JPH09194937A - 加工性に優れた高純フェライト系ステンレス熱延鋼帯の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工性に優れた高純フェライト系ステンレス
熱延鋼帯を冷延・焼鈍を行うことなく省工程で製造す
る。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：
０．８％以下、Ｍｎ：０．８％以下、Ｃｒ：１０〜１３
％、Ａｌ：０．０５〜０．３％、Ｔｉ：０．０１〜１０
（Ｃ＋Ｎ）％、Ｎ：０．０１％以下を含み、Ｃ＋Ｎ≦
０．０１５％を満足し、残部がＦｅおよび不可避的不純
物からなる高純フェライト系ステンレス鋼帯を熱間圧延
するに際し、１１００℃以下、１０００℃以上の温度域
で圧下率８０％以上の圧延を行い、３０秒以上放冷後、
仕上げ圧延するこ、および必要に応じ上記鋼帯を８００
℃以上、１０００℃以下で焼鈍することを特徴とする加
工性に優れた高純フェライト系ステンレス熱延鋼帯の製
造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車排気系材料
や電気器具、建築材料などとして使用される、比較的安
価で加工性に優れた高純フェライト系ステンレス熱延鋼
帯を冷延・焼鈍を行うことなく省工程で製造する方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｃｒを１０〜１３％含有し、Ｔｉで炭窒
化物を固定したいわゆる高純フェライト系ステンレス鋼
帯は、ステンレス鋼としては比較的安価なことから、一
般に、自動車の排気系材料として使用されており、最近
では、家電製品や建築用の金物に用途が広がりつつあ
る。フェライト系ステンレス鋼は、一般的には、熱延
後、熱延板焼鈍、酸洗、冷延、焼鈍、酸洗の工程を経て
製造されている。Ｃｒを１０〜１３％含有する高純フェ
ライト系ステンレス鋼は、ＳＵＳ４３０に代表される通
常のフェライト系ステンレス鋼に比較して安価であるこ
との市場要求が強いため、高い生産性をもって製造する
ために、従来より、様々な工夫が凝らされている。加工
性を損なうことなく製造工程を簡略化する目的では、熱
延板焼鈍を省略することに努力が払われている。

【０００３】熱延板焼鈍を省略する方法として、熱延後
鋼帯を高温で巻き取る方法が既に提示されている（特開
昭５２−９５５２７号公報）。本従来方法によれば、熱
延板焼鈍を省略することが可能となるが、良好な加工性
を得るためには、引き続いて冷延、焼鈍が必要である。
上記従来方法によって熱延板焼鈍を省略しただけでは、
熱延鋼帯の金属組織は、熱間圧延工程で充分に再結晶し
ていないため、冷延・焼鈍して得られた再結晶組織に比
べ、延性、深絞り性が低下し、リジングが大きくなる。
従って、熱延に引き続き、冷延・焼鈍による金属組織の
調整が必要となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、冷延
・焼鈍を行うことなく熱延まま、あるいは熱延・焼鈍
で、良好な加工性を得るための成分、熱間圧延、熱延板
焼鈍に関する条件を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、高純フェライ
ト系ステンレス鋼帯の熱延に際し、素材のＣおよびＮ添
加量を限定した上、熱延のいわゆる粗圧延において圧延
温度、圧下率、粗圧延終了後の放冷時間を設定すること
により、熱延ままで、また必要に応じ、熱延後熱延板焼
鈍を行い、良好な加工性を得ることを要旨とするもので
ある。

【０００６】すなわち、本発明の骨子とするところは、
重量％で、Ｃ：０．０１％以下、 Ｓｉ：０．８
％以下、Ｍｎ：０．８％以下、 Ｃｒ：１０〜１
３％、Ａｌ：０．０５〜０．３％、 Ｔｉ：０．０１〜
１０（Ｃ＋Ｎ）、Ｎ：０．０１％以下を含み、 Ｃ＋Ｎ
≦０．０１５％を満足し、残部がＦｅおよび不可避的不
純物からなる高純フェライト系ステンレス鋼帯を熱間圧
延するに際し、１１００℃以下、１０００℃以上の温度
域で圧下率８０％以上の圧延を行い、３０秒以上放冷
後、仕上げ圧延することを特徴とする、加工性に優れた
高純フェライト系ステンレス熱延鋼帯の製造方法、およ
び上記熱延鋼帯を８００℃以上、１０００℃以下で焼鈍
することを特徴とする加工性に優れた高純フェライト系
ステンレス熱延鋼帯の製造方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明者らは、高純フェライト系
ステンレス鋼を冷延する前の、熱延ままの金属組織が、
鋳片で生じた粗大なフェライト粒が熱延過程でほとんど
再結晶することなく、粗大な延伸フェライト粒となった
フェライト単相組織であることを観察した。このような
粗大な変形フェライト粒の組織では、加工硬化により強
度が高く、伸び、ｒ値が低く、リジングが大きい。ま
た、熱延板焼鈍を行っても、延性は改善するが、リジン
グが大きく、良好な加工性は得られないことを確認し
た。

【０００８】以上の観察、試験結果に基づき、本発明者
らは、鋳片に存在するフェライトを熱延過程で再結晶さ
せれば、熱延板の加工性を改善し得ると考えた。本発明
者らは熱延工程の中でも、いわゆる粗圧延と仕上げ圧延
の間の搬送時間に着目し、この間で再結晶が生じる成分
と粗圧延条件の関係を検討した。その結果、重量％で、
１１Ｃｒ−０．５Ｓｉ−０．４Ｍｎ−０．０５Ａｌ−
０．１Ｔｉをベースにした場合、図１に示すように、
Ｃ，Ｎの低減が再結晶の進行を促進し、１１００〜１０
００℃におけるトータル圧下率を８０％以上とすれば、
粗圧延後に３０％以上の再結晶率が得られるという知見
を得た。

【０００９】図１は、Ｃ，Ｎを種々変化した鋼を実験室
で溶解し、厚さ１１０mmのインゴットを作製し、これを
１１７５℃に加熱後、１１００〜１０００℃で、仕上げ
厚さを変えることにより圧下率を変化させた熱間圧延を
行い、圧延終了後３０秒間放冷後直ちに水冷した鋼板の
金属組織中の再結晶率とＣ＋Ｎ量、圧下率の関係を示し
たものである。図１に示した検討の結果、Ｃ＋Ｎ量を
０．０１５％以下にした上、粗圧延のトータル圧下率を
８０％以上にすれば、３０％以上の再結晶組織が得られ
ることが判明した。さらに、本発明者らは、上記のよう
にしてある程度の再結晶組織とした場合、熱延ままで
も、良好な加工性が得られることも確認し、本発明の完
成に至った。

【００１０】次に本発明の成分限定理由を述べる。Ｃ
は、深絞り性を表す指標であるｒ値を低下させる。ま
た、耐食性を低下させる。特に、溶接熱影響によりＣｒ
の炭化物を形成し、粒界腐食感受性が高くなり鋭敏化の
原因となる。従って、Ｃは低いほど望ましい。さらに、
本発明においては、熱延の粗圧延後に粗大なフェライト
粒の再結晶を図る目的からＣはＮとともに低い方が望ま
しく、前述のようにＣ＋Ｎ≦０．０１５％に低減するこ
とが必要である。Ｃの低減は、一般にＶＯＤなどの二次
精錬で行うが、極端にＣを下げることはいたずらに精錬
コストを上昇させるだけなので、本発明ではＣの上限を
０．０１％とする。

【００１１】Ｓｉは耐酸化性を高めるために有効な元素
であり、望ましくは０．５％程度の添加が効果的である
が、過度に添加すると靭性を低下するので、上限を０．
８％とする。Ｍｎは脱酸元素として用いるだけでなく、
強度を高めるために添加するが、多量に添加すると加工
性を損なうために、上限を０．８％とする。

【００１２】Ｃｒは耐熱性、耐酸化性、耐食性を得るた
めに必須の元素である。本発明では、比較的安価な自動
車排気系材料や石油燃焼装置用材料として必要とされる
耐熱性、および加工性を勘案して、１０〜１３％とす
る。Ａｌは脱酸生成物が残存したものであり、脱酸の目
的で０．０１％以上添加するが、過剰に添加すると、鋼
の清浄度を低下し、加工性に悪影響をもたらすので上限
を０．１％とする。

【００１３】Ｔｉは溶接熱影響部の耐食性低下を防止す
る目的で、１０（Ｃ＋Ｎ）％以上添加する。しかし、多
量に添加すると、固溶Ｔｉにより靭性が低下するので上
限を０．２％とする。ＮはＣと同じ理由で低いほど望ま
しいが、粗圧延後の再結晶挙動に及ぼす影響および精錬
コストを勘案して、上限を０．０１％とする。

【００１４】次に、本発明における、圧延条件の限定理
由を述べる。本発明では、熱延粗圧延の歪を利用して、
粗圧延後の放冷中に粗大なフェライトの再結晶化を図る
ために、粗大なフェライト粒でもある程度再結晶し得る
だけの歪を付加する必要がある。粗圧延温度が１１００
℃を超えると、圧延後にフェライトは回復するだけで、
再結晶に必要な歪が蓄積しない。一方、粗圧延温度が低
すぎて、１０００℃を下回ると、フェライトの再結晶進
行速度が低下し、粗・仕上げ圧延間での再結晶は行われ
ない。従って、圧延温度を１１００〜１０００℃とす
る。ここで言う圧延温度は、粗圧延の内で再結晶に寄与
する圧延に関するもので、粗圧延温度全部を規定するの
ではない。形状を得るために粗圧延開始を１１００℃を
超える温度で行っても全く問題ない。

【００１５】本発明の圧延温度で、本発明に関わる成分
を有する鋼組成において、粗大なフェライトの再結晶を
得るためには、上述のようにトータルの圧下率で８０％
以上の歪の付加が必要である。圧下率の上限は、スラブ
厚、熱延仕上げ厚により決めればよいので、特に規定し
ない。

【００１６】また、本発明では粗圧延後放冷し、鋼板の
有する顕熱により再結晶を行わせるが、再結晶の進行に
少なくとも３０秒必要である。放冷時間の上限も、スラ
ブ厚、熱延仕上げ厚等を考慮して決めればよいので、特
に規定しない。

【００１７】粗圧延後再結晶した鋼板は、仕上げ圧延に
より再び加工を受けるため、その加工の影響を除き必要
な加工性を得るために、本発明では、必要に応じ熱延後
焼鈍を行う。焼鈍温度の下限は、ほぼ完全な再結晶組織
が得られる下限の８００℃とする。また、焼鈍温度が高
すぎると、結晶粒が粗大化し、製品加工時の肌荒れの原
因となるので焼鈍の上限温度は、１０００℃とする。焼
鈍方法は、いわゆる箱焼鈍、連続焼鈍いずれでもよく、
従って、加熱、保持、冷却方法は問わない。

【００１８】

【実施例】表１に示す成分の鋼を実験室で溶製し、５０
kgのインゴットを作製した。１１７５℃に加熱後、タン
デム式の熱間圧延機で表２に示す条件で１１００〜１０
００℃で圧延を行い放冷後、仕上圧延を行った。圧延仕
上温度は、８６０〜８４０℃、仕上板厚は２mmとした。
圧延後、直ちに巻取を再現するための電気炉に挿入し、
７５０℃に１時間保持後炉冷した。一部の鋼板につい
て、表２の条件で熱延板焼鈍を行った。得られた鋼板か
ら圧延方向に平行に、ＪＩＳ１３Ｂ号引張試験片および
ＪＩＳ５号引張試験片を作製した。ＪＩＳ１３号引張試
験片を用い引張試験を行い、降伏応力、伸びを測定し
た。また、ＪＩＳ５号引張試験片を用い、１５％，２０
％までの引張を行い、それぞれ、ｒ値、リジング高さを
測定した。

【００１９】本発明の条件に従う場合、伸び、ｒ値に優
れ、リジング高さも低く、冷延・焼鈍を行わない鋼板と
して良好な加工性を有している。しかし、比較例１，
２，３では、それぞれ、１１００〜１０００℃の圧下
率、１１００〜１０００℃の圧延後の放冷時間、Ｃ＋Ｎ
量が本発明の範囲を逸脱するため、伸びに劣る。比較例
４は熱延板焼鈍を行って良好な伸びを得ているが、Ｃ＋
Ｎ量が本発明の範囲を逸脱するため、リジング高さが大
きい。比較例５の圧延・放冷条件は本発明に従うが、熱
延板焼鈍の温度が本発明の範囲を逸脱するため、リジン
グ高さが大きい。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【発明の効果】本発明により、自動車排気系材料や電気
器具、建築材料などとして使用される、比較的安価で加
工性に優れた高純フェライト系ステンレス熱延鋼帯を冷
延・焼鈍を行うことなく省工程で製造できるため工業的
効果は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】１１Ｃｒ−０．５Ｓｉ−０．４Ｍｎ−０．０５
Ａｌ−０．１Ｔｉ鋼を１１７５℃に加熱後、１１００〜
１０００℃で、仕上げ厚さを変えることにより圧下率を
変化させた熱間圧延を行い、圧延終了後３０秒間放冷後
直ちに水冷した鋼板の金属組織中の再結晶率とＣ＋Ｎ
量、圧下率の関係を示し、Ｃ＋Ｎ量を０．０１５％以下
にした上、１１００〜１０００℃のトータル圧下率を８
０％以上にすれば、３０％以上の再結晶組織が得られこ
とを示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．０１％以下、 Ｓｉ：０．８％以下、 Ｍｎ：０．８％以下、 Ｃｒ：１０〜１３％、 Ａｌ：０．０１〜０．１％、 Ｔｉ：１０（Ｃ＋Ｎ）〜０．２％、 Ｎ ：０．０１％以下を含み、 Ｃ＋Ｎ≦０．０１５％を満足し、残部がＦｅおよび不可
   避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼を熱間圧
   延するに際し、１１００℃以下、１０００℃以上の温度
   域で圧下率８０％以上の圧延を行い、３０秒以上放冷
   後、仕上げ圧延することを特徴とする、加工性に優れた
   高純フェライト系ステンレス熱延鋼帯の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１の鋼帯を８００℃以上、１００
   ０℃以下で焼鈍することを特徴とする加工性に優れた高
   純フェライト系ステンレス熱延鋼帯の製造方法。