JPH08134550A - フェライト系ステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents

フェライト系ステンレス鋼板の製造方法

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JPH08134550A
JPH08134550A JP27898394A JP27898394A JPH08134550A JP H08134550 A JPH08134550 A JP H08134550A JP 27898394 A JP27898394 A JP 27898394A JP 27898394 A JP27898394 A JP 27898394A JP H08134550 A JPH08134550 A JP H08134550A
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ferritic stainless
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐リジング性の改善とゴールドダストを抑制
したAl含有フェライト系ステンレス鋼板の経済的な製造
方法を提供する。 【構成】(1) Al:0.10〜0.30%、C:0.02 〜0.05%とす
ることで変態点を上げ高温焼鈍を可能にする。 (2) 1000 〜1100℃での焼鈍を行い、AlN 析出効果によ
り耐リジング性を向上させる。 (3)低C化と15℃/秒以上の急冷という冷却条件によ
り、Cr炭窒化物の析出を抑えゴールドダストを発生させ
ない。 (4)熱間圧延時のスラブ加熱温度を1100〜1200℃と低く
し、AlN 析出効果により耐リジング性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フェライト系ステンレ
ス鋼板の製造方法、詳述すれば、高生産性が実現できる
連続焼鈍法により、耐リジング性と表面性状に優れたア
ルミニウム含有フェライト系ステンレス鋼板を製造する
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、フェライト系ステンレス鋼板
は、熱間圧延後バッジ炉にて800 〜850 ℃で40時間にも
及ぶ長時間焼鈍を施して製造されている。軟質化と整粒
化のためである。この方法は、焼鈍に要する時間が長
く、また焼鈍炉やコイル置き場の設置場所も広くする必
要があり非能率であった。
【0003】しかし近年、フェライト系ステンレス鋼板
の熱延板を連続焼鈍する方法が提案されている (特開昭
53−40625 号、同53−62724 号、同56−98423 号の各公
報等) 。
【0004】フェライト系ステンレス鋼の熱延鋼板の連
続焼鈍方法としては、焼鈍温度を900 ℃以上にすること
により耐リジング性が改善されるが、900 ℃以上の焼鈍
は変態点以上に相当するため、冷却中にマルテンサイト
が析出して靱性が劣化し、コイル通板中の破断、冷間圧
延中の割れなどが問題となる。その他の問題としては、
炭窒化物の固溶温度以上に加熱することで、冷却中に粒
界に炭窒化物が析出し、その近傍にCr欠乏層が生じ、引
き続き行う酸洗時に粒界腐食を引き起こし、その後の冷
間圧延で倒れ込み、コールドダストと称される微小ヘゲ
疵が発生することが挙げられる。
【0005】これらの問題を解決する方法として、アル
ミニウムと窒素の重量比Al/Nが2以上になるように鋼組
成を調整し、アルミニウムの量に応じて焼鈍温度を900
℃以上1000℃以下に変更させて焼鈍を行う方法( 特開昭
53−40625 号公報) も提案されている。
【0006】Cを0.010 %以下とし、Alの含有量に応じ
て850 ℃以上950 ℃以下の温度で焼鈍を施すことで結晶
粒界への炭化物の析出を抑え、ゴールドダスト発生を防
止する方法 (特開昭53−62724 号公報) も提案されてい
る。
【0007】一方、冷却速度に着目し、850 ℃以上1100
℃以下に加熱後、700 ℃以上900 ℃以下の温度範囲まで
1〜15℃/秒の平均冷却速度で冷却し、Cr炭窒化物の析
出を抑える方法 (特開昭56−98423 号公報) も提案され
ている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術は、フェライト系ステンレス鋼板の耐リジン
グ性の改善とCr炭窒化物析出に伴うゴールドダストの抑
制を考えた場合、まだ十分とは言えない。
【0009】すなわち、アルミニウムと窒素の重量比Al
/Nが2以上になるように含有し、アルミニウムの量に応
じ焼鈍温度を900 ℃以上1000℃以下で焼鈍を行う特開昭
53−40625 号公報開示の方法では、焼鈍温度を1000℃以
下と規定しているため耐リジング性のさらなる向上がな
されない。
【0010】また、Cを0.010 %以下とし、Alの含有量
に応じて850 ℃以上950 ℃以下に焼鈍する特開昭53−62
724 号公報開示の方法では、C量を0.010 %以下にする
ためコストが高くなり実用的でなく、また強度が十分確
保できない恐れがある。
【0011】そして、850 ℃以上1100℃以下に加熱後、
700 ℃以上900 ℃以下の温度範囲まで1〜15℃/秒の平
均冷却速度で冷却する特開昭56−98423 号公報に開示す
る方法では、実際のラインを通板する際、平均冷却速度
を1〜15℃/秒の徐冷にするには無理であり実用的でな
い。
【0012】ここに、本発明の目的は、耐リジング性の
改善とゴールドダストを抑制したAl含有フェライト系ス
テンレス鋼板の経済的な製造方法を提供することであ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、か
かる目的達成のために種々検討を重ねた結果、従来のア
ルミニウム添加フェライト系ステンレス鋼板のAl含有量
を上げ、かつC含有量を下げることにより変態点を上
げ、1000℃以上の高温焼鈍を可能にすることにより、耐
リジング性に優れかつ、ゴールドダストの発生を抑えた
実用的なAl含有フェライト系ステンレス鋼板が製造でき
ることを見い出し、本発明を完成した。
【0014】また、同時に熱間圧延時のスラブ加熱を低
温化することでAlN を析出させ、さらなる耐リジング性
の向上を可能とさせた。
【0015】よって、本発明の要旨とするところは、重
量%で、C:0.02〜0.05%、Si:1.0 %以下、Mn:1.5
%以下、N:0.01〜0.03%、Cr:15〜18%、Al:0.10〜
0.30%、残部Feおよび不可避的不純物より成る鋼組成を
有するスラブを1100〜1200℃に加熱して熱間圧延を行
い、得られた熱延板を、焼鈍温度1000〜1100℃、冷却速
度15℃/秒以上で急冷する連続焼鈍を行い、その後、冷
間圧延、再結晶焼鈍を行うことを特徴とする、耐リジン
グ性に優れ、表面性状が良好なアルミニウム含有フェラ
イト系ステンレス鋼板の製造方法である。
【0016】
【作用】本発明は下記(1) 〜(4) を満たすことにより、
高生産性の連続焼鈍法にて耐リジング性と表面性状に優
れたアルミニウム含有フェライト系ステンレス鋼板を製
造する方法である。
【0017】(1) 鋼板の化学成分を高Al、低C化するこ
とで変態点を上げ高温焼鈍を可能にする。 (2) 1000〜1100℃での焼鈍を行い、AlN 析出効果により
耐リジング性を向上させる。 (3) 低C化と15℃/秒以上の急冷という冷却条件によ
り、Cr炭窒化物の析出を抑えゴールドダストを発生させ
ない。 (4) 熱間圧延時のスラブ加熱温度を1100〜1200℃と低く
し、AlN 析出効果により耐リジング性をさらに向上させ
る。
【0018】次に、本発明における化学成分および製造
条件の選定理由を詳述する。 C:Cはフェライト系ステンレス鋼板においてはCr炭化
物を生成し粒界腐食の原因となるため基本的には好まし
くない。しかし過度のCの低減は、製鋼時の脱炭のコス
トアップが問題となる。また強度の低下も懸念される。
ここではC量を適度に下げることにより、変態点を上げ
連続焼鈍化を容易にする範囲としてC量は0.02〜0.05%
とした。好ましくは、0.03〜0.04%である。
【0019】Si:Siは脱酸のため不可避な元素であり、
通常のフェライト系ステンレス鋼に含有量されている程
度の1.0 %以下とした。好ましくは、0.5 %以下であ
る。
【0020】Mn:Mnは熱間加工性を良好にし、強度を確
保するため1.5 %以下含有させる。好ましくは、1.0 %
以下である。
【0021】N:NはCと同様にフェライト系ステンレ
ス鋼板においては、Cr窒化物を生成し粒界腐食の原因と
なるため基本的には好ましくないが、本鋼種のようなAl
添加鋼では、AlN の析出による耐リジング性の向上が見
込まれるためN量は0.01〜0.03%とした。
【0022】Cr:Crはステンレス鋼において、耐食性お
よび耐酸化性のため必要不可欠な成分である。安価な一
般的商用フェライト系ステンレス鋼を対象としているた
め15〜18%とした。
【0023】Al:Alを添加することにより、スラブ加熱
時および高温連続焼鈍時にAlN が析出し、集合組織が壊
れることから耐リジング性が向上する。また、変態点を
上昇させる効果があり連続焼鈍化を容易にする。Al量を
増やす (特に0.14%以上添加) とゴールドダストの発生
原因である粒界腐食感受性が減少する効果もある。しか
し、Alを過剰に添加すると、酸洗工程でスケール除去が
困難になることから0.10〜0.30%とした。好ましくは、
0.14〜0.20%である。
【0024】熱間圧延条件:スラブ加熱温度を1300℃か
ら1000℃へと低温にするに従い、熱間圧延後の組織は展
伸粒から等軸細粒化した組織へと変化していく。高温ス
ラブ材ではγ+αの2相域圧延となる。γ相の部分は圧
延により展伸し、熱間圧延後の冷却でマルテンサイトと
なり、その後の連続焼鈍でα+炭化物に分解するが、依
然として展伸粒は残りリジング性を悪化させる。
【0025】しかし、1200℃以下の低温加熱を行うと、
圧延時にγ相の析出は認められず、またAlN が析出した
ままの組織のため、その後の連続焼鈍で等軸で微細な再
結晶組織となる。1100℃未満の低温加熱は実操業上不可
能なため、スラブ加熱温度は1100〜1200℃とする。その
他の熱間圧延条件は本発明にあって特に制限はされず、
仕上温度、圧下量などは例えば従来のそれと同様に行え
ばよい。
【0026】熱延板の連続焼鈍条件:本発明が対象とす
る鋼種は、従来のアルミニウム含有フェライト系ステン
レス鋼に対し、高Al、低C化したことにより変態点が上
がり、1000℃以上の高温焼鈍が可能となった。また、Al
N の析出温度が上昇したことにより、1000℃以上の高温
焼鈍でも耐リジング性を向上させることができる。ま
た、従来材に比べ靱性が向上したため、熱延板の連続焼
鈍ラインでの通板も問題ない。なお、焼鈍温度が1100℃
超になると変態点を超えるため、連続焼鈍の温度は1000
〜1100℃とした。
【0027】このような焼鈍温度への加熱に引き続いて
15℃/ 秒以上の冷却速度で急冷を行うが、これはCrの炭
窒化物の粒界への析出を阻止するためであり、これによ
りゴールドダストの発生が効果的に防止できる。冷却速
度15℃/ 秒とは、ほぼ空冷による冷却に相当し、そのほ
か水冷による冷却のように冷却速度を上昇させることも
可能であるが、経済上の観点から通常はその上限は50℃
/ 秒である。連続焼鈍に続いては、慣用手段にしたがっ
て冷間圧延および再結晶焼鈍処理を行う。本発明におい
て特にそれらの条件に制限はない。
【0028】
【実施例】次に、実施例によって本発明の作用効果をさ
らに具体的に説明する。表1に示す成分組成の鋼片を溶
製し、表2に示す試験条件で熱間圧延(3.0mm)、および
中間焼鈍を行った。
【0029】その後、圧下率0.5 〜1%の調質圧延を行
った後、酸洗を行い冷間圧延(1.0mm) を施し、900 ℃、
2分の仕上焼鈍、酸洗を行い、得られた供試材について
以下の調査を行った。
【0030】(1) 機械的特性調査 供試材のT部、M部、B部からL方向にJIS 13B 号試験
片を採取し引張試験を行った上で、最良値をサンプル特
性とした。
【0031】(2) 耐リジング性の調査 供試材のT部、M部、B部からT方向にJIS 5号試験片
を採取し、リジング測定試験を行った上で最良値をサン
プル特性とした。
【0032】耐リジング性の評価は、表面粗さを測定
し、最大粗さをリジング高さとした。ただし、その評価
基準は、A' 、B、B' はそれぞれリジングの高さが1
2、18、24μm である。
【0033】(3) ゴールドダスト特性調査 目視により判定し、3段階で評価した。 ○:明らかに正常 △:若干のゴールドダストあり ×:ゴールドダストあり 結果を表3に示す。表3に示すとおり、本発明材の機械
的特性は良好であり、耐リジング性、ゴールドダスト特
性も従来材に比べ向上した。
【0034】次に、鋼組成(0.03C−0.3Si −0.12Mn−0.
1Ni −16.2Cr−0.12Al−0.0121N)のアルミニウム含有フ
ェライト系ステンレス鋼について加熱温度と保持時間を
変えて、そのときのAlN 析出状態を調べた。結果は図1
に示す通りである。
【0035】実線は従来法、破線は本発明法によるAlN
析出領域を示す。
【0036】従来法では鋼中C量が高く、変態点が低い
のでAlN の析出範囲は1000℃以下であり、AlN 析出のた
めには1000℃以下で長時間の連続焼鈍が必要であり、そ
のため耐リジング性が劣化していた。
【0037】本発明法では、C量を下げたため変態点が
上昇し、図1に示すように、従来材に比べAlN 析出範囲
が高温側に移行する。したがって、本発明法では、1000
℃以上1100℃までの高温短時間連続焼鈍で、AlN を析出
させることが可能となるため、耐リジング性の向上が可
能となる。同様に、熱延板焼鈍温度と衝撃値(Kg-m/mm2)
との関係を調べ、その結果を図2にグラフで示す。
【0038】一般的に、焼鈍温度が鋼の変態点を越える
とAlN 析出量が少なくなるため、衝撃特性は急激に低下
することが判っている。実線で示す従来法では、鋼中C
量が高く、変態点が低くなるので、衝撃特性を良好に保
つためには1000℃以下の低温で長時間焼鈍せざるを得
ず、そのため、1000℃を越える高温で連続焼鈍すると、
AlN 析出量不足に起因する衝撃値低下がみられ、連続焼
鈍中に板破断を起こし操業一時停止 (1〜2時間) 等の
トラブルが散発する問題があった。
【0039】しかし、本発明法では、鋼中C量を下げた
ので、変態点温度が上昇し、AlN 析出も高温側 (1100℃
以上) へ移行する。したがって、本発明では1000℃以上
1100℃までの高温連続焼鈍を行っても、AlN が十分析出
するため、図2に示すように1000〜1100℃の高温連続焼
鈍を行っても、衝撃値は低下せず、連続焼鈍中の板破断
等のトラブルも発生しない。
【0040】
【表1】
【0041】
【表2】
【0042】
【表3】
【0043】
【発明の効果】本発明法により、従来のアルミニウム含
有フェライトステンレス鋼に対し、高Al、低C化したこ
とにより、変態点が上昇し、1000℃以上の高温焼鈍が可
能となった。またAlN の析出温度が上昇したことによ
り、1000℃以上の高温焼鈍でも耐リジング性が向上し
た。従来材に比べ靱性が向上したため、ライン通板時の
板破断の問題もない実用的な連続焼鈍が実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】AlN の析出状態を温度および保持時間に対して
示すグラフである。
【図2】熱延板の焼鈍温度と衝撃値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】 重量%で、 C:0.02〜0.05%、 Si:1.0 %以下、 Mn:1.5
    %以下、 N:0.01〜0.03%、 Cr:15〜18%、 Al:0.10
    〜0.30%、 残部Feおよび不可避的不純物よりなる鋼組成を有するス
    ラブを1100〜1200℃に加熱して熱間圧延を行い、得られ
    た熱延板を、焼鈍温度1000〜1100℃、冷却速度15℃/秒
    以上で急冷する連続焼鈍を行い、その後、冷間圧延およ
    び再結晶焼鈍を行うことを特徴とする、耐リジング性に
    優れ、表面性状が良好なアルミニウム含有フェライト系
    ステンレス鋼板の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100467719B1 (ko) * 2000-12-08 2005-01-24 주식회사 포스코 리징 저항성 및 스피닝 가공성이 우수한 페라이트계스테인리스강 및 그 제조 방법
KR100598576B1 (ko) * 1999-09-01 2006-07-13 주식회사 포스코 성형성 및 리징성이 우수한 페라이트계 스테인레스강의 제조방법
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