JPS5985848A - 耐銹性に優れたフエライト系ステンレス鋼板 - Google Patents

耐銹性に優れたフエライト系ステンレス鋼板

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JPS5985848A
JPS5985848A JP19547082A JP19547082A JPS5985848A JP S5985848 A JPS5985848 A JP S5985848A JP 19547082 A JP19547082 A JP 19547082A JP 19547082 A JP19547082 A JP 19547082A JP S5985848 A JPS5985848 A JP S5985848A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、耐誘性、特に耐″シみ′性に優れた光輝焼
鈍(以下、BAと略称する)処理フェライト系ステンレ
ス鋼板に関するものである。
一般に、フェライト系ステンレス鋼は、高価なNiを多
量に含有することがないので安価であり、しかも耐応力
腐食割れ性にも優れていることがら、耐候性材としての
外装材や車輛の装飾部品等として広く使用されている鋼
材の1つである。そしてこれらの用途には、フェライト
系ステンレス鋼の中でも、特に17%(以下1%は重量
%とする)程度のCrを含有するSUS 430系鋼が
多用されてきた。
この5US430系鋼は、外装材や車輛部品として使用
される環境下においてそこそこの耐食性を有しているも
のの、圧延のまま材、あるいは通常の焼鈍材では、例え
ば車輛の装飾部品のような、高い装飾性が要求され、表
面清浄度、光沢度及び色調等の厳重なチェックがなされ
るようなものに適用されるに十分満足できる表面性状が
備わっていないものであった。そこで、SUS 430
系鋼をこのような用途に供するにあたっては、通常、冷
間圧延した後、アンモニア分解ガス(H2十N2 カス
)、H2ガス等の非酸化性ガス中で連続的にBA処理を
施し、鋼材の表面清浄度や光沢度を改善する処置がとら
れていた。
しかしながら、このように、表面清浄性、光沢度1色調
ともに申し分が無いと思われるBA処理材にあっても、
実際の使用における°′しみ″の発生までをも防止でき
るものではなかった。なお、パシみ″とは、表面清浄性
、光沢度9色調ともに優れたBA処理面に、大気曝露下
で生ずる極軽微の点状局部腐食を意味し、目視によれば
、鋼材表面の光沢度低下として識別されるものである。
そこで、本発明者等は、耐誘性に優れ、特に外装材とし
て大気曝露状態で使用された場合に°゛しみ”を発生す
ることのないBA処理フェライト系ステンレス鋼板を得
るべく、まず、従来のBA処理ステンレス鋼材における
パシみ′″発生原因の解明を目ざして研究を行ったとこ
ろ、 (alBA処理したステンレス鋼板表面には、BA処理
の際の炉内雰囲気の酸化ポテンシャル。
露点、並びに温度によって様々な酸化被覆膜が形成され
るが、BA処理後の鋼板表面の耐食性、特に耐誘性・耐
“′しみ性は、形成された酸化被覆膜(スケール)の特
性、及びその直下の鋼中成分によって大きく影響を受け
るものであり、炉内の酸化ポテンシャルや露点が高い場
合には酸化被覆膜が厚くなりすぎてBA処理後の鋼表面
の着色が顕著となる上、耐食性(耐誘性)も劣化してし
まうこと、 (b)  また、鋼中に不純物として存在する8分は5
− Mnと結びついてMnSを形成し、鋼板表面に露出して
存在するMnSがBA処理初期における酸化物被覆膜形
成に悪影響を与え、一様で安定した酸化物被覆膜の成長
を阻害すること。
(C)  そして、極低Sのフェライト系ステンレス鋼
に、露点を低く管理した条件(−30℃未満)下でBA
処理を施し、目視では判別できない程度のBA酸化被覆
膜を形成させたものは、同様の鋼を露点が高い状態(−
30℃以上)でBA処理したものに比して耐誘性、耐″
シみ性が格段に優れていること、 以上(a)〜(clに示す如き現象を確認したのである
本発明者等は、これらの現象に着目して、BA処理した
フェライト系ステンレス鋼板の耐誘性改善、耐”′しみ
″性改善には、BA処理時のBA酸化被覆膜を耐食性の
優れた性質のものにするとともに、鋼質そのものの耐食
性をも改善することが肝要であるとの観点に立って、1
. M、 M、A、 (IonMass Micro 
Anatyser )  を駆使して種々の表面被覆膜
を解析するとともに、併わせで大気曝露試 6− 験を実施し、各種BA処理面の耐誘性、耐°′シみ性を
評価検討しながら、これらの特性に優れたBA処理鋼板
を実現すべくさらに研究を重ねた結果、 ■ BA処理用のフェライト系ステンレス鋼中に存在す
る不純物元素量をできるだけ低く抑えることで鋼の耐食
性向上が達成できる上、特に鋼中のS量を0002%以
下、望ましくは0.001%以下とすることによって鋼
板表面に露出するMnS量を極端に少なくすることがで
き、BA処理時の酸化物被覆膜形成に与えるMnSの悪
影響がほとんどなくなること、 ■ 上記のような極低Sのフェライト系ステンレス鋼の
BA処理にあたって、その露点温度を一40℃未満、望
ましくは一55℃未満とした場合に、鋼材表面に50〜
300Xという極めて薄い、Sl及びCrを主体とした
酸化物被覆膜が形成されるが、この特定の被覆膜が形成
されたときにのみ、鋼材の耐誘性、耐″シみ′″性が著
しく改善されること、 ■ そして、鋼中のS量が極めて低く抑えられたときに
のみ、鋼中に存在するCrやN1の耐食性向上効果が非
常に顕著になる上、Cuと/V!、NiとM。
あるいはCu、 Ni及びAQが共存する状態になると
その効果が益々著しくなって、BA処理後の耐誘性、耐
パシみ″性改善に極めて良好な結果をもたらすこと、 等の知見を得るに至ったのである。
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであって
、フェライト系ステンレス鋼板ヲ、Si:0.01〜5
.00%、 Mn: 0.01〜5.00%、 Cr: 8.0〜20.0%、 を含有するか、あるいはさらに、 AA : 0.01〜0.20%、 Cu: 0.20〜2.O0%、 Ni:0.01〜1.50%、 Mo:0.1〜2.0%、 のうちの1種以上を含み、 Fe及び不可避不純物:残り、 から成るとともに、不可避不純物としてのC,N。
P、S及びOの含有量が、それぞれ、 C:0.10%以下、 N:0.05%以下、 P:0.05%以下、 S:0.002%以下、 0:0.010%以下、 の範囲内である成分組成とし、かつ、表面に、光輝焼鈍
処理によるSl及びCrを含む50〜3ooXの酸化物
被覆膜を備えしめることによって、その耐誘性(耐°′
シみ性を含む)を格段に向上したことに特徴を有するも
のである。
つぎに、この発明のフェライト系ステンレス鋼板におい
て、その化学成分組成及び酸化物被覆膜厚を上記のよう
に限定した理由を説明する。
A)化学成分組成 ■ 5I Sl成分には、鋼の脱酸作用、並びに光輝焼鈍の際、 
Crとともに耐食性に優れた酸化物皮膜を鋼材表面に形
成する作用があるが、その含有量が0019− チ未満では前記作用に十分な効果を得ることができず、
一方500%を越えて含有させると鋼材の加工性が劣化
するようになることから、その含有量を001〜5.0
0%と定めた。
■ Mn Mn成分には、脱硫・脱酸作用及び熱間加工性改善作用
があるが、その含有量が0.01%未満では前記作用に
所望の効果を得ることができず、一方5.00%を越え
て含有させてもより以上の向上効果が得られないことか
ら、その含有量を0.01〜5.00%と定めた。
c  Cr Cr成分は、本発明鋼の基本的な耐食性を決定する重要
な元素であり、その含有量が8.0%未満では本発明の
要旨であるところのBA処理面の耐食性改善効果が十分
でないばかりか、ステンレス鋼としての耐食性が発揮さ
れない。一方、20.0%を越えて含有させると、加工
性が劣化するばかりでなく、BA処理を必要とする用途
がなくなり、工業的な利益を得ることができないので、
crの含10− 有量を8.0〜20.0%と定めた。
■ C1及びN C及びN分が鋼中に多量に含まれていると、鋼の硬度を
上昇するとともに、耐食性にも悪影響を及ぼすようにな
るので、その上限をそれぞれ0.10チ及び0.05%
と定めた。特にN分が多量に含有されていると、AAを
添加する場合の添加効果を損なうので、その含有量はで
きるだけ低く抑えるのが好ましい。
■ P P分も多量に含有されると耐食性その他に悪影響を及ぼ
すものであるので5その上限を0.05%と定めた。
■ 0 0(酸素)は、鋼中において酸化物系非金属介在物とし
て析出し、鋼板を製造する際、その表面清浄性を劣化さ
せるとともに1発銹の起点ともなるものである。そして
、BA処理を施される鋼種は表面清浄性が特に要求され
るものである上、AAを添加するような場合には、Oの
存在が地疵発生の原因ともなり、その含有量が0.01
0%を越えるとこれらの現象が顕著になることから、そ
の含有量を0010%以下と定めた。
S 8分は、鋼中でMnSとして存在するものであるが、こ
れが鋼材表面に表われていると、BA処理時に酸化され
ることとなシ、鋼材表面酸化物層の均一な生成・成長が
阻害されるばかりでなく、BA処理後の耐誘性に対して
悪影響を及ぼすものである。
第1図は、鋼中S量と、沸騰試験における平均腐食速度
との関係を示すものであり、試験は、後述の実施例にお
ける第1表に示される成分組成の鋼(第1図中の添字は
第1表における鋼種を表わす)を、PH:2.Oで、0
. OI MのNaCt含有硫酸沸騰溶液に6時間浸漬
することによって実施した。
また、第2図は、鋼中S量と、乾湿繰返し試験における
発銹点数との関係を示す線図であシ、35℃の3%食塩
水に30分浸漬した後30分間乾燥するという工程を5
00回繰返した結果である。
第1図及び第2図に示される結果とも、鋼中S量が減少
するに従って良好な耐食・耐誘性が得られることを示し
ているが、その効果はS含有量:0、 OO20%以下
、特にO,OO10%以下において顕著であり、その含
有量が0.0020%を越えると極端に悪くなっている
ことが明らかである。
このように、S含有量が0.002%を越えると耐食性
、耐誘性な極端に悪化することから、その含有量の上限
をO,OO2%と定めた。
■ AQ 、 Cu、 Ni 、及びM。
これらの成分には、鋼の耐食性、耐誘性を改善する作用
があるので、上記特性をより向上したいときに必要に応
じて1種以上添加されるものであり、各成分添加量の限
定理由はつぎのとおシである。
i)  Al At成分には、鋼の脱酸作用、並びに光輝焼鈍の際、C
r、 Siとともに耐食性に優れた酸化物皮膜を鋼材表
面に形成する作用がある。その含有量が0.01%未満
では前記作用のうち、光輝焼鈍時に13− 耐食性に優れた酸化物皮膜を鋼材表面に形成する作用が
十分とは言えず、一方0.20%を越えて含有させても
鋼材の加工性が劣化することからその含有量を001〜
0.20%と定めた。
ii)  Cu Cu成分には、特に、鋼に優れた耐銹耐酸性を付与する
作用があり、耐孔食性並びに耐隙間腐食性をも向上させ
るが、その含有量が0.20%未満では前記作用に所望
の効果を得ることができず、一方2.00%を越えて含
有させてもより一層の改善効果が認められないばかりか
、熱間加工性を著しく損なうようになるので、その含有
量を0.20〜2.00%と定めた。
なお、Cu添加の効果は極低硫鋼において顕著であり、
 Cuの効果を十分に発揮させて満足な特性を得るには
、鋼中S量を0.0020%以下とすることが必要であ
る。
1ii)  Ni Ni成分には、Cuと同様、優れた耐誘性、耐酸性を付
与する作用があり、耐孔食性並びに耐隙間腐14− 食性を向上させる作用もある。そして、Ni添加の効果
は、C’u、AAと複合で添加された場合によシ顕著に
表われるものである。但し、その含有量が0.01%未
満では前記作用に所望の効果が得られず、一方1.50
%を越えて含有させても鋼材の経済性を損なうのみで、
それ以上の向上効果が得られないことから、その含有量
を0.01〜1.50%と定めた。
iV)  M。
MOは、フェライト系ステンレス鋼の耐食性を著しく高
める作用を有する添加元素であり、耐銹耐酸性、耐隙間
腐食性、孔食電位向上に大きな効果を有するものである
。但し、その含有量が0.1%未満では前記作用に十分
な効果が得られず、一方2.0%を越えて含有させるこ
とは鋼材の経済性を損なうだけで、より以上の向上効果
を得ることができなりことから、その含有量を0.1〜
2.0%と定めた。
B)酸化物被覆膜の厚さ 酸化物被覆膜の厚さが50Xよりも薄い場合でもそれな
りに防食の効果を有しているが、特に工業地帯のように
厳しい環境の下では、十分な防食効果を得ることができ
ず、一方、膜厚が300λを越えると鋼板表面の着色が
目立ち始める上、返って耐1食性の低下を招くようにな
ることから、酸化物被覆膜の厚さを50〜300Xと定
めた。
なお、この発明の鋼板は、所望成分組成の鋼を常法に従
って溶製し、圧延を施した後、特に、炉内雰囲気:非酸
化性ガス、 炉内露点ニー40〜−75℃、 炉内温度ニア50〜950℃、 の条件での光輝焼鈍炉内でBA処理することによって製
造されるものであるが、特にBA処理条件についてよシ
詳細に説明する。
a)炉内雰囲気 炉内雰囲気は、ステンレス鋼表面の酸化を抑制しつつ高
温で熱処理可能な低酸素ポテンシャルにすることが必要
であシ、非酸化性のガスで充満することが必要である。
真空とすることが最も望ましいが、工業的規模で実施す
ることははなはだしい困難を伴うため、通常はアンモニ
ア分解ガス(AXガス、H2−N2ガス)、水素ガス、
 COガス等が用いられる。アンモニア分解ガス中には
未分解のアンモニアが100ppm以下含まれるのが一
般的であり、実操業では10ppm以下に抑えられるの
が通例である。未分解アンモニアは生成するBA被覆膜
に悪影響を及ばず。
b)炉内露点 炉内露点はBA処理を実施するステンレス鋼表面にFe
酸化スケールの生成を防止し、着色を抑制する観点から
極力下げる工夫がなされているのが通例である。
一40℃を越えて高い露点の場合には、BA処理後の鋼
板表面の着色が顕著であり、耐誘性も劣化が著しいので
、上限を一40℃とするのが良い。
一方、−75℃を下回る露点で管理されることは。
BA処理鋼板表面の耐誘性を改善するSi、 Cr含有
の酸化物被覆膜の成長が十分でなくなるので、下限を一
75℃とするのが望ましい。
C)炉内温度 17− 炉内温度が750℃未満では、焼鈍の目的である溶体化
が不十分となり、一方950℃を越えた温度で焼鈍され
る場合には結晶粒の粗大化が顕著となり、さらに鋭敏化
も問題となることから、焼鈍の際の炉内温度を750〜
950℃と定めるのが良い。
ついで、この発明を実施例により、比較例と対比しなが
ら説明する。
実施例 まず、通常の溶解・圧延法によって、第1表に示される
ような成分組成の鋼板1〜26を製造した。
ついで、各鋼板から、寸法:o、stx3owx50L
の試験片2枚を切り出し、炉内雰囲気:アンモニア分解
ガス(AXガス)、炉内li度: 830℃、炉内露点
温度ニー58℃、保□持時間二15分。
の条件でのBA処理を施し、その表面に、同じく第1表
に示したような膜厚の、Si及びCrを主体とした酸化
物被覆膜を形成し、本発明鋼板1〜12゜及び比較鋼板
13〜26を得た。なお、比較鋼板18− 特開昭59−85848 (7) 13は、BA処理条件のうちの炉内露点温度を一80℃
としたものであり、比較鋼板14は、BA処理条件のう
ちの炉内露点温度を一35℃としたものである。そして
、第1表中の※印は、鋼板の化学成分組成あるいは酸化
物被覆膜の厚さが本発明範囲から外れていることを示す
ものである。
つぎに、これらの試験片を大気曝露試験に供し、得られ
た結果も第1表に併せて示した。大気曝露試験は、昭和
57年6月21日より同年7月22日までの1ケ月間、
尼崎地区にて実施したものであり、その評価は第2表に
示した基準によって行った。
さらに、これとは別に、BA処理を施す前の鋼板試験片
について沸騰試験及び乾湿繰返し試験も実施例 沸騰試験は5寸法: 3tX20WX40L試験片2枚
を用い、PH2,0に調整した0、 01 M NaC
L含有H,So、溶液中での6時間当りの平均腐食速度
C1//m・hr)を測定する方法を採用した。また、
乾湿繰返し試験は、寸法:3tX30WX’70Lの試
験片を用意し、表面を粗パフ研摩仕上げとした後、35
℃の3 % NaCt水溶液に30分浸漬し、30分乾
燥する操作を500回繰返し、発語点数(個/ 100
 crll )を測定するという方法を採用した。
これらの試験結果も、第1表に併せて示した。
第1表に示される結果からも、鋼の化学成分組成、及び
BA処理酸化物被覆膜厚が本発明範囲内のものは、いず
れのテストにおいても良好表結果を示しているのに対し
て、化学成分組成あるいはBA処理酸化物被覆膜厚が本
発明範囲から外れているものは、いずれも好ましくない
結果を示していることが明らかである。
特に、鋼中S濃度が0.0020%以下に極低硫化され
た本発明鋼板は、従来鋼し々ルの鋼中S量を有する比較
鋼に比べて平均腐食速度が小であり、鋼中8量を0.0
020%以下とすることの効果が歴然と現われている。
さらに、鋼中S量に依存して、乾湿繰返し試験での発銹
点薮の増加も確認することができ、特に比較鋼では、発
銹点が複数個合体することによって大型の発銹点となる
傾向が顕著であった。
従って、これら鋼板材質自体の耐食性・耐誘性が、BA
処理鋼板の大気曝露試験結果に大きく影響することも再
確認できたのでちる。
上述のように、鋼板材質を極低硫化するとともに、鋼中
微量元素の効果を十分に発揮させ、適切なる光輝焼鈍処
理条件を選択して特定の光輝焼鈍による酸化物被覆膜を
形成して、従来鋼板よりも格段に優れた耐誘性鋼板を実
現した本発明によれば、建築物外装材や車輛の装飾部品
等、厳しい耐誘性能を要求される部材の供給に、低価格
で、しかも十分に余裕を持った特性を具備する材料で応
することができるなど、工業上有用な効果がもたらされ
るのである。
【図面の簡単な説明】
第1歯は沸騰試験における平均腐食速度と鋼中S濃度と
の関係を示す線図、第2図は乾湿繰返し試験における発
語点数と鋼中S濃度との関係を示23− す線図である。 出願人  住友金属工業株式会社 代理人  富  1) 和  夫 ほか1名24−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  Si: 0.01〜5.00%、Mn: 0
    .01〜5.00 %、 Cr: 8.0〜20.0%、 を含有し、 Fe及び不可避不純物:残り、 から成るとともに、不可避不純物としてのC,N。 p、s及びOの含有量が、それぞれ、 C:0.10%以下、 N:0.05%以下、 P:0.05%以下、 S:0.002%以下、 0:0.010%以下、 の範囲内である成分組成(以上重量%)を有し、かつ、
    表面に、光輝焼鈍処理によるSl及びCrを含む50〜
    300大の酸化物被覆膜を備えていることを特徴とする
    耐誘性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
  2. (2)  Si : 0.01〜5.00%。 Mn: 0.01〜5.00%、 Cr : 8.0〜20.0%1 を含有し、さらに、 N、:0.01〜0.20%、 Cu: 0.20〜2.00%、 Ni:0.01〜1.50チ、 Mo: 0.1〜2.0 %、 のうちの1種以上を含み、 Fe及び不可避不純物:残り。 から成るとともに、不可避不純物としてのC,N。 p、s及びOの含有量が、それぞれ、 C:0.10%以下、 N:0.05%以下、 P:0.05%以下。 S:0.002%以下、 0:0.010%以下、 の範囲内である成分組成(以上重量%)を有し、かつ、
    表面に、光輝焼鈍処理によるsl及びCrを含む50〜
    300大の酸化物被覆膜を備えていることを特徴とする
    耐誘性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
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