JPH0815640B2 - オーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法 - Google Patents

オーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法

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JPH0815640B2
JPH0815640B2 JP63216088A JP21608888A JPH0815640B2 JP H0815640 B2 JPH0815640 B2 JP H0815640B2 JP 63216088 A JP63216088 A JP 63216088A JP 21608888 A JP21608888 A JP 21608888A JP H0815640 B2 JPH0815640 B2 JP H0815640B2
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敬之 中乗
隆 山内
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,強度と延性のバランスが良く且つ異方性の
小さいオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法に関
する。
〔従来の技術〕
オーステナイト系ステンレス鋼は,周知のとおり耐食
性および加工性が良好であり,プレス成形等の加工用に
広く使用されている。SUS304はその代表的な材料であ
る。代表的な用途としては厨房や浴槽等の家庭用品,内
外装材等の建築用材および各種電気機具・部品等が挙げ
られる。
これらのオーステナイト系ステンレス鋼の鋼帯および
鋼板の従来の製造法は,連続鋳造によって厚み100〜200
mmのスラブに鋳造し,これを熱間圧延および冷間圧延と
焼鈍酸洗を組み合わせて薄鋼帯または鋼板とするのが普
通であった。
このようにして製造された鋼板は面内異方性が大き
く,方向によって機械的性質,特に伸びの方向性が大き
くなり,深絞り等の加工を行なうとイヤリングを生じて
材料歩留りの低下を招く。面内異方性が生ずる原因は一
定方向に圧延されることによって生ずる集合組織が影響
すると一般的に考えられており,その対策として従来よ
り種々の方法が提案されてきたが,従来の提案は,いず
れも冷間圧延工程における冷延回数と焼鈍回数,冷延率
や焼鈍温度の規則等を実施することにあったと言っても
過言ではない。
例えば特開昭56−72125号公報の「面内異方性の少な
いオーステナイト系ステンレス鋼帯または鋼板の製造
法」によれば,熱延鋼帯または鋼板を焼鈍したあと,一
次冷間圧延し,焼鈍し,ついで製品板厚まで仕上冷間圧
延し,仕上焼鈍する製造法において,仕上冷間圧延を圧
延率30〜50%の範囲で実施する方法が開示されている。
また特開昭52−28424号公報の「角筒深絞り用オーステ
ナイト系ステンレス薄鋼板の製造方法」によれば,熱延
鋼帯または鋼板をそのままか,せいぜい1030℃までの温
度で熱処理を施したのち冷間圧延する方法,または冷間
圧延時の初回パス圧延温度20℃以下に保持しつつ圧延す
る方法が記載されている。さらに特開昭52−104416号公
報の「塑性歪比の面内異方性の小さいオーステナイト系
ステンレス鋼帯板の製造方法」によれば,熱延鋼帯を焼
鈍後,1回の冷延で製品板厚まで圧延し仕上焼鈍する時の
焼鈍温度を1150〜1250℃とする方法,または冷間圧延時
の温度を35〜250℃とする方法が示されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
オーステナイト系ステンレス鋼の面内異方性を解決す
る従来の手段は,熱間圧延後の焼鈍条件,冷間圧延時の
圧延温度,圧下率および冷間圧延回数等の条件,仕上焼
鈍温度と回数等であり,きわめて複雑である。そして,
見方によっては非効率的であり,製造性を悪化させるも
のであった。
さらに,従来の技術でイヤリングの抑制を図ろうとす
るとオーステナイト系ステンレス鋼の最も特徴とする強
度と延びのバランスの良さが犠牲になりかねない。オー
ステナイト系ステンレス鋼は深絞り用に供する場合にも
供しない場合にも強度と伸びのバランスの良さがその材
料特性として重視されることが多い。しかし高い伸びを
得ようとすると高い温度で焼鈍する必要があり,それに
伴う結晶粒の粗大化が避けられない。このため強度の低
下を招いたり,加工時に肌荒れを起こす原因となってい
る。現在のところ,焼鈍時に結晶粒の成長を防止する有
効な方法は知られていない。
本発明はこのような従来技術の問題点の解決を目的と
し,オーステナイト系ステンレス鋼が本来有する特徴を
十分に発現できる,従来法とは異なった製造法を提供し
とうとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは,前記の問題点を解決すべくオーステナ
イト系ステンレス鋼の製造技術全体の見直しと開発を意
図し,種々の試験研究を続けてきたが,オーステナイト
系ステンレス鋼の従来の製造法では必須であったスラブ
からの熱間圧延を省略し,オーステナイト系ステンレス
鋼の溶鋼から直接的にその薄板を適切な条件で急冷凝固
させて製造しこれを冷間圧延するならば,前述の目的が
十分に達成できることを見出した。
すなわち本発明は,互いに反対方向に回転する一対の
内部冷却ロールを対向配置してなる双ロール式連鋳機に
オーステナイト系ステンレス鋼の溶湯を連続注湯し,該
ロールのそれぞれの円周面上に形成される該鋼の凝固シ
エル同士を双ロールの狭隙部で板幅1mm当り1〜40kgfの
圧着負荷のもとで圧着して厚みが0.2〜5.0mmの鋼帯を連
続的に製造し,得られた鋼帯に焼鈍を施すかまたは施さ
ずして目標板厚まで冷間圧延し,必要に応じて焼鈍する
ことからなる面内異方性が少ない高強度良加工性のオー
ステナイト系ステンレス鋼帯の製造法を提供するもので
ある。
本発明においては,従来のスラブからの熱間圧延は行
なわず,オーステナイト系ステンレス鋼の溶鋼を冷却双
ロール表面上で急冷凝固して凝固シエルを形成させ,こ
れを双ロール間で適切な条件で圧着して鋼帯を製造し,
これによって従来のような熱延組織とは異質で特殊な凝
固組織をもつ鋼帯としたうえ冷間圧延するものであり,
これによって面内異方性の少ない材料を得たものであ
る。また,焼鈍に際しても結晶粒の粗大化が抑制されて
高強度と伸びのバランスの良いオーステナイト系ステン
レス鋼本来の特性を具備した鋼帯を工業的に得たもので
ある。
〔発明の詳述〕
第1図および第2図は本発明法を適用する双ロール式
連鋳機の要部を示したもので,第1図に示したようにタ
ンディッシュ2内のオーステナイト系ステンレス鋼の溶
鋼(以下,単に溶鋼と呼ぶ)1は,タンディッシュの開
孔部より,互いに反対方向に回転する内部水冷式の双ロ
ール3,3′の円周面上に形成される湯溜り部4に連続的
に注入される。この湯溜り内に注入された溶鋼は,第2
図に示すように,双ロール3,3′の円周面上で急冷凝固
して薄い凝固シエル6,6′を形成しつつ,これがロール
の回転につれて双ロール最狭隙部で互いに圧着圧延され
て連続した鋼帯5が製造される。このときロール軸受7
に取付けたロードセル8,8′に加わる荷重が凝固シェル
6,6′の圧着負荷を示す。低いロール回転数で凝固が進
行すると圧着負荷は大きくなり逆に回転数が高くなると
圧着負荷は減少する。このような双ロール式連鋳機は同
一出願人に係る特願昭62−84555号および特願昭63−428
05号明細書および図面に記載したものである。
本発明者らは,該双ロール式連鋳機を用いてオーステ
ナイト系ステンレス鋼の薄板を数多く製造した。第3図
は,そのさいの板の性状を,SUS316鋼での例について,
ロードセル8,8′に示された圧着負荷と板厚の関係で整
理したものである。第3図の結果に見られるように,圧
着負荷が1kgf/mm未満では内部欠陥(ポロシティ等)が
多発し,40kgf/mmを越えると鋼帯表面に縦割れや横割れ
などの表面欠陥が生ずる。また板厚0.5mm未満では,わ
かめ形状にしわよれが発生し板幅が不揃いとなる。さら
に板厚が5.0mmを越えると,未凝固部が外部へ漏出する
ブレークアウトを生ずるようになる。しかし,圧着負荷
が1〜40kgf/mmの範囲で板厚が0.2〜5.0mmの範囲となる
ように両凝固シエル6,6′をロールギャップで圧着すれ
ば(両凝固シエル)同士を押し付ければ)正常なオース
テナイト系ステンレス鋼の帯鋼が連続的に製造できるこ
とがわかった。そして,この適正範囲の鋳造条件で製造
した鋼帯はこれを冷間圧延,焼鈍を施した場合に,以下
の実施例に示すように,異方性が少なく且つ結晶粒が微
細で粒成長がしにくく強度と延性のバランスの良い鋼帯
となることがわかった。他方,該範囲外の鋳造条件では
金属組織が不均一となり,引張試験を行った時の伸びの
低下及び加工時に割れ等を生じることになる。
以下に代表的な本発明の実施例を挙げて,本発明の効
果を具体的に示す。
〔実施例1〕 本文に記載した双ロール式連鋳機(特願昭62−84555
号および特願昭63−42805号明細書および図面に記載の
薄板連鋳機)を用いてSUS316鋼の溶鋼から直接的にその
鋼帯を製造した。そのときの板厚と圧着負荷及び欠陥と
の関係を第1表に示した。
〔実施例2〕 第2表にその化学成分値を示したオーステナイト系ス
テンレス鋼AおよびBの溶鋼を実施例1と同じ双ロール
式連鋳機で鋼帯とした。そのさい板厚2mmの鋼帯を圧着
負荷20kgf/mmで鋳造した(本発明例)。また比較例とし
て同じ板厚2mmの鋼帯を圧着負荷0.3kgf/mmおよび45kgf/
mmとして鋳造した(比較例)。
得られた鋼帯は,いずれも1150℃×3minの溶体化処理
を実施したのち,板厚0.6mmまでの冷間圧延と1050℃×1
minの焼鈍を実施した。
他方,第2表にその化学成分値を示したオーステナイ
ト系ステンレス鋼Cを,従来の通常の製造法に従って薄
鋼帯を製造した(従来例)。その製造条件は次のとおり
である。すなわち,連続鋳造法によって厚さ200mmのス
ラブを製造し,熱間圧延により厚さ4.0mmの熱延鋼帯と
し,1150℃×3minの溶体化処理後,冷間圧延により板厚
0.6mmの冷延材とした。また一部は板厚1.0mmまで冷間圧
延後,1150℃×1minの中間焼鈍を施したのち板厚0.6mmの
冷延材とした。これらの冷延材はいずれも1150℃×1min
の焼鈍を実施した。
該本発明例,比較例および従来例で得られた冷延材か
ら供試片を採取し,圧延方向に平行,45°および直角(9
0°)の3方向について機械試験を行ない,耐力,引張
強さおよび伸びを測定した。その結果を第3表に総括し
て示した。
第3表の結果に見られるとおり,従来法によって製造
した材料は,中間焼鈍を実施することにより異方性が改
善されているものの,やはり異方性が大きい。これに対
して本発明法により製造した材料は異方性が極めて小さ
い。また引張強さ×平均伸びは従来法の材料より高く,
強度と伸びのバランスが良好である。
なお,圧着負荷を0.3,45kgf/mmとした比較材では安定
した材料特性が得られていない。
〔実施例3〕 実施例2において板厚0.6mmにまで冷間圧延して得ら
れた本発明例と従来例の材料を,焼鈍温度と時間を変化
させて焼鈍し,得られた焼鈍材の結晶粒径(結晶粒度番
号:G.S.No.)と硬さ(Hv)を測定した。その結果を第4
図に示した。
第4図より,従来法によって製造した鋼帯の結晶粒は
焼鈍温度の上昇とともに急激に粗大化し軟化を生ずる
が,本発明法による鋼帯は,結晶粒が粗大化しにくく,
軟化も生じにくいことが明らかである。
また,同じく本発明例と従来例の冷延材を焼鈍温度を
1050℃に一定として焼鈍時間を変えて焼鈍し,得られた
焼鈍材の結晶粒径(結晶粒度番号:G.S.No.)を調べた。
第5図にその結果を示した。
第5図より,従来法により製造した鋼帯の結晶粒は時
間の経過とともに粗大化するのに対して,本発明法の鋼
帯の結晶粒径は殆ど変化せず,粒成長しにくいことが明
らかである。
〔実施例4〕 第4表にその化学成分値を示すSUS301の溶鋼を実施例
1と同じ双ロール式連鋳機で鋼帯とした。そのさい板厚
3.0mmの鋼帯に鋳造するのに圧着負荷を0.5kgf/mmと20kg
f/mmの場合にわけて実施した。得られた鋼帯を焼鈍する
ことなく直ちに冷間圧延により板厚0.6mmとし,1100℃×
3minの焼鈍を施した。
得られた焼鈍材料の金属顕微鏡組織を第6図および第
7図に示した。第6図は圧延負荷20kgf/mmの場合,第7
図は圧延負荷0.5kgf/mmの場合のものである。第6図の
ものは均一な金属組織を示しているが,第7図の圧延負
荷0.5kgf/mmの場合には結晶粒径が不揃いで不均一な金
属組織である。したがって、適正な圧着負荷で凝固シエ
ルを圧着させることが良好な冷延焼鈍材を得る上で重要
であることが金属組織の面からも明らかである。
〔実施例5〕 実施例2で得られた各焼鈍材料を用いて深絞り加工を
実施した。
加工はJIS−Z−2249に定める13型ポンチによって直
径29mmのブランクを絞り抜く方法で実施した。絞った後
の耳の高さを,高い側4点と低い側4点測定し,その差
の平均値をイヤリング高さとして評価した。その結果を
第5表に示した。
第5表の結果にみられるとおり,従来法により製造し
た鋼帯のイアリング高さは,本発明法による鋼帯のイア
リング高さよりかなり高く,本発明法による鋼帯の異方
性がいかに小さいかが明らかである。
以上の実施例の結果から明らかなように,スラブを製
造して熱間圧延を実施する従来のオーステナイト系ステ
ンレス鋼帯の製造法に比べて本発明法は,オーステナイ
ト系ステンレス鋼本来の特性である高強度と伸びのバラ
ンスに優れ鋼帯を得ることができる。そして,従来法で
は抑制することに困難を伴った鋼板の面内異方性の問題
が本発明法では解決され,深絞り用途に適用してもイア
リングの少ない材料となり,製品歩留りの改善と共に省
工程による製造性の改善によって安価且つ高強度良加工
性の材料を市場に提供できる。
このような効果は,本発明法では従来法と比べて結晶
粒が粗大化しにくい金属組織が得られるという冶金学的
な見地からも立証されたのであり,オーステナイト系ス
テンレス鋼の鋼帯および鋼板の製造において有益な技術
を本発明法は提供するものである。
なお本発明法が適用できる鋼種としてはSUS301,SUS30
4,SUS316,SUS310S,SUS302,SUS302B,SUS301L,SUS304L,SU
S316L,SUS321,SUS347,SUS201等のオーステナイト系ステ
ンレス鋼は勿論のことSUS329JIなどのオーステナイト・
フエライト系や,SUS630,SUS631などの析出硬化系なども
対象とすることができる。また本発明法は焼鈍材のみな
らず冷延まま材および焼鈍後調質圧延やテンションレベ
ラー等による形状修正を施す材料,さらには研磨仕上さ
れる材等でも従来材にない特性を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明法を適用する双ロール式連鋳機の要部を
示す略断面図,第2図は同じく双ロール式連鋳機による
鋳造中の状態を示す略断面図,第3図は本発明に従って
SUS316鋼の鋼帯を双ロール式連鋳機で製造した場合の圧
着負荷と板厚が板の品質に及ぼす関係を示す図,第4図
は本発明に従って製造した冷延材の焼鈍温度と硬さおよ
び結晶粒度番号との関係を比較材および従来材と比較し
て示した図,第5図は本発明に従って製造した冷延材を
焼鈍温度1050℃で焼鈍した場合の保持時間と結晶粒度番
号との関係を従来材と比較して示した図,第6図および
第7図は双ロール式連鋳機による圧着負荷を変えた場合
の冷延焼鈍材の金属組織を示す金属顕微鏡写真である。 1……溶鋼,2……タンディッシュ,3……内部冷却双ロー
ル,4……湯溜り部,5……鋼帯,6……凝固シェル,7……ロ
ールチョック,8……ロードセル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】オーステナイト系ステンレス鋼の溶湯を双
    ロール式連鋳機に連続注湯し,該ロールのそれぞれの円
    周面上に形成される該鋼の凝固シエル同士を双ロールの
    狭隙部で板幅1mm当り1〜40kgfの圧着負荷のもとで圧着
    して厚みが0.2〜5.0mmの鋼帯を連続的に製造し,得られ
    た鋼帯を焼鈍を施すかまたは施さずして目標板厚まで冷
    間圧延し焼鈍することからなる,面内異方性が少ない高
    強度良加工性オーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方
    法。
JP63216088A 1988-08-30 1988-08-30 オーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法 Expired - Lifetime JPH0815640B2 (ja)

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