WO2011122513A1 - 表面光沢と耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法 - Google Patents

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ferritic stainless
steel sheet
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秦野　正治
昭仁 山岸
繁則 高畑
石丸　詠一朗
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新日鐵住金ステンレス株式会社
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    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite

Definitions

  • the present invention relates to an alloy-saving ferritic stainless steel sheet excellent in surface gloss and weather resistance and a method for producing the same.
  • Ferritic stainless steel sheets are widely used in fields that require weather resistance and surface quality in indoor environments such as home appliances and kitchen equipment.
  • Examples of these ferritic stainless steel plates include SUS430LX and SUS430J1L in JIS standards.
  • Non-Patent Document 1 describes typical examples of SUS430LX and SUS430J1L, which have excellent weather resistance. These ferritic stainless steels reduce C and N, Cr: 16 to 20%, Nb: 0.3 to 0.6%, and addition of Ti, trace amounts of Cu and Mo, resulting in pitting and rusting Deterioration of surface properties is prevented.
  • Patent Document 1 discloses a method for producing a cold-rolled steel strip excellent in surface gloss by controlling the amount of oxide scale generated during annealing in ferritic stainless steel to which Ti, Nb, etc. are added.
  • Patent Document 2 discloses a method for descaling a cold-rolled steel strip, a method for producing a stainless cold-rolled steel strip excellent in gloss and corrosion resistance that defines a neutral salt electrolysis-nitric acid electrolysis process, and Patent Document 3 describes a cold A method for producing a high-gloss stainless steel strip in which the roughness and lubrication conditions of a rolling work roll are controlled is disclosed.
  • the above-mentioned ferritic stainless steel sheet is more economical than an austenitic stainless steel sheet containing a large amount of Ni, whose price has been increasing rapidly in recent years.
  • SUS430LX and SUS430J1L have sufficient economic efficiency in the future against the backdrop of price fluctuations of Cr, which is a constituent element of stainless steel, and soaring Nb, which is a rare element.
  • Patent Documents 4 and 5 disclose ferritic stainless steels that are positively added with P to improve weather resistance, weather resistance, and crevice corrosion resistance.
  • Patent Document 4 is a high Cr, P-added ferritic stainless steel with Cr: more than 20% to 40% and P: more than 0.06% to 0.2% or less.
  • Patent Document 5 is a P-added ferritic stainless steel having Cr: 11% to less than 20% and P: more than 0.04% to 0.2% or less.
  • P is a factor that impedes manufacturability, workability, and weldability.
  • an object of the present invention is to provide an alloy-saving ferritic stainless steel sheet and a method for producing the same.
  • a Cr amount of 12% or more is required to exhibit the effect of improving weather resistance by adding a small amount of Sn.
  • it is effective to reduce the C, N, Si, Mn, P, and S and to add a stabilizing element such as Nb or Ti to maintain the soundness of the passive film composed of Cr and a small amount of Sn. It is.
  • Nb is an effective stabilizing element that exhibits an effect of improving surface gloss in addition to weather resistance. In a small amount of Sn-added steel, the effect appears from 0.05%. However, when 0.3% or more is added, the surface gloss due to the oxide scale is lowered due to the increase in the hot rolling heating temperature and the annealing temperature of the steel material.
  • Ti In addition to the action as a stabilizing element that fixes C and N, Ti generates Ti-based carbon sulfide (for example, Ti 4 C 2 S 2 ) during hot rolling and becomes a starting point. Suppresses the generation of MnS and CaS. In a small amount of Sn-added steel, the action starts from 0.03%. However, if added in an amount of 0.15% or more, the surface gloss is lowered due to the haze caused by inclusions and the concentration of Ti in the oxide film.
  • Ti-based carbon sulfide for example, Ti 4 C 2 S 2
  • Nb and Ti in the above-described small amount of Sn-added steel are manifested when they are added together in the range of 1 ⁇ Nb / Ti ⁇ 3.5.
  • Nb which has a large effect of improving the surface gloss, is mainly added to suppress the starting point and maintain the soundness of the passive film. It has been found that the combined addition with Ti is effective.
  • the extraction temperature after hot-rolling heating ensures the amount of scale generation for removing inclusions on the slab surface layer that induces glazing from the viewpoint of improving surface gloss, and Ti-based carbon sulfide (for example, Ti 4 C 2 S 2 ) is generated, and the temperature is set to suppress the generation of MnS and CaS as starting points.
  • Ti-based carbon sulfide for example, Ti 4 C 2 S 2
  • the winding after hot rolling is performed at a temperature that suppresses surface wrinkling during winding and suppresses internal oxides and grain boundary oxidation that cause a decrease in gloss.
  • a temperature that suppresses surface wrinkling during winding and suppresses internal oxides and grain boundary oxidation that cause a decrease in gloss In a small amount of Sn-added steel with a Cr content of less than 16%, it is effective to set the temperature to 500 to 700 ° C.
  • the annealing temperature is 980 ° C. or less from the viewpoint of ensuring gloss.
  • the gist of the present invention based on the above findings (a) to (g) is as follows.
  • the stainless steel plate is further in mass%, Ni: 0.01 to 0.5%, Cu: 0.01 to 0.5%, Mo: 0.01 to 0.5%, V: 0.01 to 0.5%, Zr: 0.01 to 0.5%, Co: 0.01 to 0.5% Mg: 0.0001 to 0.005%, B: 0.0003 to 0.005%, Ca: 0.0003 to 0.005%.
  • a slab of stainless steel having the steel component described in (1) or (2) above is heated and hot rolled after extraction from a heating furnace at an extraction temperature of 1080 to 1190 ° C., and the winding temperature is set to 500
  • the hot-rolled sheet annealing is performed at an annealing temperature of a recrystallization temperature or higher and 1050 ° C. or lower after the hot rolling and before cold rolling, as described in (4) or (5) Of ferritic stainless steel sheet with excellent surface gloss and weather resistance.
  • the surface gloss and the weather resistance are excellent, which is excellent in economic efficiency without causing an increase in alloy costs and manufacturing costs, has a weather resistance comparable to SUS430LX and SUS430J1L, and has dramatically improved the surface gloss. It is possible to obtain a remarkable effect that an alloy-saving ferritic stainless steel sheet having excellent resistance can be obtained.
  • the reason for limiting the component [I] will be described below.
  • C degrades weather resistance, so the upper limit of its content is 0.03%. From the viewpoint of weather resistance, the lower the content, the better.
  • the upper limit is preferably 0.02%, more preferably 0.01%, and even more preferably 0.005%. Moreover, since excessive reduction leads to the increase in refining cost, the minimum of the content shall be 0.001%. In consideration of weather resistance and production cost, the lower limit is preferably 0.002%.
  • Si may be added as a deoxidizing element.
  • Si is a solid solution strengthening element, and the upper limit is set to 1.0% in order to suppress a decrease in workability. From the viewpoint of workability, the lower the content, the better.
  • the upper limit is preferably 0.6%, more preferably 0.3%, and even more preferably 0.2%.
  • the minimum of Si content shall be 0.01%.
  • the lower limit is preferably 0.05%.
  • the upper limit of the content is set to 1.5% from the suppression of deterioration of weather resistance. From the viewpoint of weather resistance, the lower the content, the better.
  • the upper limit is preferably 1.0%, more preferably 0.3%, and even more preferably 0.2%.
  • the minimum of content of Mn shall be 0.01%.
  • the lower limit may be 0.05%.
  • the upper limit of the content is set to 0.05% in order to suppress the decrease in manufacturability and weldability. From the viewpoint of manufacturability and weldability, the smaller the content, the better.
  • the upper limit is preferably 0.04%, more preferably 0.03%.
  • the lower limit of the P content is set to 0.005%. More preferably, it is good to set it as 0.01% in consideration of manufacturing cost.
  • the S is an impurity element and hinders weather resistance and hot workability, so the smaller the content, the better.
  • the upper limit of the S content is 0.01%.
  • the content is preferably as small as possible from the viewpoint of weather resistance and hot workability, and the upper limit is preferably 0.005%, more preferably 0.003%, and even more preferably 0.002%.
  • the minimum of the content shall be 0.0001%. More preferably, the content is 0.0002% in consideration of weather resistance and manufacturing cost.
  • Cr is a constituent element of ferritic stainless steel and an essential element for ensuring weather resistance.
  • the lower limit is 12%.
  • the upper limit is 16% from the viewpoint of economy compared with SUS430LX. Considering weather resistance and Sn addition amount, it is preferably 13 to 15%.
  • the upper limit is made 0.03%. From the viewpoint of weather resistance, the lower the content, the better.
  • the upper limit is preferably 0.02%, more preferably 0.012%.
  • a minimum is made into 0.001%. More preferably, the content is 0.005% in consideration of weather resistance and manufacturing cost.
  • Nb is an essential element for improving the surface gloss in addition to improving the weather resistance in the trace amount Sn-added steel of the present invention.
  • the above effect is manifested from 0.05% or more.
  • excessive addition raises the recrystallization temperature of the steel and conversely causes a reduction in surface gloss. Therefore, the upper limit is made 0.3%.
  • the content is made 0.1 to 0.2%.
  • Ti is an essential element for improving weather resistance in addition to the action as a stabilizing element for fixing C and N.
  • the above effect is manifested from 0.03%.
  • excessive addition leads to a decrease in surface gloss due to the haze caused by inclusions and Ti concentration in the oxide film. Therefore, the upper limit is made 0.15%.
  • the content is made 0.05 to 0.1%.
  • the lower limit of its content was set to 0.005%.
  • the upper limit of the Al content is set to 0.5%. From the viewpoint of workability, toughness and weldability, the lower the content, the better.
  • the upper limit is preferably 0.1%, more preferably 0.05%, and even more preferably 0.03%.
  • the lower limit of the content is more preferably 0.01%.
  • Sn is an indispensable element for ensuring the target weather resistance of the present invention without resorting to alloying of Cr and Mo and addition of rare elements such as Ni and Co.
  • the lower limit of the Sn content was set to 0.01%.
  • it is preferably 0.05% or more, more preferably 0.1% or more.
  • the upper limit was made 1.0%.
  • the upper limit of the content is 0.5% or less, more preferably 0.3%, and still more preferably 0.2%.
  • Nb and Ti are added in the above-described range, and the addition amount satisfies 1 ⁇ Nb / Ti ⁇ 3.5 in order to obtain the target weather resistance and surface gloss of the present invention.
  • Nb / Ti ⁇ 1 the surface gloss due to Ti inclusions and Ti oxides is reduced.
  • 3.5 ⁇ Nb / Ti the surface gloss is reduced due to internal oxidation or grain boundary oxidation due to an increase in hot rolling heating temperature and annealing temperature.
  • a more preferable range is 1.5 ⁇ Nb / Ti ⁇ 3 in consideration of the target weather resistance and surface gloss of the present invention.
  • Ni, Cu, Mo, V, Zr, and Co are elements that improve weather resistance by a synergistic effect with Sn, and may be added as necessary.
  • the effect is 0.01% or more, preferably 0.02% or more. More preferably, it is made 0.05% or more at which the effect expression becomes remarkable. However, if it exceeds 0.5%, the material cost increases and the surface gloss decreases, so the upper limit of each content is set to 0.5%. Since these elements are rare, when added, the preferable range of Ni and Cu is 0.1 to 0.4%, and the preferable range of Mo is 0.1 to 0.3%. A preferable range of V, Zr, and Co is 0.02 to 0.3%.
  • Mg forms Mg oxide together with Al in molten steel and acts as a deoxidizer, and also acts as a crystallization nucleus of TiN.
  • TiN becomes a solidification nucleus of the ferrite phase in the solidification process, and by facilitating crystallization of TiN, the ferrite phase can be finely formed during solidification.
  • the content is made 0.0001% or more to express these effects. However, if it exceeds 0.005%, manufacturability deteriorates, so the upper limit is made 0.005%.
  • the content is made 0.0003 to 0.002%.
  • B is an element that improves hot workability and secondary workability, and since addition to ferritic stainless steel is effective, it may be added as necessary. When adding, it is made 0.0003% or more to express these effects. However, excessive addition causes a decrease in elongation, so the upper limit is made 0.005%. Preferably, the content is made 0.0005 to 0.002% in consideration of material cost and workability.
  • Ca is an element that improves hot workability and steel cleanliness, and may be added as necessary. When adding, it is made 0.0003% or more to express these effects. However, excessive addition leads to a decrease in manufacturability and a decrease in corrosion resistance due to water-soluble inclusions such as CaS, so the upper limit is made 0.005%. Preferably, the content is made 0.0003 to 0.0015% in consideration of manufacturability and weather resistance.
  • a steel slab having the component shown in [I] above is inserted into a hot rolling furnace and heated.
  • the extraction temperature of the slab from the hot-rolling furnace is set to 1080 ° C. or more in order to secure a scale generation amount for removing inclusions on the surface of the slab that induces scabs.
  • the scale generation amount may be 0.2 mm or more in terms of scale thickness.
  • the upper limit of the extraction temperature is set to 1190 ° C. in order to stabilize the Ti-based carbon sulfide (for example, Ti 4 C 2 S 2 ) by suppressing the generation of MnS and CaS as starting points.
  • the extraction temperature is preferably 1140 to 1180 ° C.
  • the reason for setting the winding temperature after hot rolling to 500 ° C. or more is to suppress surface flaws during winding.
  • the hot-rolled steel strip causes poor shape of the hot-rolled steel strip, and induces surface flaws when the coil is unfolded or passed.
  • the reason why the coiling temperature is set to 700 ° C. or lower is to suppress the growth of internal oxides and grain boundary oxidation that cause a reduction in gloss. If the temperature exceeds 700 ° C., precipitates containing Ti and P are likely to precipitate, which may lead to a decrease in weather resistance.
  • the winding temperature is preferably 550 to 650 ° C.
  • hot-rolled sheet annealing may be performed before cold rolling. Further, the cold rolling may be performed once or twice or more. However, when performing cold rolling twice or more, intermediate annealing is performed between each cold rolling.
  • the annealing temperature is preferably set to 1050 ° C. or lower in order to suppress the growth of internal oxides and grain boundary oxidation that cause a decrease in gloss.
  • the lower limit of the annealing temperature is preferably the steel recrystallization temperature (about 850 ° C.).
  • the recrystallization temperature is a temperature at which new crystal grains having no distortion are formed from a rolled processed structure. The same temperature range is preferable when performing the intermediate annealing at the time of cold rolling.
  • the conditions for cold rolling are not particularly limited.
  • the finish annealing after cold rolling is preferably 980 ° C. or lower in consideration of surface gloss.
  • the lower the annealing temperature the more the internal oxidation and grain boundary oxidation are suppressed, which is advantageous for improving the surface gloss.
  • the lower limit is preferably set to 850 ° C. which is the recrystallization temperature.
  • the pickling method is not particularly defined, and there is no problem even if it is carried out by a method commonly used in industry. For example, there are alkaline salt bath immersion + electrolytic pickling + nitric hydrofluoric acid immersion, alkaline salt bath immersion + electrolytic pickling, and the electrolytic pickling may be performed by neutral salt electrolysis or nitric acid electrolysis.
  • a ferritic stainless steel having the components shown in Table 1 is melted and hot rolled at an extraction temperature of 1150 to 1220 ° C., and a hot rolled steel sheet having a coil thickness of 4.0 to 6.0 mm at a winding temperature of 480 to 750 ° C. did.
  • the hot-rolled steel sheet was subjected to hot-rolled sheet annealing or omitted, and cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.4 to 1.0 mm was manufactured by performing cold rolling twice or once with intermediate annealing.
  • Each of the obtained cold-rolled steel sheets was finish-annealed at a temperature of 870 to 1020 ° C. at which recrystallization was completed, subjected to a regular pickling treatment, and the surface specification was No.
  • the common pickling treatment may be, for example, a neutral salt electrolysis (50 ° C., Na 2 SO 4 ) treatment after immersion in an alkali salt bath (430 ° C.).
  • the components of the steel were also carried out in the range specified in the present invention and other cases.
  • the manufacturing conditions were the same as those defined in the present invention and other conditions.
  • SUS430LX (17% Cr-0.3% Ti) was used as a comparative steel.
  • the surface glossiness was measured by measuring the glossiness 45 ° Gloss value (Gs45 °) defined in JIS Z 8741 in the rolling direction (0 °) and the perpendicular direction (90 °) of the steel sheet.
  • the weather resistance is No.
  • Steel sheet samples (plate thickness x 100 mm square) on the 2B surface and # 600 polished surface were prepared and immersed in a 168 hr in 0.5% NaCl aqueous solution at 80 ° C. and a salt spray test in accordance with JIS Z 2371 (168 hr continuous spray test) It was evaluated by.
  • the degree of rusting is “ ⁇ ” when it is good without stains or spots, “ ⁇ ” when it is comparable and inferior, ".
  • Table 2 summarizes the test results.
  • Test Nos. 8, 9, 15, and 16 have components specified in the present invention, but deviate from the manufacturing method (extraction temperature, winding temperature) according to the present invention. These steel sheets satisfied the target weather resistance and glossiness according to the present invention, but the glossiness was slightly inferior to those of the other examples of the present invention.
  • Test Nos. 22 to 29 are not included in the components of the present invention, although the production method defined in the present invention is being carried out. These steel sheets could not have both the surface gloss and weather resistance targeted by the present invention.
  • 1 and 2 show the relationship between the Nb / Ti amount and the surface glossiness in the examples.
  • the component range specified in the present invention is 1 ⁇ Nb It is important that /Ti ⁇ 3.5.
  • the surface gloss and the weather resistance are excellent, which is excellent in economic efficiency without causing an increase in alloy costs and manufacturing costs, has a weather resistance comparable to SUS430LX and SUS430J1L, and has dramatically improved the surface gloss. It is possible to obtain an alloy-saving ferritic stainless steel with excellent resistance.

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Abstract

本発明に係るステンレス鋼板は、質量％で、Ｃ：０．００１～０．０３％、Ｓｉ：０．０１～１．０％、Ｍｎ：０．０１～１．５％、Ｐ：０．００５～０．０５％、Ｓ：０．０００１～０．０１％、Ｃｒ：１２～１６％、Ｎ：０． ００１～０．０３％、Ｎｂ：０．０５～０．３％、Ｔｉ：０．０３～０．１５％、Ａｌ：０．００５～０．５％、Ｓｎ：０．０１～１．０％、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、１≦Ｎｂ／Ｔｉ≦３．５の関係を満たすフェライト系ステンレス鋼板である。また、当該鋼成分を有するステンレス鋼スラブを加熱して抽出温度を１０８０～１１９０℃とし、熱間圧延終了後の巻取り温度を５００～７００℃とし、熱間圧延の後、熱延板焼鈍を実施あるいは省略して１回の冷間圧延、または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を行い、８５０～９８０℃で仕上げ焼鈍を行って、本願発明に係るステンレス鋼板を製造する。

Description

表面光沢と耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
　本発明は、表面光沢と耐銹性に優れた省合金型のフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法に関するものである。
　フェライト系ステンレス鋼板は、家電製品、厨房機器など屋内環境で耐銹性および表面品位が要求される分野で多用されている。これらフェライト系ステンレス鋼板の例として、ＪＩＳ規格にＳＵＳ４３０ＬＸ、ＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌが挙げられる。また、非特許文献１には、耐銹性に優れるＳＵＳ４３０ＬＸおよびＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌの代表例が記載されている。これらフェライト系ステンレスは、ＣやＮを低減し、Ｃｒ：１６~２０％、Ｎｂ：０．３~０．６％、さらにＴｉや微量のＣｕおよびＭｏを複合添加して孔食や発銹による表面性状の劣化を防止している。
　古くから、上述したＮｂやＴｉなどを添加したフェライト系ステンレス鋼板は、ＪＩＳＧ４３０５、Ｇ４３０７に規定されるＮｏ．２Ｄ仕上げもしくはＮｏ．２Ｂ仕上げ品において、他のフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）と比較して、表面光沢が劣る欠点がある。特許文献１には、Ｔｉ、Ｎｂ等を添加したフェライト系ステンレス鋼において焼鈍での酸化スケール生成量を制御した表面光沢に優れた冷延鋼帯の製造方法が開示されている。また、特許文献２には冷延鋼帯の脱スケール方法、中性塩電解−硝酸電解の工程を規定した光沢と耐食性に優れたステンレス冷延鋼帯の製造方法、特許文献３には冷間圧延のワークロールの粗さや潤滑条件を制御した高光沢ステンレス鋼帯の製造方法が開示されている。
　上述したフェライト系ステンレス鋼板は、近年価格高騰の著しいＮｉを多量に含有するオ−ステナイト系ステンレス鋼板よりも経済性に優れている。しかしながら、ステンレス鋼の構成元素であるＣｒの価格変動や希少元素であるＮｂの高騰を背景として、ＳＵＳ４３０ＬＸならびにＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌについても将来に渡って十分な経済性を備えているとは言い難い現状にある。
　上記課題を解決する手段として、微量元素を利用して耐食性を改善する方法が考えられる。特許文献４および特許文献５には、Ｐを積極的に添加して耐候性、耐銹性、耐隙間腐食性を改善するフェライト系ステンレス鋼が開示されている。特許文献４は、Ｃｒ：２０％超~４０％、Ｐ：０．０６％超~０．２％以下とした高Ｃｒ、Ｐ添加フェライト系ステンレス鋼である。特許文献５は、Ｃｒ：１１％~２０％未満、Ｐ：０．０４％超~０．２％以下としたＰ添加フェライト系ステンレス鋼である。しかしながら、Ｐは、製造性、加工性、溶接性を阻害する要因となる。
　これまで本発明者らも、経済性の観点から、ＣｒやＭｏの合金化によらず、微量元素を利用して耐銹性を改善したフェライト系ステンレス鋼について開示している。特許文献６は、Ｃｒ：１３~２２％、Ｓｎ：０．００１~１％でＣ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐを低減し、安定化元素としてＴｉを０．０８~０．３５％添加したフェライト系ステンレス鋼である。しかしながら、これら文献では、前述したような表面光沢への影響については何ら検討されていない。
特開昭６１−２８８０２１号公報 特開平４−２３２２９７号公報 特開平８−２４３６０３号公報 特開平６−１７２９３５号公報 特開平７−３４２０５号公報 特開２００９−１７４０３６号公報
ステンレス鋼便覧、第３版、Ｐ５３２
　上述した通り、１６％以上のＣｒを含有しＮｂ等の安定化元素を添加したＳＵＳ４３０ＬＸならびにＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌは、将来に渡っての経済性には課題がある。一方で、微量元素を利用して耐銹性を向上したフェライト系ステンレス鋼は、製造性や表面光沢の視点から課題がある。近年、家電製品、厨房機器などに使用されるステンレス鋼板は表面光沢の向上に対する要求が高まりつつある。
　そこで本発明は、省合金型のフェライト系ステンレス鋼板において、Ｃｒ量１６％未満でＳＵＳ４３０ＬＸやＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌと遜色ない耐銹性を有し、表面光沢を飛躍的に向上させることを課題とし、これを実現化した省合金型のフェライト系ステンレス鋼板とその製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、前記した課題を解決するために鋭意検討した結果、Ｃｒ量１６％未満のフェライト系ステンレス鋼において、Ｓｎ添加による耐銹性向上効果に加えて、安定化元素であるＮｂやＴｉの添加と表面光沢の関係について以下の新しい知見を得て本発明を成すに至った。
（ａ）微量Ｓｎ添加による耐銹性向上効果を発現させるには１２％以上のＣｒ量が必要である。加えて、Ｃｒと微量Ｓｎからなる不働態皮膜の健全性を維持するにはＣ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓを低減して、ＮｂやＴｉの安定化元素を添加することが効果的である。
（ｂ）Ｎｂは、耐銹性に加えて表面光沢の向上作用を発現させる有効な安定化元素である。微量Ｓｎ添加鋼において、その作用は０．０５％から発現する。但し、０．３％以上添加すると、鋼材の熱延加熱温度ならびに焼鈍温度の上昇により酸化スケールに起因する表面光沢の低下を招く。
（ｃ）Ｔｉは、Ｃ、Ｎを固定する安定化元素としての作用に加えて、熱延加熱時にＴｉ系炭硫化物（例えばＴｉ４Ｃ２Ｓ２）を生成して、発銹起点となるＭｎＳやＣａＳの生成を抑止する。微量Ｓｎ添加鋼において、その作用は０．０３％から発現する。但し、０．１５％以上添加すると、介在物起因のへげ疵や酸化皮膜中へのＴｉ濃化により表面光沢の低下を招く。
（ｄ）前記した微量Ｓｎ添加鋼におけるＮｂとＴｉの効果は、１≦Ｎｂ／Ｔｉ≦３．５の範囲で複合添加した場合に顕在化することを見出した。つまり、微量Ｓｎ添加鋼の耐銹性と表面光沢向上には、表面光沢の向上作用が大きいＮｂを主体に添加し、発銹起点を抑止して不働態皮膜の健全性を維持するために微量Ｔｉとの複合添加とすることが効果的であることを知見した。
（ｅ）Ｎｂ添加による表面光沢向上作用については未だ不明なところも多いものの、表面光沢の低下要因である熱延加熱や焼鈍時の内部酸化と粒界酸化は固溶Ｓｎに加えて、固溶Ｎｂの存在により一層抑制される。従って、Ｎｂ添加による光沢向上効果は、固溶Ｓｎとの重畳により発現していると推察する。
（ｆ）熱延加熱後の抽出温度は、表面光沢向上の視点から、へげ疵を誘発する鋳片表層の介在物を除去するためのスケール生成量を確保し、Ｔｉ系炭硫化物（例えばＴｉ４Ｃ２Ｓ２）を生成して発銹起点となるＭｎＳやＣａＳの生成を抑止する温度とする。Ｃｒ量１６％未満の微量Ｓｎ添加鋼では１０８０~１１９０℃とすることが効果的である。
（ｇ）熱間圧延後の巻取りは、表面光沢向上の視点から、巻取り時の表面疵を抑制し、光沢低下を招く内部酸化物や粒界酸化を抑制する温度とする。Ｃｒ量１６％未満の微量Ｓｎ添加鋼では５００~７００℃とすることが効果的である。また、焼鈍温度は、光沢を担保する視点から９８０℃以下とすることが効果的である。
　上記（ａ）~（ｇ）の知見に基づいて成された本発明の要旨は、以下の通りである。
　（１）質量％にて、
Ｃ：０．００１~０．０３％、
Ｓｉ：０．０１~１．０％、
Ｍｎ：０．０１~１．５％、
Ｐ：０．００５~０．０５％、
Ｓ：０．０００１~０．０１％、
Ｃｒ：１２~１６％、
Ｎ：０．００１~０．０３％、
Ｎｂ：０．０５~０．３％、
Ｔｉ：０．０３~０．１５％、
Ａｌ：０．００５~０．５％、
Ｓｎ：０．０１~１．０％、
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、
１≦Ｎｂ／Ｔｉ≦３．５の関係を満たすことを特徴とする表面光沢と耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
　（２）前記ステンレス鋼板が、さらに質量％にて、
Ｎｉ：０．０１~０．５％、
Ｃｕ：０．０１~０．５％、
Ｍｏ：０．０１~０．５％、
Ｖ：０．０１~０．５％、
Ｚｒ：０．０１~０．５％、
Ｃｏ：０．０１~０．５％、
Ｍｇ：０．０００１~０．００５％、
Ｂ：０．０００３~０．００５％、
Ｃａ：０．０００３~０．００５％
の１種または２種以上含有していることを特徴とする（１）に記載の表面光沢と耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
　（３）前記（１）または（２）に記載の鋼成分を有するステンレス鋼のスラブを加熱して、抽出温度１０８０~１１９０℃で加熱炉から抽出後熱間圧延をし、巻取り温度を５００~７００℃で巻き取ることを特徴とする表面光沢と耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
　（４）前記熱間圧延の巻取り後、冷間圧延を行い、その後、８５０~９８０℃で仕上げ焼鈍を行うことを特徴とする（３）に記載の表面光沢と耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
　（５）前記熱間圧延の巻取り後、中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を行い、その後、８５０~９８０℃で仕上げ焼鈍を行うことを特徴とする（３）に記載の表面光沢と耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
　（６）前記熱間圧延の巻取り後、冷間圧延の前に、熱延板焼鈍を再結晶温度以上１０５０℃以下の焼鈍温度で行うことを特徴とする（４）または（５）に記載の表面光沢と耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
　本発明によれば、合金コストや製造コストの上昇を招くことなく経済性に優れ、ＳＵＳ４３０ＬＸやＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌと遜色ない耐銹性を有し、表面光沢を飛躍的に向上した、表面光沢と耐銹性に優れた省合金型のフェライト系ステンレス鋼板を得ることができるという顕著な効果を奏するものである。
Ｎｂ／Ｔｉ量と表面光沢度の関係　Ｇａ４５°（０°） Ｎｂ／Ｔｉ量と表面光沢度の関係　Ｇａ４５°（９０°）
　以下、本発明の各要件について詳しく説明する。なお、各元素の含有量の「％」表示は「質量％」を意味する。
［Ｉ］成分の限定理由を以下に説明する。
　Ｃは、耐銹性を劣化させるため、その含有量の上限を０．０３％とする。耐銹性の観点からその含有量は少ないほど良く、その上限は、好ましくは０．０２％、より好ましくは０．０１％、さらに好ましくは０．００５％とするとよい。また、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、その含有量の下限を０．００１％とする。耐銹性や製造コストを考慮すると、その下限は、好ましくは０．００２％とするとよい。
　Ｓｉは、脱酸元素として添加される場合がある。しかし、Ｓｉは、固溶強化元素であり、加工性の低下抑制から上限を１．０％とする。加工性の観点からその含有量は少ないほど良く、その上限を、好ましくは０．６％、より好ましくは０．３％、さらに好ましくは０．２％とするとよい。また、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｓｉ含有量の下限を０．０１％とする。加工性や製造コストを考慮すると、その下限を、好ましくは０．０５％とするとよい。
　Ｍｎは、発銹の起点となるＭｎＳを生成し耐銹性を阻害する元素であるため、その含有量は少ないほど良い。耐銹性の低下抑制からその含有量の上限を１．５％とする。耐銹性の観点からその含有量は少ないほど良く、その上限は、好ましくは１．０％、より好ましくは０．３％、さらに好ましくは０．２％とするとよい。また、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｍｎの含有量の下限を０．０１％とする。好ましくは、耐銹性と製造コストを考慮すると、その下限を０．０５％とするとよい。
　Ｐは、製造性や溶接性を阻害する元素であるため、その含有量は少ないほど良い。製造性や溶接性の低下抑制からその含有量の上限を０．０５％とする。製造性や溶接性の観点からその含有量は少ないほど良く、その上限は、好ましくは０．０４％、より好ましくは０．０３％とするとよい。また、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｐの含有量の下限を０．００５％とする。より好ましくは、製造コストを考慮して０．０１％とするとよい。
　Ｓは、不純物元素であり、耐銹性や熱間加工性を阻害するため、その含有量は少ないほど良い。耐銹性や熱間加工性を確保するため、Ｓの含有量の上限は０．０１％とする。耐銹性や熱間加工性の観点からその含有量は少ないほど良く、その上限は、好ましくは０．００５％、より好ましくは０．００３％、さらに好ましくは０．００２％とするとよい。また、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、好ましくはその含有量の下限を０．０００１％とする。より好ましくは、耐銹性や製造コストを考慮して０．０００２％とするとよい。
　Ｃｒは、フェライト系ステンレス鋼の構成元素であり耐銹性を確保するための必須の元素である。本発明の耐銹性を確保するために下限は１２％とする。上限は、ＳＵＳ４３０ＬＸと比較した経済性の観点から、１６％とする。耐銹性とＳｎ添加量を考慮して、好ましくは、１３~１５％とする。
　Ｎは、Ｃと同様に耐銹性を劣化させるため、その含有量は少ないほど良いため、上限を０．０３％とする。耐銹性の観点からその含有量は少ないほど良く、その上限は、好ましくは０．０２％、より好ましくは０．０１２％とするとよい。また、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、好ましくは下限を０．００１％とする。より好ましくは、耐銹性や製造コストを考慮して０．００５％とするとよい。
　Ｎｂは、本発明の微量Ｓｎ添加鋼において耐銹性の向上に加えて、表面光沢を向上させる必須の元素である。上記効果は０．０５％以上から発現する。しかし、過度な添加は、鋼の再結晶温度を上昇させて、逆に表面光沢の低下をもたらす。従って、上限を０．３％とする。好ましくは、耐銹性と表面光沢および製造性を考慮して０．１~０．２％とする。
　Ｔｉは、Ｃ、Ｎを固定する安定化元素としての作用に加えて、耐銹性を向上させる必須の元素である。上記効果は、０．０３％から発現する。しかし、過度な添加は、介在物起因のへげ疵や酸化皮膜中へのＴｉ濃化により表面光沢の低下を招く。従って、上限を０．１５％とする。好ましくは、耐銹性と表面光沢および製造性を考慮して０．０５~０．１％とする。
　Ａｌは、脱酸元素として有効な元素であるため、その含有量の下限を０．００５％とした。しかし、過度の添加は加工性や靭性および溶接性の劣化をもたらすため、Ａｌの含有量の上限を０．５％とした。加工性、靭性や溶接性の観点からその含有量は少ないほど良く、その上限は、好ましくは０．１％、より好ましくは０．０５％、さらに好ましくは０．０３％とするとよい。また、精錬コストを考慮して、その含有量の下限は、より好ましくは０．０１％とするとよい。
　Ｓｎは、ＣｒやＭｏの合金化ならびに希少元素であるＮｉやＣｏ等の添加に頼ることなく、本発明の目標とする耐銹性を確保するために必須の元素である。本発明の目標とする耐銹性を得るために、Ｓｎの含有量の下限を０．０１％とした。耐銹性をより確保するため、好ましくは、０．０５％以上、より好ましくは０．１％以上とするとよい。しかし、過度の添加は、表面光沢や製造性の低下に繋がるとともに、耐銹性向上効果も飽和する。そのため、上限を１．０％とした。耐銹性や表面光沢を考慮すると、その含有量の上限を０．５％以下、より好ましくは、０．３％、さらに好ましくは、上限を０．２％とするとよい。
　ＮｂとＴｉは前記した範囲で添加し、かつその添加量は、本発明の目標とする耐銹性と表面光沢を得るために、１≦Ｎｂ／Ｔｉ≦３．５を満たすものとする。Ｎｂ／Ｔｉ＜１の場合、Ｔｉ系介在物やＴｉ系酸化物に起因する表面光沢の低下を招く。一方、３．５＜Ｎｂ／Ｔｉの場合、熱延加熱温度ならびに焼鈍温度の上昇による内部酸化や粒界酸化に起因する表面光沢の低下を招く。より好ましい範囲は、本発明の目標とする耐銹性と表面光沢を考慮して１．５≦Ｎｂ／Ｔｉ≦３とする。
　Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｖ、Ｚｒ、Ｃｏは、Ｓｎとの相乗効果により耐銹性を向上させる元素であり、必要に応じて添加してもよい。添加する場合は、その効果が発現する０．０１％以上、好ましくは０．０２％以上とする。より好ましくは効果発現が顕著となる０．０５％以上とする。但し、０．５％を超えると、材料コストの上昇や表面光沢の低下を招くため、各々の含有量の上限を０．５％とする。これら元素は希少であるため、添加する場合、Ｎｉ，Ｃｕの好ましい範囲は０．１~０．４％、Ｍｏの好ましい範囲は０．１~０．３％である。Ｖ，Ｚｒ，Ｃｏの好ましい範囲は０．０２~０．３％である。
　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他、ＴｉＮの晶出核として作用する。ＴｉＮは凝固過程においてフェライト相の凝固核となり、ＴｉＮの晶出を促進させることで、凝固時にフェライト相を微細生成させることができる。凝固組織を微細化させることにより、製品のリジングやロ−ピングなどの粗大凝固組織に起因した表面欠陥を防止できる他、加工性の向上をもたらすため必要に応じて添加してもよい。添加する場合は、これら効果を発現する０．０００１％以上とする。但し、０．００５％を超えると製造性が劣化するため、上限を０．００５％とする。好ましくは、製造性を考慮して、その含有量を０．０００３~０．００２％とする。
　Ｂは、熱間加工性や２次加工性を向上させる元素であり、フェライト系ステンレス鋼への添加は有効であるので、必要に応じて添加してもよい。添加する場合は、これら効果を発現する０．０００３％以上とする。しかし、過度の添加は、伸びの低下をもたらすため、上限を０．００５％とする。好ましくは、材料コストや加工性を考慮して、その含有量を０．０００５~０．００２％とする。
　Ｃａは、熱間加工性や鋼の清浄度を向上させる元素であり、必要に応じて添加してもよい。添加する場合は、これら効果を発現する０．０００３％以上とする。しかし、過度の添加は、製造性の低下やＣａＳなどの水溶性介在物による耐食性の低下に繋がるため、上限を０．００５％とする。好ましくは、製造性や耐銹性を考慮して、その含有量を０．０００３~０．００１５％とする。
［ＩＩ］製造方法に関する限定理由を以下に説明する。
　前記［Ｉ］項で示した成分を有し、ＳＵＳ４３０ＬＸやＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌと遜色ない耐銹性ならびにそれを凌駕する表面光沢を得るために必要な製造方法の一例を示す。
　前記［Ｉ］項で示した成分を有する鋼のスラブを熱延加熱炉に挿入し、加熱する。当該スラブの熱延加熱炉からの抽出温度を１０８０℃以上とするのは、へげ疵を誘発する鋳片表層の介在物を除するためのスケール生成量を確保するためである。スケール生成量はスケール厚さに換算して０．２ｍｍ以上であればよい。また、抽出温度の上限を１１９０℃とするのは、発銹起点となるＭｎＳやＣａＳの生成を抑止してＴｉ系炭硫化物（例えばＴｉ４Ｃ２Ｓ２）を安定化させるためである。本発明の目的とする耐銹性と表面光沢の確保を考慮すると、抽出温度は１１４０~１１８０℃のとすることが好ましい。
　熱間圧延後の巻取り温度を５００℃以上とするのは、巻取り時の表面疵を抑制するためである。巻取り温度を５００℃未満とすると、熱間圧延後の注水により熱延鋼帯の形状不良を招き、コイル展開や通板時に表面疵を誘発する。巻取り温度を７００℃以下とするのは、光沢低下を招く内部酸化物や粒界酸化の成長を抑制するためである。７００℃超ではＴｉやＰを含む析出物が析出しやすく、耐銹性低下に繋がる恐れがあるからである。本発明の目的とする表面光沢と耐銹性の確保を考慮すると、巻取り温度は５５０~６５０℃とすることが好ましい。
　熱間圧延で巻き取った後、冷間圧延を行う。このとき、冷間圧延の前に、熱延板焼鈍を実施してもよい。また、冷間圧延は、１回行うか、または２回以上行ってもよい。ただし、２回以上の冷間圧延を行う場合、各冷間圧延の間に中間焼鈍を行う。
　熱延板焼鈍を実施する場合は、光沢低下を招く内部酸化物や粒界酸化の成長を抑制するため、焼鈍温度は１０５０℃以下とすることが好ましい。また焼鈍温度の下限は鋼の再結晶温度（８５０℃程度）とすることが好ましい。ここで再結晶温度とは、圧延された加工組織から歪の無い新しい結晶粒が形成される温度のことである。
　冷間圧延時の中間焼鈍を実施する場合も同様の温度範囲とすることが好ましい。
　冷間圧延の条件は特に限定しない。冷間圧延後の仕上げ焼鈍は、表面光沢を考慮して、９８０℃以下とすることが好ましい。前述したように、焼鈍温度が低いほど内部酸化・粒界酸化が抑制されるため表面光沢を向上させるには有利である。このため、下限は、再結晶温度である８５０℃とすることが好ましい。酸洗方法は特に規定するものではなく、工業的に常用されている方法で実施しても問題ない。例えば、アルカリソルトバス浸漬＋電解酸洗＋硝弗酸浸漬、アルカリソルトバス浸漬＋電解酸洗があり、電解酸洗は中性塩電解や硝酸電解等を行えばよい。
　以下、本発明の実施例を説明する。
　表１の成分を有するフェライト系ステンレス鋼を溶製し、抽出温度１１５０~１２２０℃で熱間圧延を行い、巻取り温度４８０~７５０℃で板厚４．０~６．０ｍｍの熱延鋼板とした。熱延鋼板は熱延板焼鈍を実施あるいは省略して、１回または中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を行い、０．４~１．０ｍｍ厚の冷延鋼板を製造した。得られた冷延鋼板は、いずれも再結晶が完了する温度８７０~１０２０℃で仕上げ焼鈍を行い、常用の酸洗処理を施して、表面仕様はＪＩＳ　Ｇ　４３０７に規定されるＮｏ．２Ｂ品とした。常用の酸洗処理は、例えば、アルカリソルトバス浸漬（４３０℃）後、中性塩電解（５０℃、Ｎａ２ＳＯ４）処理でよい。
　鋼の成分は、本発明で規定する範囲とそれ以外でも実施した。製造条件は、本発明で限定する条件とそれ以外でも実施した。比較鋼には、ＳＵＳ４３０ＬＸ（１７％Ｃｒ−０．３％Ｔｉ）を使用した。
　表面光沢度は、ＪＩＳ　Ｚ　８７４１に規定されている光沢度４５°Ｇｌｏｓｓ値（Ｇｓ４５°）を鋼板の圧延方向（０°）と圧延直角方向（９０°）において測定した。耐銹性は、Ｎｏ．２Ｂ表面および＃６００研磨表面の鋼板試料（板厚×１００ｍｍ角）を作成し、８０℃、０．５％ＮａＣｌ水溶液中１６８ｈｒ浸漬試験とＪＩＳ　Ｚ　２３７１に準拠する塩水噴霧試験（１６８ｈｒ連続噴霧試験）により評価した。発銹の程度は、ＳＵＳ４３０ＬＸと比較して、しみや点銹がなく良好である場合を「◎」、同等で遜色ない場合を「○」、流れ銹が発生して場合等劣る場合を「×」として評価した。表２に各試験結果をまとめて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２から、試験番号１~２１は、本発明で限定する成分を全て満足するフェライト系ステンレス鋼である。これら鋼板は、ＳＵＳ４３０ＬＸと比較して高い表面光沢度（ＳＵＳ４３０ＬＸのＧａ４５°（０°）での光沢度＝６１０以上、Ｇａ４５°（９０°）での光沢度＝５２０以上）を有し、かつ耐銹性についてもＳＵＳ４３０ＬＸと遜色ない程度あるいはそれを上回る良好なものであることがわかる。
　試験番号８、９、１５、１６は、本発明で規定する成分を有するものの、本発明に係る製造方法（抽出温度、巻取り温度）から外れるものである。これら鋼板は、本発明で目標とする耐銹性や光沢度は満足しているが、光沢度が他の本発明例に比べて若干劣るものとなった。
　試験番号２２~２９は、本発明で規定する製造方法を実施しているものの、本発明の成分から外れるものである。これら鋼板は、本発明で目標とする表面光沢と耐銹性の両者を兼備することが出来なかった。
　図１および図２に、実施例におけるＮｂ／Ｔｉ量と表面光沢度の関係を示す。本発明の目標とする表面光沢であるＳＵＳ４３０ＬＸ相当のＧｓ４５°（０°）で６１０以上を、Ｇｓ４５°（９０°）で５２０以上を得るには、本発明で規定する成分範囲とする１≦Ｎｂ／Ｔｉ≦３．５とするとよいことが重要である。
　本発明によれば、合金コストや製造コストの上昇を招くことなく経済性に優れ、ＳＵＳ４３０ＬＸやＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌと遜色ない耐銹性を有し、表面光沢を飛躍的に向上した、表面光沢と耐銹性に優れた省合金型のフェライト系ステンレス鋼を得ることができる。

Claims (6)

  1. 　質量％にて、
    Ｃ：０．００１~０．０３％、
    Ｓｉ：０．０１~１．０％、
    Ｍｎ：０．０１~１．５％、
    Ｐ：０．００５~０．０５％、
    Ｓ：０．０００１~０．０１％、
    Ｃｒ：１２~１６％、
    Ｎ：０．００１~０．０３％、
    Ｎｂ：０．０５~０．３％、
    Ｔｉ：０．０３~０．１５％、
    Ａｌ：０．００５~０．５％、
    Ｓｎ：０．０１~１．０％、
    残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、
    １≦Ｎｂ／Ｔｉ≦３．５の関係を満たすことを特徴とする表面光沢と耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
  2. 　前記ステンレス鋼板が、さらに質量％にて、
    Ｎｉ：０．０１~０．５％、
    Ｃｕ：０．０１~０．５％、
    Ｍｏ：０．０１~０．５％、
    Ｖ：０．０１~０．５％、
    Ｚｒ：０．０１~０．５％、
    Ｃｏ：０．０１~０．５％、
    Ｍｇ：０．０００１~０．００５％、
    Ｂ：０．０００３~０．００５％、
    Ｃａ：０．０００３~０．００５％
    の１種または２種以上含有していることを特徴とする請求項１に記載の表面光沢と耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
  3. 　請求項１または２に記載の鋼成分を有するステンレス鋼のスラブを加熱して、抽出温度１０８０~１１９０℃で加熱炉から抽出後熱間圧延をし、巻取り温度を５００~７００℃で巻き取ることを特徴とする表面光沢と耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
  4. 　前記熱間圧延の巻取り後、冷間圧延を行い、その後、８５０~９８０℃で仕上げ焼鈍を行うことを特徴とする請求項３に記載の表面光沢と耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
  5. 　前記熱間圧延の巻取り後、中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を行い、その後、８５０~９８０℃で仕上げ焼鈍を行うことを特徴とする請求項３に記載の表面光沢と耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
  6. 　前記熱間圧延の巻取り後、冷間圧延の前に、熱延板焼鈍を再結晶温度以上１０５０℃以下の焼鈍温度で行うことを特徴とする請求項４または５に記載の表面光沢と耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
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