵グレード
を大幅に良好とすることができる。従来、Ｎ無添加とす
るとＴｉ０−が生成し表面性状に悪影響を及ぼしたため
その欠点を押してＮの添加がなされることがあったが、
本発明者らは、この問題の解決にあたりスラグ脱酸、脱
ガス精練設備の利用の検討を鋭意進め酸素含有量の低減
を可能とした。これによって、Ｎ無添加とした場合の従
来の問題を解決し、かつＮ添加により生ずる弊害をも無
くした。

■の、Ｔｉｓ　Ｎｂの複合添加による加工性の改善は、
先に延べたように好ましい集合組織の形成を通してなさ
れる。好ましい集合組織とは（１１１）＜１１２＞ない
しは（５５４）＜２２５＞の集積が強く、逆に（１００
）（１１０）が弱いことである。ＴｉとＮｂを複合添加
すると、無添加の場合、あるいは単独に添加した場合に
比べ、良好な集合組織が形成される。その機構について
は現在必ずしも明確ではないが、■鋼中の固溶Ｃ，Ｎ量
を減少させることによるマトリックスの純化作用、■析
出物の存在による加工集合組織ならびに再結晶集合組織
の改善、の他に、＠　Ｔ１Ｎｂ　（ＣＮ）の複合析出物
の存在による作用、が効果を有しているものと推定され
る。

前記Ｏの、Ｂ適量添加による縦割れ性の改善は、固溶Ｂ
の粒界偏析による粒界強化によりなされると考えられる
。従って固ｍＢを確保することが必要であり、そのため
には２≦１００００・Ｂ−（Ｔｉ十Ｎｂ）／　（４・（
Ｃ＋　１２／１４・Ｎ）〕≦２５なる条件式が満たされ
る必要がある。

前記■　については、熱延において未再結晶域圧延を実
施すること、ならびに比較的高温での巻取りを実施する
ことは、微細な析出物を熱延板中に生成させることに有
効に作用する。特に９００℃以下の温度域で圧延を施す
際にひずみ誘起析出が生じ、加工性の改善に有効なＴ１
Ｎｂ　（ＣＮ）の複合析出物が鋼中に存在するようにな
ると考えられる。

なお、上記のようなフェライト系ステンレス鋼は、電気
炉、転炉あるいは溶融還元炉で溶製され、必要に応じ脱
ガス精練された後、連続鋳造法ないしは造塊−分塊法に
よりスラブとされる。脱ガス炉外精錬法としてはＶＯＤ
　（νａｃｕｕｓ＋　Ｏｘｙｇｅｎ　Ｄｅｃａｒｂｏｎ
ｉ−ｚａｔｉｏｎ）　、ＶＡＤ（Ｖａｃｕｕｍ　Ａｒｃ
　Ｄｅｇａｓｓｉｎｇ）が用いられる。この場合、加減
圧精錬法を用いると効果が一層大きい。その後、熱延し
必要に応じて熱延板焼鈍した後、酸洗される。この際の
焼鈍は箱型焼鈍でも連続焼鈍でも、また省略してもかま
わない。

その後、冷間圧延−焼鈍酸洗を１回ないし２回以上繰り
返し鋼板ないしは鋼帯を製造する。冷間圧延においては
レバースミルあるいはタンデムミルのいずれによっても
、又それらを組合せても必要特性を得ることに支障がな
い。更に、その際のワークロール径も大径であっても小
径であっても構わない。

（実施例） 本発明によるものの具体的な実施例について説明すると
以下の如くである。

本発明者等は次の第１表に示す成分を有するフェライト
系ステンレス鋼を溶製し熱間圧延を行い焼鈍と冷間圧延
を組合わせて０．８削厚の鋼板を製造した。またその加
工性ならびに表面特性について種々検討した。その結果
を併せて第１表に示す。

なおこれらは熱間圧延条件に特別な規定を設けず製造し
た特性例である。

第 表 ＊　　ＥＢ　Ｉ　＝１００００Ｂ　　（Ｔｉ＋Ｎｂ）／
　Ｃ４（Ｃ＋１２７１４−Ｎ）　）本本表面班グレード
　　Ａ：非常に良好、　　Ｂ：良好。

Ｃ：標準。

Ｄ＝劣悪。

Ｅ：非常に劣悪 即ち、前記第１表によるときは、本発明鋼はｒ値（ラン
クフォード値）がいずれも１．４以上で深絞り性に優れ
ることがわかる。また、張り出し性の評価に用いられる
エリクセン値（Ｅｒ）もいずれも１０．１　ｗ以上であ
って、十分な加工性を有することが明かである。しかも
これらの本発明鋼においては二次成形時に問題となる縦
割れは適量のＢが添加されていることにより全く生じな
かった。

表面特性もＲｚで評価される表面粗さが０．５μ−以下
と十分低く良好である。加うるにＮが添加されていない
こと、またＯ量の低ｆＩｉ（０＜４０ｐｐ翔）により、
硬質介在物を起因とした表面疵の発生も皆無であった。

一方、比較鋼に、ＬはＴｉのみが添加され、Ｔｉ。

Ｎｂの複合添加がなされていないことからｒ値は１．１
以下で加工性が十分でない。比較鋼Ｍ、０はＴｉ、　Ｎ
ｂの適量複合添加がなされており、加工性は確保されて
いるもののＭ添加に起因した表面疵の発生が難点となっ
ている。この問題はＭを多量に含有している比較鋼に、
Ｌにおいても顕著に認められる。さらに比較鋼はいずれ
もＢが添加されていないかあるいはＥＢＩ値で代表され
る固溶Ｂ量が十分でないため縦割れが多発し問題点とな
っているし、エリクセン値や表面粗さＲｚにおいても劣
っている。

更に熱延条件を変えた場合の特性変化に関する代表例を
次の第２表に示した。即ちこの場合は前記した第１表の
Ａ鋼を供試鋼とし、９００℃以下の圧下率、仕上り温度
および巻取り温度を種々に変えて実施したものである。

エリクセン値で表される張り出し加工性は本発明鋼であ
るＡ鋼を用いているためいずれも１０．５＋Ｉｌｓ以上
と優れる。更に本発明条件のＡＩ−Ａ７の製造条件によ
れば、Ｅｒ上１１　、５＋ｕ＋の特に優れた張り出し加
工性が付与されていることがわかる。又、深絞り性の指
標となるｒ値も同様な傾向を示し、ＡＩ−Ａ７において
はｒ≧１．８の特に優れた特性を示す。

又、Ａ１６．１７に示されるように熱延仕上げ条件が本
発明範囲内であってもコイル巻取り温度が６００℃未満
の場合にはＥｒ上１１．５ｍｍ、　ｒ≧１．８で示され
る特に優れた特性の付与が困難になる。

第２表 即ち、ランクフォード値が１．８以上、エリクセン値１
１．５ｍ以上のように優れた高加工性を有するステンレ
ス鋼が、９００℃以下の圧下率５０％以上、仕上り温度
は８００℃以下、巻取り温度を６００℃以上とすること
により的確に得られることを［認した。

「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときはＮ含有量を低減
して表面性状を改善し、ＴｉおよびＮｂの適量複合添加
とＢの適量添加によりプレス成形加工性と表面特性がと
もに優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供し、又そ
の製造条件を特定してそれらの特性が一層卓越した上記
ステンレス鋼板をセン値）の関係を示したもので、仕上
がり温度を８００℃以下、且つ９００℃以下での圧下率
を５０％以上とすることで１１．５ｍｍ以上の優れたエ
リクセン値が得られることが示されている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．１０ｗｔ％以下、Ｓｉ：２．０ｗｔ％以下
   Ｍｎ：１．０ｗｔ％以下、Ｃｒ：１０．０〜２０．０ｗ
   ｔ％、Ｎ：０．０４ｗｔ％以下、Ｍ：０．００２ｗｔ％
   未満、Ｔｉ：０．０３〜０．５０ｗｔ％、Ｎｂ：０．０
   ３〜０．５０ｗｔ％、Ｂ：０．０００５〜０．０１００
   ｗｔ％、 Ｏ：０．００５ｗｔ％以下、 を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、下
   記の式を満足するプレス成形加工性と表面特性に優れた
   フェライト系ステンレス鋼。 ５≦１００００・Ｂ−（Ｔｉ＋Ｎｂ）／〔４・（Ｃ＋１
   ２／１４・Ｎ）〕≦２５２、Ｃ：０．１０ｗｔ％以下、
   Ｓｉ：２．０ｗｔ％以下Ｍｎ：１．０ｗｔ％以下、Ｃｒ
   ：１０．０〜２０．０ｗｔ％、Ｎ：０．０４ｗｔ％以下
   、Ｍ：０．０２ｗｔ％以下、Ｔｉ：０．０３〜０．５０
   ｗｔ％、Ｎｂ：０．０３〜０．５０ｗｔ％、Ｂ：０．０
   ００５〜０．０１００ｗｔ％、 Ｏ：０．００５ｗｔ％以下、 を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、下
   記の式を満足するフェライト系ステンレス鋼のスラブを
   熱間圧延するに際し、９００℃以下の圧下率を５０％以
   上とし、８００℃以下の仕上り温度で圧延を終了し、コ
   イル巻取り温度を６００℃以上としてコイリングした後
   、熱延コイルを箱型、或いは連続焼鈍するか、焼鈍を省
   略しその後、冷間圧延と冷延板焼鈍を組み合わせて行う
   ことを特徴とするプレス成形加工性と表面特性に優れた
   フェライト系ステンレス鋼の製造方法。 ５≦１００００・Ｂ−（Ｔｉ＋Ｎｂ）／〔４・（Ｃ＋１
   ２／１４・Ｎ）〕≦２５