JPH07150243A - 耐肌荒れ性に優れるＦｅ−Ｃｒ合金板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｆｅ−Ｃｒ合金板のプレス成形時における肌
荒れを抑制する。 【構成】Ｃ＋Ｎ：0.0050 wt ％以下、Cr：5 〜60 wt ％
を含み、さらに必要に応じて、Al、Si、Mn、Mo、Cu、Ni
およびCoの群および／またはTi、Nb、Zr、ＶおよびＢの
群のうちから選ばれる１種または２種以上を含有し、残
部がFeおよび不可避的不純物の組成からなる合金素材
に、800 ℃以下における合計圧下率が50％以上の圧延を
施し、次いで最高温度が 800℃以下、かつ 500〜800 ℃
における滞留時間が50〜200 sec の焼鈍を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プレス成形などの加工
において、表面に肌荒れが発生しにくい、すなわち耐肌
荒れ性に優れるＦｅ−Ｃｒ合金板の製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】Ｆｅ−Ｃｒ合金は、耐蝕性に優れた材料
としてよく知られており、その代表的な合金がフェライ
ト系ステンレス鋼である。一般に、フェライト系ステン
レス鋼板に代表されるＦｅ−Ｃｒ合金板は、安価なこと
と、種々の腐食環境で応力腐食割れを生じにくいという
長所を持っていることから、シンクを始めとする厨房用
材料や電気部品用材料として使用されることが多い。こ
の合金板はまた、厚み50μｍ以下といった極薄の箔にま
で冷間加工して、建築材料や自動車用触媒担体などとし
て使用されることもある。このように、Ｆｅ−Ｃｒ合金
板は優れた特性を備えているものの、プレス成形性、延
性、また溶接部の靱性および耐食性などの諸特性につい
ては十分とはいえなかった。このため、シンクのプレス
を行うような場合には、プレスに先立って合金板の表面
に潤滑膜を被覆したり、プレス成形を分割して行ったの
ち溶接で組み立てる（一段のプレスで成形ができない場
合）などの作業が必要であった。一方、冷間圧延による
箔の製造に当たっては、延性不足に起因する圧延不能を
避けるため圧延と圧延とのあいだに中間焼鈍を必要とし
ていた。

【０００３】このような従来のＦｅ−Ｃｒ合金板が抱え
ている欠点のうち、とくに溶接部の延性、靱性および耐
食性に対しては、ＣやＮの影響が大きいと考えられてお
り、それ故に近年では、主としてこのＣ，Ｎの低減に努
力が払われてきた。しかもこのことは、近年の高純度化
のための溶製技術の進歩によって一層助長された。例え
ば、特公昭５９−１１６５９号公報、特公昭５６−３４
６２６号公報および特公平５−３６４９２号公報などに
提案されている、極低Ｃ、Ｎのフェライト系ステンレス
鋼がそれである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｆｅ−
Ｃｒ合金板の極低Ｃ化、極低Ｎ化を図ることにより、上
述した溶接部の特性は改善されるものの、他方では別の
問題も発生してきた。それは、Ｆｅ−Ｃｒ合金板におい
て、Ｃ，Ｎなどの不純物をある限界値以下に低減する
と、焼鈍後の結晶粒が著しく粗大となることから、この
合金板でプレス加工すると、加工面に肌荒れが生じやす
くなることである。その他、極端な粗大粒が延性に対し
て悪影響を及ぼし、極薄板などへの過酷な圧延は、相変
わらず改善されない。

【０００５】そこで、本発明の目的は、現在の極低Ｃ、
極低Ｎ化したＦｅ−Ｃｒ合金板が抱えている、上述した
問題点を克服するところにある。すなわち、本発明は、
極低Ｃ、極低ＮのＦｅ−Ｃｒ合金板の焼鈍後の結晶粒の
粗大化を抑制することにより、プレス成形などの加工の
際に、粗大粒に起因する加工面における肌荒れを、従来
より一段と軽減することのできるＦｅ−Ｃｒ合金板の製
造方法を提案するものである。さらにまた、本発明は、
より高い延性を確保して、加工性の改善を図ることがで
きるＦｅ−Ｃｒ合金板の製造方法を提案するものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】さて、上掲の目的の実現
に向け極低Ｃ、極低ＮのＦｅ−Ｃｒ合金板の焼鈍後の結
晶粒に及ぼす圧延条件と焼鈍条件の影響について、鋭意
研究した結果、発明者らは、特定温度域における圧下率
と焼鈍時の特定温度域における滞留時間とが共に一定の
条件を満たす場合に、はじめて結晶粒の粗大化を抑制す
ることができ、当初の目的が達成できることを見いだし
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) Ｃ＋Ｎ：0.0050wt％以下、Cr：5 〜60wt％を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物の組成からなる合金
素材に、800 ℃以下における合計圧下率が50％以上の圧
延を施し、次いで最高温度が 800℃以下、かつ 500〜80
0 ℃における滞留時間が50〜200 sec の焼鈍を施すこと
を特徴とする耐肌荒れ性に優れるＦｅ−Ｃｒ合金板の製
造方法（第１発明）。 (2) Ｃ＋Ｎ：0.0050wt％以下、Cr：5 〜60wt％を含み、
さらにAl：0.01〜5.5 wt％、 Si：0.01〜5.5 wt％、M
n：0.1 〜3.0 wt％、 Mo：0.01〜5.5 wt％、Cu：0.03
〜3.0 wt％、 Ni：0.03〜5.5 wt％およびCo：0.005 〜
3.0 wt％のうちから選ばれる１種または２種以上を合計
で6.00 wt ％以下含有し、残部がFeおよび不可避的不純
物の組成からなる合金素材に、800 ℃以下における合計
圧下率が50％以上の圧延を施し、次いで最高温度が 800
℃以下、かつ 500〜800 ℃における滞留時間が50〜200
sec の焼鈍を施すことを特徴とする耐肌荒れ性に優れる
Ｆｅ−Ｃｒ合金板の製造方法（第２発明）。 (3) Ｃ＋Ｎ：0.0050wt％以下、Cr：5 〜60wt％を含み、
さらにTi：0.002 〜0.4 wt％、 Nb：0.002 〜0.4 wt
％、Zr：0.002 〜0.4 wt％、 Ｖ：0.02〜0.4 wt％およ
びＢ：0.0002〜0.05wt％のうちから選ばれる１種または
２種以上を合計で0.50wt％以下含有し、残部がFeおよび
不可避的不純物の組成からなる合金素材に、800℃以下
における合計圧下率が50％以上の圧延を施し、次いで最
高温度が 800℃以下、かつ 500〜800 ℃における滞留時
間が50〜200 sec の焼鈍を施すことを特徴とする耐肌荒
れ性に優れるＦｅ−Ｃｒ合金板の製造方法（第３発
明）。 (4) Ｃ＋Ｎ：0.0050wt％以下、Cr：5 〜60wt％を含み、
さらにAl：0.01〜5.5 wt％、 Si：0.01〜5.5 wt％、M
n：0.1 〜3.0 wt％、 Mo：0.01〜5.5 wt％、Cu：0.03
〜3.0 wt％、 Ni：0.03〜5.5 wt％およびCo：0.005 〜
3.0 wt％のうちから選ばれる１種または２種以上を合計
で6.00 wt ％以下、さらにまた、Ti：0.002 〜0.4 wt
％、 Nb：0.002 〜0.4 wt％、Zr：0.002 〜0.4 wt％、
Ｖ：0.02〜0.4 wt％およびＢ：0.0002〜0.05wt％のう
ちから選ばれる１種または２種以上を合計で0.50wt％以
下含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組成からな
る合金素材に、800℃以下における合計圧下率が50％以
上の圧延を施し、次いで最高温度が 800℃以下、かつ 5
00〜800 ℃における滞留時間が50〜200 sec の焼鈍を施
すことを特徴とする耐肌荒れ性に優れるＦｅ−Ｃｒ合金
板の製造方法（第４発明）。

【０００８】

【作用】以下、この発明において、鋼の成分組成を上記
要旨構成のとおりに限定した理由について説明する。 Ｃ＋Ｎ：0.0050wt％以下；ＣおよびＮは、ともに溶接部
の延性、靱性および耐食性に悪影響を及ぼすほか、加工
性とくに伸び特性に悪影響を及ぼす元素であり、それら
の含有量の合計が0.0050wt％を超えると、その影響が顕
著になるので、0.0050wt％以下に限定する。なお、より
好ましい範囲は、0.0030wt％以下である。

【０００９】Cr： 5〜60wt％；Crは、耐食性を向上させ
る元素であり、5 wt％未満の含有量では耐食性の向上に
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
％とするのがより好ましい。

【００１０】以上の基本成分のほかさらに、耐食性およ
び耐酸化性の一層の改善のために、Al、Si、Mn、Mo、C
u、NiおよびCoのうちから選ばれる１種または２種以上
を、また、耐肌荒れ性の一層の改善のためにTi、Nb、Z
r、ＶおよびＢのうちから選ばれる１種または２種以上
を含有させることができる。以下に、これらの成分を添
加する理由を限定理由とともに説明する。

【００１１】Al：0.01〜5.5 wt％、Si：0.01〜5.5 wt
％、Mn：0.1 〜3.0 wt％、Mo：0.01〜5.5 wt％、Cu：0.
03〜3.0 wt％、Ni：0.03〜5.5 wt％およびCo：0.005 〜
3.0 wt％のうちから選ばれる１種または２種以上を合計
で6.00wt％以下；Al、Si、Mn、Mo、Cu、NiおよびCoの各
元素は、いずれも耐肌荒れ性を損なうことなく耐酸化性
および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 0.01 wt％以上、0.01wt％以上、 0.1
wt％以上、0.01wt％以上、 0.03wt％以上、 0.03 wt％
以上および 0.005wt％以上であらわれる。しかしなが
ら、それぞれAl 5.5wt％、Si 5.5wt％、Mn 3.0wt％、Mo
5.5wt％、Cu 3.0wt％、Ni 5.5wt％およびCo 3.0wt％
を、また、これら元素の合計量で6.00wt％を超えて添加
しても効果が飽和するばかりでなく、いたずらにコスト
の上昇を招くので、これらの値を上限とする。

【００１２】Ti：0.002 〜0.4 wt％、Nb：0.002 〜0.4
wt％、Zr：0.002 〜0.4 wt％、Ｖ：0.02〜0.4 wt％およ
びＢ：0.0002〜0.05wt％のうちから選ばれる１種または
２種以上を合計で0.50wt％以下；Ti、Nb、Zr、Ｖおよび
Ｂの各元素は、いずれも炭窒化物形成元素であり、耐肌
荒れ性の改善に効果がある。これらの添加効果は、それ
ぞれ 0.002wt％以上、0.002 wt％以上、 0.002wt％以
上、0.02wt％以上および0.0002wt％以上であらわれる。
しかしながら、それぞれTi 0.4wt％、Nb 0.4wt％、Zr
0.4wt％、Ｖ 0.4wt％およびＢ 0.05 wt％を、またこれ
ら元素の合計量で0.50wt％を超えても効果が飽和するば
かりでなく、いたずらにコストの上昇を招くので、これ
らの値を上限とする。

【００１３】なお、Ca, Mg, REM, Pb, Bi, Sn, Sb, As,
Se, Te およびBeなどの元素については、とくに定めな
いが、それぞれ0.1 wt％以下の含有範囲であれば、耐肌
荒れ性に対して特に悪影響を及ぼさない。

【００１４】次に、所定の成分組成に調整された合金素
材から、Ｆｅ−Ｃｒ合金板を製造するための処理条件に
ついて説明する。 圧延条件；本発明にかかる製造方法として採用する圧
延は、800 ℃以下における合計圧下率が50％以上になる
ような条件で行うことが必要がある。これらの温度（80
0 ℃以下）あるいは合計圧下率（50％以上）のいずれか
の条件が満たされない場合には、引き続いて行われる焼
鈍によっても、組織の細粒化が不十分になるため、肌荒
れを改善できない。なお、その肌荒れの改善に対して、
より好ましい温度と圧下の条件は、750 ℃以下における
合計圧下率が60％以上になるようにすることである。な
お、800 ℃以下における合計圧下率を50％以上にするこ
との意味は、800 ℃以下であれば、圧延は熱間圧延、温
間圧延および冷間圧延のいずれでもあるいはこれらの圧
延が複合されたものでもよく、この条件を満たす圧延の
合計圧下率が５０％以上、のことである。したがって上
記圧下率の計算は、例えば、熱間圧延機で製造する場合
は 800℃以下となった温度域での圧延量をもとに、ま
た、冷間圧延機で製造する場合はそのままの冷間圧延量
をもとに行えばよい。

【００１５】焼鈍条件；本発明方法に採用する焼鈍の
条件は、最高温度が 800℃以下好ましくは 750℃以下と
し、また、500 〜800 ℃（焼鈍の最高温度が 800℃に達
しない場合は、500 〜最高温度をいう。以下同じ）にお
ける滞留時間が50〜200 sec 、好ましくは70〜180 sec
とすることが必要である。最高温度が 800℃を超える
と、粗粒化が著しく、肌荒れの原因となるので 800℃以
下にする必要がある。本発明では、同時に、500 〜800
℃における滞留時間も重要な要件である。500 〜800 ℃
における滞留時間が、伸び（全伸び）および結晶粒度に
及ぼす影響を図１に示す。図１は、Fe−35％Ｃｒ合金板
について、800 ℃以下における合計圧下率77％の圧延を
行った後、最高温度が 740℃の焼鈍を行った場合の 500
〜800℃における滞留時間と上記特性との関係を示した
ものである。この図で示されるように、500 〜800 ℃に
おける滞留時間が50sec 未満では十分な伸びが得られ
ず、200 sec を超えると粗粒化が著しくなる。このこと
から、滞留時間は50〜200 sec の範囲にする必要があ
る。なお、ここでいう滞留時間とは、上記温度範囲に含
まれる昇温、保持および降温のすべての時間の合計をさ
す。

【００１６】本発明における上記以外の製造条件は、常
法に従えばよいが、スラブ加熱温度については、1000〜
1250℃とするのが好ましい。

【実施例】表１に示す化学組成のＦｅ−Ｃｒ合金を、真
空脱ガス装置で精錬・成分調整した後、連続鋳造により
200 mm厚の鋳片とした。得られた鋳片を1200℃に加熱・
均熱後、熱間圧延を行い、一部のものについてはその
後、冷間圧延を行い供試材を得た。これら供試材の化学
組成および製造条件を表１に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】供試材のうち、No. ５、15および20は、仕
上げ温度 850℃、巻き取り温度 650℃の熱間圧延機によ
り板厚3.5 mmの熱延板とし、酸洗の後、さらに冷間圧延
機により 1.0mmの冷延板としたものである。それ以外の
No. のものは、熱間圧延機により、それぞれ表１の圧延
条件（巻き取り温度 600℃以下）で 2.0mmの熱延板とし
たものである。得られた冷延板または熱延板に対し、連
続焼鈍設備を用いて、表１に示す条件による焼鈍を行っ
た。上記の各供試材について、全伸びおよび結晶粒度番
号を調査した。全伸びについては、ＪＩＳ５号試験片に
より、また、結晶粒度番号は光学顕微鏡により測定し
た。

【００１９】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、本発明例はいずれも、粒度番号が
6.0以上の値を有していることから、耐肌荒れ性に優れ
ていることが分かる。また本発明例は、全伸びが高く、
加工性にも優れていることが分かる。

【００２０】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、Ｆｅ
−Ｃｒ合金のプレス加工時における耐肌荒れ性が著しく
改善されるとともに、優れた伸びも得られるので、プレ
ス成形などの加工品の表面品質を高めること、また従来
加工が困難であった極薄板材や難加工部品を容易に製造
することを可能とする。なお、本発明によって製造した
合金板に対しては、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】500 〜740 ℃の滞留時間と全伸びおよび結晶粒
度番号との関係を示したグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ２２Ｆ 1/11 (72)発明者 加藤 康 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 冨樫 房夫 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 安彦 兼次 宮城県仙台市泉区高森６丁目27−９

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｃ＋Ｎ：0.0050wt％以下、 Cr：5 〜60wt
   ％を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組成から
   なる合金素材に、800 ℃以下における合計圧下率が50％
   以上の圧延を施し、次いで最高温度が 800℃以下、かつ
   500〜800 ℃における滞留時間が50〜200 sec の焼鈍を
   施すことを特徴とする耐肌荒れ性に優れるＦｅ−Ｃｒ合
   金板の製造方法。
2. 【請求項２】Ｃ＋Ｎ：0.0050wt％以下、 Cr：5 〜60wt
   ％を含み、さらに Al：0.01〜5.5 wt％、 Si：0.01〜5.5 wt％、 Mn：0.1 〜3.0 wt％、 Mo：0.01〜5.5 wt％、 Cu：0.03〜3.0 wt％、 Ni：0.03〜5.5 wt％およびCo：
   0.005 〜3.0 wt％のうちから選ばれる１種または２種以
   上を合計で6.00 wt ％以下含有し、残部がFeおよび不可
   避的不純物の組成からなる合金素材に、800 ℃以下にお
   ける合計圧下率が50％以上の圧延を施し、次いで最高温
   度が 800℃以下、かつ 500〜800 ℃における滞留時間が
   50〜200 sec の焼鈍を施すことを特徴とする耐肌荒れ性
   に優れるＦｅ−Ｃｒ合金板の製造方法。
3. 【請求項３】Ｃ＋Ｎ：0.0050wt％以下、 Cr：5 〜60wt
   ％を含み、さらにTi：0.002 〜0.4 wt％、 Nb：0.002
   〜0.4 wt％、 Zr：0.002 〜0.4 wt％、 Ｖ：0.02〜0.4 wt％および
   Ｂ：0.0002〜0.05wt％のうちから選ばれる１種または２
   種以上を合計で0.50wt％以下含有し、残部がFeおよび不
   可避的不純物の組成からなる合金素材に、800 ℃以下に
   おける合計圧下率が50％以上の圧延を施し、次いで最高
   温度が 800℃以下、かつ 500〜800 ℃における滞留時間
   が50〜200 sec の焼鈍を施すことを特徴とする耐肌荒れ
   性に優れるＦｅ−Ｃｒ合金板の製造方法。
4. 【請求項４】Ｃ＋Ｎ：0.0050wt％以下、 Cr：5 〜60wt
   ％を含み、さらにAl：0.01〜5.5 wt％、 Si：0.01〜5.
   5 wt％、 Mn：0.1 〜3.0 wt％、 Mo：0.01〜5.5 wt％、 Cu：0.03〜3.0 wt％、 Ni：0.03〜5.5 wt％およびCo：
   0.005 〜3.0 wt％のうちから選ばれる１種または２種以
   上を合計で6.00 wt ％以下、さらにまた、 Ti：0.002 〜0.4 wt％、 Nb：0.002 〜0.4 wt％、 Zr：0.002 〜0.4 wt％、 Ｖ：0.02〜0.4 wt％および
   Ｂ：0.0002〜0.05wt％のうちから選ばれる１種または２
   種以上を合計で0.50wt％以下含有し、残部がFeおよび不
   可避的不純物の組成からなる合金素材に、800 ℃以下に
   おける合計圧下率が50％以上の圧延を施し、次いで最高
   温度が 800℃以下、かつ 500〜800 ℃における滞留時間
   が50〜200 sec の焼鈍を施すことを特徴とする耐肌荒れ
   性に優れるＦｅ−Ｃｒ合金板の製造方法。