JPH09202945A

JPH09202945A - 建材用光輝焼鈍仕上げステンレス鋼板およびその製造方法

Info

Publication number: JPH09202945A
Application number: JP2744796A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Utsunomiya; 武志宇都宮; Kazu Shiroyama; 和白山
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1996-01-23
Filing date: 1996-01-23
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｔｉ含有高Ｃｒフェライト系ステンレス鋼を
素材とした、耐食性，加工性，および表面性状に優れる
建材用光輝焼鈍仕上げステンレス鋼板を提供する。【解決手段】Ｃｒ：１６．０〜３５．０％、Ｔｉ：
０．０５〜（０．５−１０×Ｎ）％、Ａｌ：０．００５
〜０．３％を含有し、Ｎ：０．０２％以下であるフェラ
イト系ステンレス鋼板を、水素濃度［Ｈ₂］（容量
％）、窒素濃度［Ｎ₂］（容量％）、温度ＴＡ（℃）、
露点ＤＰ（℃）の間に下記（１）式および（２）式の関
係が成立する条件で光輝焼鈍して、不動態皮膜にＴｉ濃
化層およびＡｌ濃化層があり、表層に窒化物層が存在し
ない、光輝焼鈍仕上げステンレス鋼板を得る。［Ｈ₂］＋［Ｎ₂］＝１００ -----（１）Ｘ＝ＤＰ−０．１５（ＴＡ−１０００）としたとき、
１．１［Ｎ₂］−８８≦Ｘ≦−３０ -----（２）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐食性，加工性，
表面性状に優れた建材用光輝焼鈍仕上げステンレス鋼板
およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建材用のステンレス鋼板は、主に屋根、
外装、内装に使用される。屋根用の材料には、表面光沢
を抑えた防眩性が要求されるため、一般にダル仕上げ材
が用いられる。外装用、内装用の材料には、意匠性の面
から種々の仕上げ材が使用され、特に、玄関周りのフロ
ント材やドア・サッシのフレーム材にはＨＬ仕上げ材や
鏡面仕上げ材が使用される場合が多い。鏡面仕上げ材は
通常、光輝焼鈍仕上げ材をベースにバフ研磨等の鏡面研
磨を施して作られる。

【０００３】屋根・外装用に使用されるステンレス鋼と
しては、従来、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６に代表され
るオーステナイト系のステンレス鋼が使用されていた
が、海岸地区など海塩粒子が飛散する環境においては耐
発銹性が不十分である場合もある。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べ
熱膨張係数が大きいため、長尺の屋根に適用した場合、
フェライト系ステンレス鋼より温度サイクルによる材料
の劣化が起こりやすいことも指摘されている。このよう
な観点から、最近ではフェライト系ステンレス鋼を屋根
・外装用材料として使用する場合が増えてきた。

【０００４】しかし、フェライト系ステンレス鋼は、一
般的にはオーステナイト系ステンレス鋼よりも耐食性が
劣り、例えば代表的なＳＵＳ４３０では田園地区等の腐
食環境の穏やかな場所においても比較的短期間で赤錆を
生じる。また、溶接時の加熱・冷却によって粒界腐食が
生じやすくなるという欠点もある。そこで、これらの欠
点を改善すべく、種々の高耐食性フェライト系ステンレ
ス鋼が開発されている。例えば、Ｃｒ含有量の増加やＭ
ｏの添加およびＣ，Ｎを固定するＮｂ，Ｔｉの添加によ
り耐食性を改善した、低炭素低窒素の２２Ｃｒ−１Ｍｏ
−Ｎｂ鋼，３０Ｃｒ−２Ｍｏ−Ｎｂ鋼が開発されてい
る。また、本発明者らは、Ｃ，Ｎの固定のためだけでは
なく酸洗仕上げ後の皮膜を積極的に改質するためにＴｉ
とＡｌを複合で添加してさらなる耐食性の向上を図っ
た、２２Ｃｒ−１．２Ｍｏ−Ｎｂ−Ｔｉ−Ａｌ鋼や３０
Ｃｒ−２Ｍｏ−Ｎｂ−Ｔｉ−Ａｌ鋼を開発した。

【０００５】一方、光輝焼鈍仕上げが要求される外装材
・内装材に使用されるフェライト系ステンレス鋼として
は、表面の皮膜組成をＳｉあるいはＣｒに富む組成とし
て耐食性の向上を図った例は多いが、Ｔｉを添加した高
Ｃｒフェライト系ステンレス鋼を光輝焼鈍して耐食性・
加工性・表面性状の向上を同時に図った例はない。Ｔｉ
を含有する高Ｃｒ鋼について光輝焼鈍が適用されていな
い理由としては、Ｔｉ含有鋼を光輝焼鈍した際には窒化
が生じやすく、その結果材料の加工性が劣化する恐れが
あること、また、ＴｉＮ等の粗大な介在物が生成しやす
く、その場合には製品において表面疵が発生して意匠性
を損なう恐れがあることが考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のＴｉ＋Ａｌ複合
添加鋼等の高Ｃｒフェライト系ステンレス鋼は、本来腐
食環境の比較的厳しい場所で外装材として使用し得る高
い耐食性を有するにもかかわらず、光輝焼鈍を適用しに
くいために意匠性が要求される鏡面仕上げ材としては採
用されておらず、このような用途においてその特性が十
分に生かしきれていない。一方、同等の耐食性を有する
建材用ステンレス鋼として、酸洗仕上げ用と光輝焼鈍仕
上げ用の２種類の鋼種を持ち合わせて使い分けるのは、
材料メーカーや流通業者にとって不経済なことである。

【０００７】そこで、本発明は、Ｔｉを含有する高Ｃｒ
フェライト系ステンレス鋼を素材として、その素材が本
来有している優れた耐食性を維持しつつ、窒化を防止し
て加工性を改善し、かつＴｉＮ等の介在物の生成を抑制
して表面性状を改善した建材用光輝焼鈍仕上げステンレ
ス鋼板を安定して製造し、提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、Ｃｒ：１
６．０〜３５．０重量％、Ｔｉ：０．０５〜（０．５−
１０×Ｎ）重量％、Ａｌ：０．００５〜０．３重量％、
Ｍｏ：０〜６．０重量％（無添加を含む）、Ｎｂ：０〜
１．０重量％（無添加を含む）を含有し、Ｎの含有量を
０．０２重量％以下に制限したフェライト系ステンレス
鋼の鋼板であって、表面に形成されている不動態皮膜に
Ｔｉ濃化層およびＡｌ濃化層があり、かつ、表面から深
さ５０μｍまでの表層に窒化物層が存在しないことを特
徴とする耐食性、加工性および表面性状に優れた建材用
光輝焼鈍仕上げステンレス鋼板によって達成される。

【０００９】また、本発明では、Ｃｒ：１６．０〜３
５．０重量％、Ｔｉ：０．０５〜（０．５−１０×Ｎ）
重量％、Ａｌ：０．００５〜０．３重量％、Ｍｏ：０〜
６．０重量％（無添加を含む）、Ｎｂ：０〜１．０重量
％（無添加を含む）を含有し、Ｎの含有量を０．０２重
量％以下に制限したフェライト系ステンレス鋼の鋼板
を、雰囲気中の水素濃度［Ｈ₂］（容量％）、雰囲気中
の窒素濃度［Ｎ₂］（容量％）、焼鈍温度ＴＡ（℃）、
露点ＤＰ（℃）の間に下記（１）式および（２）式の関
係が成立する条件で光輝焼鈍する、耐食性、加工性およ
び表面性状に優れた建材用光輝焼鈍仕上げステンレス鋼
板の製造方法を提供する。［Ｈ₂］＋［Ｎ₂］＝１００ -----（１）Ｘ＝ＤＰ−０．１５（ＴＡ−１０００）としたとき、
［Ｎ₂］−８５≦Ｘ≦−３０ -----（２）

【００１０】ここで、「Ｔｉ：０．０５〜（０．５−１
０×Ｎ）重量％」におけるＮは、ステンレス鋼中におけ
る窒素の含有量（重量％で表される値）を意味する。ま
た、Ｔｉ濃化層とは、ステンレス鋼素地のＴｉ含有量に
対して原子比で２倍以上のＴｉが存在する層を意味す
る。同様に、Ａｌ濃化層とは、ステンレス鋼素地のＡｌ
含有量に対して原子比で２倍以上のＡｌが存在する層を
意味する。またここで、（１）式の［Ｈ₂］＋［Ｎ₂］＝
１００とは、水素と窒素からなる工業的純度（不可避的
不純物成分の存在を許容する）の混合ガスを意味する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の対象とする光輝焼鈍ステ
ンレス鋼板においては、光輝焼鈍により形成される表面
皮膜（不動態皮膜）にＴｉ濃化層およびＡｌ濃化層が存
在していることを要件とする。光輝焼鈍のような還元性
の雰囲気でＴｉとＡｌを含有する高Ｃｒ鋼を焼鈍したと
きの光輝焼鈍皮膜の生成過程においては、より酸化され
やすい元素であるＴｉおよびＡｌがＣｒよりも優先的に
酸化され、ＴｉとＡｌが表面に濃化する。表面にＴｉ濃
化層およびＡｌ濃化層がいち早く形成されるため、Ｃｒ
の酸化ロスが抑制され、表層直下の素地におけるＣｒ濃
度は高く維持されるので、その結果、耐食性の高いＣｒ
不動態皮膜が形成される。このように、光輝焼鈍皮膜の
生成過程においてＴｉ濃化層とＡｌ濃化層の早期形成
は、高Ｃｒ鋼本来の高い耐食性を付与する上で必要不可
欠の現象であり、このような過程を経て製造される本発
明の光輝焼鈍仕上げステンレス鋼板は、その不動態皮膜
にＴｉ濃化層およびＡｌ濃化層が存在しているものとし
て特定される。

【００１２】従来の高耐食性光輝焼鈍仕上げステンレス
鋼において採用される、Ｓｉ濃化皮膜の形成による耐食
性改善手段も、Ｃｒの酸化ロスを抑制して耐食性の高い
不動態皮膜を形成する点においては、本発明と同様の作
用を利用していると言える。しかし、このような従来の
鋼板は、表面皮膜のほとんど全てをＳｉ濃化層とするほ
ど多量のＳｉを含有したものであり、このような鋼はＳ
ｉの固溶強化により材料が硬質であるため、軟質で加工
性に富む材料が要求される建材用途には適用できない。
また、Ｓｉが富化した皮膜は、皮膜自体も硬質となり、
ロール成形等により強加工を施した部分は皮膜が破壊さ
れて耐食性の低下を招く恐れもある。

【００１３】本発明の対象とする光輝焼鈍ステンレス鋼
板は、建材用途に使用されるものであるため、密着曲げ
等の厳しい加工に耐えるものでなくてはならない。この
ためには、表層への窒化物層の形成を防止しなくてはな
らない。Ｔｉ，Ａｌは酸素だけでなく、窒素との親和力
も強い。このため、還元性が非常に強い雰囲気、すなわ
ち酸素ポテンシャルが非常に低い雰囲気で焼純すると、
窒素との化合物を生成し、材料の加工性を低下させる。
本発明者らが調査した結果、この窒化物層が表面から５
０μｍ以内の部分に存在するとき、加工性に悪影響を及
ぼすことを経験的に確認した。Ｔｉ含有鋼の光輝焼鈍に
より表層に生成する窒化物層が、材料の加工性を低下さ
せる原因については、現時点では不明な点も多いが、以
下のことが考えられる。すなわち、光輝焼鈍雰囲気中で
焼鈍するとＢＣＣ構造のフェライト系ステンレス鋼は鋼
中に水素を吸収する。表層に化合物層が存在しない場合
は、水素は時間の経過と共に放出され、材料の加工性は
回復する。一方、化合物層が存在すると水素の拡散が妨
げられ、鋼中に閉じ込められた水素による脆化によって
加工性が低下するものと推測される。

【００１４】次に、光輝焼鈍条件について説明する。通
常、ステンレス鋼の光輝焼鈍では、材料の酸化を防止す
るためにできるだけ還元性の強い条件で焼鈍することが
望まれる。一般的には７５容量％水素−２５容量％窒素
の混合ガス（ＡＸガス）中において、材料の再結晶温度
より高温で、酸化による着色を確実に防止するに足るだ
け露点を低く維持しながら、光輝焼鈍が行われる。酸化
を防止する観点からは露点は低いほど良く、通常は、コ
ストとの兼ね合いで最適な露点にコントロールされる。

【００１５】ところが、露点が低くなるにしたがって還
元性が高まるため、窒素を含有する光輝焼鈍雰囲気下で
は材料の窒化が起こりやすくなる。特にＴｉを含有する
鋼では、ＴｉはＮと結合し易い元素であるため、露点が
低くなると（＝ガスの還元力が強くなると）非常に窒化
が起こり易い。したがって、本発明の対象とする建材用
Ｔｉ含有高Ｃｒ鋼を光輝焼鈍する際には、窒化物層の形
成防止と酸化による着色防止の両面から適切な還元力を
有する光輝焼鈍雰囲気にコントロールする必要がある。

【００１６】雰囲気ガスの還元力は、露点だけでなく、
温度やガス組成にも依存する。露点とガス組成が一定の
場合、温度が高いほど還元力は大きくなる。図１に、７
５容量％水素−２５容量％窒素の混合ガスを用いた実験
例として、このガス中で３０Ｃｒ−２Ｍｏ−Ｎｂ−Ｔｉ
−Ａｌ鋼（各元素の含有量は本発明の規定範囲にある）
を焼鈍した場合の、酸化による着色および窒化物層生成
による加工性低下に及ぼす焼鈍温度と露点の影響を示
す。Ｘ＝ＤＰ−０．１５（ＴＡ−１０００）（ここでＤ
Ｐは露点（℃），ＴＡは焼鈍温度（℃））としたとき、
図１から次のことがわかる。すなわち、このガス組成で
は、Ｘ＞−３０となるとき酸化によって表面皮膜がＭｎ
あるいはＦｅの酸化物へと変化して着色が起こることが
懸念され、逆にＸ＜−６０となるとき窒化による加工性
低下が問題となる。

【００１７】本発明者らは、水素と窒素の混合比を種々
変化させたガスについて、同様の実験を詳細に行った。
その結果、図２に示すように、窒化による加工性低下と
酸化による着色を同時に防止しうる適正条件を見出し
た。すなわち、本発明で規定する組成のＴｉ含有高Ｃｒ
鋼について、次のことが明らかとなった。上記Ｘ値が−３０以下であれば、ガス中の窒素濃度に
かかわらず、酸化による着色が防止できる。上記Ｘ値が［Ｎ₂］−８５（ここで［Ｎ₂］は雰囲気ガ
ス中の窒素濃度（容量％））で求まる値以上であれば、
窒化による加工性低下は問題になることがない。以上の知見を基に、本発明では、前述の（１）式および
（２）式による規定を設けた。

【００１８】なお、本発明の対象とする鋼においては、
焼鈍温度が９００℃未満では再結晶化が不十分となる恐
れがある。一方、１１００℃を超える温度で焼鈍すると
結晶粒の粗大化を促進する恐れがあり、結晶粒の粗大化
は材料の靭性を低下させる。したがって、本発明に適用
する光輝焼鈍は９００〜１１００℃の範囲でおこなうこ
とが望ましい。

【００１９】次に、本発明の対象となる鋼を構成する各
元素の作用について述べる。Ｃは、ステンレス鋼に不可
避的に含まれる元素である。Ｃ含有量を低減すると軟質
になり、加工性が向上すると共に炭化物の生成が少なく
なる。また、Ｃ含有量の低減に伴って溶接性および溶接
部の耐食性も向上する。従って、建材用に供される本発
明の対象鋼においてはＣ含有量は低いほど良く、０．０
２重量％以下にすることが望ましい。

【００２０】Ｎは、Ｃと同様にステンレス鋼に不可避的
に含まれる元素である。Ｎ含有量を低減すると軟質にな
り、加工性が向上するとともに窒化物の生成が少なくな
る。また、Ｎ含有量を低減するとＴｉとの共存によって
生成する粗大な非金属介在物ＴｉＮに起因した表面疵の
発生を防止することができる。従って、Ｔｉを含有する
本発明の対象鋼においてはＮ含有量を低減することが重
要であり、上限を０．０２重量％に制限する必要があ
る。

【００２１】Ｓｉは、溶接部の高温割れや溶接部の靱性
に対して有害な元素である。また、ステンレス鋼を硬質
にするので、建材用途ではＳｉ含有量は低い方が良く、
１．０重量％以下とすることが望ましい。

【００２２】Ｍｎは、ステンレス鋼中に微量に存在する
Ｓと結合して可溶性硫化物ＭｎＳを生成するので、特に
建材用途では、耐候性を低下させる有害な元素である。
本用途ではＭｎ含有量を１．０重量％以下に抑えること
が望ましい。

【００２３】Ｐは、母材および溶接部の靭性を損なうの
でＰ含有量は低い方が好ましい。しかし、本発明対象鋼
のような高Ｃｒ鋼について脱Ｐすることは難しく、Ｐ含
有量を極度に低下させることは製造コストの上昇を招
く。本発明が目的とする建材用途としてはＰ含有量は
０．０４重量％程度までは許容できる。

【００２４】Ｓは、耐食性および溶接部の耐高温割れ性
に悪影響をおよぽす有害な元素であるため、Ｓ含有量は
低い方が好ましい。一般的な外装材としては０．０１重
量％程度まで許容できるが、海岸近くで使用する場合や
意匠性が特に要求される用途では０．００３重量％以下
とすることが望ましい。

【００２５】Ｎｉは、フェライト系ステンレス鋼の靭性
改善に有効な元素である。しかし、多量のＮｉ含有はコ
スト高の原因になるばかりでなく、硬さ上昇の原因にも
なる。本発明においては、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する０．６重量％程度
までは許容できる。

【００２６】Ｃｒは、ステンレス鋼の耐食性を高める主
要元素であり、耐候性、耐孔食性、耐隙間腐食性および
一般耐食性を著しく向上させる。建材用としては、少な
くとも１６．０重量％以上のＣｒ含有量がなくては、た
とえ内装用であっても満足できる耐食性は得られない。
Ｃｒ含有量の増加とともに耐食性は向上するが、本発明
者らの調査によると、２３．０重量％を超える量のＣｒ
を含有させたとき、一般的な環境では、軒下，軒天部な
どの腐食性の高い部位においても鏡面研磨材の意匠性を
損なうような発銹を著しく抑制できることが経験的に確
認された。換言すれば、２３．０重量％以下のＣｒ含有
量では、鏡面研磨材を軒下，軒天部などの外装材に適用
した場合に必ずしも満足できる耐発銹性を有するとは言
えない。したがって、Ｃｒ含有量は２３．０重量％を超
える量とすることが望ましい。また、海岸近くなどの厳
しい腐食環境で軒下，軒天部などの部位に使用する場合
を考慮したとき、Ｃｒ含有量は２８．０重量％以上とす
ることがより望ましい。このように多量のＣｒを含有す
ると材料の靭性が低下してくるが、本発明における光輝
焼鈍は鋼の靭性改善効果を有するので、特に多量のＣｒ
を含有する鋼に対して有効に作用する。しかし、Ｃｒ含
有量が３５．０重量％を超えると著しい脆化が生じ、薄
板を製造すること自体が困難となる。

【００２７】Ｔｉは、Ｓを固定してＭｎＳの生成による
耐孔食性の低下を防ぐとともに、Ｃ，Ｎを固定して粒界
腐食を防止する効果もある。また、前述のとおり、光輝
焼鈍皮膜の生成過程においてＡｌとともに優先的に皮膜
中に濃化し、Ｃｒ欠乏層の形成を防止して耐食性の維持
に寄与する。これらの作用を有効に発揮させるために
は、０．０５重量％以上のＴｉを含有する必要がある。
しかし、ＴｉはＮとの親和力が強いために、鋼中のＮと
反応してＴｉＮの粗大な介在物を生成させやすい。この
ＴｉＮはクラスター状の介在物となって、鋼板表面の疵
発生の原因となる。建材用途のうちでも鏡面研磨仕上げ
材ではこのような疵は特に嫌われる。そこで、本発明で
は、ＴｉＮ生成による疵発生の防止を重要な課題の１つ
として位置付け、Ｎ含有量との関係においてＴｉ量を規
定した。図３に、Ｔｉ含有鋼の冷延板に発生するＴｉＮ
介在物による疵と、鋼中のＴｉおよびＮの含有量の関係
を調査した結果の一例を示す。図３から、Ｔｉの許容量
はＮの含有量に依存し、Ｎが０．０２重量％以下の範囲
において、疵を発生させないＴｉ含有量の限界は（０．
５−１０×Ｎ）重量％（ここで、Ｎは鋼中のＮ含有量
（重量％）を意味する）で表されることがわかる。図３
中のプロットは一例にすぎないが、本発明の対象鋼では
Ｔｉ含有量を（０．５−１０×Ｎ）重量％以下に規制す
ることによって建材に適用した際に問題となるＴｉＮに
起因する疵を防止できることを確認している。

【００２８】Ａｌは、前述のとおり光輝焼鈍後の皮膜を
改質して耐食性を向上させる上で有効な元素である。す
なわち、Ｔｉとの複合添加により、加熱時に優先的に酸
化皮膜を形成し、Ｃｒの酸化損失を防止し、再不動態化
能の低下を抑制する。Ａｌ量が０．００５重量％未満で
はこのような作用が十分に発揮されない。しかし、０．
３％を超えて含有すると表層の皮膜がＡｌを主成分とす
る皮膜となり、Ｃｒの不動態皮膜の生成をかえって阻害
する。従って、Ａｌ量の範囲は０．００５〜０．３重量
％と規定した。

【００２９】Ｍｏは、Ｃｒとともに鋼の耐食性を高める
ために有効な元素であり、その効果はＣｒが増すにつれ
て大きくなる。つまり、Ｍｏは溶液中に溶けてモリブデ
ン酸イオンとなり、これがインヒビターとして作用し
て、仮に腐食が発生した場合でも腐食の進行を抑制する
効果を有する。したがって、Ｍｏを添加することは耐食
性を向上させる上で非常に望ましい。上記のようなＭｏ
の作用は０．３重量％以上含有させることによって顕著
となる。ただし、６．０重量％を超えるＭｏの含有は鋼
を硬質にし、靱性の低下を生じるため蓮板製造、製品加
工などの際に困難を伴う。このため、Ｍｏを添加する場
合は０．３〜６．０重量％の範囲とすることが望まし
い。なお、外装材用途において要求される特性を耐食性
と靭性の両面から検討した結果、Ｍｏ含有量を１．０〜
３．０重量％の範囲とすることがより望ましい。

【００３０】Ｎｂは、Ｔｉとともに本発明対象鋼のＣ量
レベルのフェライト系ステンレス鋼で問題となる粒界腐
食を防止するのに有効な元素である。Ｔｉに比べて耐孔
食性の向上効果は小さいが、ＮｂはＣ，Ｎを固定する効
果が大きいので、溶接後の耐食性をより向上させる場合
には添加することが望ましい。ただし、１．０重量％を
超えるＮｂの含有は、溶接部の靭性を阻害する。Ｎｂの
効果を十分に享受するためには０．０５〜１．０重量％
の範囲で含有させることが望ましい。なお、溶接部の耐
食性と靭性の両方を特に重視する用途においては、Ｎｂ
含有量を０．１〜０．５重量％の範囲とすることがより
望ましい。

【００３１】Ｃｕは、亜硫酸ガス腐食環境下における耐
候性を改善する元素であり、高濃度の亜硫酸ガス腐食環
境下の建材へ適用する場合には添加することが望まし
い。ただし、多量のＣｕ含有は固溶強化により材料を硬
質にし、材料の加工性を低下させる。Ｃｕを添加する場
合は、建材用途においては０．５重量％以下の含有量に
抑えることが望ましい。

【００３２】Ｖは、通常、Ｃｒ原料の不純物として微量
に混入するが、Ｔｉ，Ｎｂと同様にＣ，Ｎを固定しフェ
ライト系ステンレス鋼の粒界腐食を防止する効果を有す
るので、積極的に添加しても良い。しかし、ＶのＣ，Ｎ
を固定する効果はＴｉ，Ｎｂに比べて小さく、またＶは
高価である。従って、Ｖを添加する場合には０．３重量
％以下の含有量とすることが望ましい。

【００３３】Ｃｏは、Ｎｉと同様にフェライト系ステン
レス鋼の靭性を改善する効果がある。通常、Ｎｉ原料の
不純物として微量に混入するが、積極的に添加しても良
い。ただし、Ｃｏは高価な元素であるので、添加する場
合は０．３重量％以下の含有量とすることが望ましい。

【００３４】以上のようにして本発明によって得られる
Ｔｉ含有高Ｃｒ光輝焼鈍ステンレス鋼板は、耐食性，加
工性，および表面性状に優れているので、外装パネル，
ビルフロント，ドア・サッシ等の建具をはじめとする各
種建材用途に適している。また、建材用途に限らず、イ
オンの溶出が問題となる各種食品プラント材や、冷温水
機器用の材料としても好適に使用できる。

【００３５】

【実施例】重量％で、Ｃ：０．００７％，Ｓｉ：０．２
２％，Ｍｎ：０．２１％，Ｐ：０．０２７％，Ｓ：０．
００１％，Ｎｉ：０．２１％，Ｃｒ：２８．８８％，Ｍ
ｏ：１．９０％，Ｎｂ：０．１５％，Ｔｉ：０．２０
％，Ａｌ：０．１６％，Ｎ：０．０１２％、残部が実質
的にＦｅからなる組成のフェライト系ステンレス鋼を溶
製し、通常の製造工程を経て板厚１．５ｍｍの冷延鋼板
を作製した。この冷延鋼板から切り出した試料を用い
て、実験室の光輝焼鈍炉にて種々の条件で焼鈍実験を行
った。焼鈍後の試料について、酸化による表面着色状
況，曲げ加工性，および窒化物層生成の有無を調査し
た。窒化物層生成の有無は試料の断面の電子顕微鏡写
真、およびその断面のＥＰＭＡ分析あるいはオージェ電
子分光分析の結果により判定した。

【００３６】表１に、各試料についての焼鈍条件と、表
面着色状況，曲げ加工性，窒化物層生成の有無について
の調査結果を示す。露点が高いＮｏ．１を除いて表面の
酸化による着色は生じていないが、特定の光輝焼鈍条件
において曲げ試験後に割れが発生し、その試料には表面
から深さ５０μｍ以内の表層に窒化物層が存在してい
た。

【００３７】

【表１】

【００３８】図４に、表１のＮｏ．１２の光輝焼鈍後の
試料における断面の電子顕微鏡写真を示す。同様に、図
５に、表１のＮｏ．１１の光輝焼鈍後の試料における断
面の電子顕微鏡写真を示す。密着曲げで割れが発生した
Ｎｏ．１２の試料には、表層から１０μｍ付近まで層状
に窒化物層が観察されるが、割れが発生しなかったＮ
ｏ．１１の試料には層状の組織は観察されない。Ｎｏ．
１２の表層の窒化物層をＥＰＭＡで定量分析した結果、
約６０原子％の窒素と約３５原子％の炭素が主な元素と
して検出され、その他Ｓ，０，Ｆｅ，Ｃｒ等が検出され
た。ＥＰＭＡ分析では明確なＴｉの化合物層は検出でき
なかったが、オージェ電子分光分析によればＴｉが検出
された。また、別途Ｔｉ含有量を０．３４重量％に高め
た１７Ｃｒ−Ｔｉ鋼においては、同様の窒化物層に針状
の組織が観察され、オージェ電子分光分析のデータを解
析した結果、この針状の組織はＴｉＮであると推定され
た。

【００３９】図４において窒化物層が存在する板厚表層
部と板厚中心部の断面のマイクロビッカース硬さを測定
した結果、中心部がＨｖ２１３であるのに対し、表層部
はＨｖ２５８と硬質であった。

【００４０】図６に、上記図５に示したＮｏ．１１の試
料について、表面の光輝焼鈍皮膜をＧＤＳで分析した結
果を示す。ＡｌおよびＴｉが濃化した皮膜が形成されて
いることがわかる。なお、図６におけるＧＤＳ分析で
は、放電時間１秒が表面深さ約１００オングストローム
に相当する。

【００４１】表２に、上記実験溶製材とＳＵＳ３１６の
耐食性試験結果を示す。表２中の試料Ａは表１のＮｏ．
１１（本発明による光輝焼鈍仕上げ（ＢＡ）材）、試料
Ｂは試料Ａと同じ鋼における酸洗仕上げ（２Ｄ）材、試
料ＣはＳＵＳ３１６の酸洗・調質圧延仕上げ（２Ｂ）材
である。孔食電位は、２０％ＮａＣｌ水溶液４０℃にお
ける走引速度２０ｍＶ／ｍｉｎで求めた結果である。Ｃ
ＣＴ発銹率は、塩水噴霧（５％ＮａＣｌ，１５分）→乾
燥（６０℃，２０〜３０％ＲＨ，６０分）→湿潤（５０
℃，９０〜９５％ＲＨ，１８０分）のサイクルを１００
回繰り返した後の発銹率である。本発明による光輝焼鈍
を行った試料Ａは、酸洗により不動態化させた試料Ｂと
同様に良好な耐食性を有している。

【００４２】

【表２】

【００４３】

【発明の効果】本発明者らは、Ｔｉを含有する高Ｃｒフ
ェライト系ステンレス鋼に対して、窒化物層の生成やＴ
ｉＮ介在物による表面疵を防止した光輝焼鈍仕上げ材を
安定して得ることができる手段を明らかにして本発明を
完成した。本発明を適用して得た鋼板は、光輝焼鈍仕上
げ材であるにもかかわらず、酸洗仕上げ材と同等の高い
耐食性を示し、しかも軟質で加工性が良好であり、なお
かつ表面性状が良好である。このため、従来はＴｉ含有
高Ｃｒ鋼の光輝焼鈍材の適用が困難であった建材用鏡面
研磨仕上げ材の用途においても、Ｔｉ含有高Ｃｒ鋼を適
用することが可能となった。すなわち、本発明はＴｉ含
有高Ｃｒ鋼の新たな用途を開拓し、当該鋼の普及に寄与
するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】７５容量％水素−２５容量％窒素の混合ガス中
で３０Ｃｒ−２Ｍｏ−Ｎｂ−Ｔｉ−Ａｌ鋼を焼鈍した場
合の、酸化着色および加工性に及ぼす焼鈍温度と露点の
影響を示すグラフである。

【図２】水素−窒素の混合ガス中で３０Ｃｒ−２Ｍｏ−
Ｎｂ−Ｔｉ−Ａｌ鋼を焼鈍した場合の、酸化着色および
加工性に及ぼす窒素ガス濃度とＸ値の影響を示すグラフ
である。

【図３】Ｔｉ含有鋼の冷延板に発生するＴｉＮ介在物に
よる疵と、鋼中のＴｉおよびＮの含有量の関係を示すグ
ラフである。

【図４】比較例である表１のＮｏ．１２の光輝焼鈍後の
試料における断面の金属組織を示す電子顕微鏡写真であ
る。

【図５】本発明例である表１のＮｏ．１１の光輝焼鈍後
の試料における断面の金属組織を示す電子顕微鏡写真で
ある。

【図６】本発明例である表１のＮｏ．１１の光輝焼鈍後
の試料について表面の光輝焼鈍皮膜をＧＤＳで分析した
結果を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃｒ：１６．０〜３５．０重量％、Ｔ
ｉ：０．０５〜（０．５−１０×Ｎ）重量％、Ａｌ：
０．００５〜０．３重量％、Ｍｏ：０〜６．０重量％
（無添加を含む）、Ｎｂ：０〜１．０重量％（無添加を
含む）を含有し、Ｎの含有量を０．０２重量％以下に制
限したフェライト系ステンレス鋼の鋼板であって、表面
に形成されている不動態皮膜にＴｉ濃化層およびＡｌ濃
化層があり、かつ、表面から深さ５０μｍまでの表層に
窒化物層が存在しないことを特徴とする耐食性、加工性
および表面性状に優れた建材用光輝焼鈍仕上げステンレ
ス鋼板。
【請求項２】Ｃｒ：１６．０〜３５．０重量％、Ｔ
ｉ：０．０５〜（０．５−１０×Ｎ）重量％、Ａｌ：
０．００５〜０．３重量％、Ｍｏ：０〜６．０重量％
（無添加を含む）、Ｎｂ：０〜１．０重量％（無添加を
含む）を含有し、Ｎの含有量を０．０２重量％以下に制
限したフェライト系ステンレス鋼の鋼板を、雰囲気中の
水素濃度［Ｈ₂］（容量％）、雰囲気中の窒素濃度
［Ｎ₂］（容量％）、焼鈍温度ＴＡ（℃）、露点ＤＰ
（℃）の間に下記（１）式および（２）式の関係が成立
する条件で光輝焼鈍する、耐食性、加工性および表面性
状に優れた建材用光輝焼鈍仕上げステンレス鋼板の製造
方法。［Ｈ₂］＋［Ｎ₂］＝１００ -----（１）Ｘ＝ＤＰ−０．１５（ＴＡ−１０００）としたとき、
［Ｎ₂］−８５≦Ｘ≦−３０ -----（２）