JPH07126758A

JPH07126758A - 曲げ加工性に優れるフェライト系ステンレス鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH07126758A
Application number: JP27214993A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sato; 佐藤　　進; Toshito Takamiya; 俊人高宮; Fusao Togashi; 房夫冨樫
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1993-10-29
Filing date: 1993-10-29
Publication date: 1995-05-16

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】繰り返し曲げ特性を改善し、厳しい曲げ加工
をも可能にするフェライト系ステンレス鋼板。【構成】フェライト系ステンレス鋼の鋼片を熱間圧延
後、ロール径２００ｍｍ以上のワークロールを有する冷
間圧延機にて、そのワークロールによる合計圧下率が３
０％以上になる冷間圧延を施して所定の板厚とした後、
最高加熱温度が７５０〜１１００℃で、８００〜４００
℃の間の平均冷却速度が２０〜１５０℃／秒の焼鈍を施
す、曲げ加工性に優れるフェライト系ステンレス鋼板の
製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加工性とくに曲げ加工
性に優れるフェライト系ステンレス鋼の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】フェライト系ステンレス鋼板は、種々の
腐食環境において耐食性に優れているうえ、Niを含まな
いために安価であることから、建築材料、厨房用材料お
よび電気部品用材料などとして賞用されている。このよ
うな利用分野において、溶接施工の建築外装品などの加
工においては曲げ加工、なかでも繰り返し曲げの加工を
施して製品または中間製品とされることが多い。このよ
うな繰り返し曲げの加工に対して、一般に、フェライト
系ステンレス鋼板はオーステナイト系ステンレス鋼板に
比較して劣っていた。

【０００３】しかるに、最近の製鋼技術の進歩に伴っ
て、鋼中の不純物の低減が比較的容易にできるようにな
ったため、フェライト系ステンレス鋼板は耐食性のほか
加工性も改善されつつある。例えば、特公昭59−11659
号公報、特公昭56−34626 号公報などがそれである。フ
ェライト系ステンレス鋼板の加工性は、上記した製鋼技
術のほかに、圧延技術や熱処理技術によっても改善され
つつある。例えば、特公平２−410 号公報、特公平２−
1211号公報、特公平２−412 号公報、特開昭61−246326
号公報などには、 Al 0.08〜0.5 wt％を含有するフェラ
イト系ステンレス鋼板について、圧延温度、圧下率、圧
延仕上げ温度、保持温度、巻き取り温度、焼鈍温度など
の各要件を所定範囲に限定して加工性とくに絞り性を改
善する方法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上記加工性の改善技術では、十分な加工性とくに曲げ加
工性は得られていないのが実状である。しかも、Alを上
記のように多量添加した場合には、介在物に起因して表
面性状が悪化しやすいという欠点がある。このことか
ら、厳しい繰り返し曲げ加工に耐えうるものにするため
には、表面性状が悪化することなしに、曲げ特性を従来
よりも一層改善することが必要となってくる。

【０００５】そこで、本発明の目的は、現在のフェライ
ト系ステンレス鋼板が抱えている、上述した問題点を克
服するところにあり、曲げ加工性とりわけ繰り返し曲げ
特性を従来よりも一層改善し、より厳しい曲げ加工をも
可能にするフェライト系ステンレス鋼板の製造方法を提
案するところにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】さて、上掲の目的の実現
に向けフェライト系ステンレス鋼板の曲げ加工性とくに
繰り返し曲げ特性に及ぼす冷間圧延条件および冷延板焼
鈍条件について鋭意研究した結果、発明者らは、冷間圧
延における大径ワークロールによる圧下率、冷延板焼鈍
の冷却過程における冷却速度をそれぞれ適正に組み合わ
せれば当初の目的が達成できることを見いだした。さら
に、冷延板焼鈍の冷却過程における特定温度における保
持、ステンレス鋼の化学組成を適正化すれば、上記の目
的はより有利に実現できることも見いだした。

【０００７】本発明は、前記の知見に基づいてなされた
ものである。すなわち、本発明の要旨構成は次のとおり
である。（１）フェライト系ステンレス鋼の鋼片を熱間圧延後、
ロール径 200mm以上のワークロールを有する冷間圧延機
にて、そのワークロールによる合計圧下率が30％以上に
なる冷間圧延を施して所定の板厚とした後、最高加熱温
度が 750〜1100℃で、800 〜400 ℃の間の平均冷却速度
が20〜150 ℃／sec の焼鈍を施すことを特徴とする曲げ
加工性に優れるフェライト系ステンレス鋼板の製造方
法。（２）フェライト系ステンレス鋼の鋼片を熱間圧延後、
ロール径 200mm以上のワークロールを有する冷間圧延機
にて、そのワークロールによる合計圧下率が30％以上に
なる冷間圧延を施して所定の板厚とした後、最高加熱温
度が 750〜1100℃で、800 〜400 ℃の間の平均冷却速度
が20〜150 ℃／sec の焼鈍を施し、次いで、焼鈍冷却時
に 400〜150 ℃の温度域に30〜300 sec の間保持するこ
とを特徴とする曲げ加工性に優れるフェライト系ステン
レス鋼板の製造方法。（３）また、上記各発明において、フェライト系ステン
レス鋼の化学組成は、基本的に、Ｃ≦0.07wt％、Si≦1.
5 wt％、Mn≦1.5 wt％、Cr：５〜60wt％、Al≦0.15wt
％、Ｐ≦0.15wt％、Ｓ≦0.007 wt％、Ｏ≦0.004 wt％を
含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるフェラ
イト系ステンレス鋼を用い、また、フェライト系ステン
レス鋼の化学組成が、上記の成分の他に、必要に応じて
Ti：0.002 〜0.4 wt％、Nb：0.002 〜0.4 wt％、Zr：0.
002 〜0.4 wt％、Ｖ：0.002 〜0.4 wt％、Ｂ：0.0002〜
0.02wt％およびCa：0.0002〜0.02wt％のうちから選ばれ
る１種または２種以上を合計量で0.5 wt％以下、ならび
に／またはMo：0.02〜５wt％、Cu：0.02〜５wt％、Ni：
0.02〜５wt％およびCo：0.02〜５wt％のうちから選ばれ
る１種または２種以上を合計量で６wt％以下含有し、残
部がFeおよび不可避的不純物からなるフェライト系ステ
ンレス鋼を用いることを特徴とする。

【０００８】

【作用】以下、本発明において、上記要旨構成のとおり
に限定した理由について説明する。・ロール径 200mm以上のワークロールを有する圧延機に
て、そのロールによる合計圧下率が30％以上：大径ワー
クロールによる圧下率は本発明における重要な構成要件
の一つである。ワークロール径が 200mm未満あるいはこ
のロールによる合計圧下率が30％未満では、鋼板の再結
晶組織が整粒とならないため、繰り返し曲げ特性が劣化
する。したがって、ワークロール径 200mm以上のロール
による合計圧下率を30％以上にする必要がある。好まし
いワークロール径およびこのロールによる合計圧下率
は、それぞれ 250mm以上および40％以上である。冷間圧
延条件が上記の範囲を満たしておれば、200 mm未満の小
径ロールを併用して圧延しても、曲げ加工性に悪影響を
及ぼさない。なお、冷間圧延に適用する圧延機は任意で
あるが、大径ロールよりなるタンデム式圧延機が生産
性、加工性の上から有効である。

【０００９】・焼鈍時の最高加熱温度が 750〜1100℃：
冷延板の焼鈍の最高加熱温度が 750℃未満では未再結晶
で加工性が劣るため、また1100℃を超えると粗大粒とな
るので、冷延板焼鈍の最高加熱温度は 750〜1100℃の範
囲にする必要がある。なお、本発明の実施には、連続焼
鈍設備が有利に適用しうる。

【００１０】・焼鈍時の冷却にあたり、800 〜400 ℃の
間の平均冷却速度が20〜150 ℃／sec：冷却速度は本発
明における重要な要件である。冷却速度を定める温度範
囲が800 ℃を超えても、また 400℃未満でも急冷による
曲げ加工性の向上が得られないので、800 〜400 ℃の範
囲とする。一方、この範囲の平均冷却速度が20℃／sec
未満では曲げ性が劣り、また、150 ℃／sec を超えると
その効果が飽和または逆に劣化する傾向にあるので、80
0 〜400 ℃の平均冷却速度は20〜150 ℃／secにする必
要がある。なお、好ましい平均冷却速度は30〜120 ℃／
sec である。

【００１１】・焼鈍冷却時において、400 〜150 ℃の温
度域に30〜300 sec 間保持：本発明法による効果をより
有利に発揮するため上記の範囲に保持することが有効で
ある。保持温度が 400℃を超えると硬質化し、150 ℃未
満では保持の効果がないので、保持温度は 400〜150 ℃
とする。一方、保持時間が30sec に満たないと保持の効
果がなく、300 sec を超えると生産性を劣化させるの
で、保持時間は30〜300 sec とする。なお、上記した保
持は、冷延板焼鈍の冷却途上で施すのがもっとも好まし
いが、冷延板焼鈍後一旦室温近くまで冷却した後、冷延
板を上記温度まで加熱し保持してもかまわない。

【００１２】図１に、化学組成が0.06Ｃ−0.22Si−0.51
Mn−17.0Cr−0.03Al−0.005 Ｓ−0.003 Ｏ−0.02Ｐのス
テンレス鋼片を1180℃に加熱後、熱間圧延（仕上げ温
度：850 ℃、巻き取り温度：650 ℃）により 3.2mm厚と
し、840 ℃の熱延板焼鈍、次いで 0.7mm厚まで冷延（圧
下率78％）し、880 ℃の冷延板焼鈍を行った場合の、冷
延時のロール径と焼鈍後の冷却速度が繰り返し曲げに及
ぼす影響を示す。図１から、ロール径が本発明範囲にあ
る 580mmでかつ冷却速度が本発明の範囲にある場合に
は、ロール径が本発明範囲外にある 100mmに比べ、繰り
返し曲げが著しく優れていることがわかる。このように
本発明法により繰り返し曲げ性が改善される理由は、材
料の組織として、結晶粒径分布, 結晶方位分布, あるい
は炭窒化物分布の単独もしくは複数の変化で曲げ性に有
利になるためであると思われる。

【００１３】本発明において、冷間圧延以前の工程の製
造条件については、特に定める必要はなく常法に従って
行えばよい。好ましい製造条件としては、スラブ加熱温
度1280〜1050℃、仕上げ温度 950〜800 ℃、巻き取り温
度 750〜500 ℃である。また、熱間圧延の後は、必要に
応じて連続焼鈍法または箱焼鈍法により焼鈍を施し、得
られた熱延鋼帯は酸洗により冷間圧延用の素材とする。
なお、本発明法により冷間圧延および焼鈍を施した後、
脱スケールのための酸洗や0.3 〜10％のスキンパス圧延
を適宜行うことが可能である。

【００１４】次に、本発明に好適に適用されるステンレ
ス鋼の化学組成について説明する。Ｃ≦0.07wt％：Ｃは、加工性に悪影響を及ぼす元素であ
り、0.07wt％を超えると、その影響が顕著になるので、
0.07wt％以下に限定する。なお、より好ましい範囲は、
0.06wt％以下である。

【００１５】Si：1.5 wt％以下 Siは、強度の調整に有効な元素であるが、1.5 wt％を超
えると延性が劣化するので 1.5wt％以下とする。

【００１６】Mn：1.5 wt％以下 Mnは、強度の調整に有効な元素であるが、1.5 wt％を超
えるとｒ値が劣化するので 1.5wt％以下とする。

【００１７】Cr：５〜60wt％：Crは、耐蝕性を向上させ
る元素であり、5 wt％未満の含有量では耐蝕性の向上に
寄与しない。一方、60wt％を超えると鋼材の製造性とく
に圧延性が劣化するので、 5〜60wt％の範囲に限定す
る。なお、耐蝕性および製造性の観点からは、 7〜58wt
％とするのが好ましい。

【００１８】Al：0.15wt％以下 Alは、脱酸に有効な元素であるが、0.15wt％を超えると
表面品質が劣化するので0.15wt％以下とする。

【００１９】Ｐ：0.15wt％以下Ｐは、加工性の改善に有効な元素であるが、0.15wt％を
超えると耐脆性が劣化するので0.15wt％以下とする。

【００２０】Ｓ≦0.007 wt％：Ｓは、耐食性に悪影響を
及ぼす元素であり、0.007 wt％を超えると、その影響が
顕著になるので、0.007 wt％以下に限定する。なお、よ
り好ましい範囲は、0.006 wt％以下である。

【００２１】Ｏ≦0.004 wt％：Ｏは、加工性、とくに曲
げ加工性に悪影響を及ぼす元素であり、0.004 wt％を超
えると、その影響が顕著になるので、0.004 wt％以下に
限定する。なお、より好ましい範囲は、0.003 wt％以下
である。

【００２２】Ti：0.002 〜0.4 wt％、Nb：0.002 〜0.4
wt％、Zr：0.002 〜0.4 wt％、Ｖ：0.002 〜0.4 wt％、
Ｂ：0.0002〜0.02wt％およびCa：0.0002〜0.02wt％のう
ちから選ばれる１種または２種以上を合計量で0.5 wt％
以下：Ti、Nb、Zr、Ｖ、ＢおよびCaの各元素は、いずれ
も曲げ加工性を損なうことなく、とくに深絞り性を向上
させる作用がある。これらの添加の効果は、それぞれT
i：0.002 wt％、Nb：0.002 wt％、Zr：0.002 wt％、
Ｖ：0.002 wt％、Ｂ：0.0002wt％およびCa：0.0002wt％
以上であらわれる。しかしながら、それぞれTi：0.4 wt
％、Nb：0.4 wt％、Zr：0.4 wt％、Ｖ：0.4 wt％、Ｂ：
0.020 wt％およびCa：0.020 wt％を、また、これら元素
の合計量で 0.5wt％を超えても効果が飽和するばかりで
なく、製造性および経済性を損なうので、これらの値を
上限とする。なお、上記元素の合計量の好ましい含有量
は0.005 〜0.35wt％である。

【００２３】Mo：0.02〜５wt％、Cu：0.02〜５wt％、N
i：0.02〜５wt％およびCo：0.02〜５wt％のうちから選
ばれる１種または２種以上を合計量で６wt％以下：Mo、
Ni、CuおよびCoの各元素は、いずれも曲げ加工性を損な
うことなくとくに耐食性を向上させる作用がある。これ
らの添加の効果は、それぞれMo：0.02wt％、Cu：0.02wt
％、Ni：0.02wt％およびCo：0.02wt％以上であらわれ
る。しかしながら、それぞれMo：５wt％、Cu：５wt％、
Ni：５wt％およびCo：５wt％を、また、これら元素の合
計量で６wt％を超えても効果が飽和するばかりでなく、
製造性および経済性を損なうので、これらの値を上限と
する。

【００２４】

【実施例】表１に示す化学組成のフェライト系ステンレ
ス鋼を、連続鋳造により 200mm厚の鋳片とした。この鋳
片を1150〜1220℃に加熱・均熱後、仕上げ温度 820〜91
0℃、巻き取り温度 350〜650 ℃の熱間圧延により、3.2
〜4.0 mm板厚の熱延鋼帯とした。その後、これらの熱
延鋼帯は 900〜1040℃で焼鈍、酸洗した後冷間圧延に供
した。なお、Ａ３鋼は熱間圧延後の焼鈍を省略した。

【００２５】

【表１】

【００２６】得られた熱延鋼帯は、冷間圧延機により0.
7 〜1.2 mmの冷延鋼帯とし、次いで加熱・焼鈍−酸洗−
スキンパス（圧下率0.5 〜1.1 ％）の工程を経て供試材
とした。このとき、冷間圧延時のロール径および圧下
率、焼鈍時の最高加熱温度、冷却速度および保持時間を
表１に示すように変化させた。なお冷間圧延はタンデム
式大径ロール圧延機またはゼンジミア式小径ロール圧延
機により、また、焼鈍はガスジェット式冷却装置および
ロール冷却装置を兼備した連続焼鈍炉により行った。

【００２７】上記の方法により製造した冷延鋼板から得
られた各供試材について、ＪＩＳ５号試験片により引張
り特性とともに曲げ加工性を調査した。ここに、曲げ加
工性は、25mm×150 mmの試験片を、図２に示すように、
曲げ半径＝５mmの繰り返し曲げを行い、長さが 0.2mm以
上の割れが発生するまでの曲げ回数（図２における
の１ストロークで１回）により、曲げ加工性を評価し
た。

【００２８】その試験結果を、同様に表１に示す。表１
から明らかなように、本発明によれば、いずれも繰り返
し曲げ回数が25回以上の優れた曲げ加工性を有してお
り、過酷な曲げ加工が可能であることが分かる。

【００２９】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、フェ
ライト系ステンレス鋼板の曲げ加工性とくに繰り返し曲
げ性が著しく改善されるので、従来困難であった過酷な
曲げ加工が可能となる。なお、本発明によって製造した
フェライト系ステンレス鋼板に対しては、従来適用され
ていたあらゆる表面仕上げ法や表面処理法が、問題なく
適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷間圧延のロール径およ冷延板焼鈍冷却の冷却
速度と曲げ加工性との関係を示すグラフである。

【図２】繰り返し曲げ試験方法を示す模式図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２２Ｃ 38/54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フェライト系ステンレス鋼の鋼片を熱間圧
延後、ロール径 200mm以上のワークロールを有する冷間
圧延機にて、そのワークロールによる合計圧下率が30％
以上になる冷間圧延を施して所定の板厚とした後、最高
加熱温度が 750〜1100℃で、800 〜400 ℃の間の平均冷
却速度が20〜150 ℃／sec の焼鈍を施すことを特徴とす
る曲げ加工性に優れるフェライト系ステンレス鋼板の製
造方法。
【請求項２】フェライト系ステンレス鋼の鋼片を熱間圧
延後、ロール径 200mm以上のワークロールを有する冷間
圧延機にて、そのワークロールによる合計圧下率が30％
以上になる冷間圧延を施して所定の板厚とした後、最高
加熱温度が 750〜1100℃で、800 〜400 ℃の間の平均冷
却速度が20〜150 ℃／sec の焼鈍を施し、次いで、焼鈍
冷却時に 400〜150 ℃の温度域に30〜300 sec の間保持
することを特徴とする曲げ加工性に優れるフェライト系
ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項３】Ｃ≦0.07wt％、Si≦1.5 wt％、Mn≦1.5 wt
％、Cr：５〜60wt％、Al≦0.15wt％、Ｐ≦0.15wt％、Ｓ
≦0.007 wt％、Ｏ≦0.004 wt％を含有し、残部がFeおよ
び不可避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼を
用いることを特徴とする請求項１または２に記載の製造
方法。
【請求項４】Ｃ≦0.07wt％、Si≦1.5 wt％、Mn≦1.5 wt
％、Cr：５〜60wt％、Al≦0.15wt％、Ｐ≦0.15wt％、Ｓ
≦0.007 wt％、Ｏ≦0.004 wt％を含み、かつTi：0.002
〜0.4 wt％、Nb：0.002 〜0.4 wt％、Zr：0.002 〜0.4
wt％、Ｖ：0.002 〜0.4 wt％、Ｂ：0.0002〜0.02wt％お
よびCa：0.0002〜0.02wt％のうちから選ばれる１種また
は２種以上を合計量で0.5 wt％以下含有し、残部がFeお
よび不可避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼
を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の製
造方法。
【請求項５】Ｃ≦0.07wt％、Si≦1.5 wt％、Mn≦1.5 wt
％、Cr：５〜60wt％、Al≦0.15wt％、Ｐ≦0.15wt％、Ｓ
≦0.007 wt％、Ｏ≦0.004 wt％を含み、かつMo：0.02〜
５wt％、Cu：0.02〜５wt％、Ni：0.02〜５wt％およびC
o：0.02〜５wt％のうちから選ばれる１種または２種以
上を合計量で６wt％以下含有し、残部がFeおよび不可避
的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼を用いるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項６】Ｃ≦0.07wt％、Si≦1.5 wt％、Mn≦1.5 wt
％、Cr：５〜60wt％、Al≦0.15wt％、Ｐ≦0.15wt％、Ｓ
≦0.007 wt％、Ｏ≦0.004 wt％を含み、かつTi：0.002
〜0.4 wt％、Nb：0.002 〜0.4 wt％、Zr：0.002 〜0.4
wt％、Ｖ：0.002 〜0.4 wt％、Ｂ：0.0002〜0.02wt％お
よびCa：0.0002〜0.02wt％のうちから選ばれる１種また
は２種以上を合計量で0.5 wt％以下含有し、さらにMo：
0.02〜５wt％、Cu：0.02〜５wt％、Ni：0.02〜５wt％お
よびCo：0.02〜５wt％のうちから選ばれる１種または２
種以上を合計量で６wt％以下含有し、残部がFeおよび不
可避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼を用い
ることを特徴とする請求項１または２に記載の製造方
法。