JPS5943977B2 - リジング及びプレス成形性に優れたフエライト系ステンレス鋼冷延薄鋼板の製造方法 - Google Patents

リジング及びプレス成形性に優れたフエライト系ステンレス鋼冷延薄鋼板の製造方法

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JPS5943977B2
JPS5943977B2 JP55146377A JP14637780A JPS5943977B2 JP S5943977 B2 JPS5943977 B2 JP S5943977B2 JP 55146377 A JP55146377 A JP 55146377A JP 14637780 A JP14637780 A JP 14637780A JP S5943977 B2 JPS5943977 B2 JP S5943977B2
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/04Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing
    • C21D8/0405Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing of ferrous alloys

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はAlを含有したフェライト系ステンレス鋼の
製造方法に関するものである。
フェライト系ステンレス鋼板の冷延薄板製品は、深絞
りその他成形加工により各種厨房用品、自動車部品等に
広く使用されているが、成形に際してリジングを発生す
るという問題点を有している。
リジングの発生原因については、従来から多くの研究
がなされているが、現在では熱延板に存在する帯状組織
を主因とする説が有力である。 すなわち熱延板の中心
部に、熱間圧延あるいは鋳造組織に由来すると考えられ
る巨大な圧延方向に伸長した、互に結晶学的に近い方位
を持った帯状組織が形成され、その後の冷間圧延、焼鈍
工程を経て均一微細なフェライト組織となっても、なお
その影響が残存し、成形加工の際にその固有の方位に基
ずく塑性異方性によってリジングが生ずると考えられて
いる。従来のりジンク解消対策は、いずれもこの帯状組
織の破壊あるいは低減を考えてなされたものである。
本発明者らはさきに特願昭54−48539号によりA
7を含有するフエライト系ステンレス鋼スラブを950
有C以上1100系C以下の温度に保持した後、熱間圧
延する方法によりりジンク性を改良することを提案した
一方例えば特公昭51−44888号公報においてはプ
レス成形性及び耐食性にすぐれたフエライト系ステンレ
ス鋼としてAlを0.2%以下含有せしめることを提案
している。
一般に深絞り性など成形性をあらわす指標として、ラン
クフォード値(r値)および成形加工した場合に鋼板の
表面にあらわれるりジンクがあるが、望ましい成形性を
得るためにはr値が約1.1以上、りジンク高さが18
μ以下とされている。
本発明者らは上述の観点からりジンク及びプレス成形性
をともに改良したフエライト系ステンレス鋼の製造方法
について研究の結果本発明を完成したものであって、本
発明の第1発明の要旨は、C;0.10%以下、Si:
1.0%以下、Mn: 1.0係以下、Cr;15〜
20%、A7;0.01〜0.2%、N;0.025係
以下、その他不可避不純物及び鉄からなるフエライト系
ステンレス鋼のスラブを、9000C〜1200℃の温
度で加熱保持後20%/パス以上の圧下を1パス以上行
う熱間圧延を行った後、800℃〜1100℃の温度に
加熱し700後C〜900℃の温度まで15度C/秒以
下の冷却速度で冷却し、その後急冷する連続焼鈍を行う
か、またはボックス焼鈍を行い、ついで製品板厚まで冷
延と焼鈍を組合せて製造することにある。更に本発明の
第2発明の要旨はC:0.10%以下、Si;1.0%
以下、Mn; 1.0%以下、Cr;15〜20%、A
7;0.005〜0.2係、N;0.025係以下、T
i:0.005〜0.6%、B;2〜30ppm,その
他不可避不純物及び鉄からなるフエライト系ステンレス
鋼のスラブを、第1発明と同様の条件で製造することに
ある。
以下本発明を図面とともに詳述する。
まず、本発明における成分の限定理由を述べる。
Cは鋼板の引張強さなど機械的性質にきわめて有効に働
く元素であり、用途にあわせて強度を調節するためのも
のである。しかし多量の添加は強化はされるものの、伸
びなどの低下をまねき、成形加工性などに悪影響をおよ
ぼすので、その上限は0.1%とした。Siは強力な脱
酸元素であり鋼の精錬中に脱酸用として添加されるが多
量の添加は、SiO。
系の介在物が残存し、成形加工性に好ましくなく?、そ
の上限は1.0%とした。またMnも同様の理由による
他に、多量の添加は鋼の脆化をもたらす傾向があるので
、その上限を10%とした。Crは15%未満ではステ
ンレス鋼としての耐食性が発揮されず、多量に添加する
と伸び及び衝撃値の劣化があるので15〜20係とした
NはCと同様に鋼板の引張特性などに顕著に働く元素で
あり、強化などにも有効であるが、多量に含有すると脆
化をおこす傾向があり、成形加工性に対して好ましくな
く、その上限を0.025%とした。Alは通常脱酸の
目的で添加される場合0.01係で充分であるが、Al
Nなどの窒化物を有効に利用するためにはAA単独添加
で0.01%以上が必要であり、とくにAl/NZ2で
伸び、靭件の増大およびr値の向上さらにりジンク性改
善の効果を発揮する。
しかしながら、0.2%をこえると、深絞り性などの特
性は飽和するか若干低下の傾向を示し好ましくない。よ
って第1発明においてはAlの含有量は0.01%以上
02%以下とした。さらにBおよびTiを添加すること
により、AA,B,Ttの相乗効果によって深絞り性が
さらに向上する。B添加により伸び、平均r値が向上し
りジンク性が改善され深絞り性が向上する。
これら効果が現れるのはB含有量が2ppm以上であり
、30ppmを超えると効果が飽和に達するかやや低下
の傾向が見られ、又フエライト粒界にボロン化合物が析
出し、耐食性、熱間加工性劣化等の問題が生じ、さらに
経済的にも好ましくないので上限を30ppmとした。
Tiは安定な炭窒化物を形成する元素であり、結晶粒の
均一細粒化を計り、かつ、伸び、靭件の増大により深絞
り性を向上する。
特にB−Al系ベースにおいて、りジンク性の改善効果
が著しくまたTi添加によってB−A7系ベースの含有
量を低減することが可能であり、特性的にもきわめて有
利である。その効果は0.005%の添加で発揮する。
他方0.6%を超える含有量では、BづW系をベースと
する場合、深絞り性は飽和に達し、特性的にも意味がな
くまた経済的にも好ましくなG)。従ってTiの添加は
0.005〜0.6f0とする。Alは前述の効果のほ
か耐酸化性を改善し、結晶粒を整粒として、材料の均一
性を改善する効果もある。この効果のあらわれる含有量
の範囲はBTiとの複合添加によって低含有量側に移行
し最低0.005%よりあらわれる。これより0.2%
まで特性の向上がみられるが、これ以上では飽和に達す
るか、あるいは低下の傾向があらわれてくる。したがっ
てこれ以上添加することは、特性的にも意味がなく、ま
た経済的にも好ましくない。よって第2発明においては
AAの含有量を0.005係以上0.2係以下とした。
次にA7,B,Tiを添加した上、さらにNb,VZr
,Cu,CaおよびCeのうち、1種又は2種以上添加
すると、それらの相乗効果によって、より一段と深絞り
性が改善され成形性は向上する。
Nb,V,ZrはTiと同様炭窒化物を形成する元素で
あり、r値向上、りジンク性改善効果をもたらす。それ
ぞれの含有量の適正範囲はTiの場合と同様の理由によ
り、0.005〜0.40%とする。なおTiについて
は熱間加工性が改善される効果もある。CuはTi等の
ように、炭窒化物などの形成元素ではなく、析出なども
単独であり、やや挙動が異なるが、析出過程における鋼
板の再結晶への影響もかなりあり、深絞り性を改善する
その含有量範囲は、0.02〜0.50%に限定される
。その理由は添加の効果は0.02%で発揮されるが0
.50%を超えると、Cu特有の熱間加工性劣化の傾向
があらわれて好ましくないからである。Caほ強力な脱
酸元素であり、鋼板の靭性を向上させると同時に介在物
を球状化して、鋼板の異方性を軽減する効果があるため
、深絞り性など成形性も均一成形性に有効である。しか
し多量の添加は鋼中で醇化物を形成して、介在物として
多量に残存するとかえって鋼の清浄性を劣化し成形性を
そこなう。よって上限を0.05%とした。Ceも同じ
理由により上限を0.05%とした。次にスラブの加熱
温度及び熱延条件についてのべる。本発明においてはス
ラブを1200℃以下900℃以上に低温加熱保持し、
熱間圧延は前記スラブを圧下率20係/パス以上の大圧
下率を1パス以上行う。
この理由は第1図によって理解される。
即ち第1図はスラブ加熱保持温度と圧下率との関係を示
す模式図であるが、本発明者らの知見によるとA7を0
.2%以下含むフエライト系ステンレス鋼においては図
示のような部分再結晶域があり、本発明はスラブ加熱温
度を1200℃以下900℃以上の範囲として20係/
パス以上の熱間圧延を行うことによって、この部分再結
晶域を活用するものである。
さらに、圧下率20%/パス以上の範囲でより大きな圧
下率をとるほど(例えば40係/パス)再結晶がすXみ
、改善効果は著しい。
図中Lは部分再結晶域の限界を示している。
また、Alなどの窒化物の析出挙動の面からみても熱間
圧延前のスラブの加熱は900℃以上1200℃以下の
温度に保持することが好ましい。A7Nの析出は800
℃付近が最大であり、それより高温に加熱すると固溶し
、1350℃以上ではほとんど固溶する。したがって1
200℃を超える諒析出量が減少し、望ましい効果が得
られなくなる。
下限温度は設備上の制約であり、熱間圧延前の保持温度
が900℃未満の場合は、熱間圧延中の温度降下によっ
て必要な板厚までの圧延が困難になるからである。本発
明においては、熱間圧延の仕上温度は圧延可能な範囲で
あればよく、限定する必要はない。
A7の他に、B,Tiなど窒化物形成元素が複合に添加
された場合は、複合元素の窒化物が形成されることを除
いて、ほゾ同じような窒化物析出挙動を示すものと考え
られる。本発明法において用いるフエライト系ステンレ
ス鋼のスラブは、鋼塊を分塊圧延して得られたもの、あ
るいは連続鋳造により得られたもののいずれであっても
よいが、その組織が等軸晶率50係以上であることが望
ましい。
スラブを前述の条件で熱間圧延したのちは、連続焼鈍ま
たはボックス焼鈍を行い、ついで製品板厚まで1回の冷
間圧延または中間焼鈍をはさむ2回の冷間圧延を行い、
再結晶焼鈍を行う。熱延板を連続焼鈍する場合は、まず
800〜1100℃(Hl温度)に加熱し再結晶し、し
かるのち700〜900゜C(H2温度)の温度域に1
5℃/秒以下の冷却速度で冷却し、その後室温まで急冷
する(これをNパターンと呼ぶ)。
ボツクス焼鈍する場合は、コイルに巻かれた状態で80
0〜850℃で長時間箱型焼鈍炉に入れる公知の方法で
行う。次に本発明の実施例について記述する。
実施例 1 第1表の鋼を溶製し、連続鋳造(CC)によってCCス
ラブとした。
このときの等軸晶率(の〉50%を目標として鋳込んだ
。このCCスラブを1000,1050,1180,1
220℃に加熱保持し、熱間圧延において、圧下率を少
なくとも1パス以上IO%/パスから最高40%/パス
までで圧下し、仕上温度800℃で4、0mmの熱延板
として冷却した。しかるのち熱延板の焼鈍で、まずNパ
ターンとして1000℃に加熱( Hl温度)シ、再結
晶し、しかるのち800℃(H2温度)に10’C/秒
以下の冷却速度で冷却し、その後室温まで急冷した。
またSパターンとして900℃(H1温度)に保定して
、しかるのち冷却した。またボックス焼鈍として840
℃で6時間保定後炉冷した(これをRパターンと呼ぶ)
これを模式図的に表示したのが、第2図である。以上の
各熱処理パターンの焼鈍を行い、0.7mm厚まで公知
の冷間圧延を行った。
第3図は供試材1,2,3及び4のスラブ加熱保持温度
を10002αa),1050℃(b),1180C(
c)及び1220℃(d)にした後、熱延時の最高圧下
率25%/パスで行い、焼鈍条件Nパターン(H1;1
000℃、H2;800条C)、冷延1回のときの製品
特性を示す。
(板厚0.7mm厚)この結果Al(0.2%が適正で
これ以上では飽和もしくは低下の傾向があり、更にスラ
ブ加熱保持温度1200℃以下が適正で、これを超える
と低下した。
第4図は供試材2を用いてスラブ加熱保持温度1050
℃、焼鈍Nパターン(H1;1000℃,H2;800
℃)のときの製品特性を示す。
熱延時の圧下率20チ/パス以上でT値が向上しりジン
クが改善されることがわかる。第2表に本発明法による
特性を従来法と比較して示すが、いずれの場合も本発明
法の方がより特性的に優れている。
実施例 2 第3表の鋼を溶製し、CCによって、CCスラブとした
このときの等軸晶率〉50%を目標として鋳込んだ。こ
れを1000,1050,1100,1150,118
0、および12205Cに加熱保持し、熱間圧延におい
て、圧下率を10%/パスゆから最高40%/パスまで
で圧下し、仕上温度800℃で4.0mm熱延板とし冷
却した。しかるのち実施例1と同様のNおよびSパター
ンにより連続焼鈍した。このようにして焼鈍された鋼板
を冷間圧延一焼鈍により、0.7mm厚さの製品とした
。これらの材質特性の代表例を第4表に示す。
本発明例はいずれも従来例に比してr値が向上し、りジ
ンクが低減しており、深絞り性にすぐれていることがわ
かる。第5図は供試材A5及び7を熱延圧下率最高35
%/パスで行い、焼鈍Nパターンとした材質特性を示す
これによると、熱間圧延時のスラブ加熱保持温度は12
00゜C以下が好ましく、これ以上では、r値りジンク
ともに劣化する。
第6図は供試材/166及び8のスラブ加熱保持温度1
050゜C、焼鈍Sパターンとした材質特性を示す。
熱間圧延時の圧下率は20%/パス以上が適正であった
以上述べたごとく、本発明に従えば、従来の製造方法と
同等もしくはそれ以上の深絞り性、りジンク性を有する
フエライト系ステンレス鋼板が提供されるものであり、
ボックス焼鈍の他に、連続焼鈍工程も可能であると同時
に、1回冷延もしくは2回冷延のいずれでも製造しうる
特徴をもっており、産業界への貢献するところが極めて
太きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における適正熱延条件を示す模式図、第
2図は熱延板焼鈍方法を示す模式図、第3図〜第6図は
製造条件と製品特性の関係を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 C;0.10%以下、Si;1.0%以下、Mn;
    1.0%以下、Cr;15〜20%、Al;0.01〜
    0.2%、N;0.025%以下、その他不可避不純物
    及び鉄からなるフェライト系ステンレス鋼のスラブを、
    900℃〜1200℃の温度で加熱保持後20%/パス
    以上の圧下を1パス以上行う熱間圧延を行った後、80
    0℃〜1100℃の温度に加熱し、700℃〜900℃
    の温度まで15℃/秒以下の冷却速度で冷却し、その後
    急冷する連続焼鈍を行い、ついで製品板厚まで冷延と焼
    鈍を組合せて製造することを特徴とするリジング及びプ
    レス成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼冷延薄鋼
    板の製造方法。 2 C;0.10%以下、Si;1.0%以下、Mn;
    1.0%以下、Cr;15〜20%、Al;0.005
    〜0.2%、N;0.025%以下、Ti;0.005
    〜0.6%、B;2〜30ppm、その他不可避不純物
    及び鉄からなるフェライト系ステンレス鋼のスラブを、
    900℃〜1200℃の温度で加熱保持後20%/パス
    以上の圧下を1パス以上行う熱間圧延を行った後、80
    0℃〜1100℃の温度に加熱し、700℃〜900℃
    の温度まで15℃/秒以下の冷却速度で冷却し、その後
    急冷する連続焼鈍を行い、ついで製品板厚まで冷延と焼
    鈍を組合せて製造することを特徴とするリジング及びプ
    レス成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼冷延薄鋼
    板の製造方法。 3 熱延板をボックス焼鈍することを特徴とする特許請
    求の範囲第1項又は第2項のリジング及びプレス成形性
    に優れたフェライト系ステンレス鋼冷延薄鋼板の製造方
    法。
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