TWI654320B

TWI654320B - 剪切端面之耐蝕性優異的肥粒鐵－沃斯田鐵系不鏽鋼板

Info

Publication number: TWI654320B
Application number: TW105108114A
Authority: TW
Inventors: 石丸詠一朗; 川真知
Original assignee: 日商新日鐵住金不銹鋼股份有限公司
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2019-03-21
Also published as: ES2773868T3; EP3276028A1; JPWO2016152622A1; EP3276028B1; KR20170115092A; WO2016152622A1; KR101973309B1; JP6379282B2; EP3276028A4; TW201641718A; CN107429341A; CN107429341B

Abstract

本發明之肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板，以質量%計，含有：C：0.03%以下、Si：0.1~1.0%、Mn：0.5~5.0%、P：0.04%以下、Al：0.015~0.10%、Cr：19.0~24.0%、Ni：0.60~2.30%、Cu：0.5~1.5%、Co：0.05~0.25%、V：0.01~0.15%、Ca：0.002%以下、N：0.06~0.20%、及S：0.0002~0.0040%，且剩餘部分為Fe及不可避免的雜質；Co+0.25V之值為0.10以上且小於0.25；金屬組織僅由肥粒鐵相與沃斯田鐵相構成；肥粒鐵相之平均結晶粒徑在5~20μm，沃斯田鐵相之平均結晶粒徑在2~10μm；長徑1~5μm之硫化物以每5mm²為5~20個的量存在。

Description

剪切端面之耐蝕性優異的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板

技術領域

本發明有關於剪切端面之耐蝕性優異的肥粒鐵-沃斯田鐵系(二相系)不鏽鋼板。特別是，本發明有關於一種適用於大氣環境中經剪切加工之狀態下且未進行剪切端面之耐蝕性處理而使用之用途的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板。

本申請案依據2015年3月26日，在日本申請之日本專利特願2015-065028號主張優先權，且在此引用其內容。

背景技術

肥粒鐵-沃斯田鐵系(二相系)不鏽鋼因其優異之強度與耐蝕性於廣泛用途中使用。自太陽電池之架台等幾不需加工者，至如屋外配線等支撐構件的加工繁雜者，其用途係各式各樣。

如此之肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板的製造過程中，因其便利性多利用剪切加工進行鋼板的切出、成形、衝孔。此外，通常，該肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板係經剪切加工之狀態，未進行剪切端面之耐蝕性處理地使用。

於剪切加工肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼，且未進行端面之耐蝕性處理而使用時，相較於平滑之表面，端面之腐蝕(端面腐蝕、端面生鏽)嚴重，端面之腐蝕將成為流鏽或鏽漬的原因，成為鋼板整體之耐蝕性下降的原因。該端面生鏽之問題與端面露出基質鐵之鍍敷鋼板等不同，即使為端面但因不活性化而保留某種程度之耐蝕性的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼，尚未受到重視。

但，隨著肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼之市場擴大，使用環境亦擴大，平滑之表面與端面的耐蝕性差異造成問題。肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板於常溫下存在有肥粒鐵相與沃斯田鐵相，存在於該剪切端面之肥粒鐵相便成為生鏽的原因。

肥粒鐵系不鏽鋼端面之生鏽被稱作是因凹凸之微隙縫腐蝕所造成。很久以前就有關於隙縫腐蝕之研究，最近亦於專利文獻1或專利文獻2等中揭示了耐隙縫腐蝕性優異的肥粒鐵系不鏽鋼板。

該等肥粒鐵系不鏽鋼板雖可有效對付隙縫腐蝕等局部腐蝕，但對於抑制剪切端面之生鏽(鏽之產生)則並不充分，而有產生端面腐蝕的情形。

因如此背景，著眼於端面之毛邊特性的專利文獻3中揭示了一種剪切端面之耐蝕性優異的肥粒鐵系不鏽鋼板。此外，專利文獻4中揭示了一種可得良好之剪切端面形狀的加工方法。

如前述，迄今檢討、開發了各種改善肥粒鐵系不鏽鋼端面之耐蝕性的方法。

然而，肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼具有較肥粒鐵系不鏽鋼高強度之特性。因此，肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼之剪切面的特性與肥粒鐵系不鏽鋼之剪切面特性大幅相異。此外，除了剪切面之形狀以外，因沃斯田鐵相與肥粒鐵相之強度差容易形成微小之空隙形狀，此將大幅地影響耐蝕性。因此，為改善肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼之剪切端面的耐蝕性，僅以前述專利文獻所記載之以往方法並不充分，仍舊殘留產生於剪切端面之生鏽的問題。

先前技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2005-89828號公報

專利文獻2：日本專利特開2006-257544號公報

專利文獻3：日本專利第5375069號公報

專利文獻4：日本專利特開2010-137344號公報

發明概要

本發明可有效地解決前述問題，即關於在不進行耐蝕性處理下可於大氣環境中使用之肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板，本發明之目的在於提供一種可提升剪切端面之耐蝕性的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板。

發明人等為改善肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板之剪切端面的耐蝕性，進行了各種檢討。特別是，進行細緻地觀察剪切端面之腐蝕狀態後，發現腐蝕之起點在斷裂面，減少該斷裂面、及降低斷裂面之表面粗糙度即可防止腐蝕。

此處，斷裂面係剪切鋼板後觀察加工面時所確認之被稱作「凹陷」、「剪切面」、「斷裂面」及「毛邊」之表面狀態中之一者。

因此，關於改善前述耐蝕性，更加反覆檢討之結果，發明人等對於改善斷裂面方面，發現藉由控制肥粒鐵相與沃斯田鐵相之結晶粒徑於適當之範圍內，且適當地存在硫化物係為有效。此外，發明人等發現藉由添加微量之Co與V作為改善耐蝕性的成分，可改善沃斯田鐵相與肥粒鐵相分別之耐蝕性，結果，一併提升剪切部之耐蝕性。

本發明之一態樣係依據前述觀察所得知識而作成，其要件係如下述。

(1)一種剪切端面之耐蝕性優異的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板，具有以下化學成分：以質量%計，含有：C：0.03%以下、Si：0.1~1.0%、Mn：0.5~5.0%、P：0.04%以下、Al：0.015~0.10%、 Cr：19.0~24.0%、Ni：0.60~2.30%、Cu：0.5~1.5%、Co：0.05~0.25%、V：0.01~0.15%、Ca：0.002%以下、N：0.06~0.20%、及S：0.0002~0.0040%，且剩餘部分為Fe及不可避免的雜質；Co+0.25V之值為0.10以上且小於0.25；金屬組織僅由肥粒鐵相與沃斯田鐵相構成；前述肥粒鐵相之平均結晶粒徑在5~20μm之範圍，前述沃斯田鐵相之平均結晶粒徑在2~10μm之範圍；鋼中長徑1~5μm之硫化物以每5mm²為5~20個的量存在。

(2)如(1)記載之剪切端面之耐蝕性優異的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板，其更含有選自以下群組的1種以上。

第1群組：以質量%計，選自於Nb：0.005~0.2%、Ti：0.005~0.2%、W：0.005~0.2%、及Mo：0.01~1.0%之1種或2種以上。

第2群組：以質量%計，選自於Sn：0.005~0.2%、Sb：0.005~0.2%、Ga：0.001~0.05%、Zr：0.005~0.5%、Ta：0.005~0.1%、及B：0.0002~0.0050%之1種或2種以上。

(3)如(1)或(2)記載之剪切端面之耐蝕性優異的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板，其中前述Co+0.25V之值為0.12以上且小於0.25。

(4)如(1)~(3)中任一者記載之剪切端面之耐蝕性優異的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板，其中前述Co、V、S、N、Cr及Ni中任1種以上之各別含量，以質量%計滿足以下範圍：Co：0.05~0.12%、V：0.08~0.12%、S：0.0003~0.0010%、N：0.08~0.17%、Cr：20.0~23.0%、Ni：1.0~1.5%。

(5)如(1)~(3)中任一者記載之剪切端面之耐蝕性優異的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板，其中前述V含量以質量%計滿足以下範圍：V：0.01%~小於0.05%。

(6)如(5)記載之剪切端面之耐蝕性優異的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板，其中前述Co、S、N、Cr及Ni中任1種以上之各別含量，以質量%計滿足以下範圍：Co：0.05~0.12%、S：0.0003~0.0010%、N：0.08~0.17%、Cr：20.0~23.0%、Ni：1.0~1.5%。

依據本發明之一態樣，在未對剪切端面進行耐蝕性處理的狀態下，於主要於大氣環境中所使用之肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板中，可提升剪切端面的耐蝕性。因此，可提升肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板整體之耐蝕性。結果，可抑制因鋼板之腐蝕所造成的美觀損失、壽命下降等。

圖1係顯示會影響剪切加工後之耐蝕性的肥粒鐵相與沃斯田鐵相之平均結晶粒徑之關係的圖表。

圖2係顯示會影響剪切加工後之耐蝕性的硫化物之尺寸與個數之關係的圖表。

用以實施發明之形態

以下，說明本發明之肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板(以下，亦僅稱作鋼板。)的一實施形態。

首先，說明限定本實施形態之鋼板之成分組成的理由。再者，顯示鋼之成分的%，若未特別說明則係質量%之意。

C：0.03%以下

C係不可避免地混入鋼中之元素，但C量大於0.03%時，沃斯田鐵相及肥粒鐵相中析出Cr₂₃C₆，敏化結晶粒界，使耐蝕性下降。因此，C量以少為佳，但可至0.03%以下。並未特別限定C量之下限值，但由生產性及成本之觀點來看，以0.002%以上為佳，以0.008%以上更佳。C量之上限值以0.025%以下為佳。

Si：0.1~1.0%

Si係可作為脫氧劑之元素。然而，Si量(含有率)小於0.1%時，未能得到充分之脫氧效果，氧化物大量地分散於鋼中，擠壓加工時之裂痕起點增加。另一方面，添加大於1.0%之Si時，肥粒鐵相將硬質化導致加工性下降。因此，將Si量限定於0.1~1.0%之範圍。Si量以0.3%以上為佳，為更加抑制加工性之下降，以0.7%以下為佳。

Mn：0.5~5.0%

Mn具脫氧作用。此外，本實施形態中可知藉由控制MnS之分散狀態，具有防止剪切端面中斷裂面部分之表面粗糙度增加的效果。該機制尚未明確，但可由以下推測出。

換言之，係因存在不會對耐蝕性造成影響之程度的較微細之MnS粒子使斷裂面之龜裂變得容易傳播，容易產生直線之斷裂面的形狀之故。但，於S量少之本實施形態鋼板中，Mn量小於0.5%時未能得到該效果。另一方面，Mn量大於5.0%時，於鈍化被膜內開始生成Mn氧化物，反倒導致耐蝕性下降。因此，限定Mn量於0.5~5.0%之範圍。由防止表面粗糙度下降之觀點來看，Mn量以設為1.0%以上為佳。為抑制鈍化被膜內之Mn氧化物之生成，Mn量以設為4.0%以下為佳。

P：0.04%以下

P係使耐蝕性下降之元素。又，因於結晶粒界偏析P將使熱加工性下降，故添加過剩量之P將使製造變得困難。藉此，P含量以低為佳，但可容許至0.04%以下，故將P量限制為0.04%以下。P量以設為0.03%以下為佳。

Al：0.015~0.10%

Al係用以脫氧之有效成分，故需含有0.015%以上之Al。另一方面，Al量大於0.10%時，因Al系之非金屬夾雜物造成的表面瑕疵增加，且Al系之非金屬夾雜物將成為裂痕起點。因此，將Al量設為0.015~0.10%。由充分地發揮脫氧效果之觀點來看，Al量以設為0.02%以上為佳。為抑制Al系之非金屬夾雜物的生成，Al量以設為0.05%以下為佳。

Cr：19.0~24.0%

Cr係決定不鏽鋼之耐蝕性的重要元素。本實施形態係分別混雜有約50%之肥粒鐵相與沃斯田鐵相的組織，於分離成二相時，肥粒鐵相中Cr濃縮。另一方面，沃斯田鐵相中Cr量下降，但作為沃斯田鐵生成元素之N濃縮。為確保沃斯田鐵相之耐蝕性，含有19.0%以上的Cr。Cr量以20.0%以上為佳。

另一方面，Cr量大於24.0%時，將容易生成轉化為肥粒鐵相之σ相，導致材料硬化、耐蝕性下降。因此，將Cr量設為24.0%以下。Cr量以設為23.0%以下為佳。

Cu：0.5%~1.5%

Cu有於產生腐蝕後之不鏽鋼表面形成被膜，抑制因陽極反應造成基質鐵溶解的效果。因此，亦為有助於提升耐生鏽性及提升耐隙縫腐蝕性之元素。

該效果於Cu量小於0.5%時無法期待。另一方面，Cu量大於1.5%時，於高溫下將促進脆化，熱加工性下降。因此，將Cu量限定於0.5%~1.5%之範圍。由提升耐生鏽性及耐隙縫腐蝕性之觀點來看，Cu量以設為0.7%以上為佳。為更加抑制熱加工性下降，Cu量以設為1.2%以下為佳。

Ni：0.60~2.30%

Ni係可抑制酸導致之陽極反應，於較低之pH下亦可維持鈍態的元素。換言之，Ni對耐隙縫腐蝕性之效果高，顯著地抑制活性溶解狀態之腐蝕的進行。Ni量小於0.60%時，未能得到提升耐隙縫腐蝕性之效果，此外，沃斯田鐵相之比率下降，使加工性顯著地下降。另一方面，Ni量大於2.30%時，沃斯田鐵相之比率增加，使熱加工性下降。因此，將Ni量限定於0.60~2.30%之範圍。再者，Ni量之下限值以1.0%以上為佳，以1.5%以上較佳。Ni量之上限值以1.5%以下為佳。

N：0.06~0.20%

N係穩定沃斯田鐵相，甚至提升耐蝕性之重要元素。N量小於0.06%時，沃斯田鐵相之比率為少量，加工性下降，且沃斯田鐵相之耐蝕性下降。另一方面，N量大於0.20%時，反倒大量的生成沃斯田鐵相，熱加工性顯著地下降。因此，將N量設為0.06~0.20%。由穩定化沃斯田鐵相之觀點來看，N量以設為0.08%以上為佳。為更加抑制熱加工性之下降，N量以設為0.17%以下為佳。

Co：0.05~0.25%

Co係顯示與Ni相同之動作，使沃斯田鐵相穩定的元素。藉由與Ni共存即使添加微量之Co仍顯現該效果，但Co量小於0.05%時，未能顯現該效果。又，Co因穩定化高溫域中沃斯田鐵相之析出，促進對沃斯田鐵相之N濃縮，使肥粒鐵相之N量大幅地下降。因此，Co有助於抑制Cr碳氮化物(特別是Cr氮化物)的析出。本實施形態之鋼板的耐蝕性下降之主因係隨著Cr碳氮化物之析出，Cr碳氮化物周邊之Cr濃度下降。因此，Co特別有助於抑制Cr碳氮化物之析出，可抑制肥粒鐵粒界或肥粒鐵相與沃斯田鐵相之界面的耐蝕性劣化。另一方面，添加過剩量之Co將使沃斯田鐵相之比率上升，導致熱加工性下降。此外，因Co係稀有元素且價高，添加大量之Co將導致過多的成本增加。因此，將Co量之上限設為0.25%以下。由穩定化沃斯田鐵之觀點來看，Co量以設為0.08%以上為佳。為更加抑制熱加工性之下降，Co量之上限值以設為0.20%以下為佳，以設為0.12%以下更佳。

V：0.01~0.15%

V係非常強之碳氮化物生成元素。藉於肥粒鐵相中存在V，將容易於高溫域中生成碳氮化物。本實施形態之鋼板的耐蝕性下降之主因係隨著Cr碳氮化物之析出，Cr碳氮化物周邊的Cr濃度下降。因此，藉於高溫域中析出V碳氮化物，可抑制低溫域之Cr碳氮化物的析出。該效果於添加0.01%以上之V時可顯現，故將V量之下限設為0.01%以上。另一方面，添加過剩量之V將導致硬質化，故將V量之上限設為0.15%以下。由促進V系碳氮化物之生成，抑制Cr碳氮化物析出之觀點來看，V量以設為0.05%以上為佳，以設為0.08%以上更佳。為更抑制硬質化而將V量設為0.12%以下為佳。藉由少量之V量顯現前述效果時，V量以小於0.05%為佳。

Ca：0.002%以下

Ca係有助於脫氧的成分。又，Ca亦為生成硫化物之元素，Ca係有助於使賦與剪切斷裂面良好特性之硫化物穩定的元素。為得到該效果，Ca量以設為0.0003%以上為佳。但，Ca量大於0.002%時，將生成粗大之CaS，成為生鏽起點。因此，將Ca量設為0.002%以下。

S：0.0002~0.0040%

S係本實施形態中重要之元素。以往，S於不鏽鋼中形成Mn或Ca等硫化物，成為使耐蝕性下降的主因，故要求減少S量。然而，發明人等之研究中，即使為以往即不被喜愛之MnS或CaS，只要適當地控制其粒徑及分散狀態，即可穩定地高度維持剪切端面之表面特性，可確實地不使耐蝕性下降。

為使S含量小於0.0002%，需嚴格選擇原料，又因將增加脫硫步驟之負擔，故將S量之下限設為0.0002%以上。另一方面，S量大於0.0040%時，發現硫化物之粗大化，而成為生鏽的原因。因此，將S量限定於0.0002~0.0040%之範圍。S量之下限值以0.0003%以上較佳，S量之上限值以0.0010%以下較佳。因此，S量之較佳範圍為0.0003~0.0010%。

Co+0.25V之值：0.10以上且小於0.25

本實施形態之鋼板的耐蝕性下降之主因係隨著Cr碳氮化物之析出，Cr碳氮化物周邊的Cr濃度下降。本實施形態中，為抑制Cr碳氮化物，特別是Cr氮化物之生成，直到Cr氮化物之析出溫度上限之前析出充分量的沃斯田鐵相，以減少肥粒鐵相中之N量係為重要。因此，藉由添加Co添加，可有效地促進沃斯田鐵相之析出、及藉由V固定肥粒鐵相中殘留之N。Co+0.25V之值小於0.10時，無減少肥粒鐵相內之N量的效果。因此，肥粒鐵/肥粒鐵粒界中，將生成Cr氮化物使耐蝕性劣化。因此，將Co+0.25V值之下限值設為0.10以上。藉將Co+0.25V之值設為0.12以上，可確實地降低Cr氮化物之生成量。因此，Co+0.25V值之下限值以0.12以上為佳。另一方面，Co+0.25V之值過大時，沃斯田鐵相之比率過度地上升，有導致熱加工性下降的疑慮。因此，將Co+0.25V值之上限值設為小於0.25。

再者，Co+0.25V中，Co、V顯示各別之元素含量(質量%)。

以上，說明本實施形態之鋼板的基本成分，但本實施形態中為改善其他耐蝕性，亦可適當地含有以下所述之元素。

Nb：0.005~0.2%

Nb係固定C、N防止因Cr碳氮化物造成之敏化，提升耐蝕性的元素。然而，Nb量小於0.005%時該添加效果差。另一方面，Nb量大於0.2%時，因固溶強化肥粒鐵相硬質化，造成加工性下降。因此，以將Nb量設為0.005~0.2%之範圍為佳。

Ti：0.005~0.2%

Ti係固定C、N防止因Cr碳氮化物造成之敏化，提升耐蝕性的元素。然而，Ti量小於0.005%時該添加效果差。另一方面，Ti量大於0.2%，將導致肥粒鐵相硬質化，造成韌性下降。此外，因Ti系析出物導致表面粗度下降。因此，以將Ti量設為0.005~0.2%之範圍為佳。

W：0.005~0.2%

W亦與Ti相同具固定C、N，防止因Cr碳氮化物造成之敏化的效果。然而，W量小於0.005%時未能顯現該效果。另一方面，W量大於0.2%時將導致硬質化，造成加工性下降。因此，以將W量設為0.005~0.2%之範圍為佳。

Mo：0.01~1.0%

Mo係提升耐蝕性之元素。然而，Mo量小於0.01%時該添加效果差。另一方面，Mo量大於1.0%時將導致硬質化，造成加工性下降。因此，以將Mo量設為0.01~1.0%為佳。

本實施形態中，更可適當地含有以下所述之元素。

Sn、Sb：0.005~0.2%

Sn、Sb係提升耐蝕性之元素，亦為固溶強化肥粒鐵相之元素。因此，將Sn、Sb各別量之上限設為0.2%。Sn、Sb任一者之量為0.005%以上時，將發揮提升耐蝕性之效果，故將Sn、Sb各別之量設為0.005~0.2%。Sn、Sb各別量之下限值以0.03%以上為佳。Sn、Sb各別量之上限值以0.1%以下為佳。

Ga：0.001~0.05%

Ga係有助於提升耐蝕性之元素。Ga量為0.001%以上時將顯現效果。Ga量大於0.05%時效果達到飽和。因此，可含有0.001~0.05%範圍之量的Ga。

Zr：0.005~0.5%

Zr係有助於提升耐蝕性之元素。Zr量為0.005%以上時將顯現效果。Zr量大於0.5%時效果達到飽和。因此，可含有0.005~0.5%範圍之量的Zr。

Ta：0.005~0.1%

Ta係藉由改質夾雜物來提升耐蝕性之元素，亦可視需要含有。因以0.005%以上量之Ta可發揮效果，故將Ta量之下限設為0.005%以上為佳。但，Ta量大於0.1%時，將導致常溫之延性下降或韌性下降。因此，Ta量之上限以0.1%以下為佳，以0.050%以下較佳。以少量之Ta量顯現前述效果時，Ta量以設為0.020%以下為佳。

B：0.0002~0.0050%

B係有效防止2次加工脆化或熱加工性劣化之元素，係不會影響耐蝕性之元素。因此，可含有以0.0002%以上作為B量下限的B。但，B量大於0.0050%時，將反倒造成熱加工性劣化，故以將B量之上限設為0.0050%以下為佳。B含量之上限以0.0020%以下為佳。

本實施形態之鋼板中，上述元素以外之剩餘部分係Fe及不可避免的雜質，但亦可於不損及本實施形態效果之範圍內含有上述各元素以外之其他元素。

以上，說明了成分系統，但本實施形態之鋼板若僅將成分組成設於前述範圍內仍不充分，將肥粒鐵相與沃斯田鐵相之平均結晶粒徑及MnS之析出狀態設於以下範圍係為重要。

<肥粒鐵相之平均結晶粒徑：5~20μm>

<沃斯田鐵相之平均結晶粒徑：2~10μm>

肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板之金屬組織僅由肥粒鐵相與沃斯田鐵相所構成。肥粒鐵相與沃斯田鐵相各別之結晶粒徑將對機械性質或剪切端面之表面特性造成很大的影響。

肥粒鐵相與沃斯田鐵相之再結晶溫度相異，於沃斯田鐵相之再結晶溫度域中肥粒鐵相產生粒成長。因此，肥粒鐵相之平均結晶粒徑較沃斯田鐵相之平均結晶粒徑，但肥粒鐵相與沃斯田鐵相之粒徑差變大時，強度差亦擴大(變大)。強度差大時，剪切加工時將於肥粒鐵相與沃斯田鐵相之界面產生裂痕，成為隙縫腐蝕的起點。

因此，調查剪切加工時未產生裂痕之平均結晶粒徑的界限值。於圖1顯示其結果。

圖1係顯示會影響剪切加工後之耐蝕性的肥粒鐵相與沃斯田鐵相之平均結晶粒徑之關係的圖表。由圖1可知肥粒鐵相與沃斯田鐵相之平均結晶粒徑中存在適當之組合。由圖1之結果將肥粒鐵相之平均結晶粒徑的上限設為20μm。

此處，肥粒鐵相之平均結晶粒徑小於5μm時，因沃斯田鐵相之再結晶尚未結束，故強度提升且不易形成毛邊。但，斷裂面之面積大幅地增加，耐蝕性下降。沃斯田鐵相之平均結晶粒徑小於2μm時，強度上升係為顯著，因相同理由耐蝕性下降。

另一方面，沃斯田鐵相之平均結晶粒徑大於10μm時，因軟質化之影響造成毛邊增加，斷裂面之粗度下降，且形成微小之空隙。此外，於肥粒鐵相之一部分生成粗大之粒，助長界面裂痕。藉由以上，耐蝕性大幅地下降。

因此，將肥粒鐵相之平均結晶粒徑設為5~20μm，並將沃斯田鐵相之平均結晶粒徑設為2~10μm。

<硫化物：長徑1~5μm之粒子(硫化物)以每5mm²為5~20個的量存在>

以下，說明將鋼板中硫化物之析出狀態限定於前述範圍之理由。

經本發明人等確認施行有剪切加工之端面的腐蝕起點係剪切面與斷裂面之邊界部及斷裂面。因容易於剪切面與斷裂面之邊界部形成空隙，故容易堆積腐蝕因子。此外，因凹窩斷裂產生之凹凸所形成的微細之空隙形狀將促進附著溶液之低pH化、高鹽分化(降低附著溶液之pH，並濃化附著溶液中之鹽分)。因此，剪切面與斷裂面之邊界部及斷裂面將成為容易產生腐蝕之環境，而成為腐蝕起點。因此，藉由抑制剪切面與斷裂面之邊界部形成空隙，推測可形成不易產生腐蝕的剪切端面。此處，硫化物顯示CaS、MnS、CrS、TiCS、CuS等。

此處，本發明人等使用經改變製造條件之試驗片實施耐蝕性試驗。並且，擷取出數個耐蝕性良好之試驗片、及作為比較之耐蝕性較差之試驗片，解析試驗片之微觀組織。於圖2顯示該結果。圖2係顯示會影響剪切加工後之耐蝕性的硫化物之尺寸與個數之關係的圖表。此處，圖2中硫化物之大小(尺寸)係伸展後之硫化物長徑的最大值。圖2中硫化物之個數係長徑1~5μm之硫化物的個數(每5mm²之個數)。如圖2所示，硫化物之析出形態與剪切端面之特性相關，可知存在產生腐蝕少的條件。換言之，可知鋼中具1~5μm長徑之硫化物以每5mm²為5~20個的量存在係為重要。此處，長徑小於1μm之硫化物(圖2中硫化物之大小(長徑之最大值)小於1μm時)所達到之抑制斷裂時產生之龜裂的效果小。另一方面，若為長徑大於5μm之硫化物(圖2中硫化物之大小(長徑之最大值)大於5μm時)，則出現在表面的硫化物會脫落而形成巨大的龜裂。因此，將對象之硫化物的長徑設為1~5μm之範圍。藉此，本實施形態中將長徑1~5μm之硫化物作為控制的對象。此處，作為控制對象之硫化物的長徑係各個硫化物之長徑之意。

又，本實施形態中硫化物之長徑的最大值以1~5μm為佳。

接著，調查該硫化物之析出狀態後，了解了以下事項。單位面積：每5mm²之析出物(硫化物)的個數小於5個時，可知抑制龜裂之進展的效果差。每5mm²之析出物(硫化物)的個數大於20個時，可知將大量地形成空隙，造成耐蝕性下降。因此，本實施形態中長徑1~5μm之硫化物係以每5mm²為5~20個的量存在。且以長徑1~5μm之硫化物以每5mm²以6個以上且15個以下的量存在為佳。

接著，說明本實施形態之肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板的製造方法。

本實施形態中，如上述，肥粒鐵相及沃斯田鐵相之平均結晶粒徑及硫化物之析出分散的狀態係為重要，因此以以下條件實施鋼板的製造係相當重要。

為控制肥粒鐵相與沃斯田鐵相之平均結晶粒徑於前述範圍內，熱軋延及冷軋延步驟的軋延率係為重要。熱軋延之粗軋延步驟中，需將至少1道次之設為軋縮率30%以上，且粗軋延步驟中以1000℃以上之溫度進行5道次以上的加工。此外，需將冷軋延之軋縮率設為75%以上，於最終道次結束時將冷軋延時之板溫度設為150℃以上。

冷軋時導入之應變將成為再結晶粒之生成核，但如本實施形態之高強度鋼中加工硬化進行時，於冷軋步驟將產生莫大的負擔。因此，藉由提升冷軋延時之板溫度可減輕負擔。因該效果不僅可減少冷軋步驟之負擔，亦可不生成過大之再結晶的生成核，故可有效控制結晶粒徑。為將肥粒鐵相之平均結晶粒徑設為5~20μm，且沃斯田鐵相之平均結晶粒徑設為2~10μm，需控制最終道次後之板溫度為150℃以上。再者，可藉由變更每1道次之軋延率或軋延速度控制最終道次後之板溫度。

為控制硫化物之尺寸及析出個數於前述範圍內，熱軋板之退火及冷軋板之退火的各個步驟之處理溫度係為重要。該條件以設為熱軋板之退火溫度：1000~1100℃、冷軋板之退火溫度：950~1050℃為佳。

又，不需特別限制其他步驟，可使用以往眾所皆知的方法。又，顯示具代表性之製造條件係如下述。

首先，將具前述成分組成之肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼加熱至1150~1250℃，接著以950℃以上之完工溫度施行熱軋延使板厚為3.0~6mm。此時將粗軋延步驟之至少1道次的軋縮率設為30%以上。完工軋延後以通常之冷卻速度冷卻時，沃斯田鐵相之析出將變得不充分。因此，將完工軋延之溫度設為950℃以上，之後不需積極冷卻地捲取熱軋板。緩冷卻(緩慢地冷卻)至500℃以下，然後，將熱軋板放入水槽中快速冷卻。

並未特別規定捲取後之冷卻速度。但，於475℃附近產生即因475℃脆性造成的韌性下降，故425~525℃範圍之冷卻速度以100℃/h以上為佳。

對如此製作之熱軋延鋼帶以1000~1100℃之溫度施行熱軋板之退火，之後進行酸洗。

接著，實施軋縮率75%以上之冷軋延時，連續施行反向軋延使利用冷軋產生之加工發熱不會冷卻至室溫，並實施冷軋使最終道次出口側之板溫度為160℃以上。對所得之冷軋板以950~1050℃之溫度施行冷軋板的退火，接著進行酸洗做成冷軋製品。

藉由以上說明之製法可得本實施形態之肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼，但並不能藉由上述各步驟、各條件限定本實施形態。

接著，說明剪切本實施形態之肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板時，可減少斷裂面的剪切加工方法。再者，並未特別限定減少斷裂面之方法，可於剪切加工鋼板時適當地調整、設定。以下舉一例可減少斷裂面之加工方法。

發明人等為達成前述目的，進行變更各種剪切加工條件，進行眾多實驗後，發現間隙(clearance)之控制對降低斷裂面率特別有效。此處，間隙係鋼板相對於厚度d之刀刃與台的空隙x之比率。

剪切加工時之間隙將影響剪切端面中之斷裂面的面積、及毛邊高度。檢討各種間隙之結果，發現本實施形態之肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼之情形，只要將間隙設為5~20%的話，即可縮小斷裂面之面積及毛邊之高度，提升耐蝕性。剪切加工時之間隙以設為10~15%為佳。

實施例

以下說明本發明之實施例，但實施例中之條件係用以確認本發明之實施可能性及效果所使用的一條件例，本發明並未受以下實施例使用之條件所限定。本發明只要在不脫離本發明之要件下達成本發明之目的的話，可使用各種條件。

再者，表中之底線顯示超出本實施形態範圍者。

熔製具表1、2所示之化學組成的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼。接著，以1200℃之溫度加熱，再以完工溫度：980℃進行熱軋延，做成板厚：4mm之熱軋板。熱軋延之粗軋延步驟中至少1道次的軋縮率係30%以上。又，捲取熱軋板後緩冷卻至500℃以下，再進行快速冷卻。

之後，以表3、5記載之退火溫度進行熱軋板之退火並酸洗。接著，以冷軋延做成板厚：0.6~1.2mm。冷軋延時將初期道次之進入溫度設為60℃，不使板溫度下降地連續進行軋延。冷軋率、最終道次後之板溫(最終道次溫度)係表3、 5所示之值。對所得之冷軋板施行冷軋板退火，藉由酸洗完工平整表面做成試驗片。

藉由光學顯微鏡與SEM-EDS法測量如此所得之試驗片之硫化物的尺寸與個數。於以下顯示測量方法。首先，以#600研磨試驗片之表面，再進行鏡面研磨後完工。接著，於試驗片表面畫出5mm×5mm之正方形。使用光學顯微鏡於畫出後之範圍內觀察夾雜物，並將存在於該範圍內之1μm左右以上的夾雜物做上記號。如此，利用觀察掌握夾雜物大約之尺寸，並選出測量之夾雜物。

接著，於夾雜物之總數大於5個時，藉由SEM-EDS法於2處/個之地點測量該夾雜物的組成。只要確認有1處S濃度為50%以上之組成的話，即判定該夾雜物為硫化物。

藉由以下方法，測量經判定為硫化物之夾雜物的長徑。硫化物具有較軟質之特性。因此，大多之硫化物以朝軋延方向伸展的形態下存在。因此，將軋延方向之長度作為長徑，將硫化物之前端至後端之長度(最大之長度)作為長徑測量。再者，硫化物長徑之測量值係將小數點後第1位四捨五入後作為整數算出。將所得之長徑的測量值中之最大值記錄於表4、6的“硫化物之長徑”欄中。

此外，測量長徑之測量值為1~5μm之硫化物的個數，求出其每5mm²的個數。將長徑為1~5μm之硫化物個數(每5mm²的個數)記錄於表4、6的“硫化物之個數”中。

又，使用日本電子股份有限公司製之場致發射型掃描電子顯微鏡JSM-7000F藉由電子背向散射繞射(EBSD) 法，分離肥粒鐵相與沃斯田鐵相，測量肥粒鐵相與沃斯田鐵相之結晶粒徑。測量時之加速電壓設為25kV，步長設為0.5μm，測量位置設為試驗片之寬度中央位置且軋延方向之截面的板厚中心部。方位解析係使用(股)TSL Solutions之OIM軟體，以鄰接之結晶粒的方位差為15°以上之結晶粒邊界作為結晶粒界，測量肥粒鐵相與沃斯田鐵相的結晶粒徑。肥粒鐵相與沃斯田鐵相分別算出經測量之結晶粒徑的平均值，得到平均結晶粒徑。

將肥粒鐵相之平均結晶粒徑記錄於表4、6的“肥粒鐵相之粒徑”欄中。將沃斯田鐵相之平均結晶粒徑記錄於表4、6的“沃斯田鐵相之粒徑”欄。

將以以上製造條件所得之肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板的試驗片切成120mm×75mm的大小，於切斷面貼上矽膠袋使四方端面之影響無害化。藉由使用具各種直徑之衝孔工具的陰模，調整衝孔工具之陽模與陰模的空隙(剪切間隙)。於各種剪切間隙對試樣之中央部施行圓形之剪切加工。此處，剪切間隙(%)係以以下之式算出的值。

{(衝孔工具之陽模直徑與陰模直徑的差)/試驗片(鋼板)之厚度}×100

切出(剪切加工)後利用丙酮進行脫脂。以產生有毛邊之面作為上面傾斜：75°地將試樣配置於循環腐蝕試驗機。並且，進行6循環之依據JASO M 609-91的循環腐蝕試驗。試驗後，評定剪切端面中未產生腐蝕之試樣為“無產生生鏽”，評定發現有腐蝕產生之試樣為“有產生生鏽”。

於表4、6顯示所得之結果。

由試驗No.1、2、4、5、8~11、13、14、16、19~27之結果，可知只要滿足本實施形態之範圍的話，剪切端面之耐蝕性即為佳。

由試驗No.3、6、7、17、22之結果，可知於肥粒鐵相之平均結晶粒徑及沃斯田鐵相之平均結晶粒徑的一者或兩者超出本實施形態之範圍時，將於剪切端面產生生鏽。特別於試驗No.22中冷軋延時最終道次後之板溫度低於160℃。因此，冷軋所造成之應變的導入非常多，應變可成為再結晶之核，故成為微細之結晶粒而成為生鏽的原因。

由試驗No.12、15、17、18之結果，可知硫化物之個數及硫化物之長徑的一者或兩者超出本實施形態之範圍時，剪切端面將產生生鏽。

由試驗No.28~46之結果，可知化學成分超出本實施形態之範圍時，剪切端面將產生生鏽。

產業上之可利用性

藉由本實施形態之肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板即使未進行剪切端面之耐蝕性處理而於大氣環境中使用時，剪切端面之耐蝕性優異。因此，本實施形態之肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板可較佳地使用於電力調節器(power conditioner)、PV(Photovoltaic)反向器)之筐體、導管罩、太陽電池之架台、排水溝及其蓋等各種用途。

Claims

一種剪切端面之耐蝕性優異的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板，特徵在於具有以下化學成分：以質量%計，含有：C：0.03%以下、Si：0.1~1.0%、Mn：0.5~5.0%、P：0.04%以下、Al：0.015~0.10%、Cr：19.0~24.0%、Ni：0.60~2.30%、Cu：0.5~1.5%、Co：0.05~0.25%、V：0.01~0.15%、Ca：0.002%以下、N：0.06~0.20%、及S：0.0002~0.0040%，且剩餘部分為Fe及不可避免的雜質；Co+0.25V之值為0.10以上且小於0.25；金屬組織僅由肥粒鐵相與沃斯田鐵相構成；前述肥粒鐵相之平均結晶粒徑在5~20μm之範圍，前述沃斯田鐵相之平均結晶粒徑在2~10μm之範圍；鋼中有長徑1~5μm之硫化物以每5mm²為5~20個的量存在。
如請求項1之剪切端面之耐蝕性優異的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板，其更含有選自以下群組的1種以上；第1群組：以質量%計，選自於Nb：0.005~0.2%、Ti：0.005~0.2%、W：0.005~0.2%、及Mo：0.01~1.0%之1種或2種以上；第2群組：以質量%計，選自於Sn：0.005~0.2%、Sb：0.005~0.2%、Ga：0.001~0.05%、Zr：0.005~0.5%、Ta：0.005~0.1%、及B：0.0002~0.0050%之1種或2種以上。
如請求項1之剪切端面之耐蝕性優異的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板，其中前述Co+0.25V之值為0.12以上且小於0.25。
如請求項2之剪切端面之耐蝕性優異的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板，其中前述Co+0.25V之值為0.12以上且小於0.25。
如請求項1至4中任一項之剪切端面之耐蝕性優異的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板，其中前述Co、V、S、N、Cr及Ni中任1種以上之各別含量以質量%計滿足以下範圍：Co：0.05~0.12%、V：0.08~0.12%、S：0.0003~0.0010%、N：0.08~0.17%、Cr：20.0~23.0%、Ni：1.0~1.5%。
如請求項1至4中任一項之剪切端面之耐蝕性優異的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板，其中前述V含量以質量%計滿足以下範圍：V：0.01%~小於0.05%。
如請求項6之剪切端面之耐蝕性優異的肥粒鐵-沃斯田鐵系不鏽鋼板，其中前述Co、S、N、Cr及Ni中任1種以上之各別含量以質量%計滿足以下範圍：Co：0.05~0.12%、S：0.0003~0.0010%、N：0.08~0.17%、Cr：20.0~23.0%、Ni：1.0~1.5%。