JPS62200262A - 準安定オ−ステナイト系ステンレス鋼の冷間圧延方法およびこの方法に使用するマルテンサイト量検出器 - Google Patents

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、準安定オーステナイト系ステンレス鋼の精密
冷間圧延技術に関する。

〔従来の技術〕

Ｓ　ＩＩ　Ｓ　３０４やＳ　Ｕ　Ｓ　３０　’１などに
代表される準安定オーステナイト系ステンレス鋼は焼鈍
後に冷間圧延を施すことによって高強度材を得る場合が
多い。すなわち、かような準安定オーステナイト系ステ
ンレス鋼は冷間圧延によって一部のオーステナイト相が
硬質なマルテンサイト相に変態するので５オーステナイ
ト相が加工硬化されると共に硬質なマルテンサイト相の
誘起によって　（この加工誘起マルテンサイトを以後α
°と記ず）、硬さ、耐力、引張強さなどの強度特性を著
しく上昇させることができる。また、これらの高強度材
は高強度特性に加えて耐食性、耐熱性にも優れているこ
とから、ばね材として幅広く使用されると共にスチール
ベルト用材および車両用材としても広く用いられている
。

かような準安定オーステナイト系ステンレス鋼の高強度
冷延材の製造にさいしては、製造機会が異なっても同−
用途向材ではその機械的性質が安定して一定の値をもつ
ことが必要であり、また各種用途向に必要とされる目標
値に合致した機械的性質が冷間圧延の適切な制御によっ
て得られることが望ましい。ところが、この冷延材の機
械的性質に大きな影響を与えるα”量は成分、圧下率。

圧延温度などによって大きく影響されるので、目標とす
る機械的性質を得るに必要なα″量に制御することが困
難である。とくに、冷延材製品は板厚が設定されること
が多く、この設定板厚を満足させた状態で目標α゛量に
制御することには多くの困難を伴う。従来の準安定オー
ステナイト系ステンレス鋼の冷延技術において、目標と
する機械的性質に的中させるように冷延材中のα′量を
制御する技術はまだ確立されているとは言えない。

例えばこの種の材料の冷間圧延法においては鋼の強化法
に関する技術が殆んどであり　（例えば。

特開昭４８−４０６２４号公報、特開昭４９−１１５９
２９号公報。

特公昭４９−１６０１１号公報および特開昭５４−１２
０２２３〜１２０２２５号公報など）、　冷延材の機械
的性質を目標値に安定して的中させることに関連した圧
延法に関する技術はほとんど認められず、僅かに、特開
昭５５−６１３０３号公報に提案された圧延時の圧延油
の温度を制御する方法、さらには、特開昭５４−８１１
２０号公報に提案されたように圧延油温度の制御を行い
ながら且つＭｓ点と冷延率との相関、　Ｍｓ点と圧延速
度の相関とから材料の成分組成、冷延率および圧延速度
を定めて冷間圧延する方法が認められるにすぎない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

焼鈍された準安定オーステナイト系ステンレス鋼を多パ
ス冷間圧延して高強度材を製造する場合に、積み重ねた
経験データをもとにして経験則に乗っ取って各パスの圧
延条件を決定し、目標とする機械的性質（設定された機
械的性質）を設定板厚を満足させながら的中させようと
しても、該機械的性質に影響を及ぼす因子が多岐にわた
るので特にα゛相の生成量が各種の要因によって変動す
るので、精密に目標値に的中させることはなかなか困難
である。本発明はこの問題を解決することを目的とした
ものである。

〔問題点を解決する手段〕

本発明は、経験則によらずに、各パス圧延時に生成する
α°量の増量を実ライン中で連続的に実測し、この実測
値を次パスの圧延条件の制御に利用することによって前
記の問題点を解決しようとするものである。すなわち本
発明は、準安定オーステナイト系ステンレス鋼の多バス
冷間圧延において、圧延機入側と出側にマルテンサイト
量検出器を設置し、このマルテンサイト量検出器によっ
て各パスにおける圧延機通過前後の鋼帯中のマルテンサ
イト量の増量を連続的に計測しながら冷間圧延すること
を特徴とする。そのさい、マルテンサイト量検出針とし
ては、電磁誘導を利用したものが特に有効であり、−例
として強磁性ピン（探触子）の周囲に励磁コイルと検知
コイルを巻線してなるフェライト含量針を、その探触子
の先端が鋼帯表面から所定の距離だけ離して支持させる
ようにした非接触式フェライト含量針を使用すると圧延
中の鋼帯のα゛量を正確且つ簡便にオンライン測定でき
ることがわかった。

これまで、冷間圧延中の鋼帯に対してそのα。

量をオンラインでリアルタイムで計測した事例はない。

鋼中のα°量の測定法自体は各種の方法が知られており
２例えば、光学顕微鏡によるポイントカウント法、密度
法、電気抵抗による方法、Ｘ線回折による方法などが知
られているが、電気抵抗法およびＸ線回折法を除いては
オンライン測定には適しないことは明らかである。電気
抵抗法は材料の断面積や極間距離に制約がありまたα”
量の真価にも疑問がある。Ｘ線法では■一般的に大小の
差はあるにしても優先方位をもつ集合組織の影響を必ず
除去しないと正確なα゛量を定量することができないが
、この集合ａｍの影響を完全に取り除くことはできない
ので、正確なα゛量の定量が不可能であること、および
■極表層の情報しか得られないことから、Ｘ線は基本的
に適さないといえる。

このため本発明者らは磁気によるα”量の測定を検討し
た。磁気的方法とはしては、オーステナイト相が常磁性
でありα゛相が強磁性であることから電磁誘導または磁
力測定が考えられ、電磁誘導を利用する方法としては、
透磁率針、磁束密度計、フェライト含量計が挙げられ、
また、磁力を測定する方法としては磁気天秤、マグネゲ
ージ。

フェライトインジケーターなどを挙げることができる。

これらには一長一短があるが、連続ラインにおける測定
であることおよび板厚の問題等からフェライト含量針の
原理を本発明に適用するのがよいことがわかった。

従来のフェライト含量針はもともとサンプル中のフェラ
イト含量を求めるものであり、その原理を第１図に示し
た。第１図において、■は強磁性体からなる探触子であ
り、この探触子１の回りにに下２側の巻線部分に分かれ
た励磁コイル２ａと２ｂが取り巻き、この励磁コイル２
ａと２ｂの内側に検知コイル３ａと３ｂが取り巻いてい
る。直列に接続された励磁コイル２ａと２ｂに交流を流
すと、逆向きに連結された検知コイル３ａと３ｂ中に一
定の起電力が誘起され、非測定時にはこれらの２個の巻
線部分が電圧が等しくなるようにバランスしているが、
測定時にはこのバランスがくずれる。すなわち、探触子
１の先端４の部分にフェライトが存在すると検知コイル
３ａと３ｂとには相異なる大きさの起電力が誘起され、
その電圧差は探触子１の磁場が作用する範囲内に存在す
るフェライトの絶対量に支配される。したがって、この
電圧差を検出することによってサンプル中のフェライト
量が測定され得る。

本発明は、このようなフェライト含量針の原理を、圧延
ライン中の準安定オーステナイト系ステンレス鋼の加工
誘起マルテンサイト量の連続計測に利用するものであり
、その実施例を第２図に示した。

第２図において、５はフェライト含量針、６は圧延ライ
ン中の鋼帯を示す。鋼帯６は図面の表裏或いは左右方向
に連続的に流れる。７ａおよび７ｂは鋼帯６の表面に接
触する接触子である。接触子７ａ。

７ｂはハンジング８の両側に取付けられている。このハ
ウジング８の中央に、フェライト含量針５が。

再接触子７ａ、７ｂ先端を結ぶ線よりもフェライト含量
針５の先端が内側にくるように挿入される。これにより
１両接触子７ａ、７ｂの先端が鋼帯６に接した状態で９
フエライト含量計５の先端は鋼帯６の表面とは一定の間
隙を開けて非接触式に支持される。ハウジング８は、垂
直上方に延びる円筒部９（フェライト含量針５の上部が
その中に挿入される）を中央部に有しており、このハウ
ジング８の円筒部９が外筒１０の中にその下端から摺動
自在に挿入されている。そして、この外筒１０にはその
上端から調節ねじ１１が螺合挿入され、外筒１０内にお
いて、このねじ１１の下端とハウジング８の上端とがス
プリング１２によって連結されている。これにより２ハ
ウジング８は外筒１０に対して弾力的に支持されると共
にその弾力の大きさを調節ねじ１１によって自由に調整
できる機構となっている。なお第２図において、１３は
検出器全体を握持する握持具であり、この握持具１３に
よって鋼帯ラインの所定の位置に検出器をセットする。

また１４はフェライト含量針５の入出力用の導線を示す
。第３図はハウジング８部の■−■線矢視断面を、また
第４図はＩＶ−ＴＶ線矢視断面を示す。

第５図は１本発明に従う別の態様のマルテンサイト量検
出計を示す。本例では、フェライト含量針５をその外周
でリング１５によって縦方向に支持し、このリング１５
に水平なアーム１６を取付けると共にこのアーム１６の
両端にローラー１７ａ、１７ｂ（好ましくはゴムまたは
樹脂製）を回転可能に取付け。

アーム１６に牽引アーム１８を接続すると共にこの牽引
アーム１８の他端をこれと直角方向の固定軸１９に回転
可能に支持させたものである。フェライト含量針５はリ
ング１５内で押さえネジ２０によってその高さを調節し
ながら固定され、ローラー１７ａ、１７ｂが平板上に乗
せられたときにフェライト含量針５の先端がその板表面
とは接触しない高さとなるようにセントする。第５図の
例では、連続的に流れる鋼帯６の上方において固定軸１
９を鋼帯６の幅方向に固定したうえで、ローラー１７ａ
、１７ｂを鋼帯６の上に乗せると、流れる鋼帯６の表面
上でローラー　１７ａ、　１７ｂが回転しながらフェラ
イト含量針５の先端を鋼帯６と一定の距離をおいて静止
させることになる。

第２図および第５図のいずれの場合も１強磁性ピン１　
（探触子）の周囲に励磁コイル２と検知コイル３を巻線
した第１図のようなフェライト含量針５を、鋼帯表面に
接触する部材（第２図の例では接触子７　ａ　＋　’７
　ｂ　＋第５図の例ではローラー１７ａ、　１７ｂ）に
よって、探触子の先端を綱帯表面と非接触式に支持させ
ることができ、準安定オーステナイト系ステンレス鋼の
冷間圧延時にライン上を流れる鋼帯６の表面上にこれら
をセットすれば、その鋼帯中のα”量を電圧差の変動値
としてオンライン検出ができる。

第６図は、このマルテンサイト量検出計の設置位置を示
す図であり、圧延機２２のハウジング２３がらそれほど
離れない両サイドライン上に、既述のようなマルテンサ
イト量検出計２４ａ、２４ｂをセットする。各マルテン
サイト量検出計２４ａ、２４ｂからの検出信号はＡＩＤ
変換器２５ａ、２５ｂで変換してコンピューター２６に
入力する。２７は油ワイパーを示している。このように
してマルテンサイト量検出計を圧延機への鋼帯入側およ
び出側にセットしてそのα゛量をオンライン計測するこ
とにより、各パスごとのα″増量連続的且つ迅速にに検
出できき、この検出値を次パスの圧延条件の制御信号を
得るのに有利に活用することができ、準安定オーステナ
イト系ステンレス鋼の冷延の自動制御化ができることに
なる。

第７図＋ａｌは、フェライト含量針によって測定される
α゛量が鋼帯の板厚とどのように関係するかを調べたも
のである。すなわち、板厚が異な不表示の試料を各種選
択して積み重ねることによって各種の板厚の試料を作り
そのα゛量と板厚との関係を調べたものである。第７図
（ａｌの結果は、板厚が１．５ｍｍ以上の場合には板厚
が変化してもα゛量に及ぼす影響が少ないが、　１．５
ｍｍ以下では変動が大きくなる。しかし、板厚とα′量
との間には一定の関係があり、第７図（ｂｌに示すよう
に、板厚補正係数を用いて測定値を補正すれば、実質上
どの板厚でもα゛量はフェライト含量針で正確に計測す
ることができる。

下記の（１）式は１本発明者らがＣ量とＮ量およびγ安
定度の異なる５ＵＳ３０１を用いて、硬さく　ｔｌ　ｖ
　）に及ぼす成分、圧延率およびα゛量の影響を調べた
結果を数式化したものである。

Ｈｖ−［（９０＋１３００（（Ｊ＋　’Ａ　Ｎ量）＋ｚ
ｚ）　　、　Ｈｏ・Ｏ’＋ｌＯＯ］×■α”＋ １８００Ｘ　（０，０２０ｘ　ｉｏ・”　＋　［８，７
ｘ　］、Ｑ−’　＋０．０４（ＣＸ＋ｚＮＸ）　］　Ｘ
　Ｖ　ａ”””　　０．００６２８　）　”３６ｘ（１
−Ｖα′）　　　　　　　　・・・ｆｉｌここで、Ｈｖ
：硬さ。

■αＩ：加工誘起マルテンサイト（α゛）の体積比 こ：圧延による相当ひずみ量であり。

ｉ１ｍ＝−□βｎ（１−ＣＲ）である。

Ｃ１２ｉ圧延率であり、　１００％圧延率を１としたも
のである。

この（１）式は、準安定オーステナイト系ステンレス鋼
の冷延材の硬さは、Ｃ，Ｎ量、圧延率およびα゛量によ
って決まることを示している。したがって、目標硬さが
設定され、　　Ｃ，Ｎ量、圧延率が決定されれば、製品
冷延材のα°量はどれだけであるかが、計算によって求
まる。この計算値のα゛量が得られるように、圧延条件
を制御するには、各パスでのα゛量を実測し、この実測
値が目標値と外れないように次パス圧延条件の決定に関
与させるフィードバック制御を行うことが必要となる。

本発明によれば、各パスでのα１量の変動がリアルタイ
ムで実測されるので、このフィードバック制御を実現す
ることができることになり。

既述の目的が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はフェライト含量針の原理を示す図、第２図は本
発明に従うマルテンサイト量検出計の略断面図、第３図
は第２図のＴ［［−１１＋線矢視断面図。 第４図は第２図の■−ＩＴ線矢視断面図、第５図は本発
明に従うマルテンサイト量検出計の他の例を示す斜視図
、第６図は本発明に従う圧延法を説明するためのフロー
図、第７図ｆａｔは準安定オーステナイ］・系ステンレ
ス鋼板の板厚とフェライト含量針によって測定されるα
゛量との関係図、第７図ｆｂ）は板厚と板厚補正係数と
の関係図である。 １・・探触子、　　２・・励磁コイル、　　３・・検知
コイル、　　４・・探触子の先端、　　５・・フェライ
ト含量針、　　６・・鋼帯、　　７・・接触子。 ８・・ハウジング、１５・・リング、１６・・アーム、
　１７・・ローラー、１８　　・・牽引アーム。 １９・・固定軸、２２・・圧延機３２３・・圧延機ハウ
ジング、　　２４ａ、２４ｂ　　・・マルテンサイト量
検出計、２５・・Ａ／Ｄ変換器、２６・・コンピュータ
ー。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）準安定オーステナイト系ステンレス鋼の多パス冷
   間圧延において、圧延機入側と出側にマルテンサイト量
   検出器を設置し、このマルテンサイト量検出器によって
   各パスにおける圧延機通過前後の鋼帯中のマルテンサイ
   ト量の増量を連続的に計測しながら冷間圧延することを
   特徴とする準安定オーステナイト系ステンレス鋼の冷間
   圧延方法。
2. （２）電磁誘導を利用した探触子式のマルテンサイト量
   検出計を、鋼帯表面に接触する部材に、該探触子の先端
   を鋼帯表面と非接触式に支持させてなる特許請求の範囲
   第１項の方法に使用するマルテンサイト量検出器。