JPH08239733A

JPH08239733A - 色調安定性及び耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08239733A
Application number: JP33317194A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Uematsu; 美博植松; Takeshi Utsunomiya; 武志宇都宮; Makoto Nogami; 誠野上
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 1996-09-17
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: JP3401350B2

Abstract

(57)【要約】【目的】多数のパネルを配列した状態でもパネル間に
色調のバラツキがみられない色調安定性に優れ、耐食性
及び防眩性も良好なフェライト系ステンレス鋼板を得
る。【構成】Ｃｒ：１６〜３５重量％及びＭｏ：６重量％
以下を含むフェライト系ステンレス鋼であり、酸洗まま
の表面に占める微細な化合物の占有面積率が２０％以下
である。ダル加工された状態では、１μｍ以上の高低差
をもつ凹凸が単位長さ当り３個／ｍｍ以上の割合で分布
している。このステンレス鋼は、硝酸水溶液中で１Ａ／
ｄｍ² 以上の電流密度で電解酸洗した後、硝酸及びフッ
酸の混酸で酸洗することにより製造される。化合物の占
有面積率は、色差計による明度指数を指標として測定さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダル仕上げした状態で
優れた色調安定性及び耐食性を示すフェライト系ステン
レス鋼及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステンレス鋼は、代表的な耐食材料とし
て各種用途で使用されている。特に最近では、屋根材，
外装材等の建築用資材として使用され始めている。この
種の用途では、単に腐食による穴開きが生じない機能面
が要求されるだけでなく、発銹に起因した見栄えの劣化
も嫌われる。屋根材，外装材等の建築用資材として使用
される鋼材には、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６等に代表
されるオーステナイト系ステンレス鋼がある。しかし、
オーステナイト系ステンレス鋼では、海岸地区等の海塩
粒子が飛散する環境に曝されると顕著な発銹があり、外
観が著しく損なわれる。また、オーステナイト系ステン
レス鋼は、フェライト系ステンレス鋼に比較して熱膨張
係数が大きく、長尺の屋根材として使用した場合に温度
サイクルに起因して材質が劣化する。このようなことか
ら、フェライト系ステンレス鋼が屋根材，外装材等とし
て使用されるようになってきた。

【０００３】フェライト系ステンレス鋼は、オーステナ
イト系ステンレス鋼に比較して一般的には耐食性に劣
る。たとえば、代表鋼種であるＳＵＳ４３０は、腐食環
境の緩やかな田園地帯においても比較的短時間で赤錆が
発生し、耐食性や耐候性が十分でない。また、溶接時の
加熱・冷却によって粒界腐食が発生し易い欠点もある。
耐候性はＣｒ量の増加やＭｏの添加，Ｎｂ，Ｔｉ等の安
定化元素の添加によって改善され、低炭素・低窒素３０
Ｃｒ−２Ｍｏ−Ｎｂ鋼，２２Ｃｒ−１．２Ｍｏ−Ｎｂ−
Ｔｉ−Ａｌ鋼のように耐候性に優れた材料が開発されて
いる。ところで、屋根材等の建築用資材として使用され
るステンレス鋼は、表面光沢を抑えた防眩性が望まれて
いる。しかし、フェライト系ステンレス鋼は、オーステ
ナイト系ステンレス鋼に比較して酸洗仕上げ後の表面が
光沢に富み、屋根材等として使用する上では不利にな
る。そこで、ダル仕上げ，エンボス仕上げ等によって、
フェライト系ステンレス鋼に防眩性を付与している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】屋根材，外装材等とし
てステンレス鋼を使用するとき、複数枚のステンレス鋼
板を張り合せることが多い。張り合せた各ステンレス鋼
板の間で色調に相違があると、施工後の屋根や外壁等の
見栄えが劣化する。この色調の相違は、ステンレス鋼を
単板で観察したときにはほとんど認識できないものであ
るが、複数のステンレス鋼板を張り合せることによって
強調される。そのため、各ステンレス鋼単板の間で僅か
に相違する色調も問題となる。しかし、耐候性に優れて
いる高Ｃｒフェライト系ステンレス鋼は、一般的に酸洗
性が悪く、酸洗後の表面状態が不安定である。たとえ
ば、通常の方法で製造した高Ｃｒフェライト系ステンレ
ス鋼は、微妙な酸洗条件の違いやダル圧延条件の影響を
受けて、色調が変化する場合がある。ダル仕上げステン
レス鋼帯の色調制御に関し、これまで若干の研究が行わ
れている。たとえば、特開平６−１８４７７４号公報で
は、ダル圧延後の焼鈍酸洗工程又は酸洗工程において、
酸洗された表面の反射光の強さ（輝度）を測定し、測定
結果に基づき中性塩電解電流密度等の酸洗条件を制御し
ている。この方法は、色調を一定のレベルに揃えること
を狙ったものに止まり、目標レベルが必ずしも材料の表
面を良好な条件に揃えようとするものではない。その結
果、色調がそろっても耐食性が不十分な状態になる場合
もある。

【０００５】反射光の強さに基づき酸洗条件を制御する
方法は、酸洗層と色調測定装置との間の距離が短い場合
には有効である。しかし、実際の焼鈍酸洗ラインにおけ
るコイルは、酸洗槽を出た後、水洗工程，乾燥工程，ル
ーパー等を備えたバッファー工程を通過する。そのた
め、色調測定箇所は、酸洗槽から数百ｍ離れている場合
が多い。このような実ラインで色調の測定結果に基づき
酸洗条件を制御しても、酸洗槽から色調測定箇所まで搬
送される間にコイルの表面に変質等が生じることから、
完全な色調の制御が期待できない。また、測定結果がフ
ィードバックされる間に遅れが生じ、測定結果をリアル
タイムで酸洗条件の制御に利用できない。しかも、ロッ
トが異なるコイル間の色調を制御することは非常に困難
である。本発明は、このような問題を解消すべく案出さ
れたものであり、酸洗後のステンレス鋼表面にある微細
な化合物を量的に制御することにより、建築用資材とし
て要求される色調安定性及び耐候性を兼ね備えたフェラ
イト系ステンレス鋼を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のフェライト系ス
テンレス鋼は、その目的を達成するため、Ｃｒ：１６〜
３５重量％及びＭｏ：６重量％以下を含み、酸洗ままの
表面に占める微細な化合物の占有面積率が２０％以下に
規制されている。また、ダル加工後のステンレス鋼表面
は、単位長さ当り３個／ｍｍ以上の割合で１μｍ以上の
高低差をもつ凹凸の分布を制御することにより、優れた
防眩性を示す。使用するフェライト系ステンレス鋼は、
更にＮｂ：０．０１〜１．０重量％，Ｔｉ：０．０１〜
０．５重量％，Ｖ：０．０１〜０．３重量％，Ｃｕ：
０．５重量％以下及びＡｌ：０．００５〜０．３重量％
の１種又は２種以上を含むことができる。このフェライ
ト系ステンレス鋼は、酸洗ままの表面に占める微細な化
合物の占有面積率が２０％以下になるように、硝酸水溶
液中で１Ａ／ｄｍ² 以上の電流密度で電解酸洗し、硝酸
及びフッ酸の混酸で酸洗することにより製造される。こ
のとき、色差計による明度指数を指標として化合物の占
有面積率を測定することが有効である。本発明に従って
ダル仕上げ材を製造する際には、焼鈍・酸洗工程を経て
ダル仕上げ材に製造する際、酸洗まま材表面の色調を色
差計で測定し、測定したＬ値の差ΔＬ又は色差ΔＥが１
０以下の酸洗材は後続のダル圧延工程に送り、明度指数
ΔＬ又は色差ΔＥが１０を超える酸洗材は酸洗工程で再
度酸洗を施した後、ダル圧延工程に送り、光沢度が５０
以下となるように、大径ロールを使用して２パス以上の
ダル圧延を行う。

【０００７】

【作用】酸洗工程は、化学反応を利用したプロセスであ
り、化学反応をバラツキなく制御することは実際上不可
能である。特に、電解酸洗では、板幅方向の電流密度を
制御することが困難である。このような処理条件及び処
理結果に変動を来し易い工程を色調決定の最終工程とす
ると、最終製品で色調にバラツキが生じることが避けら
れない。屋根材，外装材等のようにパネル間で外観が対
比される用途では、僅かなバラツキも明確に視認され
る。そこで、本発明者等は、制御が比較的容易な力学的
作用により色調を制御できるダル圧延プロセスを後工程
とする方法を検討した。ダル圧延を酸洗工程の後に行う
と、酸洗工程で生成した不動態皮膜が破壊され、耐食性
が低下する。耐食性の低下は、特願平５−３３２３６３
号でも提案したように、不動態皮膜の破壊を最低限に抑
え、且つ十分な防眩性を得るように、ダル目を緻密に調
整したダルロールを使用して軽圧下，低伸び率で多パス
の圧延をすることによって防止できる。しかし、ダル圧
延後においても酸洗工程で生じた色調変動を引き継がれ
るので、酸洗工程においてもある程度の範囲に色調を維
持しておく必要がある。

【０００８】酸洗工程後の表面状態が製品の色調に及ぼ
す影響は、次のような本発明者等の調査・研究によって
知見されたものである。本発明に従ったフェライト系ス
テンレス鋼は、熱延，トップ焼鈍，酸洗，圧延，仕上げ
焼鈍，酸洗，ダル圧延の工程を経て製造される。製品の
目標板厚が薄い場合には、圧延後に中間焼鈍，酸洗，圧
延の工程が加わる場合もある。最終の酸洗工程では、酸
洗後の表面に微細な化合物の残存を防止する必要がある
ことから、塩浴浸漬した後、硫酸酸洗，硝酸電解酸洗及
び混酸酸洗の３工程で行われる。酸洗チャンスが異なる
コイルを同一のロールでダル加工した後、各コイルの色
調を調査したところ、ある酸洗チャンスのコイルのみ他
のコイルと目視状態が僅かに異なっていた。このコイル
の明度指数を色差計で測定したところ、他のコイルに比
較して低いＬ値を示した。

【０００９】色調が異なる原因を、表面観察及び分析に
よって調査したところ、色違いが生じたコイルが外観上
で良好であるものの、顕微鏡で観察した表面に微視的な
析出化合物が検出された。この化合物は、Ａｌ，Ｓｉ等
の酸化物を主体とするものと考えられ、酸洗で除去され
なかったスケール残りとは異なり、下地鋼から拡散して
きた元素と雰囲気中の酸素，窒素等とが反応して生成し
た化合物である。微細な化合物が存在する理由を調査し
たところ、Ｌ値が低いコイルと他のコイルとの間では酸
洗条件が異なっていることを見い出した。すなわち、通
常のコイルでは酸洗工程のうちの硝酸電解を電流密度
２．５Ａ／ｄｍ² で行っていたのに対し、Ｌ値が低い
コイルでは硝酸電解の電流密度が０．８Ａ／ｄｍ² であ
った。また、ダル圧延後と同様な調査をダル圧延前の酸
洗ままの材料について行ったところ、ダル圧延後と同様
に色違い発生材の表面にはミクロ的な化合物が生じてお
り、ダル圧延後と同様に明度指数が低いＬ値になってい
た。

【００１０】以上の結果から、酸洗後のコイル表面を観
察したとき、目視観察ではほとんど識別できない微細な
化合物によってダル圧延されたコイルの色調が変化する
ものといえる。また、色調の劣化に併せて、耐食性も低
下していた。ここで、化合物の有無は、色差計によって
測定した明度指数に基づいて判定できることが判った。
ダル仕上げに伴う色調は、次のようにして制御される。
ステンレス鋼は、硬い材質であることから通常小径ロー
ルを使用して圧延している。しかし、小径ロールは、周
長が短く、被圧延材に頻繁に押圧されるため、摩耗が激
しい。そのため、多量に圧延するとき、コイルのトップ
とボトムとで色調に変化が生じ易い。また、ロール径が
小さいと、ロールとコイルが接触する表面の実質的な圧
力が増大し、ステンレス鋼表面にある不動態皮膜の破壊
が促進される。その結果、小径ロールを使用したダル圧
延による仕上げでは、耐食性の低下が著しく、製品とし
て出荷するためにはダル圧延後に再酸洗する必要が生じ
る。

【００１１】これに対し、大径ロールを使用したダル圧
延では、周長が長いことから、被圧延材に押し当てられ
る頻度も少なくなり、その分だけ損耗が抑制され、同じ
接触条件下でダル仕上げが施される。その結果、圧延順
序に対応した色調の変化も少なくなる。また、ロールと
コイルとが接触する表面の圧力も比較的低く抑えられ、
不動態皮膜の破壊も抑制される。したがって、耐食性の
低下も少なく、ダル圧延後の再酸洗が不要になる。本発
明では、酸洗後の表面状態を観察することにより、ダル
仕上げされた状態での色調を一定化できる。そのため、
酸洗後の表面状態が設定範囲にあるコイルに対しては次
工程のダル圧延を施し、設定範囲を外れるコイルを再度
酸洗するプロセスを組むこともできる。また、酸洗後の
表面状態、すなわち微細な化合物の有無がダル仕上げ後
の色調を正確に予測することから、微細な化合物がない
ように酸洗条件を設定することによって、色調の安定し
たダル仕上げ材を高歩留りで製造することが可能にな
る。以上のような知見に基づき、色調安定性に優れ且つ
耐食性が良好なダル仕上げのフェライト系ステンレス鋼
が製造される。

【００１２】本発明で基材として使用されるフェライト
系ステンレス鋼としては、たとえばＣ：０．０５重量％
以下，Ｎ：０．０５重量％以下，Ｓｉ：１．０重量％以
下，Ｍｎ：１．０重量％以下，Ｐ：０．０４重量％以
下，Ｓ：０．０３重量％以下，Ｎｉ：０．６重量％以
下，Ｃｒ：１６〜３５重量％，Ｍｏ：６重量％以下を含
むものが使用される。更には、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｕ，
Ａｌ等の１種又は２種以上を任意元素として含ませても
よい。なかでも、比較的多量のＣｒ，Ｍｏを含む系は、
酸洗時のデスケールが困難であり、微細な化合物が存在
する可能性が高い。このような鋼種に対しては、硫酸酸
洗，硝酸電解，ＨＦ＋ＨＮＯ₃ の混酸酸洗からなる酸洗
工程が有効である。特に、硝酸電解を１Ａ／ｄｍ² 以上
の電流密度で行うと、酸洗後の鋼材表面に閉める微細な
化合物の占有面積率を２０％以下に抑制できる。占有面
積率を２０％以下、好ましくは１％以下に下げることに
よって、微細な化合物の悪影響がなくなり、ダル仕上げ
された鋼材表面の色調が安定化する。

【００１３】以下、本発明で使用されるフェライト系ス
テンレス鋼や処理条件，表面状態等について説明する。Ｃ，Ｎ：それぞれ０．０５重量％以下Ｃ及びＮは、何れもステンレス鋼に不可避的に含まれる
元素であり、含有量の減少に応じて材質が軟質化し、加
工性が向上すると共に炭窒化物の生成が少なくなる。ま
た、溶接性及び溶接部の耐食性を確保する上から、Ｃ含
有量及びＮ含有量を共に０．０５重量％以下にすること
が必要である。Ｓｉ：１．０重量％溶接部の高温割れや溶接部の靭性に悪影響を与える。ま
た、ステンレス鋼を硬質にする元素であることから、Ｓ
ｉ含有量は低いほど好ましい。Ｍｎ：１．０重量％以下ステンレス鋼中に微量に存在するＳと結合し、可溶性硫
化物ＭｎＳを形成することにより、耐食性を低下させる
有害元素である。可溶性硫化物ＭｎＳによる悪影響を解
消するため、本発明ではＭｎ含有量を１．０重量％以下
に規定した。

【００１４】Ｐ：０．０４重量％以下母材及び溶接部の靭性を劣化させる元素であることか
ら、Ｐ含有量は低いほど好ましい。しかし、ステンレス
鋼等の含Ｃｒ鋼を脱Ｐすることは困難であって、Ｐ含有
量を極度に低下させることは鋼材コストの上昇を招く。
したがって、本発明では、Ｐ含有量の上限を０．０４重
量％に設定した。Ｓ：０．０１重量％以下耐候性及び溶接部の高温割れに悪影響を及ぼす有害な元
素でありＳ含有量は低いほど好ましい。そこで、本発明
では、Ｓ含有量の上限を０．０１重量％，好ましくは
０．００３重量％に規定した。Ｎｉ：０．６重量％以下フェライト系ステンレス鋼の靭性改善に有効な合金元素
である。しかし、多量のＮｉを含ませることは、鋼材の
コストを上昇させるばかりでなく、鋼材を硬質化させる
原因にもなる。したがって、本発明では、通常のフェラ
イト系ステンレス鋼で不可避的不純物として混入される
０．６重量％以下にＮｉ含有量を定めた。

【００１５】Ｃｒ：１６〜３５重量％ステンレス鋼の耐食性を高める主要な合金元素であり、
耐候性，耐孔食性，耐隙間腐食性及び一般耐食性を著し
く向上させる。耐食性の改善に及ぼすＣｒの作用は、Ｃ
ｒ含有量が１６重量％以上で顕著になる。しかし、３５
重量％を超える多量のＣｒが含まれると、著しい脆化が
生じ、薄板製造，製品加工等の際に困難を伴う。このよ
うなことから、Ｃｒ含有量を１６〜３５重量％，好まし
くは１８〜３２重量％，更に好ましくは２０〜２４重量
％の範囲に定めた。Ｍｏ：６重量％以下Ｃｒと共に鋼の耐食性を高める有効な合金元素であり、
その効果は、Ｃｒ含有量の増加につれて大きくなる。ま
た、Ｍｏは、溶液中に溶け、インヒビターとして働く酸
化物となる。そのため、仮に腐食が発生した場合でも、
腐食の進行が抑制される。このようなＭｏの作用は、
０．８以上の添加で顕著になる。しかし、６重量％を超
える多量のＭｏを含ませると、鋼材が硬質化し、靭性が
低下するため、薄板製造，製品加工等が困難になる。こ
のようなことから、Ｍｏ含有量を６重量％以下，，好ま
しくは０．８〜２．５重量％，更に好ましくは１．０〜
１．５重量％の範囲に定めた。

【００１６】Ｔｉ：０．０１〜０．５重量％必要に応じて添加される合金元素であり、Ｓを固定する
ことによりＭｎＳに起因する耐孔食性の低下を防止す
る。また、Ｃ及びＮを固定し、粒界腐食を抑制する上で
も有効である。しかし、０．５重量％を超えるＴｉ含有
量では、クラスター状の介在物ＴｉＮが生成され、素材
に表面疵が発生し易くなり、また溶接部の靭性不良を招
き高周波造管性を低下させる。Ｎｂ：０．０１〜１．０重量％本発明が対象とするＣ量レベルのフェライト系ステンレ
ス鋼では、Ｔｉと共に粒界腐食を防止する上で有効な合
金元素である。Ｎｂは、Ｔｉに比較して耐孔食性を向上
させる効果は小さいものの、Ｃを固定する作用が大き
い。ただし、多量のＭｏ添加は材料を硬質化させること
から、Ｔｉと複合添加することが好ましい。このような
作用は、０．０１重量％以上のＴｉ含有量で顕著にな
る。しかし、１．０重量％を超えるＮｂ含有量では、溶
接部の靭性が阻害される。

【００１７】Ｃｕ：０．５重量％以下亜硫酸ガス腐食環境下における耐候性を改善する合金元
素であり、高濃度の亜硫酸ガス腐食環境に曝される建材
として使用される鋼材では顕著な効果を発揮する。しか
し、０．５重量％を超える多量のＣｕを含ませると、固
溶強化によって鋼材が硬質化し、材料の加工性を低下さ
せる。Ａｌ：０．００５〜０．３重量％酸洗後の皮膜を改質し、耐食性を向上させる上で有効な
合金元素である。Ｔｉとの複合添加によって、加熱時に
優先的に酸化皮膜が形成され、Ｃｒの酸化損失が防止さ
れ、再不動態化能の低下が防止される。Ａｌ含有量が
０．００５重量％以上で、酸化皮膜の形成が顕著に促進
される。しかし、０．３重量％を超えて多量のＡｌを含
ませると、表層の酸化物皮膜がＡｌ皮膜のみになり、Ｃ
ｒ系不動態皮膜の生成を阻害し、耐食性を低下させる。

【００１８】酸洗条件：高Ｃｒステンレス鋼をダル仕上
げした後で色調を安定化させるためには、硫酸浸漬，硝
酸電解及び混酸浸漬からなる酸洗工程で、硝酸電解時に
高電流密度で電解処理すると共に、硝酸及びフッ酸を混
合した混酸で浸漬処理する必要がある。硝酸電解の電流
密度を１Ａ／ｄｍ² 以上，硝酸濃度を５％以上とすると
き、酸洗された鋼材表面に微細な化合物が占める占有面
積率が２０％以下となり、ダル仕上げ後の色調が安定化
する。また、硝酸電解後の混酸酸洗も、硝酸濃度５％以
上及びフッ酸濃度０．５％以上の溶液を使用することが
好ましい。

【００１９】酸洗後の微細化合物：占有面積率２０％以
下ステンレス鋼は、通常、表面からスケールを酸洗除去し
た状態で使用される。しかし、デスケーリング性が悪い
高Ｃｒフェライト系ステンレス鋼では、酸洗条件によっ
てはスケール残りが生じる場合があり、耐食性を低下さ
せる原因となる。本発明では、硫酸浸漬，硝酸電解及び
混酸浸漬からなる酸洗工程を採用することにより、この
種のスケール残りを無くした。しかし、単にスケール残
りを無くしただけでは、材料の耐食性を向上させたり、
ダル仕上げ後に色調を安定化させることはできない。通
常の酸洗条件で処理されたステンレス鋼の表面を顕微鏡
で観察したとき、ポーラスで微細な化合物が検出される
ものがあった。そこで、このステンレス鋼表面をＥＳＣ
Ａ分析したところ、酸素濃度が異常に高く、板厚方向内
部までＦｅ濃度が低下した傾向を示し、酸化物を主とす
る化合物が存在していることが判った。この化合物は、
酸洗前に鋼材表面にあったスケール層と下地鋼との界面
に生成していた変質層に相当するものと推察され、ダル
仕上げ後の色調を不安定にする原因である。本発明にお
いては、スケールは勿論、その下にある化合物をも除去
するように酸洗条件を設定している。すなわち、硝酸濃
度５％以上の溶液を使用し、電流密度１Ａ／ｄｍ² 以上
で電解酸洗することにより、スケールと共に化合物が除
去される。これにより、酸洗後のステンレス鋼表面に占
める化合物の占有面積率が２０％以下になる。このよう
に表面改質されたステンレス鋼をダル仕上げすると、得
られたステンレス鋼の色調が極めて安定化し、複数のス
テンレス鋼パネルを張り合せても両者の間に色調のズレ
が生じないものが得られる。

【００２０】ダル圧延：本発明では、ダル圧延によって
不動態皮膜が破壊されることを防止するため、大径ロー
ルを使用している。圧延条件は、１００ｋｇｆ／ｍｍ²
以下の軽圧下で２パス以上とすることが好ましい。これ
により、耐食性の低下を招くことなく、防眩性に優れた
ダル仕上げ表面が得られる。ダル圧延した鋼板の防眩性
及び色調安定性は、ダル圧延で生成した凹凸の高さ及び
単位長さ当りの凹凸の個数による影響を受ける。安定し
た防眩性及び色調を得るためには、高さ１μｍ以上の凹
凸が３個／ｍｍ以上の分布で存在していることが好まし
い。

【００２１】明度指数Ｌ値：明度指数Ｌ値は、目視観察
できない微細な化合物を検出する指標として有効であ
る。明度指数Ｌ値の絶対値は、色差計の機種によって若
干シフトするが、機種によって定まる境界値を境とし
て、それ以上の値では色調の安定化に有害な化合物がな
いものと判定される。本発明者等が使用した色差計は、
ミノルタ製ＣＲ−２００であり、ＪＩＳＺ８７２２の
４．３．１項に規定されている条件ｃに準拠するとき、
境界値が７６になる。ただし、ロット間，コイル内にお
いて色調に相違がない材料を確実に得るため、明度指数
Ｌ値を７８〜８２にコントロールすることが好ましい。
本発明においては、鋼板表面の色調を表す指標としてＬ
値を使用し、ΔＬが１０，好ましくは５を超えるものを
色調にバラツキありと判定している。しかし、本発明は
これに拘束されるものではなく、色差計で測定した他の
クロマチックネス指数ａ値，ｂ値等を指標として使用す
ることも可能である。この場合には、色差ΔＥが１０，
好ましくは５を超えるものを色調にバラツキありとして
判定する。

【００２２】光沢度Ｇ_s （２０度）：５０以下光沢度Ｇ_s は、ダル加工されたステンレス鋼の防眩性を
評価する指標として有効である。光沢度Ｇ_s が５０以上
では、屋根材として使用する上での防眩性が不十分であ
る。しかし、壁材等のように色違いが目立ち易く、色調
安定性の要求度が厳しい用途では、光沢度Ｇ_s を１０〜
４０の範囲に設定することが好ましい。

【００２３】

【実施例】フェライト系ステンレス鋼として、Ｃ：０．
０１２重量％，Ｓｉ：０．２３重量％，Ｍｎ：０．２１
重量％，Ｐ：０．０２５重量％，Ｓ：０．００１重量
％，Ｎｉ：０．２３重量％，Ｃｒ：２２．２３重量％，
Ｍｏ：１．１８重量％，Ｎｂ：０．２４重量％，Ｔｉ：
０．１８重量％，Ａｌ：０．０９重量％，Ｃｕ：０．０
３重量％及びＮ：０．０１４重量％を含み、残部が実質
的にＦｅの組成をもつものを使用した。このフェライト
系ステンレス鋼を板厚０．４ｍｍに圧延した冷延鋼帯を
９コイル用意した。鋼帯を１０００℃で焼鈍した後、酸
洗した。焼鈍酸洗は、３回のチャンスに分けて行った
が、何れも約５００℃の塩浴に浸漬した後、５％硫酸へ
の浸漬，５％硝酸溶液中で２．５Ａ／ｄｍ² の電流密度
での陽極電解，更に６〜１０％硝酸＋０．５〜１．０％
フッ酸の混酸浸漬を採用した。硫酸，硝酸及び混酸は、
何れも５０〜６０℃の温度に保持した。また、比較のた
め、他は同じ条件に維持し、電流密度０．８Ａ／ｄｍ²
で電解酸洗した。

【００２４】酸洗処理されたコイルの端部かサンプルを
採取し、更にダル加工を施した。ダル加工は、ロールの
平均粗さがＲ_a １．８μｍで、ロール径７６２ｍｍの大
径スキンパスロールを使用し、圧下率８０ｋｇｆ／ｍｍ
² で１パス当りの伸び率が約０．１〜０．２％の３パス
圧延とした。酸洗，焼鈍及びダル圧延を経て製造したス
テンレス鋼帯の９コイルについて、各コイル表面の光沢
度，白色度及び明度を測定した。測定結果を、目視によ
る色違いの判定結果を併せて図１に示す。目視による外
観からは、何れの材料もほとんど区別がつかず、一見し
た外観では良好な表面を呈していた。ただし、Ｎo.８の
コイルは、トップ部が僅かに黒味がかった色調を呈して
いた。光沢度は、若干のバラツキがあるものの、ほとん
ど同じ値であった。白色度は、ダル圧延の通板順序に応
じて低下する傾向がみられたが、目視による判定結果と
必ずしも一致していなかった。しかし、色差計で測定し
た明度指数Ｌ値は、目視による判定結果と良く対応して
いた。これらのことから、色差計による測定結果は仕上
げ材の色違い検出手段として有効であることが判る。な
お、図１ではＬ値を色調の指標として使用しているが、
色差計で測定したＬ値以外にクロマチックネス指数ａ
値，ｂ値等も色違い検出手段として有効であった。

【００２５】色調が異なる２種類のダル仕上げ材Ｎo.８
及びＮo.９について、表面を光学顕微鏡，走査型電子顕
微鏡及びＡＥＳ（オージェ電子分光分析器）を使用して
調査した。図２は、ダル仕上げ材Ｎo.８及びＮo.９の光
学顕微鏡写真及び走査型電子顕微鏡の観察により得られ
た二次電子像（ＳＥＭ像）を示す。光学顕微鏡による観
察では、正常なダル仕上げ材Ｎo.９にはダル加工による
凹凸だけが観察されるが、色違いが発生したダル仕上げ
材Ｎo.８には表面に汚れのようなクラスター状の黒い斑
点が多数観察された。ＳＥＭによる観察では、ダル仕上
げ材Ｎo.８とＮo.９との微視的な状態が大きく異なって
おり、色違いが発生したダル仕上げ材Ｎo.８の表面には
酸化物を主とするポーラスな層や微細な化合物がみられ
た。ダル仕上げ材Ｎo.８及びＮo.９をＡＥＳ分析したと
ころ、図３に示すようにコイル表面から厚み方向に関す
る元素濃度が大きく異なっていた。正常なダル仕上げ材
Ｎo.９では約４０Åの厚みに相当するスパッタリング時
間０．６分で酸素濃度が低下したのに対し、ダル仕上げ
材Ｎo.８では表層部の酸素濃度が高く、且つ板厚方向に
沿って減少する酸素濃度の勾配も緩やかであった。ま
た、Ｆｅ濃度も、ダル仕上げ材Ｎo.９では酸素濃度の減
少に伴って急激に立ち上がっているが、ダル仕上げ材Ｎ
o.８ではほぼ板厚方向に関して一定した勾配でＦｅ濃度
が漸増していた。

【００２６】図２及び図３の結果から、正常なダル仕上
げ材９では厚み４０Å程度の極薄い表層部にのみ酸化物
があるのに対し、色違いが発生したダル仕上げ材Ｎo.８
ではかなり内部まで酸素が拡散していおり、比較的厚い
表層部に酸化物を主とする化合物が分散していることが
判る。ダル仕上げ材Ｎo.８及びＮo.９の耐食性を、液温
８０℃の２０％ＮａＣｌ溶液に浸漬して孔食電位を測定
することにより調査した。その結果、ダル仕上げ材Ｎo.
９では孔食電位が０．２５Ｖ（ＳＣＥ）であったのに対
し、ダル仕上げ材Ｎo.８では孔食電位が０．１０Ｖ（Ｓ
ＣＥ）であった。このことから、比較的厚い表層部に酸
化物を主とする化合物が分散しているダル仕上げ材で
は、耐孔食性が低下していることが確認された。Ｎo.１
〜９の各コイルについて、ダル圧延前後の明度及び光沢
度を測定した結果を図４に示す。明度及び光沢度は、そ
れぞれのコイルのトップ（Ｔ），ミドル（Ｍ）及びボト
ム（Ｂ）で測定した。図４にみられるように、色違いが
発生したダル仕上げ材Ｎo.８のトップ部のみで明度指数
Ｌ値が大幅に低くなっている。このことは、色違いが発
生した部分は、ダル圧延後と同様にダル圧延前の酸洗ま
まの状態でも低い明度をもっていること示す。

【００２７】Ｎo.１〜９の何れのコイルも、ダル圧延に
よって光沢度が低下し、明度が上昇している。しかも、
ダル圧延までにはバラツキのあった明度指数Ｌ値は、ダ
ル圧延後に平均化されている。また、酸洗後にΔＬ≦５
の範囲にあったコイルでは、ダル圧延後においてΔＬ≦
１．５の範囲にあった。また、明度指数Ｌ値が低いＮo.
８の酸洗したままのトップ部を光学顕微鏡及びＳＥＭで
観察したところ、ダル圧延後と同様にポーラスな欠陥、
すなわち酸化物を主体とする化合物が多数分散してい
た。以上のことから、目視観察ではほとんど識別できな
い微細な化合物によってダル圧延後の色調にバラツキが
生じることが判った。また、化合物の有無は、色差計で
明度指数を測定することにより精度良く検出されること
が判った。しかも、ダル圧延前後で明度指数のバラツキ
に対応関係があり、ダル圧延前の酸洗まま材の明度指数
にバラツキが大きいことから、脱圧延前に明度指数を測
定することによりダル圧延後の色調変化が高精度で予測
されることが確認された。更に、Ｎo.８のコイルのトッ
プ部のみでＬ値が低かった理由を追跡調査したところ、
Ｎo.８のコイルは、図４に示すように他のコイルとは酸
洗チャンスが異なり、一般材からの切替えに当り硝酸電
解電流の上昇が遅れたことに原因があるものと推察され
た。

【００２８】実施例２：Ｃ：０．０１４重量％，Ｓｉ：
０．２３重量％，Ｍｎ：０．２５重量％，Ｐ：０．０２
２重量％，Ｓ：０．０１重量％，Ｎｉ：０．３０重量
％，Ｃｒ：２９．０３重量％，Ｍｏ：１．８７重量％，
Ｎｂ：０．２９重量％，Ｔｉ：０．１７重量％，Ａｌ：
０．０６重量％及びＮ：０．０２２重量％を含み、残部
が実質的にＦｅの組成をもつフェライト系ステンレス鋼
から、板厚１．０ｍｍに圧延した冷延鋼鈑を用意した。
冷延鋼鈑を、実施例１と同じ条件で焼鈍及び酸洗した。
ただし、電解酸洗時の電流密度を０．４〜２．５Ａ／ｄ
ｍ² の範囲で変化させた。焼鈍酸洗後に表面の色調を明
度指数Ｌで検出した結果を、電流密度で整理して図５に
示す。図５から明らかなように、電流密度が０．８Ａ／
ｄｍ² に達しない条件下では酸洗まま材の表面に微細な
化合物が検出された。他方、１．２Ａ／ｄｍ² 以上の電
流密度で電解酸洗したものでは、化合物はほとんど検出
されず。明度指数もＬ≧７５の高位に安定した値を示し
た。この結果からも、色差計で測定した明度指数Ｌ値
は、酸洗まま材の表面状態、すなわち化合物の有無を高
精度に検出し、ダル圧延後の色調を予測する有効な情報
であることが判る。

【００２９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、高Ｃｒフェライト系ステンレス鋼ダル仕上げ材の色
調を安定させる際に、酸洗まま材の表面状態からダル圧
延後の表面状態を予測している。また、酸洗まま材の表
面状態からダル圧延後の表面状態が予測されるため、酸
洗後に所定の表面状態に達しなかったものを酸洗工程に
返送して再酸洗することにより、色調安定性に優れた鋼
材を高歩留まりで製造することができる。このようにし
て得られたフェライト系ステンレス鋼は、色調安定性ば
かりでなく、防眩性，耐食性，加工性等にも優れた材料
であり、屋根材，外装材，貯水槽や屋外タンクの外装材
等として複数のパネルが配列された状態で使用される場
合にあっても、パネル間に色調のバラツキを生じない鋼
材として使用される。また、ステンレス鋼の表面にある
化合物を色差計で検出する方法は、ダル仕上げステンレ
ス鋼に限ったものではなく、通常の酸洗仕上げ材や調質
圧延仕上げ材の色調安定化及び耐食性の改善に対しても
有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ダル仕上げステンレス鋼の色違いを検出する
手段として色差計の明度指数Ｌ値が適していることを示
す図

【図２】ダル仕上げステンレス鋼の表面を光学顕微鏡
及びＳＥＭで観察した図であり、色違い発生材の表面に
は微細な化合物が分散していることを示す。

【図３】色違い発生材と正常材との表面分析結果を比
較した図であり、色違いが発生したステンレス鋼の表面
に酸化物系の化合物が存在していることを示す。

【図４】ダル圧延前後におけるステンレス鋼表面の明
度及び光沢度の変化を示す図

【図５】酸洗工程における硝酸電解の電流密度が化合
物の有無及び明度に与える影響を示した図

【手続補正書】

【提出日】平成８年２月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図２】ダル仕上げステンレス鋼の表面を光学顕微鏡
及びＳＥＭで観察した図であり、色違い発生材の表面に
は微細な化合物が分散していることを示す写真

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃｒ：１６〜３５重量％及びＭｏ：６重
量％以下を含み、酸洗ままの表面に占める微細な化合物
の占有面積率が２０％以下である色調安定性及び耐食性
に優れたフェライト系ステンレス鋼。
【請求項２】ダル加工された状態で１μｍ以上の高低
差をもつ凹凸が単位長さ当り３個／ｍｍ以上の割合で分
布している請求項１記載のフェライト系ステンレス鋼。
【請求項３】更にＮｂ：０．０１〜１．０重量％，Ｔ
ｉ：０．０１〜０．５重量％，Ｖ：０．０１〜０．３重
量％，Ｃｕ：０．５重量％以下及びＡｌ：０．００５〜
０．３重量％の１種又は２種以上を含む請求項１又は２
記載のフェライト系ステンレス鋼。
【請求項４】Ｃｒ：１６〜３５重量％及びＭｏ：６重
量％以下を含むフェライト系ステンレス鋼を硝酸水溶液
中で１Ａ／ｄｍ² 以上の電流密度で電解酸洗し、硝酸及
びフッ酸の混酸で酸洗し、酸洗ままの表面に占める微細
な化合物の占有面積率が２０％以下にすることを特徴と
する色調安定性及び耐食性に優れたフェライト系ステン
レス鋼の製造方法。
【請求項５】色差計による明度指数を指標として析出
化合物の占有面積率を測定する請求項４記載のフェライ
ト系ステンレス鋼の製造方法。
【請求項６】Ｃｒ：１６〜３５重量％及びＭｏ：６重
量％以下を含むフェライト系ステンレス鋼を焼鈍・酸洗
工程を経てダル仕上げ材に製造する際、酸洗まま材表面
の色調を色差計で測定し、測定したＬ値の差ΔＬ又は色
差ΔＥが１０以下の酸洗材は後続のダル圧延工程に送
り、明度指数ΔＬ又は色差ΔＥが１０を超える酸洗材は
酸洗工程で再度酸洗を施した後、ダル圧延工程に送り、
光沢度が５０以下となるように、大径ロールを使用して
２パス以上のダル圧延を行うことを特徴とする色調安定
性，防眩性及び耐食性に優れたフェライト系ステンレス
鋼の製造方法。