(57)【要約】【課題】  優れた加工性を有する高Ａｌ含有鋼板、及び、これを低コストで量産する製造方法、高Ａｌ含有金属箔及びその製造方法並びに高Ａｌ含有金属箔を用いたメタル担体を提供する。【解決手段】  Ａｌ含有量が６．５ｍａｓｓ％以上１０ｍａｓｓ％以下の高Ａｌ含有鋼板であって、鋼板面に対するα−Ｆｅ結晶の｛２２２｝面集積度が６０％以上９５％以下、又は、｛２００｝面集積度が０．０１％以上１５％以下、の一方又は両方であることを特徴とする高Ａｌ含有鋼板及びその製造方法、高Ａｌ含有金属箔及びその製造方法、並びに、高Ａｌ含有金属箔を用いたメタル担体である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ含有量が６．５ｍａｓｓ％以上１０ｍａｓｓ％以下の高Ａｌ含有鋼板であって、鋼板面に対するα−Ｆｅ結晶の｛２２２｝面集積度が６０％以上９５％以下、又は、｛２００｝面集積度が０．０１％以上１５％以下、の一方又は両方であることを特徴とする高Ａｌ含有鋼板。
【請求項２】
鋼板厚みが、０．０１５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の高Ａｌ含有鋼板。
【請求項３】
Ａｌ含有量が６．５ｍａｓｓ％以上１０ｍａｓｓ％以下、鋼板厚みが０．００５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下の高Ａｌ含有金属箔であって、鋼板面に対するα−Ｆｅ結晶の｛２２２｝面集積度が６０％以上９５％以下、又は、｛２００｝面集積度が０．０１％以上１５％以下、の一方又は両方であることを特徴とする高Ａｌ含有金属箔。
【請求項４】
金属箔の平箔及び波箔を重ねて巻き回してなるハニカム構造体であって、該金属箔の一部が少なくとも請求項３に記載の高Ａｌ含有金属箔であることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項５】
請求項４に記載のハニカム構造体と金属製外筒とをろう付けしてなるメタル担体。
【請求項６】
請求項４に記載のハニカム構造体を金属製外筒とろう付けした後、触媒層を担持してなるメタル担体。
【請求項７】
Ａｌを３．５ｍａｓｓ％以上６．５ｍａｓｓ％未満含有する母材鋼板に、少なくとも片面にＡｌ又はＡｌ合金を付着させて積層体とし、該積層体に冷間で加工歪を付与してから、拡散熱処理をすることを特徴とする加工性に優れた高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
【請求項８】
前記Ａｌ又はＡｌ合金の付着方法が、鋼板へのＡｌ又はＡｌ合金の溶融めっき法である請求項７記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
【請求項９】
前記Ａｌ又はＡｌ合金の付着方法が、鋼板へのＡｌ又はＡｌ合金の箔を貼り付ける方法である請求項７記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
【請求項１０】
前記冷間での加工歪付与方法が、冷間圧延である請求項７記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
【請求項１１】
前記冷間圧延における積層体の圧下率α（％）が、下記式（ａ）〜（ｃ）の関係を満足する範囲である請求項１０記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
２０≦α≦９５                  ・・・  （ａ）
３５ｘ−２６０≦α              ・・・  （ｂ）
６．５≦ｘ                      ・・・  （ｃ）
（ここで、ｘは拡散熱処理後の鋼板の平均Ａｌ濃度（ｍａｓｓ％）である。）
【請求項１２】
冷間圧延後の積層体厚みｔ（ｍｍ）が、下記式（ｄ）〜（ｆ）の関係を満足する範囲である請求項１０又は１１に記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
０．０１５≦ｔ≦０．４          ・・・  （ｄ）
ｔ≦−０．１２８ｘ＋１．２９８  ・・・  （ｅ）
６．５≦ｘ                      ・・・  （ｆ）
（ここで、ｘは拡散熱処理後の鋼板の平均Ａｌ濃度（ｍａｓｓ％）である。）
【請求項１３】
前記拡散熱処理の温度が８００〜１２５０℃である請求項７記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
【請求項１４】
前記拡散熱処理の雰囲気が非酸化性雰囲気である請求項７又は１３記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
【請求項１５】
前記鋼板に予め予備熱処理を施した後に、積層体を形成する請求項７〜１４のいずれか１項に記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
【請求項１６】
前記予備熱処理の温度が７００〜１１００℃である請求項１５記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
【請求項１７】
前記予備熱処理の雰囲気が、真空中、不活性ガス雰囲気中又は水素雰囲気中の少なくとも一つである請求項１５又は１６に記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
【請求項１８】
請求項７〜１７のいずれかに記載の製造方法で得られた高Ａｌ含有鋼板をさらに冷間圧延することを特徴とする高Ａｌ含有金属箔の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の製造方法から得られる金属箔であって、該箔厚みが５〜１００μｍであることを特徴とする高Ａｌ含有金属箔。
【請求項２０】
金属箔の平箔及び波箔を重ねて巻き回してなるハニカム構造体であって、該金属箔の一部が少なくとも請求項１９に記載の高Ａｌ含有金属箔であることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２１】
請求項２０に記載のハニカム構造体と金属製外筒とをろう付けしてなるメタル担体。
【請求項２２】
請求項２０に記載のハニカム構造体を金属製外筒とろう付けした後、触媒層を担持してなるメタル担体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高Ａｌ含有鋼板及び金属箔並びにこれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄にアルミニウムを添加させたＡｌ含有鋼板は、高温耐酸化性、高電気抵抗を有した合金である。Ａｌ濃度を高めることでこれらの諸特性向上が見込まれるが、同時に靭性は低くなり、加工性が著しく低下する。このため、通常の製鋼、圧延プロセスで工業的に量産可能である最大Ａｌ濃度は６．５ｍａｓｓ％に留まっており、加工性を向上させてさらに多くのＡｌを含む高Ａｌ含有鋼板を製造する量産技術が待ち望まれている。
【０００３】
高Ａｌ含有鋼板の加工性を向上させる従来技術として、特許文献１では、Ｐ及びＲＥＭを規定量添加することで、ＲＥＭ中のＣｅが微細な粒状のりん化物として鋼中に存在する為、熱間加工性が向上すると記載されている。しかし、高価な添加元素を必要とし、コスト高となる。また、この文献に記載されているＡｌ濃度の上限は６．５ｍａｓｓ％である。
【０００４】
特許文献２には、急冷薄帯の凝固組織の７０％以上を柱状晶とすることで、Ａｌ濃度１〜７ｍａｓｓ％を含有するステンレス鋼の靭性が向上すると記載されている。しかし、急冷薄帯を製造するために特別な装置が必要であること、及び、薄帯の量産性を考えると、やはりコスト高となってしまう。
【０００５】
そこで、高Ａｌ含有鋼板の製造方法として、通常の製鋼、圧延プロセスで量産可能な６．５ｍａｓｓ％未満のＡｌ濃度を有する鋼板の表面に、Ａｌ又はＡｌ合金を付着させて、拡散熱処理によって高Ａｌ化する手法が公知となっている。
【０００６】
例えば、特許文献３では、Ａｌめっき材を効率的に圧延する技術として、鋼板表面にＮｉめっきした上に、Ａｌ又はＡｌ合金めっきを行い、最終製品板厚まで圧延した後、メタル担体に加工、組立してから拡散熱処理を行うことを特徴とするメタル担体の製造方法が開示されている。また、特許文献４では、寸法安定なＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ箔の製造方法として、鋼板にＡｌ又はＡｌ合金を被覆させ、その際の被覆量を、全体の質量の０．５〜５ｍａｓｓ％とすることで、冷間圧延した後の均一拡散熱処理においても、長さ及び／又は幅方向の収縮が０．５％以下になると記載されている。しかし、これらの製造方法は、拡散熱処理後の高Ａｌ含有鋼板の靭性や加工性を向上させる効果を狙ったものではない。
【０００７】
特許文献５では、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金箔の製造方法として、Ｂを規定量含むステンレス鋼板に、Ａｌ又はＡｌ合金を付着させ、拡散熱処理により付着成分を鋼板中に拡散させ、Ａｌ濃度１〜１０ｍａｓｓ％を含む鋼板とした後に、圧下率３０％以上の冷間圧延、及び、８００℃〜１２００℃の範囲の焼鈍を１回以上行うことで、Ｂの均一分散が図られ、耐高温脆化特性が向上すると記載されている。この製造方法では、拡散熱処理後に冷間圧延と焼鈍を繰返すことから、コスト高となる。
【０００８】
【特許文献１】特公平６−８４８６号公報
【特許文献２】特開平１−４４５８号公報
【特許文献３】特公平４−８０７４６号公報
【特許文献４】特表２００３−５２０９０６号公報
【特許文献５】特許第３２００１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述したように、特許文献１及び２では、加工性を向上させる技術として、特別な添加元素又は急冷装置を用いており、コスト高となる。Ａｌ又はＡｌ合金を鋼板に付着させ、拡散熱処理によりＡｌ濃度を富化させる特許文献３〜５の方法は、主に排ガス浄化用触媒担体（メタル担体）の製造方法として公開されているが、拡散熱処理後の高Ａｌ含有鋼板の加工性を向上させる技術ではない。このため、鋼板にＡｌ又はＡｌ合金を付着させ、拡散熱処理することにより、高Ａｌ含有鋼板を製造することは可能であるが、その後、さらに圧延及び曲げ等の加工を高Ａｌ含有鋼板に施した場合に、加工性が低いため、破断すると言う問題があった。
【００１０】
本発明では、これらの課題を解決するために、優れた加工性を有する高Ａｌ含有鋼板、及び、これを低コストで量産する製造方法、高Ａｌ含有金属箔及びその製造方法並びに高Ａｌ含有金属箔を用いたメタル担体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決する為に、Ａｌ含有量が６．５ｍａｓｓ％以上１０ｍａｓｓ％以下の高Ａｌ含有鋼板において、特定の集合組織に制御することによって優れた加工性を付与できることを見出した。さらに、Ａｌを３．５ｍａｓｓ％以上６．５ｍａｓｓ％未満含有する母材鋼板にＡｌ又はＡｌ合金を付着させ積層体とし、この積層体を冷間圧延することにより加工歪を付与させ、その後拡散熱処理をすることにより、表面に付着させたＡｌ又はＡｌ合金を鋼板中に拡散させることで、拡散熱処理後の高Ａｌ含有鋼板の集合組織を本発明の範囲に制御でき、その結果、加工性が格段に向上することを見出した。
【００１２】
本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。
（１）  Ａｌ含有量が６．５ｍａｓｓ％以上１０ｍａｓｓ％以下の高Ａｌ含有鋼板であって、鋼板面に対するα−Ｆｅ結晶の｛２２２｝面集積度が６０％以上９５％以下、又は、｛２００｝面集積度が０．０１％以上１５％以下、の一方又は両方であることを特徴とする高Ａｌ含有鋼板。
（２）  鋼板厚みが、０．０１５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることを特徴とする（１）に記載の高Ａｌ含有鋼板。
（３）  Ａｌ含有量が６．５ｍａｓｓ％以上１０ｍａｓｓ％以下、鋼板厚みが０．００５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下の高Ａｌ含有金属箔であって、鋼板面に対するα−Ｆｅ結晶の｛２２２｝面集積度が６０％以上９５％以下、又は、｛２００｝面集積度が０．０１％以上１５％以下、の一方又は両方であることを特徴とする高Ａｌ含有金属箔。
（４）  金属箔の平箔及び波箔を重ねて巻き回してなるハニカム構造体であって、該金属箔の一部が少なくとも（３）に記載の高Ａｌ含有金属箔であることを特徴とするハニカム構造体。
（５）  （４）に記載のハニカム構造体と金属製外筒とをろう付けしてなるメタル担体。
（６）  （４）に記載のハニカム構造体を金属製外筒とろう付けした後、触媒層を担持してなるメタル担体。
（７）  Ａｌを３．５ｍａｓｓ％以上６．５ｍａｓｓ％未満含有する母材鋼板に、少なくとも片面にＡｌ又はＡｌ合金を付着させて積層体とし、該積層体に冷間で加工歪を付与してから、拡散熱処理をすることを特徴とする加工性に優れた高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
（８）  前記Ａｌ又はＡｌ合金の付着方法が、鋼板へのＡｌ又はＡｌ合金の溶融めっき法である（７）記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
（９）  前記Ａｌ又はＡｌ合金の付着方法が、鋼板へのＡｌ又はＡｌ合金の箔を貼り付ける方法である（７）記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
（１０）  前記冷間での加工歪付与方法が、冷間圧延である（７）記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
（１１）  前記冷間圧延における積層体の圧下率α（％）が、下記式（ａ）〜（ｃ）の関係を満足する範囲である（１０）記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
２０≦α≦９５                ・・・  （ａ）
３５ｘ−２６０≦α            ・・・  （ｂ）
６．５≦ｘ                    ・・・  （ｃ）
（ここで、ｘは拡散熱処理後の鋼板の平均Ａｌ濃度（ｍａｓｓ％）である。）
（１２）  冷間圧延後の積層体厚みｔ（ｍｍ）が、下記式（ｄ）〜（ｆ）の関係を満足する範囲である（１０）又は（１１）に記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
０．０１５≦ｔ≦０．４                  ・・・  （ｄ）
ｔ≦−０．１２８ｘ＋１．２９８          ・・・  （ｅ）
６．５≦ｘ                              ・・・  （ｆ）
（ここで、ｘは拡散熱処理後の鋼板の平均Ａｌ濃度（ｍａｓｓ％）である。）
（１３）  前記拡散熱処理の温度が８００〜１２５０℃である（７）記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
（１４）  前記拡散熱処理の雰囲気が非酸化性雰囲気である（７）又は（１３）記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
（１５）  前記鋼板に予め予備熱処理を施した後に、積層体を形成する（７）〜（１４）のいずれか１項に記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
（１６）  前記予備熱処理の温度が７００〜１１００℃である（１５）記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
（１７）  前記予備熱処理の雰囲気が、真空中、不活性ガス雰囲気中又は水素雰囲気中の少なくとも一つである（１５）又は（１６）に記載の高Ａｌ含有鋼板の製造方法。
（１８）  （７）〜（１７）のいずれかに記載の製造方法で得られた高Ａｌ含有鋼板をさらに冷間圧延することを特徴とする高Ａｌ含有金属箔の製造方法。
（１９）  （１８）に記載の製造方法から得られる金属箔であって、該箔厚みが５〜１００μｍであることを特徴とする高Ａｌ含有金属箔。
（２０）  金属箔の平箔及び波箔を重ねて巻き回してなるハニカム構造体であって、該金属箔の一部が少なくとも（１９）に記載の高Ａｌ含有金属箔であることを特徴とするハニカム構造体。
（２１）  （２０）に記載のハニカム構造体と金属製外筒とをろう付けしてなるメタル担体。
（２２）  （２０）に記載のハニカム構造体を金属製外筒とろう付けした後、触媒層を担持してなるメタル担体。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の高Ａｌ含有鋼板を製造することによって、拡散熱処理後の鋼板の加工性が格段に向上し、これまで困難であった６．５ｍａｓｓ％以上のＡｌ濃度を有する高Ａｌ含有鋼板の加工を低コストで行うことができる。本発明により製造した高Ａｌ含有鋼板は、加工性に優れることから、様々な形状に容易に加工できるようになり、さらに冷間圧延によって薄い箔とすることも可能である。これらは、例えば、高温耐酸化性が要求される自動車等の触媒担体用基材を始めとした各種耐熱用材料等の製造に有用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明について詳細に説明する。
【００１５】
本発明者らは、Ａｌ含有量が６．５ｍａｓｓ％以上１０ｍａｓｓ％以下の高Ａｌ含有鋼板において、曲げや絞り、圧延等に対する加工性を向上させる手法を探索し、鋼板の集合組織を特定の範囲に制御すれば、亀裂発生や破断を極めて効果的に抑制できることを見出した。
【００１６】
高Ａｌ含有鋼板のＡｌ含有量が６．５ｍａｓｓ％未満であると、本発明の集合組織でなくとも良好な加工性が得られる。１０ｍａｓｓ％を超えると、金属間化合物等の影響が出て、本発明の集合組織であっても優れた加工性が得られなくなる。したがって、Ａｌ含有量は６．５ｍａｓｓ％以上１０ｍａｓｓ％以下とした。
【００１７】
本発明の集合組織は、鋼板表面に対するα−Ｆｅ結晶の｛２２２｝面集積度が、６０％以上９５％以下の極めて高いレベル、又は、｛２００｝面集積度が０．０１％以上１５％以下の極めて低いレベルのいずれかの条件を満足するものである。
【００１８】
ここで、面集積度の測定は、ＭｏＫα線によるＸ線回折で行うものである。詳細に述べると、各試料について、試料表面に対して平行なα−Ｆｅ結晶の１１ある方位面（｛１１０｝、｛２００｝、｛２１１｝、｛３１０｝、｛２２２｝、｛３２１｝、｛４１１｝、｛４２０｝、｛３３２｝、｛５２１｝、｛４４２｝）の積分強度を測定し、その測定値それぞれを、ランダム方位である試料の理論積分強度で除した後、｛２００｝あるいは｛２２２｝強度の比率を百分率で求めた。これは、例えば、｛２００｝強度比率では、以下の式（Ｉ）で表される。
｛２００｝面集積度＝［｛ｉ（２００）／Ｉ（２００）｝／Σ｛ｉ（ｈｋｌ）／Ｉ（ｈｋｌ）｝］×１００    ・・・  （Ｉ）
ただし、記号は以下のとおりである。
ｉ（ｈｋｌ）  ：  測定した試料における｛ｈｋｌ｝面の実測積分強度
Ｉ（ｈｋｌ）  ：  ランダム方位をもつ試料における｛ｈｋｌ｝面の理論積分強度
Σ            ：  α−Ｆｅ結晶の１１の方位面についての和
ここで、ランダム方位を持つ試料の積分強度は、試料を用意して実測して求めてもよい。
【００１９】
高Ａｌ含有鋼板の｛２２２｝面集積度が６０％未満、かつ、｛２００｝面集積度が１５％以上になると、絞り、曲げ、圧延加工時に割れや破断が生じ易くなる。また、｛２２２｝面集積度が９５％超、かつ、｛２００｝面集積度が０．０１％未満になると、効果は飽和し、また、製造も難しくなる。したがって、本発明の高Ａｌ含有鋼板の集合組織は、上記のようにした。
【００２０】
本発明の高Ａｌ含有鋼板の望ましい厚みは０．０１５ｍｍ以上、０．４ｍｍ以下である。厚みが０．０１５ｍｍ未満であると、製造歩留まりが低下する為、鋼板の下限値は０．０１５ｍｍとした。０．４ｍｍ超では、本発明の集合組織が得られ難くなり、加工性が低下するので、厚みの上限値は０．４ｍｍとした。
【００２１】
さらに、驚くべきことに、本発明の高Ａｌ含有鋼板を冷間圧延によって５〜１００μｍ厚と言った金属箔に加工した場合に、該鋼板の集合組織は圧延の間維持され、冷間圧延後の集合組織が金属箔表面に対するα−Ｆｅ結晶の｛２２２｝面集積度が、６０％以上９５％以下の極めて高いレベル、又は、｛２００｝面集積度は０．０１％以上１５％以下の極めて低いレベルのいずれかの状態を保持しており、優れた加工性を有していることを見出した。このため、本発明の高Ａｌ含有金属箔は、冷間圧延ままにも関わらず、集合組織の影響を受けて熱処理等の軟化処理を行うことなく、曲げや絞り等の加工を容易に行うことができる。
【００２２】
冷間圧延後の高Ａｌ含有金属箔の｛２２２｝面集積度が６０％未満、かつ、｛２００｝面集積度が１５％以上になると、絞り、曲げ、圧延加工時に割れや破断が生じ易くなる。また、｛２２２｝面集積度が９５％超、かつ、｛２００｝面集積度が０．０１％未満になると、効果は飽和し、また、製造も難しくなる。したがって、本発明の高Ａｌ含有金属箔の集合組織は、上記のようにした。ここで、面集積度の測定は、先に述べた方法と同様である。
【００２３】
高Ａｌ含有金属箔を以下に記載するメタル担体用の素材として用いる場合には、箔厚の範囲を５〜１００μｍとすることが好ましい。これは、箔厚が５μｍ未満だと、高温耐酸化特性が低下する為であり、１００μｍ超だと、壁厚が大きくなることにより、排気ガスの圧力損失が大きくなり、排ガス浄化用触媒担体として好ましくないためである。さらに好ましい箔厚は、１０〜６０μｍである。
【００２４】
高Ａｌ含有金属箔を波付け加工した後、平箔と波箔を巻き回したハニカム構造体は、排ガスとの接触面積を増大し、排ガス浄化能を向上させるために行われる。本発明金属箔は、加工性に優れる為、冷間圧延ままで波付け加工及びハニカム構造体の形成が容易に可能であり、優れた加工寸法精度を有するので、波付け高さ等のばらつきが小さい。
【００２５】
メタル担体として、ハニカム構造体を用いる場合には、例えば、Ｎｉ系のろう材を用いて、ハニカム構造体と金属製の外筒とをろう付けする。ろう付けは、ろう材を波箔と平箔の接点や、ハニカム構造体と外筒の間に設置した後、真空中で１０００〜１２００℃程度に加熱して行う。本発明の高Ａｌ含有金属箔を用いたハニカム構造体は、ろう付け性も良好であり、ろう付け後の構造耐久性にも優れていた。これは、本発明に従って製造した高Ａｌ含有金属箔及びハニカム構造体は、加工性に優れると同時に、靭性にも優れている為であり、メタル担体として排ガス中での使用の際に、箔の割れや欠け等の破壊が少なくなる。さらに、本発明メタル担体に触媒層を付着させた場合、メタル担体としての構造耐久性が高いため、触媒層の剥離が少なく、その使用に際して排ガスの浄化能力が低下し難い。
【００２６】
次に、本発明の高Ａｌ含有鋼板の製造方法について、以下に詳細に説明する。
【００２７】
本発明者らは、Ａｌを３．５ｍａｓｓ％以上６．５ｍａｓｓ％未満含有する母材鋼板にＡｌ又はＡｌ合金を付着させ積層体とした後に、この積層体を冷間圧延し、その後拡散熱処理をすることによりＡｌを６．５ｍａｓｓ％以上有する高Ａｌ含有鋼板を製造し、この高Ａｌ含有鋼板が本発明の集合組織を有し、優れた加工性を有することを見出した。特に、積層体を冷間圧延する際の圧下率及び冷間圧延後の板厚を、拡散熱処理をした後の所望とする鋼板のＡｌ濃度に依存して規定することで、優れた加工性が得られ、高Ａｌ含有鋼板の加工をより容易に行うことができることを見出した。さらに、Ａｌ又はＡｌ合金を付着させる前の鋼板に予備熱処理を施すことで、優れた加工性を発現する効果が格段に向上することを見出した。これらの原因は、３．５ｍａｓｓ％以上６．５ｍａｓｓ％未満のＡｌ濃度を有する母材鋼板に、Ａｌ又はＡｌ合金を付着させ積層体とし、この積層体を冷間圧延することで、積層体の転位構造や母材鋼板とＡｌ又はＡｌ合金層の界面構造が、従来の方法で得られる場合と異なり、その結果、拡散熱処理によって高Ａｌ化した後の鋼板の微細構造が変化して、加工性が向上したものと考えている。また、予備熱処理を施すことによって、優れた加工性を発現する為の組織変化がより効果的に作用したものと考えている。
【００２８】
以下、本発明の限定条件について説明する。
【００２９】
Ａｌ又はＡｌ合金を付着させる母材鋼板は、Ａｌを３．５ｍａｓｓ％以上６．５ｍａｓｓ％未満含有する鋼板を用いる。これは、母材となる鋼板に予め、３．５ｍａｓｓ％以上のＡｌを含有している場合に、拡散熱処理後の鋼板の加工性が向上するためである。また、Ａｌ濃度を６．５ｍａｓｓ％未満としている理由は、背景技術でも述べたように、６．５ｍａｓｓ％以上のＡｌを含有する鋼板は、靭性が低く、加工性が悪い為、量産することが困難である。このため、母材鋼板の上限は６．５ｍａｓｓ％未満とした。さらに好ましい母材鋼板のＡｌ濃度の範囲は、４．２〜６．０ｍａｓｓ％である。また、この母材となる鋼板には、その他の元素として最終製品に求められる機械的特性や化学的特性を得ることのできる合金成分を選定する。例えば、高温耐酸化性が必要な場合には、Ｃｒや希土類元素を適量添加したフェライト系ステンレス鋼を選ぶ。高強度が求められる場合には、固溶強化や析出強化を実現できる元素が添加された鋼板を用いる。
【００３０】
Ａｌ又はＡｌ合金の鋼板への付着は、溶融めっき法、電解めっき法、ドライプロセス法、クラッド法等によって実施でき、いずれの方法で付着を行っても本発明の効果を得ることができる。また、付着させるＡｌ又はＡｌ合金に希望する合金元素を添加させ、高Ａｌ化と同時に、合金化させることも可能である。付着させるＡｌ又はＡｌ合金の量は、付着時の母材鋼板の板厚、鋼板中のＡｌ濃度、及び、拡散熱処理後の所望とするＡｌ濃度に応じて決定する。例えば、５ｍａｓｓ％のＡｌ濃度を有する板厚０．４ｍｍの母材鋼板に９０ｍａｓｓ％Ａｌ−１０ｍａｓｓ％ＳｉのＡｌ合金を両面に付着させ、拡散熱処理後のＡｌ濃度を８．１ｍａｓｓ％にする時の片面当たりのＡｌ合金付着厚みは、約２０μｍである。
【００３１】
本発明のさらなる特徴は、Ａｌを３．５ｍａｓｓ％以上６．５ｍａｓｓ％未満含有する母材鋼板にＡｌ又はＡｌ合金を付着させた積層体に対して行う冷間圧延の条件を、拡散熱処理後の鋼板の平均Ａｌ濃度に依存して最適化させたところにある。積層体の冷間圧延は、積層体の転位構造並びに母材鋼板とＡｌ又はＡｌ合金間の界面構造を変化させるために行い、この冷間圧延により、Ａｌ拡散熱処理後の鋼板の加工性が格段に向上する。前述したように、この効果は、母材鋼板のＡｌ濃度が３．５ｍａｓｓ％以上６．５ｍａｓｓ％未満である時に顕著である。本発明者らは、拡散熱処理後のＡｌ濃度に依存して最適な積層体の冷間圧延の圧下率、及び、冷間圧延後の板厚が存在することを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００３２】
積層体の圧下率α（％）について、本発明で特に好ましい効果が得られる範囲を図示すると、図１となる。ここで、ｘ（ｍａｓｓ％）は、拡散熱処理後の平均Ａｌ濃度である。圧下率α（％）が２０≦α≦９５である理由は、Ａｌ濃度によらず、圧下率が２０％未満であると、付与される加工歪量が少ない為、大きな加工性向上の効果が得られないからである。９５％超では、それ以上の加工性の向上は認められなくなるだけでなく、部分的にＡｌが剥がれると言う問題が発生する。４０ｘ−３００≦αである理由は、Ａｌ濃度が高くなるほど、拡散熱処理後の鋼板の靭性は低下し、加工性が低下する為、優れた加工性を示す本発明の効果を発現させるには、Ａｌ濃度が高いほど、圧下率を大きくする必要があるためである。また、本発明では、通常の製鋼・圧延プロセスでは製造困難な６．５ｍａｓｓ％以上の高Ａｌ濃度を含有する鋼板の製造方法が対象であるため、積層体の圧下率の範囲における拡散熱処理後のＡｌ濃度ｘはｘ≧６．５ｍａｓｓ％とした。以上のように、積層体の圧下率α（％）をＡｌ濃度に応じて上記範囲内とすることで、加工性に優れた高Ａｌ含有鋼板を製造することができる。
【００３３】
冷間圧延後の積層体厚みｔ（ｍｍ）について、本発明で特に好ましい効果が得られる範囲を図示すると、図２となる。ここで、ｘ（ｍａｓｓ％）は、拡散熱処理後の平均Ａｌ濃度である。冷間圧延後の積層体厚みｔ（ｍｍ）が０．０１５≦ｔ≦０．４である理由は、冷間圧延後の積層体厚みが０．０１５ｍｍ未満であると、積層体を冷間圧延する際に、部分的に付着させたＡｌ又はＡｌ合金が剥がれる等の問題が生じ、歩留まりが低下する為、ｔの下限値を０．０１５ｍｍとした。０．４ｍｍ超では、Ａｌ拡散熱処理に高温もしくは長時間の熱処理を要し、Ａｌ拡散熱処理後の加工性が向上すると言う本発明の効果が得られ難くなるため、ｔの上限値を０．４ｍｍとした。ｔ≦−０．１２８ｘ＋１．２９８である理由は、Ａｌ濃度が高くなるほど、拡散熱処理後の鋼板の靭性は低下し、加工性が低下する為、優れた加工性を示す本発明の効果を発現させるには、Ａｌ濃度が高くなるほど、冷間圧延後の積層体厚みｔを小さくする必要があるためである。本発明では、通常の製鋼・圧延プロセスでは製造困難な６．５ｍａｓｓ％以上の高Ａｌ濃度を含有する鋼板の製造方法が対象であるため、冷間圧延後の板厚の範囲における拡散熱処理後のＡｌ濃度ｘはｘ≧６．５ｍａｓｓ％とした。以上のように、所望とする拡散熱処理後の平均Ａｌ濃度に応じて、冷間圧延後の積層体厚みｔを上記範囲内とすることで、加工性に優れた高Ａｌ含有鋼板を製造することができる。
【００３４】
ここで、最適な加工歪の導入法として冷間圧延を挙げたが、引き抜き加工法及びショットピーニング法等、他の加工歪を付与できる手法を用いても本発明の効果を得ることができる。
【００３５】
拡散熱処理温度は、８００℃〜１２５０℃が望ましい。これは、８００℃未満、もしくは、１２５０℃超であると、拡散熱処理後に優れた加工性を示す本発明の効果が得られ難くなるからである。拡散熱処理時間は、表面に付着させたＡｌ又はＡｌ合金を鋼板中に拡散させるために適切な時間を選定する。ただし、表面に付着させたＡｌ又はＡｌ合金を必ずしも鋼板中に均一にさせる必要はない。熱処理雰囲気は、真空雰囲気、Ａｒ雰囲気、Ｈ2雰囲気と言った非酸化性雰囲気のどの条件においても、加工性を向上させる本発明の効果を得ることができる。
【００３６】
さらに優れた本発明の効果を発現させる為には、Ａｌ又はＡｌ合金付着前の母材鋼板に７００℃以上１１００℃以下で予備熱処理を施すと良い。この予備熱処理は、選定した母材鋼板の製造過程で蓄積された転位構造を再配列させるもので、再結晶を起こさせることが望ましいが、必ずしも再結晶を起こさせる必要はない。７００℃未満であると、より優れた本発明の効果を得る為の転位組織の変化が起こり難い。１１００℃超にすると、鋼板表面に好ましくない酸化皮膜が形成され、その後のＡｌ又はＡｌ合金の付着、及び、冷間圧延に悪影響を及ぼすため、１１００℃以下とした。この予備熱処理の雰囲気は、真空中、不活性ガス雰囲気中、水素雰囲気中、弱酸化性雰囲気中のどの条件においても、上述した効果を得ることができるが、予備熱処理後のＡｌ又はＡｌ合金の付着、及び、その後の冷間圧延に悪影響を及ぼすような鋼板表面の酸化膜を形成しない条件が求められる。予備熱処理の時間は、特別限定する必要は無いが、高Ａｌ鋼板の製造性等を考慮すると、数秒から数時間以内が適当である。
【００３７】
以上のように、母材鋼板への予備熱処理、Ａｌ又はＡｌ合金の付着及び冷間圧延を最適な範囲で行うことによって、拡散熱処理後の高Ａｌ含有鋼板の集合組織は、本発明の範囲に入り、加工性は、従来の製造方法によるものと比べて、格段に向上する。本発明に従って製造した高Ａｌ含有鋼板を用いることで、従来製造することが困難であった、高温耐酸化性、高電気抵抗を有する６．５ｍａｓｓ％以上のＡｌ濃度を有する高Ａｌ含有鋼板の加工を低コストで行うことができるようになる。したがって、本発明によって得られる高Ａｌ含有鋼板は、例えば１パス当たり５％以上の高い圧下率で効率的な冷間圧延をすることが可能であり、５〜１００μｍ厚と言った金属箔に容易に加工することができる。
【００３８】
以上のように、本発明に従って製造された高Ａｌ含有鋼板や高Ａｌ含有金属箔は、優れた加工性を有し、自動車用材料、電熱材料、化学プラント材料、配管材料等、様々な用途に有用される。また、本発明方法を用いた金属箔をメタル担体に用いた場合には、高温耐酸化性だけでなく、構造耐久性及び触媒層の剥離特性にも良好なメタル担体として有用される。
【００３９】
本発明によって得られる拡散熱処理後の高Ａｌ含有鋼板の化学組成は、Ａｌ濃度以外は、限定されるものではないが、代表的な組成範囲（ｍａｓｓ％）として、Ａｌ：６．５〜１０％、Ｃ：２％以下、Ｓ：０．１％以下、Ｐ：０．１％以下、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：２％以下、残部：鉄及び不可避的不純物であり、最終製品に求める特性に応じて、Ｃｒ：３０％以下、Ｎｉ：１５％以下、Ｍｏ：２％以下、Ｗ：２％以下、Ｖ：２％以下、Ｔｉ：５％以下、Ｎｂ：２％以下、Ｂ：０．１％以下、Ｃｕ：１％以下、Ｃｏ：１０％以下、Ｚｒ：１％以下、Ｙ：１％以下、Ｈｆ：１％以下、Ｌａ：１％以下、Ｃｅ：１％以下、Ｎ：０．１％以下等の中から、任意の合金成分を選定する。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。
【００４１】
（実施例１）
実施例１では、母材鋼板のＡｌ濃度に対する拡散熱処理後の高Ａｌ鋼板の加工性を調べた。集合組織については、Ｘ線回折を用いて、鋼板表面に対して平行な｛２２２｝面集積度と、｛２００｝面集積度を求めた。測定方法は前述したとおりである。表１にそれらの結果を示した。
【００４２】
真空溶解法により、ｍａｓｓ％でＡｌ濃度を０、１、３、３．５、４．３、５、５．５、６、６．４、７．０％、その他にＣ：０．００７％、Ｓｉ：０．１％、Ｍｎ：０．２％、Ｃｒ：２０％、Ｚｒ：０．０４％、Ｌａ：０．１％、残部：鉄及び不可避的不純物を含む成分のインゴットを、それぞれ溶製した。熱間圧延により３．２ｍｍ厚にした後、冷間圧延により０．４ｍｍ厚まで圧延した。０〜６％Ａｌ材は、問題なく製造可能であったが、６．４％Ａｌ材は、熱延割れが部分的に発生した。７．０％Ａｌ材は、靭性が低い為、製造不可であった。この時、７．０％Ａｌ材の熱延板の｛２２２｝面集積度は６０％未満、かつ、｛２００｝面集積度は１５％超であり、本発明の範囲には入っていなかった。
【００４３】
各Ａｌ濃度を有する母材鋼板に、溶融Ａｌめっき法でＡｌ合金の付着を行った。めっき浴の組成は９０％Ａｌ−１０％Ｓｉであり、鋼板の両面にＡｌ合金を付着させた。ここで、付着させたＡｌ合金の厚さは、拡散熱処理後のＡｌ濃度が一定となるように、それぞれ表１のように調整した。Ａｌ合金を付着させた積層体を板厚０．１ｍｍまで冷間圧延を行った。各Ａｌ濃度の試料の積層体の圧下率を表１に記す。その後、１０００℃、２時間の条件で、Ａｌ拡散熱処理を減圧水素雰囲気で行い、表面に付着させたＡｌを鋼板中に拡散させた。Ａｌ拡散熱処理後の平均Ａｌ濃度は、全ての試料で約７．５ｍａｓｓ％であった。加工性の評価は、常温において引張試験を行い、引張破断伸びで評価した。引張試験片の採取及び引張試験方法は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２０１及びＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準拠して行った（以下の実施例においても、引張試験はＪＩＳ規格に準拠して行った）。
【００４４】
表１の結果から明らかなように、母材鋼板のＡｌ濃度が３．５ｍａｓｓ％以上６．５ｍａｓｓ％未満である本発明例１〜５において、引張破断伸びが向上しているのが判る。Ａｌ濃度が４．２〜６．０％である本発明例２〜４で、特に優れた破断伸びを示した。これらについては、いずれの場合も、｛２２２｝面集積度が６０％以上であり、また、｛２００｝面集積度は１５％以下であって、本発明の高Ａｌ含有鋼板の範囲に含まれていた。一方、比較例１〜３については、｛２２２｝面集積度は６０％未満であり、かつ、｛２００｝面集積度は１５％超であり、本発明の範囲には入っていなかった。
【００４５】
【表１】
2006144116.tif 000002
【００４６】
（実施例２）
実施例２では、拡散熱処理後の平均Ａｌ濃度に対する積層体の圧下率が、拡散熱処理後の鋼板の加工性に及ぼす効果を調べた。真空溶解により、ｍａｓｓ％でＣ：０．０５％、Ｓｉ：０．３％、Ｍｎ：０．２％、Ａｌ：４．５％、Ｃｒ：１７％、残部：鉄及び不可避的不純物を含む成分のインゴットを溶製した。熱間圧延により、板厚を３ｍｍとした後、冷間圧延により所定の板厚まで圧延した。Ａｌの付着は、溶融Ａｌめっき法で行った。めっき浴の組成は９５％Ａｌ−５％Ｓｉであり、鋼板の両面にＡｌ合金を付着させた。その後、表２記載の冷間圧延後の積層体厚みまで冷間圧延した。Ａｌ合金付着前の母材鋼板の板厚及び付着させたＡｌ合金の厚みは、目標とする拡散熱処理後の平均Ａｌ濃度及び積層体の圧下率となるように、それぞれ調整した。表２には、Ａｌ合金付着前の母材鋼板の板厚、及び、付着させたＡｌ合金の片面当たりの厚みを記す。各Ａｌ濃度に対して、冷間圧延後の積層体厚みを一定にし、異なる圧下率の試料を作製した。その後、表２記載の条件で、Ａｌ拡散熱処理をＡｒ雰囲気で行い、表面に付着させたＡｌ合金を鋼板中に拡散させた。Ａｌ拡散熱処理後の平均Ａｌ濃度の分析結果を表２に記す。加工性の評価は、常温において引張試験を行い、引張破断伸びで評価した。
【００４７】
Ｘ線回折を用いて、鋼板表面に対して平行な｛２２２｝面集積度と、｛２００｝面集積度を求め、表２に示した。測定方法は前述したとおりである。
【００４８】
圧下率が０％の試料は、積層体を圧延せずにＡｌ拡散熱処理を行う従来の製造方法である。この場合には、破断伸びは低く、０．５％〜２％であった。｛２２２｝面集積度は６０％未満、かつ、｛２００｝面集積度は１５％超であり、何れも本発明の範囲には入っていなかった。
【００４９】
次に、いずれのＡｌ濃度も、積層体を圧延することで、単にＡｌ拡散熱処理のみを行う従来法に比べ、破断伸びは向上した。
【００５０】
拡散熱処理後の平均Ａｌ濃度が６．５ｍａｓｓ％の場合、積層体の圧下率が２０％以上の範囲において、破断伸びは大きく向上した。Ａｌ濃度が７ｍａｓｓ％の場合は、積層体の圧下率が２２％以上の範囲において、破断伸びは大きく向上した。Ａｌ濃度が７．５ｍａｓｓ％の場合は、積層体の圧下率が２２％以上の範囲において、破断伸びは大きく向上した。Ａｌ濃度が８．３ｍａｓｓ％の場合は、積層体の圧下率が３５％以上の範囲において、破断伸びが向上した。Ａｌ濃度が９．５ｍａｓｓ％の場合は、積層体の圧下率が７５％以上の範囲において、破断伸びが大きく向上した。また、いずれのＡｌ濃度においても、積層体の圧下率が９６％では、部分的に付着させたＡｌが剥がれる問題が生じた。
【００５１】
以上の結果から、本発明に従って、Ａｌ又はＡｌ合金を付着させた積層体を冷間圧延し、加工歪を付与させることによって、Ａｌ拡散熱処理後の破断伸びが向上することが判る。また、表２には、本願発明の効果がより顕著に発現する圧下率の範囲を明確にするために、各Ａｌ濃度ｘ（ｍａｓｓ％）に対して、圧下率α（％）の下限値であるα＝３５ｘ−２６０及びα＝２０の内の大きい方の値を示し、この範囲かつ９５％以下の積層体の圧下率である場合を＊を付して表示した。これらの結果から、圧下率αがα＝３５ｘ−２６０及びα＝２０の内の大きい方の値よりも大きい場合には、破断伸びは６％以上を示し、加工性に優れた高Ａｌ含有鋼板が得られた。
【００５２】
以上の本発明の方法で製造した高Ａｌ含有鋼板は、鋼板表面に対して平行な｛２２２｝面集積度が６０％以上、もしくは、｛２００｝面集積度が１５％以下、の一方又は両方である本発明の範囲に入っていることを確認できた。
【００５３】
【表２】
2006144116.tif 000003
【００５４】
（実施例３）
実施例３では、平均Ａｌ濃度に対して、積層体の圧下率を一定に保ち、冷間圧延後の積層体厚みが異なる場合の拡散熱処理後の鋼板の加工性を調べた。
【００５５】
真空溶解法により、ｍａｓｓ％でＣ：０．０１％、Ｓｉ：０．１％、Ｍｎ：０．２％、Ｃｒ：２０％、Ｔｉ：０．１％、Ａｌ：５％、Ｌａ：０．０３％、Ｃｅ：０．０３％、残部：鉄及び不可避的不純物を含む成分のインゴットを溶製した。熱間圧延により３．２ｍｍ厚にした後、冷間圧延により所定の板厚まで圧延した。Ａｌの付着は、溶融Ａｌめっき法で行った。めっき浴の組成は９０％Ａｌ−１０％Ｓｉであり、鋼板の両面にＡｌ合金を付着させた。その後、表３に記載の積層体厚みまで冷間圧延した。ここで、Ａｌ合金を付着させる前の鋼板の板厚及びＡｌ合金付着量は、実施例２と同様に、目標とするＡｌ拡散熱処理後の平均Ａｌ濃度及び積層体の圧下率となるように調整した。表３には、Ａｌ合金付着前の鋼板の板厚、及び、付着させたＡｌ合金の片面当たりの厚みを記す。その後、表３記載の条件で、Ａｌ拡散熱処理を水素雰囲気で行い、表面に付着させたＡｌ合金を鋼板中に拡散させた。Ａｌ拡散熱処理後の平均Ａｌ濃度の分析結果を表３に記す。加工性の評価は、常温において引張試験を行い、引張破断伸びで評価した。
【００５６】
Ｘ線回折を用いて、｛２２２｝面集積度と、｛２００｝面集積度を求め、表３に示した。測定方法は前述したとおりである。
【００５７】
Ａｌ濃度が６．５ｍａｓｓ％の場合は、冷間圧延後の積層体厚みが０．４ｍｍ以下の範囲において、破断伸びはさらに大きく向上した。Ａｌ濃度が７ｍａｓｓ％の場合は、積層体厚みが０．４ｍｍ以下の範囲において、破断伸びがより向上した。Ａｌ濃度が７．５ｍａｓｓ％の場合は、積層体厚みを０．３ｍｍ以下の範囲において、破断伸びがより向上した。Ａｌ濃度が８．５ｍａｓｓ％の場合は、積層体厚みが０．２ｍｍ以下の範囲において、破断伸びはより向上した。Ａｌ濃度が９．５ｍａｓｓ％の場合は、積層体厚みが０．０５ｍｍにおいて、破断伸びは向上した。しかし、いずれのＡｌ濃度でも、冷間圧延後の積層体厚みが０．０１ｍｍの場合には、部分的に付着したＡｌが剥がれる問題が生じた。
【００５８】
表３には、本発明の効果がより顕著に発現する冷間圧延後の積層体厚みの範囲を明確にするために、平均Ａｌ濃度ｘ（ｍａｓｓ％）に対して、積層体厚みｔ（ｍｍ）の上限値であるｔ＝−０．１２８３ｘ＋１．２９８３及びｔ＝０．４の内の小さい方の値を示し、この範囲かつ０．０１５ｍｍ以上に冷間圧延後の積層体厚みが含まれる場合に＊を付して表示した。これらの結果から、冷間圧延後の積層体厚みｔ（ｍｍ）が、ｔ＝−０．１２８３ｘ＋１．２９８３及びｔ＝０．４の小さい方の値より小さい場合に、破断伸びは９％以上を示し、加工性に優れた高Ａｌ含有含有鋼板が得られる。ただし、積層体厚みｔ（ｍｍ）が０．０１ｍｍの場合は、積層体を冷間圧延する際に部分的に付着させたＡｌ合金が剥離する問題が生じ、歩留まりが低下した。
【００５９】
以上の本発明の方法で製造した高Ａｌ含有鋼板は、鋼板表面に対して平行な｛２２２｝面集積度が６０％以上、もしくは、｛２００｝面集積度が１５％以下、の一方又は両方である本発明の範囲に入っていることを確認できた。
【００６０】
【表３】
2006144116.tif 000004
【００６１】
（実施例４）
実施例４では、予備熱処理の効果を調べた。真空溶解法により、ｍａｓｓ％でＣ：０．０１％、Ｃｕ：０．４％、Ａｌ：５．２％、Ｃｒ：１９％、Ｎｂ：０．４％、残部：鉄及び不可避的不純物を含む成分のインゴットを溶製した。熱間圧延により板厚を３ｍｍとした後、冷間圧延により０．３８ｍｍの板厚まで圧延した。その後、表４記載の温度で、３０分間の予備熱処理をＡｒ雰囲気で行った。ただし、本発明例６２は、予備熱処理を行わなかった。次に、箔厚９μｍのＡｌ箔を鋼板の両面に貼り合わせ積層体とし、この積層体を０．１ｍｍまで冷間圧延した。このときの積層体の圧下率は７５％である。その後、１０００℃、２時間のＡｌ拡散熱処理を真空雰囲気で行い、表面に付着させたＡｌ箔を鋼板中に拡散させた。Ａｌ拡散熱処理後の平均Ａｌ濃度の分析結果は、いずれも７ｍａｓｓ％であった。加工性の評価は、常温において引張試験を行い、引張破断伸びで評価した。また、Ｘ線回折を用いて、鋼板表面に対して平行な｛２２２｝面集積度と、｛２００｝面集積度を求め、表４に示した。測定方法は前述したとおりである。
【００６２】
予備熱処理を行わなかった試料、及び、６５０℃で行った試料の破断伸びは、１２％程度であったのに対して、７００℃〜１１００℃で行った試料の破断伸びは、１６〜２３％と大きく向上した。また、予備熱処理を１２００℃で行った本発明例６８は、Ａｌ箔を貼り合わせた積層体を冷間圧延した際に、部分的にＡｌが剥がれる問題が生じた。以上の結果から、本発明例に従って予備熱処理を７００℃以上１１００℃以下の温度で行うことによって、Ａｌ拡散熱処理後の高Ａｌ鋼板の加工性がさらに向上することを確認した。また、何れの高Ａｌ含有鋼板においても、鋼板表面に対して平行な｛２２２｝面集積度が６０％以上、もしくは、｛２００｝面集積度が１５％以下であり、本発明の高Ａｌ含有鋼板の範囲に入っていることを確認できた。
【００６３】
【表４】
2006144116.tif 000005
【００６４】
（実施例５）
実施例５では、種々の条件における加工性の評価を行った。
【００６５】
試料の製造方法は、実施例３と同様としたが、いくつかの試料については、Ａｌ合金を付着させる前の母材鋼板に、表５記載の予備熱処理温度で１分間、水素雰囲気による予備熱処理を行った。表５には、製造条件であるＡｌ合金付着前の母材鋼板の板厚、予備熱処理温度、付着させたＡｌ合金の片面当たりの厚み、積層体の冷間圧延後の厚み、積層体の圧下率、Ａｌ拡散熱処理条件、及び、Ａｌ拡散熱処理後における鋼板の平均Ａｌ濃度の分析値を記した。加工性の評価も、これまでと同様に引張破断伸びとした。また、Ｘ線回折を用いて、鋼板表面に対して平行の｛２２２｝面集積度と、｛２００｝面集積度を求め、表２に示した。測定方法は前述したとおりである。
【００６６】
Ａｌ拡散熱処理後のＡｌ濃度が６．５ｍａｓｓ％の場合、積層体の圧下率が０％の比較例１０の破断伸びは２％であるのに対して、予備熱処理を８００℃で行い、Ａｌ付着後の積層体の圧下率を５０％、積層体の厚みを０．２ｍｍとした本発明例６９は、２２％の破断伸びを示した。
【００６７】
Ａｌ拡散熱処理後のＡｌ濃度が７．５ｍａｓｓ％の場合、積層体の圧下率が０％の比較例１１の破断伸びは１．５％であるのに対して、予備熱処理を７５０℃で行い、Ａｌ付着後の積層体の圧下率を５０、７５、８８％、積層体の厚みを０．２、０．１、０．０５ｍｍとそれぞれ圧下率を上げ、厚みを薄くした本発明例７０〜７２は、破断伸びがそれぞれ１４、１６、１８％と向上した。
【００６８】
Ａｌ拡散熱処理後のＡｌ濃度が８．３ｍａｓｓ％の場合、積層体の圧下率が０％の比較例１２の破断伸びは１％であるのに対して、予備熱処理を８５０℃で行い、Ａｌ付着後の積層体の圧下率を５０、７５、８３、８８％、積層体の厚みを０．２、０．１、０．０７、０．０５ｍｍと、それぞれ圧下率を上げ、厚みを薄くした本発明例７３〜７６は、破断伸びが１３、１４、１５、１６％と向上した。
【００６９】
Ａｌ拡散熱処理後のＡｌ濃度が９ｍａｓｓ％の場合、積層体の圧下率が０％の比較例１３の破断伸びは０．５％であるのに対して、予備熱処理を７００℃で行い、Ａｌ付着後の積層体の圧下率を７５、８３、８８％、積層体の厚みを０．１、０．０７、０．０５ｍｍと、圧下率を上げ、厚みを薄くした本発明例７７〜７９では、破断伸びがそれぞれ１２、１３、１４％と向上した。
【００７０】
Ａｌ拡散熱処理後のＡｌ濃度が９．５ｍａｓｓ％の場合、積層体の圧下率が０％の比較例１４の破断伸びは０．５％であるのに対して、予備熱処理を８００℃で行い、Ａｌ付着後の積層体の圧下率を９０％、積層体の厚みを０．０２ｍｍとした本発明例８０では、破断伸びが１１％に向上した。
【００７１】
圧下率が０％の試料の場合には、破断伸びは低く、０．５％〜２％であった。この場合には、｛２２２｝面集積度は６０％未満、かつ、｛２００｝面集積度は１５％超であり、何れも本発明の範囲には入っていなかった。一方、本発明の方法で製造した高Ａｌ含有鋼板は、鋼板表面に平行の｛２２２｝面集積度が６０％以上、もしくは、｛２００｝面集積度が１５％以下、の一方又は両方である本発明の範囲に入っていることを確認できた。
【００７２】
以上の結果より、Ａｌ合金付着前の母材鋼板に予備熱処理を行い、拡散熱処理後の平均Ａｌ濃度ｘ（ｍａｓｓ％）の値に応じて、積層体の圧下率及び冷間圧延後の板厚を図１及び図２に示した範囲内に選定することによって、Ａｌ拡散熱処理後の高Ａｌ含有鋼板の破断伸びは格段に向上し、破断伸びが１１％以上のさらに優れた加工性を示すことを確認した。
【００７３】
【表５】
2006144116.tif 000006
【００７４】
（実施例６）
実施例６では、拡散熱処理後の鋼板の加工性を冷間圧延が可能かで評価し、さらに耐酸化特性についての評価した。加えて、冷間圧延後に得られる高Ａｌ含有金属箔の｛２２２｝面集積度及び｛２００｝面集積度を測定して、その後行った金属箔の曲げ加工性の評価と比較した。
【００７５】
実施例５で作製した比較例１０、１１、１２、１３及び本発明例６９、７１、７４、７８の試料を用いて、拡散熱処理後の高Ａｌ鋼板を０．０２ｍｍまで冷間圧延が可能かを調べた。表６に示したように、比較例１０、１１、１２、１３の鋼板では０．０２ｍｍまでに圧延初期を中心に数回破断し、圧延加工性は著しく悪かった。本発明例６９、７１、７４、７８の鋼板は、いずれも加工性に優れる為、破断無く０．０２ｍｍまで圧延可能であった。
【００７６】
冷間圧延で得られた高Ａｌ含有金属箔の｛２２２｝面集積度と、｛２００｝面集積度は、比較例１０、１１、１２、１３においては、何れも本発明の範囲には入っていなかった。本発明例６９、７１、７４、７８の高Ａｌ含有金属箔の｛２２２｝面集積度、もしくは、｛２００｝面集積度は、本発明の範囲に入っていた。コルゲート加工による曲げ加工を行ったところ、比較例１０、１１、１２、１３の金属箔では、曲げ部に数多くの亀裂が入り、加工性に劣ることが判った。本発明例６９、７１、７４、７８の金属箔では、亀裂の発生は見られず、加工性に優れていることが判った。
【００７７】
得られた０．０２ｍｍ厚の金属箔を切り出し、大気中、１１００℃で保定し、箔の耐酸化特性を単位体積当たりの質量増加が急激に上昇する異常酸化を起こすまでの時間として調べたところ、Ａｌ濃度を５ｍａｓｓ％含む通常の製鋼、圧延プロセスで製造可能な従来の箔（厚みは１０μｍ）と比較して、異常酸化が開始するまでの時間は、６．５％Ａｌの本発明例６９で５％Ａｌ材の２倍、７．５％Ａｌの本発明例７１で２．９倍、８．３％Ａｌの本発明例７４で３．７倍、９％Ａｌの本発明例７８で４．４倍に向上した。
【００７８】
以上示したように、本発明の範囲に制御して得られた高Ａｌ含有鋼板は、容易に冷間圧延によって薄手の金属箔に加工できる。さらに、冷間圧延によって得られた高Ａｌ含有金属箔は、また集合組織が本発明の範囲に含まれており、優れた加工性を有しているため、容易にコルゲート加工のような曲げ加工が可能であることがわかった。そして、これらの高Ａｌ含有金属箔は優れた高温耐酸化特性を有するため、メタル担体等への適用が可能である。
【００７９】
【表６】
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【００８０】
（実施例７）
実施例７では、メタル担体を組み立て、構造耐久性及び触媒層の付着性について調査した。箔素材として、本発明例７４の試料を０．０３ｍｍまで圧延した３０μｍ厚の金属箔Ａを用意した。また、比較例として、母材鋼板のＡｌ濃度が１．５ｍａｓｓ％であり、他の添加元素等は本発明例７４と同様にした板厚０．３６ｍｍの母材鋼板に、溶融めっき法で９０％Ｓｉ−１０％Ａｌ合金を片面当たり４２μｍ両面に付着させ、拡散熱処理をすることなく０．０３ｍｍまで圧延した積層体金属箔Ｂを用意した。Ａ及びＢの箔それぞれを波付け加工し、Ｎｉ系の紛ろうを塗布した後、波箔と平箔を互いに重ねて巻き回し、直径８０ｍｍのハニカム構造体とした。このハニカム構造体をフェライト系ステンレス鋼からなる外筒に収め、真空中１１８０℃で２０分間の熱処理を行い、箔Ａはろう付け処理、箔Ｂはろう付け処理と同時にＡｌ拡散熱処理を行った。箔Ａ及び箔ＢのＡｌ濃度は、いずれも８．３ｍａｓｓ％であった。その後、白金触媒を含浸させたγ−Ａｌ2Ｏ3紛の触媒層を形成させ、１２００℃及び２５℃を３０分毎に繰返す冷熱耐久試験を１００時間行った。箔Ａを用いたメタル担体は、全く異常がなかったが、箔Ｂを用いたメタル担体は、箔が欠けたり、ハニカム状のセルが潰れており、その周辺の触媒層は欠け落ちていた。以上のことから、本発明によって得られる金属箔からなるメタル担体は、靭性に優れる為、構造耐久性及び触媒層の剥離特性にも優れていることが判った。
【００８１】
以上、実施例においても、本発明により加工性に優れた高Ａｌ含有鋼板が得られることが明らかである。この高Ａｌ含有鋼板は、容易に様々な形状に加工することができ、靭性も高いため、例えば、自動車用排ガス浄化触媒担体の基材であるメタル担体の使用等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】積層体の圧下率とＡｌ濃度で規定した特許請求の範囲（図中の数式は各線分を表す）
【図２】冷間圧延後の積層体厚みとＡｌ濃度で規定した特許請求の範囲（図中の数式は各線分を表す）
【図１】
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【図２】
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