JPS61154703A - 2相ステンレス鋼鋼材の製造方法 - Google Patents

2相ステンレス鋼鋼材の製造方法

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JPS61154703A
JPS61154703A JP28168284A JP28168284A JPS61154703A JP S61154703 A JPS61154703 A JP S61154703A JP 28168284 A JP28168284 A JP 28168284A JP 28168284 A JP28168284 A JP 28168284A JP S61154703 A JPS61154703 A JP S61154703A
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JP
Japan
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hot
slab
stainless steel
hours
rolling
Prior art date
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Application number
JP28168284A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Otsubo
宏 大坪
Minoru Matsuzaki
松崎 実
Hiroyuki Kakiuchi
垣内 博之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は2相ステンレス伊鋼材の製造方法に係り、特に
熱間圧延中の耳割れを抑制できる製造方法に関し、2相
ステンレス鋼鋼材の製造分野に利用される。
〔従来の技術〕
従来2相ステンレス鋼のホットコイルおよび厚板の製造
においては造塊、分塊法ならびに連続鋳造法忙よって製
造されている。例えば第1表に示す如き成分組成を有す
る2相ステンレス鋼の厚み135〜260WIL1幅8
50〜1,160mmススプから、厚み3 ””” 5
111E、幅850〜1,150龍f)ホットコイルま
たは厚み58111〜25 mlの厚板を製造する場合
、上記のスラブを連続加熱炉あるいはバッチ炉で1,2
50℃の加熱温度で3〜6時間の在炉を経て、前者の場
合には粗圧延機群における粗圧延でシートバーとし、更
に仕上圧延機群で圧延を行ってコイラーにて巻き取って
ホットコイルとし、また後者の場合には厚板圧延機で圧
延し厚板としている。
第  1  表 上記従来技術による2相ステンレス鋼の製造においては
、シートバ一時点、仕上圧延機群内、または厚板圧延機
において第1図に示す如き多大の耳割れが生じ良品歩留
りの大きな損失を招いていた。
この耳割れの原因は、次のように考えられる。
通常、2相ステンレス鋼の変形能は1,000℃以上で
良好であるが、温度の低下とともに急激に減少する。熱
間圧延時のパスの進行とともに、耳部が適冷され、その
部分の変形能が低下するため耳割れが発生する。
2相ステンレス鋼の変形能が劣悪である理由は次に示す
ごとくである。すなわち2相ステンレス鋼を1,200
℃以上に加熱すると、オーステナイト相は消滅しフェラ
イト相が大部分を呈する組織となる。このとき融点の低
い硫化物は融解し、Sはフェライト相中に固溶する。こ
れを冷却させるとオーステナイト相が再び析出する。フ
ェライト相とオーステナイト相の2相を呈する組織の場
合には、オーステナイト相の方が変形抵抗が高く、従っ
て加工されると、そのひずみはフェライト相とオーステ
ナイト相の境界に集中し粒界に亀裂が入りやすくなる。
さらにフェライト相からオーステナイト相が析出すると
き、フェライト相に固溶していたSは、オーステナイト
相の方がフェライト相よりも固溶量が小さいため、硫化
物として新しく析出したオーステナイト相の粒界に析出
する。
従って粒界自身の破断強度は粒内に比べ脆弱であるが、
硫化物が析出することによりさらに脆弱になる。
上記理由からSを低減することは変形能を向上させ、耳
割れ発生防止対策の一つとなるが、これに関しては、特
公昭57−15660公報にS40.003 ’%t 
O−?0.0 O5%に制限した熱間加工性のすぐれた
2相ステンレス鋼が開示されている。
この方法を適用し、第1表に示す化学成分の2相ステン
レス鋼を溶製し圧延したところ、ホットコイル、厚、板
とも平均的には端部から幅方向中央に向って約10鶴の
耳割れに減少したが、部分的に約70mの耳割れが随所
に発生した。このようにSの低減により全体の耳割れは
減少するが局部的に耳割れが存在する。
さらに割れ防止の他の方法として、特公昭56−137
74公報に、2相組織を示すオーステナイト系ステンレ
ス鋼のホットコイルの製造法が開示されている。すなわ
ちCr:20〜25%、Ni:9〜13%を含有し、通
常の造塊の段階でα相を10〜25チ有する2相組織を
示すオーステナイト系ステンレス鋼を連続鋳造してスラ
ブを製造し、これらを熱間圧延してホットコイルを製造
するに際して、前記スラブに対し、熱間圧延前に1、 
OOO〜1,250℃で2〜20時間の均熱処理を施す
ことを特徴とする2相組織を示すオーステナイト系ステ
ンレス鋼のホットコイルの製造方法である。
しかしながら、この方法を第1表に示す2相ステンレス
鋼に適用したところ、上記技術と同様の耳割れが発生し
、効果は認められなかった。
かくの如〈従来開示されているいかなる方法を用ト・て
も、平均的には耳割れが減少するが、部分的に約70R
1Lの耳割れが発生するというばらつきの大きい現象を
なくすことはできない現状である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消して前記の
2相ステンレス鋼の熱間圧延時に発生する耳割れを抑制
できる方法を提供するにある。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の要
旨とするところは次の如くである。
すなわち、重量比にて、 Cr:20〜30チ、 Ni:3〜10%M () :
 0.5〜5 % v    S  : 30 p p
 m以下を含有し残部はFeおよび不可避的不純物より
成’11,000〜1,200 ’Cの温度範囲で固溶
化処理した後オーステナイト相およびフェライト相を有
する2相ステンレス鋼を造塊法もしくは連続鋳造法によ
りスラブとする工程と、前記スラブを減少率5%以上の
熱間加工を施す工程と、前記熱間加工材を1,100〜
1,300℃の温度範囲で2〜30時間のソーキング処
理をする工程と、前記ソーキング処理材をホットストリ
ップミルもしくは厚板ミルにおいて圧延する工程と、を
有して成ることを特徴とする2相ステンレス鋼鋼材の製
造方法である。
本発明者らは熱間圧延における耳割れの原因を探究すべ
く次の如き実験研究を行った。すなわち、第1表に示す
A鋼種の幅1,160m+、厚み200朋の連鋳スラブ
から第2図囚に示す如き連鋳スラブ2の斜線で示した幅
方向の端部から第2図(Blで示した如き200m角、
長さ300flのブロック4を切り出した。このブロッ
ク4は長手方向が連鋳スラブ2の連鋳進行方向と一致し
、連鋳スラブ零の幅の外側6および中側8が区別できる
ようにした。
このブロック4を次の各種の方法により処理した。
(イ) 1,250℃で5時間加熱し冷却する。
(ロ)1,250℃で5時間加熱し、断面減少率で10
チ圧延し冷却する。
(ハ) 1,250℃で5時間加熱し、断面減少率が2
チ、5%、20チとなるように圧延し、引続き1、25
0℃で5時間ソーキング処理後冷却する。
この処理により(イ)・・・1穐、(ロ)・・・1種、
(ハ)・・・3種、計5種類のブロック4を得た。これ
らのブロック4から第2図(qに示す如く連鋳スラブの
幅の外側6に対応する位置から第3図に示す如き高温高
速引張試験片を採取し、100秒で1,250℃に加熱
し、1,250℃に100秒保持後10℃/秒で試験温
度まで冷却し、試験温度で10cr!L/秒の高速引張
りを行いその断面減少率を調査した。
調査結果を第4図、第5図に示したが、第4図において
各表示は次の如くである。
人命線:1,250℃で5時間加熱し冷却8曲線:1,
250℃で5時間加熱し断面減少率10%圧延後冷却 C曲線:1,250℃で5時間加熱し断面減少率20%
圧延後ひきつづき1,250℃で5時間ソーキング処理
後冷却 第5図は1,250℃で5時間加熱し断面減少率がそれ
ぞれ2.5.20%となるように圧延し、ひきつづき1
,250℃で5時間ソーキング処理し冷却したもので、
2曲線は断面減少率21Q曲線は5%、8曲線は20チ
となるように圧延した場合である。
第4図、第5図から1,250℃で5時間加熱し断面減
少率5チおよび20%となるように圧延し、さらに1,
250℃で5時間加熱したもの以外は各種試験温度にお
ける変形能にばらつきが非常に大きいことがわかる。こ
の結果から特公昭57−15660公報に開示されてい
る耳割れ発生防止対策法および特公昭56−13774
公報に開示されている方法で製造しても、耳割れ発生に
関しばらつきが大きいことが説明できる。断面減少率で
5%以上圧延し、その後5時間加熱したものの変形能に
ばらつきがなくなった理由は上記の処理を行うことKよ
り、不純物元素(特にS)の拡散が進み不純物元素のミ
クロ的偏析が解消され、更VcCr、Ni9M0等の拡
散しにくい元素の拡散も促進され、加熱圧延時、フェラ
イト相中にオーステナイト相が均一に析出したことによ
るものと推察される。
これらの知見に基づき通常のスラブ加熱および熱間圧延
に先立って、断面減少率で5−以上の熱間での加工を行
った後、スラブソーキング処理を実施した。この方法を
採用することにより初めて厚板、ホットコイルの耳割れ
は端部より幅方向に10鴎程度の耳割れ発生忙抑制でき
た。
本発明忙おける熱間での加工には、例えば分塊圧延、プ
レス、鍛造、プルーム圧延、連鋳機におけるピンチロー
ルによる圧下、熱間圧延等が含まれる。加工歪を加えた
後のスラプソーキング条件は1,1006C〜1,30
0℃で2〜30時間である。
その下限温度1,100℃は不純物元素および、Cr。
Ni、Mo等の重金属のミクロ的な偏析を解消させるこ
とかできる最低温度であり、上限温度1,300℃は粒
界酸化および表面の酸化スケールロスを少なくするため
の最高温度である。またソーキング時間の下限2時間は
、不純物元素および、cr。
Ni、MO等の重金属のミクロ的な偏析を解消するに必
要な最短時間である。また上限の30時間は酸化スケー
ルロスの良品歩留りへの影響を許容できる最長時間であ
る。従って本発明ではソーキング処理を1,100〜1
,300℃の温度範囲で2〜30時間に限定した。
次に本発明における成分の限定理由について説明する。
Cr: Crは耐食性を向上させる重要元素であり海水またはH
2Sを含む環境下においては2oチ以上の添加が必要で
ある。しかしながら30%を越えて添加するとσ相の析
出が容易になり靭性、溶接性を劣化させ、また2相組織
を得るためにNiを増量させる必要がありコスト面でも
不利となるのでCr2Oチ〜30チに限定した。
Ni : NiはpHの低い腐食環境下での耐食性を向上させるが
、3%未満の添加は効果がなく、10%を越えて添加し
てもコストに見合う程の効果は得られないのでN、は3
〜10%に限定した。
Mo: Moは耐食性を向上させる元素であり海水、H,Sを含
む環境下においては0.5%以上の添加は必要である。
しかしながら5%を越えて添加すると、σ相が容易に生
成され、靭性、耐食性を著しく劣化させるので0.5〜
5チに限定した。
S: Sは熱間加工性を著しく劣化させる元素であり本発明の
方法を用いたとしてもSが30 ppmを越えると大き
な耳割れが発生し製造が困難となるのでSを30ppm
以下と限定した。
〔実施例〕
第1表に成分を示したA、B鋼の連続鋳造スラブを製造
し冷却後、自走式グラインダーによりスラブ表面の研削
手入れを行い染色浸透探傷法によりスラブ表面に欠陥が
ないことを確認した後、第2表の条件で仕上厚3.5籠
のホットコイルを、第3表の条件で仕上厚9.5 fi
の厚板をそれぞれ製造し、その耳割れを調査し、その結
果をそれぞれ第2表および第3表に示した。
まずホットコイルに関して説明する。比較例階1は熱間
圧延に先立っての熱間での加工および、スラブソーキン
グ処理をしていないため、ホットコイルの随所に非常に
大きな耳割れが発生している。比較例陽2は、スラブソ
ーキング処理を行っているが、熱間圧延に先立っての熱
間での加工を行っていないためホットコイルの随所に大
きな耳割れが発生している。比較例隘3は熱間圧延に先
立っての熱間での加工の量が小さいため随所に大きな耳
割れが発生している。比較例陽4はソーキング処理を実
施していないため、随所に大きな耳割れが発生1−てい
る。
次に厚板に関して説明する。比較例阻7は熱間圧延に先
立っての熱間での加工およびスラブソーキング処理をし
ていないため厚板の随所に非常に大きな耳割れが発生し
ている。比較例阻8,9はそれぞれ熱間圧延に先立って
の熱間での加工を行っていないか、また行っていてもそ
の量が小さいため随所に非常に大きな耳割れが発生して
いる。
比較例Nn1Oは、スラブソーキング処理を行っていな
いため大きな耳割れが発生している。
これに対し、本発明例のN15,6および醜11゜12
はいずれも発生する耳割れが小さく製品歩留を著しくは
低下させない製造方法であることがわかる。
〔発明の効果〕
本発明は上記実施例からも明らかな如<Cr。
NI、 Mo、 Sの量を限定した2相ステンレス鋼の
連続鋳造スラブを減少率5%以上の熱間圧延を行い、そ
の後1,100〜1,300’Cの温度で2〜30時間
のノーキング処理を実施し、次いでホットコイルもしく
は厚板に熱間圧延することにより熱間圧延時の耳割れ発
生による歩留低下、生産性の低下を抑制し、2相ステン
レス鋼のホットコイルおよび厚板を工業的規模で安価に
大量生産できる効果をあげた。
【図面の簡単な説明】
第1図は熱間圧延時の耳割れを示す平面図、第2図(A
J、 (Bl、 (C)はいずれもスラブからの試片採
取方法を示し、囚、 (131は斜視図、(0は断面図
、第3図は高温高速引張試験片を示す平面図、第4図。 第5図はいずれも高温高速引張試験における温度と断面
減少率との関係を示す線図である。 代理人 弁理士 中 路 武 雄 第4図 試験多品浅 (0C) 第 5 図 拭験温友(0C)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、重量比にて Cr:20〜30%、Ni:3〜10% Mo:0.5〜5%、S:30ppm以下 を含有し残部はFeおよび不可避的不純物より成り1,
    000〜1,200℃の温度範囲で固溶化処理した後オ
    ーステナイト相およびフェライト相を有する2相ステン
    レス鋼を造塊法もしくは連続鋳造法によりスラブとする
    工程と、前記スラブを減少率5%以上の熱間加工を施す
    工程と、前記熱間加工材を1,100〜1,300℃の
    温度範囲で2〜30時間のソーキング処理をする工程と
    、前記ソーキング処理材をホットストリップミルもしく
    は厚板ミルにおいて圧延する工程と、を有して成ること
    を特徴とする2相ステンレス鋼鋼材の製造方法。
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