(57)【要約】  本発明は、自転車のディスクブレーキロータとして優れた制動特性、鳴き防止性能に優れ、焼入れたままで使用に供する自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板を提供する。本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼板の要旨は、Ｃ：０．０７０〜０．１２０％、Ｎ：０．０１５〜０．０６０％であって、Ｃ＋Ｎ：０．０９〜０．１５％を満足する低炭素・低窒素ステンレス鋼であって、Ｃｕ：０．１％以下で且つＭｎ：１．０〜１．４％であって、熱間圧延時の相バランスを表す指標であるγｐが８０〜１２０を満足し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、焼入れ後の硬さがＨＲＣで３８〜４４であることを特徴とする。
2012157680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．０７０〜０．１２０％、
Ｎ：０．０１５〜０．０６０％、
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、
Ｍｎ：１．０〜１．４％、
Ｐ：０．０３５％以下、
Ｓ：０．０１５％以下
Ｎｉ：０．３％以下、
Ｃｒ：１１．５〜１３．５％、
Ｃｕ：０．１％以下
Ｖ：０．３％以下
Ａｌ：０．００１％〜０．０１０％
を含み、Ｃ＋Ｎ：０．０９〜０．１５％を満足し、かつ次式（１）で表される熱間圧延時の相バランスを表す指標であるγｐが８０〜１２０を満足し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、焼入れ後の硬さがＨＲＣで３８〜４４であることを特徴とする自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板。
γｐ＝４２０［％Ｃ］＋４７０［％Ｎ］＋２３［％Ｎｉ］＋９［％Ｃｕ］＋７［％Ｍｎ］−１１．５［％Ｃｒ］−１１．５［％Ｓｉ］−５２［％Ａｌ］−１２［％Ｍｏ］−４７［％Ｎｂ］−７［％Ｓｎ］−４９［％Ｔｉ］−４８［％Ｚｒ］−４９［％V］＋１８９  ・・・（１）
ここで、［％Ｃ］は、炭素（Ｃ）の含有量(質量％)を示す。
以下同様に、［％Ｎ］［％Ｎｉ］［％Ｃｕ］［％Ｍｎ］［％Ｃｒ］［％Ｓｉ］［％Ａｌ］［％Ｍｏ］［％Ｎｂ］［％Ｓｎ］［％Ｔｉ］［％Ｚｒ］［％V］は、それぞれＮ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖの含有量（質量％）を示す。
元素が含まれていないときは０とする。
【請求項２】
さらに、質量％で、
Ｍｏ：０．０５〜０．５％、
Ｓｎ：０．００３〜０．５％、
Ｎｂ：０．０３〜０．１５％、
Ｔｉ：０．０５％以下、
Ｚｒ：０．０５％以下、
Ｂ：０．０００５〜０．００３０％、
の１種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の鋼組成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼板を焼き入れて自転車のディスクブレーキロータとした際に、未固溶炭化物の析出量が、そのＦｅの量として０．０４％以下であることを特徴とする自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板。
【請求項４】
請求項１または２に記載の成分のステンレス鋼の熱延板を焼鈍後に、総圧下率２０〜７０％の冷間圧延を１回行なうか、又は中間焼鈍を挟んで２回冷間圧延を行うと共に、仕上げ冷間圧延の冷間圧延率を２０％以上とし、冷間圧延製品、或いは冷間圧延後焼鈍をし酸洗を施した製品の硬度を２２０ＨＶ〜２６０ＨＶとすることを特徴とする、自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車のディスクブレーキロータとして、ブレーキの制動特性に優れ、ローター形状に加工する際のプレス成形性に優れる、マルテンサイト系ステンレス鋼板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自転車用ディスクブレーキロータには、耐摩耗性、耐銹性、軽量性等の特性が要求される。そのため、マルテンサイト系のステンレス鋼やマルテンサイト系ステンレス鋼とアルミの複合材料が用いられている。マルテンサイト系のステンレス鋼では、ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｊ２が一般的に用いられる。ディスクブレーキロータは、ステンレス鋼を熱間圧延し焼鈍後に冷間圧延を行って形状と硬さを調整した後、プレス成形によって所定の形状に加工され、焼入れ、焼き戻しの熱処理によって所望の硬さに調整された後、研磨や塗装等の工程を経て、ディスクブレーキロータが製造される。【０００３】
オートバイのディスクブレーキ用にも、同様のマルテンサイト系ステンレス鋼が用いられる。自転車に較べると、高速走行し、かつ大重量の車体であるため、高い制動力が必要になる。そのため、マルテンサイト系ステンレスの熱延鋼板を焼鈍しプレス成形後に焼き入れて製造される。耐摩耗性は、一般に鋼の硬さが高いほど大きくなるが、硬さが高過ぎるとブレーキロータとパッドの間でいわゆるブレーキの”鳴き (Brake noise)”が生じる。このため、オートバイのディスクブレーキロータの硬さはあまり高くすることができず、３４±３ＨＲＣ（ロックウェル硬さＣスケール）が求められる。【０００４】
オートバイのディスクブレーキロータ製造に於いては、焼入れ後の焼き戻し工程を省略すべく、低炭素（Ｃ）、低窒素（Ｎ）化したステンレス鋼の適用が進んでいる、例えば、特許文献１では、重量比でＣ＋Ｎ：０．０４〜０．１０％とし、Ｍｎを１．０〜２．５％添加した低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼がオートバイディスクブレーキ用材料として開示されている。【０００５】
また、特許文献２では、熱延板の脱スケール性を向上させるために、Ｍｎを１．０％以下とし、且つ、以下の式で示す計算値Ｈを３２〜４０の範囲としたオートバイディスクブレーキ用材料が開示されている。
Ｈ＝２２３Ｃ−２．６Ｓｉ＋２．８Ｍｎ＋９．２Ｎｉ−４．６Ｃｒ＋３．６Ｃｕ＋１８８Ｎ＋７４．０（各元素記号は当該元素の重量％の数値を示す。）
この計算値Ｈは最高焼き入れ硬さの実測値と良く対応するとされている。【０００６】
しかし、これらの公報に記載された鋼は、オートバイのディスクブレーキ用途に適した特性を有する反面、自転車のディスクブレーキロータ用の材料としては不向きであり、適用が進んでいなかった。それは以下の様な諸問題に起因する。【０００７】
自転車のディスクブレーキロータにオートバイのディスクブレーキ用に開発されたマルテンサイト系ステンレス鋼を用いると摩耗が大きく、摩耗による表面損傷が走行性能に影響する。即ち、焼入れ硬さが３２〜４０の範囲では硬さが低く、自転車、例えばマウンテンバイクのディスクブレーキロータとして、十分な制動力を得る事が出来なかった。【０００８】
制動力を上げるためには、ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｊ２の様にＣ量を上げて焼入れ硬度を高める事が有効である。しかし、オートバイのディスクブレーキ用に開発された低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼に於いて、炭素（Ｃ）量を上げて硬度を上げた場合、制動力は改善するものの、制動時に鳴きが発生するなどブレーキ性能を損ねる問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭５７−１９８２４９号公報
【特許文献２】特開昭６０−１０６９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来、一般的に自転車用ディスクブレーキロータに使用されているＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｊ２は、焼入れのままでは硬度が５０ＨＲＣ以上となるため、焼戻し処理が必要である。そのため工程が長く、その生産性の向上が課題である。
一方、オートバイ用のマルテンサイト系ステンレス鋼は、前述したように、焼入れ硬度が不足し、自転車用ディスクブレーキロータには使用できない。また、焼入れ硬度を上げるために炭素（Ｃ）を増やすと鳴きが発生しやすくなるという問題がある。
そのため、焼戻し処理がなく、つまり焼入れのままで、自転車用ディスクブレーキロータに適した硬度を有するマルテンサイト系ステンレス鋼を得ることが課題である。
本発明は、上記従来技術の持つ課題を有利に解決し、制動時に鳴きが発生するのを抑制し、ブレーキ制動特性に優れ、焼入れたままで使用に供する、自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討を行い、下記の知見を得て本発明を完成させた。【００１２】
自転車のブレーキディスクロータ用のマルテンサイト系ステンレス鋼は、その必要な制動力を得るために、その硬度を３８ＨＲＣ以上にすることが必要である。この硬度は、オートバイのディスクブレーキロータに必要とされる硬度３２ＨＲＣ以上よりも高いことが特徴である。
一方、制動力を上げるために焼入れ硬度を上げると、自転車のディスクブレーキロータにおいては、”鳴き (Brake noise)”と呼ばれる振動を伴う異音が問題になる。ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｊ２等のステンレス鋼を、焼入れ焼き戻しを行い、硬度を４３ＨＲＣ以下にすることで、鳴きを抑制できる。しかし、焼き戻しを省略する技術に対しては、オートバイのディスクブレーキロータ用のステンレス鋼を用いようとすると、鳴きが３８ＨＲＣでも生じるため、制動力と鳴き防止を両立する硬度範囲を見出す事が出来なかった。【００１３】
このことは、オートバイのディスクブレーキロータで問題となる、鳴きと呼ばれる、摺動音（異音）の問題に類似している。オートバイのディスクブレーキロータでは、鳴きを防止するために硬度を３８ＨＲＣ以下にする事が一般的であり、制動力を得るために必要な３２ＨＲＣ以上とし、鳴きを生じ始める３８ＨＲＣ以下に硬度を制御している。
自転車では、必要とされる制動力を得るためには３８ＨＲＣ以上のディスクブレーキロータの硬度が必要である。焼入れ後の硬度のバラツキも考慮すると硬度範囲として３８〜４３ＨＲＣは必要と考えられる。
この硬度範囲に於いて、鳴きを抑制する方法を検討した結果、摺動時にディスクブレーキロータ表面に形成される僅かな酸化被膜を介して、母材成分が影響している事、鳴きを抑制するには、母材のＣｕ量を０．１％以下に制限すると共に、Ｍｎ量を１．０〜１．４％の範囲にする事が必要である事を見出した。更に、ディスクブレーキロータの耐食性を高めるためには、焼入れ後の組織をマルテンサイト母地に僅かに炭化物が分散した組織とする事が望ましく、その析出量は、Ｆｅの重量％で０．０４％以下にすることが必要である。【００１４】
上記の知見に基づいて完成させた本発明の要旨は、下記の自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板およびその製造方法にある。【００１５】
（１）質量％で、
Ｃ：０．０７０〜０．１２０％、
Ｎ：０．０１５〜０．０６０％、
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、
Ｍｎ：１．０〜１．４％、
Ｐ：０．０３５％以下、
Ｓ：０．０１５％以下
Ｎｉ：０．３％以下、
Ｃｒ：１１．５〜１３．５％、
Ｃｕ：０．１％以下
Ｖ：０．３％以下
Ａｌ：０．００１％〜０．０１０％
を含み、Ｃ＋Ｎ：０．０９〜０．１５％を満足し、かつ次式（１）で表される熱間圧延時の相バランスを表す指標であるγｐが８０〜１２０を満足し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、焼入れ後の硬さがＨＲＣで３８〜４４であることを特徴とする自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板。
γｐ＝４２０［％Ｃ］＋４７０［％Ｎ］＋２３［％Ｎｉ］＋９［％Ｃｕ］＋７［％Ｍｎ］−１１．５［％Ｃｒ］−１１．５［％Ｓｉ］−５２［％Ａｌ］−１２［％Ｍｏ］−４７［％Ｎｂ］−７［％Ｓｎ］−４９［％Ｔｉ］−４８［％Ｚｒ］−４９［％V］＋１８９  ・・・（１）
［％Ｃ］は、炭素（Ｃ）の含有量(質量％)を示す。
以下同様に、［％Ｎ］［％Ｎｉ］［％Ｃｕ］［％Ｍｎ］［％Ｃｒ］［％Ｓｉ］［％Ａｌ］［％Ｍｏ］［％Ｎｂ］［％Ｓｎ］［％Ｔｉ］［％Ｚｒ］［％V］は、それぞれＮ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ
の含有量（質量％）を示す。
元素が含まれていないときは０とする。【００１６】
（２）さらに、質量％で、
Ｍｏ：０．０５〜０．５％、
Ｓｎ：０．００３〜０．５％、
Ｎｂ：０．０３〜０．１５％、
Ｔｉ：０．０５％以下、
Ｚｒ：０．０５％以下、
Ｂ：０．０００５〜０．００３０％、
の１種以上を含むことを特徴とする（１）に記載の自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板。【００１７】
（３）上記（１）または（２）に記載の鋼組成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼板を焼き入れて自転車のディスクブレーキロータとした際に、未固溶炭化物の析出量が、そのＦｅの量として０．０４％以下であることを特徴とする自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板。【００１８】
（４）上記（１）または（２）に記載の成分のステンレス鋼の熱延板を焼鈍後に、総圧下率２０〜７０％の冷間圧延を１回行なうか、又は中間焼鈍を挟んで２回冷間圧延を行うと共に、仕上げ冷間圧延の冷間圧延率を２０％以上とし、冷間圧延製品、或いは冷間圧延後焼鈍し酸洗を施した製品の硬度を２２０ＨＶ〜２６０ＨＶとすることを特徴とする、自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、自転車のディスクブレーキロータとして優れた制動特性、例えば制動力や鳴き防止性能に優れた、焼入れたままで使用に供する自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板が安価に提供できるため、工業的効果は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態におけるマルテンサイト系ステンレス冷間圧延製品を焼き入れて製造した自転車ディスクブレーキロータのブレーキ制動性能や鋼板硬さに及ぼす成分Ｃ＋Ｎの影響を示す図である。図１（ａ）は、Ｃ＋Ｎとロックウエル硬さの関係を示す図であり、図１（ｂ）は、Ｃ＋Ｎと自転車のブレーキ制動性能や、鳴きの関係を示す図である。
【図２】本実施形態におけるマルテンサイト系ステンレス鋼冷間圧延製品のビッカース硬さと、プレス成形時のだれに及ぼす、仕上げ冷間圧延の圧下率（圧延率）の影響を示すグラフである。図２（ａ）は、仕上げ冷間圧延の圧下率と鋼板硬さ（ビッカース硬さ）の関係を示す図であり、図２（ｂ）は、仕上げ冷間圧延の圧下率と打ち抜き穴のだれとの関係を示す図である。
【図３】本実施形態におけるマルテンサイト系ステンレス鋼冷間圧延製品から製造した、自転車のディスクブレーキロータにおける、未固溶炭化物の析出量（析出Ｆｅ量）と塩水噴霧試験での発銹率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２２】
まず、本発明の自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板の鋼組成を限定した理由について説明する。なお、組成について％の表記は、特に断りが無い場合は質量％を意味する。
【００２３】
（Ｃ：０．０７０〜０．１２０％）
Ｃは、焼入れ時の硬さを高めると共に、焼入れ加熱時にオーステナイト相分率を高め、焼入れ後のマルテンサイト量を増加させる。自転車のディスクブレーキロータに必要な硬度と制動力を与えるためには、０．０７０％以上が必要である。しかし、Ｃ含有量が多すぎる焼入れ硬度の増加により鳴きを生じやすくなるため、０．１２０％以下とした。目標とする硬さを安定して確保するためには、０．０７０〜０．１００％、好ましくは０．０８０％〜０．１００％、さらに好ましくは０．０８０〜０．０９０％とすることが好ましい。
【００２４】
（Ｎ：０．０１５〜０．０６０％）
Ｎは、Ｃと同様に、焼入れ時のマルテンサイトの硬さを上げると共に、強力なオーステナイトフォーマーとして、十分なマルテンサイト量を与える成分である。そのため、０．０１５％以上が必要である。しかし、Ｎ含有量が多すぎると窒化物の量が増え、粗大化するために溶体化温度が上がり、溶体化時間が長くなるため、焼入れ安定性が損なわれる。また、鋳造時に気泡系欠陥が形成して、耐食性を損なうために、Ｎの含有量の上限は、０．０６０％以下とした。目標とする硬さを安定して得るためには、下限を０．０１８％、上限を０．０４５％とすることが望ましい。さらに望ましくは、下限を０．０１９％、上限を０．０４０％とするとよい。
【００２５】
（Ｓｉ：０．１０〜０．５０％）
Ｓｉは、焼入れ時のマルテンサイト量を減じると共に、靭性を低下させる元素であるため、その上限を０．５０％とした。しかし、製鋼時の脱酸素や、鋳造時の湯流れ性の向上に好ましい元素であり、操業性や表面品質を向上させる。そこで、下限を０．１０％とした。但し、原料コストの低減や精錬時間の短縮による生産性向上を考慮すると、下限を０．２０％、上限を０．４０％とすることが望ましい。さらに望ましくは、下限を０．２５％、上限を０．０３５％とするとよい。
【００２６】
（Ｍｎ：１．０〜１．４％）
Ｍｎは、ＮｉやＣｕと同様に、オーステナイトフォーマーであり、焼入れ時のマルテンサイト量を増加させる。また、Ｍｎ独自の効果としては、非金属介在物（ＭｎＳ）を形成し、熱間加工性を向上させる効果を持つ。更に、溶鋼中への窒素の溶解度を上げる効果があり多量に窒素を添加する際には気泡系欠陥の形成を抑制する作用を示す。その他にもＳｉと同様に製鋼時の脱酸元素としての効果も有する。この様な効果を得るためにはＭｎの含有量は少なくとも１．０％以上とする。しかし、Ｍｎを多量に含有すると、焼入れ加熱時の酸化が進み、酸化膜除去が困難になり、またＭｎＳの粗大化により素材の表面品質を低下させる。さらに、Ｍｎを多量に含有すると、制動時の鳴き発生硬度（鳴きが発生する最低硬度）を下げる事が問題になる。これらのことから、Ｍｎの含有量は１．４％以下とする。原料コストの低減や、オーステナイトバランスに依存する熱延時の高温延性を考慮すると、下限を１．１％、上限を１．３％とすることが望ましい。さらに望ましくは、下限を１．１５％、上限を１．２５％とするとよい。
【００２７】
（Ｐ：０．０３５％以下）
Ｐは固溶強化能の大きな元素であり、かつフェライトフォーマーである。しかも耐食性や靭性に対しては有害な元素であるため、可能な限り少ない方が好ましい。  
【００２８】
Ｐはステンレス鋼の原料であるフェロクロムに不純物として含まれるが、ステンレス鋼の溶鋼から脱Ｐすることは非常に困難であるため、０．０１０％以上とする事が好ましい。また、Ｐの含有量は、使用するフェロクロム原料の純度と量でほぼ決定される。Ｐは有害な元素であるため、フェロクロム原料のＰの純度は低い方が好ましいが、低Ｐのフェロクロムは高価であるため、材質や耐食性を大きく劣化させない範囲である０．０３５％以下に制限する。なお、好ましくは０．０３０％以下に制限するとよい。
【００２９】
（Ｓ：０．０１５％以下）
Ｓは、粒化物系介在物を形成し、鋼材の一般的な耐食性（孔食）を劣化させるため、その含有量の上限は少ない方が好ましく、０．０１５％以下と制限する。また、Ｓの含有量は少ないほど耐食性は良好となるので、可能な限り少ない方が望ましい。しかし、低Ｓ化には脱硫負荷が増大し、製造コストが増大すると共に、脱硫の強化と共にスラグ中に形成されるＣａＳが鋼中にも混入して耐食性を損なうため、その下限を０．００１％とするのが好ましい。なお、好ましくは上限を０．０１０％とするとよい。さらに好ましくは上限を０．００８％とするとよい。
【００３０】
（Ｎｉ：０．３％以下）
Ｎｉは、Ｍｎ、Ｃｕと同様にオーステナイトフォーマーであり、焼入れ時のマルテンサイト量を増加させる。しかし、Ｎｉは高価であるため、本発明ではスクラップから混入する程度にとどめ、許容できる上限を０．３％とした。但し、孔食の進展抑制に有効な元素であると共に、過度の低減は、高純度原料の使用が必要になり原料コストの増加につながるため、下限を０．０１％以上とすることが好ましい。なお、焼入れ後の靭性向上を考慮すると０．０５〜０．１５％が望ましい。
【００３１】
（Ｃｒ：１１．５〜１３．５％）
Ｃｒはブレーキディスクに必要とされる耐食性を確保するため、１１．５％以上が必要である。しかし、フェライトフォーマーであるために、Ｃｒ量に応じたオーステナイトフォーマー（Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ）を添加して、焼入れ加熱時のオーステナイト相分率を確保する必要がある。しかし、上記、又は下記に示した様な種々の理由によりオーステナイトフォーマーによる相バランスの調整にも限界がある。そこで、Ｃｒ含有量の上限を１３．５％とした。なお、製造性や高温延性を考慮すると、下限を１１．８％、上限を１３．２％とすることが望ましい。さらに望ましくは、下限を１２．０％、上限を１３．０％とするとよい。
【００３２】
（Ｃｕ：０．１％以下）
Ｃｕは、ＭｎやＮｉと同様に、オーステナイトフォーマーであり、焼入れ時のマルテンサイト量を増加させ、硬度を増加させる。しかし、摺動時発熱により形成される酸化膜を変化させディスクブレーキロータの鳴き発生硬度を下げる事が問題になるため、その含有量を０．１％以下に制限する。しかし、Ｃｕは他の合金原料に不純物として混入するため、極度な低減は高純度原料の使用が必要になり好ましくないため、下限を０．０１％以上とすることが望ましい。製造時の成分管理の効率を加味すると０．０２〜０．０５％とすることが好ましい。
【００３３】
（Ｖ：０．３以下）
Ｖは、合金原料から不可避的不純物として混入する元素である。過度の低減は高純度原料の使用が必要になり原料コストを増加させるために、下限は０．０１％とすることが望ましい。一方、過度の含有は、炭窒化物の形成によるマルテンサイトの硬度を低下させるために、０．３％を上限とする。大型の炭窒化物形成に伴うブレーキディスクロータの鳴きを抑制するためには、０．１％以下にする事がより望ましい。
【００３４】
（Ａｌ：０．００１〜０．０１０％）
Ａｌは、強い脱酸元素であると共に、精錬時のスラグ塩基度を調整しスラグの脱硫能を高める。その作用は０．００１％から安定して得られるため、下限を０．００１％とする。一方、過度の添加は、スラグの塩基度を上げる事により、水溶性の介在物ＣａＳが晶出することで、耐食性を大きく損ねるため、その上限を０．０１０％以下とする。精錬時の脱酸素能力を安定して得るためには、０．００３％〜０．００８％にすることがより望ましい。
【００３５】
（Ｃ＋Ｎ：０．０９〜０．１５％）
ＣとＮは、マルテンサイトの硬さを支配する元素であり、自転車のディスクブレーキロータに必要な制動力を得るために不可欠な硬さであるＨＲＣ３８〜４４にするためには、Ｃ＋Ｎで０．０９％以上、０．１５％以下が必要である。好ましくはＣ＋Ｎの下限を０．０９５％、上限を０．１３％、さらに好ましくは下限を０．１０％〜０．１２％である。なお、不可避的不純物として混入が危惧される炭窒化物形成元素による固溶Ｃ、Ｎの低下や、固溶、析出強化元素によるマルテンサイトの強度上昇を考慮すると、０．１１〜０．１４％、好ましくは０．１１％〜０．１３％にすることが好ましい。
【００３６】
（熱間圧延加熱時の相バランスを表す指標であるγｐ＝８０〜１２０）
γｐの下記式（１）は、焼入れ加熱温度や、素材を製造する熱間圧延加熱時の相バランスを表す指標であるが。γｐが小さくなると、フェライト分率が増加し、焼入れ時のマルテンサイト量が減少し、焼入れ硬さが低下し、ディスクブレーキロータの摩耗速度が上がり、ブレーキ制動性が低下する。更には、熱延時のフェライト分率が増加して、δフェライトとオーステナイトの強度差、変形能の違いによってδフェライトとオーステナイトの界面に亀裂が生じ耳割れの原因となる。従って、焼入れ硬さを向上させ、熱間加工性を向上させるために、γｐは８０以上、好ましくは８５以上とする。更に好ましくは９０以上あるとよい。
【００３７】
一方、γｐを高くしすぎると、熱間圧延時に於いて、オーステナイト粒界にＳが偏析し、粒界脆化を起こす事で耳割れが発生し易くなる。そこで、Ｓを固溶し無害化するうえで最小限度のδフェライトの存在が必要となる。そこで、γｐの上限は１２０以下、好ましくは１１０以下とすることが望ましい。更に好ましくは１０５以下であるとよい。
γｐ＝４２０［％Ｃ]＋４７０［％Ｎ］＋２３［％Ｎｉ］＋９［％Ｃｕ］＋７［％Ｍｎ］
−１１．５［％Ｃｒ］−１１．５［％Ｓｉ］−５２［％Ａｌ］−１２［％Ｍｏ］−４７［％Ｎｂ］−７［％Ｓｎ］−４９［％Ｔｉ］−４８［％Ｚｒ］−４９［％V］＋１８９  ・・・（１）
ここで、上記式中に記載の成分は鋼中に含有されている成分の質量％を意味する。
なお、γｐの式（１）は１１００℃加熱時に生成するオーステナイト量の最大値を示す指標であり、「Ｍｅｔａｌ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ」１９６４、ｐ．２３０〜２４５の文献で紹介されているＣａｓｔｒｏの式を改良したもので、γ相の最大相分率を推定する経験式として公知の式である。
【００３８】
また、本発明では、上記元素に加えて、Ｍｏ：０．０５〜０．５％、Ｓｎ：０．００３〜０．５％、Ｎｂ：０．０３〜０．１５％、Ｔｉ：０．０５％以下、Ｚｒ：０．０５％以下、Ｂ：０．０００５〜０．００３０％、の１種以上を添加する、或いは高純度原料を使用して上限規制を行う事が好ましい。
【００３９】
（Ｍｏ：０．０５〜０．５％）
Ｍｏは、耐食性を高めるために必要に応じて添加すれば良く、その効果を発揮させるため、下限を０．０５％とすることが好ましい。一方、ＭｏはＣｒと同様にフェライトフォーマーであり、過度の添加は焼入れ加熱時のオーステナイト分率を低下させ、焼入れ硬度を低下させるために、０．５％以下とする。但し、高価な元素であり、添加に見合った耐食性向上効果を発揮させると共に、原料コスト増加を抑制するためには、０．１％〜０．３％が望ましい。
【００４０】
（Ｓｎ：０．００３〜０．５％）
Ｓｎは、耐食性を高めるために必要に応じて添加すれば良く、その効果を発揮させるためには、下限を０．００３％、好ましくは０．０３％とする。一方、ＳｎはＣｒ、Ｍｏと同様にフェライトフォーマーであり、過度の添加は焼入れ加熱時のオーステナイト分率を低下させ、焼入れ硬度を低下させるために、０．５％以下とする。但し、高価な元素であり、添加に見合った耐食性向上効果を発揮させると共に、原料コスト増加を抑制するためには、０．０１％〜０．３％が望ましい。
【００４１】
（Ｎｂ：０．０３〜０．１５％）
Ｎｂは、焼き戻し軟化抵抗を上げるために必要に応じて添加すれば良く、その効果を発揮させるためには、下限を０．０３％とすることが好ましい。一方、過度の添加は熱延板焼鈍時間の長時間化が必要になり生産性を大きく阻害するために、その上限は０．１５％とする。なお、炭窒化物の形成による、マルテンサイトの硬度低下、固溶Ｎｂ量の低下を考慮すると０．０５〜０．１０％がより望ましい。
【００４２】
（Ｔｉ：０．０５％以下）
Ｔｉは、硬質の粗大な窒化物ＴｉＮとして析出することで、ブレーキディスクロータの鳴きを促進するために、必要に応じて上限規制を行う事が好ましい。粗大なＴｉＮ析出を抑制するためには、上限を０．０５％以下とする事が好ましい。但し、他の合金原料に不純物として含まれるために、極度に低減する事は高純度原料の使用が必須になり原料コストの増加につながるために、下限を０．０００５％とすることが好ましい。
【００４３】
（Ｚｒ：０．０５％以下）
Ｚｒは、硬質の粗大な窒化物ＺｒＮとして析出することで、ブレーキディスクロータの鳴きを促進するために、必要に応じて上限規制を行う事が好ましい。粗大なＺｒＮ析出を抑制するためには、上限を０．０５％以下とする事が好ましい。但し、他の合金原料に不純物として含まれるために、極度の低減する事は高純度原料の使用が必須になり原料コストの増加につながるために、下限を０．０００５％とすることが好ましい。
【００４４】
（Ｂ：０．０００５％〜０．００３０％）
Ｂは、熱間圧延時の高温延性を向上させ、熱延板の耳割れによる歩留まり低下を低減するために、必要に応じて添加すれば良く、その効果を発揮させるためには、下限を０．０００５％以上とする事が望ましい。しかし、過度な添加は、Ｃｒ２Ｂ、（Ｃｒ、Ｆｅ）２３（Ｃ、Ｂ）６の析出により、靭性や耐食性を損なうため、その上限を０．００３０％とする。なお、加工性や製造コストを考慮すると、０．０００８〜０．００１５％とすることがより望ましい。
【００４５】
（未固溶炭化物の析出量が、そのＦｅの量として０．０４％以下）
また、本発明では上記元素に加えて、焼入れ後のマルテンサイト相中における、未固溶炭化物量を、炭化物として析出しているＦｅの量として０．０４％以下に制御することが好ましい。これにより、ディスクブレーキロータの耐食性を高め、制動性を向上させることができる。
【００４６】
すなわち、焼入れ後の未固溶炭化物［（ＦｅＣｒ）２３Ｃ６］は、少ない方が固溶Ｃ量が増加し、マルテンサイトの硬度が上がる。また、炭化物析出に伴う鋭敏化（粒界への炭化物の析出による、粒界腐食に対するステンレス鋼の感受性）に起因する耐食性の低下も抑制する事が可能になるために好ましい。その効果を得るためには、炭化物としてのＦｅの析出量として０．０４％以下が望ましい。尚、炭化物として析出したＦｅの量を測定するには、非水溶媒系電解液による、定電位電解エッチング法（ＳＰＥＥＤ法）を用いた。なお、耐食性を考慮しなければ、０．０４％を超えても問題はないが、硬度が低くなり、狙いの硬度の下限値近くとなるので、０．０４％以下とすることが好ましい。未固溶炭化物［（ＦｅＣｒ）２３Ｃ６］の析出量が、そのＦｅの量として０．０４％以下にするためには、８００〜６００℃の温度域を０．３℃／s以上、好ましくは、３℃／ｓ以上、さらに好ましくは１０℃／ｓ以上の冷却速度で冷却すればよい。
【００４７】
次に、本実施形態におけるマルテンサイト系ステンレス鋼板の製造方法について説明する。
【００４８】
本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼板の製造方法は、上記鋼組成を有したマルテンサイト系ステンレス鋼を製鋼し、製鋼後、鋳造した鋼片（スラブ）に対して、熱間圧延を施した後、熱延板焼鈍を行い、酸洗後に、冷間圧延を行う。冷間圧延工程に於いては、必要に応じて、中間焼鈍−酸洗、仕上げ焼鈍−酸洗を行う。
【００４９】
本実施形態における製鋼に於いては、前記必須成分および必要に応じて添加される成分を含有する鋼を、転炉における精錬と、引き続き行う二次精錬によって行う溶製方法が好適である。
次に、溶製した溶鋼を、公知の鋳造方法（連続鋳造）に従ってスラブとする。そして、このスラブを、所定の温度に加熱し、所定の板厚に熱間圧延し、熱延鋼板（熱延板）とする。なお、熱間圧延の仕上げ圧延終了温度は、８００〜９５０℃の範囲とする。
次に、仕上げ圧延後、熱延鋼板をコイル状に巻き取る。巻き取りまでの冷却は、空冷として巻き取り温度を７００〜９００℃の範囲にする事が、熱延板焼鈍時間の短縮のためにも好ましい。熱延鋼板は、熱延ままでは硬く、冷間圧延が困難であるため、例えばバッチ式の焼鈍炉で、焼鈍される。焼鈍温度は、その最高到達温度を８００〜９００℃として、最冷点が８００℃を超えた後、１時間から１０時間焼鈍した後、焼鈍炉内で一定時間冷却後、炉外に移されて、常温まで冷却される。この最冷点とは、バッチ式の焼鈍炉における加熱対象物において最も温度が上がりにくい部位を意味しており、熱延コイルでは、コイルの長手方向中央部で、炉底部に接する部位を示す。その後、ショットブラスト等の機械式デスケーリングと、酸による化学的なデスケーリングによって、表面の酸化スケールを除去し、引き続き、冷間圧延を行う事で冷間圧延製品となる。冷延製品は、その硬度が２２０〜２６０ＨＶになる様に、冷延率を調整するが、冷延板に仕上げ焼鈍を行い、焼鈍温度によって硬度を調整する事も可能である。この時の焼鈍温度は６５０〜７５０℃の範囲とする事が好ましい。また、熱延板の板厚によっては、冷間圧延時に中間焼鈍−酸洗を行うが、この場合でも仕上げ冷間圧延の冷間圧延率を制御する事で、硬度を調整する事が可能である。中間焼鈍は、総冷延圧下率が高くなると、加工硬化により硬度が高くなるので、冷間圧延機の能力を考慮して行なうが、冷間圧延機の能力によっては、中間焼鈍を省略して一回の冷間圧延で製造することも可能である。また、中間焼鈍は板厚精度を高める効果もある。なお、硬さのレベルに応じて、適切な硬度の測定方法がある。なお、本発明ではビッカース硬さ（ＨＶ）とロックウエル硬さ（ＨＲＣ）とを使い分けている。
【００５０】
以下に、本実施形態における冷間圧延率の限定理由について説明する。
【００５１】
本実施形態に於いては、一回又は二回に分けて行う冷間圧延の総冷間圧延率を２０〜７０％とすると共に、そのうちの仕上げ冷間圧延の冷間圧延率を２０％以上とし、冷間圧延製品、或いは冷間圧延−焼鈍−酸洗製品の硬度を２２０ＨＶ〜２６０ＨＶとする。なお、一回又は二回に分けて冷間圧延を行なうのは、熱延板の板厚、製品の板厚で適宜選択して実施する。また、板厚精度を高めるために、二回冷延を行なう場合もある。さらに、使用する設備や生産量によって、一回又は二回の冷間圧延は適宜選択することができる。
【００５２】
また、冷間圧延製品は、冷間圧延ままで出荷される製品を意味し、一般にハード材と呼ばれる。酸洗製品は、冷間圧延後に焼鈍、酸洗を行なって仕上げた製品を意味する（仕上は２Ｄ或いは２Ｂ仕上で、ＪＩＳ  Ｇ４３０５参照）。製品の硬さは、冷延時の加工硬化で硬さを制御するか、或いは焼鈍温度で硬さを制御するかのいずれの方法でも制御することができる。
【００５３】
冷間圧延を行う事によって、製品の板厚精度が向上し、ディスクブレーキロータの形状にプレス成形した際の、板厚寸法精度を高める事が可能になる。マルテンサイト系ステンレス鋼の板厚精度を５０μｍ以下に高めるためには、総冷間圧延率を２０％以上にする事が望ましい。板厚精度の向上は、焼入れ後の研磨工程に於いて作業効率を高める事が可能になる。過度に冷間圧延率を高める事は、生産性を低下させることになるため、総冷間圧延率を７０％以下にする。
【００５４】
また、プレス成形時の寸法精度を高めるためには、冷延板、或いは冷間圧延、焼鈍、酸洗板の硬度を２２０〜２６０ＨＶにすることが望ましい。プレス成形時の寸法精度とは、プレス成形（打ち抜き加工）時における剪断面のだれ量によって評価したものである。硬度が１３０〜２００ＨＶの焼鈍酸洗材をプレス成形した時のだれ量に較べて、硬度を２２０ＨＶ以上にすることで、だれの量を１／２以下に低減する事が可能になる。硬度を２２０ＨＶ以上にする方法としては、仕上げ冷間圧延の冷間圧延率を２０％以上とするか、冷間圧延率２０％以上の冷間圧延と焼鈍を組み合わせる事で可能となる。但し、硬度が過度に高くなると、金型の摩耗を早めるため、２６０ＨＶ以下にする。また、仕上げ冷間圧延圧下率を６０％以下にすることが好ましい。硬さを制御する焼鈍は、例えば、６５０〜７８０℃の範囲で、１０〜１２０秒の範囲で行なうことが好ましい。
【００５５】
以下に、このような成分（Ｃ＋Ｎ）範囲、冷間圧延率範囲、製品の硬度範囲、焼入れ後の未固溶炭化物量の限定理由を説明するための調査結果を示す。
【００５６】
図１では、本実施形態にかかるマルテンサイト系ステンレス鋼のＣ＋Ｎ量を変化させたうえで、複数の鋼塊に鋳造した後、仕上げ熱延温度を８５０℃として、板厚４ｍｍに熱間圧延した。その後、７８０℃で巻き取った後、熱延板焼鈍を８５０℃で４時間行い、炉内で常温まで緩冷却した。熱延鋼板をショットブラストし、硫酸酸洗してデスケーリングした後、冷間圧延によって、板厚１．８ｍｍの冷間圧延製品とした。製品から、自転車用のディスクブレーキロータ形状にプレス成形した後、焼入れ処理を行い、表面研磨をおこなって、ディスクブレーキロータとした。焼入れ後の硬度をロックウエル硬さ計で測定した。また、ディスクブレーキの制動性評価を実車走行試験で行い、制動性、鳴き特性を３段階で評点付けした。ここで制動性の評価はＪＩＳ  Ｄ９３０１に規定される制動性試験において、２５ｋｍ／ｈ走行での制動距離が、ローターが新しい状態での制動距離Ｌ０と、ブレーキ油圧１．０ＭＰａ、車輪回転数２ｒｐｓで５ｋｍ相当の負荷テストを行った後の制動距離ＬＢで比較した。Ｌ０とＬＢの比、Ｌ０／ＬＢが０．７未満を×（不合格）、０．７以上で０．９未満を○（不合格）、０．９以上を◎（合格レベルであって優れたもの）とした。鳴きの評価は、ブレーキ油圧１．０ＭＰａ、車輪の回転数２ｒｐｓにおいて、４５ｄＢの環境下に於いて鳴き音が聞こえる場合を×（不合格）、３０ｄＢの騒音下で聞こえない物を◎（合格レベルであって優れたもの）、その間を○(不合格)とした。
【００５７】
図１から明らかなように、Ｃ＋Ｎを０．０９％以上とする事によって、焼入れ後の硬度は３８ＨＲＣ以上になり、制動力が上がる事が分かる。また、Ｃ＋Ｎが０．０１５％超になると、硬度が４４ＨＲＣ以上になると共に、鳴きが発生する事が分かる。本発明では、焼入れ後の硬度は３８〜４４ＨＲＣを狙いとしている。
【００５８】
なお、図１に示す関係を調査すべく用いたマルテンサイト系ステンレス鋼の鋼組成は、１２．３％Ｃｒ、０．３％Ｓｉ、１．１％Ｍｎ、０．０４％〜０．１４％Ｃ、０．０２％Ｎ、０．０２７％Ｐ、０．００８％Ｓ、０．２％Ｎｉ、０．０２％Ｃｕ、０．０４％Ｖ、０．００８％Ａｌである。
【００５９】
図２では、本実施形態にかかるマルテンサイト系ステンレス鋼を鋼塊に鋳造した後、仕上げ熱延温度を８５０℃として、板厚５ｍｍに熱間圧延した。その後、７８０℃で巻き取った後、熱延板焼鈍を８５０℃で4時間行い、炉内で常温まで緩冷却した。熱延鋼板をショットブラストし、硫酸酸洗してデスケーリングした後、表面を研削して、１．８〜５．０ｍｍとした。引き続き冷間圧延によって、板厚１．８ｍｍの冷間圧延製品とした。製品の表面硬度をロックウエル硬度計で測定した。製品から、自転車用のディスクブレーキロータ形状にプレス成形した後、プレス孔のだれ量を測定した。だれ量の評価は、ポンチ外径１８ｍｍ、ダイス内径１９ｍｍ、クリアランス０．５ｍｍで打ち抜き速度７００ｍｍ／ｍｉｎでプレス試験を行った後、だれの高さを円周に渡って測定し、その平均を求めた。だれの平均高さが１００μｍ以上を×（不合格）、５０μｍ以上で１００μｍ未満を○（不合格）、５０μｍ未満を◎（合格レベルであって優れたもの）とした。
【００６０】
図２から明らかなように、冷間圧延を２０％以上にすることによって、製品の硬度が２２０ＨＶ以上になると共に、だれの量が低減する事が分かる。硬度は冷間圧延率の増加と共に、高くなり、冷間圧延率７０％では２７０ＨＶとなるため、プレス成形時の金型への負荷が大きくなり望ましくない。
【００６１】
なお、図２に示す関係を調査すべく用いたマルテンサイト系ステンレス鋼の鋼組成は、１２．３％Ｃｒ、０．３％Ｓｉ、１．１％Ｍｎ、０．０８％Ｃ、０．０２％Ｎ、０．０２６％Ｐ、０．００８％Ｓ、０．２％Ｎｉ、０．０２％Ｃｕ、０．０４％Ｖ、０．００３％Ａｌである。
【００６２】
図３では、本実施形態にかかるマルテンサイト系ステンレス鋼を鋼塊に鋳造した後、仕上げ熱延温度を８５０℃として、板厚４ｍｍに熱間圧延した。その後、７８０℃で巻き取った後、熱延板焼鈍を８５０℃で４時間行い、炉内で常温まで緩冷却した。熱延鋼板をショットブラストし、硫酸で酸洗してデスケーリングした後、冷間圧延によって、板厚１．８ｍｍの冷間圧延製品とした。製品から、自転車用のディスクブレーキロータ形状にプレス成形した後、種々の加熱温度、時間、冷却速度に於いて焼入れ処理を行い、表面研磨をおこなって、ディスクブレーキロータとした。ディスクブレーキロータから、２０×３０ｍｍの板を切り出して、全面を６００番の紙やすりで研磨した後、ＳＰＥＥＤ法によって、析出物を抽出し、抽出した析出物を化学分析して、析出中のＦｅ、Ｃｒ量を測定した。ディスクブレーキの耐食性を２４時間の塩水噴霧試験後におけるさびの面積率によって評点付けした。塩水噴霧試験は、ＪＩＳ  Ｚ２３７１に準拠して行った。さびの面積率が、１０％未満を◎（合格レベルであって優れたもの）、１０％以上で３０％未満を○（不合格）、３０％以上を×（不合格）とした。
【００６３】
図３から明らかなように、Ｆｅ析出物の量が高くなると、塩水噴霧試験での発銹率が高くなり耐食性のランクが低下している。
【００６４】
なお、図３に示す関係を調査すべく用いたマルテンサイト系ステンレス鋼の鋼組成は、１３．１％Ｃｒ、０．３％Ｓｉ、１．４％Ｍｎ、０．２Ｎｉ、０．０８５％Ｃ、０．０１５％Ｎ、０．０１７％Ｐ、０．００３％Ｓ、０．１％Ｎｉ、０．２％Ｃｕ、０．０１％Ｖ、０．０１％Ａｌである。
【００６５】
以上のように、本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼によれば、Ｃ＋Ｎを０．０９％〜０．１５％としているため、焼入れ硬度が３８ＨＲＣ〜４４ＨＲＣにすることが出来る。その結果、自転車のディスクブレーキロータとして必要な制動性、鳴き低減を可能にする事が出来る。
【００６６】
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法によれば、冷間圧延率を最適化し、プレス成形前の硬度を制御する事によって、プレス成形時のだれを低減する事が可能になり、焼入れ後の研磨量を低減できる。また、研磨負荷を平準化できるなど生産性の向上が可能となる。
焼入れ処理は、加熱温度範囲を８００℃以上、好ましくは９５０℃以上、さらに好ましくは１０００℃以上で１１００℃以下とし、保定時間を１秒〜２０分、冷却速度を０．１〜１０００℃／ｓの条件で行なうとよい。例えば、真空炉の場合は、８００〜１１００℃（加熱温度）×1秒〜２０分間(保定時間)で冷却速度を０．１〜１０℃／ｓで行なうことができる。連続焼鈍炉では、８００〜１１００℃（加熱温度）×1〜６００秒(保定時間)で冷却速度を０．５〜７０℃／ｓ、或いは油冷、水冷、金型焼入れで行なうことができる。
【００６７】
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼のディスクブレーキロータは、未固溶炭化物［（ＦｅＣｒ）２３Ｃ６］の量を制御する事により、耐食性を高める事が可能になり、ブレーキ性能以外の付加価値を高める事が出来る。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例により本発明の効果を説明するが、本発明は、以下の実施例で用いた条件に限定されるものではない。【００６９】
本発明では、まず、表１、２に示す成分組成の鋼（残部はＦｅおよび不可避不純物）を溶製してスラブに鋳造した。表１，２では、成分に関して本発明を満足するものを本発明例としている。なお、鋼材Ｎｏ．２８、３７〜４１、２８−２、３７−２、３９−２は、選択元素（Ｍｏ、Ｓｎ、Ｎｂ、Ｂ、Ｔｉ）の含有量が不可避的不純物レベルを超えており、なおかつ選択元素の含有量の上限も超えているものである。このスラブを１２３０℃に加熱後、仕上げ温度を８００〜９５０℃の範囲内として、板厚２．５〜５．０ｍｍまで熱間圧延し、７８０℃で巻き取って熱延鋼帯とした。【００７０】
引き続き、熱延鋼板に８５０℃で４時間の熱延板焼鈍を行った後、炉内で緩冷却した。熱延焼鈍板をショットブラストし、硫酸酸洗して、スケールを除去した。冷間圧延を行って１．８ｍｍの冷間圧延製品とした。冷間圧延に際しては、一部の材料に於いて、７５０℃で中間焼鈍し、酸洗を行った。また、一部の材料では、冷間圧延後に７００℃で仕上げ焼鈍し、酸洗を行った。これらの製造条件については表２に示した。この様にして製造した冷間圧延製品、冷間圧延焼鈍酸洗製品について、表面硬度をロックウエル硬度計で測定した。ロックウエル硬さ試験はＪＩＳ  Ｚ２２４５に準拠して行った。【００７１】
冷間圧延製品、冷間圧延焼鈍酸洗製品から、自転車のディスクブレーキロータをプレス成形した。打ち抜き穴のだれを測定し、比較評価によるランク付けを行った。更に、表３、４に示す種々の条件で焼入れし、表面を研磨した後、付帯部品を取り付けて、自転車のディスクブレーキロータとした。実車走行試験によって、ブレーキ特性を評価した。ブレーキ特性とは、制動力、鳴きを評価した。また、ディスクブレーキロータの耐食性を塩水噴霧試験２４時間で評価した。塩水噴霧試験は、ＪＩＳ  Ｚ２３７１に準拠して行った。これらの評価試験方法及び評点付けについては、前述の方法を用いた。【００７２】
以上の製造条件および評価結果を表３、４に示す。【００７３】
【表１】
2012157680.tif 000003
【００７４】
【表２】
2012157680.tif 000004
【００７５】
【表３】
2012157680.tif 000005
【００７６】
【表４】
2012157680.tif 000006
【００７７】
仕上げ焼鈍温度は、（１）６００〜７００℃、（２）７００〜８００℃で行った。【００７８】
表３、４から明らかなように、本発明を適用した成分組成で製造した本発明例（試験Ｎｏ．１〜３２、５４〜８３）の場合、比較例に較べて、ブレーキ制動性、鳴き特性が良好であることが分かる。また、ディスクブレーキの耐食性に優れる事が分かる。また、本発明の成分組成に加えて、冷間圧延条件をも満足する実施例では、ブレーキ制動性、鳴き特性、耐食性に加えて、プレス成形時のだれが少なく生産性にも優れる事が分かる。つまり、本発明を適用した成分、製造方法によると、自転車のディスクブレーキロータに必要な焼入れ後のブレーキ特性、更には耐食性にも優れ、プレス形成性にも優れたマルテンサイト系ステンレス鋼冷間圧延製品、冷間圧延−焼鈍−酸洗製品を得る事が出来る。【００７９】
一方、本発明から外れる比較例（試験Ｎｏ．３３〜５３、８４〜９６）では、冷間圧延製品、或いは冷間圧延−焼鈍−酸洗製品の焼入れ後の硬度、自転車のディスクブレーキロータとしてのブレーキ制動性、鳴き特性、耐食性の少なくとも１つが低かった。これにより、比較例におけるマルテンサイト系ステンレス鋼板の、自転車のディスクブレーキロータ素材としての性能が低下してしまったことが分かる。【００８０】
具体的に、比較例における特性値と成分、製造条件の対応について説明する。【００８１】
試験Ｎｏ．（以下単にＮｏ．と記す）３３、Ｎｏ．８４は、焼入れ条件が不適切（焼き入れ加熱時間が短くかつ冷却速度が遅い、即ち１０３０℃で1秒加熱後に０．５℃/ｓで冷却）であったため、析出Ｆｅ量が大きくなり、焼入れ硬さが低くなった。このため、ブレーキ制動性能が低下し、また耐食性も低化した。Ｎｏ．３４は、Ｃ量が低かったため、焼入れ硬度が低くなり、ブレーキ制動性能が低下した。Ｎｏ．８５はＣ量が高かったため、焼入れ硬度が高くなりすぎて、鳴き特性が劣化した。Ｎｏ．３５はＳｉ量が低かったため、精錬時間が長くなり生産性が低下した。Ｎｏ．３６、Ｎｏ．８６はＳｉ量が高かったため、Ｎｏ．３７、Ｎｏ．８７はＭｎ量が低かったため、Ｎｏ．４２、Ｎｏ．９１はＣｒ量が高かったため、Ｎｏ．４９、Ｎｏ．９５はＭｏ量が高かったため、γｐが低下し、焼入れ後にフェライトが残存し焼入れ硬さを低下させ、ブレーキ制動性能が低下した。Ｎｏ．３８はＭｎ量が高かったため、鳴き特性が低下すると共に、耐食性が低下した。Ｎｏ．３９、Ｎｏ．８８はＰが高かったため、熱延焼鈍板の靭性が低下した。Ｎｏ．４０、Ｎｏ．８９は、Ｓ、Ｂが高かったため、耐食性が低下した。Ｎｏ．４１、Ｎｏ．９０はＣｒ量が低かったため、耐食性が不良であった。更に、Ｃ＋Ｎが高かったため、焼入れ硬度が高くなりすぎて、鳴き特性が劣化した。Ｎｏ．４３は、Ｎｉ量が高く、Ｎｏ．５０はＳｎが高かったため、原料コストが高くなった。Ｎｏ．４４、Ｎｏ．９２はＡｌ量が高かったため、スラグの塩基度が高くなり、水溶性の介在物ＣａＳが鋼中に晶出し、耐食性を低下させた。Ｎｏ．４５、Ｎｏ．９３はＶ量が高かったため、硬質のＶ炭化物によって鳴き特性が劣化した。Ｎｏ．４６は窒素が低かったため、Ｃ＋Ｎが低くなり、焼入れ硬さが低下し、ブレーキ制動性能が劣化した。Ｎｏ．４７、Ｎｏ．９４は窒素が高かったため、スラブに気泡系欠陥が出来、製品の表面品質を劣化させた。また、Ｃ＋Ｎ量が高くなりすぎたため、焼入れ硬度が高くなり、鳴き特性を劣化させた。Ｎｏ．４８はＣｕ量が高かったため、鳴き特性が劣化した。Ｎｏ．５１、Ｎｏ．９６はＮｂが高く、Ｎｏ．５２はＴｉが高く、Ｎｏ．５３はＺｒが高かったため、鳴き特性が劣化した。【００８２】
これらの結果から、上述した知見を確認する事ができ、また、上述した各鋼組成及び構成を限定する根拠を裏付ける事ができた。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上の説明から明らかなように、本発明のマルテンサイト系ステンレス鋼の鋼組成、製造方法によれば、自転車のディスクブレーキロータのブレーキ性能を向上させることが可能になり、また、自転車のディスクブレーキロータの製造工程に於いて生産性を向上させる事が出来ると共に、ディスクブレーキロータの耐食性などの付加価値も向上する事が可能になる。つまり、本発明は産業上の利用価値を十分に有する。
【図１】
2012157680.tif 000007
【図２】
2012157680.tif 000008
【図３】
2012157680.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月28日(2013.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．０７０〜０．１２０％、
Ｎ：０．０１５〜０．０６０％、
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、
Ｍｎ：１．０〜１．４％、
Ｐ：０．０３５％以下、
Ｓ：０．０１５％以下
Ｎｉ：０．３％以下、
Ｃｒ：１１．５〜１３．５％、
Ｃｕ：０．１％以下
Ｖ：０．３％以下
Ａｌ：０．００１％〜０．０１０％
を含み、Ｃ＋Ｎ：０．０９〜０．１５％を満足し、かつ次式（１）で表される熱間圧延時の相バランスを表す指標であるγｐが８０〜１２０を満足し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、焼入れ後の硬さがＨＲＣで３８〜４４であることを特徴とする自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板。
γｐ＝４２０［％Ｃ］＋４７０［％Ｎ］＋２３［％Ｎｉ］＋９［％Ｃｕ］＋７［％Ｍｎ］−１１．５［％Ｃｒ］−１１．５［％Ｓｉ］−５２［％Ａｌ］−１２［％Ｍｏ］−４７［％Ｎｂ］−７［％Ｓｎ］−４９［％Ｔｉ］−４８［％Ｚｒ］−４９［％Ｖ］＋１８９  ・・・（１）
ここで、［％Ｃ］は、炭素（Ｃ）の含有量（質量％）を示す。
以下同様に、［％Ｎ］［％Ｎｉ］［％Ｃｕ］［％Ｍｎ］［％Ｃｒ］［％Ｓｉ］［％Ａｌ］［％Ｍｏ］［％Ｎｂ］［％Ｓｎ］［％Ｔｉ］［％Ｚｒ］［％Ｖ］は、それぞれＮ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖの含有量（質量％）を示す。
元素が含まれていないときは０とする。
【請求項２】
さらに、質量％で、
Ｍｏ：０．０５〜０．５％、
Ｓｎ：０．００３〜０．５％、
Ｔｉ：０．０５％以下、
Ｚｒ：０．０５％以下、
Ｂ：０．０００５〜０．００３０％、
の１種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の鋼組成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼板を焼き入れて自転車のディスクブレーキロータとした際に、未固溶炭化物の析出量が、そのＦｅの量として０．０４％以下であることを特徴とする自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板。
【請求項４】
請求項１または２に記載の成分のステンレス鋼の熱延板を焼鈍後に、総圧下率２０〜７０％の冷間圧延を１回行なうか、又は中間焼鈍を挟んで２回冷間圧延を行うと共に、仕上げ冷間圧延の冷間圧延率を２０％以上とし、冷間圧延製品、或いは冷間圧延後焼鈍をし酸洗を施した製品の硬度を２２０ＨＶ〜２６０ＨＶとすることを特徴とする、自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
できる。しかし、焼き戻しを省略する技術に対しては、オートバイのディスクブレーキロータ用のステンレス鋼を用いようとすると、鳴きが３８ＨＲＣでも生じるため、制動力と鳴き防止を両立する硬度範囲を見出す事が出来なかった。
［００１３］
このことは、オートバイのディスクブレーキロータで問題となる、鳴きと呼ばれる、摺動音（異音）の問題に類似している。オートバイのディスクブレーキロータでは、鳴きを防止するために硬度を３８ＨＲＣ以下にする事が一般的であり、制動力を得るために必要な３２ＨＲＣ以上とし、鳴きを生じ始める３８ＨＲＣ以下に硬度を制御している。
自転車では、必要とされる制動力を得るためには３８ＨＲＣ以上のディスクブレーキロータの硬度が必要である。焼入れ後の硬度のバラツキも考慮すると硬度範囲として３８〜４３ＨＲＣは必要と考えられる。
この硬度範囲に於いて、鳴きを抑制する方法を検討した結果、摺動時にディスクブレーキロータ表面に形成される僅かな酸化被膜を介して、母材成分が影響している事、鳴きを抑制するには、母材のＣｕ量を０．１％以下に制限すると共に、Ｍｎ量を１．０〜１．４％の範囲にする事が必要である事を見出した。更に、ディスクブレーキロータの耐食性を高めるためには、焼入れ後の組織をマルテンサイト母地に僅かに炭化物が分散した組織とする事が望ましく、その析出量は、Ｆｅの重量％で０．０４％以下にすることが必要である。
［００１４］
上記の知見に基づいて完成させた本発明の要旨は、下記の自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板およびその製造方法にある。
［００１５］
（１）質量％で、
Ｃ：０．０７０〜０．１２０％、
Ｎ：０．０１５〜０．０６０％、
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、
Ｍｎ：１．０〜１．４％、
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
Ｐ：０．０３５％以下、
Ｓ：０．０１５％以下
Ｎｉ：０．３％以下、
Ｃｒ：１１．５〜１３．５％、
Ｃｕ：０．１％以下
Ｖ：０．３％以下
Ａｌ：０．００１％〜０．０１０％
を含み、Ｃ＋Ｎ：０．０９〜０．１５％を満足し、かつ次式（１）で表される熱間圧延時の相バランスを表す指標であるγｐが８０〜１２０を満足し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、焼入れ後の硬さがＨＲＣで３８〜４４であることを特徴とする自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板。
γｐ＝４２０［％Ｃ］＋４７０［％Ｎ］＋２３［％Ｎｉ］＋９［％Ｃｕ］＋７［％Ｍｎ］−１１．５［％Ｃｒ〕−１１．５［％Ｓｉ］−５２［％Ａｌ］−１２［％Ｍｏ］−４７［％Ｎｂ］−７［％Ｓｎ］−４９［％Ｔｉ］−４８［％Ｚｒ］−４９［％Ｖ］＋１８９  ・・・（１）
［％Ｃ］は、炭素（Ｃ）の含有量（質量％）を示す。
以下同様に、［％Ｎ］［％Ｎｉ］［％Ｃｕ］［％Ｍｎ］［％Ｃｒ］［％Ｓｉ］［％Ａｌ］［％Ｍｏ］［％Ｎｂ］［％Ｓｎ］［％Ｔｉ］［％Ｚｒ］［％Ｖ］は、それぞれＮ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ
の含有量（質量％）を示す。
元素が含まれていないときは０とする。
［００１６］
（２）さらに、質量％で、
Ｍｏ：０．０５〜０．５％、
Ｓｎ：０．００３〜０．５％、
Ｔｉ：０．０５％以下、
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
Ｚｒ：０．０５％以下、
Ｂ：０．０００５〜０．００３０％、
の１種以上を含むことを特徴とする（１）に記載の自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板。
［００１７］
（３）上記（１）または（２）に記載の鋼組成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼板を焼き入れて自転車のディスクブレーキロータとした際に、未固溶炭化物の析出量が、そのＦｅの量として０．０４％以下であることを特徴とする自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板。
［００１８］
（４）上記（１）または（２）に記載の成分のステンレス鋼の熱延板を焼鈍後に、総圧下率２０〜７０％の冷間圧延を１回行なうか、又は中間焼鈍を挟んで２回冷間圧延を行うと共に、仕上げ冷間圧延の冷間圧延率を２０％以上とし、冷間圧延製品、或いは冷間圧延後焼鈍し酸洗を施した製品の硬度を２２０ＨＶ〜２６０ＨＶとすることを特徴とする、自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板の製造方法。
発明の効果
［００１９］
以上のように、本発明によれば、自転車のディスクブレーキロータとして優れた制動特性、例えば制動力や鳴き防止性能に優れた、焼入れたままで使用に供する自転車のディスクブレーキロータ用マルテンサイト系ステンレス鋼板が安価に提供できるため、工業的効果は非常に大きい。
図面の簡単な説明
［００２０］
［図１］本実施形態におけるマルテンサイト系ステンレス冷間圧延製品を焼き入れて製造した自転車ディスクブレーキロータのブレーキ制動性能や鋼板硬さに及ぼす成分Ｃ＋Ｎの影響を示す図である。図１（ａ）は、Ｃ＋Ｎとロックウエル硬さの関係を示す図であり、図１（ｂ）は、Ｃ＋Ｎと自転車のブレーキ制動性能や、鳴きの関係を示す図である。
［図２］本実施形態におけるマルテンサイト系ステンレス鋼冷間圧延製品のビッカース硬さと、プレス成形時のだれに及ぼす、仕上げ冷間圧延の圧下率（圧
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
−１１．５［％Ｃｒ］−１１．５［％Ｓｉ］−５２［％Ａｌ］−１２［％Ｍｏ］−４７［％Ｎｂ］−７［％Ｓｎ］−４９［％Ｔｉ］−４８［％Ｚｒ］−４９［％Ｖ］＋１８９  ・・・（１）
ここで、上記式中に記載の成分は鋼中に含有されている成分の質量％を意味する。
なお、γｐの式（１）は１１００℃加熱時に生成するオーステナイト量の最大値を示す指標であり、「Ｍｅｔａｌ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ」１９６４、ｐ．２３０〜２４５の文献で紹介されているＣａｓｔｒｏの式を改良したもので、γ相の最大相分率を推定する経験式として公知の式である。
［００３８］
また、本発明では、上記元素に加えて、Ｍｏ：０．０５〜０．５％、Ｓｎ：０．００３〜０．５％、Ｔｉ：０．０５％以下、Ｚｒ：０．０５％以下、Ｂ：０．０００５〜０．００３０％、の１種以上を添加する、或いは高純度原料を使用して上限規制を行う事が好ましい。
［００３９］
（Ｍｏ：０．０５〜０．５％）
Ｍｏは、耐食性を高めるために必要に応じて添加すれば良く、その効果を発揮させるため、下限を０．０５％とすることが好ましい。一方、ＭｏはＣｒと同様にフェライトフォーマーであり、過度の添加は焼入れ加熱時のオーステナイト分率を低下させ、焼入れ硬度を低下させるために、０．５％以下とする。但し、高価な元素であり、添加に見合った耐食性向上効果を発揮させると共に、原料コスト増加を抑制するためには、０．１％〜０．３％が望ましい。
［００４０］
（Ｓｎ：０．００３〜０．５％）
Ｓｎは、耐食性を高めるために必要に応じて添加すれば良く、その効果を発揮させるためには、下限を０．００３％、好ましくは０．０３％とする。一方、ＳｎはＣｒ、Ｍｏと同様にフェライトフォーマーであり、過度の添加は焼入れ加熱時のオーステナイト分率を低下させ、焼入れ硬度を低下させるために、０．５％以下とする。但し、高価な元素であり、添加に見合った耐
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
食性向上効果を発揮させると共に、原料コスト増加を抑制するためには、０．０１％〜０．３％が望ましい。
［００４１］
［００４２］
（Ｔｉ：０．０５％以下）
Ｔｉは、硬質の粗大な窒化物ＴｉＮとして析出することで、ブレーキディスクロータの鳴きを促進するために、必要に応じて上限規制を行う事が好ましい。粗大なＴｉＮ析出を抑制するためには、上限を０．０５％以下とする事が好ましい。但し、他の合金原料に不純物として含まれるために、極度に低減する事は高純度原料の使用が必須になり原料コストの増加につながるために、下限を０．０００５％とすることが好ましい。
［００４３］
（Ｚｒ：０．０５％以下）
Ｚｒは、硬質の粗大な窒化物ＺｒＮとして析出することで、ブレーキディスクロータの鳴きを促進するために、必要に応じて上限規制を行う事が好ましい。粗大なＺｒＮ析出を抑制するためには、上限を０．０５％以下とする事が好ましい。但し、他の合金原料に不純物として含まれるために、極度の低減する事は高純度原料の使用が必須になり原料コストの増加につながるために、下限を０．０００５％とすることが好ましい。
［００４４］
（Ｂ：０．０００５％〜０．００３０％）
Ｂは、熱間圧延時の高温延性を向上させ、熱延板の耳割れによる歩留まり低下を低減するために、必要に応じて添加すれば良く、その効果を発揮させるためには、下限を０．０００５％以上とする事が望ましい。しかし、過度な添加は、Ｃｒ２Ｂ、（Ｃｒ、Ｆｅ）２３（Ｃ、Ｂ）６の析出により、靭性
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
延率を最適化し、プレス成形前の硬度を制御する事によって、プレス成形時のだれを低減する事が可能になり、焼入れ後の研磨量を低減できる。また、研磨負荷を平準化できるなど生産性の向上が可能となる。
焼入れ処理は、加熱温度範囲を８００℃以上、好ましくは９５０℃以上、さらに好ましくは１０００℃以上で１１００℃以下とし、保定時間を１秒〜２０分、冷却速度を０．１〜１０００℃／ｓの条件で行なうとよい。例えば、真空炉の場合は、８００〜１１００℃（加熱温度）×１秒〜２０分間（保定時間）で冷却速度を０．１〜１０℃／ｓで行なうことができる。連続焼鈍炉では、８００〜１１００℃（加熱温度）×１〜６００秒（保定時間）で冷却速度を０．５〜７０℃／ｓ、或いは油冷、水冷、金型焼入れで行なうことができる。
［００６７］
本発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼のディスクブレーキロータは、未固溶炭化物［（ＦｅＣｒ）２３Ｃ６］の量を制御する事により、耐食性を高める事が可能になり、ブレーキ性能以外の付加価値を高める事が出来る。
実施例
［００６８］
以下、実施例により本発明の効果を説明するが、本発明は、以下の実施例で用いた条件に限定されるものではない。
［００６９］
本発明では、まず、表１、２に示す成分組成の鋼（残部はＦｅおよび不可避不純物）を溶製してスラブに鋳造した。表１，２では、成分に関して本発明を満足するものを本発明例としている。なお、鋼材Ｎｏ．３７〜４１、３７−２、３９−２は、選択元素（Ｍｏ、Ｓｎ、Ｂ、Ｔｉ）の含有量が不可避的不純物レベルを超えており、なおかつ選択元素の含有量の上限も超えているものである。このスラブを１２３０℃に加熱後、仕上げ温度を８００〜９５０℃の範囲内として、板厚２．５〜５．０ｍｍまで熱間圧延し、７８０℃で巻き取って熱延鋼帯とした。
［００７０］
引き続き、熱延鋼板に８５０℃で４時間の熱延板焼鈍を行った後、炉内で緩冷却した。熱延焼鈍板をショットブラストし、硫酸酸洗して、スケールを除去した。冷間圧延を行って１．８ｍｍの冷間圧延製品とした。冷間圧延に
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
［表１］
2012157680.tif 000010
［００７４］
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
［表２］
2012157680.tif 000011
［００７５］
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
［表３］
2012157680.tif 000012
［００７６］
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
［表４］
2012157680.tif 000013
［００７７］
仕上げ焼鈍温度は、（１）６００〜７００℃、（２）７００〜８００℃で行った。
［００７８］
表３、４から明らかなように、本発明を適用した成分組成で製造した本発明例（試験Ｎｏ．１〜３２、５４〜８３）の場合、比較例に較べて、ブレーキ制動性、鳴き特性が良好であることが分かる。また、ディスクブレーキの耐食性に優れる事が分かる。また、本発明の成分組成に加えて、冷間圧延条件をも満足する実施例では、ブレーキ制動性、鳴き特性、耐食性に加えて、
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
プレス成形時のだれが少なく生産性にも優れる事が分かる。つまり、本発明を適用した成分、製造方法によると、自転車のディスクブレーキロータに必要な焼入れ後のブレーキ特性、更には耐食性にも優れ、プレス形成性にも優れたマルテンサイト系ステンレス鋼冷間圧延製品、冷間圧延−焼鈍−酸洗製品を得る事が出来る。
［００７９］
一方、本発明から外れる比較例（試験Ｎｏ．３３〜５３、８４〜９５）では、冷間圧延製品、或いは冷間圧延−焼鈍−酸洗製品の焼入れ後の硬度、自転車のディスクブレーキロータとしてのブレーキ制動性、鳴き特性、耐食性の少なくとも１つが低かった。これにより、比較例におけるマルテンサイト系ステンレス鋼板の、自転車のディスクブレーキロータ素材としての性能が低下してしまったことが分かる。
［００８０］
具体的に、比較例における特性値と成分、製造条件の対応について説明する。
［００８１］
試験Ｎｏ．（以下単にＮｏ．と記す）３３、Ｎｏ．８４は、焼入れ条件が不適切（焼き入れ加熱時間が短くかつ冷却速度が遅い、即ち１０３０℃で１秒加熱後に０．５℃／ｓで冷却）であったため、析出Ｆｅ量が大きくなり、焼入れ硬さが低くなった。このため、ブレーキ制動性能が低下し、また耐食性も低化した。Ｎｏ．３４は、Ｃ量が低かったため、焼入れ硬度が低くなり、ブレーキ制動性能が低下した。Ｎｏ．８５はＣ量が高かったため、焼入れ硬度が高くなりすぎて、鳴き特性が劣化した。Ｎｏ．３５はＳｉ量が低かったため、精錬時間が長くなり生産性が低下した。Ｎｏ．３６、Ｎｏ．８６はＳｉ量が高かったため、Ｎｏ．３７、Ｎｏ．８７はＭｎ量が低かったため、Ｎｏ．４２、Ｎｏ．９１はＣｒ量が高かったため、Ｎｏ．４９、Ｎｏ．９５はＭｏ量が高かったため、γｐが低下し、焼入れ後にフェライトが残存し焼入れ硬さを低下させ、ブレーキ制動性能が低下した。Ｎｏ．３８はＭｎ量が高かったため、鳴き特性が低下すると共に、耐食性が低下した。Ｎｏ．３９、Ｎｏ．８８はＰが高かったため、熱延焼鈍板の靭性が低下した。Ｎｏ．４０、Ｎｏ．８９は、Ｓ、Ｂが高かったため、耐食性が低下した。Ｎｏ．４１、Ｎ
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
ｏ．９０はＣｒ量が低かったため、耐食性が不良であった。更に、Ｃ＋Ｎが高かったため、焼入れ硬度が高くなりすぎて、鳴き特性が劣化した。Ｎｏ．４３は、Ｎｉ量が高く、Ｎｏ．５０はＳｎが高かったため、原料コストが高くなった。Ｎｏ．４４、Ｎｏ．９２はＡｌ量が高かったため、スラグの塩基度が高くなり、水溶性の介在物ＣａＳが鋼中に晶出し、耐食性を低下させた。Ｎｏ．４５、Ｎｏ．９３はＶ量が高かったため、硬質のＶ炭化物によって鳴き特性が劣化した。Ｎｏ．４６は窒素が低かったため、Ｃ＋Ｎが低くなり、焼入れ硬さが低下し、ブレーキ制動性能が劣化した。Ｎｏ．４７、Ｎｏ．９４は窒素が高かったため、スラブに気泡系欠陥が出来、製品の表面品質を劣化させた。また、Ｃ＋Ｎ量が高くなりすぎたため、焼入れ硬度が高くなり、鳴き特性を劣化させた。Ｎｏ．４８はＣｕ量が高かったため、鳴き特性が劣化した。Ｎｏ．５２はＴｉが高く、Ｎｏ．５３はＺｒが高かったため、鳴き特性が劣化した。
［００８２］
これらの結果から、上述した知見を確認する事ができ、また、上述した各鋼組成及び構成を限定する根拠を裏付ける事ができた。
産業上の利用可能性
［００８３］
以上の説明から明らかなように、本発明のマルテンサイト系ステンレス鋼の鋼組成、製造方法によれば、自転車のディスクブレーキロータのブレーキ性能を向上させることが可能になり、また、自転車のディスクブレーキロータの製造工程に於いて生産性を向上させる事が出来ると共に、ディスクブレーキロータの耐食性などの付加価値も向上する事が可能になる。つまり、本発明は産業上の利用価値を十分に有する。
【国際調査報告】
2012157680.tif 000014
2012157680.tif 000015
2012157680.tif 000016
2012157680.tif 000017