JPH06328104A

JPH06328104A - ステンレス鋼のヘゲ疵抑制法

Info

Publication number: JPH06328104A
Application number: JP12275893A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Mukoyama; 洋向山
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-05-25
Filing date: 1993-05-25
Publication date: 1994-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】熱延ステンレス鋼帯の製造において、熱間圧
延時の被圧延材の幅方向の両端部におけるヘゲ疵の発生
を抑制ないしは解消する。【構成】下式により算出される、被圧延材たる鋼片の
Ni−bal.を−1.15以上−0.50以下として、δ−フェライ
ト量を抑制する。【数４】Ni−bal.＝30(C＋N)＋0.5Mn ＋Ni＋8.2 −1.1
(Cr＋1.5Si ＋Mo＋0.5Nb)

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステンレス鋼からなる
鋼片に熱間圧延を行って熱延ステンレス鋼帯を製造する
際に、被圧延材である熱延ステンレス鋼帯の幅方向の両
端部において発生する微小な表面疵であるヘゲ疵を抑制
することができるステンレス鋼のヘゲ疵抑制法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ステンレス鋼、特にオ−ステナイト系ス
テンレス鋼からなる鋼片に熱間圧延を行って熱延ステン
レス鋼帯を製造する際に、従来から指摘されている問題
の一つとして、被圧延材である熱延ステンレス鋼帯の幅
方向の両端部において発生する線状の微小な表面疵があ
る。この微小な表面疵は線ヘゲとも呼ばれているが、以
下本明細書においてもヘゲ疵として用いる。

【０００３】このヘゲ疵は、熱間圧延および酸洗を終了
した後の被圧延材 (熱延ステンレス鋼帯) の幅方向の両
端部において発生する。この段階では、極めて微小であ
るために熱延ステンレス鋼帯の表面を目視観察しても容
易には識別できない程度であるが、例えば酸洗条件を適
宜変更しても酸洗によっては除去できない程度の大きさ
である。

【０００４】かかるヘゲ疵を熱延ステンレス鋼帯に残存
させたままの状態で冷間圧延を行って冷延ステンレス鋼
帯を製造してもかかるヘゲ疵は消失せず、むしろ冷間圧
延での圧下によりヘゲ疵は徐々に延伸・顕在化されるた
め、冷延ステンレス鋼帯の品質を極端に低下させ、冷延
ステンレス鋼帯の歩留りを著しく低下させる原因の一つ
になってしまう。特に、冷延ステンレス鋼帯に対して
は、周知のように高度な表面美麗さが求められるため、
かかるヘゲ疵の残存は致命的である。

【０００５】そこで、冷延ステンレス鋼帯の品質・歩留
りの低下を解消するためには、冷間圧延を行う前の段
階、すなわち熱延ステンレス鋼帯の段階でヘゲ疵を完全
に除去する必要があった。

【０００６】実際の製造現場では、従来は、冷間圧延を
行う前に被圧延材たる熱延ステンレス鋼帯の幅方向の両
端部を目視観察し、ヘゲ疵が発見された場合には例えば
熱延ステンレス鋼帯全面の表面研削といったヘゲ疵取り
を対策として行っていた。

【０００７】しかし、このような対策では、ヘゲ疵の目
視観察における見落とし、さらには熱延ステンレス鋼帯
全面の表面研削のための工数増のため、冷延ステンレス
鋼帯の品質およびコストの悪化を解消することはできな
かった。一方、従来より、ヘゲ疵の発生原因およびその
根本的な発生抑止策に関する提案が種々なされている。

【０００８】例えば特公昭59−15979 号公報では、ヘゲ
疵は、熱間加工時の変形能の低下に起因した割れであ
り、鋳造凝固時のオーステナイト粒界に沿って発生し、
オーステナイト粒界には主として硫化物が偏析してお
り、ヘゲ疵はこの硫化物に沿って発生するとしている。
そのため、熱間加工温度での加工性の低下を解消するた
め、合金設計上の工夫を行うこと、具体的には、被圧延
材であるステンレス鋼からなる鋼片の組成を、Ｃ：0.00
1 〜0.20％ (以下、本明細書においては特にことわりが
ない限り「％」は「重量％」を意味するものとする) 、
Si：0.1 〜6.0 ％、Mn：0.1 〜10.0％、Ｐ：0.06％以
下、Ｓ：0.01％以下、Cr：15.0〜35.0％、Ni：10.0〜3
5.0％、Ｎ：0.001 〜0.50％、Ｏ：0.01％以下に加え
て、Mo：6.0 ％以下、Cu：4.0 ％以下、Nb：1.0 ％以下
およびSn：0.1 ％以下の何れか１種または２種以上を含
み、残部Feおよび不可避的不純物からなり、δ_cal＝３
(Cr ＋Mo＋1.5Si ＋0.5Nb)−2.8(Ni＋1/2Mn ＋1/2Cu)−
84(C＋N)−19.8≦４％、かつ35× (％Ｐ) ＋ 250× (％
Ｓ) ＋ 100× (％Ｏ) −0.1 × (％δ_cal) ≦16.7％と
限定することにより、ヘゲ疵の発生を充分抑制できると
している。

【０００９】特公昭61−1485号公報でも、ヘゲ疵は熱間
加工時の変形能の低下に起因した割れであり、鋳造凝固
時のオーステナイト粒界に沿って発生し、オーステナイ
ト粒界には主として硫化物が偏析し、ヘゲ疵はこの硫化
物に沿って発生するとしている。この提案では、ヘゲ疵
の発生には、被圧延材のＮ含有量であるＮ (％) 、連続
鋳造時における鋳入温度条件を鋳造温度と被圧延材の融
点との差ΔＴ (℃) とした場合の (Ｎ×ΔＴ) が著しく
影響するとの知見に基づき、連続鋳造鋳片の熱間圧延の
ための加熱温度Hr (℃) を、Hr (℃) ≦1325 (℃）−50
(Ｎ×ΔＴ) と制御することによりヘゲ疵の発生を抑制
する手段が提案されている。

【００１０】さらに、特開昭62−13527 号公報において
も、鋳造凝固時の旧オーステナイト粒界に濃化した硫黄
や酸素が加熱時に硫化物や酸化物を生成し、これが脆化
を促進するために熱間加熱時にヘゲ疵が発生するとし、
熱間圧延前の加熱方法を制御すること、具体的には、
Ｃ：0.001 〜0.20％、Si：0.10〜5.0 ％、Mn：0.1 〜1
1.0％、Ｐ：0.050 ％以下、Ｓ：0.020 ％以下、Cr：11.
0〜30.0％、Ni：2.0 〜30.0％、Ｎ：0.001 〜0.060
％、Ｏ：0.015 ％以下、Al：4.0 ％以下を含有し、さら
にMo：5.0 ％以下、Cu：3.0 ％以下、Nb：1.0 ％以下、
Ti：0.05％以下、Zr：0.10％以下、Ca：0.06％以下、S
n：0.10％以下、Ｂ：0.05％以下の１種または２種以上
を含み、残部がFeおよび不可避的不純物よりなるステン
レス鋼からなる鋼片を熱間圧延前に加熱するに際し、鋼
片の加熱炉内雰囲気のO₂濃度を体積％で0.5 〜5.0 ％に
制御し、さらに、鋼片の表面温度Ｔ (℃) 、その温度で
の保持時間をＨ (時間) とした場合(H＋1.1)・(T−105
0) ≦800 になるように鋼片の加熱温度および加熱時間
を制御することにより、ヘゲ疵の発生を抑制する手段が
提案されている。

【００１１】これらのヘゲ疵の従来の発生抑止策では、
いずれにおいても、ヘゲ疵の発生原因は、熱間圧延のな
かでも加工度が高い粗圧延において、被圧延材の変形能
の低い部分 (例えばオーステナイト粒界) において発生
する割れに起因すると捉えており、そのために被圧延材
の変形能の低い部分のなかでも特に加工度が高い幅方向
の両端部にヘゲ疵が集中的に発生すると捉えている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明者も、ヘゲ疵の
発生原因が熱間加工中の変形能の低下に起因した割れで
あると考えた。しかし、本発明者の確認・検討結果によ
れば、前述した従来のヘゲ疵の発生抑止策の抑制効果は
不充分である。特に、特公昭59−15979 号公報により提
案されたステンレス鋼では、δ−フェライトを活用して
硫化物の粒界偏析を防止することを利用しており、本発
明者もδ−フェライトの活用がヘゲ疵の発生を抑制する
ことに効果があると考えるが、それにもかかわらずヘゲ
疵の発生の抑制効果は不充分であった。

【００１３】そのため、本発明者は、より確実かつ充分
にヘゲ疵の発生を抑制することができる手段の開発が必
要であると考えた。ここに、本発明の目的は、一定温度
以上における熱間変形能の低下を抑制し、熱間圧延時の
被圧延材の幅方向の両端部におけるヘゲ疵の発生を確実
に抑制することができるステンレス鋼のヘゲ疵抑制法を
提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため種々検討を重ね、以下に列記する内容の知
見を得た。 (1) ヘゲ疵が被圧延材たる熱延鋼帯の幅方向の両端部に
集中的に発生するのは、中央部の表層は圧延方向に平行
な単方向への加工であるのに対し、両端部は圧延方向の
みならず幅拡がりによる圧延方向に垂直な方向への加工
が加わった複合加工であるため、中央部よりも両端部の
ほうが加工度が高いためである。

【００１５】(2) 熱間加工性の悪化原因としては、オー
ステナイト粒界へのＳ (サルファー)やＰ (リン) の偏
析があり、前述のように、これらの偏析を防止するため
にδ−フェライトを活用することは確かに有効である
が、δ−フェライトがある一定量以上になるとむしろ熱
間変形能は低下する。

【００１６】すなわち、通常の熱間圧延での粗圧延の開
始温度は変形抵抗の抑制を目的に約1000℃以上である
が、粗圧延の開始温度が1280℃超になるとδ−フェライ
トはバーニングを起こしヘゲ疵の発生原因となる。粗圧
延の開始温度が1000℃以上1280℃以下である通常の圧延
条件下に関しては、圧延温度が高いほど熱間変形能は良
好となるが、粗圧延の前段では鋳造組織の残存による粒
界への偏析およびオーステナイト粒の肥大化が生じ易
く、一方、粗圧延の後段では温度降下による熱間変形能
の低下が発生するが、結晶組織は加工組織となるために
オーステナイト粒の微細化および偏析の拡散も伴うため
に、ヘゲ疵の発生には至らない。

【００１７】したがって、ヘゲ疵は、粗圧延の前段で発
生するものと考えられ、鋳造組織の残存による粒界への
偏析およびオーステナイト粒の肥大化とδ−フェライト
の生成過多による粒界脆化とにより顕在化するものと考
えられる。

【００１８】そこで、本発明者は、δ−フェライト量が
加工度に及ぼす影響を高温引張試験を行うことにより定
量的に調査した。なお、高温引張り試験 (グリーブルテ
スト) は、連続鋳造鋳片の柱状晶部から直角に丸棒を切
り出した試験片を、1150、1200、1260、1280および1300
℃の５水準の温度条件下で行ない、下式

【００１９】

【数２】

【００２０】により、加工度R.A. (％) を算出した。結
果を図１にグラフにまとめて示す。図１は、引張試験温
度とδ−フェライト量 (％) および加工度R.A. (％) と
の関係を示すグラフである。図１から、δ−フェライト
量が２％以下であって加熱温度が1150℃以上1280℃以下
の範囲では加工度R.A. (％) が改善されることがわか
る。

【００２１】このように、δ−フェライト量を２％以下
に抑制することによりステンレス鋼からなる鋼片の加工
性を改善することが可能となるが、δ−フェライト量の
測定には極めて多くの工数を必要とし現実的でないた
め、実際の圧延工程で被圧延材の全量測定を行うことに
は問題が多い。

【００２２】そこで、本発明者は、さらに検討を重ねた
結果、δ−フェライト量の代用管理特性値として、下記
式により算出されるNi−bal.を適当な範囲に管理する
ことにより、熱延ステンレス鋼帯の幅方向の両端部にお
けるヘゲ疵の発生を充分許容できる範囲に抑制するこ
と、ないしは解消することが可能となることを知見し
て、本発明を完成した。

【００２３】ここに、本発明の要旨とするところは、ス
テンレス鋼からなる鋼片に熱間圧延を行う際に、下式に
より算出される鋼片のNi−bal.を−1.15以上−0.50以下
とすることにより、熱間圧延を行った後の被圧延材の幅
方向の両端部におけるヘゲ疵の発生を抑制することを特
徴とするステンレス鋼のヘゲ疵抑制法である。

【００２４】

【数３】 Ni−bal.＝30(C＋N)＋0.5Mn ＋Ni＋8.2 −1.1(Cr＋1.5Si ＋Mo＋０．５Ｎｂ）・・・・・・なお、式における各元素記号は、当該元素含有量の重
量％を意味する。

【００２５】上記の本発明における鋼片は、連続鋳造材
には限定されない。鋼塊材にも適用できる。本発明にお
けるステンレス鋼とは、オーステナイト系ステンレス鋼
である。

【００２６】

【作用】以下、本発明を作用効果とともに詳述する。本
発明では、ステンレス鋼からなる鋼片に熱間圧延を行う
際に、下式により算出される鋼片のNi−bal.を−1.15以
上−0.50以下と限定する。この限定理由を以下に詳述す
る。

【００２７】図２は、1267℃で加熱炉より抽出したステ
ンレス鋼(SUS 304) からなる鋼片に熱間圧延を行って板
厚が6.0 mmの熱延鋼帯を製造した場合について、本発明
者が熱延鋼帯を調査して得た、ヘゲ疵発生率 (％) とNi
−bal.との関係を示すグラフである。図２から、Ni−ba
l.が−1.15未満に低下するとヘゲ疵が増加することがわ
かる。

【００２８】一方、図３は、上記の場合について、加熱
温度 (℃) とδ−フェライト量 (％) およびNi−bal.と
の関係を示すグラフであり、図３における添字はNi−ba
l.を示す。図３から、通常の加熱温度である1150℃以上
1300℃以下の場合においても２％以下のδ−フェライト
量を満足するには、Ni−bal.は−1.2 以上であることが
必要になる。そこで、本発明では、Ni−bal.の下限値は
−1.15とした。

【００２９】一方、Ni−bal.が過剰に増加すると、δー
フェライトの減少に伴ってオーステナイト粒界への硫化
物の偏析を防止する効果が薄れる。さらに、管理上の上
限値が必要になることを勘案して、Ni−bal.の上限値は
−0.50とした。そこで、本発明では、鋼片のNi−bal.を
−1.15以上−0.50以下と限定する。

【００３０】Ni−bal.をこの範囲に限定することによ
り、熱間圧延時のδ−フェライト量が適正化されて、粒
界へのＳ (サルファー) やＰ (リン) の偏析が防止され
るため、熱間変形能の悪化が改善される。したがって、
本発明によれば、熱間圧延時の被圧延材の幅方向の両端
部におけるヘゲ疵の発生を抑制することができる。

【００３１】本発明のポイントは、鋼片のNi−bal.を−
1.15以上−0.50以下と限定することだけであり、上記以
外の条件は何ら必要とせず、例えば圧延条件は公知の条
件であればよい。したがって、実施が容易であって、か
つ確実にヘゲ疵の発生を抑制し得る。さらに、本発明を
実施例を参照しながら詳述するが、これは本発明を例示
するものであり、これにより本発明が限定されるもので
はない。

【００３２】

【実施例１】表１に示す７水準の組成およびNi−bal.を
有するオーステナイト系ステンレス鋼(SUS304)からなる
連続鋳造鋳片 (厚さ：200mm 、幅：1025mm) を、それぞ
れ、1280℃に200 〜220 分間均熱してから圧下率：98％
で熱間圧延を行うことにより、板厚：3.2mm 、板幅：10
30mmの熱延鋼帯を８枚製造した。

【００３３】

【表１】

【００３４】これらの熱延鋼帯について、目視によりヘ
ゲ疵の発生の程度を、表２に示す判定基準により判定し
た。図４に、Ni−bal.と判定結果との関係をグラフで示
す。なお、図４の各プロット内の数字は表１における連
続鋳造鋳片のNo. をそれぞれ示す。

【００３５】

【表２】

【００３６】図４にグラフで示す結果から、本発明で規
定するNi−bal.を満足した鋼片を用いると、ヘゲ疵の発
生が抑制され、熱間圧延後における手入機による表面研
削が不要になることがわかる。

【００３７】

【実施例２】既設の熱延ステンレス鋼帯の圧延ラインに
おいてSUS304の熱間圧延を行った場合について、(M−4)
月から(M＋3)月の８ヵ月間におけるヘゲ疵の発生率を図
５にグラフで示す。なお、(M−4)月〜(M−1)月の間は本
発明を行わずに熱間圧延を行い、Ｍ月から(M＋3)月の間
で本発明を行い、鋼片のNI−bal.が−1.15以上−0.50以
下となるように制御した。

【００３８】図５から、本発明を行う前のヘゲ疵発生率
は手入れ鋼片 (表面を手入した鋼片) で3.0 ％〜9.6
％、黒皮まま鋼片 (表面を手入しない黒皮のままの鋼
片) で9.1 ％〜12.1％であったが、本発明を行ってか
ら、徐々にヘゲ疵の抑制効果が発揮され、手入れ鋼片で
約0.2 ％、黒皮まま鋼片で約0.5 ％まで改善された。し
たがって、本発明のヘゲ疵の抑制効果は極めて顕著であ
ることがわかる。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、熱
間圧延時の被圧延材の幅方向の両端部におけるヘゲ疵の
発生を抑制することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】引張試験温度を前述の５水準の温度条件で変更
した調査したδ−フェライト (％) と加工度R.A. (％)
との関係を示すグラフである。

【図２】1267℃で加熱炉より抽出したステンレス鋼(SUS
304) からなる鋼片に熱間圧延を行って板厚が6.0 mmの
熱延鋼帯を製造した場合について、本発明者が熱延鋼帯
を調査して得た、ヘゲ疵発生率 (％) とNi−bal.との関
係を示すグラフである。

【図３】表１に示すNo.1〜No.4の連続鋳造鋳片から切り
出したサンプルについて加熱温度 (℃) とδ−フェライ
ト量 (％) およびNi−bal.との関係を示すグラフであ
る。

【図４】実施例１の結果を示すグラフである。

【図５】実施例２の結果を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステンレス鋼からなる鋼片に熱間圧延を
行う際に、下式により算出される前記鋼片のNi−bal.を
−1.15以上−0.50以下とすることにより、熱間圧延を行
った後の被圧延材の幅方向の両端部におけるヘゲ疵の発
生を抑制することを特徴とするステンレス鋼のヘゲ疵抑
制法。【数１】Ni−bal.＝30(C＋N)＋0.5Mn ＋Ni＋8.2 −1.1
(Cr＋1.5Si ＋Mo＋0.5Nb)