WO2016024370A1 - フェライト系ステンレス鋼板 - Google Patents

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WO2016024370A1
WO2016024370A1 PCT/JP2015/001030 JP2015001030W WO2016024370A1 WO 2016024370 A1 WO2016024370 A1 WO 2016024370A1 JP 2015001030 W JP2015001030 W JP 2015001030W WO 2016024370 A1 WO2016024370 A1 WO 2016024370A1
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WO
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stainless steel
corrosion resistance
ferritic stainless
workability
Prior art date
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PCT/JP2015/001030
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
修司 西田
知洋 石井
徹之 中村
光幸 藤澤
力 上
Original Assignee
Ｊｆｅスチール株式会社
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Publication date
Priority claimed from JP2014240888A external-priority patent/JP6146400B2/ja
Priority claimed from JP2014240889A external-priority patent/JP6146401B2/ja
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Priority to US15/503,958 priority Critical patent/US20170275722A1/en
Priority to KR1020177003908A priority patent/KR101940427B1/ko
Priority to CN201580043511.4A priority patent/CN106661695B/zh
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur

Definitions

  • the present invention relates to a ferritic stainless steel sheet having excellent corrosion resistance and workability equivalent to or higher than SUH409L.
  • Ferritic stainless steel has excellent corrosion resistance and is resource-saving, so it is used in various applications including automobile exhaust system parts, building materials, kitchen appliances, and home appliance parts.
  • the most important alloying element contained in ferritic stainless steel is Cr.
  • increasing the Cr content improves the corrosion resistance but lowers the workability.
  • low Cr steel grades with excellent workability but poor corrosion resistance typically are SUH409L (Japanese Industrial Standard JIS G 4312: 2011, 11 mass% Cr-0.3 mass% Ti)
  • a medium Cr steel type typically type is SUS430 (Japanese Industrial Standards JIS G 4305: 2012, 16 mass% Cr)), which has excellent corrosion resistance, is often used depending on the application.
  • Patent Document 1 discloses high-purity ferritic stainless steel having excellent surface characteristics and corrosion resistance.
  • the corrosion resistance is improved by controlling the form of the Ti-based precipitate.
  • Patent Document 2 discloses a ferritic stainless steel sheet having excellent ductility.
  • the improvement of elongation is implement
  • Patent Document 1 pitting potential, which is an index of corrosion resistance, is examined, but workability such as total elongation and r value is not examined.
  • Patent Document 2 product elongation (breaking elongation), which is an index of workability, is examined, but corrosion resistance is not studied. As shown in these figures, in past studies of ferritic stainless steel, there are very few examples focusing on both corrosion resistance and workability.
  • the present invention provides a ferritic stainless steel having excellent corrosion resistance and excellent workability equivalent to or better than SUH409L in ferritic stainless steel.
  • the inventors of the present invention have made a comprehensive study to satisfy both the corrosion resistance and the workability with respect to the above problems.
  • Nb content of 0.010% or more and 0.100% or less is effective in improving workability.
  • the added Nb has the effect of forming a solid solution in the steel and reducing the crystal grains. Since a ⁇ 111 ⁇ ⁇ 001> -oriented crystal grain is likely to be generated from a locally inhomogeneous portion in the vicinity of the crystal grain boundary, the ⁇ 111 ⁇ plane in the recrystallization process as the crystal grain is refined by the addition of Nb described above. The generation frequency of recrystallized grains increases.
  • the present invention is based on the above findings, and the gist configuration is as follows.
  • V 0.01 to 0.25% by mass
  • Ti content and Nb content satisfy the following formula (1)
  • Ti content, Nb content, and V content are The ferritic stainless steel sheet according to any one of [1] to [5], wherein the following formula (2) is satisfied. 0.10 ⁇ Nb / Ti ⁇ 0.30 (1) 0.20 ⁇ V / (Ti + Nb) ⁇ 1.00 (2)
  • the element symbols in the formulas (1) and (2) mean the content of each element.
  • the ferritic stainless steel sheet of the present invention is excellent in corrosion resistance and workability. Specifically, according to the present invention, a ferritic stainless steel having excellent corrosion resistance and workability equivalent to or higher than SUH409L can be obtained.
  • FIG. 1 is a diagram showing the influence of Ti content and Nb content on corrosion resistance.
  • FIG. 2 is a diagram showing the influence of Ti content, Nb content and V content on corrosion resistance.
  • the ferritic stainless steel sheet of the present invention is, by mass%, C: 0.025% or less, Si: 0.01 to 1.00%, Mn: 0.05 to 1.00%, P: 0.020 to 0 0.040%, S: 0.030% or less, Al: 0.001 to 0.100%, Cr: 12.5 to 14.4%, Ni: 0.01 to 0.80%, Ti: 0.11 To 0.40%, Nb: 0.010 to 0.100%, and N: 0.020% or less.
  • % indicating a component of a ferritic stainless steel sheet means “% by mass” unless otherwise specified.
  • C 0.025% or less C is an element effective for increasing the strength of steel. From the viewpoint of obtaining the effect, the C content is preferably 0.001% or more. However, if the C content exceeds 0.025%, the corrosion resistance and workability are significantly reduced. Therefore, the C content is 0.025% or less. More preferably, it is 0.015% or less. More desirably, it is 0.010% or less.
  • Si 0.01 to 1.00% Si is an element useful as a deoxidizer. This effect can be obtained by making the Si content 0.01% or more. On the other hand, if the Si content exceeds 1.00%, the steel becomes hard and the workability decreases. Therefore, the Si content is limited to a range of 0.01 to 1.00%. More preferably, it is 0.03 to 0.50% of range. More preferably, it is 0.06 to 0.20% of range.
  • Mn 0.05 to 1.00% Mn has a deoxidizing effect. From the viewpoint of obtaining this effect, the Mn content is set to 0.05% or more. On the other hand, when the Mn content exceeds 1.00%, precipitation and coarsening of MnS are promoted and the corrosion resistance is lowered. Therefore, the Mn content is limited to the range of 0.05 to 1.00%. More preferably, it is in the range of 0.10 to 0.40%. More preferably, it is in the range of 0.20 to 0.30%.
  • P 0.020 to 0.040%
  • P is an element that decreases the corrosion resistance. Moreover, hot workability falls because P segregates at the crystal grain boundary. Therefore, the P content is desirably as low as possible, and is set to 0.040% or less. However, excessive reduction of the P content to less than 0.020% leads to an increase in steelmaking costs. Therefore, the P content is limited to the range of 0.020 to 0.040%. More preferably, it is in the range of 0.020 to 0.030%.
  • S 0.030% or less S forms Mn and precipitate MnS.
  • the interface between the MnS and the stainless steel base material becomes a starting point of pitting corrosion, and reduces the corrosion resistance of the ferritic stainless steel. Therefore, the lower S content is desirable, and it is 0.030% or less. Preferably it is 0.020% or less. More preferably, it is 0.010% or less.
  • Al 0.001 to 0.100%
  • Al is an effective element for deoxidation. This effect can be obtained by making the Al content 0.001% or more.
  • the Al content is limited to a range of 0.001 to 0.100%. More preferably, it is in the range of 0.01 to 0.08%. More preferably, it is 0.02 to 0.06% of range.
  • Cr 12.5 to 14.4% Cr is an important element that determines the corrosion resistance and workability of ferritic stainless steel.
  • the corrosion resistance of ferritic stainless steel is obtained by forming a passive film on the steel surface by Cr. Therefore, the corrosion resistance improves as the Cr content increases.
  • the corrosion resistance of the steel is improved by adjusting the Cr content to a specific range and adjusting the Ti content and Nb content described below to a specific range.
  • the workability of ferritic stainless steel decreases as the Cr content increases. In the present invention, the workability is improved by adding Nb described later.
  • Cr in order to obtain the workability equivalent to or higher than SUH409L, Cr can be contained up to 14.4% or less. Therefore, the Cr content is limited to the range of 12.5 to 14.4%. More preferably, it is in the range of 13.0 to 13.8%.
  • Ni 0.01 to 0.80%
  • Ni is an element that suppresses the anodic reaction due to acid and enables the passive state to be maintained even at a lower pH.
  • Ni has an effect of increasing crevice corrosion resistance, remarkably suppresses the progress of corrosion in the active dissolution state, and improves the corrosion resistance of ferritic stainless steel.
  • the Ni content is 0.01% or more.
  • the Ni content is limited to the range of 0.01 to 0.80%. More preferably, it is in the range of 0.10 to 0.40%.
  • Ti 0.11 to 0.40% Ti is an element that fixes C and N, prevents sensitization by Cr carbonitride, and improves corrosion resistance. Furthermore, Ti further improves the corrosion resistance due to the combined effect with Nb described later.
  • the Ti content is 0.11% or more.
  • the Ti content exceeds 0.40%, the stainless steel plate becomes hard and the workability decreases. Furthermore, Ti-based inclusions are generated on the surface and the surface quality is deteriorated. Therefore, the Ti content is in the range of 0.11 to 0.40%. More preferably, it is in the range of 0.20 to 0.35%.
  • Nb 0.010 to 0.100% Nb has the effect of forming a solid solution in the steel and reducing the crystal grains. Since crystal grains with ⁇ 111 ⁇ ⁇ 001> orientation are likely to be generated near the grain boundaries, the proportion of recrystallized grains on the ⁇ 111 ⁇ plane increases in the recrystallization process as the crystal grains are refined by adding Nb. . Thereby, the generation of crystal grains of Goss orientation ( ⁇ 110 ⁇ ⁇ 001>) that increases the in-plane anisotropy and lowers the workability is suppressed, and the in-plane anisotropy of the structure is reduced.
  • Nb further improves the corrosion resistance due to the combined effect with Ti described later. The effect is obtained when the Nb content is 0.010% or more. On the other hand, if the Nb content exceeds 0.100%, the ferritic stainless steel is hardened and the workability is lowered. Accordingly, the Nb content is in the range of 0.010 to 0.100%. More preferably, it is in the range of 0.030 to 0.070%.
  • the corrosion resistance can be improved by adding Ti and Nb in a composite manner.
  • the mechanism is considered as follows. It is known that the corrosion of stainless steel is caused by local destruction of the passive film called pitting corrosion. The cause of pitting corrosion is a local gap in the gap formed near the surface of the precipitate-steel base metal interface due to the difference in strain applied to the precipitate and the steel base metal during processing such as rolling. There is corrosion. MnS and Ti carbonitride are representative of precipitates that form this gap. Furthermore, since Ti carbonitride is coarse and has a linear interface, the anode reaction is concentrated in the gap formed at the interface, and the corrosion resistance of the steel is reduced.
  • Nb to Ti takes the form of precipitation of Ti—Nb composite carbonitride in which Nb carbonitride adheres around Ti carbonitride.
  • the interface between the Ti—Nb composite carbonitride and the stainless steel base material thus obtained is not linear. That is, since the total length of the interface is increased and the anode reaction is dispersed, pitting corrosion hardly occurs and the corrosion resistance is improved.
  • the contents of Ti and Nb are in the above-described ranges. More preferably, the ratio of Nb content to Ti content (Nb / Ti) is 0.10 or more and 0.30 or less. This further improves the corrosion resistance. By setting the ratio (Nb / Ti) to 0.10 or more, the precipitation of Nb carbonitride around the Ti carbonitride becomes sufficient. Further, by setting the ratio (Nb / Ti) to 0.30 or less, it becomes difficult for Nb alone carbonitride to precipitate, and Ti—Nb composite carbonitride is easily formed.
  • N 0.020% or less N is an element inevitably mixed in steel. However, if the N content exceeds 0.020%, the corrosion resistance and workability are significantly reduced. Therefore, the N content is 0.020% or less. More preferably, it is 0.015% or less.
  • Mo 0.01-0.30%
  • Mo has the effect of improving the crevice corrosion resistance of ferritic stainless steel.
  • the effect is acquired by making Mo content 0.01% or more.
  • Mo content exceeds 0.30%, the effect is not only saturated, but the workability is lowered. Therefore, when Mo is added, the Mo content is set to 0.01 to 0.30%. More preferably, it is 0.03 to 0.10%.
  • Cu 0.01 to 0.50%
  • Cu has the effect of improving the toughness of steel. The effect is obtained when the Cu content is 0.01% or more. On the other hand, if the Cu content exceeds 0.50%, the toughness of the steel is lowered and the workability is further lowered. Therefore, when Cu is added, the Cu content is set to 0.01 to 0.50%. More preferably, it is 0.01% to less than 0.10%. More preferably, it is 0.03 to 0.06%.
  • Co 0.01 to 0.50%
  • Co is an element that improves the crevice corrosion resistance of stainless steel. This effect can be obtained by setting the Co content to 0.01% or more. However, if the Co content exceeds 0.50%, the effect is saturated and the workability is further deteriorated. Therefore, when Co is added, the Co content is set to 0.01 to 0.50%. More preferably, it is 0.03 to 0.30% of range. More preferably, it is in the range of 0.05 to 0.10%.
  • W 0.01 to 0.50%
  • W is an element that improves the crevice corrosion resistance of ferritic stainless steel.
  • the W content is preferably 0.01% or more.
  • the W content is set to 0.01 to 0.50%. More preferably, it is 0.03 to 0.30% of range. More preferably, it is in the range of 0.05 to 0.10%.
  • V 0.01 to 0.25%
  • V is an element that improves the crevice corrosion resistance of ferritic stainless steel. This effect is obtained by making the V content 0.01% or more. On the other hand, when the V content exceeds 0.25%, the effect is saturated and the workability is deteriorated. Therefore, V is limited to a range of 0.01 to 0.25%. More preferably, it is 0.03 to 0.20% of range. More preferably, it is 0.05 to 0.10% or less.
  • Ti and Nb carbonitrides By containing V in steel, Ti and Nb carbonitrides contain V, and Ti and V composite carbonitrides ((Ti, V) (C, N)) and Nb and V Composite carbonitride ((Nb, V) (C, N)), and further, composite carbonitride ((Ti, Nb, V) (C, N)) is formed.
  • the temperature at which precipitation is most promoted which is the precipitation peak temperature, is lower than when V is not included. As a result, grain growth also occurs at lower temperatures.
  • Ti—Nb composite carbonitrides Since diffusion is slow at low temperatures, coarsening of each grain is suppressed, and Ti or Nb carbonitrides containing V and their composite carbonitrides (generally referred to as Ti—Nb composite carbonitrides). .), Each carbonitride containing V (generally referred to as Ti—Nb—V composite carbonitride) has a relatively small size and takes a more dispersed precipitate form. As a result of the reduced size of each composite carbonitride, the gap formed between the carbonitride and the steel base material during processing such as rolling is reduced. Therefore, local crevice corrosion is less likely to occur, and the occurrence of pitting corrosion is suppressed, thereby improving the corrosion resistance.
  • the contents of Ti, Nb, and V are adjusted so as to be within the above-described ranges, and at the same time, Ti
  • the ratio of Nb content to content (Nb / Ti) is 0.10 to 0.30, and the ratio of V content to the total of Ti content and Nb content (V / (Ti + Nb)) Is set to 0.20 or more and 1.00 or less.
  • the corrosion resistance is further improved.
  • the ratio (V / (Ti + Nb)) to 0.20 or more, the precipitation temperature of (Ti, V) (C, N) or (Nb, V) (C, N) is significantly reduced.
  • the ratio (V / (Ti + Nb)) to 1.00 or less, it becomes difficult for V-specific carbonitrides to precipitate, and Ti-Nb-V composite carbonitrides are easily formed.
  • Zr 0.01 to 0.30%
  • Zr has the effect of fixing C and N like Ti and Nb, preventing sensitization by Cr carbonitride, and improving corrosion resistance. The effect is obtained when the Zr content is 0.01% or more. However, if the Zr content exceeds 0.30%, ZrO 2 and the like are generated and surface scratches occur. Therefore, when Zr is added, the Zr content is set to 0.01 to 0.30%. More preferably, the content is 0.01 to 0.20%.
  • B 0.0003 to 0.0030%
  • B is an element that improves hot workability and secondary workability.
  • B is known to be effective for addition to Ti-added steel. This effect can be obtained by setting the B content to 0.0003% or more.
  • the B content exceeds 0.0030%, the workability decreases. Therefore, when B is added, the B content is set in the range of 0.0003 to 0.0030%. More preferably, it is in the range of 0.0010 to 0.0025%. More preferably, it is in the range of 0.0015 to 0.0020%.
  • Mg forms Mg oxide together with Al in molten steel and acts as a deoxidizer. This effect can be obtained by setting the Mg content to 0.0005% or more. On the other hand, if the Mg content exceeds 0.0030%, the toughness of the steel is lowered and the productivity is lowered. Therefore, when adding Mg, the Mg content is limited to the range of 0.0005 to 0.0030%.
  • Ca 0.0003 to 0.0030%
  • Ca is an effective component for preventing nozzle clogging due to crystallization of Ti-based inclusions that are likely to occur during continuous casting. This effect is obtained when the Ca content is 0.0003% or more.
  • the Ca content exceeds 0.0030%, the toughness of the steel is lowered and the productivity is lowered.
  • the Ca content exceeds 0.0030% the corrosion resistance decreases due to the precipitation of CaS. Therefore, when Ca is added, the Ca content is limited to a range of 0.0003 to 0.0030%. More preferably, it is in the range of 0.0010 to 0.0020%.
  • Y 0.001 to 0.20%
  • Y is an element that decreases the viscosity of molten steel and improves cleanliness. This effect is obtained when the Y content is 0.001% or more. On the other hand, when the Y content exceeds 0.20%, the effect is saturated and the workability is further deteriorated. Therefore, when Y is added, the Y content is limited to a range of 0.001 to 0.20%. More preferably, it is in the range of 0.001 to 0.10%.
  • REM rare earth metal
  • REM rare earth metal: elements having atomic numbers 57 to 71 such as La, Ce, and Nd
  • REM is an element that improves high-temperature oxidation resistance. This effect is obtained when the REM content is 0.001% or more.
  • the REM content exceeds 0.10%, not only the effect is saturated, but also surface defects occur during hot rolling. Therefore, when REM is added, the REM content is limited to a range of 0.001 to 0.10%. More preferably, it is in the range of 0.005 to 0.05%.
  • Sn, Sb 0.001 to 0.50%
  • These elements are effective in improving ridging resistance by promoting the formation of deformation bands during rolling. This effect is obtained when the content of any of these elements is 0.001% or more. However, when the content of these elements exceeds 0.50%, not only the effect is saturated but also the workability is further lowered. Therefore, when adding Sn or Sb, the respective contents are made 0.001 to 0.50%. More preferably, the respective contents are in the range of 0.003 to 0.20%.
  • the balance other than the above components is Fe and inevitable impurities.
  • the steel having the above component composition is melted by a known method such as a converter, electric furnace, vacuum melting furnace or the like, and is made into a steel material (slab) by a continuous casting method or an ingot-bundling method.
  • This steel material is heated to 1000 ° C. to 1200 ° C. and then hot-rolled to a plate thickness of 2.0 mm to 5.0 mm under a finishing temperature of 700 ° C. to 1000 ° C.
  • the hot-rolled steel sheet thus produced is annealed at a temperature of 800 ° C. to 1100 ° C.
  • cold-rolled and cold-rolled sheet annealed at a temperature of 700 ° C. to 1000 ° C.
  • pickling is performed to remove scale.
  • the cold-rolled steel sheet from which the scale has been removed may be subjected to skin pass rolling.
  • Table 1 No. in Table 1 (Table 1-1, Table 1-2, and Table 1-3 are combined into Table 1).
  • a steel having a composition shown in 1 to 82 was melted in a vacuum melting furnace, and then cast into a 30 kg steel ingot. After heating the steel ingot to a temperature of 1050 ° C., hot rolling was performed at a finishing temperature of 900 ° C. to obtain a hot rolled steel plate having a plate thickness of 5 mm. Thereafter, annealing was performed in an Ar atmosphere at 1000 to 1050 ° C. for 1 minute, dipped in sulfuric acid and pickled, and then cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 1.0 mm. The obtained cold-rolled steel sheet was annealed at 900 ° C. for 1 minute in an Ar atmosphere, and pickled by neutral salt electrolysis, nitric hydrofluoric acid immersion, and nitrate electrolysis to obtain a cold-rolled annealed pickled steel sheet.
  • No. 1 in Table 1 Ferritic stainless steel having the compositions shown in 83 and 84 was melted in a vacuum melting furnace, and then cast into a 30 kg steel ingot. After heating the steel ingot to a temperature of 1050 ° C., hot rolling was performed at a finishing temperature of 900 ° C. to obtain a hot rolled steel plate having a plate thickness of 5 mm. Thereafter, annealing was performed in the air at 800 to 850 ° C. for 12 hours, dipping in sulfuric acid and pickling, and then cold rolling to obtain a cold rolled sheet having a sheet thickness of 1.0 mm. The obtained cold-rolled steel sheet was annealed in an Ar atmosphere at 800 ° C. for 1 minute, and was pickled by neutral salt electrolysis, nitric hydrofluoric acid immersion, and nitrate electrolysis to obtain a cold-rolled annealed pickled steel sheet.
  • test No. in Table 1 82 and 83 are SUH409L equivalent steel and SUS430 equivalent steel, respectively.
  • the ferritic stainless steel cold-rolled annealed pickled steel sheet obtained under the above production conditions was cut to 80 ⁇ 60 mm by shearing. After cutting, it was polished up to 320 with emery polishing paper and degreased with acetone. The end and back of the obtained steel plate were sealed and placed on a cyclic corrosion tester at an inclination of 60 °.
  • Corrosion weight loss was 1.0 g / m 2 or less “ ⁇ ”(pass: very good), and 1.0 g / m 2 to 5.0 g / m 2 or less“ ⁇ ” ”(Pass: excellent), what was 5.0 g / m 2 to 8.0 g / m 2 or less“ ⁇ ”(pass: excellent), 8.0 g / m 2 to 16 Those that were 0.0 g / m 2 or less were evaluated as “ ⁇ ” (passed), and those that were larger than 16.0 g / m 2 were evaluated as “ ⁇ ” (failed).
  • the 13B test piece specified in JIS Z 2201 was sampled in the rolling direction, the 45 ° direction with respect to the rolling direction, and the direction perpendicular to the rolling direction, and subjected to a tensile test at room temperature to evaluate workability. did. El min 33% or more and those r min is 1.1 or more " ⁇ " (pass), those el min 33% less than or r min is less than 1.1 " ⁇ " (fail) It was.
  • Test No. of invention steel In Nos. 1 to 65, the evaluation of corrosion resistance is “ ⁇ ”, “ ⁇ ”, or “ ⁇ ”, and the evaluation of workability is “ ⁇ ”, which indicates that the corrosion resistance and workability are excellent.
  • test No. of invention steel satisfying the ratio (V / (Ti + Nb)) of 0.20 or more and 1.00 or less.
  • the evaluation of corrosion resistance and workability was “ ⁇ ”.
  • FIG. 1 is a graph summarizing the results of the inventive examples, the results of comparative examples in which the Ti content is outside the scope of the present invention, and the results of comparative examples in which the Nb content is outside the scope of the present invention. As shown in FIG. 1, it can be seen that the Ti and Nb contents have better corrosion resistance when the formula (1) is satisfied.
  • FIG. 2 is a graph summarizing the results of corrosion resistance in terms of the sum of the V content and the Ti and Nb contents for the inventive examples in which the Ti and Nb contents satisfy the formula (1). As shown in FIG. 2, it can be seen that when the contents of Ti, Nb, and V satisfy the formula (2), they have better corrosion resistance.
  • Test steel No. in which the ratio (V / (Ti + Nb)) satisfies 0.20 or more and 1.00 or less. For 34 to 47 and 55 to 65, the evaluation of corrosion resistance and workability was “ ⁇ ”.
  • Test No. The comparative examples of 66, 68, 70, and 71 are inferior in corrosion resistance because the contents of Cr, Ni, and Ti are lower than the component ranges of the present invention, respectively.
  • Test No. The comparative examples of 67, 69, 72, 73, 76, 77, 78, 79, 80 are inferior in workability because the Cr, Ni, Ti, Nb, V content is higher than the component range of the present invention, respectively. Yes.
  • Test No. In Comparative Examples 74 and 75, since the Nb content is lower than the component range of the present invention, both corrosion resistance and workability are inferior.
  • the comparative example of 82 does not contain Nb and the Cr content is lower than the range of the present invention, it is inferior in corrosion resistance.
  • Test No. The comparative examples 83 and 84 do not contain Nb, and are inferior in workability because the C content, N content and Cr content are higher than the range of the present invention.

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Abstract

　フェライト系ステンレス鋼において、優れた耐食性と、ＳＵＨ４０９Ｌと同等以上の優れた加工性とを有するフェライト系ステンレス鋼を提供する。　質量％で、Ｃ：０．０２５％以下、Ｓｉ：０．０１～１．００％、Ｍｎ：０．０５～１．００％、Ｐ：０．０２０～０．０４０％、Ｓ：０．０３０％以下、Ａｌ：０．００１～０．１００％、Ｃｒ：１２．５～１４．４％、Ｎｉ：０．０１～０．８０％、Ｔｉ：０．１１～０．４０％、Ｎｂ：０．０１０～０．１００％およびＮ：０．０２０％以下を含有し、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。

Description

フェライト系ステンレス鋼板
　本発明は、優れた耐食性と、ＳＵＨ４０９Ｌと同等以上の加工性とをもつ、フェライト系ステンレス鋼板に関する。
　フェライト系ステンレス鋼は、優れた耐食性を有し、かつ省資源であるため、自動車排気系部品、建材、厨房器具および家電部品等をはじめ、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に含まれる、最も重要な合金元素はＣｒである。一般的に、Ｃｒ含有量を増加させると耐食性が向上するが、加工性は低下する。この特徴から、加工性に優れるが耐食性は劣る低Ｃｒ系鋼種（代表的な鋼種はＳＵＨ４０９Ｌ（日本工業規格ＪＩＳ　Ｇ　４３１２：２０１１、１１ｍａｓｓ％Ｃｒ－０．３ｍａｓｓ％Ｔｉ））および加工性は劣るが耐食性に優れた中Ｃｒ系鋼種（代表的な鋼種はＳＵＳ４３０（日本工業規格　ＪＩＳ　Ｇ　４３０５：２０１２、１６ｍａｓｓ％Ｃｒ））が、用途により使い分けられることが多い。
　近年、家庭用電化製品におけるデザインの多様化に伴い、その部品に複雑な形状を有するものが現れている。これらの中でも、特に耐食性が求められる部品に、フェライト系ステンレス鋼を適用すれば、長期間にわたってメンテナンスが不要となりライフサイクルコストを削減できる。複雑な形状へ加工する観点からは、加工性に優れるＳＵＨ４０９Ｌの適用が適当であると考えられる。しかしながらＳＵＨ４０９Ｌは耐食性が不十分であるため、上記部品への適用は困難である。そこで、優れた耐食性を有し、さらにＳＵＨ４０９Ｌと同等以上の優れた加工性を有するフェライト系ステンレス鋼が必要となる。
　耐食性および加工性それぞれの向上については、特許文献１や特許文献２に記載がある。特許文献１には、表面特性および耐食性に優れた高純度フェライト系ステンレス鋼が開示されている。特許文献１では、Ｔｉ系析出物の形態を制御することにより、耐食性の向上を実現している。
　特許文献２には、延性に優れたフェライト系ステンレス鋼板が開示されている。特許文献２では、Ｍｇ系介在物やＴｉ炭硫化物の形態を制御することにより伸びの向上を実現している。
特開２００１－２８８５４４号公報 特開２００１－２９４９９０号公報
　しかしながら、特許文献１では、耐食性の指標である孔食電位が検討されているが、全伸びおよびｒ値などの加工性が検討されていない。また、特許文献２では加工性の指標である成品伸び（破断伸び）が検討されているが、耐食性が検討されていない。これらに示されるように、フェライト系ステンレス鋼の既往の研究では、耐食性と加工性の双方に着目した研究例は極めて少ない。
　本発明は、フェライト系ステンレス鋼において、優れた耐食性と、ＳＵＨ４０９Ｌと同等以上の優れた加工性とを有するフェライト系ステンレス鋼を提供するものである。
　本発明者らは、上記の課題に対し、耐食性および加工性の両者を満足するための総合的な検討を行った。
　先ず、ＴｉとＮｂを複合的に添加することで、耐食性を向上させることが可能であることを見出した。この効果はＴｉの含有量が０．１１％以上０．４０％以下かつＮｂの含有量が０．０１０％以上０．１００％以下である場合に得られる。これにより、１２．５％以上のＣｒを含有するフェライト系ステンレス鋼において、優れた耐食性が得られることが分かった。なお、含有量を表す「％」は「質量％」を意味する。
　また、０．０１０％以上０．１００％以下のＮｂ含有が加工性の向上に有効であることを見出した。添加されたＮｂは鋼中に固溶し、結晶粒を細粒化する効果を有する。結晶粒界近傍の局所的不均一部からは、｛１１１｝〈００１〉方位の結晶粒が生成されやすいため、上記のＮｂ添加による結晶粒の微細化にともない、再結晶過程において｛１１１｝面の再結晶粒の生成頻度が増加する。｛１１１｝面の再結晶粒の生成頻度増加にともない、面内異方性を増大するＧｏｓｓ方位（｛１１０｝〈００１〉）の結晶粒の生成が抑制されるため、組織の面内異方性が低減され、Ｅｌｍｉｎ（Ｅｌの最小値）およびｒｍｉｎ（ｒの最小値）が向上する。この効果により、１４．４％以下のＣｒを含有するフェライト系ステンレス鋼においてＳＵＨ４０９Ｌ同等以上の加工性が得られることが分かった。
　上述した耐食性および加工性双方の検討により、優れた耐食性とＳＵＨ４０９Ｌと同等以上の加工性を有するフェライト系ステンレス鋼を実現するためには、１２．５～１４．４％のＣｒを含有するフェライト系ステンレス鋼において、Ｔｉ：０．１１～０．４０％およびＮｂ：０．０１０～０．１００％を含有させることが極めて重要であることが判明した。
　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：０．０２５％以下、Ｓｉ：０．０１～１．００％、Ｍｎ：０．０５～１．００％、Ｐ：０．０２０～０．０４０％、Ｓ：０．０３０％以下、Ａｌ：０．００１～０．１００％、Ｃｒ：１２．５～１４．４％、Ｎｉ：０．０１～０．８０％、Ｔｉ：０．１１～０．４０％、Ｎｂ：０．０１０～０．１００％およびＮ：０．０２０％以下を含有し、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。
　［２］Ｔｉ含有量およびＮｂ含有量が下記式（１）を満たすことを特徴とする［１］記載のフェライト系ステンレス鋼板。
０．１０≦Ｎｂ／Ｔｉ≦０．３０　　　（１）
式（１）における元素記号は、各元素の含有量を意味する。
　［３］さらに、質量％で、Ｍｏ：０．０１～０．３０％、Ｃｕ：０．０１～０．５０％、Ｃｏ：０．０１～０．５０％、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］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Ｖ：０．０１～０．２５％、Ｚｒ：０．０１～０．３０％、Ｂ：０．０００３～０．００３０％、Ｍｇ：０．０００５～０．００３０％、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］～［３］のいずれかに記載のフェライト系ステンレス鋼板。
　［５］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］～［４］のいずれかに記載のフェライト系ステンレス鋼板。
　［６］質量％でＶ：０．０１～０．２５％を含み、Ｔｉ含有量およびＮｂ含有量が下記式（１）を満たし、さらに、Ｔｉ含有量、Ｎｂ含有量、およびＶ含有量が下記式（２）を満たすことを特徴とする［１］～［５］のいずれかに記載のフェライト系ステンレス鋼板。
０．１０≦Ｎｂ／Ｔｉ≦０．３０　　　（１）
０．２０≦Ｖ／（Ｔｉ＋Ｎｂ）≦１．００　　　（２）
式（１）、（２）における元素記号は、各元素の含有量を意味する。
　本発明のフェライト系ステンレス鋼板は、耐食性および加工性に優れる。具体的には、本発明によれば、優れた耐食性と、ＳＵＨ４０９Ｌと同等以上の加工性を有するフェライト系ステンレス鋼が得られる。
図１は、Ｔｉ含有量およびＮｂ含有量が、耐食性に与える影響を示す図である。 図２は、Ｔｉ含有量、Ｎｂ含有量およびＶ含有量が、耐食性に与える影響を示す図である。
　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は、質量％で、Ｃ：０．０２５％以下、Ｓｉ：０．０１～１．００％、Ｍｎ：０．０５～１．００％、Ｐ：０．０２０～０．０４０％、Ｓ：０．０３０％以下、Ａｌ：０．００１～０．１００％、Ｃｒ：１２．５～１４．４％、Ｎｉ：０．０１～０．８０％、Ｔｉ：０．１１～０．４０％、Ｎｂ：０．０１０～０．１００％およびＮ：０．０２０％以下を含有する。
　以下の説明において、フェライト系ステンレス鋼板の成分を示す％は、特に断らない限り質量％を意味する。
　Ｃ：０．０２５％以下
　Ｃは、鋼の強度を高めるのに有効な元素である。その効果を得る観点からは、Ｃ含有量を０．００１％以上にすることが好ましい。しかし、Ｃ含有量が０．０２５％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０．０２５％以下とする。より好ましくは０．０１５％以下とする。さらに望ましくは０．０１０％以下である。
　Ｓｉ：０．０１～１．００％
　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０．０１％以上にすることで得られる。一方、Ｓｉ含有量が１．００％を超えると鋼が硬質化して加工性が低下する。従って、Ｓｉ含有量は０．０１～１．００％の範囲に限定する。より好ましくは、０．０３～０．５０％の範囲である。さらに好ましくは０．０６～０．２０％の範囲である。
　Ｍｎ：０．０５～１．００％
　Ｍｎには脱酸効果がある。この効果を得る観点から、Ｍｎ含有量を０．０５％以上にする。一方、Ｍｎ含有量が１．００％を超えると、ＭｎＳの析出および粗大化を促して耐食性が低下する。従って、Ｍｎ含有量は０．０５～１．００％の範囲に限定する。より好ましくは、０．１０～０．４０％の範囲である。さらに好ましくは０．２０～０．３０％の範囲である。
　Ｐ：０．０２０～０．０４０％
　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。しかしながら、０．０２０％未満への過度なＰ含有量の低減は製鋼コストの上昇を招く。従って、Ｐ含有量は０．０２０～０．０４０％の範囲に限定する。より好ましくは０．０２０～０．０３０％の範囲である。
　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孔食の起点となり、フェライト系ステンレス鋼の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。さらに好ましくは０．０１０％以下とする。
　Ａｌ：０．００１～０．１００％
　Ａｌは脱酸のために有効な元素である。この効果はＡｌ含有量を０．００１％以上にすることで得られる。一方、Ａｌ含有量が０．１００％を超えるとＡｌ系の非金属介在物による表面傷の増加により表面品質が低下する。従って、Ａｌ含有量は０．００１～０．１００％の範囲に限定する。より好ましくは０．０１～０．０８％の範囲である。さらに好ましくは０．０２～０．０６％の範囲である。
　Ｃｒ：１２．５～１４．４％
　Ｃｒはフェライト系ステンレス鋼の耐食性と加工性を決定する重要な元素である。フェライト系ステンレス鋼の耐食性は、Ｃｒが鋼表面に不動態皮膜を形成することによって得られる。そのため、Ｃｒ含有量を増加させるほど耐食性は向上する。本発明では、Ｃｒ含有量を特定の範囲に調整するとともに、後述するＴｉ含有量及びＮｂ含有量も特定の範囲に調整することで、鋼の耐食性を向上させている。本発明において、優れた耐食性を得るためには１２．５％以上のＣｒの含有が必要である。一方、Ｃｒ含有量が増加するに従って、フェライト系ステンレス鋼の加工性は低下する。本発明では、後述するＮｂ添加により加工性を向上させており、本発明においては、ＳＵＨ４０９Ｌと同等以上の加工性を得るために、１４．４％以下までＣｒを含有できる。従って、Ｃｒ含有量は１２．５～１４．４％の範囲に限定する。より好ましくは、１３．０～１３．８％の範囲である。
　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、耐隙間腐食性を高める効果があり、活性溶解状態における腐食の進行を顕著に抑制して、フェライト系ステンレス鋼の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。より好ましくは０．１０～０．４０％の範囲である。
　Ｔｉ：０．１１～０．４０％
　Ｔｉは、Ｃ、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、Ｔｉは後述するＮｂとの複合効果により、耐食性をさらに向上させる。
　その効果はＴｉ含有量が０．１１％以上で得られる。一方、Ｔｉ含有量が０．４０％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。さらにＴｉ系介在物が表面に生成して表面品質が低下する。従って、Ｔｉ含有量は０．１１～０．４０％の範囲とする。より好ましくは０．２０～０．３５％の範囲である。
　Ｎｂ：０．０１０～０．１００％
　Ｎｂは鋼中に固溶し、結晶粒を細粒化する効果を有する。結晶粒界近傍からは、｛１１１｝〈００１〉方位の結晶粒が生成されやすいため、Ｎｂ添加による結晶粒微細化にともない、再結晶過程において｛１１１｝面の再結晶粒の割合が増加する。これにより、面内異方性を増大させて、加工性を低下させるＧｏｓｓ方位（｛１１０｝〈００１〉）の結晶粒の生成が抑制され組織の面内異方性が低減する。この結果、Ｅｌｍｉｎ（圧延方向、圧延方向に対して４５度方向、圧延方向に直角方向をそれぞれＬ方向、Ｄ方向、Ｃ方向として、各方向の伸びの中での最小値）およびｒｍｉｎ（Ｌ、Ｄ、Ｃ各方向のｒ値の中での最小値）が増加して加工性が向上する。さらにＮｂは、後述するＴｉとの複合効果により、耐食性をさらに向上させる。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０．１００％を超えると、フェライト系ステンレス鋼が硬質化して、加工性が低下する。従って、Ｎｂ含有量は０．０１０～０．１００％の範囲とする。より好ましくは０．０３０～０．０７０％の範囲である。
　本発明を完成するにあたって、ＴｉとＮｂを複合的に添加することで、耐食性を向上させることが可能であることが見出された。その機構は次のように考えられる。ステンレス鋼の腐食は孔食と呼ばれる局所的な不動態皮膜の破壊に起因することが知られている。孔食の発生原因として、圧延などの加工時に析出物と鋼母材とに加わる歪み量の差に起因して析出物－鋼母材界面の表面近傍に形成される隙間における、局所的な隙間腐食がある。ＭｎＳやＴｉ炭窒化物は、この隙間を形成する析出物の代表的なものである。さらに、Ｔｉ炭窒化物は粗大であり、かつ直線的な界面を有するため、その界面に形成された隙間ではアノード反応が集中して起こり、鋼の耐食性が低下する。しかしながら、Ｔｉに対してＮｂを複合添加することによりＴｉ炭窒化物の周辺にＮｂ炭窒化物が付着するＴｉ－Ｎｂ複合炭窒化物の析出形態をとることが分かった。これにより得られるＴｉ－Ｎｂ複合炭窒化物とステンレス鋼母材との界面は、Ｔｉ炭窒化物と異なり直線的ではなくなる。すなわち、界面の全長が増大してアノード反応が分散して起こるため、孔食が起こりにくくなり耐食性が向上する。
　この効果を発現させ、かつ、加工性を良好とするためには、ＴｉとＮｂの含有量がそれぞれ前述した範囲内にあることが必要である。より好ましくは、Ｔｉ含有量に対するＮｂ含有量の比（Ｎｂ／Ｔｉ）を０．１０以上０．３０以下とする。これにより耐食性はさらに向上する。比（Ｎｂ／Ｔｉ）を０．１０以上とすることでＴｉ炭窒化物の周辺へのＮｂ炭窒化物の析出が十分となる。また、比（Ｎｂ／Ｔｉ）を０．３０以下とすることでＮｂ単独の炭窒化物が析出しにくくなり、Ｔｉ－Ｎｂ複合炭窒化物が形成されやすくなる。
　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、必須成分について説明したが、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。
　Ｍｏ：０．０１～０．３０％
　Ｍｏには、フェライト系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含有量を０．０１％以上にすることで得られる。しかし、Ｍｏ含有量が０．３０％を超えるとその効果は飽和するだけでなく、加工性が低下する。そこで、Ｍｏを添加する場合はＭｏ含有量を０．０１～０．３０％とする。より好ましくは０．０３～０．１０％である。
　Ｃｕ：０．０１～０．５０％
　Ｃｕには、鋼の靱性を向上させる効果がある。その効果はＣｕ含有量が０．０１％以上で得られる。一方、Ｃｕ含有量が０．５０％を超えると鋼の靱性は低下し、さらに加工性が低下する。そこで、Ｃｕを添加する場合はＣｕ含有量を０．０１～０．５０％とする。より好ましくは０．０１％～０．１０％未満である。さらに好ましくは０．０３～０．０６％である。
　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含有量を０．０１％以上にすることで得られる。しかし、Ｃｏ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。より好ましくは０．０３～０．３０％の範囲である。さらに好ましくは０．０５～０．１０％の範囲である。
　Ｗ：０．０１～０．５０％
　Ｗは、フェライト系ステンレス鋼の耐隙間腐食性を向上させる元素である。この効果をえるためにはＷ含有量は０．０１％以上が好ましい。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。より好ましくは０．０３～０．３０％の範囲である。さらに好ましくは０．０５～０．１０％の範囲である。
　Ｖ：０．０１～０．２５％
　Ｖは、フェライト系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含有量を０．０１％以上にすることにより得られる。一方、Ｖ含有量が０．２５％を超えると、その効果は飽和し、加工性の悪化を招く。従って、Ｖは０．０１～０．２５％の範囲に限定する。より好ましくは、０．０３～０．２０％の範囲である。さらに好ましくは０．０５～０．１０％以下の範囲である。
　本発明を完成するに当たって、Ｖを添加する場合に、Ｔｉ含有量とＮｂ含有量の合計に対してＶ含有量を調整することで前述のＴｉとＮｂの複合添加による耐食性向上効果が、より顕著となることが見出された。その機構は明らかではないが、次のように考えられる。
　鋼中にＶが含まれることにより、ＴｉやＮｂの炭窒化物にはＶが含まれることとなり、ＴｉとＶの複合炭窒化物（（Ｔｉ、Ｖ）（Ｃ、Ｎ））やＮｂとＶの複合炭窒化物（（Ｎｂ、Ｖ）（Ｃ、Ｎ））、さらには、前述のＴｉ－Ｎｂ複合炭窒化物にＶが混入した複合炭窒化物（（Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ）（Ｃ、Ｎ））が形成される。これらの炭窒化物になることで、Ｖを含まない場合と比較して、析出ピーク温度である最も析出が促進される温度が低下する。その結果、粒成長もより低温域で起こる。低温域では拡散が遅くなるため、各粒の粗大化は抑制され、Ｖを含まないＴｉあるいはＮｂの炭窒化物およびそれらの複合炭窒化物（総称としてＴｉ－Ｎｂ複合炭窒化物ということができる。）に対してＶを含んだ各炭窒化物（総称としてＴｉ－Ｎｂ－Ｖ複合炭窒化物ということができる）は比較的小さなサイズとなり、かつ、より多く分散した析出形態をとる。それぞれの複合炭窒化物のサイズが小さくなった結果、圧延などの加工時に炭窒化物－鋼母材間に形成される隙間が小さくなる。そのため、局所的な隙間腐食が起こりにくくなり、孔食の発生が抑制されることで、耐食性が向上する。
　この効果を発現させて優れた耐食性を実現し、かつ、加工性を良好とするために、Ｔｉ、Ｎｂ、およびＶの含有量がそれぞれ前述した範囲内になるように調整するのと同時に、Ｔｉ含有量に対するＮｂ含有量の比（Ｎｂ／Ｔｉ）を０．１０以上０．３０以下とし、さらにＴｉの含有量とＮｂの含有量の合計に対するＶの含有量の比（Ｖ／（Ｔｉ＋Ｎｂ））を０．２０以上１．００以下とする。これにより耐食性はさらに向上することとなる。比（Ｖ／（Ｔｉ＋Ｎｂ））を０．２０以上とすることで、（Ｔｉ、Ｖ）（Ｃ、Ｎ）や（Ｎｂ、Ｖ）（Ｃ、Ｎ）の析出温度の低下が顕著となる。また、比（Ｖ／（Ｔｉ＋Ｎｂ））を１．００以下とすることでＶ単独の炭窒化物が析出しにくくなり、Ｔｉ－Ｎｂ－Ｖ複合炭窒化物が形成されやすくなる。
　Ｚｒ：０．０１～０．３０％
　ＺｒにはＴｉやＮｂと同様にＣ、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効果がある。その効果はＺｒ含有量が０．０１％以上で得られる。しかし、Ｚｒ含有量が０．３０％を超えるとＺｒＯ２等が生成して表面傷が生じる。そこで、Ｚｒを添加する場合はＺｒ含有量を０．０１～０．３０％とする。より好ましくは０．０１～０．２０％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る。Ｂは、Ｔｉ添加鋼への添加が有効であることで知られている。この効果はＢ含有量を０．０００３％以上にすることで得られる。一方、Ｂ含有量が０．００３０％を超えると加工性が低下する。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。より好ましくは、０．００１０～０．００２５％の範囲である。さらに好ましくは、０．００１５～０．００２０％の範囲である。
　Ｍｇ：０．０００５～０．００３０％
　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含有量を０．０００５％以上にすることで得られる。一方、Ｍｇ含有量が０．００３０％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０．０００５～０．００３０％の範囲に限定する。
　Ｃａ：０．０００３～０．００３０％
　Ｃａは、連続鋳造の際に発生しやすいＴｉ系介在物の晶出によるノズルの閉塞を防止するのに有効な成分である。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、鋼の靱性が低下して製造性が低下する。また、Ｃａ含有量が０．００３０％を超えると、ＣａＳの析出により耐食性が低下する。従って、Ｃａを添加する場合は、Ｃａ含有量は０．０００３～０．００３０％の範囲に限定する。より好ましくは０．００１０～０．００２０％の範囲である。
　Ｙ：０．００１～０．２０％
　Ｙは、溶鋼の粘度を減少させ、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。より好ましくは０．００５～０．０５％の範囲である。
　Ｓｎ、Ｓｂ：０．００１～０．５０％
　これらの元素は、圧延時における変形帯の生成の促進による耐リジング性の向上に効果的である。この効果はこれらの元素のいずれかの含有量が０．００１％以上で得られる。しかし、これらの元素の含有量がそれぞれ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やＳｂを添加する場合はそれぞれの含有量を０．００１～０．５０％とする。より好ましくは、それぞれの含有量が０．００３～０．２０％の範囲である。
　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。
　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鋼板を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鋼板にはスキンパス圧延を行ってもよい。
　表１（表１－１、表１－２、表１－３を合わせて表１とする）のＮｏ．１～８２に示す組成を有する鋼を真空溶解炉で溶製した後、鋳造して３０ｋｇ鋼塊とした。この鋼塊を１０５０℃の温度に加熱した後、仕上温度：９００℃で熱間圧延を行い、板厚：５ｍｍの熱延鋼板とした。その後、Ａｒ雰囲気中において１０００～１０５０℃で１分間の焼鈍を行い、硫酸に浸漬して酸洗を行った後、冷間圧延で板厚：１．０ｍｍの冷延鋼板とした。得られた冷延鋼板は、Ａｒ雰囲気中において９００℃で１分間の焼鈍を行い、中性塩電解、硝弗酸浸漬、および硝酸塩電解により酸洗して冷延焼鈍酸洗鋼板を得た。
　また、表１のＮｏ．８３、８４に示す組成を有するフェライト系ステンレス鋼を真空溶解炉で溶製した後、鋳造して３０ｋｇ鋼塊とした。この鋼塊を１０５０℃の温度に加熱した後、仕上温度：９００℃で熱間圧延を行い、板厚：５ｍｍの熱延鋼板とした。その後、大気中において８００～８５０℃で１２時間の焼鈍を行い、硫酸に浸漬して酸洗を行った後、冷間圧延で板厚：１．０ｍｍの冷延板とした。得られた冷延鋼板は、Ａｒ雰囲気中において８００℃で１分間の焼鈍を行い、中性塩電解、硝弗酸浸漬、および硝酸塩電解により酸洗して冷延焼鈍酸洗鋼板を得た。
　なお、表１の試験Ｎｏ．８２、８３はそれぞれＳＵＨ４０９Ｌ相当鋼、ＳＵＳ４３０相当鋼である。
　以上の製造条件で得られたフェライト系ステンレス鋼冷延焼鈍酸洗鋼板を、せん断加工により８０×６０ｍｍに切出した。切り出し後、エメリー研磨紙で３２０番まで研磨し、アセトンによる脱脂を行った。得られた鋼板の端部および裏面をシールし、傾き：６０°でサイクル腐食試験機に配置した。腐食試験機中では、０．１質量％ＮａＣｌ－０．５質量％Ｈ２Ｏ２水溶液の噴霧（３０分間、３５℃、９８％ＲＨ（湿度））、乾燥（１時間、６０℃、３０％ＲＨ）、湿潤（１時間、４０℃、９５％ＲＨ）を１サイクルとして、２４０サイクルの腐食試験を行った。これは、低～中Ｃｒ系鋼種の耐食性を評価する腐食促進試験法である。試験後、１０％クエン酸二アンモニウム溶液を用いて腐食生成物を除去し、腐食減量を測定した。腐食減量が１．０ｇ／ｍ２以下であったものを「◎」（合格：非常に優れている）、１．０ｇ／ｍ２超え～５．０ｇ／ｍ２以下であったものを「○」（合格：特に優れている）、５．０ｇ／ｍ２超え～８．０ｇ／ｍ２以下であったものを「□」（合格：優れている）、８．０ｇ／ｍ２超え～１６．０ｇ／ｍ２以下であったものを「△」（合格）、１６．０ｇ／ｍ２よりも大きかったものを「▲」（不合格）と評価した。
　さらに、ＪＩＳ　Ｚ　２２０１に規定される１３Ｂ号試験片を、圧延方向、圧延方向に対して４５度方向、および、圧延方向に対して直角方向に採取し、常温で引張試験を行い加工性を評価した。Ｅｌｍｉｎが３３％以上かつｒｍｉｎが１．１以上であるものを「○」（合格）、Ｅｌｍｉｎが３３％未満あるいはｒｍｉｎが１．１未満であるものを「▲」（不合格）とした。
　得られた結果を表１に示す。発明鋼の試験Ｎｏ．１～６５は耐食性の評価が「○」あるいは「□」あるいは「△」であり、かつ、加工性の評価が「○」であり、耐食性および加工性に優れることが分かる。特に、比（Ｖ／（Ｔｉ＋Ｎｂ））が０．２０以上１．００以下を満足する発明鋼の試験Ｎｏ．３４～４７、５５～６５は、耐食性および加工性の評価が共に「○」であった。
　図１には、本発明例の結果と、Ｔｉ含有量が本発明範囲外の比較例の結果と、Ｎｂ含有量が本発明範囲外の比較例の結果とをグラフにまとめた。図１に示すようにＴｉおよびＮｂの含有量が式（１）を満たす場合に、より良好な耐食性を有することが分かる。
　図２には、ＴｉおよびＮｂ含有量が式（１）を満たす本発明例について、Ｖ含有量とＴｉおよびＮｂ含有量の合計で耐食性の結果をグラフにまとめた。図２に示すようにＴｉ、ＮｂおよびＶの含有量が式（２）を満たす場合に、さらに良好な耐食性を有することが分かる。
　比（Ｖ／（Ｔｉ＋Ｎｂ））が０．２０以上１．００以下を満足する発明鋼の試験Ｎｏ．３４～４７、５５～６５は、耐食性および加工性の評価が共に「○」であった。
　試験Ｎｏ．６６、６８、７０、７１の比較例は、それぞれＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉの含有量が本発明の成分範囲よりも低いため、耐食性が劣っている。試験Ｎｏ．６７、６９、７２、７３、７６、７７、７８、７９、８０の比較例は、それぞれＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ含有量が本発明の成分範囲よりも高いため、加工性が劣っている。試験Ｎｏ．７４、７５の比較例は、Ｎｂの含有量が本発明の成分範囲よりも低いため、耐食性、加工性がともに劣っている。試験Ｎｏ．８１の比較例は、Ｃの含有量が本発明の成分範囲よりも高いため、耐食性および加工性がともに劣っている。試験Ｎｏ．８２の比較例は、Ｎｂを含まず、また、Ｃｒ含有量も本発明範囲よりも低いため、耐食性に劣っている。試験Ｎｏ．８３、８４の比較例は、Ｎｂを含まず、また、Ｃ含有量、Ｎ含有量およびＣｒ含有量が本発明範囲よりも高いため、加工性に劣っている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　本発明によれば、耐食性と加工性に優れるので、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、および排水溝の蓋などの用途に対して好適に使用することができる。

Claims (6)

  1. 　質量％で、Ｃ：０．０２５％以下、Ｓｉ：０．０１～１．００％、Ｍｎ：０．０５～１．００％、Ｐ：０．０２０～０．０４０％、Ｓ：０．０３０％以下、Ａｌ：０．００１～０．１００％、Ｃｒ：１２．５～１４．４％、Ｎｉ：０．０１～０．８０％、Ｔｉ：０．１１～０．４０％、Ｎｂ：０．０１０～０．１００％およびＮ：０．０２０％以下を含有し、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。
  2. 　Ｔｉ含有量およびＮｂ含有量が下記式（１）を満たすことを特徴とする請求項１記載のフェライト系ステンレス鋼板。
    ０．１０≦Ｎｂ／Ｔｉ≦０．３０　　　（１）
    式（１）における元素記号は、各元素の含有量を意味する。
  3. 　さらに、質量％で、Ｍｏ：０．０１～０．３０％、Ｃｕ：０．０１～０．５０％、Ｃｏ：０．０１～０．５０％、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Ｖ：０．０１～０．２５％、Ｚｒ：０．０１～０．３０％、Ｂ：０．０００３～０．００３０％、Ｍｇ：０．０００５～０．００３０％、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１～３のいずれかに記載のフェライト系ステンレス鋼板。
  5. 　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１～４のいずれかに記載のフェライト系ステンレス鋼板。
  6. 　質量％でＶ：０．０１～０．２５％を含み、
    　Ｔｉ含有量およびＮｂ含有量が下記式（１）を満たし、
    　さらに、Ｔｉ含有量、Ｎｂ含有量、およびＶ含有量が下記式（２）を満たすことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のフェライト系ステンレス鋼板。
    ０．１０≦Ｎｂ／Ｔｉ≦０．３０　　　（１）
    ０．２０≦Ｖ／（Ｔｉ＋Ｎｂ）≦１．００　　　（２）
    式（１）、（２）における元素記号は、各元素の含有量を意味する。
     
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