JPS6325052B2 - - Google Patents
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Description
この発明は耐銹性、特に耐“しみ”性に優れか
つ加工性も良好な光輝焼鈍（以下BA処理）を行
つたフエライトステンレス鋼の製造方法に関す
る。特にBA処理時に鋼表面に生成するSi、Nb、
Cr含有の酸化物皮膜により焼鈍後の耐食性（耐
銹性、耐“しみ”性）を著しく改善したことを特
徴とする。 ここでいう“しみ”とは表面清浄、光沢度、色
調ともに優れた光輝焼鈍面に一定期間の使用後に
生成する極軽微の点状局部腐食を意味し、目視に
よれば鋼表面の光沢度低下として識別されるもの
である。 フエライトステンレス鋼は高価なNiを多量に
含有しないことから安価であり、耐応力腐食割れ
性にも優れることから安価なステンレス鋼として
広く一般に使用されている。 一例として耐候材としての外装材、ならびに車
両の装飾部品等があり、SUS430系鋼が多用され
ている。SUS430系鋼は17％程度のクロムを含有
する安価なステンレス鋼であるが、これらの用途
に対し、そこそこの耐食性を有しているといえ
る。SUS430系鋼が車両の装飾部品として使用さ
れる場合には装飾性が非常に高いために厳しく表
面清浄、光沢度、色調が要求されるのが通例であ
り、焼鈍はBA処理で実施されている。BA処理
は冷間圧延後、アンモニア分解ガス（H2＋N2ガ
ス）、H2ガスなどの非酸化性ガス中で連続的に実
施され、生産性が高い焼鈍方法である。 BA処理をしたステンレス鋼板表面には炉内雰
囲気の酸化ポテンシヤル、露点、ならびに温度に
より種々な組成の酸化皮膜が生成するが、BA処
理後の鋼表面の耐食性、特に耐銹性、耐“しみ”
性は生成した酸化皮膜（スケール）、ならびにそ
の直下の鋼中成分によつて大きく影響をうける。
炉内の酸化ポテンシヤル、露点が高い場合には
BA処理後、鋼表面に着色が顕著となるためBA
処理時の炉内コントロールは厳格を極めている。
特に酸素との親和力が強い安定化元素（Ti、Zr、
Nb）あるいはSi、Mn等の濃度の高いステンレス
鋼の場合には、酸化による表面着色が起こりやす
く、炉内の露点は低露点（−60゜〜−80℃）とす
ることが一般である。 発明者らは、耐銹性、特に外装材として大気曝
露状態で使用された場合の耐“しみ”性に優れた
BA処理フエライトステンレス鋼を種々検討して
きたが、極低Ｓで、Nb添加のフエライトステン
レス鋼においては、目視では判別できない程度の
BA酸化皮膜が耐銹性、耐“しみ”性改善に著し
い効果があることを見い出した。すなわち露点を
低く管理した状態（−55℃未満）でBA処理した
鋼表面は、露点が高い状態（−35゜〜−55℃）で
BA処理した鋼表面の耐銹性、耐“しみ”性に対
し、格段に劣つていることを見い出した。発明者
らはこの現象に着目して、I.M.M.A（Ion、Mass
Micro Analyser）を駆使して種々の表面皮膜を
解析するとともに、あわせて大気曝露試験を実施
しBA面の耐銹性、耐“しみ”性を評価してきた
が、著しい耐銹性、耐“しみ”性の改善は、通常
の安定化フエライトステンレス鋼のBA処理条件
としては高い露点−35゜〜−55℃、望ましくは−
40゜〜−50℃で生成したSi、Cr、Nb主体の酸化物
皮膜の効果によるものであることが明らかとなつ
た。特に表層にCr主体の酸化物、内層にNb、Si
主体の酸化物が生成した二層構造ともいえるBA
面がもつとも優れた耐銹性、耐“しみ”性を有す
ることが明らかとなつた。 本発明はかかる知見に基づいてなされたもので
あり、その要旨とするところは、 Si：0.01〜5.00％、Mn：0.01〜5.00％、Cr：8.0
〜35.0％、Nb：0.20〜1.00％（但しNb％≧８×
Ｃ％＋0.15％）。更に必要により、Cu：0.30〜
1.00％、Ni：0.20〜6.00％、Mo：0.1〜4.00％の
１種以上、及び又はTi：0.01〜0.20％、Zr：0.01
〜0.1％の１種又は２種を含有し、残部Feおよび
不純物とから成り、不純物としてのＣ、Ｎ、Ｐ、
Ｓおよび酸素が、それぞれ下記の範囲であるフエ
ライトステンレス鋼を、 Ｃ：0.05％以下 Ｎ：0.05％以下 Ｐ：0.05％以下 Ｓ：0.002％以下 酸素：0.02％以下 下記の条件を満たす光輝焼鈍炉内で焼鈍を行
い、鋼表面にSi、NbおよびCr酸化物を主体とす
る酸化物皮膜を形成させることを特徴とする耐銹
性に優れたフエライトステンレス鋼の製造方法。 炉内雰囲気：非酸化性ガス 炉内露点 ：−35゜〜−55℃ 焼鈍温度 ：900〜1100℃ である。ここにSiとNbとCrを含む酸化物皮膜と
は、酸化シリコンと酸化ニオブと酸化クロムを必
ず含み、残りMn、Fe等の酸化物からなる皮膜を
いう。 つぎに、この発明のフエライトステンレス鋼の
製造方法において成分組成範囲を上記の通りに限
作した理由を説明する。 ａ Si Siは脱酸作用をもつた有用な成分であるが、そ
の含有量が0.01％未満では充分な脱酸をはかるこ
とができず、一方5.0％を越えて含有させると、
加工性が劣化するようになることから、その含有
量を0.01〜5.0％と定めた。 ｂ Mn Mnは脱硫、脱酸作用およ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
用に所望の効果が得られず、一方5.0％を越えて
含有させても前記作用により一段の向上効果が得
られないことからその含有量を0.01〜5.0％と定
めた。 ｃ Cr Crは本発明鋼の基本的な耐食性を決定する重
要な元素である。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
善効果が充分発揮されないばかりか、ステンレス
鋼としての耐食性が発揮されない。一方35.0％を
越えて含有させる場合には脆化が目立つようにな
つて製造上問題となるため、その含有量を8.0〜
35.0％と定めた。 ｄ Nb Nbは特許請請求範囲内のBA処理条件で焼鈍
を実施した際に生成するBA酸化皮膜内にCr、Si
等と共に濃化しBA処理面の耐銹性、耐“しみ”
性を著しく強化する効果がある。 またNbには表面性状を劣化させることなしに
鋼中のＣおよびＮを固定して母材の耐食性を向上
させる働きがあり、さらには、適切なる製造方
法、すなわち本発明者らが先に提案した（特願昭
55−25619号）製造方法「熱間圧延の仕上温度を
850℃以下とし、熱延後に950〜1050℃で焼鈍す
る」プロセスによつて薄板を製造した場合、その
結晶粒を微細化して、成形性、異方性を著しく改
善し、プレス成形時のリジングの発生を著しく改
善する働きがある。 したがつて、これらの所望の効果を得るために
は0.2％以上にして、かつＣ含有量との関係にお
いて種々の実験結果に基づいて定めた経験式：
Nb％≧８×Ｃ％＋0.15％を満足する量のNbを含
有させる必要がある。しかしながら1.0％を越え
て含有させた場合には、金属間化合物を形成して
加工性が劣化するようになるので、その含有量は
0.2〜1.0％にして、Nb％≧８×Ｃ％＋0.15％を満
足するものとしなければならない。 このようにNbはBA処理材の耐銹性を強化せ
しめる効果、及び結晶粒微細化の効果を有し、そ
の含有量を0.2〜1.0％とすることにより、これ等
の効果は顕著に現われるが、特に0.5〜1.0％と多
量含有によりこれ等の効果は最も大きくなるの
で、好ましくは0.5〜1.0％とするのがよい。 上記４元素は本発明鋼の必須成分であるが、次
に必要に応じて選択的に添加されるTi、Zr、Cu、
NiおよびMoについて述べる。 ｅ TiおよびZr TiおよびZrは、Nbとともに鋼中のＣおよびＮ
成分を強力に固定する元素であるから、用途に応
じて添加する場合がある。それぞれTi：0.01％未
満、およびZr：0.01％未満の含有では前記作用に
所望の改善効果が得られず、一方Ti：0.20％、
Zr：0.1％をそれぞれ越えて含有させると、TiN
がZrO2などの生成物が多量に存在するようにな
つて地疵多発の原因となり、すぐれた表面性状を
確保することが困難となることから、その含有量
を、それぞれTi：0.01〜0.20％、Zr：0.01〜0.1％
と定めた。 ｆ Cu Cuには鋼に優れた耐銹耐酸性を付与する作用
があり、耐孔食性ならびに耐隙間腐食性を向上さ
せる作用もある。さらに加工性を改善する性質も
有する。ただし0.3％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方1.0％を越えて含有させる
と、熱間加工性が劣化するようになり、さらには
耐応力腐食割れ性も劣化してくるようになるため
その含有量を0.3〜1.0％と定めた。 ｇ Ni NiにはCuと同様、すぐれた耐銹性、耐酸性を
付与する作用があり、耐孔食性ならびに耐隙間腐
食性を向上させる作用もある。ただし0.2％未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方6.0
％を越えて含有させることは鋼材の経済性を損う
のでその含有量を0.2〜6.0％と定めた。 ｈ Mo Moはフエライト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。ただし0.1％未満では前記作用に十分な
効果が得られず、一方4.0％を越えて含有させる
ことは鋼材の経済性を損うので4.0％以下とした。 次に本発明鋼の母材部の耐食性を大きく左右す
る不純物の限定理由を示す。 ｉ ＣおよびＮ ＣおよびＮはフエライトステンレス鋼の耐銹性
および耐酸性、特に溶接部の耐銹耐酸性、ならび
に靭性に大きな影響をおよぼす成分であつて鋼中
ＣおよびＮは含有量が少ないほど望ましい。許容
のＣ、Ｎ濃度はCr濃度の上昇に伴い著しく低下
し、たとえば26％Cr付近では100ppm以下が望ま
しい。本発明鋼には8.0％とCr濃度の低い鋼種も
含まれるためその上限値をそれぞれ0.05％とし
た。ＣおよびＮの低減は加工性改善にも大きく寄
与する。 ｊ Ｐ Ｐは靭性を劣化させる元素であり、不純物とし
ての上限を0.05％と定めた。鋼中Ｐは低い方が望
ましい。 ｋ 酸素 酸素は鋼中では酸化物系非金属介在物として析
出し、鋼板を製造した時、その表面清浄を劣化さ
せるとともに、発銹の起点となる。 一般にフエライトステンレス鋼はNiを含有す
るオーステナイトステンレス鋼に比べ靭性が劣つ
ており、靭性を改善することがその適用範囲を拡
大するうえで必要不可欠である。鋼中酸素濃度を
下げることはフエライトステンレス鋼の靭性を改
善するうえで特に重要であり、より低い方が望ま
しい。かかる理由から本発明では不純物としての
鋼中酸素濃度を0.02％以下とした。 鋼中酸素を上記のように下げるには、Si−Mn
による脱酸の外にAl脱酸も採用される。特に酸
素含有量を低くしたい時には強力なAl脱酸の適
用が望ましい。このような場合、鋼中に0.2％程
度までのAlが残留することがある。本発明鋼に
おける不純物の中には、かかるAlの残留分も含
まれる。 ｌ Ｓ Ｓの含有量は耐銹性向上のためできるだけ低い
方が望ましく、0.002％以下、さらに0.0010％未
満とするのがよい。 鋼中Ｓは発明鋼のうちTi、Zrを含有しない成
分請求範囲の発明鋼中ではMnSとして存在し、
BA処理時に酸化することによりSOx等を発生す
ることよりBA酸化皮膜の破壊をもたらす。その
結果として、本発明の要旨となつている耐銹性、
耐“しみ”性に優れたBA酸化皮膜に点状の耐食
上の活性点をもたらし、発銹ならびに“しみ”発
生の起点になる。 つぎに、本発明において光輝焼鈍時の炉内条件
を上記の通りに限定した理由を示す。 (a) 炉内雰囲気：炉内雰囲気は、ステンレス鋼表
面を酸化させることなく高温で熱処理可能な低
酸素ポテンシヤルにすることが必要であり、非
酸化性のガスで充満することが必要である。真
空とすることがもつとも望ましいが、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
ている。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
皮膜に悪影響を及ぼす。 (b) 炉内露点：炉内露点はBA処理を実施するス
テンレス鋼表面に酸化スケールの生成を防止
し、着色を抑制する観点より極力下げる工夫が
なされているのが通例である。 鋼中成分の酸化ポテンシヤルより、各成分の
BA処理時の酸化傾向を熱力学的計算により求
めることは容易であるが、実炉においては炉内
が不均一であることもあつて必ずしも熱力学的
予測と一致していないのが一般に考えられる。 発明者らは実炉による度々の試作を通じ、炉
内の露点を−35゜〜−55℃とすることが、Nb含
有フエライトステンレス鋼の耐銹、耐“しみ”
性をもつとも向上させる条件であることを見い
出した。露点が−55℃未満は本発明の要旨とす
るところのSi、Nb、Cr主体の耐銹性、耐“し
み”性改善に対し著しい効果のある酸化皮膜が
生成しない。また−35℃を越えて高い場合に
は、BA処理面の着色が顕著となるため、露点
を−35゜〜−55℃と定めた。 (c) 焼鈍温度：焼鈍温度と上記露点とは焼鈍時に
鋼表面に生成する酸化物皮膜の成分、元素分布
等に著しく影響する。 第１図は表１の供試鋼３を用い、露点−35゜〜
−55℃間で焼鈍温度を種々変えてアンモニア分解
ガス雰囲気中でBA処理を施し、耐銹性を工業地
帯での２週間の大気曝露試験により評価した結果
である。耐銹性ランクは表３による。同図より明
らかなように、900℃未満では耐銹性が劣化する
ので、焼鈍温度は900℃以上とした。また1100℃
を越えると結晶粒が粗大化して靭性等の機械的性
質が劣化する。 焼鈍温度930℃以上では特に耐銹性が良好とな
つており、930〜1050℃間がもつとも好ましい焼
鈍温度領域である。 なお、焼鈍時間としては、処理材の板厚に依存
するので一概には云えないが、通常0.4〜0.6mm厚
程度の板を処理する場合は25〜50秒程度の炉中加
熱帯通過時間とするのが適当である。 かかる処理によつて形成させる表面の酸化皮膜
は50〜300Å内にあることが望ましい。50Åより
薄い皮膜でもそれなりに防食の効果はあるが、特
に工業地帯のような環境が厳しい所では50Å以上
の皮膜が望ましく、また厚さが300Åをこえると
板表面の着色が目立ち始めるので好ましくない。 次に実施例をもつて本発明方法を説明する。 〔実施例〕 第１表の成分組織の鋼をAOD（Argon Oxygen
Decarbarization）ならびに超極低硫溶製のため
の特殊装置を付帯する2.5トン高周波誘導加熱真
空精錬炉を用いて溶製し、６mm厚の熱延コイルと
したのち、0.4mmｔの冷延鋼板としたものを、ア
ンモニア分解ガス（H2−N2）で充満させた光輝
焼鈍炉内でBA処理して試験に供した。焼鈍時の
炉内はN2ガスを通気しながら昇温し、アンモニ
ア分解ガスに切り換えBA処理を実施した。各供
試材のBA処理条件は表２に示すとおりである。
加熱後、試験材はガス急冷帯で強制空冷し、100
℃以下に冷やされた後炉外へと取り出した。 焼鈍温度は供試鋼12の850℃を除きすべて980℃
である。保持時間は35secである。 工業地帯（Ａ地区）、海浜地帯（Ｂ地区）にお
いて、３ケ月間の大気曝露試験を実施した。結果
を表２に示す。表２中の評価は表３のランクに従
つた。各条件ともｎ数は５であり、判定は×25倍
の拡大鏡を用いながら目視で行つた。表２中の
BA処理時の炉内の露点は、炉内の３点の平均で
あり、±３℃程度の不均一性が存在した。
つ加工性も良好な光輝焼鈍（以下BA処理）を行
つたフエライトステンレス鋼の製造方法に関す
る。特にBA処理時に鋼表面に生成するSi、Nb、
Cr含有の酸化物皮膜により焼鈍後の耐食性（耐
銹性、耐“しみ”性）を著しく改善したことを特
徴とする。 ここでいう“しみ”とは表面清浄、光沢度、色
調ともに優れた光輝焼鈍面に一定期間の使用後に
生成する極軽微の点状局部腐食を意味し、目視に
よれば鋼表面の光沢度低下として識別されるもの
である。 フエライトステンレス鋼は高価なNiを多量に
含有しないことから安価であり、耐応力腐食割れ
性にも優れることから安価なステンレス鋼として
広く一般に使用されている。 一例として耐候材としての外装材、ならびに車
両の装飾部品等があり、SUS430系鋼が多用され
ている。SUS430系鋼は17％程度のクロムを含有
する安価なステンレス鋼であるが、これらの用途
に対し、そこそこの耐食性を有しているといえ
る。SUS430系鋼が車両の装飾部品として使用さ
れる場合には装飾性が非常に高いために厳しく表
面清浄、光沢度、色調が要求されるのが通例であ
り、焼鈍はBA処理で実施されている。BA処理
は冷間圧延後、アンモニア分解ガス（H2＋N2ガ
ス）、H2ガスなどの非酸化性ガス中で連続的に実
施され、生産性が高い焼鈍方法である。 BA処理をしたステンレス鋼板表面には炉内雰
囲気の酸化ポテンシヤル、露点、ならびに温度に
より種々な組成の酸化皮膜が生成するが、BA処
理後の鋼表面の耐食性、特に耐銹性、耐“しみ”
性は生成した酸化皮膜（スケール）、ならびにそ
の直下の鋼中成分によつて大きく影響をうける。
炉内の酸化ポテンシヤル、露点が高い場合には
BA処理後、鋼表面に着色が顕著となるためBA
処理時の炉内コントロールは厳格を極めている。
特に酸素との親和力が強い安定化元素（Ti、Zr、
Nb）あるいはSi、Mn等の濃度の高いステンレス
鋼の場合には、酸化による表面着色が起こりやす
く、炉内の露点は低露点（−60゜〜−80℃）とす
ることが一般である。 発明者らは、耐銹性、特に外装材として大気曝
露状態で使用された場合の耐“しみ”性に優れた
BA処理フエライトステンレス鋼を種々検討して
きたが、極低Ｓで、Nb添加のフエライトステン
レス鋼においては、目視では判別できない程度の
BA酸化皮膜が耐銹性、耐“しみ”性改善に著し
い効果があることを見い出した。すなわち露点を
低く管理した状態（−55℃未満）でBA処理した
鋼表面は、露点が高い状態（−35゜〜−55℃）で
BA処理した鋼表面の耐銹性、耐“しみ”性に対
し、格段に劣つていることを見い出した。発明者
らはこの現象に着目して、I.M.M.A（Ion、Mass
Micro Analyser）を駆使して種々の表面皮膜を
解析するとともに、あわせて大気曝露試験を実施
しBA面の耐銹性、耐“しみ”性を評価してきた
が、著しい耐銹性、耐“しみ”性の改善は、通常
の安定化フエライトステンレス鋼のBA処理条件
としては高い露点−35゜〜−55℃、望ましくは−
40゜〜−50℃で生成したSi、Cr、Nb主体の酸化物
皮膜の効果によるものであることが明らかとなつ
た。特に表層にCr主体の酸化物、内層にNb、Si
主体の酸化物が生成した二層構造ともいえるBA
面がもつとも優れた耐銹性、耐“しみ”性を有す
ることが明らかとなつた。 本発明はかかる知見に基づいてなされたもので
あり、その要旨とするところは、 Si：0.01〜5.00％、Mn：0.01〜5.00％、Cr：8.0
〜35.0％、Nb：0.20〜1.00％（但しNb％≧８×
Ｃ％＋0.15％）。更に必要により、Cu：0.30〜
1.00％、Ni：0.20〜6.00％、Mo：0.1〜4.00％の
１種以上、及び又はTi：0.01〜0.20％、Zr：0.01
〜0.1％の１種又は２種を含有し、残部Feおよび
不純物とから成り、不純物としてのＣ、Ｎ、Ｐ、
Ｓおよび酸素が、それぞれ下記の範囲であるフエ
ライトステンレス鋼を、 Ｃ：0.05％以下 Ｎ：0.05％以下 Ｐ：0.05％以下 Ｓ：0.002％以下 酸素：0.02％以下 下記の条件を満たす光輝焼鈍炉内で焼鈍を行
い、鋼表面にSi、NbおよびCr酸化物を主体とす
る酸化物皮膜を形成させることを特徴とする耐銹
性に優れたフエライトステンレス鋼の製造方法。 炉内雰囲気：非酸化性ガス 炉内露点 ：−35゜〜−55℃ 焼鈍温度 ：900〜1100℃ である。ここにSiとNbとCrを含む酸化物皮膜と
は、酸化シリコンと酸化ニオブと酸化クロムを必
ず含み、残りMn、Fe等の酸化物からなる皮膜を
いう。 つぎに、この発明のフエライトステンレス鋼の
製造方法において成分組成範囲を上記の通りに限
作した理由を説明する。 ａ Si Siは脱酸作用をもつた有用な成分であるが、そ
の含有量が0.01％未満では充分な脱酸をはかるこ
とができず、一方5.0％を越えて含有させると、
加工性が劣化するようになることから、その含有
量を0.01〜5.0％と定めた。 ｂ Mn Mnは脱硫、脱酸作用およ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
用に所望の効果が得られず、一方5.0％を越えて
含有させても前記作用により一段の向上効果が得
られないことからその含有量を0.01〜5.0％と定
めた。 ｃ Cr Crは本発明鋼の基本的な耐食性を決定する重
要な元素である。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
善効果が充分発揮されないばかりか、ステンレス
鋼としての耐食性が発揮されない。一方35.0％を
越えて含有させる場合には脆化が目立つようにな
つて製造上問題となるため、その含有量を8.0〜
35.0％と定めた。 ｄ Nb Nbは特許請請求範囲内のBA処理条件で焼鈍
を実施した際に生成するBA酸化皮膜内にCr、Si
等と共に濃化しBA処理面の耐銹性、耐“しみ”
性を著しく強化する効果がある。 またNbには表面性状を劣化させることなしに
鋼中のＣおよびＮを固定して母材の耐食性を向上
させる働きがあり、さらには、適切なる製造方
法、すなわち本発明者らが先に提案した（特願昭
55−25619号）製造方法「熱間圧延の仕上温度を
850℃以下とし、熱延後に950〜1050℃で焼鈍す
る」プロセスによつて薄板を製造した場合、その
結晶粒を微細化して、成形性、異方性を著しく改
善し、プレス成形時のリジングの発生を著しく改
善する働きがある。 したがつて、これらの所望の効果を得るために
は0.2％以上にして、かつＣ含有量との関係にお
いて種々の実験結果に基づいて定めた経験式：
Nb％≧８×Ｃ％＋0.15％を満足する量のNbを含
有させる必要がある。しかしながら1.0％を越え
て含有させた場合には、金属間化合物を形成して
加工性が劣化するようになるので、その含有量は
0.2〜1.0％にして、Nb％≧８×Ｃ％＋0.15％を満
足するものとしなければならない。 このようにNbはBA処理材の耐銹性を強化せ
しめる効果、及び結晶粒微細化の効果を有し、そ
の含有量を0.2〜1.0％とすることにより、これ等
の効果は顕著に現われるが、特に0.5〜1.0％と多
量含有によりこれ等の効果は最も大きくなるの
で、好ましくは0.5〜1.0％とするのがよい。 上記４元素は本発明鋼の必須成分であるが、次
に必要に応じて選択的に添加されるTi、Zr、Cu、
NiおよびMoについて述べる。 ｅ TiおよびZr TiおよびZrは、Nbとともに鋼中のＣおよびＮ
成分を強力に固定する元素であるから、用途に応
じて添加する場合がある。それぞれTi：0.01％未
満、およびZr：0.01％未満の含有では前記作用に
所望の改善効果が得られず、一方Ti：0.20％、
Zr：0.1％をそれぞれ越えて含有させると、TiN
がZrO2などの生成物が多量に存在するようにな
つて地疵多発の原因となり、すぐれた表面性状を
確保することが困難となることから、その含有量
を、それぞれTi：0.01〜0.20％、Zr：0.01〜0.1％
と定めた。 ｆ Cu Cuには鋼に優れた耐銹耐酸性を付与する作用
があり、耐孔食性ならびに耐隙間腐食性を向上さ
せる作用もある。さらに加工性を改善する性質も
有する。ただし0.3％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方1.0％を越えて含有させる
と、熱間加工性が劣化するようになり、さらには
耐応力腐食割れ性も劣化してくるようになるため
その含有量を0.3〜1.0％と定めた。 ｇ Ni NiにはCuと同様、すぐれた耐銹性、耐酸性を
付与する作用があり、耐孔食性ならびに耐隙間腐
食性を向上させる作用もある。ただし0.2％未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方6.0
％を越えて含有させることは鋼材の経済性を損う
のでその含有量を0.2〜6.0％と定めた。 ｈ Mo Moはフエライト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。ただし0.1％未満では前記作用に十分な
効果が得られず、一方4.0％を越えて含有させる
ことは鋼材の経済性を損うので4.0％以下とした。 次に本発明鋼の母材部の耐食性を大きく左右す
る不純物の限定理由を示す。 ｉ ＣおよびＮ ＣおよびＮはフエライトステンレス鋼の耐銹性
および耐酸性、特に溶接部の耐銹耐酸性、ならび
に靭性に大きな影響をおよぼす成分であつて鋼中
ＣおよびＮは含有量が少ないほど望ましい。許容
のＣ、Ｎ濃度はCr濃度の上昇に伴い著しく低下
し、たとえば26％Cr付近では100ppm以下が望ま
しい。本発明鋼には8.0％とCr濃度の低い鋼種も
含まれるためその上限値をそれぞれ0.05％とし
た。ＣおよびＮの低減は加工性改善にも大きく寄
与する。 ｊ Ｐ Ｐは靭性を劣化させる元素であり、不純物とし
ての上限を0.05％と定めた。鋼中Ｐは低い方が望
ましい。 ｋ 酸素 酸素は鋼中では酸化物系非金属介在物として析
出し、鋼板を製造した時、その表面清浄を劣化さ
せるとともに、発銹の起点となる。 一般にフエライトステンレス鋼はNiを含有す
るオーステナイトステンレス鋼に比べ靭性が劣つ
ており、靭性を改善することがその適用範囲を拡
大するうえで必要不可欠である。鋼中酸素濃度を
下げることはフエライトステンレス鋼の靭性を改
善するうえで特に重要であり、より低い方が望ま
しい。かかる理由から本発明では不純物としての
鋼中酸素濃度を0.02％以下とした。 鋼中酸素を上記のように下げるには、Si−Mn
による脱酸の外にAl脱酸も採用される。特に酸
素含有量を低くしたい時には強力なAl脱酸の適
用が望ましい。このような場合、鋼中に0.2％程
度までのAlが残留することがある。本発明鋼に
おける不純物の中には、かかるAlの残留分も含
まれる。 ｌ Ｓ Ｓの含有量は耐銹性向上のためできるだけ低い
方が望ましく、0.002％以下、さらに0.0010％未
満とするのがよい。 鋼中Ｓは発明鋼のうちTi、Zrを含有しない成
分請求範囲の発明鋼中ではMnSとして存在し、
BA処理時に酸化することによりSOx等を発生す
ることよりBA酸化皮膜の破壊をもたらす。その
結果として、本発明の要旨となつている耐銹性、
耐“しみ”性に優れたBA酸化皮膜に点状の耐食
上の活性点をもたらし、発銹ならびに“しみ”発
生の起点になる。 つぎに、本発明において光輝焼鈍時の炉内条件
を上記の通りに限定した理由を示す。 (a) 炉内雰囲気：炉内雰囲気は、ステンレス鋼表
面を酸化させることなく高温で熱処理可能な低
酸素ポテンシヤルにすることが必要であり、非
酸化性のガスで充満することが必要である。真
空とすることがもつとも望ましいが、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
ている。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
皮膜に悪影響を及ぼす。 (b) 炉内露点：炉内露点はBA処理を実施するス
テンレス鋼表面に酸化スケールの生成を防止
し、着色を抑制する観点より極力下げる工夫が
なされているのが通例である。 鋼中成分の酸化ポテンシヤルより、各成分の
BA処理時の酸化傾向を熱力学的計算により求
めることは容易であるが、実炉においては炉内
が不均一であることもあつて必ずしも熱力学的
予測と一致していないのが一般に考えられる。 発明者らは実炉による度々の試作を通じ、炉
内の露点を−35゜〜−55℃とすることが、Nb含
有フエライトステンレス鋼の耐銹、耐“しみ”
性をもつとも向上させる条件であることを見い
出した。露点が−55℃未満は本発明の要旨とす
るところのSi、Nb、Cr主体の耐銹性、耐“し
み”性改善に対し著しい効果のある酸化皮膜が
生成しない。また−35℃を越えて高い場合に
は、BA処理面の着色が顕著となるため、露点
を−35゜〜−55℃と定めた。 (c) 焼鈍温度：焼鈍温度と上記露点とは焼鈍時に
鋼表面に生成する酸化物皮膜の成分、元素分布
等に著しく影響する。 第１図は表１の供試鋼３を用い、露点−35゜〜
−55℃間で焼鈍温度を種々変えてアンモニア分解
ガス雰囲気中でBA処理を施し、耐銹性を工業地
帯での２週間の大気曝露試験により評価した結果
である。耐銹性ランクは表３による。同図より明
らかなように、900℃未満では耐銹性が劣化する
ので、焼鈍温度は900℃以上とした。また1100℃
を越えると結晶粒が粗大化して靭性等の機械的性
質が劣化する。 焼鈍温度930℃以上では特に耐銹性が良好とな
つており、930〜1050℃間がもつとも好ましい焼
鈍温度領域である。 なお、焼鈍時間としては、処理材の板厚に依存
するので一概には云えないが、通常0.4〜0.6mm厚
程度の板を処理する場合は25〜50秒程度の炉中加
熱帯通過時間とするのが適当である。 かかる処理によつて形成させる表面の酸化皮膜
は50〜300Å内にあることが望ましい。50Åより
薄い皮膜でもそれなりに防食の効果はあるが、特
に工業地帯のような環境が厳しい所では50Å以上
の皮膜が望ましく、また厚さが300Åをこえると
板表面の着色が目立ち始めるので好ましくない。 次に実施例をもつて本発明方法を説明する。 〔実施例〕 第１表の成分組織の鋼をAOD（Argon Oxygen
Decarbarization）ならびに超極低硫溶製のため
の特殊装置を付帯する2.5トン高周波誘導加熱真
空精錬炉を用いて溶製し、６mm厚の熱延コイルと
したのち、0.4mmｔの冷延鋼板としたものを、ア
ンモニア分解ガス（H2−N2）で充満させた光輝
焼鈍炉内でBA処理して試験に供した。焼鈍時の
炉内はN2ガスを通気しながら昇温し、アンモニ
ア分解ガスに切り換えBA処理を実施した。各供
試材のBA処理条件は表２に示すとおりである。
加熱後、試験材はガス急冷帯で強制空冷し、100
℃以下に冷やされた後炉外へと取り出した。 焼鈍温度は供試鋼12の850℃を除きすべて980℃
である。保持時間は35secである。 工業地帯（Ａ地区）、海浜地帯（Ｂ地区）にお
いて、３ケ月間の大気曝露試験を実施した。結果
を表２に示す。表２中の評価は表３のランクに従
つた。各条件ともｎ数は５であり、判定は×25倍
の拡大鏡を用いながら目視で行つた。表２中の
BA処理時の炉内の露点は、炉内の３点の平均で
あり、±３℃程度の不均一性が存在した。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
−35℃以上の露点でBA処理をした供試鋼に
は、いずれの場合にも酸化に伴うBA表面の着色
が認められ、特に供試鋼６，７のTi入りは顕著
であつた。 Ｂ地区はＡ地区に比べ一般に腐食が程度が激し
い。大気曝露試験においては、曝露地が海に近い
か、あるいは都市型の大気汚染地区か等によつ
て、さらには降雨のサイクルによつて発銹の形
態、程度に差異が生ずるのが一般的といえるが、
工業都市のＡ地区と海浜のＢ地区での結果には、
一致した傾向が認められBA処理時の露点温度が
−35℃〜−55℃であつた発明法による鋼は、比較
法の鋼に比べ一致して耐銹性、耐“しみ”性が良
好となつている。 以上実施例からも明らかな如く、本発明方法の
フエライトステンレス鋼は、適当なるBA処理を
ほどこした耐銹性に著しく優れたもので、耐候
材、車輌の装飾部品としての使用時に極めて優れ
た効果を発揮し、工業的価値の著しく大きいもの
ということができる。
は、いずれの場合にも酸化に伴うBA表面の着色
が認められ、特に供試鋼６，７のTi入りは顕著
であつた。 Ｂ地区はＡ地区に比べ一般に腐食が程度が激し
い。大気曝露試験においては、曝露地が海に近い
か、あるいは都市型の大気汚染地区か等によつ
て、さらには降雨のサイクルによつて発銹の形
態、程度に差異が生ずるのが一般的といえるが、
工業都市のＡ地区と海浜のＢ地区での結果には、
一致した傾向が認められBA処理時の露点温度が
−35℃〜−55℃であつた発明法による鋼は、比較
法の鋼に比べ一致して耐銹性、耐“しみ”性が良
好となつている。 以上実施例からも明らかな如く、本発明方法の
フエライトステンレス鋼は、適当なるBA処理を
ほどこした耐銹性に著しく優れたもので、耐候
材、車輌の装飾部品としての使用時に極めて優れ
た効果を発揮し、工業的価値の著しく大きいもの
ということができる。
第１図は焼鈍温度と耐銹性との関係を示す図で
ある。
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Si：0.01〜5.00％、Mn：0.01〜5.00％、 Cr：8.0〜35.0％、Nb：0.20〜1.00％、 （但しNb％≧８×Ｃ％＋0.15％）、 残部Feおよび不純物とから成り、不純物とし
てのＣ、Ｎ、Ｐ、Ｓおよび酸素が、それぞれ下記
の範囲であるフエライトステンレス鋼を、 Ｃ：0.05％以下 Ｎ：0.05％以下 Ｐ：0.05％以下 Ｓ：0.002％以下 酸素：0.02％以下 下記の条件を満たす光輝焼鈍炉内で焼鈍を行
い、鋼表面にSi、NbおよびCr酸化物を主体とす
る酸化物皮膜を形成させることを特徴とする耐銹
性に優れたフエライトステンレス鋼の製造方法。 炉内雰囲気：非酸化性ガス 炉内露点 ：−35゜〜−55℃ 焼鈍温度 ：900〜1100℃ ２ Si：0.01〜5.00％、Mn：0.01〜5.00％、 Cr：8.0〜35.0％、Nb：0.20〜1.00％ （但しNb％≧８×Ｃ％＋0.15％）と、 更にCu：0.30〜1.00％、Ni：0.20〜6.00％およ
びMo：0.10〜4.00％のうち１種以上と、残部：
Feおよび不純物とから成り、不純物としてのＣ、
Ｎ、Ｐ、Ｓおよび酸素が、それぞれ下記の範囲で
あるフエライトステンレス鋼を、 Ｃ：0.05％以下 Ｎ：0.05％以下 Ｐ：0.05％以下 Ｓ：0.002％以下 酸素：0.02％以下 下記の条件を満たす光輝焼鈍炉内で焼鈍を行
い、鋼表面にSi、NbおよびCr酸化物を主体とす
る酸化物皮膜を形成させることを特徴とする耐銹
性に優れたフエライトステンレス鋼の製造方法。 炉内雰囲気：非酸化性ガス 炉内露点 ：−35゜〜−55℃ 焼鈍温度 ：900〜1100℃ ３ Si：0.01〜5.00％、Mn：0.01〜5.00％、 Cr：8.0〜35.0％、Nb：0.20〜1.00％ （但しNb％≧８×Ｃ％＋0.15％）を含有し、 更にTi：0.01〜0.20％およびZr：0.01〜0.1％の
うちの１種または２種を含有し、残部Feおよび
不純物とからなり、不純物としてのＣ、Ｎ、Ｐ、
Ｓおよび酸素がそれぞれ下記の範囲であるフエラ
イトステンレス鋼を、 Ｃ：0.05％以下 Ｎ：0.05％以下 Ｐ：0.05％以下 Ｓ：0.002％以下 酸素：0.02％以下 下記の条件を満たす光輝焼鈍炉内で焼鈍を行
い、鋼表面にSi、NbおよびCr酸化物を主体とす
る酸化物皮膜を形成させることを特徴とする耐銹
性に優れたフエライトステンレス鋼の製造方法。 炉内雰囲気：非酸化性ガス 炉内露点 ：−35゜〜−55℃ 焼鈍温度 ：900〜1100℃ ４ Si：0.01〜5.00％、Mn：0.01〜5.00％、 Cr：8.0〜35.0％、Nb：0.20〜1.00％ （但しNb％≧８×Ｃ％＋0.15％）を含有し、 更にTi：0.01〜0.20％およびZr：0.01〜0.1％の
うちの１種または２種を含有し、更にCu：0.30〜
1.00％、Ni：0.20〜6.00％およびMo：0.10〜4.00
％のうちの１種以上と残部：Feおよび不純物と
から成り、不純物としてのＣ、Ｎ、Ｐ、Ｓおよび
酸素が、それぞれ下記の範囲であるフエライトス
テンレス鋼を、 Ｃ：0.05％以下 Ｎ：0.05％以下 Ｐ：0.05％以下 Ｓ：0.002％以下 酸素：0.02％以下 下記の条件を満たす光輝焼鈍炉内で焼鈍を行
い、鋼表面にSi、NbおよびCr酸化物を主体とす
る酸化物皮膜を形成させることを特徴とする耐銹
性に優れたフエライトステンレス鋼の製造方法。 炉内雰囲気：非酸化性ガス 炉内露点 ：−35゜〜−55℃ 焼鈍温度 ：900〜1100℃
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16122981A JPS5861220A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 耐銹性に優れたフエライトステンレス鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16122981A JPS5861220A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 耐銹性に優れたフエライトステンレス鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5861220A JPS5861220A (ja) | 1983-04-12 |
| JPS6325052B2 true JPS6325052B2 (ja) | 1988-05-24 |
Family
ID=15731079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16122981A Granted JPS5861220A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 耐銹性に優れたフエライトステンレス鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5861220A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110312815A (zh) * | 2017-02-23 | 2019-10-08 | 日铁不锈钢株式会社 | 黑色铁素体不锈钢板 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6013060A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-23 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | 耐銹性の優れたステンレス鋼光輝焼鈍材 |
| JPS6017055A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-28 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | 耐候性の優れたＦｅ−Ｃｒ鋼 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5861220A (ja) | 1983-04-12 |
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