(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：  ０．０８％以下、    Ｓｉ：  １．０  ％以下、
Ｍｎ：  ２．０  ％以下、    Ｐ：  ０．０４０  ％以下、Ｓ：  ０．０４０  ％以上０．１４％以下、
Ｎｉ：  ８．００％以上１０．００  ％以下、  Ｃｒ：  １７．００％以上１９．００  ％以下、
Ｃａ：  ５ｐｐｍ以上  ２０ｐｐｍ以下、Ｎ：  ０．０１０  ％以上０．０２５  ％以下、
Ｆｅ：  残部
である鋼組成を有するＳ快削オーステナイトステンレス鋼。
【請求項２】
下記式で示されるＮｉ−Ｂａｌ．が−２．３  〜−１．４  である請求項１記載のＳ快削オーステナイトステンレス鋼。
Ｎｉ  −Ｂａｌ  ＝３０×（［％Ｃ］＋［％Ｎ］）＋０．５  ×［％Ｍｎ］＋［％Ｎｉ］＋８．２
−１．１×｛［％Ｃｒ］＋１．５  ×［％Ｓｉ］｝
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、Ｓ快削オーステナイトステンレス鋼、詳述すれば、無手入れ連続鋳造鋳片から製造される表面疵のないＳ快削オーステナイトステンレス鋼厚板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、Ｓ快削オーステナイトステンレス鋼は一般にＳＵＳ３０４ステンレス鋼に比べ快削性が良く、時計側用材等の用途に広く使用されている。しかし、Ｓ入ステンレス鋼のため熱間加工性が悪く、ヘゲ疵と称する表面欠陥や、耳割れ等の欠陥の出易い鋼種であった。
【０００３】
ヘゲ疵や耳割れが一旦発生すると表面手入れ作業費用や歩留りロスが増大し、製造原価や製造納期等の面で問題となる。最近では製造コストの大幅な削減を実現すべく工程の連続化が企図されるようになってきており、そのような問題に対し早急な改善が求められていた。
【０００４】
特開昭５６−９０９５９  号公報にはＳ：  ０．１５〜０．３５％、Ｃａ：  ２０〜６０ｐｐｍ  、酸素：４５ｐｐｍ以下のＳ快削オーステナイトステンレス鋼が開示されているが、これは硫化物介在物の形態制御によって熱間加工性を改善することを提案するものである。
【０００５】
このように、従来、Ｓ快削オーステナイトステンレス鋼については、δフェライト量をある範囲にコントロールしたり、Ｃａを一定量添加しかつ酸化量を一定量以下にして硫化物形態を制御することにより、熱間加工性が改善されることは良く知られている。
【０００６】
これまでのように連続鋳造鋳片を手入れしてから熱間圧延を行うことで厚板を製造する場合にはこれらの対策でも一定限度の効果はあった。しかし、今日求められているように、製造原価を低減する目的で無手入れの連続鋳造鋳片から熱間圧延してヘゲ疵等の表面疵のない厚板を製造するにはそのような従来法では十分でないことが判明した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここに、本発明の目的は、連続鋳造鋳片の熱間圧延に際して、無手入れで熱間圧延しても、ヘゲ疵などの表面欠陥や耳割れなどの欠陥のないＳ快削オーステナイトステンレス鋼を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者らは、かかる課題を解決すべく熱間加工性の改善を目標に種々検討を重ねたところ、図１に示すように、従来のように鋳片を手入れする場合には除去されてしまい問題とならなかった鋳片表層部のピンホールが大きく影響すること、そしてＳ快削オーステナイトステンレス鋼のある特定の成分系でＮ含有量をある程度以下に下げるとともにＣａ含有量をある範囲にコントロールすることで、熱間変形能が良くかつピンホールの少ない連続鋳造鋳片を製造することができ、これにより無手入れ連続鋳造鋳片から熱間圧延で表面疵のないＳ快削オーステナイトステンレス鋼厚板の製造に成功し、本発明を完成させた。
【０００９】
ここに、本発明の要旨とするところは、質量％で、
Ｃ：  ０．０８％以下、    Ｓｉ：  １．０  ％以下、
Ｍｎ：  ２．０  ％以下、    Ｐ：  ０．０４０  ％以下、Ｓ：  ０．０４０  ％以上０．１４％以下、
Ｎｉ：  ８．００％以上１０．００  ％以下、  Ｃｒ：  １７．００％以上１９．００  ％以下、
Ｃａ：  ５ｐｐｍ以上  ２０ｐｐｍ以下、Ｎ：  ０．０１０  ％以上０．０２５  ％以下、
Ｆｅ：  残部
である鋼組成を有するＳ快削オーステナイトステンレス鋼である。
【００１０】
無手入れ連続鋳造鋳片から表面疵のない熱延板を製造するには、全体の熱間加工性を向上させることは勿論であるが、併せて鋳片表層部のピンホールも減少させる必要がある。鋳片表層部のピンホールが多い程ヘゲ疵が多いからである。
したがって、本発明にあっては、Ｃａ：  ５〜２０ｐｐｍ  、Ｎ：１００〜２５０ｐｐｍに制限し、その組合せによるピンホール減少の相乗効果を狙うものである。
【００１１】
本発明の好適態様によれば、上記鋼組成にあって、さらに下記式で示されるＮｉ−Ｂａｌ．を−２．３  〜−１．４  とすることで、鋳片表層部におけるピンホールの生成をさらに減少させた、一層優れたＳ快削オーステナイトステンレス鋼を得ることができる。
【００１２】
Ｎｉ  −Ｂａｌ  ＝３０×（［％Ｃ］＋［％Ｎ］）＋０．５  ×［％Ｍｎ］＋［％Ｎｉ］＋８．２
−１．１×｛［％Ｃｒ］＋１．５  ×［％Ｓｉ］｝
なお、本発明において、目的とするオーステナイトステンレス鋼の形態は特に制限ないが、通常は熱間圧延により厚板、例えば４〜１２ｍｍ厚の厚板として得られる。換言すれば、本発明において厚板は熱間圧延材を言うのである。
【００１３】
【作用】
次に、本発明において鋼組成を上述のように限定した理由について説明する。本明細書において、特にことわりがない限り、「％」は「質量％」である。
Ｃ：  ０．０８％以下
オーステナイトステンレス鋼としてオーステナイト相の安定化を図るため炭素を０．０８％以下に制限する。
【００１４】
Ｓｉ：  １．０  ％以下
Ｓｉは脱酸剤として添加されるが、フェライト生成元素であることから、上限を１．０  ％と制限する。
Ｍｎ：  ２．０  ％以下
ＭｎはＳと化合してＭｎＳ  を生成し、被削性を改善するが、２．０  ％を超えて添加するとかえって熱間加工性が劣化するおそれがあるため、２．０  ％以下に制限する。
【００１５】
Ｐ：  ０．０４０  ％以下
Ｐは一般に不純物であり、可及的少ない量に制限されるが、余り制限すると製造コストの上昇を招くため、上限を０．０４０  ％とする。
Ｓ：  ０．０４０  ％以上０．１４％以下
Ｓは快削成分であって、０．０４０  ％以上の添加は必要とする。しかし、余り多量に存在すると熱間加工性の劣化を招くので、上限を０．１４％に制限する。
【００１６】
Ｎｉ：  ８．００％以上１０．００  ％以下
Ｎｉはオーステナイトステンレス鋼のオーステナイト相の安定化のために８．００％以上は必要であるが、一方、１０．００  ％を超えて存在してもその効果が飽和し、むしろ材料コストの上昇を招くことから、８．００〜１０．００  ％に制限する。
【００１７】
Ｃｒ：  １７．００  ％以上１９．００  ％以下
Ｃｒはフェライト生成元素であって余り多量に存在すると、オーステナイト相を確保するために必要なＮｉ量などが多くなってしまうため、１７〜１９％に制限する。
【００１８】
Ｃａ：  ５ｐｐｍ以上  ２０ｐｐｍ以下
Ｃａの添加はヘゲ疵を減少させ、熱間変形能を向上させるのに有効である。そのために５ｐｐｍ  以上は必要であるが、２０ｐｐｍ超ではその効果が飽和してしまい、むしろ溶接性の低下や耐食性の低下が懸念されるため、本発明にあっては５ｐｐｍ  以上２０ｐｐｍ  以下に制限する。
【００１９】
Ｎ：  ０．０１０  ％以上０．０２５  ％以下
ヘゲ疵を減少させるには熱間変形能の向上が必要であるが、Ｃａ含有量が５〜２０ｐｐｍ  のとき、Ｎ含有量が減少するにつれ熱間変形能は向上し、Ｎ含有量０．０２５  ％以下で熱間変形能向上が最も顕著になる。通常のＶＯＤ（真空酸素脱炭）  操業で到達可能なＮ値は０．０１０  ％であり、これより少なくするには脱Ｎ操業等の特殊な操業が必要であることから、好ましくは、本発明にあってはＮ０．０１０  ％以上とする。
【００２０】
Ｎｉバランス
本発明にあって、その好適態様によれば、下記式で規定されるＮｉ−ｂａｌ．  は−２．３  以上、−１．４  以下に制限されるが、これは熱間変形能を改善して表面ピンホールの生成を可及的少とするためである。
Ｎｉ−Ｂａｌ  ＝３０×（［％Ｃ］＋［％Ｎ］）＋０．５  ×［％Ｍｎ］＋［％Ｎｉ］＋８．２
−１．１×｛［％Ｃｒ］＋１．５  ×［％Ｓｉ］｝
さらに、全体の熱間加工性を改善するには、δフェライト量を示す上式で算出されるＮｉ−Ｂａｌ  だけでなくＮ値をある範囲の中にコントロールする必要がある。
【００２１】
このコントロール範囲はＮｉ−Ｂａｌ  が−２．３  以上で−１．４  以下で、かつＮ値が０．０１０  ％以上０．０２５  ％以下である。この範囲にコントロールすれば、ヘゲ疵は大幅に改善される。
本発明にかかるＳ快削オーステナイトステンレス鋼の熱間加工性改善は、連続鋳造鋳片の表層部の組織を改善したことに由来するものであって、前述の特開昭５６−９０９５９  号公報に開示された硫化物介在物の形態制御によるものと比較して、思想的に異なる。
次に、実施例によって本発明をさらに具体的に説明する。
【００２２】
【実施例】
本例では表１に示す鋼組成を有する一連の供試鋼を溶製し、図２に示す工程に示す慣用法による処理工程を経て、熱延鋼板を得た。連続鋳造鋳片は無手入れで熱間圧延工程に送った。
【００２３】
【表１】
0003552057.tif 000002
【００２４】
本例における製造プロセスは次の通りであった。これらいずれも慣用法であり、特段の説明は要しないであろう。
得られた熱延鋼板について、Ｃａ、Ｎ、Ｎｉ−ｂａｌ．  をそれぞれ振らした場合、加熱および圧下を同一の条件で行った熱間圧延工程におけるＣａ含有量とヘゲ疵発生指数との関係、およびＮｉ−ｂａｌ．  とＮ値とがヘゲ疵発生指数に及ぼす影響を調べた。いずれの場合もヘゲ疵発生指数は図１によるそれである。
結果を表１、図３および図４にまとめて示す。
【００２５】
次に、本例において同じくＣａ、Ｎ、Ｎｉ−ｂａｌ．  をそれぞれ変動させて得た供試材について熱間変形能を調べたところ、図５（ａ）〜（ｃ）  に示す結果が得られた。ここに、「熱間変形能」とはヘゲ疵発生程度であって、本例の場合、ラボテスト耳割れ発生程度を指数として６段階評価した。
【００２６】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、手入れ無で鋳片をそのまま熱間圧延工程に送ることができ、製造コストの低減効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例において見られたピンホール数とヘゲ疵発生指数との相関を示すグラフである。
【図２】本発明の工程を示す説明図である。
【図３】本発明の実施例の結果を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例の結果を示すグラフである。
【図５】図５（ａ）  〜（ｃ）  は実施例の結果を示すグラフである。
【図１】
0003552057.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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