JPH0874003A - 耐スラブ置き割れ性および耐粒界腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼およびその製造方法 - Google Patents

耐スラブ置き割れ性および耐粒界腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼およびその製造方法

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JPH0874003A
JPH0874003A JP21021294A JP21021294A JPH0874003A JP H0874003 A JPH0874003 A JP H0874003A JP 21021294 A JP21021294 A JP 21021294A JP 21021294 A JP21021294 A JP 21021294A JP H0874003 A JPH0874003 A JP H0874003A
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slab
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JP21021294A
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Tetsuya Shimada
鉄也 島田
Hidehiko Sumitomo
秀彦 住友
Yukihiro Kure
幸弘 久禮
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、スラブ置き割れの生じない耐粒界
腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼に関するもの
である。 【構成】 C:0.0030%以下、Si:1.0%以下、Mn:0.2〜1.
0 %、Ni:0.1%以下、Cr:9〜25%、Al:0.1%以下、Ti,
Nbの1種あるいは2種を総量で0.07%以下、N:0.0010〜
0.020 %、Cu:0.1〜0.5 %を含有し、残部が不可避不純
物からなるフェライト系ステンレス鋼。該スラブを粗圧
延機と複数台の熱間圧延機からなる連続式熱延機で熱間
圧延するに際し、粗圧延開始温度を1200℃以下と
し、850℃以上の粗圧延で40%以上の圧下を1パス
以上行った後、仕上圧延を行う。 【効果】 溶接熱影響部の耐粒界腐食性に優れたフェラ
イト系ステンレス鋼の製造に際して、スラブの置き割れ
発生がなくなり、飛躍的に生産性が向上した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スラブの置き割れが生
ずることのない耐粒界腐食性に優れたフェライト系ステ
ンレス鋼およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】AISI409やSUS430などのス
テンレス鋼に代表されるフェライト系ステンレス鋼は、
表面処理鋼板に比べて、高温における耐力、耐酸化性お
よび耐食性に優れることから、自動車マフラー用材料を
はじめとする高温環境における溶接構造用部材として使
用されている。例えば、自動車用マフラーは、当該ステ
ンレス鋼の冷延焼鈍板を加工成形した後、MIG溶接を
施し完成する。MIG溶接の熱影響部は,粒界にCr炭
化物を析出し易いことから、粒界腐食を起こし易い。ま
た、溶接熱影響部は、高温にさらされることから、結晶
粒の粗大化が生じる。この溶接熱影響部における粒界腐
食および粗粒化の抑制を目的として、溶接施工用のフェ
ライト系ステンレス鋼は、通常TiあるいはNbが添加
されている(例えば、特開昭53−149111号公報
参照)。その添加量は、(Ti+Nb)/(C+N)≧
10なる条件式で規定されている(例えば、特開昭56
−158850号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】TiあるいはNbを添
加し耐粒界腐食性を改善した従来のフェライト系ステン
レス鋼は、鋳造鋼塊に粗大な析出物が凝固組織のマクロ
粒界に析出し、スラブの置き割れを引き起こす。この置
き割れ防止のため、鋳造後直ちにBD(粗)圧延あるい
はホットチャージ熱延が実施されている。BD圧延の実
施は、BD圧延用の専用圧延設備を要するとともに、製
造工程が付加されそれに伴う消費エネルギーおよび労働
力の増大が余儀なくされている。また、ホットチャージ
熱延についても、専用の熱間搬送設備を要するととも
に、製造タイミングのマッチングに多大な労力を費やし
ているのが現状である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するもので、その要旨は、 (1)C :0.0030%以下、Si:1.0%以
下、Mn:0.2〜1.0%、Ni:0.1%以下、C
r:9〜25%、Al:0.1%以下、Cu:0.1〜
0.5%、TiあるいはNbの1種あるいは2種を総量
で0.07%以下、N :0.0010〜0.020%
を含み、残部が不可避不純物からなることを特徴とする
耐スラブ置き割れ性および耐粒界腐食性に優れたフェラ
イト系ステンレス鋼。
【0005】(2)C :0.0030%以下、Si:
1.0%以下、Mn:0.2〜1.0%、Ni:0.1
%以下、Cr:9〜25%、Al:0.1%以下、C
u:0.1〜0.5%、TiあるいはNbの1種あるい
は2種を総量で0.07%以下、N :0.001〜
0.020%を含み、残部が不可避不純物からなる鋼の
鋳造スラブを粗圧延機と複数台の熱間圧延機からなる連
続式熱延機で熱間圧延するに際し、粗圧延開始温度を1
150℃以下とし、850℃以上の粗圧延で40%以上
の圧下を1パス以上行ったのち仕上圧延を行い、続いて
酸洗、冷間圧延および軟化焼鈍を施すことを特徴とする
耐スラブ置き割れ性および耐粒界腐食性に優れたフェラ
イト系ステンレス鋼の製造方法である。
【0006】本発明者らは、粒界腐食を引き起こす主要
因であるCを極力低減することによって、スラブ置き割
れの主要因であるTiあるいはNbの添加量を低減でき
ることに着目して、耐粒界腐食性に及ぼすC,N,T
i,Nbの影響を実験室的に詳細に検討した結果、本発
明を成し遂げた。
【0007】図1は、フェライト系ステンレス鋼のスラ
ブ置き割れ発生率に及ぼすTi添加量の影響を示してい
る。本発明者らは、TiまたはNbの総添加量を0.0
7%以下とすることによって、スラブ置き割れの発生率
を皆無にできることを見出した。これに対して、溶接熱
影響部に粒界腐食が発生しない条件は、(Ti+Nb)
/(C+N)≧10である。すなわち、スラブの置き割
れが起こらず、しかも粒界腐食を発生しない条件は、C
+N≦70ppm である。しかし、現状の工業的な大量溶
製プロセスにおけるフェライト系ステンレス鋼の脱N能
力は70ppm が下限である。したがって、現状プロセス
では(Ti+Nb)≦0.07%でかつ(Ti+Nb)
/(C+N)≧10とする溶製は不可能である。
【0008】しかしながら、図2に示すようにC≦30
ppm とすることによって、(Ti+Nb)/(C+N)
<10でも粒界腐食が発生しないことを本発明者らは見
出した。すなわち、C≦30ppm とすることによってT
iまたはNbの総添加量にかかわらず粒界腐食を起こさ
ず、スラブの置き割れが発生しない(Ti+Nb)≦
0.07%とすることが可能である。
【0009】以上の知見から、C,NおよびTi,Nb
を適正な範囲に限定することによって、耐スラブ割れ性
および耐粒界腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼
の製造が可能であることは明らかである。
【0010】次に、本発明の限定範囲について述べる。 C:溶接熱影響部などの粒界にCr炭化物を析出し、耐
粒界腐食性にとって極めて有害な元素であることから、
その含有量を0.0030%以下にする必要がある。 Si:強力な固溶強化元素であるため多量に添加する
と、加工性が劣化することから、1.0%を上限とし
た。
【0011】Mn:熱間加工性を改善するのに極めて有
効な元素であることから、0.2%以上添加する必要が
ある。しかし、1.0%を超えて含有してもその効果の
向上が認められないことから、1.0%を上限とした。 Ni:オーステナイト安定化元素であり、多量に添加す
るとオーステナイト相を析出し、冷却後マルテンサイト
相を生成することから、0.1%を上限とした。
【0012】Cr:ステンレス鋼として必須の元素であ
り、自動車マフラー用材料として必要な耐酸化性を得る
ために9.0%以上添加する必要がある。しかし、多量
に添加すると合金コストによる製造コストの増大を招く
のみならず、σ相の生成による加工性の劣化が生ずるこ
とから、25.0%を上限とした。 Al:鋼の脱酸剤の残存元素である。しかし、多量に含
有することは加工性が劣化することから、0.1%を上
限とした。
【0013】Cu:耐食性を向上させるのに極めて有効
な元素であることから、0.1%を下限とした。しか
し、多量に添加するとフェライト相中に固溶できず、熱
間加工性が著しく阻害されることから、0.5を上限と
した。 N:鋼中にTiNあるいはNb(C,N)を析出し、溶
接熱影響部の結晶粒粗大化の抑制に極めて有効な元素で
あることから、0.0010%以上添加することが必要
である。しかし、多量に添加すると、マルテンサイト相
が生成し加工性が劣化するとともに、Cr2 Nを析出
し、耐食性を劣化することから、0.020%を上限と
した。
【0014】Ti,Nb:鋼中にTiNあるいはNb
(C,N)を析出し、溶接熱影響部の結晶粒粗大化の抑
制に極めて有効な元素であることから、添加することが
望ましい。しかし、多量に添加すると、鋳造スラブの置
き割れ感受性が高くなることから、0.070%を上限
とした。
【0015】生産性の確保と薄手材の製造を目的とし、
上記成分組成を有する鋼の鋳造スラブを粗圧延機と複数
台の熱間圧延機からなる連続式熱延機で熱間圧延するこ
ととする。当該鋼は、従来のフェライト系ステンレス鋼
に比べて、TiないしはCの含有量が極めて低いことか
ら、Ti炭窒化物の析出による結晶粒の粗大化抑制効果
が小さい。したがって、かかる熱間圧延に際し、粗圧延
開始温度が従来レベルであると結晶粒が粗大化して、そ
の後の仕上圧延によっても微細に再結晶しないことか
ら、1150℃を上限とした。また、フェライト系ステ
ンレス鋼は、普通鋼に比べて圧延中の再結晶が起こりに
くい。このため、熱延再結晶を促進し微細な再結晶粒を
得るには、850℃以上の粗圧延で40%以上の圧下を
1パス以上必要とする。これら条件の低い粗圧延では、
粗大粒と微細粒が混在する鋼組織を呈し、得られる鋼質
に問題を生じる。
【0016】
【実施例】転炉にて溶製したフェライト系ステンレス鋼
の溶鋼を2次精錬工程にて超極低C化処理した後、連続
鋳造を行った。その溶製成分を表1に示す。このスラブ
を鋳造後、大気放冷して置き割れの発生有無を調査し
た。さらに、このスラブを連続式の熱間圧延機にて板厚
3.0mmの鋼帯に圧延した後、酸洗、冷間圧延(最終板
厚1.0mm)、最終焼鈍を施した。この鋼帯より採取し
表面研磨した試料をMIG溶接して、その溶接熱影響部
における粒界腐食の発生有無を調査した。MIG溶接の
入熱量は1500J/cmとした。
【0017】本発明鋼であるA〜F鋼の場合、鋳造後の
スラブに置き割れは発生せず、MIG溶接後の熱影響部
にも粒界腐食は認められなかった。TiまたはNbの総
量が0.07%を超えるG〜I鋼の場合、溶接熱影響部
に粒界腐食は認められなかったものの、スラブに置き割
れが発生した。一方、Cが0.0030%を超えるJ,
K鋼の場合、スラブの置き割れは起こらなかったもの
の、溶接熱影響部に粒界腐食が発生した。また、Tiま
たはNbの総量が0.07%を超えCが0.0030%
を超える従来のL,M鋼は、(Ti+Nb)/(C+
N)≧10としていることから、溶接熱影響部に粒界腐
食は認められなかったものの、スラブの置き割れが発生
した。
【0018】次に、本発明鋼であるA〜F鋼および従来
鋼であるL,M鋼を表2に示す熱延条件で圧延し、最終
焼鈍板の結晶粒度を測定した。No.9,10の従来鋼
(L,M鋼)は、粗圧延温度が高いにもかかわらず、結
晶粒度が8.1〜8.5と非常に微細である。これと同
様の条件で製造した本発明鋼No.7の結晶粒度は、4.
1と非常に粗大なものであった。また、粗圧延工程にお
ける1パスの最大圧下率が40%未満の本発明鋼No.8
の結晶粒度も、4.3と粗大であった。一方、本発明鋼
を本発明方法で製造したNo.1〜6の結晶粒度は、従来
鋼と同様の8.1〜8.8で非常に微細である。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】以上の実施例から、本発明はフェライト系
ステンレス鋼に含まれるC,Ti,Nbの含有量が密接
に関連し、スラブの置き割れ感受性および溶接熱影響部
の耐粒界腐食性に対して極めて効果的に作用し、従来不
可能と考えられていたスラブ置き割れが生じない耐粒界
腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造が可能
となった。
【0022】
【発明の効果】本発明によって、スラブ置き割れの生じ
ない耐粒界腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼の
製造が可能となった。このことにより、BD圧延や熱間
搬送用の設備が不要となり、製造工程の簡略化が可能と
なった。さらに、生産性が飛躍的に向上し、労力の大幅
な低減が可能となった。これらの改善によってもたらさ
れる産業上の意義は極めて多大なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】フェライト系ステンレス鋼のスラブ置き割れ発
生に及ぼすTi添加量の影響を示す図。
【図2】粒界腐食発生に及ぼすTi/C+NとCとの関
係を示す図。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で C :0.0030%以下、 Si:1.0%以下、 Mn:0.2〜1.0%、 Ni:0.1%以下、 Cr:9〜25%、 Al:0.1%以下、 Cu:0.1〜0.5%、 TiあるいはNbの1種あるいは2種を総量で0.07
    %以下、 N :0.0010〜0.020%を含み、残部が不可
    避不純物からなることを特徴とする耐スラブ置き割れ性
    および耐粒界腐食性に優れたフェライト系ステンレス
    鋼。
  2. 【請求項2】 重量%で C :0.0030%以下、 Si:1.0%以下、 Mn:0.2〜1.0%、 Ni:0.1%以下、 Cr:9〜25%、 Al:0.1%以下、 Cu:0.1〜0.5%、 TiあるいはNbの1種あるいは2種を総量で0.07
    %以下、 N :0.001〜0.020%を含み、残部が不可避
    不純物からなる鋼の鋳造スラブを粗圧延機と複数台の熱
    間圧延機からなる連続式熱延機で熱間圧延するに際し、
    粗圧延開始温度を1150℃以下とし、850℃以上の
    粗圧延で40%以上の圧下を1パス以上行ったのち仕上
    圧延を行い、続いて酸洗、冷間圧延および軟化焼鈍を施
    すことを特徴とする耐スラブ置き割れ性および耐粒界腐
    食性に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造方法。
JP21021294A 1994-09-02 1994-09-02 耐スラブ置き割れ性および耐粒界腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼およびその製造方法 Withdrawn JPH0874003A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101322992B1 (ko) * 2010-12-09 2013-10-29 주식회사 포스코 표면 품질이 우수한 페라이트계 스테인리스강 및 이의 제조방법
JP2016108605A (ja) * 2014-12-05 2016-06-20 Jfeスチール株式会社 フェライト系ステンレス鋼板
CN110331327A (zh) * 2019-06-13 2019-10-15 青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司 一种耐腐蚀的不锈钢材料和使用该材料的加热管及其应用

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