JPH0694575B2 - 表面性状及びプレス成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents

表面性状及びプレス成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法

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JPH0694575B2
JPH0694575B2 JP62199203A JP19920387A JPH0694575B2 JP H0694575 B2 JPH0694575 B2 JP H0694575B2 JP 62199203 A JP62199203 A JP 62199203A JP 19920387 A JP19920387 A JP 19920387A JP H0694575 B2 JPH0694575 B2 JP H0694575B2
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和哉 三浦
啓一 吉岡
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/08Iron or steel
    • C23G1/086Iron or steel solutions containing HF
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/04Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing
    • C21D8/0405Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing of ferrous alloys

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、表面性状および成形性に優れたフェライト
系ステンレス鋼板の製造方法に関する。JIS430で代表さ
れるフェライト系ステンレス鋼板は、家庭用具、自動車
部品、厨房用品などに広く使用されている。しかしなが
らこれらの製品化に当たりフェライト系ステンレス鋼板
をプレス成形すると、リジングとよばれる圧延方向に沿
った特有の凹凸が発生し易く、これによって成形品の表
面美麗さが著しく損なわれる。このためリジングの防止
が、フェライト系ステンレス鋼板を製造する上で大きな
課題となっている。フェライト系ステンレス鋼板は、連
続鋳造スラブ、又はインゴットを分塊圧延したスラブ、
を熱間圧延後、バッチ式焼鈍あるいは連続焼鈍を施し、
引続き脱スケール、冷間圧延、仕上焼鈍を行う工程にて
製造される。
該製造工程の熱間圧延に続く焼鈍は耐リジング性および
成形性の向上に必要な工程であるが、焼鈍をバッチ式焼
鈍で行う場合は数10時間の処理を要するため生産効率の
著しい低下を招く。そこで焼鈍の処理時間短縮を目的と
した連続焼鈍による処理が実施されつつある。
(従来の技術) 特公昭59−43978号公報には、Al:0.01〜0.2wt%、(以
下単に%とする)、N:0.025%以下を含有するフェライ
ト系ステンレス鋼板スラブを、900〜1200℃の温度で加
熱保持後、20%/パス以上の圧下を1パス以上行う熱間
圧延を行った後、700〜1050℃の温度に加熱し急冷する
連続焼鈍を行う方法が開示されている。
(発明が解決しようとする問題点) 上記従来技術に開示された連続焼鈍法では、焼鈍時間が
短いために十分な再結晶、軟質化が果たされず、耐リジ
ング性及び成形加工性が劣化するという問題点が残る。
そこで耐リジング性の向上を目的としたスラブの低温度
域での加熱や強圧下圧延等による熱延板焼鈍時の再結晶
促進も考え得るが、その効果は十分とはいえない。しか
もそうした改善提案ではかえって熱間圧延時のロールへ
の負荷が大きくなり、肌荒れ、ヘゲ状欠陥の発生のよう
な鋼板表面性状の劣化、ロール寿命の低下等の問題を招
く。
また熱延焼鈍板は、冷間圧延に先だち、酸洗による脱ス
ケール処理が施されるが通常、硫酸酸洗についで混酸2
液を用いた酸洗が行われる。なお硫酸酸洗ついで硝酸残
洗による酸洗でもよいが、硫酸酸洗を行うと反応生成物
としてスマットが鋼板に付着し、硝酸ではその除去が不
十分になるため、硫酸酸洗ついで混酸酸洗が適用される
ことが多い。ところが熱延板の焼鈍時間が短い連続焼鈍
工程では、混酸によって粒界侵食を生じるため冷間圧延
後にキラキラ疵と称される欠陥が発生し、製品の表面性
状を著しく損ねる問題もあった。
この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、耐リ
ジング性などの表面性状及びプレス成形性の優れたフェ
ライト系ステンレス鋼板を、スラブの加熱温度を低下す
ることなく、短時間の焼鈍によって製造することを目的
とする。
(問題点を解決するための手段) 熱延鋼板に対して焼鈍を行う目的は、冷延仕上焼鈍後の
耐リジング性の向上、成形加工性の向上および鋭敏化の
回復を主としている。ところが熱延板焼鈍工程の生産性
向上を目的としてバッチ式焼鈍を連続焼鈍化した場合、
焼鈍が短時間となるので再結晶が完全でなく特に耐リジ
ング性、成形加工性の劣化が大きな問題となる。一方上
述した熱間圧延前のスラブ加熱温度の低減、強圧下圧延
等により焼鈍時の再結晶を活性化することで特性の向上
がはかれるが、従来のバッチ式焼鈍材と同等な耐リジン
グ性、成形加工性を得るには、熱間圧延時のロールへの
負荷が過大となるため鋼板の表面品質が著しく劣化する
のは、避けられない。
そこで発明者らは、スラブ加熱温度の低減や強圧下圧延
等に起因する圧延ロールへの負荷を増大させることな
く、連続焼鈍工程においても優れたプレス成形性を得る
には、鋼中にAl,Nを積極的に含有させ熱延板焼鈍におい
て再結晶させず、未再結晶のままで冷間圧延ついで、仕
上焼鈍する方法が極めて有効であることを見出した。
この発明は上記知見に由来するものである。
すなわちこの発明は、Cr:16.0〜18.0%、Al:0.05〜0.3
%及びN:0.025〜0.07%を含有するフェライト系ステン
レス鋼スラブを、1200℃をこえ1300℃以下の温度に加熱
した後熱間圧延を施し、引続き650℃以上850℃未満の温
度範囲で300秒以内の熱延板焼鈍を行って得られた未再
結晶組織よりなる熱延焼鈍板に硫酸酸洗ついで下記条件
での混酸酸洗を施し、その後冷間圧延ついで仕上焼鈍を
施すことを特徴とする表面性状及びプレス成形性に優れ
たフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
記 液濃度:HNO350〜300g/ HF5〜70g/ 液温度:20〜60℃ 酸洗時間t(s):t51.4−0.024T1−0.4T2 ここにT1:熱延板焼鈍温度(℃) T2:液温度(℃) 例えばAl,Nを積極的に含有させないフェライト系ステン
レス鋼スラブに対して、熱延板焼鈍をこの発明の如く低
温度で行い、未再結晶のままで冷間圧延、仕上焼鈍を行
っても、リジング発生の原因となる(100)の結晶方位
が不均一に残存し、(111)方位の発達が少ないので十
分なプレス成形性が得られない。ところがこの発明の如
くAl,Nが熱延板に多量に析出していると、未再結晶の状
態で冷間圧延による歪の蓄積を行うことによって仕上焼
鈍時に(111)方位の均一となり、不均一な(100)方位
の残留がなくなり、著しく優れたプレス成形性が得られ
る。
なお熱延板焼鈍は鋭敏化の回復を目的としており、鋭敏
化の回復は、より低温度で生じる方が熱延板焼鈍工程で
の生産性は向上する。この発明では鋼中にAl,Nを多量に
含有させることによって熱間圧延中に、Al,Nを結晶粒内
に微細に析出させ、該Al,NはCr炭窒化物析出の核発生サ
イトとなるので、結晶粒界へのCr炭窒化物析出が減少す
るため、低温度での鋭敏化の回復が容易となる。
フェライト系ステンレス鋼の鋭敏化の有無は一般にJIS
G0575に準拠したシュトラウス試験等によって調査され
るが、この発明に従う工程のような短時間の熱延板焼鈍
後では、シュトラウス試験において鋭敏化が認められ
ず、あるいは硫酸酸洗によって粒界侵食を生じない場合
にも混酸酸洗によっては粒界侵食を生じやすいという問
題がある。ところが、硫酸のみの酸洗では鋼板表面に酸
洗時の反応生成物であるスマットが多く付着し、それを
除去しないで冷間圧延を行うと冷延鋼板表面の光沢、色
調を著しく劣化させる。
このスマットの除去には混酸酸洗が不可欠であることか
ら、発明者らは、ごく短時間の混酸酸洗では粒界浸食は
生ぜず、一方スマットは完全に除去されることに着目
し、適正な酸洗工程条件を見出すに至った。以下にその
基礎となった実験について説明する。
小型真空高周波炉で一方はC:0.06%、Al:0.10%、N:0.0
3%、Cr:16.2%、他方はC:0.06%、Al:0.10%、N:0.01
%、Cr:16.2%を含有する2種類の100kg鋼塊を溶製し、
1250℃に加熱後熱間圧延し4mm厚の熱延板とした後、600
〜900℃で1minの熱延板焼鈍を行い、ついで硫酸酸洗(2
00g/,80℃、40s)に引続き混酸酸洗(HNO3100g/+H
F20g/,20〜60℃)を行い走査型電子顕微鏡により粒界
を観察した。一方熱延焼鈍板に対してはシュトラウス試
験も行った。
その結果を第1図に示すように、焼鈍温度の上昇、酸洗
時間の延長により粒界浸食を生じやすくなるが、混酸酸
洗時間を短縮することにより粒界浸食は発生しない。
(作 用) 以下この発明における各限定理由について説明する。
Cr:16.0%〜18.0% Crはフェライト系ステンレス鋼における基本元素で、所
期した耐食性を得るためには、少なくとも16.0%が必要
であり、またその含有量の増大により耐食性は向上する
が、18.0%を越えると成形加工性が劣化するので16.0〜
18.0%の範囲とした。
Al:0.05〜0.3% N:0.025〜0.07% Alは、有効なフェライト相生成元素であり、含有量が0.
05%未満では熱間圧延中のγ→α変態促進の効果がな
く、冷延前にマルテンサイト相が多く残存し、冷間圧延
中にマルテンサイト相が存在すると冷延板の耐リジング
性は向上するが、r値が劣化し充分なプレス成形性は得
られない。さらにAlの含有量が0.05%未満でかつNの含
有量が0.025%未満ではAl,N析出量が少なく、仕上焼鈍
時の再結晶促進、(111)方位発達の効果が認められず
プレス成形性が劣化するので、Alの下限を0.05%、Nの
下限を0.025%とした。
一方Alの含有量が0.3%を超えても効果の増大はなく逆
に耐リジング性が劣化し、またNの含有量が0.07%を超
えるとN量増大によって鋼板が硬質化し熱間圧延中にお
ける耳割れの発生および機械的性質劣化等の問題を招く
ため、Alの上限は0.30%、Nの上限は0.07%とする。
次に熱間圧延時のスラブ加熱温度の限定理由について説
明する。
一般にスラブ加熱温度を下げると耐リジング性は向上す
るが、未再結晶組織の熱延焼鈍板を冷間圧延する場合で
は、スラブ加熱温度を1200℃以下にしても特に向上はな
く逆に圧延温度の低下による鋼板の表面性状劣化という
深刻な問題を生じるだけなので、スラブ加熱温度を1200
℃を越える温度に限定した。
一方スラブ加熱温度が1300℃を越えるとスラブ加熱中に
フェライト結晶粒が異常に粗大化し、特に耐リジング性
が劣化するのでスラブ加熱温度の上限を1300℃に限定し
た。
また熱延板焼鈍条件について、まず焼鈍温度は650℃に
達しないと熱延板の鋭敏化が回復せず、次の酸洗工程で
粒界侵食を生じるので下限を650℃とした。一方850℃を
こえる温度での短時間焼鈍を行うと部分的な再結晶を生
じ、熱延焼鈍板の状態で(111)方位が若干発達する
が、引続く冷間圧延後の仕上焼鈍時には再結晶が不充分
で(100)方位が多く残存し、耐リジング性、値が劣
化するので、上限を850℃とした。
さらに上述の温度範囲における処理時間を300秒以内に
限定した理由は、上記温度範囲にあれば300秒以内の短
時間焼鈍によって鋭敏化は充分回復するのに対し、300
秒を越えると部分的な再結晶を生じ、また生産性を低下
させることになるためである。
次に酸洗条件を限定した理由について説明する。
まず混酸中のHFが5g/未満ではスマットの除去が不充
分となり、また70g/を越えると急激に酸洗能力が高ま
り著しい粒界浸食を生じるのでHFの濃度を5g/以上70g
/とした。
また混酸中のHNO3が50g/未満ではHFの酸洗効果が高く
なり粒界浸食を生じやすくなり、一方HNO3によるスマッ
ト除去の効果は300g/で飽和する。よってHNO3の濃度
を50g/以上300g/以下に限定した。
一方混酸による粒界浸食を防止するためには液の温度を
下げるのが有効であるが、20℃未満ではスマットの除去
が不充分となる。また60℃をこえると酸洗効果が過大と
なり粒界浸食を生じやすくなるので混酸の温度は、20℃
以上60℃以下とした。
以上のような条件の混酸中で粒界浸食を生じない酸洗時
間条件を第1図に示したような詳細な検討により導き、
さらに下記の適正酸洗時間によってこの酸洗を有利に行
うこととした。
記 酸洗時間t(s)51.4−0.024T1−0.4T2 T1:熱延板焼鈍温度(℃) T2:液温度(℃) (実施例) 表1にA〜Eとして示す化学成分をそれぞれ含有する連
続鋳造スラブを熱間圧延した後、焼鈍を行い、ついで0.
7mm厚まで冷間圧延し、引続き仕上げ焼鈍を施した。
かくして得られた仕上焼鈍板の値及びリジングうねり
高さを、製造条件とともに表2に示す。なお値及びリ
ジングうねり高さは、次のように測定した。
すなわち値は得られた仕上焼鈍板から切出したJIS 5
号試験片を用い、15%の引張予ひずみを与えた後3点法
により測定し、L方向(圧延方向)、C方向(圧延方向
に直角方向)、D方向(圧延方向に45゜方向)の3方向
の平均値=(r+r+2r)/4として求めた。
またリジングうねり高さは、仕上焼鈍板の圧延方向から
切り出したJIS 5号試験片を用い、20%の引張予ひずみ
を付加し表面の凹凸を表面粗度計を用いて測定した。
表2から明らかなように、適量のCr,Al及びNを含有さ
せたフェライト系ステンレス鋼スラブに適切なスラブ加
熱温度による熱間圧延及び適切な処理温度と時間の下で
の熱延板焼鈍および適切な処理温度、時間、濃度での酸
洗を施すことによって、プレス成形性、耐リジング性お
よび表面性状に著しく優れた冷延板が得られた。
(発明の効果) この発明では、表面性状及びプレス成形性に優れたフェ
ライト系ステンレス鋼板をスラブ加熱温度を低下するこ
となくかつ短時間ね焼鈍によって製造することができ、
従来に比し著しい製造コストの低減及び生産性の向上を
実現し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は酸洗時間と焼鈍温度との関係を示すグラフであ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Cr:16.0〜18.0wt% Al:0.05〜0.3wt%及び N:0.025〜0.07wt% を含有するフェライト系ステンレス鋼スラブを、1200℃
    をこえ1300℃以下の温度に加熱した後熱間圧延を施し、
    引続き650℃以上850℃未満の温度範囲で300秒以内の熱
    延板焼鈍を行って得られた未再結晶組織よりなる熱延焼
    鈍板に、硫酸酸洗ついで下記条件での混酸酸洗を施し、
    その後冷間圧延ついで仕上焼鈍を施すことを特徴とする
    表面性状及びプレス成形性に優れたフェライト系ステン
    レス鋼板の製造方法。 記 液濃度:HNO350〜300g/ HF 5〜70g/ 液温度:20〜60℃ 酸洗時間t(s):t51.4−0.024T1−0.4T2 ここにT1:熱延板焼鈍温度(℃) T2:液温度(℃)
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