JPH11350077A - 表面性状およびプレス成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼 - Google Patents
表面性状およびプレス成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼Info
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- JPH11350077A JPH11350077A JP15466098A JP15466098A JPH11350077A JP H11350077 A JPH11350077 A JP H11350077A JP 15466098 A JP15466098 A JP 15466098A JP 15466098 A JP15466098 A JP 15466098A JP H11350077 A JPH11350077 A JP H11350077A
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Abstract
たフェライト系ステンレス鋼を安価に得る。 【解決手段】 フェライト系ステンレス鋼において、V
を 0.005〜1.0 wt%含有させると共に、Alを 0.005wt%
以下、Oを 0.001〜0.007 wt%の範囲に制限し、かつ酸
化物系介在物の成分中、 Al2O3およびCr2O3 をそれぞれ
Al2O3≦5wt%、Cr2O3:10〜50wt%の範囲に制限す
る。
Description
プレス成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼に関
し、特にフェライト系ステンレス鋼における酸化物系介
在物の組成状態を適切に制御すると共に、Vを適量添加
することによって、表面性状の劣化を招くことなしにプ
レス成形性の有利な改善を図ろうとするものである。
ンレス鋼は、高価なNiを殆ど含まないため、オーステナ
イト系ステンレス鋼に比べると安価なだけでなく、耐応
力腐食割れ性に優れることから、各種厨房器具、自動車
排気系部品などの分野で幅広く使用されている。
形性に関しては、絞り、張り出し、深絞り加工性などが
要求され、これらの特性を改善するために、これまで数
多くの試みがなされている。例えば、特開平1−201445
号公報には、低P,S化と共に、Nb,Ti等の炭窒化物生
成元素の添加による深絞り性の改善技術が提唱されてい
る。しかしながら、この技術は、低P,S化が不可欠で
あるため、製鋼工程での負荷が大きいという問題があっ
た。
延前におけるスラブ加熱温度を1130℃を超えないように
制御することによって、平均r値を向上する製造方法が
提唱されている。しかしながら、スラブ加熱温度を下げ
ると、熱間加工性が低下し、コイル表面にヘゲ疵などの
表面欠陥が発生する危険性が高く、その後のグラインダ
ー手入れや酸洗によるコスト増を招くという問題があっ
た。
間圧延における仕上げ圧延条件を規定することによって
平均r値を向上させる方法が提唱されている。しかしな
がら、この方法は、熱延工程における制御圧延であり、
仕上げ温度が低い上にロール潤滑を行わなければならな
いなど、工程的な負荷が大きいという問題があった。
の技術は、たとえr値の改善がなされても、製造コスト
の増加や工程的な負荷が大きい、あるいは鋼板の表面性
状を大きく損なうといった各種の問題を残していた。こ
の発明は、上記の実情に鑑み開発されたもので、r値に
優れるのはいうまでもなく、従来技術が抱えている工程
負荷およびヘゲ発生等の問題を有利に解決したフェライ
ト系ステンレス鋼を提案することを目的とする。
の目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、r値は、フ
ェライト系ステンレス鋼における酸化物系介在物の組成
状態に強く依存し、従ってかかる酸化物系介在物の組成
を適切に制御すると共に、Vを適量添加することが、所
期した目的の達成に極めて有効であるとの知見を得た。
この発明は、上記の知見に立脚するものである。
含有するフェライト系ステンレス鋼において、Vを 0.0
05〜1.0 wt%の範囲で含有させると共に、Alを 0.005wt
%以下、Oを 0.001〜0.007 wt%の範囲とし、かつ鋼中
の酸化物系介在物の成分中、Al2O3およびCr2O3 をそれ
ぞれ、 Al2O3:5wt%以下、 Cr2O3:10〜50wt%の範囲
としたことを特徴とする、表面性状およびプレス成形性
に優れたフェライト系ステンレス鋼である。
については、上記したとおり、 Al2O3およびCr2O3 をそ
れぞれ Al2O3:5wt%以下、 Cr2O3:10〜50wt%にする
と共に、MnO を10〜50wt%およびSiO2を20wt%以下とす
ることがより好ましい。
とは、製鋼工程で生成する脱酸生成物と原料から混入す
る酸化物の両者を含む。また、製鋼工程で生成する脱酸
生成物とは、単なる酸化物だけでなく、硫化物等が混在
した複合形態を含む。ここに、酸化物系介在物として
は、上記した Al2O3やCr2O3, MnO, SiO2の他、 MgOおよ
びFeO 等が挙げられる。
結果について説明する。 C:0.06wt%、Cr:16.4wt%、O:40 ppmに固定し、Al
およびVをそれぞれ、Al:0.0006〜0.05wt%、V:0.00
1 〜3.0 wt%の範囲で変化させた組成の鋼を、真空溶解
炉で溶製し、小型鋼塊(50kg)とした。その際、酸化物
系介在物の組成状態を、溶製条件を変更することによっ
て種々に変化させた。ついで、1180℃に加熱後、熱間圧
延により4.0 mm厚の熱延板とし、ついでこれらの熱延板
に 860℃, 8hの焼鈍を行い、15℃/h程度の冷却速度で
徐冷処理を施した後、冷間圧延により0.5 mm厚の冷延板
とした。その後、冷延板に 810℃, 30sの仕上げ焼鈍を
施して製品板とした。
(L方向)、圧延方向と45°をなす方向(X方向)およ
び圧延方向と直角な方向(C方向)からJIS 13号B試験
片を採取し、引張試験を実施して、各方向のr値(rL,
rX,rC )を測定し、平均r値を求めた。ここで、平均
r値は次式で定義するものとする。 平均r値=(rL +2rX +rC )/4
いて調査した結果を示す。同図に示したとおり、V量を
0.005wt%以上添加した場合には良好な平均r値が得ら
れることが分かる。なお、V量の上限は、製造コストお
よび過剰添加による硬質化の面から1.0 wt%とする必要
がある。
濃度と平均r値との関係について調べた結果を、また図
3には、酸化物系介在物中の Cr2O3濃度と平均r値との
関係について調べた結果を、それぞれ示す。図2に示し
たとおり、酸化物系介在物中の Al2O3濃度が5wt%以下
であれば平均r値の改善が見込まれることが分かる。ま
た、図3に示したとおり、酸化物系介在物中の Cr2O3濃
度が10〜50wt%の範囲を満足する場合に、平均r値が著
しく改善されることが分かる。
ンレス鋼に、 0.005〜1.0 wt%の範囲でVを添加すると
共に、酸化物系介在物の成分中、特に Al2O3およびCr2O
3 について、それぞれ Al2O3≦5wt%、 Cr2O3:10〜50
wt%の範囲に制限することにしたのである。
中、r値に特に影響を及ぼす成分は、Al2O3およびCr2O
3 であるが、その他にも、MnO などもr値に影響を及ぼ
すことが判明した。図4に、酸化物系介在物中の MnO濃
度と平均r値との関係について調べた結果を示す。同図
に示したとおり、満足できる平均r値が得るためには、
酸化物系介在物中の MnO濃度を10〜50wt%程度とするの
が好ましいことが判る。
工性に影響を及ぼし、この加工性の面からはSiO2濃度を
20wt%以下に制限するのが有利であることが判明した。
従って、良好な加工性を得るためには、鋼中の酸化物系
介在物の各成分につき、 Al2O3およびCr2O3 をそれぞれ
Al2O3:5wt%以下、 Cr2O3:10〜50wt%にすると共
に、 MnOを10〜50wt%およびSiO2を20wt%以下とするこ
とが好ましい。
る。この発明は、Crを15〜20wt%の範囲で含有し、Alを
0.005wt%以下かつO量を0.001〜0.007 wt%の範囲に
制限したものであれば、いわゆるフェライト系ステンレ
ス鋼全般に適用することができる。ここに、Cr, Alおよ
びO含有量を上記の範囲に限定した理由を、V含有量の
限定理由と共に説明する。 Cr:15〜20wt% Crは、ステンレス鋼としての耐食性を確保するために不
可欠な元素である。しかしながら、その量が15wt%未満
では耐食性が不足し、一方20wt%を超えると冷間加工性
の低下や靱性の劣化を招くので、含有量は15〜20wt%の
範囲に限定した。より好適には16〜18wt%の範囲であ
る。
し、耐食性を劣化させるばかりでなく、コイルの表面品
質を劣化させる原因となる。また、酸化物系介在物中の
Al2O3 濃度が上昇すると、酸化物系介在物中の Cr2O3濃
度が減少し、V炭窒化物が周りに析出しにくくなり、仕
上げ焼鈍時に固溶C,N量の低減が期待できない。従っ
て、Alは意図的な添加を避け、上限を 0.005wt%とし
た。より好適には0.003 wt%以下である。
る。その結果、耐食性の劣化や鋼板表面の傷の原因とな
るため、Oの上限は 0.007wt%とした。一方、この発明
において、酸化物系介在物、VやCr等の炭窒化物の析出
サイトとして作用するため、0.001 wt%に満たないと固
溶C,Nの低減に寄与しない。従って、この発明では、
O量について 0.001〜0.007 wt%の範囲に限定した。よ
り好適には0.0015〜0.006 wt%の範囲である。
プレス成形性に有害なC,Nを固定するためのサイトと
して有効に作用し、軟質化およびr値向上に極めて有用
な元素である。しかしながら、含有量が 0.005wt%未満
ではこれらの効果が期待できず、一方 1.0wt%を超える
添加は効果が飽和するばかりか、製造性の低下やコスト
の上昇を招く。従って、Vの添加量は 0.005〜1.0 wt%
の範囲に限定した。より好適には0.01〜0.5 wt%の範囲
である。
ことはないが、特に好ましい成分組成範囲は次のとおり
である。 C:0.1 wt%以下 Cは、r値および伸び特性を低下させる元素である。と
くに、0.1 wt%を超えるとその影響が顕著になるので、
Cは 0.1wt%以下とすることが望ましい。より好適には
0.07wt%以下である。
硬質化を招くので、その添加量は 1.0wt%以下とするこ
とが望ましい。より好適には 0.5wt%以下である。
つために有効な元素であるが、過剰の添加は冷間加工性
の低下を招くので、その添加量は 1.0wt%以下とするこ
とが望ましい。より好適には 0.8wt%以下である。
である。特に、0.1 wt%を超えるとその影響が顕著にな
るので、Nは 0.1wt%以下とすることが望ましい。より
好適には0.07wt%以下である。
ては、特に厳しく制限しなくても、十分に所定の材質を
得ることができる。
系介在物中の Cr2O3濃度および Al2O3濃度を所定の範囲
に制限することによってr値が改善される理由は、まだ
明確に解明されたわけではないが、冷延板焼鈍中の再結
晶挙動が関与しているものと思われる。すなわち、酸化
物系介在物中の Al2O3濃度が5wt%以下、Cr2O3 濃度が
10〜50wt%、さらに好ましくは MnO濃度が10〜50wt%の
範囲を満足していると、V添加により酸化物系介在物の
周りに析出したV炭窒化物が析出サイトとして作用し、
さらにその周りにCrの炭窒化物が析出し、仕上げ焼鈍時
に固溶C,Nの低減が図られる。その結果、引き続く再
結晶において、r値の向上に有効な(111)集合組織
を優先的に発達させることができる。一方、 Al2O3濃度
が5wt%を上回るか、 Cr2O3濃度が10wt%未満または50
wt%超の場合には、前述したV炭窒化物の析出サイトと
しての効果が小さく、仕上げ焼鈍時に固溶C,Nの低減
が望めないことから、(111)集合組織の発達が抑制
されてしまうためと考えられる。
系介在物の組成状態は、次のようにして制御することが
できる。まず、溶製時におけるスラグとして、 CaO−Si
O2−Al2O3 三元系のものを用いる。そして、このスラグ
中における Al2O3濃度を5wt%以下に制御すると共に、
塩基度(CaO /SiO2)を1.5 以下に調整する。なお、溶
鋼中のAl量は 0.005wt%以下に抑制しておく必要があ
り、またO量については70 ppm以下まで低減することが
望ましい。上記の処理によって、酸化物系介在物におけ
る Al2O3濃度および Cr2O3濃度を所定の範囲に制御する
ことができる。なお、連続鋳造スラブの冷却速度を30℃
/s以下とすることも有利である。
えば良く、例えば1300〜700 ℃で熱間圧延したのち、圧
下率:50〜90%程度で冷間圧延し、ついで 700〜1000℃
程度の温度で仕上げ焼鈍を施せば良い。なお、この発明
鋼は、熱延焼鈍薄鋼板、タンデム圧延−達続焼鈍を行っ
た冷延鋼板、光輝焼鈍板等にも適用可能である。
により200 mm厚のスラブとした。その際、脱酸方法、鋳
造条件を変えることによって、スラブ中における酸化物
系介在物の組成状態を変化させた。このとき MnO−SiO2
系介在物とする場合には、スラグの塩基度を1.4 とし、
スラグ中の Al2O3濃度を5wt%以下まで低減した。一
方、 Al2O3系介在物とする場合には、塩基度を2.0 以上
とし、スラグ中の Al2O3濃度を20%以上とした。この実
験において、脱酸に要した時間は30分であり、O量を40
ppmまで低減させた。なお、鋳造に先立って鋳型内に不
活性ガスを吹き込み、溶鋼の温度制御ならびに介在物の
浮上除去を促進させた。
るモールドパウダーを鋳型内で鋳片表面に投入し、鋳片
と鋳型の間を潤滑すると同時に、鋳造中に鋳片内部から
浮上してくる介在物を捕捉除去した。ついで、この連続
鋳造スラブを、通常の熱間圧延により熱延板とし、熱延
板焼鈍後、酸洗したのち、冷間圧延により0.5 mm厚の冷
延板とし、ついで仕上げ焼鈍を施して製品板とした。
方法で、平均r値を求めた。また、各製品板の組織を走
査型電子顕微鏡で 200視野について観察ならびに同定を
行い、さらに抽出分析により酸化物系介在物の組成を調
査した。さらに、重量:約20tのコイル全長にわたって
表面性状を観察し、ヘゲ疵の定量を行った。ここに、ヘ
ゲ疵の量は、1個/コイル以下を良好と判断した。これ
らの結果を表2に示す。
定量のVを添加すると共に、Al2O3およびCr2O3 をそれ
ぞれ、 Al2O3≦5wt%、 Cr2O3:10〜50wt%の範囲に制
限したものはいずれも、優れたr値が得られ、またヘゲ
疵の発生もほとんど認められなかった。
の劣化なしに、プレス成形性に優れたフェライト系ステ
ンレス鋼を安価に得ることができ、産業上極めて有用で
あるといえる。
る。
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 Cr:15〜20wt%を含有するフェライト系
ステンレス鋼において、Vを 0.005〜1.0 wt%の範囲で
含有させると共に、Alを 0.005wt%以下、Oを 0.001〜
0.007 wt%の範囲とし、かつ鋼中の酸化物系介在物の成
分中、 Al2O3およびCr2O3 をそれぞれ、 Al2O3:5wt%
以下、 Cr2O3:10〜50wt%の範囲としたことを特徴とす
る、表面性状およびプレス成形性に優れたフェライト系
ステンレス鋼。 - 【請求項2】 請求項1において、鋼中の酸化物系介在
物の成分中、 Al2O3およびCr2O3 をそれぞれ Al2O3:5
wt%以下、 Cr2O3:10〜50wt%にすると共に、 MnOを10
〜50wt%およびSiO2を20wt%以下としたことを特徴とす
る、表面性状およびプレス成形性に優れたフェライト系
ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
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JP15466098A JP3608383B2 (ja) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | 表面性状およびプレス成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼 |
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JPH11350077A true JPH11350077A (ja) | 1999-12-21 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016151037A (ja) * | 2015-02-17 | 2016-08-22 | 日新製鋼株式会社 | 耐食性に優れたステンレス鋼板およびその製造方法 |
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1998
- 1998-06-03 JP JP15466098A patent/JP3608383B2/ja not_active Expired - Fee Related
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