(57)【要約】【課題】電池の軽量化に寄与でき、ヤング率に優れ、かつ、電池ケース等への成形性にも優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：０．００１〜０．０３０％、Ｓｉ：０．０１〜５．００％、Ｍｎ：０．０１〜２．００％、Ｐ：≦０．０５０％、Ｓ：≦０．０１００％、Ｃｒ：９．０〜３０．０％、Ｎｉ：０．０１〜０．５０％、Ｔｉ：０．０１〜１．００％およびＮｂ：０．０１〜１．００％の１種又は２種、Ａｌ：０．０１〜５．００％、Ｂ：０．０００１〜０．００５０％、Ｎ：０．００１〜０．０５０％を含有し、残部がＦｅおよび不純物であり、０．２％耐力を３００ＭＰａ以上、密度を７．５５ｇ／ｃｍ３以下、全伸びを２５．０％以上、ヤング率を１８７．０ＧＰａ以上を満足することを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板を採用する。【選択図】図１
2020164941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．００１〜０．０３０％、
Ｓｉ：０．０１〜５．００％、
Ｍｎ：０．０１〜２．００％、
Ｐ：≦０．０５０％、
Ｓ：≦０．０１００％、
Ｃｒ：９．０〜３０．０％、
Ｎｉ：０．０１〜０．５０％、
Ｔｉ：０．０１〜１．００％およびＮｂ：０．０１〜１．００％の１種又は２種、
Ａｌ：０．０１〜５．００％、
Ｂ：０．０００１〜０．００５０％、
Ｎ：０．００１〜０．０５０％を含有し、
残部がＦｅおよび不純物であり、
０．２％耐力を３００ＭＰａ以上、密度を７．５５ｇ／ｃｍ３以下、全伸びを２５．０％以上、ヤング率を１８７．０ＧＰａ以上を満足することを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項２】
更に質量％で、
Ｍｏ：０．０１〜３．００％、
Ｓｎ：０．００１〜３．００％、
Ｃｕ：０．０１〜０．５０％、
Ｗ：０．００１〜１．０００％、
Ｖ：０．００１〜１．０００％、
Ｓｂ：０．００１〜０．１００％、
Ｃｏ：０．００１〜０．５００％、
Ｃａ：０．０００１〜０．００５０％、
Ｍｇ：０．０００１〜０．００５０％、
Ｚｒ：０．０００１〜０．０３００％、
Ｇａ：０．０００１〜０．０１００％、
Ｔａ：０．００１〜０．０５０％、
ＲＥＭ：０．００１〜０．１００％の１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項３】
電池系部品に適用される請求項１または請求項２に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項４】
電池ケースに適用される請求項１または請求項２に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェライト系ステンレス鋼板に関し、特に電池部品に使用されるフェライト系ステンレス鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の排気系統は、エキゾーストマニホールド、ターボチャージャー、触媒コンバーター、フレキシブルチューブ、フロントパイプ、センターパイプおよびマフラーなどに加え、近年搭載が増加しているＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）クーラー、排熱回収器、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）、ＧＰＦ（Ｇａｓｏｌｉｎｅ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）および尿素ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）といった環境対応部品から構成される。これらの排気系部材は、エンジンから排出される高温の排気ガスが通される。このため、排気系部材を構成する材料には、耐酸化性、高温強度、疲労特性など多様な特性が要求される。また、これらの中で、特に内面凝縮水腐食および外面塩害環境に曝される排気系部材は、腐食による耐穴開き性に優れた特性が要求される。
【０００３】
上記の中で例えばエキゾーストマニホールドや触媒コンバーターのケースは、特に高温の排ガスに曝されるため、耐熱性を重視した優れたステンレス鋼が使用される。一方、排気系統の後方に配置させるセンターパイプやマフラー等は、排ガス温度が低くなるため、耐食性を重視したステンレス鋼が使用される。ステンレス鋼の中でオーステナイト系ステンレス鋼は、耐熱性や加工性に優れているが、熱膨張係数が大きい。そのため、排気マニホールドの様に加熱・冷却を繰り返し受ける部材にオーステナイト系ステンレス鋼を適用した場合には、熱疲労破壊が生じやすい。また、フェライト系ステンレス鋼に比べると、オーステナイト系ステンレス鋼は、スケール剥離性に劣る場合がある他、高価なＮｉを多量に含有するためコスト高になる課題がある。よって、自動車の排気系部材には、主にフェライト系ステンレス鋼が多用されている。
【０００４】
近年、排ガス規制の強化、エンジン性能の向上、車体軽量化などの観点から、自動車の排気系統には、高耐熱および高耐食フェライト系ステンレス鋼が使用されている。このうち、耐熱性が重視される部品には、例えばＳＵＳ４３０Ｊ１（Ｎｂ添加鋼）、Ｎｂ−Ｓｉ添加鋼、ＳＵＳ４４４（Ｎｂ−Ｍｏ添加鋼）、Ｎｂ−Ｃｕ添加鋼が適用されている（特許文献１）。これらは、いずれも合金コストが高いＮｂ添加が前提となっており、Ｎｂによる固溶強化あるいは析出強化によって高温強度を高くし、熱疲労寿命を向上するものであった。
【０００５】
一方、排気系統の後方に配置するセンターパイプやマフラー等は、耐食性が重視されるため、ＳＵＨ４０９Ｌ（Ｔｉ添加鋼）、ＳＵＳ４３０ＬＸ（Ｔｉ添加鋼）、ＳＵＳ４３６Ｌ（Ｔｉ−Ｍｏ添加鋼）等が使用される。また、センターパイプやマフラー等には、ＣｒやＭｏにより外面塩害腐食あるいは内面凝縮水腐食性を向上させた鋼も多く適用されている。
【０００６】
ところで、近年では車体軽量化による燃費向上、熱効率向上、排ガス浄化のために排気管の各箇所に環境対応部品（ＥＧＲクーラー、排熱回収機、ＤＰＦ、ＧＰＦ等）が搭載される動きが加速しているが、排気系統全体の重量が増える傾向にある。排気系統を構成する各種の排気系部材の点数増加に伴う重量増を抑えて車体軽量化を図るためには、各種の排気系部材に使用される鋼板の板厚を減らす、即ち薄肉化することが必要となる。また、部品点数が多くなるため排気系統全体のコストが増加しており、この対策として素材コストの低減も必要である。しかしながら、素材の高強度、熱疲労寿命の向上および高耐食化が必要であり、一般的には合金元素を多量に添加することで高温強度や耐食性を向上させる方法がとられる。この場合、合金コストが高くなる他、鋼板製造性が劣化する場合がある。また、耐食性を向上させる元素が必ずしも高温強度を向上させるわけでは無く、コスト増を抑えつつ高強度化と高耐食化を両立し得る鋼は見出されていなかった。
【０００７】
これに対して、耐熱用フェライト系ステンレス鋼として、ＣｕやＡｌを活用した技術が開示されている。特許文献２には、Ｃｕの析出強化をＴｉ−Ｂとの複合添加により効率的に高温強度を向上させる鋼が開示されている。また、特許文献３には、Ａｌ、Ｔｉ，ＣｒおよびＮｉ添加量の最適化により熱疲労特性と酸化性に優れた鋼が開示されている。更に、特許文献４と特許文献５には、加工性と酸化性に優れたＡｌ添加フェライト系ステンレス鋼が開示されている。この他、Ａｌ添加鋼については、特許文献６と特許文献７にも溶接性や水蒸気酸化特性に対する影響が開示されている。
【０００８】
一方、電気自動車は、電池を搭載してモーターで走行するものであり、電池部品が多数搭載されている。この中で、電池ケース、電池モジュール、電池パック、電池セルと呼ばれる発電部品にはステンレス鋼、アルミニウム、樹脂、Ｎｉめっき鋼板等が使用されている。特に電池ケースの重量は、電気自動車１台あたり数十キロとなる場合があり、その軽量化が求められている。電池部品用ステンレス鋼は特許文献８〜１０に開示されている。
【０００９】
特許文献８には、オーステナイト系ステンレス鋼箔を素材としたリチウムイオン２次電池用ケースの製造方法が開示されている。特許文献９には、耐熱性に優れた電気自動車搭載用電池ケースにオーステナイト系ステンレス鋼板の適用が開示されている。更に、特許文献１０には、大容量バッテリーの電極材および電極ケースとしてＣｒを１６〜３２％添加したフェライト系ステンレス鋼が開示されている。
大容量バッテリーには、安全性、軽量化、高性能化が求められており、電池内の短絡や外部衝撃が起きると電解液が燃焼し発火する可能性がある。また、電解液による腐食の懸念もある。そのため、耐熱性及び耐食性の観点から、電池部材に使用される鋼材の成分調整されている。しかしながら、特許文献８〜１０には、電池ケースの軽量化を達成する具体的な方法は記載されておらず、電池部品の軽量化が進められない状況であった。
【００１０】
また、電池部品の軽量化、すなわち薄肉化を進めると、電池部品の剛性が低下するおそれがある。特に、電池ケースは立方体状の箱型のものが多く、平坦部が存在する。電池ケースの平坦部の剛性が低下すると、外部からの衝撃で容易に変形し、また、電池内の圧力が上昇すると膨れ等の変形が起きる。そのため、電池ケースをはじめとする電池部品には剛性が求められ、すなわちヤング率を高めることが求められる。
【００１１】
特許文献１１には、低比重フェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法が開示されている。特にＣｒ、Ａｌ、Ｓｉの添加量を調整し、かつ鋼の比重を低くすることで高温強度、耐酸化性、耐食性及び加工性に優れた低比重フェライト系ステンレス鋼が得られることを示しているが、ヤング率については何ら検討されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第５２９７６３０号公報
【特許文献２】特許第５５４６９１１号公報
【特許文献３】特許第５７００１７５号公報
【特許文献４】特許第４９８６９７５号公報
【特許文献５】特許第４２３６５０３号公報
【特許文献６】特許第３４７４８２９号公報
【特許文献７】特許第５４０１０３９号公報
【特許文献８】特許第６０９０９２３号公報
【特許文献９】特開平１０−１８８９２２号公報
【特許文献１０】特開２００９−１６７４８６号公報
【特許文献１１】特開２０１８−１６８４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電池の軽量化に寄与でき、強度及びヤング率に優れ、かつ、電池ケース等への成形性にも優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決する本発明の要旨は、以下の通りである。
【００１５】
（１）  質量％で、
Ｃ：０．００１〜０．０３０％、
Ｓｉ：０．０１〜５．００％、
Ｍｎ：０．０１〜２．００％、
Ｐ：≦０．０５０％、
Ｓ：≦０．０１００％、
Ｃｒ：９．０〜３０．０％、
Ｎｉ：０．０１〜０．５０％、
Ｔｉ：０．０１〜１．００％およびＮｂ：０．０１〜１．００％の１種又は２種、
Ａｌ：０．０１〜５．００％、
Ｂ：０．０００１〜０．００５０％、
Ｎ：０．００１〜０．０５０％を含有し、
残部がＦｅおよび不純物であり、
０．２％耐力を３００ＭＰａ以上、密度を７．５５ｇ／ｃｍ３以下、全伸びを２５．０％以上、ヤング率を１８７．０ＧＰａ以上を満足することを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
（２）  更に質量％で、
Ｍｏ：０．０１〜３．００％、
Ｓｎ：０．００１〜３．００％、
Ｃｕ：０．０１〜０．５０％、
Ｗ：０．００１〜１．０００％、
Ｖ：０．００１〜１．０００％、
Ｓｂ：０．００１〜０．１００％、
Ｃｏ：０．００１〜０．５００％、
Ｃａ：０．０００１〜０．００５０％、
Ｍｇ：０．０００１〜０．００５０％、
Ｚｒ：０．０００１〜０．０３００％、
Ｇａ：０．０００１〜０．０１００％、
Ｔａ：０．００１〜０．０５０％、
ＲＥＭ：０．００１〜０．１００％の１種又は２種以上を含有することを特徴とする（１）に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
（３）  電池系部品に適用される（１）または（２）に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
（４）  電池ケースに適用される（１）または（２）に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電池の軽量化に寄与でき、強度及びヤング率に優れ、かつ、電池ケース等への成形性にも優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態であるフェライト系ステンレス鋼板の０．２％耐力と密度とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
大容量バッテリーの電池ケースやその他の部材（以下、電池系部品という）は、安全性、耐食性、耐酸化性、耐火性等を十分に満足する必要がある。このため、従来より電池部品素材として様々な素材が検討されている。しかしながら、ステンレス鋼は、重量や加工性の観点から、他素材に比べて不利であり、電池ケース等の電池部品には積極的に適用されてこなかった。
【００１９】
そこで、本発明者らは、比較的、Ｃｒ量が低く安価なフェライト系ステンレス鋼において、強度を向上させ且つ比重を低くすることで、電池ケースの薄肉軽量化及び素材自体の軽量化を達成することを目的として、鋭意研究を推進した。そして、かかる目的を達成すべく種々の検討を重ねた結果、以下の知見を得た。
以下、本発明者らが得た新たな知見について説明する。
【００２０】
フェライト系ステンレス鋼板にＡｌやＳｉを添加することで、高強度化及び低比重化を同時に達成することができる。特に、鋼成分を調整して０．２％耐力を３００ＭＰａ以上とし、かつ密度を７．５５ｇ／ｃｍ３以下とすることで、電池ケースの薄肉軽量化及び素材自体の軽量化が達成できることを見出した。また、全伸びを２５．０％以上とし、ヤング率を１８７．０ＧＰａ以上とすることで、電池ケースへの適用を可能にすることに成功した。
【００２１】
以下、本発明のフェライト系ステンレス鋼板（以下、単に鋼板とも称する。）の一実施形態について説明する。
【００２２】
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、質量％で、Ｃ：０．００１〜０．０３０％、Ｓｉ：０．０１〜５．００％、Ｍｎ：０．０１〜２．００％、Ｐ：≦０．０５０％、Ｓ：≦０．０１００％、Ｃｒ：９．０〜３０．０％、Ｎｉ：０．０１〜０．５０％、Ｔｉ：０．０１〜１．００％およびＮｂ：０．０１〜１．００％の１種又は２種、Ａｌ：０．０１〜５．００％、Ｂ：０．０００１〜０．００５０％、Ｎ：０．００１〜０．０５０％を含有し、残部がＦｅおよび不純物であり、０．２％耐力を３００ＭＰａ以上、密度を７．５５ｇ／ｃｍ３以下、全伸びを２５．０％以上、ヤング率を１８７．０ＧＰａ以上を満足するフェライト系ステンレス鋼板である。
また、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、更に質量％で、Ｍｏ：０．０１〜３．００％、Ｓｎ：０．００１〜３．００％、Ｃｕ：０．０１〜０．５０％、Ｗ：０．００１〜１．０００％、Ｖ：０．００１〜１．０００％、Ｓｂ：０．００１〜０．１００％、Ｃｏ：０．００１〜０．５００％、Ｃａ：０．０００１〜０．００５０％、Ｍｇ：０．０００１〜０．００５０％、Ｚｒ：０．０００１〜０．０３００％、Ｇａ：０．０００１〜０．０１００％、Ｔａ：０．００１〜０．０５０％、ＲＥＭ：０．００１〜０．１００％の１種又は２種以上を含有してもよい。
また、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、電池系部品に適用されることが好ましい。
更に、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、電池ケースに適用されることが好ましい。
【００２３】
まず、本実施形態に係る鋼板の成分組成を限定した理由について説明する。なお、鋼の成分を示す％については、特に断りのない限り質量％を意味する。
【００２４】
Ｃは、耐食性、耐粒界腐食性、加工性を低下させるため、その含有量を低く抑える必要がある。そのため、Ｃの含有量の上限を０．０３０％以下とする。しかしながら、Ｃ量を過度に低めることは精練コストを上昇させるため、Ｃ量の下限を０．００１％以上とする。Ｃ量の好ましい範囲は、０．００２〜０．０２０％である。
【００２５】
Ｓｉは密度が２．３ｇ／ｃｍ３であり、Ｆｅの密度（７．９ｇ／ｃｍ３）よりも軽い元素であり、かつ鋼の強度を増加させるため本実施形態における最も重要な元素の１つである。さらにＳｉは、表面に濃縮して腐食発生を抑制するのみならず、母材の腐食速度も低減する非常に有益な元素である。そのため、Ｓｉの含有量の下限を０．０１％以上とする。ただし、Ｓｉの過度な含有は鋼の伸び減少を引き起こし、加工性を低下させるため、Ｓｉの含有量の上限を５．００％以下とする。Ｓｉ量の好ましい範囲は、０．３０〜３．００％、より好ましい範囲は０．７０〜１．２０％である。
【００２６】
Ｍｎは、脱酸元素として有用であるが、過剰量のＭｎを含有させると、耐食性を劣化させる。そのため、Ｍｎ量を０．０１〜２．００％とする。Ｍｎ量の好ましい範囲は、０．０５〜１．００％、より好ましい範囲は０．０２〜０．５０％である。
【００２７】
Ｐは、加工性、溶接性、耐食性を劣化させる元素であるため、その含有量を制限する必要がある。そのため、Ｐ量を０．０５０％以下とする。Ｐ量の好ましい範囲は、０．０３０％以下である。Ｐの低減は精錬工程の操業負荷が増大するため、Ｐの下限は０．００１％以上であってもよい。
【００２８】
Ｓは、耐食性を劣化させる元素であるため、その含有量を制限する必要がある。そのため、Ｓ量を０．０１００％以下とする。Ｓ量の好ましい範囲は、０．００７０％以下である。Ｓの低減は精錬工程の操業負荷が増大するため、Ｓの下限は０．０００１％以上であってもよい。
【００２９】
Ｃｒは、塩害環境での耐食性を確保するために、９．０％以上の含有が必要である。Ｃｒの含有量を増加させるほど、耐食性は向上するが、加工性、製造性を低下させる。そのため、Ｃｒ量の上限を３０．０％以下とする。Ｃｒ量の好ましい範囲は、９．５〜２５．０％、より好ましい範囲は１０．０〜１６．０％である。
【００３０】
Ｎｉは、耐食性を向上させるため、０．０１％以上の含有が必要である。ただし、多量の含有は合金コスト増加に繋がるため、Ｎｉ量の上限を０．５０％以下とする。Ｎｉ量の好ましい範囲は、０．０３〜０．４０％、より好ましい範囲は０．０５〜０．３０％である。
【００３１】
ＴｉおよびＮｂは、ステンレス鋼の鋭敏化を防止するために、いずれか１種または２種を０．０１％以上含有する必要がある。ただし、多量の含有は合金コスト増加や鋼中介在物増加による耐食性低下、製造性低下に繋がるため、ＴｉおよびＮｂ量の上限をそれぞれ１．００％以下とする。ＴｉおよびＮｂ量の好ましい範囲は、０．０３〜０．５０％、より好ましい範囲は０．１０〜０．２５％である。
【００３２】
Ａｌは密度が２．７ｇ／ｃｍ３であり、Ｆｅの密度（７．９ｇ／ｃｍ３）よりも軽い元素であり、かつ鋼の強度を増加させるため本実施形態における重要な元素である。さらにＡｌは、表面に濃縮して腐食発生を抑制するのみならず、母材の腐食速度も低減する非常に有益な元素である。そのため、Ａｌの含有量の下限を０．０１％以上とする。ただし、Ａｌの過度な含有は材料の伸び減少を引き起こし、加工性を低下させる。またヤング率の低下も引き起こすため、Ａｌの含有量の上限を５．００％以下とする。Ａｌ量の好ましい範囲は、０．０５〜４．５０％、より好ましい範囲は０．８０〜４．００％である。
【００３３】
Ｂは、ホウ化物を生成しヤング率を増加させる極めて重要な元素であり、０．０００１％以上の含有が必要である。ただし、多量の含有は硬質化を生じるためＢ量の上限を０．００５０％以下とする。Ｂ量の好ましい範囲は、０．０００３〜０．００４０％、より好ましい範囲は０．０００５〜０．００３０％である。
【００３４】
Ｎは、耐孔食性に有用な元素であるが、耐粒界腐食性、加工性を低下させる。そのため、Ｎの含有量を低く抑える必要がある。そのため、Ｎ量の上限を０．０５０％以下とする。しかしながら、Ｎ量を過度に低めることは精練コストを上昇させるため、Ｎ量の下限を０．００１％以上とする。Ｎ量の好ましい範囲は、０．００２〜０．０２０％である。
【００３５】
以上、本実施形態の鋼板の基本的な成分組成について説明したが、上記成分に加えさらに下記に示す元素１種または２種以上を選択的に含有させると好ましい。下記に示す元素の下限は、０％であってもよい。
【００３６】
Ｍｏは、耐食性を向上させるため、０．０１％以上含有することができる。しかし、過剰の含有は、加工性を劣化させると共に、高価であるためコストアップに繋がる。そのため、Ｍｏ量の上限を３．００％以下とする。Ｍｏ量の好ましい範囲は、０．０５〜１．００％である。
【００３７】
Ｓｎは、耐食性を向上させるため、０．００１％以上含有することができる。しかし、過剰の含有はコスト増加に繋がる。そのため、Ｓｎ量の上限を３．００％以下とする。Ｓｎ量の好ましい範囲は、０．００５〜１．００％である。
【００３８】
Ｃｕは、６００〜８００℃程度の中温度域における高温強度向上に有効な元素であるとともに耐錆性を向上させる元素であるため、必要に応じて０．０１％以上含有させる。また、高温高サイクル疲労特性を考慮すると、０．１０％以上の含有が望ましい。一方、Ｃｕの過度に含有させることは、常温延性および耐酸化性に支障が生じる。また、Ｃｕは靭性を劣化させる元素であり、本発明はＡｌ及びＳｉの含有により靭性の低い鋼であるため、上限を０．５０％以下とする。また、酸洗性を考慮すると０．４０％以下がよく、合金コストを考慮すると０．３０％以下が望ましい。
【００３９】
Ｗは、耐食性を向上させるため、１．０００％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｗ量の下限を０．００１％以上とする。Ｗ量の好ましい範囲は、０．００５〜０．８００％である。
【００４０】
Ｖは、耐食性を向上させるため、１．０００％以下含有することができる。安定した効果を得ためには、Ｖ量の下限を０．００１％以上とする。Ｖ量の好ましい範囲は、０．００５〜０．５００％である。
【００４１】
Ｓｂは、耐全面腐食性を向上させるため、０．１００％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｓｂ量の下限を０．００１％以上とする。Ｓｂ量の好ましい範囲は、０．０１０〜０．０８０％である。
【００４２】
Ｃｏは、二次加工性と靭性を向上させるために、０．５００％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｃｏ量の下限を０．００１％以上とする。Ｃｏ量の好ましい範囲は、０．０１０〜０．３００％である。
【００４３】
Ｃａは、脱硫のために含有されるが、過剰に含有すると、水溶性の介在物ＣａＳが生成して耐食性を低下させる。そのため、０．０００１〜０．００５０％の範囲でＣａを含有することができる。Ｃａ量の好ましい範囲は、０．０００５〜０．００３０％である。
【００４４】
Ｍｇは、組織を微細化し、加工性、靭性の向上にも有用である。そのため、０．００５０％以下の範囲でＭｇを含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｍｇ量の下限を０．０００１％以上とする。Ｍｇ量の好ましい範囲は、０．０００５〜０．００３０％である。
【００４５】
Ｚｒは、耐食性を向上させるために、０．０３００％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｚｒ量の下限を０．０００１％以上とする。Ｚｒ量の好ましい範囲は、０．００１０〜０．０１００％である。
【００４６】
Ｇａは、耐食性と耐水素脆化性を向上させるために、０．０１００％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｇａ量の下限を０．０００１％以上とする。Ｇａ量の好ましい範囲は、０．０００５〜０．００５０％である。
【００４７】
Ｔａは、耐食性を向上させるために、０．０５０％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｔａ量の下限を０．００１％以上とする。Ｔａ量の好ましい範囲は、０．００５〜０．０３０％である。
【００４８】
ＲＥＭは、脱酸効果等を有するので、精練で有用な元素であるため、０．１００％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、ＲＥＭ量の下限を０．００１％以上とする。ＲＥＭ量の好ましい範囲は、０．００３〜０．０５０％である。
【００４９】
ここで、ＲＥＭ（希土類元素）は、一般的な定義に従い、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）の２元素と、ランタン（Ｌａ）からルテチウム（Ｌｕ）までの１５元素（ランタノイド）の総称を指す。ＲＥＭは、これら希土類元素から選択される１種以上であり、ＲＥＭの量とは、希土類元素の合計量である。
【００５０】
本実施形態の鋼板は、上述してきた元素以外は、Ｆｅ及び不純物からなるが、以上説明した各元素の他にも、本発明の効果を損なわない範囲で含有させることが出来る。例えば、本実施形態においては、Ｂｉ等を必要に応じて、０．００１〜０．１％含有させてもよい。なお、Ａｓ、Ｐｂ等の一般的な有害な元素や不純物元素はできるだけ低減することが好ましい。
【００５１】
本実施形態の鋼板の０．２％耐力は３００ＭＰａ以上とする。これはフェライト系ステンレス鋼の強度として高い部類に入る値である。また本実施形態の鋼板の密度は７．５５ｇ／ｃｍ３以下とする。通常のフェライト系ステンレス鋼の場合、その密度は７．７〜７．９ｇ／ｃｍ３程度であるが、本実施形態の鋼板のように密度を７．５５ｇ／ｃｍ３以下とすることで、従来のフェライト系ステンレス鋼と比べて２〜４％以上の軽量化効果が得られる。
【００５２】
また本実施形態の鋼板の全伸びは２５．０％以上とし、ヤング率は１８７．０ＧＰａ以上とする。全伸びを２５．０％以上とすることで一般的な電池ケース形状への加工が可能になる。またヤング率を１８７．０ＧＰａ以上とすることで、電池内の圧力が上昇した場合であっても膨れ等の変形を抑制できる。また、外部からの衝撃を受けても容易に変形することがない。
【００５３】
本実施形態の鋼板の製造方法は、製鋼−熱間圧延−熱延板焼鈍・酸洗−冷間圧延−冷延板焼鈍・酸洗の各工程よりなり、各工程の製造条件については、冷間圧延工程以外は特に規定するものではない。すなわち、冷間圧延工程以外の工程については、特に制限はなく従来公知の方法を適用できる。ちなみに、代表的な製造条件を示すと、以下のとおりである。
【００５４】
製鋼においては、上記成分組成を含有する鋼を、転炉溶製し、続いて２次精錬を行う方法が好適である。溶製した溶鋼は、公知の鋳造方法（連続鋳造）に従ってスラブとする。スラブは、所定の温度に加熱され、所定の板厚に連続圧延で熱間圧延される。
【００５５】
熱間圧延後は熱延板焼鈍・酸洗を行うが、熱延板焼鈍工程は省略してもよい。
【００５６】
酸洗後の冷間圧延は、通常のゼンジミアミル、タンデムミルのいずれで圧延してもよいが、鋼板の深絞り性を考慮するとタンデムミル圧延の方が望ましい。
【００５７】
冷間圧延工程においては、直径が４００ｍｍ以上のロールを用いて、６０％以上の圧下率で冷間圧延するのが好ましい。ここで、ロール径を４００ｍｍ以上とすることで、冷間圧延時の剪断歪みを抑制できる。剪断歪により導入される剪断変形は、ランダム方位粒の核生成サイトとなるため、抑制する必要がある。本実施形態では、ロール径を４００ｍｍ以上として剪断歪みを抑制することで剪断変形を小さくし、続く焼鈍工程において、ヤング率を向上させる｛１１１｝結晶方位の結晶粒の生成を促進させる。
【００５８】
また、冷間圧延時の圧下率が高くなると、再結晶の駆動力となる蓄積エネルギーが増大する。その結果、｛１１１｝結晶方位が優先核生成しやすくなり、また選択成長しやすくなる。このため冷間圧延の圧下率は、６０％以上であるのが好ましい。また冷間圧延の圧下率は７０％以上であるのがより好ましい。
【００５９】
冷間圧延後は冷延板焼鈍（最終焼鈍）を行うが、冷間圧延の途中に中間焼鈍を入れてもよい。最終焼鈍は、再結晶温度以上、（再結晶温度＋１００）℃以下の範囲で焼鈍すればよく、その他の制限は特にない。なお中間および最終焼鈍はバッチ式焼鈍でも連続式焼鈍でも構わない。また、各焼鈍は、必要であれば水素ガスあるいは窒素ガスなどの無酸化雰囲気で焼鈍する光輝焼鈍でもよいし、大気中で焼鈍しても構わない。
【００６０】
更に、本実施形態に係る鋼板に潤滑塗装を施して、更にプレス成形を向上させてもよく、この場合の潤滑膜の種類は適宜選択すればよい。また、最終焼鈍後に形状矯正のために調質圧延やレベラーを付与しても構わないが、加工硬化能の低下を招くことから、これらは付与しないことが望ましい。
【００６１】
以上説明した本実施形態の鋼板は、例えば電気自動車に搭載される電池の電池系部品に適用することができる。特に、本実施形態の鋼板を、二次電池、特に好ましくはリチウム二次電池の電池ケースに適用することで、重量軽減効果が大きくなる。電池系部品としては、電池ケースの他に、電極リード、封口材等を例示できる。
【実施例】
【００６２】
以下に本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、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。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
なお、表中の下線部は本発明範囲から外れているものを示す。
【００６３】
表１Ａに示す成分組成の鋼を溶製してスラブに鋳造し、スラブを熱間圧延して４ｍｍ厚の熱延コイルとした。その後、熱延コイルを酸洗し、１．２ｍｍ厚まで冷間圧延し、再結晶組織となる９００~１０００℃で冷延板焼鈍後、酸洗を施して製品板とした。
【００６４】
冷間圧延では、直径４００ｍｍ以上のロールを用いて、６０％以上の圧下率で冷間圧延した。また、冷間圧延後の最終焼鈍は上述のように９００〜１０００℃の範囲としたが、この範囲は、再結晶温度以上、（再結晶温度＋１００）℃以下の範囲に含まれていた。
【００６５】
得られた製品板に対して、比重測定及び引張試験を行った。
比重の測定については、電子天秤により天秤法で算出した。密度が７．５５ｇ／ｃｍ３以下のものを「○（良好）」、密度が７．５５ｇ／ｃｍ３を超えるものを「×（不良）」とした。
【００６６】
引張試験については、圧延方向と平行な方向にＪＩＳ１３号Ｂ試験片を採取し、ＪＩＳＺ２２４１に準拠して０．２％耐力及び全伸びを求め、０．２％耐力が３００ＭＰａ以上のもの、全伸びが２５．０％以上のものをそれぞれ「○（良好）」、０．２％耐力が３００ＭＰａ未満のもの、全伸びが２５．０％未満のものをそれぞれ「×（不良）」とした。
【００６７】
ヤング率については、切断および削り出しにより圧延方向と平行な方向に６０ｍｍ、圧延方向と垂直な方向に１０ｍｍ、板厚１．１ｍｍの試験片を作製し、日本テクノプラス株式会社製のＪＥ−ＲＴ型弾性率測定装置を用い、室温で共振法により測定した。ヤング率が１８７．０ＧＰａ以上のものを「〇（良好）」、１８７．０ＧＰａ未満のものを「×（不良）」とした。
【００６８】
得られた結果を表１Ｂ及び図１にまとめた。
【００６９】
表１Ａ、表１Ｂ及び図１から明らかなように、本発明で規定する成分組成を有する鋼板は、比較例の鋼板に比べて高強度且つ低比重であり電池ケース用途に適していることがわかる。
【００７０】
通常のフェライト系ステンレス鋼の場合、その密度は７．７〜７．９ｇ／ｃｍ３程度であるが、本発明の鋼板のように密度を７．５５ｇ／ｃｍ３以下にすることが出来れば、従来の鋼板よりも２〜４％以上の軽量化効果が得られる。仮に、電池ケース用としてステンレス鋼を５０キログラム使用する場合、本発明鋼を適用することで１〜２キログラム以上の大幅な軽量化につながる。さらに、本発明鋼は高強度であり板厚を薄肉化できるため、軽量化効果はさらに大きくなる。
【００７１】
【表１Ａ】
2020164941.tif 000003
【００７２】
【表１Ｂ】
2020164941.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば軽量化に繋がる電池ケース用に特に好適なフェライト系ステンレス鋼板を提供することが可能である。これは電池部品の軽量化に寄与し、社会的寄与は格段に大きい。
【図１】
2020164941.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月8日(2020.6.8)
【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】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．００１〜０．０３０％、
Ｓｉ：０．０１〜５．００％、
Ｍｎ：０．０１〜２．００％、
Ｐ：≦０．０５０％、
Ｓ：≦０．０１００％、
Ｃｒ：９．０〜３０．０％、
Ｎｉ：０．０１〜０．５０％、
Ｔｉ：０．０１〜１．００％およびＮｂ：０．０１〜１．００％の１種又は２種、Ａｌ：０．０１〜５．００％、
Ｂ：０．０００１〜０．００５０％、
Ｎ：０．００１〜０．０５０％を含有し、
残部がＦｅおよび不純物であり、
０．２％耐力を３００ＭＰａ以上、鋼板の密度を７．５５ｇ／ｃｍ３以下、全伸びを２５．０％以上、ヤング率を１８７．０ＧＰａ以上を満足することを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
（１）  質量％で、
Ｃ：０．００１〜０．０３０％、
Ｓｉ：０．０１〜５．００％、
Ｍｎ：０．０１〜２．００％、
Ｐ：≦０．０５０％、
Ｓ：≦０．０１００％、
Ｃｒ：９．０〜３０．０％、
Ｎｉ：０．０１〜０．５０％、
Ｔｉ：０．０１〜１．００％およびＮｂ：０．０１〜１．００％の１種又は２種、Ａｌ：０．０１〜５．００％、
Ｂ：０．０００１〜０．００５０％、
Ｎ：０．００１〜０．０５０％を含有し、
残部がＦｅおよび不純物であり、
０．２％耐力を３００ＭＰａ以上、鋼板の密度を７．５５ｇ／ｃｍ３以下、全伸びを２５．０％以上、ヤング率を１８７．０ＧＰａ以上を満足することを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
（２）  更に質量％で、
Ｍｏ：０．０１〜３．００％、
Ｓｎ：０．００１〜３．００％、
Ｃｕ：０．０１〜０．５０％、
Ｗ：０．００１〜１．０００％、
Ｖ：０．００１〜１．０００％、
Ｓｂ：０．００１〜０．１００％、
Ｃｏ：０．００１〜０．５００％、
Ｃａ：０．０００１〜０．００５０％、
Ｍｇ：０．０００１〜０．００５０％、
Ｚｒ：０．０００１〜０．０３００％、
Ｇａ：０．０００１〜０．０１００％、
Ｔａ：０．００１〜０．０５０％、
ＲＥＭ：０．００１〜０．１００％の１種又は２種以上を含有することを特徴とする（１）に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
（３）  電池系部品に適用される（１）または（２）に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
（４）  電池ケースに適用される（１）または（２）に記載のフェライト系ステンレス鋼板。