JPH093605A

JPH093605A - 研磨性に優れたプレス成形用オーステナイト系ステンレス鋼

Info

Publication number: JPH093605A
Application number: JP7153120A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ikegami; 雄二池上; Kinshiyuu Chiyou; 勤衆張
Original assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1995-06-20
Filing date: 1995-06-20
Publication date: 1997-01-07
Anticipated expiration: 2018-04-21
Also published as: JP3398258B2

Abstract

(57)【要約】【目的】プレス加工時の深絞り性、張り出し性に優れ
ると共に、鏡面研磨する時の研磨性にも優れるステンレ
ス鋼を提供すること。【構成】Ｃが0.01〜0.10wt％、Cuが 1.0〜4.0 wt％、
Alが 0.2〜2.5 wt％で、さらに必要に応じ0.03〜5.0 wt
％のMoと0.0010〜0.020 wt％のＢを含み、そして、Ni当
量が21.0〜22.5の範囲内であって、結晶粒度番号（Ｎ）
が８以上であるオーステナイト系ステンレス鋼。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鏡面仕上げのために研
磨性を向上させたプレス成形用オーステナイト系ステン
レス鋼に関するものである。一般に、鏡面仕上げ用ステ
ンレス鋼は、建材, 流し台等に使用されているが、この
鋼にもとめられている品質特性は、表面の凹凸が少な
く、表面性状, すなわち良好な光沢と写像の高い鮮鋭度
を有すること、およびプレス成形性が良好なことであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、建材や流し台等に用いられるオー
ステナイト系ステンレス鋼は、鏡面仕上げを施して使用
されているが、この処理（ラッピングによる鏡面研磨仕
上げまたはこの処理の前の下地研磨）の負荷を軽減する
ためには、鋼の結晶粒径を小さくすることが不可欠であ
った。（特開平３−１６９４０５号公報参照）一方、こ
のオーステナイト系ステンレス鋼のプレス成形をよくす
るためには、例えば、特公平１−４０１０２号公報に開
示されているように、AlとCuを複合添加する方法が提案
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オース
テナイト系ステンレス鋼の結晶粒径を小さくすると、一
般に、プレス成形性すなわち, 深絞り性、張り出し性が
劣化することはよく知られている。従って、建材や流し
台等に用いられるオーステナイト系ステンレス鋼のよう
に、プレス加工後に鏡面研磨仕上げを行う材料にあって
は、単に研磨性を向上させるだけでは足りず、このとき
にプレス加工時の深絞り性、張り出し性を劣化させない
ようにする工夫が必要である。即ち、本発明の目的は、
プレス加工時の深絞り性、張り出し性に優れると共に、
鏡面研磨する時の研磨性にも優れるステンレス鋼を提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するもの
として、発明者らは、準安定オーステナイト系ステンレ
ス鋼について、これの成分設計に当たっては、Al, Cuを
複合添加し、適当なＣとNi当量および結晶粒度の微妙な
バランスをとることにより、本来は相容れない２つの上
記特性を同時に満足させることとした。さらに、本発明
では、この鋼にMoを添加することにより耐食性を向上さ
せる他、Ｂを添加することにより熱間加工性をも向上さ
せたオーステナイト系ステンレス鋼を提案する。

【０００５】すなわち、本発明は、Ｃ：0.01〜0.10wt
％、Si：1.0 wt％以下、Mn：3.0 wt％以下、Ni：6.0 〜
10.0wt％、Cr：15.0〜19.0wt％、Cu：1.0 〜4.0 wt％、
Al：0.2 〜2.5 wt％およびＮ：0.05wt％以下を含み、か
つ下記Ni当量が21.0〜22.5の範囲内に収まるように調整
され、 Ni当量(wt%) ＝ 12.6(C+N)＋0.35Si＋1.05Mn＋Ni＋0.65
Cr＋0.6Cu −0.4Al 残部鉄および不可避的不純物よりなり、そして、結晶粒
度番号（Ｎ）が８以上であることを特徴とする研磨性に
優れたプレス成形用オーステナイト系ステンレス鋼を提
案する。

【０００６】また、本発明は、上記の成分組成のもの
に、さらにMoを0.03〜3.0 wt％の範囲で含有させること
により、研磨性やプレス成形性の他、耐食性を向上させ
たものである。

【０００７】また本発明は、上記の成分組成のものに、
さらにＢを0.0010〜0.020 wt％の範囲で含有させること
により、研磨性やプレス成形性の他、熱間加工性を向上
させたものである。

【０００８】

【作用】次に、本発明の各化学成分を上記のように限定
した理由について述べる。Ｃ：0.01〜0.10wt％Ｃは、強力なオーステナイト生成元素であると同時に、
オーステナイト相および加工誘起マルテンサイト相の強
化に非常に有効であって、深絞り性および張り出し性の
向上には必須の成分であり、少なくとも0.01wt％、好ま
しくは0.03wt％以上が必要である。しかし、0.10wt％を
こえると、時期割れ感受性および粒界腐食感受性がとも
に高まるため、上限は0.10wt％、好ましくは0.08wt％と
する。

【０００９】Si：1.0 wt％以下 Siは、有効な脱酸剤で製鋼工程には不可欠な成分である
が、1.0 wt％をこえると、時期割れが発生し易くなるた
め、1.0 wt％以下とする。なお、下限は、製鋼作業時の
脱酸を保障するために、0.05wt％以上とすることが好ま
しい。

【００１０】Mn：3.0 wt％以下 Mnは、脱酸並びに脱硫剤として作用するとともに、オー
ステナイト相の安定化に寄与する成分であり、少なくと
も 0.1wt％は必要であるが、3.0 wt％をこえると、オー
ステナイト相が安定になりすぎて深絞り性が劣化するた
め、3.0 wt％以下とする。

【００１１】Ni：6.0 〜10.0wt％ Niは、6.0 wt％より少ないと、δフェライトが生成し熱
間加工性が低下し、一方10.0wt％をこえると、プレス加
工時にマルテンサイト相が生成し難くなるため、6.0 〜
10.0wt％の範囲に限定する。

【００１２】Cr：15.0〜19.0wt％ Crは、15.0wt％より少ないと耐食性が不十分となり、一
方19.0wt％をこえると、δフェライトが生成し熱間加工
性が低下するため、15.0〜19.0wt％の範囲に限定する。

【００１３】Cu：1.0 〜4.0 wt％ Cuは、Alと共働してオーステナイト系ステンレス鋼の深
絞り性を向上させる成分であり、1.0 wt％未満では、そ
の効果が乏しく、一方4.0 wt％をこえると、熱間加工性
が阻害されるため、1.0 〜4.0 wt％の範囲に限定する。
好ましくは 1.5〜3.0 wt％の範囲とする。

【００１４】Al：0.2 〜2.5 wt％ Alは、オーステナイト粒の微細化に有効であるばかりで
なく、Cuと共働して深絞り性の向上に寄与する成分であ
り、0.2 wt％より少ないとこの深絞り性の向上は認めら
れず、さらに時期割れ感受性が高まる。一方、2.5 wt％
をこえると、δフェライトが生成して熱間加工性および
深絞り性が劣化するため、0.2 〜2.5 wt％に限定する。
なお、深絞り性および耐時期割れ性がともに最も向上す
るのは、Al：0.5 〜1.0 wt％の範囲である。

【００１５】Ｎ：0.05wt％以下Ｎは、オーステナイト生成元素であり、耐食性の向上に
有効であるが、Alを含有する成分系では、Ｎが0.05wt％
をこえると、AlN が多量に析出し、耐時期割れ性および
深絞り性が劣化するため、0.05wt％以下とする。

【００１６】Mo：0.03〜3.0 wt％ Moは、一般に、ステンレス鋼の耐食性を向上させる元素
として良く知られている。従って、本発明においては、
適正なMoを使うことによって耐食性の向上を図ることと
した。この耐食性の向上のためには、少なくとも0.03wt
％を添加することが必要である。しかし、3.0 wt％を
こえると、δフェライトが多量に生成して熱間加工性お
よび深絞り性が劣化するようになる。従って、Moは0.03
〜3.0 wt％の範囲に限定する。好ましくは 0.1〜1.0 wt
％の範囲とする。

【００１７】Ｂ：0.0010〜0.020 wt％Ｂは、CuおよびAlを含有する鋼において、その熱間加工
性を向上するのに極めて有効な成分であり、0.0010wt％
未満では、その効果に乏しく、一方0.020 wt％をこえる
と、耐食性が劣化するため、0.0010〜0.020 wt％の範囲
に限定する。

【００１８】次に、本発明においては、深絞り性と張り
出し性ならびに研磨性を同時に改善する１つの手段とし
て、下記式で示されるNi当量（wt％）を制御する。この
Ni当量は、加工誘起マルテンサイト変態の起こりにくさ
を示す指標であり、このNi当量が高いとオーステナイト
相が安定になる。このNi当量が21.0wt％未満では、固溶
化熱処理の状態で既にマルテンサイト相が生成するよう
になり、深絞り性、張り出し性がともに劣化するように
なる。一方、このNi当量が22.5wt％を超えると加工誘起
マルテンサイトの生成量が少なくなり、結晶粒度番号
（Ｎ）≧8.0 での深絞り性、張り出し性が劣化する。

【００１９】図１は、このNi当量と成形高さ(mm)の関係
を示すものであるが、Ni当量が21.0〜22.5％の範囲内で
高い成形高さを示している。従って、このNi当量は、2
1.0〜22.5％の範囲内とする。 Ni当量(%) ＝ 12.6(C+N)＋0.35Si＋1.05Mn＋Ni＋0.65Cr
＋0.98Mo＋0.6Cu−0.4 Al なお、本発明における上記のNi当量式は、引張試験で30
％の伸びを付与した試験片のマルテンサイト量をフェラ
イトスコープにてその相対量を求め、オーステナイト安
定度の指標である平山のNi当量式にCuとAlの項を追加
し、整理した修正式である。

【００２０】結晶粒度（Ｎ）：８以上一般に、鏡面研磨工程での負荷の軽減を図るには、研磨
素材表面の表面粗さ (Ｒmax)を４μｍ以下にすることが
必要である。一方、この研磨素材の表面粗さ（Ｒmax)を
小さく（４μｍ以下）するには、結晶粒度を小さくしな
ければならないことは上述したとおりである。図２は、
結晶粒度（Ｎ）と深絞りカップ底部の表面粗さ（Ｒmax)
との関係を示すものであるが、結晶粒度が小さくなれば
なるほど成形品の表面粗さが小さくなることを示してい
る。即ち、JIS Ｇ0551に規定された結晶粒度番号（Ｎ）
が 8.0未満ではプレス成形品の肌荒れが大きくなり、研
磨性に著しく劣るのである。従って、本発明において結
晶粒度番号（Ｎ）は、8.0 以上にする必要がある。しか
し、一般にオーステナイト系ステンレス鋼は、結晶粒度
番号（Ｎ）が大きくなればなるほど、すなわち結晶粒度
が小さくなるほど深絞り性が悪くなる傾向があり、図３
に示すように、結晶粒度番号（Ｎ）が 8.0以上の領域に
おいて、成形性を保つためには、本発明における成分範
囲に限定し、かつ、ある範囲のNi当量に限定しなければ
ならない。なお、結晶粒度番号（Ｎ）の上限は特に規定
しないが、製品の固溶化熱処理で得られる範囲は11.0以
下である。

【００２１】本発明において、上記成分組成の鋼を基に
結晶粒度番号（Ｎ）が８以上となるように、主として圧
下率および熱処理の条件を調整することとした。即ち、
冷延圧下率を40％以上とし、また、冷延板焼鈍に際し、
1000〜1100℃の温度で10〜30sec 加熱し、空冷より速い
冷却速度( 空冷もしくは水冷) にするという冷却条件に
て実施した。

【００２２】

【実施例】

実施例１表１に示す成分組成のオーステナイト系ステンレス鋼を
溶製し、常法に従う方法にて熱間圧延と冷間圧延を行っ
て、1.0 mm厚の薄板に仕上げ、次いで1000〜1150℃の間
で10〜60秒間焼鈍を施し、結晶粒度番号（Ｎ）を調整し
た。このようにして得られた焼鈍板から、40mmφ平底ポ
ンチによる円筒深絞り試験を行った。なお、深絞り性
は、限界絞り比（ＬＤＲ）が2.20以上か、それ未満かで
優劣を評価し、張り出し性は絞り比（ＤＲ）＝2.50での
成形高さで評価した。研磨性は、表面粗さが小さいもの
ほど良好であるので、この実験では絞り比＝2.20の円筒
深絞りカップの底部( 張り出し変形が強い部分) の表面
粗さ（Ｒmax)を測定して、これを研磨性の指標として用
いた。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】その結果を表２に示すが、本発明に適合す
る成分組成の鋼（Ａ〜Ｆ）を用いたNo.1〜8 は、結晶粒
度番号（Ｎ）がいずれも 8.0以上を示し、深絞り性が良
好で、表面粗さ（Ｒmax)はいずれも 3.0μ以下を示し、
研磨性とともにプレス成形性に優れたものが得られてい
る。これに対し、比較鋼No.9は、成分組成は本発明に適
合する物の、結晶粒度が大きいために研磨性が悪い。ま
た、Ni当量外れの鋼Ｇ，Ｈを用いたNo.10, 11 、Cu, Al
の含有量が本発明の範囲を外れたNo.12 〜14は、いずれ
も深絞り性が悪いという結果となった。また、Ｃの含有
量が本発明の範囲を外れたNo.15 は、ＬＤＲ≧2.20は時
期割れを発生した。

【００２6 】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ni
当量, AlとCuの複合添加など、成分組成の細かいコント
ロールをした上で結晶粒度を細かく制御したので、研磨
性とプレス成形性の両方の特性に優れる建材, 流し台用
オーステナイト系ステンレス鋼が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】成形高さに及ぼすNi当量の影響を示すグラフ。

【図２】結晶粒度と成形品表面粗さの関係を示すグラ
フ。

【図３】結晶粒度番号と成形品高さとの関係を示すグラ
フ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：0.01〜0.10wt％、Si：1.0 wt％以下、 Mn：3.0 wt％以下、 Ni：6.0 〜10.0wt％、 Cr：15.0〜19.0wt％、Cu：1.0 〜4.0 wt％、 Al：0.2 〜2.5 wt％およびＮ：0.05wt％以下を含み、か
つ下記Ni当量が21.0〜22.5の範囲内に収まるように調整
され、 Ni当量(wt%) ＝ 12.6(C+N)＋0.35Si＋1.05Mn＋Ni＋0.65
Cr＋0.6Cu −0.4Al 残部鉄および不可避的不純物よりなり、そして、結晶粒
度番号（Ｎ）が８以上であることを特徴とする研磨性に
優れたプレス成形用オーステナイト系ステンレス鋼。
【請求項２】Ｃ：0.01〜0.10wt％、Si：1.0 wt％以下、 Mn：3.0 wt％以下、 Ni：6.0 〜10.0wt％、 Cr：15.0〜19.0wt％、Mo：0.03〜3.0 wt％、 Cu：1.0 〜4.0 wt％、Al：0.2 〜2.5 wt％、およびＮ：
0.05wt％以下を含み、かつ下記Ni当量が21.0〜22.5の範
囲内に収まるように調整され、 Ni当量(wt%) ＝ 12.6(C+N)＋0.35Si＋1.05Mn＋Ni＋0.65
Cr＋0.98Mo＋0.6Cu −0.4Al 残部鉄および不可避的不純物よりなり、そして、結晶粒
度番号（Ｎ）が８以上であることを特徴とする研磨性に
優れたプレス成形用オーステナイト系ステンレス鋼。
【請求項３】Ｃ：0.01〜0.10wt％、Si：1.0 wt％以下、 Mn：3.0 wt％以下、 Ni：6.0 〜10.0wt％、 Cr：15.0〜19.0wt％、Mo：0.03〜3.0 wt％、 Cu：1.0 〜4.0 wt％、Al：0.2 〜2.5 wt％、Ｎ：0.05wt％以下およびＢ：0.0010〜0.020 wt％を含
み、かつ下記Ni当量が21.0〜22.5の範囲内に収まるよう
に調整され、 Ni当量(wt%) ＝ 12.6(C+N)＋0.35Si＋1.05Mn＋Ni＋0.65
Cr＋0.98Mo＋0.6Cu −0.4Al 残部鉄および不可避的不純物よりなり、そして、結晶粒
度番号（Ｎ）が８以上であることを特徴とする研磨性に
優れたプレス成形用オーステナイト系ステンレス鋼。