(57)【要約】【課題】強度、耐摩耗性、靭性、打抜き加工性を高いレベルで具備する、ブレーキディスクに好適な複相組織ステンレス鋼板を提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：０.０８０〜０.１２０％、Ｃｒ：１６.０〜１８.０％、Ｓｉ：１.００％以下、Ｍｎ：１.００％以下、Ｎｉ：１.００〜３.００％、Ｍｏ：０〜３.００％、Ｃｕ：０〜２.００％、Ｔｉ：０〜０.８０％、Ｎｂ：０〜０.８０％、Ａｌ：０〜０.２００％、Ｂ：０〜０.０１０％、Ｎ：０.０２０％以下、残部がＦｅおよび不可避的不純物である化学組成を有し、マトリックス（金属素地）がフェライト相とマルテンサイト相からなり、フェライト相の存在量が５〜２２体積％である金属組織を有し、ビッカース硬さＨＶ３０が３５０〜４５０ＨＶである複相組織ステンレス鋼板。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０.０８０〜０.１２０％、Ｃｒ：１６.０〜１８.０％、Ｓｉ：１.００％以下、Ｍｎ：１.００％以下、Ｎｉ：１.００〜３.００％、Ｍｏ：０〜３.００％、Ｃｕ：０〜２.００％、Ｔｉ：０〜０.８０％、Ｎｂ：０〜０.８０％、Ａｌ：０〜０.２００％、Ｂ：０〜０.０１０％、Ｎ：０.０２０％以下、残部がＦｅおよび不可避的不純物である化学組成を有し、マトリックス（金属素地）がフェライト相とマルテンサイト相からなり、フェライト相の存在量が５〜２２体積％である金属組織を有し、ビッカース硬さＨＶ３０が３５０〜４５０ＨＶである複相組織ステンレス鋼板。
【請求項２】
下記（１）式で定義されるＡ値が６.０〜２１.０を満たす化学組成を有する請求項１に記載の複相組織ステンレス鋼板。
Ａ＝−４２０Ｃ−７Ｍｎ−２３Ｎｉ−９Ｃｕ−４７０Ｎ＋１１.５Ｓｉ＋１１.５Ｃｒ＋１２Ｍｏ＋４９Ｔｉ＋５２Ａｌ−８９  …（１）
ここで、（１）式の元素記号の箇所には質量％で表される当該元素の含有量の値が代入される。
【請求項３】
板厚が０.２〜４.０ｍｍである請求項１または２に記載の複相組織ステンレス鋼板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の複相組織ステンレス鋼板を用いたブレーキディスク用板状部材。
【請求項５】
打抜き加工部を有する請求項４に記載のブレーキディスク用板状部材。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の複相組織ステンレス鋼板に打抜き加工を施して板状部材とし、その後に焼入れ処理を施さない、ブレーキディスク用板状部材の製造法。
【請求項７】
請求項４または５に記載の板状部材とアルミニウム系部材を拡散接合して一体構造とする、ブレーキディスクの製造法。
【請求項８】
前記ブレーキディスクが二輪車用である請求項７に記載のブレーキディスクの製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪車のブレーキディスク用部材として好適なマルテンサイト＋フェライト複相組織ステンレス鋼板に関する。また、その複相組織ステンレス鋼板を用いたブレーキディスク用板状部材およびその製造法に関する。また、そのブレーキディスク用板状部材を用いたブレーキディスクの製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書ではディスクブレーキの構成部品であるディスクを「ブレーキディスク」と呼ぶ。
二輪車のブレーキディスクには、従来、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４０３、ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｊ２などのマルテンサイト系ステンレス鋼が使用されている。二輪車用のブレーキディスクに要求される特性として、強度、耐摩耗性、靭性、耐食性、放熱性、軽量性などが挙げられる。このうち耐食性に関しては、熱処理条件が適切であれば上記ステンレス鋼種はいずれも十分な耐食性を有する。放熱性、軽量性に関しては、鋼種による違いはほとんどない。ステンレス鋼をブレーキディスクに使用する場合に放熱性や軽量性を向上させる必要があるときには、他の材料と組み合わせて使用される。例えば、マルテンサイト系ステンレス鋼とアルミニウム合金の複合材料からなるブレーキディスクが挙げられる。
【０００３】
したがって、ブレーキディスク用のステンレス鋼材料が担うべき特性としては、上記各特性のなかで特に「強度」、「耐摩耗性」、「靭性」が重要となる。なお、強度と耐摩耗性には相関があるが、同じ強度（硬さ）であっても、化学組成や組織状態によって耐摩耗性には差が生じる。
【０００４】
ブレーキディスクに求められる「強度」、「耐摩耗性」および「靭性」を確保するために、通常、適用するマルテンサイト系鋼種に応じて、部品加工後に適切な熱処理が行われる。ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｊ２などは焼入れままでは硬すぎて靭性が低く、ブレーキ鳴きも起こりやすいことから、焼戻し処理が行われるのが一般的である。この点、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４０３は焼入れままで使用できるので、汎用的な二輪車用ブレーキディスクとして広く利用されている。
【０００５】
部品加工後の焼入れ処理を省略するために手法として、特許文献１にはフェライト系ステンレス鋼板を圧延により強化してブレーキディスクに使用することが記載されている。しかし、その材料はフェライト系ステンレス鋼であるため、ビッカース硬さが２５０〜３００ＨＶ程度の強度レベルである。したがって、適用範囲はブレーキ負荷が軽度な一部の用途にとどまる。
【０００６】
一方、靭性の良好な高強度ステンレス鋼として、マルテンサイト＋フェライト複相組織ステンレス鋼が知られている。例えば、特許文献２には３５０ＨＶ以上、特許文献３には４００ＨＶ以上の強度レベルを有する複相組織ステンレス鋼材が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２６２２８２号公報
【特許文献２】特開平１０−２７３７５７号公報
【特許文献３】特開２００２−１０５６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
二輪車用のブレーキディスクは、意匠性、放熱性、軽量化などの観点から、素材である金属板に打抜き加工を施して使用される場合が多い。打抜き加工を施すためにはある程度軟質であることが必要であるため、マルテンサイト系ステンレス鋼板を素材とする場合には、打抜き等の部品加工を終えた後に焼入れ処理を施して硬化させることが一般的である。加工後の個々の部品に対して焼入れ等の熱処理を施すことは、ブレーキディスクの製造コストを増大させる要因となるので、部品メーカーにおいてはそのような熱処理を省略できるような高強度素材に対する要求が高い。
【０００９】
部品加工後の焼入れ処理を省略するためには、上述のマルテンサイト＋フェライト複相組織ステンレス鋼板を素材に適用することが有効であると考えられる。しかしながら、複相組織ステンレス鋼板に関する従来の知見では、ブレーキディスクに要求される「強度」および「耐摩耗性」と、「靭性」とを高いレベルに維持しながら、良好な「打抜き加工性」を付与することは難しく、ブレーキディスク用の素材として十分に満足できるものは得られていないのが現状である。
【００１０】
本発明は、「強度」、「耐摩耗性」、「靭性」、「打抜き加工性」を高いレベルで具備する、ブレーキディスクに好適な複相組織ステンレス鋼板を実現しようというものである。また、それを用いたブレーキディスク用板状部材およびブレーキディスクを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者らは詳細な研究の結果、３５０〜４５０ＨＶの硬さレベルを有するマルテンサイト＋フェライト複相組織ステンレス鋼板において、Ｃ含有量を０.０８０〜０.１２０質量％という非常に狭い範囲にコントロールし、かつフェライト相の存在量を５〜２２体積％にコントロールしたときに、優れた「強度」、「耐摩耗性」、「靭性」、および「打抜き加工性」を安定して高度に兼ね揃えた鋼板が実現できること見いだした。
【００１２】
すなわち、上記目的は、質量％で、Ｃ：０.０８０〜０.１２０％、Ｃｒ：１６.０〜１８.０％、Ｓｉ：１.００％以下、Ｍｎ：１.００％以下、Ｎｉ：１.００〜３.００％、Ｍｏ：０〜３.００％、Ｃｕ：０〜２.００％、Ｔｉ：０〜０.８０％、Ｎｂ：０〜０.８０％、Ａｌ：０〜０.２００％、Ｂ：０〜０.０１０％、Ｎ：０.０２０％以下、残部がＦｅおよび不可避的不純物である化学組成を有し、マトリックス（金属素地）がフェライト相とマルテンサイト相からなり、フェライト相の存在量が５〜２２体積％である金属組織を有し、ビッカース硬さＨＶ３０が３５０〜４５０ＨＶである複相組織ステンレス鋼板によって達成される。特に下記（１）式で定義されるＡ値が６.０〜２１.０を満たす化学組成の鋼を適用すると、上記組織状態への調整が容易となる。
Ａ＝−４２０Ｃ−７Ｍｎ−２３Ｎｉ−９Ｃｕ−４７０Ｎ＋１１.５Ｓｉ＋１１.５Ｃｒ＋１２Ｍｏ＋４９Ｔｉ＋５２Ａｌ−８９  …（１）
ここで、（１）式の元素記号の箇所には質量％で表される当該元素の含有量の値が代入される。
上記鋼板の板厚は例えば０.２〜４.０ｍｍである。
【００１３】
また、本発明では、上記の複相組織ステンレス鋼板を用いたブレーキディスク用板状部材が提供される。ここで、「ブレーキディスク用板状部材」は、ブレーキディスクを構成するための部品に加工されている板状材料であり、上記の化学組成および金属組織を有している点に特徴がある。打抜き加工部を有するものが二輪車用途などでは好適な対象となる。ブレーキディスク用板状部材は、そのままブレーキディスクとして使用される場合がある他、二輪車用では、この板状部材と他の部材（例えばアルミニウム合金部材）を一体化することによってブレーキディスクを構築する場合も多い。
【００１４】
上記のブレーキディスク用板状部材は、上記の化学組成と金属組織を有し、硬さが上述の範囲に調整されている複相組織ステンレス鋼板に、打抜き加工を施すことによって製造することができる。打抜き加工を施した後に、焼入れ等の硬化処理を施すことなく、ブレーキディスク用板状部材とすることができる。このブレーキディスク用板状部材とアルミニウム系部材を拡散接合して一体構造とすることによりブレーキディスクを構築してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に従う複相組織ステンレス鋼板は、二輪車などのブレーキディスク用板状部材として十分な強度レベル有しており、かつ打抜き加工が十分可能である。この複相組織ステンレス鋼板は、既に鋼板素材の段階でブレーキディスクに好適な強度、耐摩耗性および靭性を有しているので、打抜き加工などによって所定の部品形状に成形した後に、そのままブレーキディスクに適用できる。そのため、部品メーカーでは個々の部品に対する焼入れなどの熱処理工程を省略することが可能となる。アルミニウム系部材との拡散接合に供しても、軟化しにくい。また、従来の複相組織ステンレス鋼板と比べ、耐摩耗性、靭性および打抜き加工性をバランス良く具備しており、ブレーキディスク用の素材として、より好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に従う複相組織ステンレス鋼板の金属組織を例示した光学顕微鏡写真。
【図２】図１の写真を画像処理してフェライト相の部分を白く表示した画像。
【図３】図２の画像を二値化して、フェライト相を白、それ以外を黒で表示した二値化画像。
【図４】ブレーキディスク用板状部材を模擬した打抜き製品の形状を表す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〔化学組成〕
以下、鋼の成分組成についての「％］は特に断らない限り質量％を意味する。
Ｃは、鋼の強度（硬さ）を高めるために有用であり、耐摩耗性を付与する上でも重要な元素である。また、Ｃは強力なオーステナイト相生成元素であるため所定のマルテンサイト量を得る上でも重要である。発明者らの詳細な検討によれば、ブレーキディスクにそのまま適用できる硬さと耐摩耗性を鋼板素材の段階で得るためには、０.０８０％以上のＣ含有量とすることが極めて有効である。それよりＣ含有量が低いと、硬さを後述のように３５０ＨＶ以上にすることは可能であっても、耐摩耗性が不足する場合がある。一方、Ｃ含有量が高すぎるとマルテンサイト相が硬質化して打抜き加工性が悪くなり、ブレーキディスク用部材へ加工することが困難となる。また、靭性も低下し、ブレーキディスク使用時の信頼性に劣るようになる。種々検討の結果、Ｃ含有量の上限については０.１２０％以下とすることが極めて有効である。このように、「強度、耐摩耗性」と、「打抜き加工性、靭性」とを両立させるために、本発明ではＣ含有量範囲を０.０８０〜０.１２０％の狭い範囲に厳しく制限する。
【００１８】
Ｃｒは、耐食性を得るために必須の元素である。二輪車のブレーキディスクにはＣｒ含有量１２〜１４％のマルテンサイト系ステンレス鋼が多用されている。本発明で適用する複相組織ステンレス鋼では、マルテンサイト相とフェライト相の複相組織とする過程でＣｒがフェライト相にやや多く分配され、マルテンサイト相中のＣｒ濃度は平均組成よりも最大約１％程度低くなる。二輪車のブレーキディスクとして必要な耐食性を確保するため、本発明ではＣｒ含有量を１６.０％以上とする。ただし、Ｃｒはフェライト生成元素であるため、多量に添加するとマルテンサイト相の生成量が減少し、フェライト相が過剰となる。Ｃｒ含有量は１８.０％以下に制限される。
【００１９】
Ｓｉは、ステンレス鋼の脱酸剤として添加される。その作用を十分に得るためには例えば０.１０％以上のＳｉを添加することがより効果的である。しかし、Ｓｉはフェライト生成元素であり、多量の添加はマルテンサイト相の生成量低下を招くので、１.００％以下の含有量範囲で添加する。
【００２０】
Ｍｎは、オーステナイト生成元素であり、マルテンサイト相を十分に確保する上で有効である。例えば０.１０％以上のＭｎ含有量とすることがより効果的である。しかし、Ｍｎは鋼中に不可避的に存在するＳと結合して化学的に不安定な硫化物であるＭｎＳを形成し、耐食性を低下させる要因となる。そのためＭｎ含有量は１.００％以下に制限される。
【００２１】
Ｎｉは、オーステナイト生成元素であり、マルテンサイト相を十分に得るために有効である。特に本発明ではブレーキディスクに必要な強度レベルを鋼板素材の段階で付与しておく必要から、強度とは相反する特性である打抜き加工性や靭性を確保するために、Ｃ含有量上限には厳しい制限を課している。そのため、Ｎｉ含有量を十分に確保することによって、マルテンサイト相の生成を促す必要がある。種々検討の結果、Ｎｉ含有量は１.００％以上とする。ただし、Ｎｉを過剰に添加するとフェライト相の生成量が不足するようになることから、Ｎｉ含有量は３.００％以下とする。
【００２２】
Ｍｏは、耐食性を高めるために有効であり、またブレーキディスク使用時の制動発熱による焼戻し軟化現象を抑制する作用を有することから、必要に応じて添加することができる。その場合、Ｍｏ含有量を０.２０％以上とすることがより効果的であり、０.５０％以上とすることが一層効果的である。ただし、過度に添加してもその効果は飽和し、コスト増となるので、Ｍｏを添加する場合は３.００％以下の含有量とすることが望ましく、１.２０％以下の含有量範囲に管理してもよい。
【００２３】
Ｃｕは、ブレーキディスク使用時の制動発熱による焼戻し軟化現象を抑制する作用を有することから、必要に応じて添加することができる。その場合、Ｃｕ含有量を０.２０％以上とすることがより効果的であり、０.５０％以上とすることが一層効果的である。ただし、過度のＣｕ添加は鋼の靱性を低下させる要因となる。Ｃｕを添加する場合は２.００％以下の範囲で行う必要があり、１.００％以下の含有量範囲に管理してもよい。
【００２４】
ＴｉおよびＮｂも、ブレーキディスク使用時の制動発熱による焼戻し軟化現象を抑制する作用を有するので、これらの１種以上を必要に応じて添加することができる。制動発熱による鋼材温度の上昇で生じるＴｉ、Ｎｂの炭化物は、Ｆｅ、Ｃｒの炭化物と比べ微細であり、この微細析出物による硬化作用が焼戻し軟化を相殺する。このような析出硬化作用を十分に発揮させるためには、Ｔｉ：０.１０％以上、Ｎｂ：０.１０％以上の１種以上を含有させることがより効果的である。ただし、多量にＴｉあるいはＮｂを含有させることはコスト増となる。Ｔｉ、Ｎｂの１種以上を添加する場合は、Ｔｉ含有量０.８０％以下、Ｎｂ含有量０.８０％以下とすることが好ましく、Ｔｉ含有量０.５０％以下、Ｎｂ含有量０.５０％以下の範囲にそれぞれ管理してもよい。
【００２５】
Ａｌは、Ｓｉよりも強力な脱酸作用を有するので、必要に応じて添加することができる。例えば、酸化しやすいＴｉなどを添加する場合の脱酸剤として有用である。Ａｌの脱酸作用を十分に発揮させるためには例えばＡｌ含有量が０.０２０％以上となるようにＡｌを添加することがより効果的である。ただし、過剰のＡｌ添加は鋼の靱性を低下させる要因となる。Ａｌを添加する場合は０.２００％以下の含有量範囲で行う必要があり、０.１００％以下の範囲に管理してもよい。
【００２６】
Ｂは、焼入れ性（オーステナイトが安定に存在する高温からの冷却速度が遅くてなってもマルテンサイト変態が生じやすい性質）を向上させる作用や、熱間圧延時の耳割れ発生を抑制する作用を有するので、必要に応じて添加することができる。これらの作用を十分に発揮させるためには０.０００５％以上のＢ含有量を確保することがより好ましい。ただし、過剰のＢ添加はコスト増につながるので、Ｂを添加する場合は０.０１０％以下の含有量とすることが好ましい。
【００２７】
Ｎは、Ｃと同様に、鋼の強度を高めるため、および耐摩耗性を向上させるために有用な元素である。通常、０.００１％以上の含有量に調整するのが好ましい。ただし、過剰のＮ含有は打抜き加工性の低下を招くので、Ｎ含有量は０.０２０％以下に制限され、０.０１５％以下に管理してもよい。
【００２８】
下記（１）式で定義されるＡ値が６.０〜２１.０を満たす化学組成に調整されていることがより好ましい。
Ａ＝−４２０Ｃ−７Ｍｎ−２３Ｎｉ−９Ｃｕ−４７０Ｎ＋１１.５Ｓｉ＋１１.５Ｃｒ＋１２Ｍｏ＋４９Ｔｉ＋５２Ａｌ−８９  …（１）
ここで、（１）式の元素記号の箇所には質量％で表される当該元素の含有量の値が代入される。
【００２９】
このＡ値は、オーステナイト相が安定に存在する温度域から冷却したときに得られるフェライト相の量（体積％）を推定する指標である。このＡ値が６.０〜２１.０となる成分組成に調整されていれば、後述のようにフェライト相の存在量が５〜２２体積％である金属組織に調整するための製造条件設定が容易となる。なお、Ａ値が０以下である鋼の場合、マトリックス（金属組織）は通常、マルテンサイト単相組織となりやすい。
【００３０】
〔金属組織〕
マトリックス（金属素地）がフェライト相とマルテンサイト相からなり、フェライト相の存在量が５〜２２体積％である金属組織を有していることが重要である。本来硬質なマルテンサイト相中にフェライト相が適度に共存していることによって、良好な打抜き加工性と、靭性が確保される。フェライト相の量が５体積％を下回るとブレーキディスクへの打抜き加工が困難となる場合がある。フェライト相の量は７体積％以上であることがより好ましい。一方、フェライト相の量が２２体積％を超えるとブレーキディスクに要求される強度レベルに達しない恐れがある。
【００３１】
〔硬さ〕
二輪車のブレーキディスク用板状部材に適用するためには、ビッカース硬さＨＶ３０が３５０〜４５０ＨＶであることが望ましい。３５０ＨＶより軟質であると、強度および耐摩耗性が不十分となる。４５０ＨＶより硬質であると、ブレーキディスク部材としての靭性が不十分となり、また、打抜き加工が困難となる場合がある。鋼板の硬さは、化学組成と、最終焼鈍（複相化熱処理）後に得られるフェライト量の調整によってコントロールできる。鋼の硬さが上記の適正範囲に入っていても、Ｃ含有量が低すぎる場合には、十分な耐摩耗性を安定して発揮させることが難しくなり、ブレーキディスク用素材としては適さない。
【００３２】
〔製造法〕
本発明に従う複相組織ステンレス鋼板は、上述の化学組成を有するステンレス鋼を溶製し、通常の熱間圧延工程、冷間圧延工程を経たのち、複相化熱処理を施すことによって製造することができる。複相化熱処理は、一般的な連続焼鈍ラインによって行うことができる。複相化熱処理の条件は、例えば、９５０〜１１００℃の温度域に設定した所定温度範囲で、０秒〜２分保持したのち、少なくとも２００℃までの平均冷却速度を１.０℃／秒以上とする条件を採用することができる。ここで、保持時間０秒とは、材料温度が所定の設定温度範囲に到達したのち、直ちに冷却を開始する場合を意味する。
【００３３】
得られた複相組織鋼板に、プレス打抜き加工や、所定の表面研磨等を施して、ブレーキディスク用板状部材を得ることができる。素材である鋼板の段階で既にブレーキディスク用板状部材に求められる強度、耐摩耗性、および靭性が付与されているので、部品加工後に焼入れや、焼戻しなどの調質熱処理を施す必要はない。得られたブレーキディスク用板状部材は、必要に応じてアルミニウム系部材との複合材料からなるブレーキディスクとするために、拡散接合に供される。拡散接合条件は、例えば圧力１０-3Ｐａ以下に真空引きされた雰囲気中において、３５０〜５００℃で１０分〜５時間保持する条件を採用することができる。
【実施例】
【００３４】
表１に示す化学組成のステンレス鋼を溶製して鋳造スラブを得た。この鋳造スラブを１１５０〜１２５０℃の範囲で加熱したのち、熱間圧延によって板厚３.０ｍｍの熱延鋼帯とした。コイル状に巻かれた熱延鋼帯に、バッチ式焼鈍炉にて７５０〜８００℃で８時間保持する熱延板焼鈍を施し、その後、酸洗、冷間圧延の工程にて板厚１.０ｍｍの冷延鋼板を得た。得られた冷延鋼板に、連続焼鈍炉で複相化熱処理を施した。複相化熱処理は、材温９００〜１１００℃の温度範囲で保持時間０秒の熱処理を行ったのち、２００℃までの平均冷却速度が５℃／秒以上となるように冷却する条件で行った。このようにして、一部の比較例を除き、マトリックス（金属素地）がフェライト相とマルテンサイト相からなる複相組織ステンレス鋼板を得た。これらの鋼板を供試鋼板として以下の調査に供した。
【００３５】
（ビッカース硬さ）
供試鋼板の板面（圧延面）を番手６００（ＪＩＳ  Ｒ６０１０：２０００に規定される粒度Ｐ６００）の研磨紙で研磨し、ＪＩＳ  Ｚ２２４４：２００９に従ってＨＶ３０（試験力２９４.２Ｎ）にてビッカース硬さを測定した。測定は板面内に無作為に設定した合計１０点以上の箇所について行い、それらの測定値の平均値を当該材料の硬さとした。
【００３６】
（フェライト相の体積率）
供試鋼板の板面（圧延面）を鏡面に研磨し、フッ酸：硝酸：グリセリン＝１：２：３の混合液でエッチングを施し、光学顕微鏡観察を行い、光学顕微鏡画像を画像処理ソフトウェアにて二値化処理することによってフェライト相の面積割合を算出した。試料のエッチング面内に無作為に設定した複数の視野にて合計２００μｍ×２００μｍ以上の面積を観察し、観察総面積に占めるフェライト相の合計面積の割合を、フェライト相の体積率（体積％）とした。
【００３７】
図１に、本発明に従う複相組織ステンレス鋼板（表１Ｎｏ.Ａ４）について上述の方法で金属組織を観察した光学顕微鏡写真を例示する。マトリックス（金属素地）はマルテンサイト相とフェライト相からなり、マトリックス中に炭化物（主としてＭ23Ｃ6タイプ）が分散している。画像上で各相は明暗差を有しているので、画像処理によって各相をより明瞭に識別することができる。
【００３８】
図２は、図１の写真を画像処理してフェライト相の部分を白く表示したものである。図３は、図２の画像をさらに二値化して、フェライト相を白、それ以外を黒で表示したものである。この二値化画像からフェライト相の面積率を算出することができる。ここでは、合計３視野の光学顕微鏡画像について二値化処理を行って、上述の方法でフェライト相の体積率を求めた。この供試鋼板の例では、フェライト相の体積率は２０％と求まった。
【００３９】
（打抜き加工性）
従来、ブレーキディスクへの部品加工は、十分に軟質化された鋼板素材に打抜き加工を施し、その後、焼入れ処理によって硬化させる工程を採用することが一般的である。しかし、本発明に従う複相組織ステンレス鋼板は、鋼板素材の段階でブレーキディスクに求められる硬さレベルを有している。そこで、打抜き加工に際して割れが生じない性能を十分に有しているかどうかを確認するため、以下のように打抜き試験を行った。
【００４０】
ブレーキディスク用板状部材への打抜き加工を考慮したラボ打抜き金型を作製し、供試鋼板を図４に示す加工形状へ打ち抜いた。各供試鋼板とも１００個の打抜き加工品を作製し、１００個すべてにおいて割れの発生が認められなかった場合を○（打抜き加工性；良好）、１００個のうち１個でも割れが生じた場合を×（打抜き加工性；不良）と評価した。
表１にこれらの結果を示す。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
本発明例の鋼板はいずれも、フェライト相の体積率および硬さが本発明規定範囲であり、ブレーキディスクに適した靭性と、強度を有している。またＣ含有量および硬さが本発明範囲に調整されているので、ブレーキディスクに適した耐摩耗性を有していると判断できる。打抜き加工性についても問題はなかった。
【００４３】
これに対し、比較例であるＢ１はＣ含有量が高く、硬さが過大であるため、打抜き加工性が悪かった。Ｂ２はマトリックスがマルテンサイト単相であるため、硬さは本発明規定範囲にあるものの、フェライト相の共存による靭性改善効果が得られず、打抜き加工で割れが生じた。Ｂ３、Ｂ４はＣ含有量が低いためにフェライト相の体積率が多くなり、硬さが低く、ブレーキディスクに適した強度レベルを有していない。
【００４４】
次に、表１Ａ１鋼の鋳造スラブを用いて板厚３.０〜６.０ｍｍの熱延鋼帯を製造し、熱延板焼鈍、冷間圧延を経て、板厚０.４ｍｍ、０.７ｍｍ、１.８ｍｍ、２.７ｍｍ、４.３ｍｍの５種類の冷延鋼板を得た。必要に応じて途中で中間焼鈍を行った。得られた冷延鋼板に、連続焼鈍炉で複相化熱処理を施した。複相化熱処理は、材温１０００〜１１００℃の温度範囲で保持時間０秒の熱処理を行ったのち、２００℃までの平均冷却速度が５℃／秒以上となるように冷却する条件で行った。
【００４５】
このようにして得られた上記５種類の板厚の複相組織ステンレス鋼板を素材に用いて、自動二輪あるいは自転車用として一般に使用されているブレーキディスクを試作した。ディスクの製造工程は、焼入れ処理を省略したことを除き、従来と同様の工程とした。その結果、いずれの鋼板素材を用いた製品とも、割れが生じることなくブレーキディスク用板状部材とすることができ、強度、耐摩耗性、靭性において良好な評価が得られた。一部のブレーキディスク用板状部材については、アルミニウム系部材との拡散接合も行った。その結果、拡散接合性は良好であり、拡散接合後も従来材と同等の硬さを有することが確認された。
【符号の説明】
【００４６】
１    ブレーキディスク用板状部材
２    打抜き加工部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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