JPH0593222A - オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法およびオーステナイト系ステンレス鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形利用上普遍的で合理的な材料特性を有す
るオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法とその鋼
板を提出する。 【構成】 オーステナイト系ステンレス鋼スラブから鋼
帯を得る工程において、熱間圧延を９００〜７００℃で
終了し、６５０℃以下で巻取り、７００〜８５０℃で連
続焼鈍し、予備処理、酸洗し、冷間圧延して最終焼鈍を
行う。Ｃ，Si, Mnを特性値以下に制限すると共にCr, Ni
を特定範囲内で含有し、下式による異方性指標ΔＸがＥ
ｌ値で2.０％以下、ｒ値で0.３以下のオーステナイト系
ステンレス鋼板。 ΔＸ＝｜｛（Ｘ_L ＋Ｘ_C ）／２｝−Ｘ_D ｜ 【効果】 成形ないし利用上好ましい異方性に関し頗る
小さい製品を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はオーステナイト系ステン
レス鋼板の製造方法およびオーステナイト系ステンレス
鋼板に係り、成形利用上普遍的で合理的な材料特性を有
するオーステナイト系ステンレス鋼板（鋼帯なども含
む）の製造方法およびその製品である新しいオーステナ
イト系ステンレス鋼板を提供しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、オーステナイト系ステンレス鋼板
または鋼帯は、連続鋳造スラブまたは鋼塊を熱間圧延し
て熱延板とし、連続的にまたは連続的に溶体化処理（焼
鈍）を行い、酸洗して冷間圧延し、最終焼鈍を施す方法
で製造されている。熱延板を溶体化処理する目的は、第
１に、鋼板を再結晶させ軟化させて冷間圧延性を向上さ
せることであり、又、第２に、鋼板中に存在する炭化物
は冷間圧延中に疵の原因となるため、冷間圧延前に炭化
物を母相中に固溶させて疵の発生を未然に防ぐことであ
る。第３には熱延ままではスケール除去が困難である
が、焼鈍することにより脱スケール性が改善される結
果、さらに第４には機械的性質の異方性が改善される効
果がある。

【０００３】オーステナイト系ステンレス鋼は再結晶温
度が高いため、熱延板の溶体化処理は通常１０００℃以
上の高温で行われる。したがって、熱延板の溶体化処理
を省略することが可能になれば、省エネルギー効果は極
めて大きく、また生産性の向上につながる。こうした観
点からすでに幾つかの技術が報告されている。例えば特
公昭５８−５６０１３号公報では、熱間圧延したオース
テナイト系ステンレス鋼帯を溶体化熱処理することな
く、あるいは７００〜１０００℃で溶体化熱処理し、機
械的予備脱スケール処理、塩酸酸洗を行い、冷間圧延・
仕上溶体化熱処理を行う方法が提案されている。

【０００４】また特開昭６１−４９７０６号公報では、
焼鈍を省略した熱延板をメカニカルデスケーリングし、
熱延板を４０〜１５０℃に予熱して硝フッ酸あるいは塩
酸と第２鉄塩の混合液で酸洗し、冷間圧延することをを
提案してある。特開昭６１−９９６２８号公報では、熱
延板を焼鈍することなく冷間圧延鋼帯を製造する工程に
おいて、熱間粗圧延後１０００〜１１５０℃に１〜３０
分保持し、累計圧下率が５０％以上の熱間仕上圧延を９
５０℃以上で行う方法を提案している。

【０００５】さらに特公平２−１３００３号公報は、ス
ラブを１２００〜１３００℃に加熱し、２５％／パス以
上の圧下を１パス以上行う熱間粗圧延を１０５０℃以上
で終了し、全圧下率５０％以上の熱間仕上圧延を９８０
〜１１００℃で終了させ、巻取り後熱延板を焼鈍するこ
となく、脱スケールし冷間圧延する方法を提案してい
る。

【０００６】熱延板の溶体化処理を省略する場合、製造
工程上また材質上いくつかの問題点が生ずる。すなわ
ち、熱延板の酸洗性低下と、冷延焼鈍板の機械的性質の
異方性の増大である。こうした問題点を解決するため、
すなわち酸洗性低下の問題点に対しては、特公昭５８−
５６０１３号公報、特開昭６１−４９７０６号公報が、
又異方性の増大の問題点に対しては、特開昭６１−９９
６２８号公報、特公平２−１３００３号公報が解決策を
提案しているわけである。

【０００７】なお酸洗性と異方性の両方の問題点に対し
ては例えば、特公昭６２−１６２５１号公報、特開昭６
０−５９０２２号公報がある。前者は、熱延板を焼鈍す
ることなく硝酸・塩酸・第２鉄塩の混合溶液中で酸洗
し、さらに冷間圧延するものである。又後者は熱延板を
６５０℃以上で巻取り徐冷し、熱延板の溶体化処理を行
うことなく塩酸酸洗あるいは塩酸または硝酸中で電解脱
スケールを行うものである。

【０００８】鋼帯をも含むオーステナイト系ステンレス
鋼板においてその成形利用上異方性の小さいものが好ま
しいことは当然で、従来斯かる異方性の判定は主として
イヤリング率が採用されている。即ちカップ絞り後のカ
ップ底からカップ縁の山頂点までの高さと、同じく該カ
ッフプ縁の谷底点までの高さから求められる値であっ
て、材料成形時の異方性を判断する指標とされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この種オーステナイト
系ステンレス鋼板に関して成形利用上一般的に採用され
ているイアリング率は、実際の試験材、特に異方性の小
さい材料に関しての異方性を示すパラメータとして精度
上必ずしも好ましいものとなし得ない。即ちステンレス
材においても圧延方向による伸び値への影響が残ること
は当然で、前記したカップ絞りないしその後において、
斯うした関係を的確に考慮することが困難で、実際の材
料における特性との間に変動が避けられない。

【００１０】又上記のようなイアリング率算出の基礎と
なるカップ絞り試験は、ブランク径、ポンチ径を任意に
選択することとなり、試験条件によってイアリング率が
異るので相互を比較する意味が乏しい。更にイアリング
率では前記したカップ底からカップ縁山、谷の位置のみ
が問題であり、材料特性の方向性を正確に表現している
ものとなし難い。

【００１１】前記した特公昭５８−５６０１３号公報、
特開昭６１−４９７０６号公報のものは異方性増大に対
し解決策がなく、又特開昭６１−９９６２８号公報、特
公平２−１３００３号公報のものでは酸洗性低下の問題
に対し何等の解決策がなされていない。特公昭６２−１
６２５１号公報、特開昭６０−５９０２２号公報による
ものも発明者らは酸洗性と異方性について必ずしも好ま
しい解決をなしているものとは認め難いし、後者につい
ては徐冷により熱延板は鋭敏化しており、又冷延用素材
の酸洗による表面劣化が皆無とは考え難い。前者につい
ては特殊な酸洗液を使用するため成分系に応じた酸洗液
の交換が必要となり、生産性低下を来すこととなる。

【００１２】

【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決するように検討を重ね、工
業的に合理的な指標によって、しかも異方性の頗る小さ
い製品を提案し、又熱間圧延条件と焼鈍条件の最適状態
の組み合わせを採用せしめて、その適切な製造を得しめ
たものであって、以下の如くである。

【００１３】(1) オーステナイト系ステンレス鋼のス
ラブを熱間圧延し、焼鈍、酸洗し、冷間圧延し、最終焼
鈍して冷間圧延鋼板または鋼帯を製造する工程におい
て、熱間圧延を９００℃以下７００℃以上で終了し、６
５０℃以下で巻取り、引き続き鋼帯を７００℃以上８５
０℃以下の温度域において連続焼鈍し、機械的脱スケー
ルおよび、またはアルカリソルト浸漬あるいは中性塩電
解による予備処理を行い、酸洗して表面の酸化物を除去
し、冷間圧延し最終焼鈍を行うことを特徴とするオース
テナイト系ステンレス鋼板の製造方法。

【００１４】(2) Ｃ：0.20wt％以下，Si：1.0 wt％以
下，Mn：2.0 wt％以下，Cr：１５〜２０wt％以下，Ni：
６〜１５wt％を含有し、下式で計算されるＥｌ値および
ｒ値の異方性指標ΔＸがそれぞれ2.0 ％以下、0.3 以下
であることを特徴とするオーステナイトステンレス鋼
板。

【００１５】

【数２】ΔＸ＝｜｛（Ｘ_L ＋Ｘ_C ）／２｝−Ｘ_D ｜ ここでＸ_L はＩ方向（Ｉ＝Ｌ，Ｄ，Ｃ）の伸びＥ１また
はｒ値を表し、Ｌは圧延方向、Ｄは圧延方向に対し４５
°方向、Ｃは圧延直角方向を示す。

【００１６】

【作用】Ｃは、オーステナイト系ステンレス鋼板の異方
性改善、炭化物による鋭敏化抑制の観点から、その効果
を得るには少くとも0.20wt％（以下単に％という）以下
とすることが必要であり、より好ましくは0.12％以下で
ある。下限については工業的困難性とそれに伴う価格面
からして実質的には0.003 ％である。Siは、加工性に有
害な酸素を除去するので有効ではあるが、高くなると特
に熱間における加工性を阻害するので1.0 ％を上限とす
る。Mnは、異方性について後述Niと同じに影響し、低い
方が好ましいので2.0 ％を上限とした。

【００１７】Crは、ステンレス鋼板の耐食性を得る上に
おいて必要であり、しかも本発明の目的とする異方性お
よび加工性に関し殆んど影響を与えないが、２０％以上
となると熱間加工性が劣化するので、これを上限とし、
一方前記耐食性確保のため１５％を下限とした。Niは、
低い方が異方性を小とするが、伸びにおいては高い方が
よいので、下限として６％程度は必要であり、前記異方
性の観点から１５％を上限とした。

【００１８】なお、本発明の目的とする異方性に関して
はＮ、Ｐも低い方が好ましく、Ｎについては0.10％以
下、Ｐについては、0.15％以下とすることが適切であ
る。又Ｓを低くすることは耐食性および熱間加工性確保
の上で有効であり、少くとも0.01％未満とすることが好
ましい。

【００１９】製造条件として、仕上げ温度を９００℃以
下とすることにより、機械的性質の異方性を低減するこ
とができ、すなわち仕上げ温度を９００℃以下７００℃
以上とすることにより、冷延・焼鈍後の延性およびｒ値
の異方性ΔＥｌおよびΔｒを、それぞれ2.0 ％、0.3 以
下とする。仕上げ温度が９００℃より高いと、異方性が
増大するほか、酸洗速度が低下する。迅速で効率的な酸
洗のためには９００℃以下の低温で圧延を終了する必要
があり、この仕上げ温度を９００℃以下とすることによ
り、酸洗速度が上昇する理由は次のように考えられる。
すなわち、９００℃以下の仕上げ温度で圧延した熱延板
を低温焼鈍することにより、表面の酸化物層と母層（地
鉄）との界面のCr欠乏層のCr濃度が低下し、酸洗により
酸化物が剥離しやすくなるためである。以上の理由から
圧延仕上げ温度は９００℃以下とする。圧延仕上げ温度
が７００℃以下になると、変形抵抗の増大により圧延が
著しく困難になるばかりでなく、炭化物の加工誘起析出
が起こり、酸洗時に鋼板表面の肌荒れを起こしやすい。
このため圧延仕上げ温度は７００℃を下限とする。

【００２０】巻取り温度は６５０℃以下であって、オー
ステナイト系ステンレス鋼中のＣは、６５０℃付近でCr
と化合してCr炭化物を形成し粒界に析出する。巻取り温
度が６５０℃より高い場合、巻取り後の徐冷中に炭化物
が析出（鋭敏化）してしまう。引き続く焼鈍は低温であ
るため、粒界炭化物を完全に再固溶させることはできな
い。炭化物を残留したまま酸洗すると粒界が優先的に腐
食され、冷間圧延により、鋼板表面に疵を発生する。し
たがって、本製造方法では鋼板中に炭化物を形成させる
ことは許されず、熱延板の巻取り温度は６５０℃以下と
することが必要であり、これらの不利を有効に解決す
る。

【００２１】熱延板焼鈍は７００℃以上８５０℃以下で
ある。即ち熱延板焼鈍温度は熱延仕上げ温度と相俟っ
て、機械的性質の異方性、酸洗性を支配するため重要で
ある。機械的性質の異方性は焼鈍温度が７００℃以上８
５０℃以下の場合に低下する。この温度範囲で焼鈍する
ことにより、ΔＥｌおよびΔｒは、それぞれ2.0 ％およ
び0.3 以下となる。焼鈍温度が８５０℃より高いと、機
械的性質の異方性が大きくなり、酸洗速度も２mg／cm²
・min 以下に低下する。迅速で効率的な酸洗のためには
８５０℃以下での焼鈍が必要である。焼鈍温度が７００
℃未満では、炭化物により鋭敏化のおそれがあること、
また軟化が促進されず冷間圧延が困難となる。以上の理
由から熱延板の焼鈍温度は７００℃以上８５０℃以下と
する。

【００２２】上記したように、オーステナイト系ステン
レス鋼を９００℃以下７００℃以上の仕上げ温度で熱間
圧延し、７００℃以上８５０℃以下の温度範囲で焼鈍を
施した後、酸洗予備処理および酸洗し、冷間圧延・最終
焼鈍することにより、ランダム方位の集合組織が形成さ
れ、機械的性質の異方性が低下し等方的な鋼板が得られ
る。さらに、低温仕上げ熱間圧延と低温熱延板焼鈍の組
み合わせにより、表面酸化物層下のCr欠乏層のCr濃度が
低下するため、酸洗性は何ら損なわれない。従来の省エ
ネルギーと工程簡略化を目的とした単純な熱延板焼鈍省
略法では、酸洗性の低下と異方性の増大という問題であ
ったが、これらの問題が完全に解決される。

【００２３】ΔＥｌおよびΔｒに関する前記したΔＸの
式で計算されるＥｌ値の異方性指標が2.0 ％以下、特に
1.5 ％以下とされることによりオーステナイトステンレ
ス鋼板の加工上主要なる方向における延性差を著しく小
とし、成形加工目的に合致した合理的な材料を提供し、
加工時におけるスラップ発生量を縮限し、又好ましい製
品を得しめる。

【００２４】Δｒが0.3 以下とされることにより成形の
方向性を明確にし、前記成形加工を有利に行わしめる。
特に前記ΔＥｌとの併用により素材成形加工を合理的に
実施させる。

【００２５】

【実施例】以下に本発明の具体的実施例を述べ、本発明
の技術的関係および効果を明らかにする。供試鋼は、表
１に示す組成を有する１０種類のオーステナイト系ステ
ンレス鋼である。

【００２６】

【表１】

【００２７】上記した各供試鋼鋼塊を１２００℃から１
２５０℃に加熱し、圧延仕上げ温度を６７５℃から９３
０℃の温度範囲で変化させて熱間圧延し、５５０℃から
６３０℃の温度範囲で巻取り、板厚2.５から3.６mmの熱
延コイルとした。これらのコイルを６７０℃から１０５
０℃の温度範囲で焼鈍し、引続き１０％硝酸と３％フッ
酸の混合液中で酸洗し、鋼板表面の状態を検査するとと
もに、酸洗速度を測定した。酸洗速度は、表面の酸化ス
ケールが完全に除去されるまでの単位面積当たりの重量
減少速度で定義した。酸洗後６５から７６％の冷間圧延
を行い、1080℃で連続焼鈍し、1.0 ％の身長率で調質圧
延を行い、機械的性質を調査した。機械的性質として
は、圧延方向、圧延直角方向および圧延４５度方向の３
方向で引張試験を行い、延性およびｒ値の異方性（ΔＥ
ｌ、Δｒ）を調査した。ｒ値は１５％の塑性歪みを付与
した後の板厚変化から計算した。延性およびｒ値の異方
性ΔＥｌ、Δｒは、次式によって計算した。

【００２８】

【数３】ΔＸ＝｛（Ｘ_L ＋Ｘ_C ）／２｝−Ｘ_D ここでＸ₁ はＩ方向（Ｉ＝Ｌ，Ｄ，Ｃ）の伸びＥｌまた
はｒ値を表し、Ｌは圧延方向、Ｄは圧延方向に対し４５
°方向、Ｃは圧延直角方向を示す。

【００２９】これらの結果は、次の表２に酸洗速度、酸
洗肌の状態、延性およびｒ値の各異方性として示す如く
である。

【００３０】

【表２】

【００３１】即ち、上記したような表２の結果によると
きは、圧延仕上げ温度が７００℃以下あるいは焼鈍温度
が７００℃以下の場合、酸洗後の鋼板表面は肌荒れを起
こしており実用に足る冷延鋼板は得られなかった。また
焼鈍温度が８５０℃よりも高い場合、酸洗速度は２mg／
cm² ・min 以下となり、酸洗所要時間が長くなる。また
延性、ｒ値の異方性が大きい。圧延仕上げ温度が９００
℃よりも高い場合、伸びＥｌ、ｒ値の異方性は、｜ΔＥ
ｌ｜が２％以上、｜Δｒ｜が0.3 以上と大きくなる。こ
れらの結果をまとめたのが図１である。圧延仕上げ温度
を９００℃以下７００℃以上、焼鈍温度を７００℃以上
８５０℃以下とすることにより、酸洗による肌荒れがな
く、かつ酸洗速度が大きく、さらに延性およびｒ値の異
方性の小さい鋼板が得られることが解かる。

【００３２】図２には供試鋼NO. ３の圧延仕上げ温度と
酸洗速度の関係を示す。仕上げ温度を７００℃以上９０
０℃以下として８００℃で焼鈍を行うことによって、大
きな酸洗速度が得られることが理解される。

【００３３】以上のように本発明によるときは成形加工
上合理的な指標により、しかも異方性の頗る小さい有利
なオーステナイト系ステンレス鋼板を提供し、又該オー
ステナイト系ステンレス鋼板を効率的且つ的確に製造し
得ることが確認された。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したような本発明によるとき
は、オーステナイト系ステンレス鋼板を成形加工ないし
利用上好ましい機械的性質としての異方性を合理的なΔ
Ｅｌ値およびΔｒ値として具備した製品を提供し、特に
それらの異方性において頗る小さい製品を得しめて有利
な利用を図らしめることができ、又その酸洗速度を上昇
せしめると共に鋼種に応じた焼鈍酸洗ラインの温度調整
を不要にし生産性を向上せしめた好ましい製造法を提供
して該オーステナイト系ステンレス鋼を的確に製造せし
めるものであって、工業的にその効果の大きい発明であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例についての圧延仕上げ温度と焼
鈍温度との関係を示した図表である。

【図２】同じく本発明の実施例についての圧延仕上げ温
度と酸洗速度との関係を示した図表である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大北 智良 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オーステナイト系ステンレス鋼のスラブ
   を熱間圧延し、焼鈍、酸洗し、冷間圧延し、最終焼鈍し
   て冷間圧延鋼板または鋼帯を製造する工程において、熱
   間圧延を９００℃以下７００℃以上で終了し、６５０℃
   以下で巻取り、引き続き鋼帯を７００℃以上８５０℃以
   下の温度域において連続焼鈍し、機械的脱スケールおよ
   び、またはアルカリソルト浸漬あるいは中性塩電解によ
   る予備処理を行い、酸洗して表面の酸化物を除去し、冷
   間圧延し最終焼鈍を行うことを特徴とするオーステナイ
   ト系ステンレス鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 Ｃ：0.20wt％以下，Si：1.0 wt％以下，
   Mn：2.0 wt％以下，Cr：１５〜２０wt％，Ni：６〜１５
   wt％を含有し、下式で計算されるＥｌ値およびｒ値の異
   方性指標ΔＸがそれぞれ2.0 ％以下、0.3 以下であるこ
   とを特徴とするオーステナイトステンレス鋼板。 【数１】ΔＸ＝｜｛（Ｘ_L ＋Ｘ_C ）／２｝−Ｘ_D ｜ ここでＸ_L はＩ方向（Ｉ＝Ｌ，Ｄ，Ｃ）の伸びＥ１また
   はｒ値を表し、Ｌは圧延方向、Ｄは圧延方向に対し４５
   °方向、Ｃは圧延直角方向を示す。