(57)【要約】【課題】目視でも確認できる大きさの結晶粒を備え、意匠性に優れ、かつ、ＩＨ調理器等にも適用可能な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：０．０３０％以下、Ｎ：０．０３０％以下、Ｓｉ：０．２０％以上０．８０％以下、Ｃｒ：１５％以上２０％以下、Ｍｎ：０．８０％以下、Ｎｉ：１．０％以下、Ｃｕ：０．８０％以下を含有し、さらに、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉのうちいずれか一種または二種以上を合計で０．１０％以上０．８０％以下含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる成分組成を有し、平均結晶粒径が１００μｍ以上であるフェライト系ステンレス鋼板を採用する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｎ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：０．２０％以上０．８０％以下、
Ｃｒ：１５％以上２０％以下、
Ｍｎ：０．８０％以下、
Ｎｉ：１．０％以下、
Ｃｕ：０．８０％以下を含有し、
さらに、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉのうちいずれか一種または二種以上を合計で０．１０％以上０．８０％以下含有し、
残部がＦｅおよび不純物からなる成分組成を有し、
平均結晶粒径が１００μｍ以上であ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】
周波数２５ｋＨｚにおける比透磁率が９０以上であ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】
高周波誘導加熱調理に対応した機器の部材に用いられることを特徴とする、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】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板と、アルミニウム板と接合させてなることを特徴とするクラッド材。
【請求項５】
請求項１に記載の成分組成を有するステンレス鋼板素材に９００℃以上１１００℃以下で１．０分以上の中間熱処理を施す第１の工程と、
板厚減少率５％以上１０％以下の仕上冷間圧延を施す第２の工程と、
９８０℃以上１１５０℃以下で１．０分以上の仕上熱処理を施す第３の工程と、
を順次行うことを特徴とする、フェラ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、フェライト系ステンレス鋼板、クラッド材及びフェライト系ステンレス鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鍋、フライパン、炊飯器の内釜などのＩＨ（インダクション  ヒーティング：高周波誘導加熱）調理に対応した機器には、ステンレス鋼板や、ステンレス鋼板を素材としたクラッド材が使用される。これらの用途では、強度や成型性などの特性に加え、消費者にアピールするため、優れた意匠性が要求される場合がある。意匠性は、時代や消費者ニーズによるところがあるが、例えば、金属の結晶粒を目視でも観察できるほどに粗大化させることで、その結晶粒組織模様とする従来にない意匠性を付与することが考えられる。また、結晶粒組織模様が表面に現れることで、ステンレス鋼板の表面にできた疵が目立ちにくくなるという効果も期待される。
【０００３】
しかしながら、例えばフェライト系ステンレス鋼板において、目視でも確認できるレベルにフェライトの結晶粒を粗大化させるには、高温かつ長時間の熱処理が必要とされている。一般に、量産熱処理に使用される大気炉を用いてフェライト系ステンレス鋼板に対して高温かつ長時間の熱処理を行うと、素材表面に厚いスケールが生成する。ステンレス鋼板表面に生成したスケールは、酸洗で落とすのが難しく、また、厚いスケールの生成によって大きな板厚減少につながるという問題がある。
【０００４】
また、ＩＨ調理に対応した機器として使用される金属素材には、鍋などに成型可能な成型性や耐食性に加え、電磁誘導による加熱効率を上げるため、素材の比透磁率が高いことが求められる。
【０００５】
さらに、金属の結晶粒を目視でも確認できるようにしたステンレス鋼は、ＩＨ調理に対応した機器以外にも、建物の内装材または外装材、電子機器の筐体、食器、美術品など、意匠性が要求される用途への需要がある。
【０００６】
特許文献１（特開２００２−１２９２９２号公報）には、ｍａｓｓ％で、Ｃ＋Ｎ：０．０２％以下、Ｓｉ：０．３％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｃｒ：１１〜３５％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．０２％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鋼組成を有し、表面粗さがＲｙで０．５μｍ以下である耐食性および耐水垢付着性に優れたジャーポット容器用フェライト系ステンレス冷延鋼板が記載されている。
【０００７】
特許文献２（特開２０１３−２４９５１９号公報）には、質量％で、Ｃ：０．０６％以下、Ｎ：０．０６％以下、Ｓｉ＋Ａｌ：０．６％以上２％以下、Ｃｒ：１３％以上２０％以下、Ｍｎ：２．０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有するＩＨ調理器で使用される調理器具用フェライト系ステンレス鋼が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１２９２９２号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４９５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１または２に記載されたフェライト系ステンレス鋼はいずれも、結晶粒を粗大化させたものではなく、また、特許文献１、２には、結晶粒の粗大化させるための製造方法は記載されていない。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、目視でも確認できる大きさの結晶粒を備え、意匠性に優れ、かつ、ＩＨ調理器等にも適用可能なフェライト系ステンレス鋼板およびクラッド材を提供することを課題とする。また、本発明は、高温かつ長時間の熱処理を施すことなく目視でも確認できる大きさの結晶粒を形成可能なフェライト系ステンレス鋼板の製造方法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】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。
［１］  質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｎ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：０．２０％以上０．８０％以下、
Ｃｒ：１５％以上２０％以下、
Ｍｎ：０．８０％以下、
Ｎｉ：１．０％以下、
Ｃｕ：０．８０％以下を含有し、
さらに、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉのうちいずれか一種または二種以上を合計で０．１０％以上０．８０％以下含有し、
残部がＦｅおよび不純物からなる成分組成を有し、
平均結晶粒径が１００μｍ以上であることを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
［２］  周波数２５ｋＨｚにおける比透磁率が９０以上であ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］  高周波誘導加熱調理に対応した機器の部材に用いられ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］  ［１］乃至［３］の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板と、アルミニウム板と接合させてなることを特徴とするクラッド材。
［５］  ［１］に記載の成分組成を有するステンレス鋼板素材に９００℃以上１１００℃以下で１．０分以上の中間熱処理を施す第１の工程と、
板厚減少率５％以上１０％以下の仕上冷間圧延を施す第２の工程と、
９８０℃以上１１５０℃以下で１．０分以上の仕上熱処理を施す第３の工程と、
を順次行うことを特徴とする、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、目視でも確認できる大きさの結晶粒を備え、意匠性に優れ、かつ、ＩＨ調理器等にも適用可能なフェライト系ステンレス鋼板およびクラッド材を提供できる。また、本発明によれば、高温かつ長時間の熱処理を施すことなく目視でも確認できる大きさの結晶粒を形成可能なフェライト系ステンレス鋼板の製造方法を提供できる。
また、本発明のフェライト系ステンレス鋼板およびクラッド材は、鍋、フライパン、炊飯器の内釜などのＩＨ調理に対応した機器、電子機器の筐体、食器、美術品、建築材料など、意匠性が求められる分野に好適に用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
目視でも確認できる大きさの結晶粒を備え、意匠性に優れ、かつ、ＩＨ調理器等にも適用可能なフェライト系ステンレス鋼板を得るため、本発明者らが、素材の化学成分や製造方法について詳細に検討したところ、以下の知見を得、本発明を完成させた。
【００１４】
（Ａ）拡散の早いフェライト相が高温まで安定して存在する化学成分とすることで、熱処理時の結晶粒成長が早く、粗大な結晶粒組織が得られやすくなる。
（Ｂ）高温での熱処理前に板厚減少率で５％以上、１０％以下の冷間圧延を施すことで、熱処理時の結晶粒成長が著しく促進され、短時間の熱処理でも結晶粒が粗大化する。
（Ｃ）結晶粒を粗大化することで、美観が生まれ、疵が目立たなくなる。
（Ｄ）結晶粒を粗大化することで比透磁率が向上する。
【００１５】
以下、本発明の実施形態であるフェライト系ステンレス鋼板、クラッド材及びフェライト系ステンレス鋼板の製造方法について説明する。
【００１６】
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｎ：０．０３０％以下、Ｓｉ：０．２０％以上０．８０％以下、Ｃｒ：１５％以上２０％以下、Ｍｎ：０．８０％以下、Ｎｉ：１．０％以下、Ｃｕ：０．８０％以下を含有し、さらに、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉのうちいずれか一種または二種以上を合計で０．１０％以上０．８０％以下含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる成分組成を有し、平均結晶粒径が１００μｍ以上の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、周波数２５ｋＨｚにおける比透磁率が９０以上であることが好ましい。
更に、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、高周波誘導加熱調理に対応した機器の部材に用いられることが好ましい。
更にまた、本実施形態のクラッド材は、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板と、アルミニウム板と接合させてなるクラッド材である。
【００１７】
以下、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の成分組成について説明する。成分組成の説明において、「％」は質量％を意味する。本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の成分組成は、拡散の早いフェライト相が高温まで安定して存在する化学成分としている。
【００１８】
Ｃ：０．０３０％以下
Ｃは、母相に固溶されるとオーステナイト相を安定化させる元素であるため、Ｃ量が多いと、高温でオーステナイト相が生成し、結晶粒成長が遅くなり、粗大な結晶粒を得ることが困難になる。また、Ｃ量が多いと鋼が硬質となり、成形性が低下する。そのため、Ｃ量は極力少ないことが好ましく、上限を０．０３０％以下とする。望ましくは、０．０２０％以下である。Ｃ量は極力少ないことが好ましいが、Ｃ量を少なくするとコスト増になるので、下限を０．００１％以上にするとよい。
【００１９】
Ｎ：０．０３０％以下
Ｎは、Ｃと同じく、母相に固溶されるとオーステナイト相を安定化させる元素である。Ｎ量が多いと、高温でオーステナイト相が生成し、結晶粒成長が遅くなり、粗大な結晶粒を得ることが困難になる。そのため、Ｎ量は０．０３０％以下とする。望ましくは、０．０２０％以下である。Ｎ量は極力少ないことが好ましいが、Ｎ量を少なくするとコスト増になるので、下限を０．００１％以上にするとよい。
【００２０】
Ｓｉ：０．２０％以上０．８０％以下
Ｓｉは、酸化皮膜の保護性を向上させるため、０．２０％以上を含有させる。一方で、Ｓｉ量が多すぎると、熱間加工性を顕著に劣化させ、耳割れが発生し、手入れコストが大きくなることから、上限を０．８０％以下とする。好ましくは、０．２５％以上０．７０％以下である。
【００２１】
Ｃｒ：１５％以上、２０％以下
Ｃｒは、ステンレス鋼としての耐食性を確保する観点から必須の元素であり、十分な耐食性を確保する観点から１５％以上とする。一方で、Ｃｒ量が多すぎると、焼鈍時に粗大な脆化相を生成させるため、２０％以下とする。好ましくは、１６％以上１８％以下とする。
【００２２】
Ｍｎ：０．８０％以下
Ｍｎは原料スクラップなどから混入する。Ｍｎ量を大きく低減させるにはスクラップの使用を減らす必要があり、これはコストの増大を招く。一方で、Ｍｎが多すぎると、熱間加工性を劣化させるうえ、素材の耐食性を劣化させる。したがって、Ｍｎ量は０．８０％以下とする。Ｍｎ量は極力少ないことが好ましいが、Ｍｎを少なくするとコスト増になるので、Ｍｎの下限は０．２０％以上、より好ましくは０．１０％以上であれば許容される。
【００２３】
Ｎｉ：１．０％以下
Ｎｉは強力なオーステナイト安定化元素であり、高温でフェライト相からオーステナイト相への変態を助長する。その結果、結晶粒成長が遅くなり、粗大な結晶粒を得ることが困難になる。従って、Ｎｉ量を１．０％以下とする。望ましくは、０．３％以下とする。Ｎｉは少ないほどよく、その下限は０．００１％以上とする。
【００２４】
Ｃｕ：０．８０％以下
Ｃｕは原料スクラップなどから混入する。Ｃｕ量を大きく低減させるにはスクラップの使用を減らす必要があり、これはコストの増大を招く。一方で、ＣｕはＮｉと同じく強力なオーステナイト安定化元素であり、高温でフェライト相からオーステナイト相への変態を助長する。その結果、結晶粒成長が遅くなるため、粗大な結晶粒を得ることが困難になる。従って、Ｃｕ量の上限は０．８０％以下とする。望ましくは、０．７０％以下とする。Ｃｕ量は極力少ないことが好ましいが、Ｃｕを少なくするとコスト増になるので、Ｃｕの下限は０．２５％以上、０．２０％以上、または０．０２％以上であれば許容される。
【００２５】
Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉのいずれか一種または二種以上を合計で：０．１０％以上０．８０％以下
Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉは、いずれもＣ、Ｎと化合物を作る元素である。Ｃ、Ｎが化合物になることで固溶Ｃ、Ｎが減り、母相のオーステナイト安定度が低下する結果、高温までフェライト相が維持され、結晶粒成長が促進される。この効果は、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉのいずれか一種または二種以上を合計で０．１０％以上含有することで得られる。一方、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉの含有量が多すぎると、溶製時に粗大な炭化物や窒化物を形成し、熱延、冷延時の耳割れを助長したり、介在物として製品に残存し、成型性などを劣化させる．従って、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉの含有量の合計を０．８０％以下とする。
【００２６】
上記元素を除く残部は、Ｆｅおよび不純物である。不純物は、鋼原料から及び／又は製鋼過程で不可避的に混入する元素であり、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の特性を阻害しない範囲で許容される元素である。
【００２７】
平均結晶粒径が１００μｍ以上
目視でも確認できるレベルの結晶粒模様を現出させるためには、平均結晶粒径が大きいことが望ましい。また、結晶粒の粗大化は比透磁率を高める効果もある。比透磁率を安定して９０以上にするには、平均結晶粒径を１００μｍ以上にすることが必要である。従って、平均結晶粒径を１００μｍ以上と規定する。望ましくは１５０μｍ以上である。なお、本実施形態のステンレス鋼板はフェライト系ステンレス鋼板であるため、平均結晶粒径は、フェライトの平均結晶粒径を意味する。上限は特に規定しないが、結晶粒のサイズが鋼板や鋼板を用いて製造した製品と同等レベルのサイズになると、結晶粒模様が意味をなさないため、１０ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００２８】
次に、フェライト系ステンレス鋼板の平均結晶粒径の測定方法について説明する。
フェライト系ステンレス鋼板の幅をｗとしたとき、幅方向で片端から（１／１０）ｗ、（１／４）ｗ、（１／２）ｗ、（３／４）ｗ及び（９／１０）ｗの５箇所において、圧延方向に垂直（Ｃ断面）な断面が観察面となるように試料を採取する。全観察面の面積は５ｍｍ２とし、１箇所の観察面の面積は１ｍｍ２とする。各観察面の板厚方向の寸法は板厚ｔ（ｍｍ）とする。よって、各観察面の板幅方向の長さは１／ｔ（ｍｍ）となる。観察面を鏡面研磨した後、１０％シュウ酸で電解エッチングし、光学顕微鏡または走査型電子顕微鏡にてフェライトの結晶粒を観察し、結晶粒の個数を数える。観察面の板幅方向及び板厚方向の輪郭線が結晶粒上を横切ることで、一部が観察面からはみ出す結晶粒については、その結晶粒は０．５個とカウントする。５箇所の観察面において計測したフェライトの総数を、全観察面の面積で除して、結晶粒１個あたりの面積を求める。そして、結晶粒１個あたりの面積から、結晶粒の円相当直径を求め、これを平均結晶粒径とする。
【００２９】
次に、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法を説明する。
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法は、上記に記載の成分組成を有するステンレス鋼板素材に９００℃以上１１００℃以下で１．０分以上の中間熱処理を施す第１の工程と、板厚減少率５％以上１０％以下の仕上冷間圧延を施す第２の工程と、９８０℃以上１１５０℃以下で１．０分以上の仕上熱処理を施す第３の工程と、を順次行う。第１の工程においてステンレス鋼板素材を加熱することで、ステンレス鋼の組織を完全に回復、再結晶させ、第２の工程において圧下することでひずみを与え、第３の工程において加熱することで結晶粒を粒成長させる。第２の工程においてひずみを付与することで、第３の工程において粒成長に必要な熱処理の保持時間を大幅に短縮できるようになる。
【００３０】
ステンレス鋼板素材は、上記の成分組成を有する熱延鋼板、冷延鋼板、鋳造板のいずれを用いてもよい。熱延鋼板は、鋳片を熱間圧延し冷却した熱延ままの鋼板でもよく、鋳片を熱間圧延し冷却したのち熱延板焼鈍を行った鋼板でもよい。熱延板焼鈍を行う前に酸洗してもよい。冷延鋼板は、熱延板に１回以上の冷間圧延を行ったものでもよく、複数回の冷間圧延と中間焼鈍とを繰り返し行ったものでもよい。冷間圧延前に熱延鋼板を酸洗してもよい。また、鋳造板としては、溶鋼から板状に鋳造したものが挙げられる。
【００３１】
第１の工程では、ステンレス鋼板素材に９００℃以上１１００℃以下で１．０分以上の中間熱処理を施す。第１の工程により、ステンレス鋼板素材の組織を完全に回復、再結晶させる。熱処理温度が９００℃未満の場合や、保持時間が１．０分未満の場合は、鋼組織の回復および再結晶が不十分になり、結晶粒の粒成長が十分に進まなくなる。また、熱処理温度が１１００℃を超えると、鋼板が軟化しすぎて操業が困難になる。従って、熱処理条件は熱処理温度９００℃以上１１００℃以下とし、保持時間を１．０分以上とする。保持時間の上限は特に制限はないが、保持時間が長いと生産性が低下し、また、スケールが厚く生成するおそれがあることから、好ましくは２０分以下がよく、より好ましくは１０分以下がよく、更に好ましくは３．０分以下がよい。なお、ステンレス鋼板の製造時には材質制御のため様々な熱処理が行われるところ、本実施形態の第１の工程の中間熱処理は、仕上熱処理よりも前に行う熱処理であることから、中間熱処理と称する。
【００３２】
本実施形態では、第１の工程と第２の工程の間において酸洗を行い、第１の工程において生成したスケールを除いておくとよい。第１の工程後のステンレス鋼板素材の表面状態が良好の場合は、この酸洗は省略してもよい。
【００３３】
第２の工程では、ステンレス鋼板素材に対して、板厚減少率５％以上１０％以下の仕上冷間圧延を施す。第２の工程においてステンレス鋼板素材にひずみを与えることで、次の第３の工程における結晶粒の粒成長を促進させ、第３の工程の熱処理時間を短くする。板厚減少率が５％未満では、ステンレス鋼板素材に十分なひずみを与えられず、結晶粒の粒成長を促進することができない。また、板厚減少率が１０％を超えると、ステンレス鋼板素材に過剰なひずみが与えられて新たな結晶粒の核が生成し、第３の工程において新たに結晶粒が生成し、結晶粒の個数密度が増大して平均結晶粒径が減少するので好ましくない。よって、板厚減少率を５〜１０％とする。なお、板厚減少率は、第２の工程の前後での板厚減少率である。第２の工程において冷間圧延パスを複数回行う場合の板厚減少率は、１回目の冷間圧延前の板厚ｔ１と最後の冷間圧延後の板厚ｔ２としたとき、１００×（ｔ１−ｔ２）／ｔ１となる。また、第２の工程におけるステンレス鋼板素材の温度は、室温から３００℃以下の範囲までが許容される。鋼板温度が３００℃を超えると、粒成長に必要な十分なひずみを与えることが困難になるので好ましくない。
【００３４】
なお、ステンレス鋼板の製造時には板厚調整のため冷間圧延が行われるが、本実施形態の第２の工程の仕上冷間圧延は、本発明における最終の冷間圧延であることから、仕上冷間圧延と称している。ただし、仕上冷間圧延の実施後に、冷間圧延を全く行わないことを意味するのではなく、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の品質や特性に影響しない範囲で、第３の工程後に、スキンパス等の軽圧下の圧延を行うことは許容される。
【００３５】
第３の工程では、仕上冷間圧延後のステンレス鋼板素材に対して、９８０℃以上１１５０℃以下で１．０分以上の仕上熱処理を施す。第３の工程において結晶粒が粒成長し、平均結晶粒が１００μｍ以上の結晶粒が得られる。熱処理温度が９８０℃未満の場合や、保持時間が１．０分未満の場合は、結晶粒の粒成長が十分に進まなくなる。また、熱処理温度が１１５０℃を超えると、鋼板が軟化しすぎて操業が困難になる。従って、熱処理条件は熱処理温度９８０℃以上１１５０℃以下とし、保持時間を１．０分以上とする。保持時間の上限は特に制限はないが、保持時間が長いと生産性が低下し、また、スケールが厚く生成するおそれがあることから、好ましくは２０分以下がよく、より好ましくは１０分以下がよく、更に好ましくは３．０分以下がよい。
【００３６】
第３の工程後の冷却は、特に制限はなく、第３の工程にて使用した加熱炉内で炉冷してもよく、加熱炉外にて自然放冷または風冷してもよく、水冷してもよい。冷却速度は第３の工程の保持温度から２００℃までの平均冷却速度で、０．０３℃／秒〜１００℃／秒の範囲がよいが、この範囲から外れても材質へ影響はない。
【００３７】
なお、第３の工程における仕上熱処理は、本発明における最終の熱処理であることから、仕上熱処理と称している。ただし、仕上熱処理の実施後に、熱処理を全く行わないことを意味するのではなく、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の品質や特性に影響しない範囲で、第３の工程後に、熱処理を行うことは許容される。
【００３８】
以上の工程を順次行うことで、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板が得られる。
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、目視でも確認できる大きさの結晶粒を備え、意匠性に優れたものとなる。また、周波数２５ｋＨｚにおける比透磁率が９０以上を示すので、ＩＨ調理器等にも適用できる。
【００３９】
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、アルミニウム板とともにクラッド材としてもよい。アルミニウム板は、純アルミニウム板でもよく、アルミニウム合金板でもよい。クラッドにするための方法は問わず、一般的に実施される方法、例えば、重ね合わせ圧延、爆着、拡散接合などを用いればよい。
【００４０】
更に、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板またはクラッド材に成形加工を施し、ＩＨ調理に対応した機器に用いられる鍋、フライパン、炊飯器の内釜などに加工してもよい。また、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の用途はＩＨ調理用に限定されるものではなく、意匠性が求められる用途にも適用でき、例えば、パーソナルコンピュータ等の電子機器の筐体や、家庭電化製品等の筐体や、食器、美術品などに用いてもよい。更に、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、建材として使用してもよく、例えば、建物の外装材または内装材に用いることができる。
【００４１】
比透磁率の測定法について述べる。フェライト系ステンレス鋼板の幅をｗとしたとき、幅方向で片端から（１／１０）ｗ、（１／４）ｗ、（１／２）ｗ、（３／４）ｗ及び（９／１０）ｗの５箇所において、ステンレス鋼板を放電加工によって幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍの短冊状に切り出し、これを測定試料とする。測定試料の長手方向は板厚方向である。測定試料に対し、インピーダンス法により比透磁率を測定する。測定用ソレノイド長は４２ｍｍ、巻線数５０ターン、コイル径は１０．２５ｍｍ、測定磁場は１１．０５Ａ／ｍ、測定方向は長辺方向、測定周波数は２５ｋＨｚとする。クラッド材の比透磁率は、クラッド材からアルミニウム板を剥離した後、ステンレス鋼板のみで測定する。５箇所の平均値を比透磁率とする。
【実施例】
【００４２】
次に、実施例によって本発明をさらに具体的に説明する。
素材として、表１に示す化学組成を有するステンレス鋼鋳塊を用いた。表１中の鋼Ａ〜Ｄが本発明の規定を満たすステンレス鋼鋳塊であり、鋼Ｅ〜Ｌは発明外の比較用ステンレス鋼鋳塊である。なお、鋼Ｉは、マルテンサイト系ステンレス鋼であり、鋼Ｊは、オーステナイト系ステンレス鋼である。鋼Ａ〜Ｌの鋳塊を熱間圧延で板厚４ｍｍの熱延板とした。一部の熱延板を除き、さらに、１０５０℃、３分の中間熱処理、板厚減少率６３％の冷間圧延、１０００℃、３分の中間熱処理、板厚減少率６７％の冷間圧延を施し、板厚０．５ｍｍの冷延板とした。この熱延板、冷延板に表２に示す条件で中間熱処理（第１工程）、仕上冷間圧延（第２工程）、仕上熱処理（第３工程）を施した。熱処理は大気炉で実施し、熱処理で生成したスケールはふっ硝酸への浸漬で除去した。第３工程後の冷却は、保持温度から２００℃までの平均冷却速度で、０．０３℃／秒〜１００℃／秒の範囲で冷却した。一部のステンレス鋼板は、さらに純アルミニウム板と接合圧延してクラッド材にした。このようにして、表２に示す試験例１〜２５のステンレス鋼板を得た。
【００４３】
得られたステンレス鋼板について、平均結晶粒径、意匠性（美観性、疵目立ち性）及び比透磁率の評価を行った、評価方法を以下に説明する。
【００４４】
平均結晶粒径
ステンレス鋼板の幅をｗとしたとき、幅方向で片端から（１／１０）ｗ、（１／４）ｗ、（１／２）ｗ、（３／４）ｗ及び（９／１０）ｗの５箇所において、圧延方向に垂直（Ｃ断面）な断面が観察面となるように試料を採取した。全観察面の面積は５ｍｍ２とし、１箇所の観察面の面積は１ｍｍ２とした。各観察面の板厚方向の寸法は板厚ｔ（ｍｍ）とした。各観察面の板幅方向の長さは１／ｔ（ｍｍ）とした。観察面を鏡面研磨した後、１０％シュウ酸で電解エッチングし、光学顕微鏡または走査型電子顕微鏡にてフェライトの結晶粒を観察し、結晶粒の個数を数えた。観察面の板幅方向及び板厚方向の輪郭線が結晶粒上を横切ることで、一部が観察面からはみ出す結晶粒については、その結晶粒は０．５個とカウントした。５箇所の観察面において計測したフェライトの総数を、全観察面の面積で除して、結晶粒１個あたりの面積を求めた。そして、結晶粒１個あたりの面積から、結晶粒の円相当直径を求め、これを平均結晶粒径とした。
【００４５】
意匠性（美観性、疵目立ち性）
意匠性は、外観の美観と、疵の目立ちやすさの２つの観点で評価した。美観性は、ふっ酸３％、硝酸７％の混酸中に１０分間浸漬させて結晶粒を現出させたステンレス鋼板の外観を２０人の評価者が目視で観察し、従来と異なる美観を感じた人の割合が５割未満を×、５割以上８割未満を△、８割以上９割未満の場合に○、９割以上の場合に◎とした。○以上を合格とした。疵の目立ちやすさは、鋼板表面に直径０．５ｍｍの針金の先端で長さ１０ｍｍの引っ掻き疵をつけたサンプル（５０ｍｍ角）を用いて、２０人の評価者によってその疵を特定できるかで評価した。１０秒以内に疵を特定できた人の割合が５割未満を×、５割以上８割未満を△、８割以上９割未満の場合に○、９割以上の場合に◎とした。○以上を合格とした。
【００４６】
比透磁率
ステンレス鋼板の幅をｗとしたとき、幅方向で片端から（１／１０）ｗ、（１／４）ｗ、（１／２）ｗ、（３／４）ｗ及び（９／１０）ｗの５箇所において、ステンレス鋼板を放電加工によって幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍの短冊状に切り出し、これを測定試料とした。測定試料の長手方向を板厚方向とした。測定試料に対し、インピーダンス法により比透磁率を測定した。測定用ソレノイド長は４２ｍｍ、巻線数５０ターン、コイル径は１０．２５ｍｍ、測定磁場は１１．０５Ａ／ｍ、測定方向は長辺方向、測定周波数は２５ｋＨｚとした。クラッド材の比透磁率は、クラッド材からアルミニウム板を剥離した後、ステンレス鋼板のみで測定した。５箇所の平均値を比透磁率とした。比透磁率は９０以上を合格とした。
【００４７】
表２の試験例１〜９に示すステンレス鋼板は、本発明で規定する鋼板の成分組成及び製造条件を満たす発明例である。また、試験例１０は、試験例１のステンレス鋼板を純アルミニウム板とともにクラッド圧延してクラッド材としたものである。一方、試験例１１〜２５に示すステンレス鋼板は、本発明で規定する鋼板の成分組成または製造条件のいずれかを満たさない比較例である。
【００４８】
表２に示すように、試験例１〜１０（発明例）は、平均結晶粒径が１００μｍ以上になり、比透磁率が９０以上になることがわかる。また、平均結晶粒径が１００μｍ以上になると、８割以上の人が従来にない美観を認識し、疵が目立ちにくいと判断することがわかる。さらに、平均結晶粒径が１５０μｍ以上になると、９割以上の人が美観を認識し、疵が目立ちにくいと判断することがわかる。また、発明例３は、熱延板を素材としたものだが、本発明に規定する工程を経ることで、所定の結晶粒径、美観、疵目立ち性、比透磁率を満足する。
【００４９】
以下、比較例について説明する。
試験例１１は、素材の成分組成は本発明の規定を満たすものの、第１工程での熱処理温度が低く、保持時間も短く、熱処理が不十分であり、最終製品の平均結晶粒径が小さい。
試験例１２、１３は、素材の成分組成は本発明の規定を満たすものの、平均結晶粒径が小さい。これは、仕上熱処理前の仕上冷間圧延を実施していない、あるいは板厚減少率が本発明の規定より小さいことが原因である。
【００５０】
試験例１４、１５は、素材の成分組成は本発明の規定を満たすものの、平均結晶粒径が小さい。これは、仕上熱処理前の仕上冷間圧延における板厚減少率が本発明の規定より大きいことが原因である。
【００５１】
発明例１、６と比較例１２〜１５の結果より、仕上熱処理前に本発明で規定する板厚減少率で仕上冷間圧延を施すことで、粗大な結晶粒が得られることが分かる。
【００５２】
試験例１６は、素材の成分組成は本発明の規定を満たすものの、平均結晶粒径が小さい。これは、仕上熱処理時の保持温度が本発明の規定より低いことが原因である。
試験例１７は、素材の成分組成は本発明の規定を満たすものの、平均結晶粒径が小さい。これは、仕上熱処理時の保持時間が本発明の規定より短いことが原因である。
【００５３】
試験例１８は、素材の成分組成のうちＴｉ、Ｎｂ、Ｖの合計量が少なく、本発明の範囲を満たさず、平均結晶粒径が小さい。これは、仕上熱処理時にオーステナイト相が生成し、結晶粒成長速度が遅くなることが原因である。
試験例１９は、素材の成分組成のうちＣ量が過剰であり、本発明の範囲を満たさず、平均結晶粒径が小さい。これは、オーステナイト安定化に寄与するＣ量が多く、仕上熱処理時にオーステナイト相が生成し、結晶粒成長速度が遅くなることが原因である。
【００５４】
試験例２０は、素材の成分組成のうちＮ量が過剰であり、本発明の範囲を満たさず、平均結晶粒径が小さい。これは、オーステナイト安定化に寄与するＮ量が多く、仕上熱処理時にオーステナイト相が生成し、結晶粒成長速度が遅いことが原因である。
試験例２１は、素材の成分組成のうちＴｉ、Ｎｂ、Ｖの合計量が過剰になり、本発明の範囲を満たさず、熱延時に多数の耳割れが発生し、圧延ができなかった。
【００５５】
試験例２２は、素材がマルテンサイト系ステンレス鋼であり、化学成分が本発明の範囲を満たさず、平均結晶粒径が小さくなった。
試験例２３は、素材がオーステナイト系ステンレス鋼であり、化学成分が本発明の範囲を満たさず、平均結晶粒径が小さい。また、オーステナイト系ステンレス鋼のため比透磁率が非常に小さい。
【００５６】
試験例２４は、素材の化学成分のうちＮｉ量が過剰であり、本発明の範囲を満たさず、平均結晶粒径が小さい。これは、オーステナイト安定化に寄与するＮｉ量が多く、仕上熱処理時にオーステナイト相が生成し、結晶粒成長速度が遅くなることが原因である。
試験例２５は、素材の化学成分のうちＣｕ量が過剰であり、本発明の範囲を満たさず、平均結晶粒径が小さい。これは、オーステナイト安定化に寄与するＣｕ量が多く、仕上熱処理時にオーステナイト相が生成し、結晶粒成長速度が遅くなることが原因である。
【００５７】
【表１】
2020007599.tif 000002
【００５８】
【表２】
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