JPWO2017056471A1 - フェライト系ステンレス鋼板 - Google Patents

Abstract

表面欠陥の低減と、靱性の向上とを同時に実現した、耐食性に優れるフェライト系ステンレス鋼板を提供する。質量％で、Ｃ：０．０２０％以下、Ｓｉ：０．０５〜０．４０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ａｌ：０．００１〜０．１５％、Ｃｒ：２０．０〜２３．０％、Ｎｉ：０．０１〜０．８０％、Ｃｕ：０．３０〜０．８０％、Ｔｉ：０．１０〜０．５０％、Ｎｂ：０．０１０〜０．１５０％、Ｚｒ：０．００５〜０．１５０％、およびＮ：０．０２０％以下を含有し、下記（１）式を満足し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板とする。Ｚｒ≦Ｎｂ≦Ｔｉ （１）（なお、（１）式中のＺｒ、ＮｂおよびＴｉは、各成分の含有量（質量％）を意味する。）

Description

本発明は、耐食性に優れ、表面欠陥が少なく、靱性に優れるフェライト系ステンレス鋼板に関するものである。

フェライト系ステンレス鋼板は、Ｎｉを多量に含有しないことからオーステナイト系ステンレス鋼板に比較して安価で価格安定性に優れた材料である。また、フェライト系ステンレス鋼板は、耐発銹性に優れていることから、建築材料、輸送機器、家庭電化製品および厨房機器等の様々な用途に使用されている。

フェライト系ステンレス鋼板の中でも、ＳＵＳ４４３Ｊ１（ＪＩＳ Ｇ ４３０５）は、２０．０〜２３．０質量％のＣｒ、０．３〜０．８質量％のＣｕ、さらに十分量の安定化元素（Ｔｉ、ＮｂおよびＺｒ）を含有することで、オーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３０４（ＪＩＳ Ｇ ４３０５、 １８質量％Ｃｒ−８質量％Ｎｉ）と同等の優れた耐食性を有するため、特に腐食環境の厳しい用途へ適用されている。

ＳＵＳ４４３Ｊ１の中でも一般的なものは、安定化元素として主にＴｉを含有するＳＵＳ４４３Ｊ１である。この鋼は、Ｔｉを含有することにより集合組織の発達が促進され、加工性に優れる。さらに、Ｎｂを含有したものに比較して低い温度での冷延板焼鈍であっても，十分に軟質化することから、普通鋼と共通の冷延板焼鈍酸洗ラインを通板させて製造を行うことができ生産性が良い。しかしながら、Ｔｉ含有ＳＵＳ４４３Ｊ１には、表面に美観を損ねる筋模様（表面欠陥）が発生することがある。上記筋模様は、鋳造時に表面に生成した粗大なＴｉＮに起因することが知られている。また、Ｔｉ含有ＳＵＳ４４３Ｊ１には、靱性が低いという問題点もある。これは、優先的な破壊起点となる粗大なＴｉＮが生成するためである。

Ｔｉ含有フェライト系ステンレス鋼の表面欠陥の防止や靱性向上については、特許文献１や特許文献２に記載がある。

特許文献１には、耐ローピング性に優れ、しかも表面性状の良好なＴｉ添加フェライト系ステンレス鋼の製造方法が開示されている。特許文献１では、鋼の凝固温度と鋳込温度とＴｉＮ析出温度とを、特定の関係となるように制御することで、溶鋼の鋳込み時点でのＴｉＮの析出を制御し、冷延焼鈍板の表面欠陥を防止する。

特許文献２には、靱性に優れかつ良好な耐食性を有し、生産性および経済性に優れるフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法が開示されている。特許文献２では、鋼中の窒化物をＺｒＮの形態で存在させることで、熱延焼鈍板および冷延焼鈍板の靱性を向上させる。

特開平１−１１８３４１号公報 特開２０１１−２１４０６０号公報

近年、家庭用電化製品の多様化に伴い、優れた耐食性に加えて、表面の筋模様の低減と優れた靱性との双方を同時に達成したフェライト系ステンレス鋼板が求められている。

しかしながら、特許文献１に示された手法では、スラブの等軸晶率の向上効果を得るために、あえてＴｉＮを析出させるため、十分な靱性の向上効果や表面欠陥の低減効果が得られない。また、特許文献２に示された手法では、鋼中におけるＴｉＮの生成を十分に抑制することができず、十分な靱性の向上効果や表面欠陥の低減効果が得られない。

本発明は、表面欠陥の低減と、靱性の向上とを同時に実現し、さらに従来のＴｉ含有ＳＵＳ４４３Ｊ１と同等の温度における冷延板焼鈍によっても十分に軟質化する、耐食性に優れるフェライト系ステンレス鋼板を提供することを目的とする。

発明者らは、上記の課題に対し、表面欠陥の低減および靱性の向上を同時に実現するための総合的な検討を行った。その結果、Ｔｉ含有ＳＵＳ４４３Ｊ１に対して，適量のＺｒとＮｂとを複合的に添加することで、冷延板焼鈍温度を上昇させることなく、靱性の低下を招くＴｉＮの析出形態を変化させ、Ｔｉ含有ＳＵＳ４４３Ｊ１の靱性を改善させることが可能であることを見出した。さらに、この効果によりＴｉ系介在物を細かく分散して析出させることが可能となり、ＴｉＮに起因する鋼板の表面欠陥を低減することが可能であることを見出した。

具体的には、ＳＵＳ４４３Ｊ１のフェライト系ステンレス鋼板の安定化元素（Ｔｉ，Ｎｂおよび，Ｚｒ）について，その主成分を、０．１０〜０．５０質量％のＴｉとし，さらにＴｉ含有量以下のＮｂを０．０１０〜０．１５０質量％の範囲で含有し，さらにＮｂ含有量以下のＺｒを０．００５〜０．１５０質量％の範囲で含有させる組成とすることで、安定化元素の組成がＴｉのみである場合と同等の温度での冷延板焼鈍にて十分に軟質化し、さらに、表面欠陥の低減と高い靱性の実現を同時に達成することが可能であることを見出した。その機構は以下であると推察される。

鋼中にＮｂとＺｒとを複合的に含有することで、Ｔｉ単独添加系のフェライト系ステンレス鋼において生成するＴｉＮに比べて、サイズが小さなＴｉとＺｒとＮｂの複合炭窒化物（（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ）（Ｃ，Ｎ））が分散して析出することとなり、靱性の向上と表面欠陥の低減が実現される。

本発明は、上記の知見に立脚するものであり、その要旨構成は次のとおりである。

［１］質量％で、Ｃ：０．０２０％以下、Ｓｉ：０．０５〜０．４０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ａｌ：０．００１〜０．１５％、Ｃｒ：２０．０〜２３．０％、Ｎｉ：０．０１〜０．８０％、Ｃｕ：０．３０〜０．８０％、Ｔｉ：０．１０〜０．５０％、Ｎｂ：０．０１０〜０．１５０％、Ｚｒ：０．００５〜０．１５０％、およびＮ：０．０２０％以下を含有し、下記（１）式を満足し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。

Ｚｒ≦Ｎｂ≦Ｔｉ （１）
（なお、（１）式中のＺｒ、ＮｂおよびＴｉは、各成分の含有量（質量％）を意味する。）
［２］さらに、質量％で、Ｃｏ：０．０１〜０．５０％、Ｍｏ：０．０１〜０．３０％およびＷ：０．０１〜０．５０％のうちから選んだ１種または２種以上を含有することを特徴とする［１］に記載のフェライト系ステンレス鋼板。

［３］さらに、質量％で、Ｖ：０．０１〜０．５０％、Ｂ：０．０００３〜０．００３０％、Ｍｇ：０．０００５〜０．０１００％、Ｃａ：０．０００３〜０．００３０％、Ｙ：０．００１〜０．２０％およびＲＥＭ（希土類金属）：０．００１〜０．１０％のうちから選んだ１種または２種以上を含有することを特徴とする［１］または［２］に記載のフェライト系ステンレス鋼板。

［４］さらに、質量％で、Ｓｎ：０．００１〜０．５０％およびＳｂ：０．００１〜０．５０％のうちから選んだ１種または２種を含有することを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載のフェライト系ステンレス鋼板。

本発明によれば、耐食性に優れ、表面欠陥が少なく、さらに靱性に優れるフェライト系ステンレス鋼板が得られる。

また、安定化元素の組成がＴｉのみである場合と同等の温度での冷延板焼鈍にて十分に軟質化するため、フェライト系ステンレス鋼板の生産性が高い。

Ｚｒ≦Ｎｂの条件において、ＴｉおよびＮｂ含有量が、靱性および表面欠陥の量へ与える影響を示した図である。 Ｎｂ≦Ｔｉの条件において、ＮｂおよびＺｒの含有量が、靱性および表面欠陥の量へ与える影響を示した図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。

本発明のフェライト系ステンレス鋼板の成分組成は、質量％で、Ｃ：０．０２０％以下、Ｓｉ：０．０５〜０．４０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ａｌ：０．００１〜０．１５％、Ｃｒ：２０．０〜２３．０％、Ｎｉ：０．０１〜０．８０％、Ｃｕ：０．３０〜０．８０％、Ｔｉ：０．１０〜０．５０％、Ｎｂ：０．０１０〜０．１５０％、Ｚｒ：０．００５〜０．１５０％、およびＮ：０．０２０％以下を含有し、下記（１）式を満足し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる。
Ｚｒ≦Ｎｂ≦Ｔｉ （１）
なお、（１）式中のＺｒ、ＮｂおよびＴｉは、各成分の含有量（質量％）を意味する。

また、上記成分組成は、さらに、質量％で、Ｃｏ：０．０１〜０．５０％、Ｍｏ：０．０１〜０．３０％およびＷ：０．０１〜０．５０％のうちから選んだ１種または２種以上を含有してもよい。

また、上記成分組成は、さらに、質量％で、Ｖ：０．０１〜０．５０％、Ｂ：０．０００３〜０．００３０％、Ｍｇ：０．０００５〜０．０１００％、Ｃａ：０．０００３〜０．００３０％、Ｙ：０．００１〜０．２０％およびＲＥＭ（希土類金属）：０．００１〜０．１０％のうちから選んだ１種または２種以上を含有してもよい。

また、上記成分組成は、さらに、質量％で、Ｓｎ：０．００１〜０．５０％およびＳｂ：０．００１〜０．５０％のうちから選んだ１種または２種を含有してもよい。

以下、各成分について説明する。成分の含有量を意味する「％」は、特に断らない限り質量％を意味する。

Ｃ：０．０２０％以下
Ｃは、鋼の強度を高めるのに有効な元素である。その効果はＣ含有量を０．００１％以上にすることで得られる。しかし、Ｃ含有量が０．０２０％を超えると、耐食性および加工性が著しく低下する。よって、Ｃ含有量は０．０２０％以下とする。また、Ｃ含有量を０．０１５％以下とするのが望ましい。さらに望ましくは０．０１０％以下である。

Ｓｉ：０．０５〜０．４０％
Ｓｉは、脱酸剤として有用な元素である。この効果はＳｉ含有量を０．０５％以上にすることで得られる。しかし、Ｓｉ含有量が０．４０％を超えると、鋼が硬質化して加工性が低下する。また、Ｓｉ含有量が０．４０％を超えると、熱間圧延時に潤滑効果を有するスラブ上表面のスケールの生成が抑制され、表面欠陥を大きくする。従って、Ｓｉ含有量は０．０５〜０．４０％の範囲に限定する。より好ましくは、０．０５〜０．２５％の範囲である。Ｓｉ含有量の下限についてさらに好ましくは０．０８％以上である。Ｓｉ含有量の上限についてさらに好ましくは０．１５％以下である。

Ｍｎ：０．０５〜１．００％
Ｍｎには脱酸作用がある。この効果はＭｎ含有量を０．０５％以上にすることで得られる。一方、Ｍｎ含有量が１．００％を超えるとＭｎＳの析出および粗大化が促され、耐食性が低下する。従って、Ｍｎ含有量は０．０５〜１．００％の範囲に限定する。下限についてより好ましいＭｎ含有量は０．１０％以上であり、さらに好ましくは０．１５％以上である。上限についてより好ましいＭｎ含有量は０．３０％未満であり、さらに好ましくは０．２５％以下である。

Ｐ：０．０４０％以下
Ｐは耐食性を低下させる元素である。また、Ｐが結晶粒界に偏析することで熱間加工性が低下する。そのため、Ｐ含有量は可能な限り低いほうが望ましく、０．０４０％以下とする。好ましくは０．０３０％以下である。

Ｓ：０．０３０％以下
ＳはＭｎと析出物ＭｎＳを形成する。このＭｎＳとステンレス鋼母材の界面は食孔の起点となり、耐食性を低下させる。よって、Ｓ含有量は低いほうが望ましく、０．０３０％以下とする。好ましくは０．０２０％以下である。

Ａｌ：０．００１〜０．１５％
Ａｌは、脱酸のために有効な元素である。この効果はＡｌ含有量が０．００１％以上で得られる。一方、Ａｌ含有量が０．１５％を超えると、熱間圧延時に潤滑効果を有するスラブ上表面のスケールの生成が抑制され、表面欠陥を多くする。従って、Ａｌ含有量は０．００１〜０．１５％の範囲に限定する。下限について好ましいＡｌ含有量は０．００５％以上、より好ましくは０．０１％以上である。上限について好ましいＡｌ含有量は０．１０％以下、さらに好ましくは０．０５％以下である。

Ｃｒ：２０．０〜２３．０％
Ｃｒは表面に不動態皮膜を形成して耐食性を高める元素である。Ｃｒ含有量が２０．０％未満では十分な耐食性が得られない。一方、Ｃｒ含有量が２３．０％を超えるとσ相や４７５℃脆性の影響で靱性が低下しやすくなる。よってＣｒ含有量は２０．０〜２３．０％とする。下限について好ましいＣｒ含有量は２０．５％以上である。上限について好ましいＣｒ含有量は２２．０％以下、さらに好ましくは２１．５％以下である。

Ｎｉ：０．０１〜０．８０％
Ｎｉは酸によるアノード反応を抑制し、より低いｐＨでも不動態の維持を可能にする元素である。すなわちＮｉは、耐隙間腐食性の効果を高め、活性溶解状態における腐食の進行を顕著に抑制して耐食性を向上させる。この効果は、Ｎｉ含有量が０．０１％以上で得られる。一方、Ｎｉ含有量が０．８０％を超えると鋼が硬質化してその加工性が低下する。従って、Ｎｉ含有量は０．０１〜０．８０％の範囲に限定する。下限について好ましいＮｉ含有量は０．０５％以上であり、さらに好ましくは０．１０％以上である。上限について好ましいＮｉ含有量は０．４０％以下であり、さらに好ましくは０．２５％以下である。

Ｃｕ：０．３０〜０．８０％
Ｃｕは不動態皮膜を強化し、耐食性を向上させる元素である。一方、過剰にＣｕが添加されるとε−Ｃｕが析出しやすくなり、耐食性が低下する。よってＣｕ含有量は０．３０〜０．８０％とする。下限について好ましいＣｕ含有量は０．３５％以上であり、さらに好ましくは０．４０％以上である。上限について好ましいＣｕ含有量は０．６０％以下であり、さらに好ましくは０．４５％以下である。

Ｔｉ：０．１０〜０．５０％
Ｔｉは、ＣおよびＮを固定してＣｒ炭窒化物による鋭敏化を防ぎ、耐食性を向上させる元素である。しかし、Ｔｉ添加により生成するＴｉＮは靱性低下を招く。後述するように本発明では上記靭性低下をＮｂとＺｒとの複合効果により抑制している。Ｔｉによる耐食性向上効果はＴｉ含有量が０．１０％以上で得られる。一方、Ｔｉ含有量が０．５０％を超えると、ステンレス鋼板が硬質化し、加工性が低下する。また、Ｔｉ含有量が０．５０％を超えると、ＮｂやＺｒの添加によってもＴｉ系介在物の析出形態制御を行うことが困難となり、表面品質が低下する。したがって、Ｔｉ含有量は０．１０〜０．５０％の範囲とする。下限について好ましいＴｉ含有量は０．１５％以上であり、さらに好ましくは０．１８％以上である。上限について好ましいＴｉ含有量は０．３５％以下であり、さらに好ましくは０．２６％以下である。

Ｎｂ：０．０１０〜０．１５０％
ＮｂはＴｉ同様に、ＣおよびＮを固定してＣｒ炭窒化物による鋭敏化を防ぎ、耐食性を向上させる元素である。さらにＮｂは後述するＺｒとの複合効果により靱性を向上させ、表面欠陥の発生を抑える。その効果はＮｂ含有量が０．０１０％以上で得られる。一方、Ｎｂ含有量が０．１５０％を超えると、ステンレス鋼板が硬質化し加工性が低下する。また、Ｎｂ含有量が０．１５０％を超えると、再結晶温度の上昇を招き、製造性が低下する。従って、Ｎｂ含有量は０．０１０〜０．１５０％の範囲とする。下限について好ましいＮｂ含有量は０．０３０％以上であり、さらに好ましくは０．０７０％以上である。上限について好ましいＮｂ含有量は０．１００％未満であり、さらに好ましくは０．０９０％以下である。

Ｚｒ：０．００５〜０．１５０％
ＺｒはＴｉ同様に、ＣおよびＮを固定してＣｒ炭窒化物による鋭敏化を防ぎ、耐食性を向上させる元素である。さらにＺｒは、後述するＮｂとの複合効果により靱性を向上させ、表面欠陥の発生を抑える。これらの効果を得るためには０．００５％以上のＺｒの含有が必要である。一方、Ｚｒ含有量が０．１５０％を超えると、表面にＺｒ系介在物が析出し、表面欠陥の増大を招く。従って、Ｚｒ含有量は０．００５〜０．１５０％の範囲に限定する。下限について好ましいＺｒ含有量は０．０１０％以上であり、さらに好ましくは０．０３０％以上である。上限について好ましいＺｒ含有量は０．１００％未満であり、さらに好ましくは０．０８０％以下である。

本発明においては、安定化元素としてＴｉのみを含有するＳＵＳ４４３Ｊ１に対して、ＮｂおよびＺｒを複合的に添加することで、安定化元素の組成がＴｉのみである場合と同等の温度での冷延板焼鈍にて十分に軟質化し、さらに、表面欠陥の発生を抑えるとともに、靭性を向上させられることが見出された。具体的には、ＳＵＳ４４３Ｊ１の安定化元素（Ｔｉ，Ｎｂおよび，Ｚｒ）を下記の（１）式の制限の下に、０．１０〜０．５０％のＴｉと、０．０１０〜０．１５０％のＮｂと、０．００５〜０．１５０％のＺｒとを含有する成分組成とすることで、安定化元素の組成がＴｉのみである場合と同等の温度での冷延板焼鈍にて十分に軟質化し、さらに、表面欠陥の発生低減と高い靱性の実現を同時に達成することが可能であることが見出された。その機構は以下によると推察される。

鋼中にＮｂとＺｒとを複合的に含有することで、Ｔｉ単独添加系のフェライト系ステンレス鋼において生成するＴｉＮに比べて、サイズが小さなＴｉとＺｒとＮｂの複合炭窒化物（（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ）（Ｃ，Ｎ））が分散して析出することとなり、靱性向上と表面欠陥発生の低減が実現されると考えられる。上記の（（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ）（Ｃ，Ｎ））を十分に生成するためには、下記（１）式を満たすことが必要である。
Ｚｒ≦Ｎｂ≦Ｔｉ （１）
なお、（１）式中のＺｒ、ＮｂおよびＴｉは、各成分の含有量（質量％）を意味する。

ＴｉとＮｂの関係について好ましくはＴｉ≧１．５Ｎｂ、さらに好ましくはＴｉ≧２Ｎｂである。ＮｂとＺｒの関係について好ましくはＮｂ≧１．３Ｚｒ、さらに好ましくはＮｂ≧１．５Ｚｒである。

Ｎ：０．０２０％以下
Ｎは、鋼中に不可避的に混入する元素である。しかし、Ｎ含有量が０．０２０％を超えると耐食性と加工性が著しく低下する。従って、Ｎ含有量は０．０２０％以下とする。より好ましくは０．０１５％以下である。

以上、基本成分について説明したが、上述の通り、本発明ではその他にも、以下に述べる元素を適宜含有させることができる。

Ｃｏ：０．０１〜０．５０％
Ｃｏは、ステンレス鋼の耐隙間腐食性を向上させる元素である。この効果はＣｏ含有量が０．０１％以上で得られる。しかし、その含有量が０．５０％を超えると、その効果は飽和し、さらに加工性が低下する。そのため、Ｃｏを添加する場合は、Ｃｏ含有量を０．０１〜０．５０％とする。下限について好ましいＣｏ含有量は０．０２％以上であり、さらに好ましくは０．０３％以上である。上限について好ましいＣｏ含有量は０．３０％以下であり、さらに好ましくは０．１０％以下である。

Ｍｏ：０．０１〜０．３０％
Ｍｏには、ステンレス鋼の耐隙間腐食性を向上させる効果がある。その効果はＭｏ含有量が０．０１％以上の含有で得られる。しかし、Ｍｏ含有量が０．３０％を超えるとその効果は飽和し、さらに粗大な金属間化合物を生成させて靱性を低下させる。そのため、Ｍｏを添加する場合は、Ｍｏ含有量を０．０１〜０．３０％とする。下限について好ましいＭｏ含有量は０．０２％以上であり、さらに好ましくは０．０３％以上である。上限について好ましいＭｏ含有量は０．２０％以下であり、さらに好ましくは０．１０％以下である。

Ｗ：０．０１〜０．５０％
Ｗは、ステンレス鋼の耐隙間腐食性を向上させる元素である。その効果はＷ含有量が０．０１％以上で得られる。しかし、その含有量が０．５０％を超えるとその効果は飽和し、さらに加工性が低下する。そのため、Ｗを添加する場合はＷ含有量を０．０１〜０．５０％とする。下限について好ましいＷ含有量は０．０２％以上であり、さらに好ましくは０．０３％以上である。上限について好ましいＷ含有量は０．３０％以下であり、さらに好ましくは０．１０％以下である。

Ｖ：０．０１〜０．５０％
Ｖは、ステンレス鋼の耐隙間腐食性を向上させる元素である。この効果はＶ含有量が０．０１％以上で得られる。しかし、その含有量が０．５０％を超えるとその効果は飽和し、さらに加工性が低下する。そのため、Ｖを添加する場合はＶ含有量を０．０１〜０．５０％とする。より好ましくは０．０１〜０．３０％の範囲である。さらに好ましくは０．０１〜０．１０％の範囲である。

Ｂ：０．０００３〜０．００３０％
Ｂは、熱間加工性や２次加工性を向上させる元素であり、ＢはＴｉ添加鋼に対して添加することが有効である。この効果はＢ含有量が０．０００３％以上で得られる。一方、Ｂ含有量が０．００３０％を超えると靱性が低下する。従って、Ｂを添加する場合はＢ含有量を０．０００３〜０．００３０％の範囲にする。下限について好ましいＢ含有量は０．００１５％以上である。上限について好ましいＢ含有量は０．００２５％以下である。

Ｍｇ：０．０００５〜０．０１００％
Ｍｇは、溶鋼中でＡｌとともにＭｇ酸化物を形成し脱酸剤として作用する。この効果はＭｇ含有量が０．０００５％以上で得られる。一方、Ｍｇ含有量が０．０１００％を超えると鋼の靱性が低下して製造性が低下する。従って、Ｍｇを添加する場合はＭｇ含有量を０．０００５〜０．０１００％の範囲に限定する。下限について好ましいＭｇ含有量は、０．００１０％以上である。上限について好ましいＭｇ含有量は０．００５０％以下であり、さらに好ましくは０．００３０％以下である。

Ｃａ：０．０００３〜０．００３０％
Ｃａは、熱間加工性を向上させる元素である。この効果はＣａ含有量が０．０００３％以上で得られる。一方、Ｃａ含有量が０．００３０％を超えると鋼の靱性が低下する。また、ＣａＳの析出により耐食性も低下する。従って、Ｃａを添加する場合は、Ｃａ含有量を０．０００３〜０．００３０％の範囲に限定する。下限について好ましいＣａ含有量は０．００１％以上である。上限について好ましいＣａ含有量は０．００２％以下である。

Ｙ：０．００１〜０．２０％
Ｙは、溶鋼の粘度減少を減少させ、清浄度を向上させる元素である。この効果はＹ含有量が０．００１％以上で得られる。一方、Ｙ含有量が０．２０％を超えるとその効果は飽和し、さらに、加工性が低下する。そこで、Ｙを添加する場合は、Ｙ含有量は０．００１〜０．２０％の範囲に限定する。より好ましくは０．００１〜０．１０％の範囲である。

ＲＥＭ（希土類金属）：０．００１〜０．１０％
ＲＥＭ（希土類金属：Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄなどの原子番号５７〜７１の元素）は、耐高温酸化性を向上させる元素である。この効果はＲＥＭ含有量が０．００１％以上で得られる。一方、ＲＥＭ含有量が０．１０％を超えるとその効果が飽和するだけでなく、熱間圧延の際に表面欠陥が生じる。そこで、ＲＥＭを添加する場合はＲＥＭ含有量を０．００１〜０．１０％の範囲に限定する。下限について好ましいＲＥＭ含有量は０．００５％以上である。上限について好ましいＲＥＭ含有量は０．０５％以下である。

Ｓｎ：０．００１〜０．５０％
Ｓｎは、圧延時における変形帯生成の促進によるリジング向上に効果的である。この効果はＳｎの含有量が０．００１％以上で得られる。しかし、Ｓｎの含有量が０．５０％を超えるとその効果が飽和するだけでなく、さらに加工性が低下する。そこで、Ｓｎを添加する場合はその含有量を０．００１〜０．５０％とする。下限について好ましいＳｎ含有量は０．００３％以上である。上限について好ましいＳｎ含有量は０．２０％以下である。

Ｓｂ：０．００１〜０．５０％
Ｓｂは、圧延時における変形帯生成の促進によるリジング向上に効果的である。この効果はＳｂの含有量が０．００１％以上で得られる。しかし、Ｓｂの含有量が０．５０％を超えるとその効果が飽和するだけでなく、さらに加工性が低下する。そこで、Ｓｂを添加する場合はその含有量を０．００１〜０．５０％とする。下限について好ましいＳｂ含有量は０．００３％以上であり、上限について好ましいＳｂ含有量は０．２０％以下である。

以上の成分以外の残部はＦｅおよび不可避的不純物である。ここでいう不可避的不純物の代表例には、Ｈ、Ｏ（酸素）、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂなどがある。これらの元素のうち、ＨおよびＯ（酸素）は０．０５％以下の範囲で含むことができる。その他の元素については０．３％以下の範囲で含むことができる。

次に本発明のフェライト系ステンレス鋼板の好適な製造方法について説明する。上記した成分組成の鋼を、転炉、電気炉、真空溶解炉等の公知の方法で溶製し、連続鋳造法あるいは造塊−分塊法により鋼素材（スラブ）とする。この鋼素材を１０００℃〜１２００℃に加熱後、仕上温度を７００℃〜１０００℃の条件で、板厚２．０ｍｍ〜５．０ｍｍになるように熱間圧延する。こうして作製した熱延板を８００℃〜１１００℃の温度で焼鈍し酸洗を行い、次に、冷間圧延を行い、７００℃〜１０００℃の温度で冷延板焼鈍を行う。冷延板焼鈍後には酸洗を行い、スケールを除去する。スケールを除去した冷延板にはスキンパス圧延を行ってもよい。

また、本発明は上記のような冷延板製品のみに限らず、熱延板製品としても有効である。

表１（表１−１と表１−２を合わせて表１とする。）、表２（表２−１と表２−２を合わせて表２とする）、表３（表３−１と表３−２を合わせて表３とする。）に示す組成を有するフェライト系ステンレス鋼を１００ｋｇ鋼塊に溶製した後、１２００℃の温度に加熱して熱間圧延を行って板厚４．０ｍｍの熱延板を得た。その後、１１００℃での焼鈍、および通常の方法での酸洗を行った後、板厚２．０ｍｍまでの冷間圧延と９００℃での焼鈍、通常の方法での酸洗を行った。

得られた冷延焼鈍板について、孔食電位測定（ＪＩＳ Ｇ ０５７７）を行い、耐食性を評価した。孔食電位が２９０ｍＶ（ｖｓ．ＳＣＥ）以上であったものを「○」（合格）、２９０ｍＶ未満であったものを「▲」（不合格）と評価した。

また、得られた冷延焼鈍板に対して、圧延方向に試験片（ＪＩＳ Ｂ ７７２２ Ｖノッチ）を採取してシャルピー衝撃試験を行い、鋼板の靱性を評価した。２５℃でのシャルピー衝撃値が２００Ｊ／ｃｍ^２以上であったものを「○」（合格）、２００Ｊ／ｃｍ^２未満であったものを「▲」（不合格）と評価した。

さらに、冷延焼鈍板の表面を観察して、表面の筋状模様の密度を計測することで表面欠陥の量について評価した。各組成の鋼板を１０枚ずつ作製し、各鋼板の表の面の中心部の幅２００ｍｍ×長さ２００ｍｍの領域について、Ｌ方向の長さが１０ｍｍを超える筋状模様の数を測定し、その平均数が１以下であったものを「○」（合格）、１より多かったものを「▲」（不合格）と評価した。

さらに、焼鈍を施す前の冷延鋼板を用いて、８８０℃にて２０ｓの焼鈍においても、十分に軟質化するかを評価した。評価は、冷延ままの鋼板の硬さ（ａ）と、８８０℃にて２０ｓの焼鈍を施した鋼板の硬さ（ｂ）と、十分に軟質化した場合の指標として１０００℃にて２０ｓの焼鈍を施した鋼板の硬さ（ｃ）とを比較して評価した。評価には、長さ１５ｍｍ×幅２０ｍｍの鋼板を３枚切出し、ｂとｃを測定する試験片については前述したそれぞれの焼鈍を行った後、鋼板を長さ１５ｍｍ×幅１０ｍｍのサイズに切断して、その断面から測定されたビッカース硬さを用いた。焼鈍を行うと、鋼板の硬さはａからｃへ向かって変化するが、その軟質化のうちの９０％以上が、８８０℃における２０ｓの焼鈍で達成されるもの、すなわちｃ＋０．１×（ａ−ｃ）≧ｂとなったものを「○」（合格）と評価した．また、そうでなかったものを「▲」（不合格）と評価した。

得られた結果を表１、２、３に示す。発明鋼は孔食電位測定の評価、シャルピー衝撃値の評価、表面欠陥の評価、軟質化温度の評価が全て「○」であり、耐食性と靱性が良好で、表面欠陥が少なく、かつ、製造性にも問題が無いことが分かる。

試験Ｎｏ．３４の比較例は、Ｃｒ含有量が本発明の範囲よりも低いため、耐食性に劣る。

試験Ｎｏ．３５の比較例は、Ｃｒ含有量が本発明の範囲よりも高いため、靱性に劣る。

試験Ｎｏ．３６の比較例は、Ｎｉ含有量が本発明の範囲よりも低いため、耐食性に劣る。

試験Ｎｏ．３７の比較例は、Ｔｉ含有量が本発明の範囲よりも低いため、耐食性に劣る。

試験Ｎｏ．３８の比較例は、Ｔｉ含有量が本発明の範囲よりも高いため、靱性に劣り表面欠陥が多い。

試験Ｎｏ．３９の比較例は、Ｎｂ含有量が本発明の範囲よりも低いため、靱性に劣り表面欠陥が多い。

試験Ｎｏ．４０の比較例は、Ｎｂ含有量が本発明の範囲よりも高いため、軟質化温度が高く製造性に劣る。

試験Ｎｏ．４１の比較例は、Ｚｒ含有量が本発明の範囲よりも低いため、靱性に劣り表面欠陥が多い。

試験Ｎｏ．４２の比較例は、Ｚｒ含有量が本発明の範囲よりも高いため、表面欠陥が多い。

試験Ｎｏ．５７の比較例は、Ｎｂ含有量とＺｒ含有量がどちらも本発明の範囲よりも低いため、靱性に劣り表面欠陥が多い。

試験Ｎｏ．５８の比較例は、Ｔｉ含有量とＺｒ含有量が本発明の範囲よりも低く、Ａｌ含有量とＮｂ含有量が本発明の範囲よりも高いため、靱性に劣り表面欠陥が多く、さらに軟質化温度が高く製造性に劣る。

なお、試験Ｎｏ．４３〜５４、６７、６８の比較例については、図１および図２を使って以下に説明する。

図１には，本発明例の結果と、組成が本発明範囲内でありＮｂ≧Ｚｒを満たしてかつＴｉ≧Ｎｂを満たさない比較例（Ｎｏ．４３〜４８）の結果とについて、シャルピー衝撃値の評価および表面欠陥の評価について、横軸にＴｉ含有量を、縦軸にＮｂ含有量を取ってグラフにまとめた。なお、図に示した鋼板は全てシャルピー衝撃値の評価が合格のものは表面欠陥の評価も合格であり、シャルピー衝撃値の結果が不合格のものは表面欠陥の評価も不合格である。図１に示す通り、本発明の組成範囲内にて優れた靱性と表面欠陥の低減を同時に達成するためにはＴｉ≧Ｎｂを満たすことが必要である。

図２には、本発明例の結果と、組成が本発明範囲内でありＴｉ≧Ｎｂを満たしてかつＮｂ≧Ｚｒを満たさない比較例（Ｎｏ．４９〜５４、６７、６８）の結果とについて，シャルピー衝撃値の評価および表面欠陥の評価について、横軸にＮｂ含有量を、縦軸にＺｒ含有量をとってグラフにまとめた。図２に示すとおり、本発明の組成範囲内にて優れた靱性と表面欠陥の低減を同時に達成するためには、Ｎｂ≧Ｚｒを満たすことが必要である。さらに、図１と図２から本発明の組成範囲内にて優れた靱性と表面欠陥の低減を同時に達成するためにはＴｉ≧Ｎｂ、Ｎｂ≧Ｚｒの双方、即ちＺｒ≦Ｎｂ≦Ｔｉを満たすことが必要であることが分かる。

なお、試験Ｎｏ．５５および５６の比較例は、組成が本発明範囲内であり、Ｔｉ≧Ｎｂ、Ｎｂ≧Ｚｒの双方を満たさず、シャルピー衝撃値の結果および表面欠陥の評価の両方が不合格であった。

本発明のフェライト系ステンレス鋼板は、靱性に優れ、表面欠陥が少ないため、エレベーターの内板をはじめとして、インテリア、ダクトフード、マフラーカッタ、ロッカー、家電製品用部品、事務用品用部品、自動車内装用部品、自動車排気用配管、建材、排水溝の蓋、海上輸送用コンテナー、器物、厨房機器、建築内外装材、自動車部品、エスカレータ、鉄道車両および電気装置筐体外板等を中心に、耐食性が要求される部材に加え、靱性や意匠性が要求される部材として好適である。

Claims (4)

1. 質量％で、Ｃ：０．０２０％以下、Ｓｉ：０．０５〜０．４０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ａｌ：０．００１〜０．１５％、Ｃｒ：２０．０〜２３．０％、Ｎｉ：０．０１〜０．８０％、Ｃｕ：０．３０〜０．８０％、Ｔｉ：０．１０〜０．５０％、Ｎｂ：０．０１０〜０．１５０％、Ｚｒ：０．００５〜０．１５０％、およびＮ：０．０２０％以下を含有し、下記（１）式を満足し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
   Ｚｒ≦Ｎｂ≦Ｔｉ （１）
   （なお、（１）式中のＺｒ、ＮｂおよびＴｉは、各成分の含有量（質量％）を意味する。）
2. さらに、質量％で、Ｃｏ：０．０１〜０．５０％、Ｍｏ：０．０１〜０．３０％およびＷ：０．０１〜０．５０％のうちから選んだ１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
3. さらに、質量％で、Ｖ：０．０１〜０．５０％、Ｂ：０．０００３〜０．００３０％、Ｍｇ：０．０００５〜０．０１００％、Ｃａ：０．０００３〜０．００３０％、Ｙ：０．００１〜０．２０％およびＲＥＭ（希土類金属）：０．００１〜０．１０％のうちから選んだ１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１または２に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
4. さらに、質量％で、Ｓｎ：０．００１〜０．５０％およびＳｂ：０．００１〜０．５０％のうちから選んだ１種または２種を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフェライト系ステンレス鋼板。

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