JPH0841594A

JPH0841594A - 伸び特性に優れる２相ステンレス鋼板とその製造方法

Info

Publication number: JPH0841594A
Application number: JP6172399A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yoshida; 裕志吉田; Nobuyoshi Okato; 信義岡登; Yoshihito Fujiwara; 最仁藤原
Original assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1994-07-25
Filing date: 1994-07-25
Publication date: 1996-02-13
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: JP3370441B2

Abstract

(57)【要約】【目的】２相ステンレス鋼板を用いた複雑な加工
を、常温で行うことにより、製品の加工コストを低減す
ることを目指し、特に、常温での伸び特性を向上させ
る。【構成】Ｃ：0.02wt％以下、 Si：2.0 wt％以
下、Mn：3.0 wt％以下、 Cr：20.0〜35.0wt％、N
i：3.0 〜10.0wt％、 Mo：0.5 〜 6.0wt％、Ｂ：0.0
005〜0.01wt％、Ｎ：0.08〜0.30wt％、Ｓ：0.005 wt
％以下を含み、かつＷ：0.03〜2.0 wt％、Ｖ：0.0
3〜2.0 wt％から選ばれるいずれか１種または２種を含
有し、残部はFe及び不可避的不純物からなる鋼スラブ
を、熱延開始温度1200〜1270℃、圧下率10〜50％／パ
ス、パス間時間１秒以上、パス数２パス以上、全圧下率
90％以上および熱延終了温度 850〜1100℃からなる条件
で熱間圧延し、得られた熱延板を焼鈍し、その後、冷間
圧延ならびに冷延板焼鈍を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２相ステンレス鋼板と
その製造方法に関し、特に、良好な伸び特性を示す２相
ステンレス鋼板およびその製造方法について提案するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】２相ステンレス鋼は、耐食性に優れると
ともに、高い強度を有するために、各種化学工業用装
置、機器などとして用いられている。このように、２相
ステンレス鋼は、優れた特性を有しているが、ＳＵＳ３
０４あるいはＳＵＳ４３０などような汎用のステンレス
鋼に比べて常温の伸びが低いという問題があった。この
ような２相ステンレス鋼の伸び特性は、一般に、オース
テナイト（γ）量の影響をうけるとされ、ちなみに、従
来の伸び特性のレベルは、例えば、γ量４０％の材料で
２５％程度、γ量５０％の材料で２８％程度の値しか得
られていなかった。したがって、従来の２相ステンレス
鋼は、伸びが低く、成形性・加工性に劣るために、複雑
な形状の加工製品などへの適用が困難であった。

【０００３】ところで、２相ステンレス鋼についてのこ
れまでの研究の焦点は、どちらかといえば耐食性の向上
や強度の向上に向けられ、上記のような加工性について
は余り関心が払われなかったのが実情である。最近、そ
の加工性、なかでも、超塑性についての研究が盛んに行
われてきた。しかし、そもそも、超塑性は1000℃程度の
高い温度で起こる現象であることから、仮にこの超塑性
現象を利用して成形加工するとしても、加工時には高温
に維持する必要がある。このことは、製品価格の高騰を
招くのみならず、量産にも適しないという問題があっ
た。

【０００４】したがって、もし、２相ステンレス鋼の常
温における成形性や加工性が改善できれば、２相ステン
レス鋼がもっている高耐食性や高強度と言った長所をそ
のまま生かしたうえで、従来は加工が困難であったよう
な製品を、安価に加工することができるようになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、２相
ステンレス鋼板の複雑な加工を、常温で行うことができ
るようにして、製品の加工コストを低減させることにあ
り、特に、常温での伸び特性を向上させる技術を提供す
ることにある。本発明の他の目的は、２相ステンレス鋼
板の常温での伸び特性を、γ量４０％で２７％以上、γ
量５０％で３０％以上まで高める製造技術を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者らは、２相ステン
レス鋼板についての常温での伸び特性におよぼす集合組
織および熱間圧延条件の影響に着目し、上記目的の実現
に向け鋭意検討を行った。その結果、発明者らは、以下
に述べる内容を要旨構成とする手段を採用することが、
上記課題解決のために有効であるとの知見を得て、本発
明方法を完成させるに到ったのである。

【０００７】すなわち、本発明は、 (1) Ｃ：0.02wt％以下、 Si：2.0 wt％以下、Mn：
3.0 wt％以下、 Cr：20.0〜35.0wt％、Ni：3.0 〜
10.0wt％、 Mo：0.5 〜 6.0wt％、Ｂ：0.0005〜0.01
wt％、Ｎ：0.08〜0.30wt％、Ｓ：0.005 wt％以下を
含み、かつＷ：0.03〜2.0 wt％、Ｖ：0.03〜2.0 wt
％から選ばれるいずれか１種または２種を含有し、残部
はFe及び不可避的不純物からなり、板面において、フェ
ライト相の（１１０）面が１０％以上配向していること
を特徴とする伸び特性に優れる２相ステンレス鋼板であ
る。

【０００８】(2) Ｃ：0.02wt％以下、 Si：2.0 wt
％以下、Mn：3.0 wt％以下、 Cr：20.0〜35.0wt
％、Ni：3.0 〜10.0wt％、 Mo：0.5 〜 6.0wt％、
Ｂ：0.0005〜0.01wt％、Ｎ：0.08〜0.30wt％、Ｓ：0.
005 wt％以下、 Cu：2.0 wt％以下を含み、かつＷ：
0.03〜2.0 wt％、Ｖ：0.03〜2.0 wt％から選ばれる
いずれか１種または２種を含有し、残部はFe及び不可避
的不純物からなり、板面において、フェライト相の（１
１０）面が１０％以上配向していることを特徴とする伸
び特性に優れる２相ステンレス鋼板である。

【０００９】(3) Ｃ：0.02wt％以下、 Si：2.0 wt
％以下、Mn：3.0 wt％以下、 Cr：20.0〜35.0wt
％、Ni：3.0 〜10.0wt％、 Mo：0.5 〜 6.0wt％、
Ｂ：0.0005〜0.01wt％、Ｎ：0.08〜0.30wt％、Ｓ：0.
005 wt％以下を含み、かつＷ：0.03〜2.0 wt％、
Ｖ：0.03〜2.0 wt％から選ばれるいずれか１種または２
種を含有し、残部はFe及び不可避的不純物からなる鋼ス
ラブを、熱延開始温度1200〜1270℃、圧下率10〜50％／
パス、パス間時間１秒以上、パス数２パス以上、全圧下
率90％以上および熱延終了温度850 〜1100℃からなる条
件で熱間圧延し、得られた熱延板を焼鈍し、その後、冷
間圧延ならびに冷延板焼鈍を行うことを特徴とする２相
ステンレス鋼板の製造方法である。

【００１０】(4) Ｃ：0.02wt％以下、 Si：2.0 wt
％以下、Mn：3.0 wt％以下、 Cr：20.0〜35.0wt
％、Ni：3.0 〜10.0wt％、 Mo：0.5 〜 6.0wt％、
Ｂ：0.0005〜0.01wt％、Ｎ：0.08〜0.30wt％、Ｓ：0.
005 wt％以下、 Cu：2.0 wt％以下を含み、かつＷ：
0.03〜2.0 wt％、Ｖ：0.03〜2.0 wt％から選ばれる
いずれか１種または２種を含有し、残部はFe及び不可避
的不純物からなる鋼スラブを、熱延開始温度1200〜1270
℃、圧下率10〜50％／パス、パス間時間１秒以上、パス
数２パス以上、全圧下率90％以上および熱延終了温度 8
50〜1100℃からなる条件で熱間圧延し、得られた熱延板
を焼鈍し、その後、冷間圧延ならびに冷延板焼鈍を行う
ことを特徴とする２相ステンレス鋼板の製造方法であ
る。

【００１１】(5) 上記(3) または(4) において、熱延板
の焼鈍を1000〜1050℃、冷延板の焼鈍を1000〜1070℃で
行う製造方法である。

【００１２】

【作用】さて、発明者らは、２相ステンレス鋼板の製造
工程のうち特に熱間圧延条件について、詳細な実験を行
った結果、冷延鋼板の常温における伸びが、熱間圧延
条件の制御によって著しく改善されること、このよう
な改善の効果は、主として、熱延鋼板の段階で形成され
たフェライトの（１１０）集合組織が、最終的に冷延鋼
板の（１１０）集合組織の発達をもたらすことによるも
のであること、を見出した。図１は、Ｃ：0.013wt ％、
Si：0.63wt％、Mn：0.64wt％、Ｐ：0.026wt ％、Ｓ：0.
001 wt％、Cr：24.99 wt％、Ni：6.24wt％、Mo：3.26wt
％、Ｂ：0.0005wt％、Ｎ：0.108 wt％、Cu：0.06wt％、
Ｗ：0.14wt％からなる鋼スラブを、種々の条件で熱間圧
延し、次いで焼鈍、冷間圧延、焼鈍を行った鋼板の伸び
に及ぼす冷延後の（１１０）集合組織の影響を示したも
のである。これから、冷延鋼板の伸びは、冷間圧延後の
（１１０）面強度と強い関係があり、フェライトの（１
１０）集合組織を高めることにより改善されることがわ
かる。

【００１３】次に、本発明において、２相ステンレス鋼
板の製造条件を、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。

【００１４】・熱延開始温度：1200〜1270℃ 熱延開始温度が、低すぎると、圧延後段の熱間加工性の
確保が困難になり、端部での耳割れ発生を引き起こしや
すく、一方、高すぎると、かみ込み時に圧延材が座屈し
てしまう。したがって、熱延開始温度は、1200〜1270℃
の範囲とする。

【００１５】・圧下率：10〜50％／パス１パス当たりの圧下率は、圧延中の再結晶を促進する上
に重要な役割をもっている。その値が、10％／パス未満
では再結晶が不十分であり、一方、50％／パスを超える
と、再結晶に必要なパス数が確保できなくなるので、圧
下率は、10〜50％／パス、好ましくは、20〜40％／パス
の範囲とする。

【００１６】・パス間の時間：１秒以上パス間の時間は、加工後の再結晶を進める上から必要な
要件であり、その値が小さすぎると再結晶が十分に進ま
ず多パスにする意味がなくなる。したがって、パス間の
時間は、１秒以上、好ましくは５秒以上とする。

【００１７】・パス数：２パス以上パス数は、加工と再結晶とを交互に生じさせることで必
要な結晶配向を得る上から必要な要件であり、その値が
小さすぎると、加工−再結晶の繰り返しによる結晶の再
配列が十分進行せず、所望の結晶配向が得られない。し
たがって、パス数は、２パス以上、好ましくは、５〜１
０パスの範囲とする。

【００１８】・全圧下率：９０％以上全圧下率は、加工が均一に内部まで施され均質な素材を
得る上から重要な要件であり、その値が小さすぎると不
均一な素材になる。したがって、全圧下率は、９０％以
上、好ましくは、９５％以上の範囲とする。

【００１９】・熱延終了温度： 850〜1100℃ 熱延終了温度は、加工再結晶過程での再結晶挙動を決め
る上から必要な要件であり、温度が低すぎると再結晶が
短時間で進まなくなり、一方、高すぎると強度が低く操
業困難となる上、詳しい原因は明らかではないが、結晶
配向の傾向が変化し十分な（１１０）面配向が得られな
くなってしまう。したがって、熱延終了温度は 850〜11
00℃の範囲とする。

【００２０】・熱延板の焼鈍温度：1000〜1070℃ 熱延板の焼鈍は、熱間圧延後の残留歪みを除去する上か
ら必要であり、温度が低すぎると軟化が不十分になり、
しかも、σ相が析出する可能性がある。一方、温度が高
すぎると強度低下により操業が困難となる上、スケール
の発生形態が変化し、後の工程で疵が発生しやすくな
る。したがって、熱延板の焼鈍温度は、1000〜1070℃の
範囲とする。

【００２１】・冷延板の焼鈍を1000〜1050℃ 冷延板の焼鈍温度は、製品の冷間加工を可能にする上か
ら必要な要件であり、温度が低すぎるとσ相が発生し、
一方、高すぎるとフェライト相の増加により、伸びが低
下する。したがって、冷延板の焼鈍温度は、1000〜1050
℃の範囲とする。

【００２２】また、本発明法の適用に必要な成分組成の
限定理由について説明する。Ｃ：0.02wt％以下Ｃは、その含有量が0.02wt％を超えると、粒界腐食感受
性を増大させ、耐孔食性を劣化させるとともに、炭化物
の析出により、またγ相が高温域まで安定して存在する
ため熱間加工性を低下させる。しかも、冷間圧延に際し
て硬化を増すため、その後の加工等を困難にする。従っ
て、Ｃの含有量は、0.02wt％以下とする。

【００２３】Si：2.0 wt％以下 Siは、耐食性の向上に有効であるが、Si量が増えるとσ
相による脆化を高める懸念がある。したがって、Siは、
2.0 wt％以下、好ましくは、0.5 〜1.0 wt％とする必要
がある。

【００２４】Mn：3.0 wt％以下 Mnは、溶解，精錬時に脱酸元素として作用すると共に、
Ｓと化合して硫化物を形成し、熱間脆性の発生を防止す
るのに有効であるが、3.0 wt％を超えると耐食性、耐酸
化性を劣化させる元素である。従って、Mnは、3.0 wt％
以下、好ましくは、0.5 〜2.0 wt％とする必要があ
る。

【００２５】Cr：20.0〜35.0wt％ Crは、耐食性向上に寄与するフェライト形成元素であ
り、かつσ相構成元素でもある。Cr含有量が20.0wt％未
満では、鋼の耐食性、耐酸化性が不足し、一方、Crの含
有量が35.0wt％を超えると、鋼の靱性を劣化させる。従
って、Crは、20.0〜35.0wt％、好ましくは、23.0〜27.0
wt％とする必要がある。

【００２６】Ni：3.0 〜10.0wt％ Niは、オーステナイト形成元素であり、3.0 wt％未満に
なると、他のフェライト形成元素やオーステナイト形成
元素によって調整しても、γ相の比率が少な過ぎ、一
方、10wt％を超えると、逆に必要量以上のγ相比率とな
るばかりでなく、コストの上昇をも招く。従って、Ni
は、3.0 〜10.0wt％とする必要がある。

【００２７】Mo：0.5 〜 6.0wt％ Moは、耐孔食性や耐隙間腐食性などの耐食性の向上に、
また固溶強化にも寄与する元素である。Mo含有量が、
0.5wt％未満では、その効果がなく、一方、6.0wt ％を
超えると靱性を劣化させ、製造コストの上昇を招く。し
たがって、Mo添加量は、0.5 〜 6.0wt％、好ましくは、
1.0 〜4.0 wt％とする必要がある。

【００２８】Ｂ：0.0005〜0.01wt％Ｂは、微量の添加で合金の粒界に存在し、熱間加工性を
向上させる元素である。その量が、0.0005wt％未満で
は、ＳやＣを低減しても熱間加工性は十分ではなく、一
方、0.01wt％を超えると、粒界偏析量が過多になり、熱
間加工性の劣化を招く。したがて、Ｂの添加量は、0.00
05〜0.01wt％とする。

【００２９】Ｎ：0.08〜0.30wt％Ｎは、Ｃと同様にオーステナイト形成元素であり、その
ためＮ含有量は、他のフェライト形成元素との兼ね合い
のもとで組織バランスから定める必要がある。このＮ
は、耐孔食性を向上させるという効果もあり、Ｎの添加
量は、少なくとも0.08wt％を添加する必要があるが、0.
30wt％を超えると熱間加工性を悪化させるため、0.08〜
0.30wt％の範囲に限定する。

【００３０】Ｓ：0.005 wt％以下Ｓは、α／γ粒界に析出して熱間加工性を劣化させ、ま
た、耐食性にも悪影響を及ぼす元素であり、低いほどよ
い。Ｓ量が、0.005 wt％を超えると特に影響が顕著にな
るので、Ｓ含有量は、0.005 wt％以下に抑制する必要が
ある。

【００３１】Ｗ：0.03〜2.0 wt％、Ｖ：0.03〜2.0 wt％ＷとＶは、ともに、フェライト形成元素であり、耐局部
腐食性の向上、高温におけるγ相の安定な存在の防止、
熱間加工性の向上に有用な元素である。このＷとＶのい
ずれも、0.03wt％未満ではその改善効果が少なく、一
方、2.0 wt％を超えると、靱性の劣化により、熱間加工
性を低下させ、製造コスト上不利となる。したがって、
ＷとＶの添加量は、いずれも0.03〜2.0 wt％、好ましく
は0.05〜0.24 wt ％の範囲とする。

【００３２】Cu：2.0 wt％以下 Cuは、耐応力腐食割れ性、耐全面腐食性、耐隙間腐食性
などの耐食性の向上に寄与する元素であるが、多く添加
しすぎると熱間加工性を劣化させる。そのため、上記の
効果を期待する場合、 2.0wt％を上限として添加する。
なお、好ましい添加範囲は、 1.0〜2.0 wt％である。

【００３３】（１１０）面強度：１０％以上本発明の２相フェライト系ステンレス鋼板は、板面にお
けるフェライト相の（１１０）面の強度が１０％以上配
向していることを必要とする。図１で説明したように、
常温の伸び特性は、この（１１０）面の強度が増すにし
たがい上昇し、とくに、（１１０）面の強度が１０％以
上になると、その影響が顕著に現れるので、（１１０）
面強度は１０％以上とする。ここで、（１１０）面強度
とは、Ｘ線回折法により測定したフェライト相の（１１
０）面強度の積分値の相対比を表すものである。この比
は、まず、回折チャートの（１１０）面の回折位置にお
いて、この回折ピーク強度の１／２の強度に相当する、
回折角を挟む２つの角（２θ）を上下限とする積分強
度、すなわち、回折角を挟む２つの２θ、回折強度曲線
およびバックグランド強度を示す基準線とで囲まれる面
積（Ａ）を求め、次に、同様にして、角（２θ）：２０
°、１００°を上下限とする積分強度、すなわち、２
θ：２０°、１００°、回折強度曲線およびバックグラ
ンド強度を示す基準線とで囲まれる面積（Ｂ）を求め、
（Ａ／Ｂ）×１００によって算出したものである。

【００３４】

【実施例】表１に示す成分組成を有するステンレス鋼ス
ラブを、表２に示す各条件で熱間圧延して４〜９mmの厚
さの熱延板とした。その後、この熱延板を焼鈍（１分
間）し、さらに、脱スケール処理してから冷間圧延し、
焼鈍（１分間）を施し、板厚1.5 mmの供試鋼板を作製し
た。これらの、各熱間圧延条件、焼鈍温度などを表２に
示す。上記製造工程において、冷延板の一部から、圧延
面に平行にＸ線回折用試料を採取し、その中央部のＸ線
回折強度を２θ：２０°〜１００°にわたって測定し
た。得られたチャートから、前述の定義に従う（１１
０）面強度を求めた。また、伸びを測定するための試験
片は、ＪＩＳＺ２２０１１３Ｂ号とし、引張速度
は、0.2 ％耐力まで３mm/min、その後30 mm/min にて行
った。

【００３５】得られた結果を、表２に合わせて示す。こ
の表２に示す結果から明らかなように、本発明によって
製造した２相ステンレス鋼は、従来の製造方法によって
製造される超塑性２相ステンレス鋼に比べて、γ量が同
じレベルで比較した場合、伸びが著しく大きいことが判
った。とくに、γ量４０％では２７％以上、γ量５０％
では３０％以上という高い伸びが得られることが判っ
た。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
れば、２相ステンレス鋼板の常温における伸び特性を、
一段と向上させることができる。さらに、本発明の方法
によれば、２相ステンレス鋼板の常温での伸び特性を、
γ量４０％で２７％以上、γ量５０％で３０％以上まで
高めることができる。従って、本発明の方法は、２相ス
テンレス鋼板を用いた複雑な加工を、常温で行うことに
より、加工製品のコストダウンを図ることを可能とする
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】伸びと（１１０）面強度との関係を示すグラフ
である。

フロントページの続き (72)発明者藤原最仁神奈川県川崎市川崎区小島町４番２号日本冶金工業株式会社研究開発本部技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：0.02wt％以下、 Si：2.0 wt％以
下、 Mn：3.0 wt％以下、 Cr：20.0〜35.0wt％、 Ni：3.0 〜10.0wt％、 Mo：0.5 〜 6.0wt％、Ｂ：0.0005〜0.01wt％、Ｎ：0.08〜0.30wt％、Ｓ：0.005 wt％以下を含み、かつＷ：0.03〜2.0 wt
％、Ｖ：0.03〜2.0 wt％から選ばれるいずれか１種
または２種を含有し、残部はFe及び不可避的不純物から
なり、板面において、フェライト相の（１１０）面が１
０％以上配向していることを特徴とする伸び特性に優れ
る２相ステンレス鋼板。
【請求項２】Ｃ：0.02wt％以下、 Si：2.0 wt％以
下、 Mn：3.0 wt％以下、 Cr：20.0〜35.0wt％、 Ni：3.0 〜10.0wt％、 Mo：0.5 〜 6.0wt％、Ｂ：0.0005〜0.01wt％、Ｎ：0.08〜0.30wt％、Ｓ：0.005 wt％以下、 Cu：2.0 wt％以下を含み、か
つＷ：0.03〜2.0 wt％、Ｖ：0.03〜2.0 wt％から選
ばれるいずれか１種または２種を含有し、残部はFe及び
不可避的不純物からなり、板面において、フェライト相
の（１１０）面が１０％以上配向していることを特徴と
する伸び特性に優れる２相ステンレス鋼板。
【請求項３】Ｃ：0.02wt％以下、 Si：2.0 wt％以
下、 Mn：3.0 wt％以下、 Cr：20.0〜35.0wt％、 Ni：3.0 〜10.0wt％、 Mo：0.5 〜 6.0wt％、Ｂ：0.0005〜0.01wt％、Ｎ：0.08〜0.30wt％、Ｓ：0.005 wt％以下を含み、かつＷ：0.03〜2.0 wt
％、Ｖ：0.03〜2.0 wt％から選ばれるいずれか１種
または２種を含有し、残部はFe及び不可避的不純物から
なる鋼スラブを、熱延開始温度1200〜1270℃、圧下率10
〜50％／パス、パス間時間１秒以上、パス数２パス以
上、全圧下率90％以上および熱延終了温度850 〜1100℃
からなる条件で熱間圧延し、得られた熱延板を焼鈍し、
その後、冷間圧延ならびに冷延板焼鈍を行うことを特徴
とする２相ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項４】Ｃ：0.02wt％以下、 Si：2.0 wt％以
下、 Mn：3.0 wt％以下、 Cr：20.0〜35.0wt％、 Ni：3.0 〜10.0wt％、 Mo：0.5 〜 6.0wt％、Ｂ：0.0005〜0.01wt％、Ｎ：0.08〜0.30wt％、Ｓ：0.005 wt％以下、 Cu：2.0 wt％以下を含み、か
つＷ：0.03〜2.0 wt％、Ｖ：0.03〜2.0 wt％から選
ばれるいずれか１種または２種を含有し、残部はFe及び
不可避的不純物からなる鋼スラブを、熱延開始温度1200
〜1270℃、圧下率10〜50％／パス、パス間時間１秒以
上、パス数２パス以上、全圧下率90％以上および熱延終
了温度850 〜1100℃からなる条件で熱間圧延し、得られ
た熱延板を焼鈍し、その後、冷間圧延ならびに冷延板焼
鈍を行うことを特徴とする２相ステンレス鋼板の製造方
法。
【請求項５】熱延板の焼鈍を1000〜1070℃、冷延板の焼
鈍を1000〜1050℃で行う請求項３または請求項４記載の
製造方法。