(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：0.01mass％以下、Si：1.0mass％以下、Mn：1.5mass％以下、Cr：11〜23mass％、Ni：2.0mass％以下、Ｐ：0.06mass％以下、Ｓ：0.03mass％以下、Al：1.0mass％以下、Ｎ：0.04mass％以下を含有し、かつ、Nb：0.8mass％以下および／またはTi：1.0mass％以下、ただし、これらは下記(1)式を満足するように含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなり、結晶粒径が50μm以下、平均ｒ値が2.0以上、(引張強度(MPa)×平均ｒ値)／(結晶粒径(μm))≧20であることを特徴とする深絞り性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
記
18≦Nb／(Ｃ＋Ｎ)＋2(Ti／(Ｃ＋Ｎ))≦60 ・・・・・・ (1)
ここで、Ｃ，Ｎ，NbおよびTiは各元素の含有量(mass％)
【請求項２】
上記鋼板は、さらに、0.1〜3.0mass％のMoを、Crとの関係において下記(2)式を満足するように含有してなる請求項１に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
記
Cr＋3.3Mo≧20 ・・・・・・ (2)
ここで、CrおよびMoは各元素の含有量(mass％)
【請求項３】
上記鋼板の表面に、脱膜型潤滑コート皮膜が被覆されてな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。
【請求項４】
Ｃ：0.01mass％以下、Si：1.0mass％以下、Mn：1.5mass％以下、Cr：11〜23mass％、Ni：2.0mass％以下、Ｐ：0.06mass％以下、Ｓ：0.03mass％以下、Al：1.0mass％以下、Ｎ：0.04mass％以下を含有し、かつ、Nb：0.8mass％以下および／またはTi：1.0mass％以下、ただし、これらは下記(1)式を満足するように含有し、さらに必要に応じて、0.1〜3.0mass％のMoを、Crとの関係において下記(2)式を満足するように含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋼スラブを、熱間圧延後、冷間圧延、仕上焼鈍してフェライト系ステンレス鋼板を製造する方法において、熱間粗圧延の少なくとも１パスを、圧延温度850〜1100℃、圧下率35％以上、熱間仕上圧延の少なくとも１パスを、圧延温度650℃〜900℃、圧下率20〜40％とし、冷間圧延を全圧下率75％以上かつ650〜1050℃の中間焼鈍を挟んだ２回以上の冷間圧延とし、仕上焼鈍を焼鈍温度850〜1050℃で行うことを特徴とする深絞り性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
記
18≦Nb／(Ｃ＋Ｎ)＋2(Ti／(Ｃ＋Ｎ))≦60 ・・・・・・ (1)
Cr＋3.3Mo≧20 ・・・・・・ (2)
ここで、Ｃ，Ｎ，Nb，Ti，CrおよびMoは各元素の含有量(mass％)
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来、高ｒ値高強度(普通)鋼板が使用されていた自動車用強度部材等の用途に用いて好適な、深絞り性、耐肌荒れ性および耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フェライト系ステンレス鋼板は、耐酸化性や耐食性に優れ、オーステナイト系ステンレス鋼板と比べると、多量のNiを含まないので、コスト的に有利であるだけでなく、応力腐食割れが発生しないという利点がある。このため、従来から種々の産業分野で使用されてきた。
【０００３】
しかし、従来のフェライト系ステンレス鋼板は、伸びの値が30％(板厚0.8mm)程度であり、ｒ値も1.5以下と低く、普通鋼の同一強度をもつ高ｒ値高張力鋼板、例えば、Ｃ，Ｎを低減し、Ti，Nbを添加した450MPa級の高張力ＩＦ鋼板の平均ｒ値2.0以上と比べると、明らかに深絞り性が劣るものであった。このため、自動車の強度部材や建材、家電用品のように、高い深絞り性が求められる用途には、その利用が制限されてきた。
【０００４】
もし、かかるフェライト系ステンレス鋼板が、リインフオース、メンバー、アーム材等の自動車強度部材として使用できるようになれば、塗装工程の省略が可能となり、トータルコストで比較すると安価な材料となる。また、このフェライト系ステンレス鋼板は、耐食性にも優れていることから、塗膜剥離等の心配が無く、電着塗装が回り込み難い部位に用いても、耐食性に関する心配は少ない。
【０００５】
このような背景から、これまでにも、フェライト系ステンレス鋼の深絞り性を高める試みがなされ、その研究成果がいくつか報告されている。例えば、特開平3-264652号公報には、NbおよびTiを複合添加し、製造条件を適正化して、集合組織を制御し、{111}集積度を5以上とした深絞り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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したフェライト系ステンレス鋼板でも、ｒ値はせいぜい1.8程度しか得られず、深絞り加工をはじめとする複雑な成形加工がなされる自動車強度部材や、大きな拡管と曲げ加工が施されるパイプ用途等に使用することができなかった。
また、自動車用部材としては、加工性と強度のバランスに加え、加工後の表面性状(肌荒れ)が重要な因子となる。ここで、肌荒れとは、冷間加工を受けた際に、結晶粒の凹凸に起因して生じるオレンジピール(Orange peal)を指す。すなわち、単なる高ｒ値は、高温仕上焼鈍を行うことにより得ることはできるが、結晶粒が粗大化する。このため、成形加工を行うと、肌荒れが顕著となり、加工性を劣化させるばかりでなく、加工品の耐食性を劣化させるといった問題があった。
【０００７】
従って、この種の強度部材としては、従来、普通鋼板表面にめっき処理を施した合金化溶融亜鉛めっき鋼板等が広く用いられてきた。これをフェライト系ステンレス鋼に代替できれば、めっき工程をはじめとする製造工程や作業工程が省略され、大きな利益がもたらされる。
【０００８】
本発明の目的は、深絞り性と耐肌荒れ性と、好ましくは耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法を提案することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記課題を達成すべく、フェライト系ステンレス鋼板を、特に、リインフォース、アーム、フィラー、メンバー等自動車強度部材に適用するために必要な、深絞り性、加工後の耐肌荒れ性および耐食性等について詳細に調査した。その結果、鋼の成分組成と製造条件を適正範囲に制御し、仕上焼鈍後の鋼板の平均ｒ値を2.0以上、平均結晶粒径を50μm以下、かつ、(引張強度(MPa)×平均ｒ値)／(結晶粒径(μm)))を20以上とすることにより、深絞り性と耐肌荒れ性にも優れるフェライト系ステンレス鋼板が得られることを知見した。
【００１０】
すなわち、本発明は、Ｃ：0.01mass％以下、Si：1.0mass％以下、Mn：1.5mass％以下、Cr：11〜23mass％、Ni：2.0mass％以下、Ｐ：0.06mass％以下、Ｓ：0.03mass％以下、Al：1.0mass％以下、Ｎ：0.04mass％以下を含有し、かつ、Nb：0.8mass％以下および／またはTi：1.0mass％以下、ただし、これらは下記(1)式を満足するように含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなり、結晶粒径が50μm以下、平均ｒ値が2.0以上、(引張強度(MPa)×平均ｒ値)／(結晶粒径(μm))≧20であることを特徴とする深絞り性に優れたフェライト系ステンレス鋼板である。
記
18≦Nb／(Ｃ＋Ｎ)＋2(Ti／(Ｃ＋Ｎ))≦60    ……(1)
ここで、Ｃ，Ｎ，NbおよびTiは各元素の含有量(mass％)
【００１１】
本発明においては、上記鋼板は、さらに、0.1〜3.0mass％のMoを、Crとの関係において下記(2)式を満足するように含有することが好ましい。
記
Cr＋3.3Mo≧20      ……(2)
ここで、CrおよびMoは各元素の含有量(mass％)
また、本発明の鋼板は、その表面に脱膜型潤滑コート皮膜が被覆されることが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、Ｃ：0.01mass％以下、Si：1.0mass％以下、Mn：1.5mass％以下、Cr：11〜23mass％、Ni：2.0mass％以下、Ｐ：0.06mass％以下、Ｓ：0.03mass％以下、Al：1.0mass％以下、Ｎ：0.04mass％以下を含有し、かつ、Nb：0.8mass％以下および／またはTi：1.0mass％以下、ただし、これらは下記(1)式を満足するように含有し、さらに必要に応じて、0.1〜3.0mass％のMoを、Crとの関係において下記(2)式を満足するように含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋼スラブを、熱間圧延後、冷間圧延し、仕上焼鈍してフェライト系ステンレス鋼板を製造する方法において、熱間粗圧延の少なくとも１パスを、圧延温度850〜1100℃、圧下率35％以上、熱間仕上圧延の少なくとも１パスを、圧延温度650℃〜900℃、圧下率20〜40％とし、冷間圧延を全圧下率75％以上かつ650〜1050℃の中間焼鈍を挟んだ２回以上の冷間圧延とし、仕上焼鈍を焼鈍温度850〜1050℃で行うことを特徴とする深絞り性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法である。
記
18≦Nb／(Ｃ＋Ｎ)＋2(Ti／(Ｃ＋Ｎ))≦60 ・・・・・・ (1)
Cr＋3.3Mo≧20 ・・・・・・ (2)
ここで、Ｃ，Ｎ，Nb，Ti，CrおよびMoは各元素の含有量(mass％)
【００１３】
【発明の実施の形態】
まず、本発明において、成分組成を上記範囲に限定した理由について説明する。
Ｃ：0.01mass％以下
Ｃは、粒界を強化し、耐二次加工脆性を向上させる元素である。しかし、あまり多く含有させると、粒界に炭化物が析出し、逆に、耐二次加工脆性、粒界耐食性に悪影響を及ぼすようになる。とくに、Ｃが0.01mass％を超えて含有する場合にはその影響が顕著となる。また、Ｃは、その含有量が多くなるほど鋼を硬質化し、加工性を阻害するようになる。よって、Ｃ量は、0.01mass％以下に限定する。なお、耐二次加工脆性および深絞りを含む加工性(以降、特に記載しない限り、加工性には深絞り性も含む意味で用いる）の観点から、0.002mass％超え0.008mass％以下の含有量が好ましい。
【００１４】
Si：1.0mass％以下
Siは、耐酸化性、耐食性の向上に有効な元素であり、とくに大気環境での耐食性を向上させる。その効果を発揮させるためには、0.2mass％以上の添加が好ましい。しかしながら、1.0mass％を超えて含有すると、鋼の靭性を劣化させ、溶接部の耐二次加工脆性を劣化させるので、1.0mass％以下に限定する。好ましくは、0.1〜0.6mass％の範囲に限定する。
【００１５】
Mn：1.5mass％以下
Mnは、耐酸化性の向上に有効な元素であるが、過剰に含有すると、鋼の靭性を劣化させ、溶接部の耐二次加工脆性を劣化させるので、1.5mass％以下に限定する。好ましくは、0.1〜1.0mass％の範囲に限定する。
【００１６】
Cr：11〜23mass％
Crは、耐酸化性および耐食性の向上に有効な元素であり、十分な効果を得るためには、11mass％以上含有していることが必要である。また、溶接部の耐食性の観点からは、14mass％以上の含有が好ましい。一方、Crは、鋼の加工性を低下させる元素であり、特に23mass％を超えて含有すると、その影響が顕著となる。このため、Cr含有量は11〜23mass％の範囲に制限する。
【００１７】
Ni：2.0mass％以下
Niは、ステンレス鋼の耐食性の向上に有効な元素であるので、2.0mass％以下の範囲で含有させることができる。しかし、2.0mass％を超えて多量に含有すると鋼が硬質化し、また、応力腐食割れの懸念が生ずる。したがって、その含有量は2.0mass％以下に限定する。好ましくは、0.1〜0.8mass％の範囲に限定する。
【００１８】
Ｐ：0.06mass％以下
Ｐは、粒界に偏析しやすい元素である。しかし、Ｂを含有した場合に、Ｂの粒界強化作用を低減させ、溶接部の耐二次加工脆性を劣化させる。また、加工性や靭性、高温疲労特性も劣化させる傾向があり、できる限り低い方が望ましい。そのため、0.06mass％以下、好ましくは0.03mass％以下とする。しかし、あまりに低くすると製鋼コストの上昇を招く。
【００１９】
Ｓ：0.03mass％以下
Ｓは、耐食性を劣化させるので、少なくすることが望ましい。そのため、0.03mass％以下、好ましくは0.010mass％以下とする。しかし、Ｐと同様、過度の低減は製鋼コストの上昇を招く。
【００２０】
Al：1.0mass％以下
Alは、製鋼における脱酸剤として必要であるが、過度の添加は、介在物を生成し、表面外観および耐食性を劣化させるので1.0mass％以下とする。好ましくは、0.001〜0.6mass％の範囲に限定する。
【００２１】
Ｎ：0.04mass％以下
Ｎは、粒界を強化し靭性を向上させる。しかし、0.04mass％を超えて含有すると、窒化物となって粒界に析出し、耐食性を劣化させるので、0.04mass％以下に限定する。
【００２２】
Nb：0.8mass％以下、Ti：1.0mass％以下かつ
18≦Nb／(Ｃ＋Ｎ)＋2(Ti／(Ｃ＋Ｎ))≦60
Nb，Tiは、固溶Ｃ，Ｎを化合物として固定することにより、耐食性や深絞り性(平均ｒ値)を向上させる効果を有しており、単独、もしくは複合して添加することが必要である。その効果は、それぞれ0.01mass％未満では得られないため、0.01mass％以上を含有させることが望ましい。一方、Nb含有量が、0.8mass％を超えると靭性の劣化を招き、また、Ti含有量が、1.0mass％を超えると外観および靭性の劣化を招くため、Nbは0.8mass％以下、Tiは1.0mass％以下に限定する。
また、鋼中のＣ，Ｎを炭窒化物として固定し、一層優れた加工性を確保するには、18≦Nb／(Ｃ＋Ｎ)＋２(Ti／(Ｃ＋Ｎ))≦60の関係を満たすように合金設計することが必要となる。ここで、Ｃ，Ｎ，Nb，Tiの各含有量(mass％)を、上記のように限定する理由は、18未満となると、鋼中のＣ，Ｎを炭窒化物として充分に固定できないため、加工性、耐食性が著しく低下する。一方、60を超えると、固溶Nb，Tiが増加して、加工性が低下するためである。
【００２３】
Mo：0.1〜3.0mass％
Moは、耐食性、特に耐穴あき性の向上に有効な元素である。耐食性の向上を図るには、0.1mass％以上のMo量が好ましい。ただし、3.0mass％を超えて含有すると、熱処理時に析出物を生じ、加工時の割れ等、加工性の劣化を招く。よって、Mo含有量は3.0mass％以下、好ましくは2.0mass％以下とする。
【００２４】
Cr＋3.3Mo：20以上
Cr＋3.3Mo(但し、Cr，Moは各元素の含有量(mass％))は、孔食指数(Pitting Index)としてステンレス鋼の耐食性を表す指標として一般に用いられている。自動車強度部材に用いて十分な耐食性を得るためには、Cr＋3.3Moを20以上とすることが必要である。ただし、このCr＋3.3Moが30を超えると、鋼板が硬質化して加工性を損なうので30以下とするのが好ましい。なお、耐食性は、後述するように、成形加工後の表面粗さとも密接に関係しているので、結晶粒径が50μm以下も併せて満たす必要がある。
【００２５】
本発明の鋼板は、上記各成分の他に、Feおよび不可避的不純物を含む鋼である。ただし、Co，Ｂについては、粒界脆性改善の観点から、それぞれ0.3mass％以下、0.01mass％以下の範囲で含有することができる。また、Zr：0.5mass％以下、Ca：0.1mass％以下、Ta：0.3mass％以下、Ｗ：0.3mass％以下、Cu：1mass％以下およびSn：0.3mass％以下の範囲内で各元素を含有していても、本発明の効果に特に影響を及ぼすものではない。
【００２６】
次に、本発明のフェライト系ステンレス鋼板の特性について、さらに説明する。
ａ．平均ｒ値：2.0以上
従来の自動車強度部材(リインフォース、サイドメンバー、フィラー、アーム等)に用いられてきた合金化溶融亜鉛めっき高張力鋼板と同等以上の深絞り性を確保するためには、鋼板の平均ｒ値が最低2.0以上が必要である。従って、本発明の鋼板は、平均ｒ値2.0以上に限定する。好ましくは2.2以上である。なお、平均ｒ値は、JIS Z 2254により測定されるｒ値を用いて、下記の式から求めたものである。
平均ｒ値＝（ｒL＋2ｒD＋ｒC）／4
ただし、ｒL、ｒDおよびｒCは、それぞれ圧延方向、圧延方向に対して45°方向、圧延方向に対し90°方向のｒ値である。
【００２７】
ｂ．結晶粒径：50μm以下
仕上焼鈍後の鋼板の結晶粒径は、加工後の肌荒れに大きな影響を及ぼす。すなわち、平均ｒ値のみを高めるには、高温仕上焼鈍を行えばよい。しかし、かかる方法では、結晶粒が粗大化する。特に、結晶粒径が50μmを超えるようになると、加工後の製品表面に、オレンジピールと呼ばれる肌荒れが生じ、外観の悪化を招く。さらに、この肌荒れに起因して、耐食性の劣化、加工性の低下を引き起こす。そこで、仕上焼鈍後の結晶粒径は50μm以下、好ましくは45μm以下とする。ここで、本発明で言う結晶粒径は、すべてJIS G 0552に定める切断法に従って測定した結晶粒径であり、圧延方向(Ｌ方向)断面の板厚1/2，1/4，1/6位置において、おのおの４点測定した値の平均値(ｎ数12)である。
【００２８】
ｃ．(引張強度(MPa)×平均ｒ値)／(結晶粒径(μm))≧20
自動車強度部材としてフェライト系ステンレス鋼板を用いる場合、普通鋼を上回る引張強度−ｒ値バランスが必要となる。この理由は、ステンレス鋼板は延性に乏しいため、同一引張強度で同等の深絞り性を得るためには、普通鋼以上に高いｒ値が必要となるからである。そこで、(引張強度(MPa)×平均ｒ値)を高い値とする必要がある。また、(引張強度(MPa)×平均ｒ値)の高値化のためには各工程の製造条件の適正化が不可欠である。例えば、仕上焼鈍温度の高温化のみでは、結晶粒の粗大化を招き、粒径が50μmを超えると成形加工後の成形限界が低下し、しかも表面の凹凸部に堆積物や塩などが付着し、隙間腐食を発生させる原因にもなる。そこで、引張強度−ｒ値バランスに加え、仕上げ焼鈍後の結晶粒径を50μm以下とする必要がある。結果として、(引張強度(MPa)×平均ｒ値)／(結晶粒径(μm))≧20を満たすことで強度、加工性、耐食性のバランスに優れたフェライト系ステンレス鋼がえられる。
【００２９】
ｄ．脱膜型潤滑コート皮膜の被覆
加工性改善およびユーザーにおける潤滑ビニールや潤滑油の塗布工程の省略には、上記特性の鋼板に脱膜型潤滑コート皮膜の被覆が有効である。ここで脱膜型潤滑コートとは、たとえばベース樹脂にアクリル樹脂を用い、これにステアリン酸カルシウム、ポリエチレンワックス等を添加した、アルカリで容易に脱膜可能な潤滑コートを指す。なお、前記皮膜を脱膜型にする理由は、プレス成形後の溶接時に鋼板表面に皮膜が残存すると、鋼中に炭素が混入し、鋭敏化が起こり耐食性を著しく阻害するからである。なお、皮膜の被覆量は、加工性改善のためには少なくとも0.5g/m2の目付量が必要である。ただし、3.0g/m2を超えてもその効果が飽和するとともに、皮膜を除去せずにシーム溶接やスポット溶接を実施する際、通電不良を起こして溶接性が低下する。このため、0.5〜3.0g/m2の範囲で塗布するのが好ましい。
【００３０】
次に、本発明に係る高ｒ値フェライト系ステンレス鋼板(仕上焼鈍板)を製造する方法について説明する。
本発明の鋼板は、製鋼、熱間圧延(スラブ加熱、粗圧延、仕上圧延)、熱延板焼鈍、酸洗、冷間圧延および仕上焼鈍の各工程を経て製造されるが、熱間圧延工程におけるスラブ加熱温度、熱間粗圧延条件、熱間仕上圧延条件、熱延板焼鈍工程における焼鈍温度、冷延工程における圧延条件および中間焼鈍、仕上焼鈍工程における焼鈍温度を調整することにより、2.0以上の平均ｒ値と、50μm以下の結晶粒径および(引張強度(MPa)×平均ｒ値)／(結晶粒径(μm))≧20を満たすことが可能となる。以下、各工程の条件について詳細に説明する。
【００３１】
(1)スラブ加熱
スラブ加熱温度が低すぎると、所定の条件での熱間粗圧延が困難となり、一方、加熱温度が高すぎると、熱延板の板厚方向で集合組織が不均一になる。このためスラブ加熱温度は1000〜1200℃の範囲とするのがよい。さらに、好ましい温度範囲は1100〜1200℃である。
【００３２】
(2)熱間粗圧延
熱間粗圧延(以下、「粗圧延」と略記する)の少なくとも１パスを、圧延温度850〜1100℃、圧下率35％以上でおこなう。粗圧延の圧延温度が850℃未満では、再結晶が進みにくく、スラブの柱状組織に起因した粗大な(100)コロニーの残存により、仕上焼鈍後の加工性が劣り、また圧延ロールへの負荷が大きくなり、ロール寿命が短くなる。一方、1100℃を超えると、フェライト結晶粒が粗大化し、{111}核発生サイトとなる粒界面積が減少し、仕上焼鈍後の鋼板のｒ値低下を招くことになる。したがって、粗圧延の圧延温度は850〜1100℃にする。さらに、好ましい温度範囲は900〜1050℃である。
また、粗圧延の圧下率が35％未満では、板厚方向の中心部に、バンド状の未再結晶組織が大量に残存し、深絞り性を劣化させる。ただし、粗圧延の１パス当たりの圧下率が60％を超えると、圧延時にロールと鋼板の焼き付けを起こしたり、圧延ロールへの噛み込み不良を生じる危険がある。このため、圧下率は40〜60％の範囲が特に好ましい。
【００３３】
なお、鋼の高温強度が低い材料では、粗圧延時に鋼板表面に強い剪断歪みが生じて、板厚中心部に未再結晶組織が残り、また、ロールと鋼板の焼き付きを生じることもある。このような場合には、必要に応じて、摩擦係数0.3以下になるような潤滑を施してもよい。
上述した圧延温度と圧下率の条件を満たす粗圧延を、少なくとも１パスを行うことにより、深絞り性が向上する。この１パスは、粗圧延のどのパスで行ってもよいが、圧延機の能力を考えると、最終パスで行うのが最も好ましい。
【００３４】
(3)熱間仕上圧延
粗圧延に続く熱間仕上圧延(以下、「仕上圧延」と略記する)では、少なくとも１パスを、圧延温度650〜900℃、圧下率20〜40％で行うとよい。圧延温度が650℃未満では、変形抵抗が大きくなって、ロール負荷が大きくなる。一方、仕上圧延温度が900℃を超えると、圧延歪みの蓄積が小さくなり、次工程以降における深絞り性向上効果が小さくなる。このため、仕上圧延温度は650〜900℃、さらに好ましくは、700〜800℃の範囲で行うのがよい。
また、仕上圧延時に、650〜900℃での圧下率が20％未満では、ｒ値の低下やリジングの原因になる(100)//ＮＤ、(110)//ＮＤコロニー（横田ら、川崎製鉄技報、30(1998)2,p115）が大きく残存してしまう。一方、40％を超えると噛み込み不良や鋼板の形状不良を引き起こし、鋼の表面性状の劣化を招く。よって、仕上圧延においては、圧下率20〜40％の圧延を少なくとも１パス以上行うのがよい。より好ましい範囲は25〜35％である。
上述した圧延温度と圧下率の条件を満たす仕上圧延を、少なくとも１パス行うことにより深絞り性は改善される。その１パスは、どのパスで行ってもよいが、圧延機の能力から、最終パスで行うのが最も好ましい。
【００３５】
(4)熱延板焼鈍
熱延板の焼鈍温度が800℃より低い場合には、再結晶が不十分となり、平均ｒ値が低下するとともに、残存するバンド状組織に起因して、仕上焼鈍板でのリジング発生が著しくなる。また、1100℃を超えると、組織が粗大化して、成形後の肌荒れや、成形限界の低下、耐食性の低下を引き起こす。さらにまた、固溶Ｃを固定した炭化物の再固溶により、鋼中の固溶Ｃが増大し、好ましい集合組織の形成を阻害する。したがって、熱延板焼鈍は800〜1100℃、より好ましくは800〜1050℃の温度範囲とするのがよい。
【００３６】
(5)冷間圧延
冷間圧延は、650〜1050℃の中間焼鈍を挟んだ２回以上の冷延法とする。また、全圧下率は、１回冷延法の場合、２回以上の冷延法の場合とも75％以上とする。全圧下率の増大は、仕上げ焼鈍板の{111}集積度の向上に寄与し、ｒ値向上に有効であり、平均ｒ値2.0以上を満たすためには、全圧下率は75％以上、好ましくは80〜90％未満とする。なお、２回以上の冷延法の場合には、この全圧下率を２回以上に分けて圧延する。ただし、この場合、(１回目冷延の圧下率)／(最終冷延の圧下率)で表される圧下比を、0.7〜1.3として行うとよい。この圧下比は、最終冷延前の結晶粒径、中間焼鈍板中の{111}集合組織の発達、仕上げ焼鈍板中の{１１１}集積度の向上と密接な関係がある。高ｒ値化を達成するには、この圧下比を0.7〜1.3、より好ましくは0.8〜1.1の範囲として冷間圧延するのがよい。なお、各回の冷間圧延の圧下率は、いずれも50％以上とし、各回の圧下率の差を30％以下とするのが望ましい。各回の圧下率が50％未満でも、圧下率差が30％超えでも、｛１１１｝集積度が低くなり、ｒ値が低下するためである。
【００３７】
さらに、本発明における冷間圧延は、被圧延材表面の剪断変形を低減し、{111}集積度を高め、ｒ値の向上に有効に寄与するため、ロール径と圧延方向の影響を考慮することが望ましい。
通常、ステンレス鋼板の最終冷延は、表面光沢を得るために、ロール径が例えば200mmφ以下と小さいワークロールを用いて行われる。しかし、本発明では、ロール径300mmφ以上の大径ワークロールを使用することが好ましい。また、本発明においては、タンデム圧延を用いるとよい。また、２回以上の冷間圧延の場合には、いずれの冷間圧延も、１方向に圧延するのが好ましい。上記理由は、ロール径100〜200mmφのリバース圧延に比べ、300mmφ以上のロール径を有するタンデム圧延機による１方向圧延は、表面の剪断変形を低減し、{111}集積度を増加し、ｒ値を高めるうえで効果的であるからである。
なお、より高ｒ値を安定して得るため、線圧（圧延荷重／板幅）を増大させて板厚方向に均一に歪みを与えるとよい。そのためには、熱延温度の低下、高合金化、熱延速度の増加を任意に組み合わせて行うことも有効である。
【００３８】
(6)中間焼鈍
中間焼鈍の焼鈍温度が650℃に満たない場合、再結晶が不十分となり、平均ｒ値が低下するとともに、バンド状組織に起因して、リジングが著しくなる。一方、1050℃を超えると、組織が粗大化するとともに、炭化物が再固溶し、鋼中の固溶Ｃが増大し、深絞り性に好適な集合組織の形成を阻害する。
【００３９】
また、最終冷延直前におけるフェライト結晶粒径は、50μm以下とするとよい。特に、２回冷延法の場合、仕上げ焼鈍板を、微細結晶粒かつ高ｒ値のとするためには、中間焼鈍を終えた最終冷延前のフェライト結晶粒の微細化(結晶粒径50μm以下)と、最終冷延前の固溶Ｃの低減が重要なポイントとなる。このため、中間焼鈍温度は、最終冷延前の結晶粒径50μm以下を満たし、かつ未再結晶組織が残存しない温度範囲で低温ほどよい。
これらのことから、中間焼鈍温度は、650〜1050℃とし、かつ熱延板焼鈍温度より50℃以上低い温度とするのがよい。
【００４０】
(7)仕上焼鈍
仕上焼鈍は、高温ほど{111}集合組織が発達し({111}集積度が向上し)、高い平均ｒ値が得られる。しかし、仕上焼鈍温度が800℃未満では、平均ｒ値の向上に有効な結晶方位が得られず、平均ｒ値2.0以上を達成できないばかりか、鋼板板厚の中央にバンド状の組織が残存し、深絞り性を阻害する。また、平均ｒ値の増大を図るには、高温焼鈍が有効であるが、高温過ぎると結晶粒が粗大化し、加工後に肌荒れが生じ、成形限界の低下と耐食性の劣化をもたらす。このため、仕上焼鈍温度は、好ましくは結晶粒径50μm以下を確保できる範囲で、高温であるほど良い。本発明の鋼板では、850〜1050℃の温度範囲で仕上焼鈍するのが好ましい。
【００４１】
なお、本発明でいう{111}集積度とは、(222)ピークの積分強度比を指す。たとえば、理科学電機(株)製 RINT 1500 のＸ線回折装置を用いて、Co κ α線を使用し、θ−2θ法により、電圧46ｋV、電流150mAの条件で測定できる。
また、以上説明した本発明の鋼板を溶接する場合には、ＴＩＧ、ＭＩＧを始めとするアーク溶接、電縫溶接、レーザー溶接など、通常の溶接方法はすべて適用可能である。
【００４２】
【実施例】
（実施例１）
表１に示す成分組成を有する13種の鋼スラブを、熱間圧延、熱延板焼鈍、中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を行い、板厚0.8mmとした後、仕上焼鈍して製品とした。得られた仕上焼鈍板について、引張特性、結晶粒径、深絞り性および肌荒れ性の調査を行った。
＜引張特性＞：引張試験片は JIS 5号試験片を用い、引張強度(ＴＳ)、伸び(Ｅｌ)を測定した。また、ｒ値は JIS 5号試験片を用いて、先述の方法にて平均ｒ値を求めた。
＜結晶粒径＞：JIS G 0552に準拠した切断法に従って、圧延方向断面の板厚1/2，1/4，1/6位置において各４点測定し、その値の平均値(ｎ数12)を求めた。
＜深絞り性＞：深絞り性は、ＬＤＲ(限界絞り比)で評価した。ＬＤＲ試験条件は、ポンチ径33mmφ、しわ押え力10,000Ｎ、絞りスピード：500mm／sとした。ＬＤＲの評価は、実機プレステスト結果との対応調査から、本試験では、ＬＤＲが2.3以上を深絞り性良好とした。
＜肌荒れ性＞：肌荒れ性の評価は、鋼板の圧延方向(Ｌ方向)にJIS 5号引張試験片を切り出し、25％の引張歪みを加えた後、JIS Ｂ 0601に準拠し、鋼板表面の平均粗度Ｒaを触針法で測定し、Ｒa≦2μmを肌荒れ良、Ｒa＞2μmを肌荒れ不良と判定した。
【００４３】
【表１】
0003709834.tif 000002
【００４４】
表２に、上記調査の結果を示した。本発明に適合する成分組成を有する鋼No.1〜9の鋼板は、平均ｒ値：2.0以上、ＬＤＲ：2.30以上であり、かつ加工後の平均粗度：2.0μm以下で良好な耐肌荒れ性を有している。これに対し、本発明の範囲を外れる成分組成の鋼板は、平均ｒ値、ＬＤＲが悪く、深絞り性に劣る。
【００４５】
【表２】
0003709834.tif 000003
【００４６】
（実施例２）
表１の鋼５を用い、主に仕上焼鈍温度を変化することにより、結晶粒径を10〜100μmの範囲に変化させた仕上焼鈍板を製造し、加工後の肌荒れ評価を行った。肌荒れ性の評価は、実施例１と同様の方法で行った。
図１は、この結果を示したものであるが、仕上焼鈍板の結晶粒径を50μm以下とすることにより肌荒れを防止できることがわかる。
【００４７】
（実施例３）
＜円筒張出し部の耐食性評価試験＞
表１に示した成分組成を有する仕上焼鈍板(板厚0.8mm)の中から、(Cr＋3.3Mo)値の異なる７種を選出し、エリクセン試験機を用いて、35mmφ×8.5mm高さの張出し成形を行い、耐食性評価の試験片とした。耐食性試験は、塩乾湿腐食サイクル試験（ＣＣＴ試験）を採用した。試験条件は、湿潤(50℃、相対湿度：100％×6時間)→塩水浸漬(25℃、(0.5mass％NaCl＋0.1mass％CaCl2)溶液×15分)→乾燥(60℃、相対湿度：50％×17時間45分)を１サイクル(24時間)とする腐食試験を、160サイクル行った。この試験条件は、塩害の厳しい屋外環境に約20年間暴露試験を行ったのと同等の条件に相当する。耐食性は、試験後の試験片の外観を目視観察し、赤錆、しみ錆発生状況を調査し、下記の５段階に評価した。なお、下記の「しみ錆」とは、ステンレス鋼が腐食して生成すると考えられる赤錆より軽度な錆で、灰色の外観を呈する。
ランク１：赤錆発生（耐食性劣）
ランク２：赤錆＋しみ錆
ランク３：しみ錆
ランク４：軽微なしみ錆
ランク５：錆無し（耐食性良）
試験の結果を、図２に示した。この図から、(Cr＋3.3Mo)が20mass％以上、かつ仕上焼鈍板の結晶粒径(JIS G 0552の切断法による)が50μm以下であれば、赤錆の発生を防止できることがわかる。結晶粒径が50μmを超えると肌荒れにともない赤錆の発生が顕著になる。
【００４８】
（実施例４）
＜加工品の耐食性試験＞
表１の鋼から得た結晶粒径を44〜47μmの範囲に揃えた仕上焼鈍板から、実施例２と同様の張出成形試験片と、無垢の鋼板に深さ約100μm、長さ30mmのクロスカットを入れた試験片を作製した。この２つの試験片をＬ字状に折り曲げてからシーム溶接し、図３に示した形状の試験片とした。この試験片を用いて、実施例２と同様のＣＣＴ試験を実施し、円筒張出し部、クロスカット部および溶接隙間部の錆発生状況を目視観察し、実施例２と同様の基準で評価した。
結果を図４に示したが、(Cr＋3.3Mo)を20mass％以上とすることにより、隙間部、クロスカット部および円筒絞り部のいずれにおいても赤錆が見られなくなる。
【００４９】
（実施例５）
＜深絞り性の評価試験＞
表１の鋼から得た種々の特性を有する仕上焼鈍板について、深絞り性を、上述したＬＤＲ(限界絞り比)で評価した。また、鋼４については、試験片のパンチ側の面にはビニールコートを行い、裏のダイ側の面には脱膜型潤滑コート皮膜(水溶性潤滑コート)を塗布し、深絞り性を評価した。
ＬＤＲの試験結果を、(引張強度(MPa)×平均ｒ値)と結晶粒径との関係で整理し、図５に示した。なお、引張強度は、JIS 13号Ｂ試験片を用いて測定し、ｒ値は同試験片を用い15％の歪を与えて測定した。この図より、平均ｒ値が2.0以上であっても、必ずしもＬＤＲが2.3以上とはならないこと、すなわち、ＬＤＲ≧2.3を得るためには、平均ｒ値≧2.0のほか、平均結晶粒径≦50μm、((引張強度(MPa)×平均ｒ値)／(結晶粒径(μm))≧20の条件を満たすことが必要であることがわかる。
また、潤滑コートを塗布した試験片と潤滑コートを塗布していない比較材のＬＤＲの試験結果を表３に示す。潤滑コートを塗布することにより、ＬＤＲがさらに向上していることがわかる。
【００５０】
【表３】
0003709834.tif 000004
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、耐肌荒れ性と深絞り性に優れ、また耐食性にも優れたフェライト系ステンレス鋼板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  結晶粒径が肌荒れ性に及ぼす影響を示した図である。
【図２】  結晶粒径と（Cr＋3.3Mo）が耐食性に及ぼす影響を示した図である。
【図３】  加工品の耐食性試験片を模式的に示した図である。
【図４】  （Cr＋3.3Mo）が加工品の耐食性に及ぼす影響を示した図である。
【図５】  ＴＳ×平均ｒ値と結晶粒径が、深絞り性に及ぼす影響を示した図である。
【図１】
0003709834.tif 000005
【図２】
0003709834.tif 000006
【図３】
0003709834.tif 000007
【図４】
0003709834.tif 000008
【図５】
0003709834.tif 000009