(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼成分として、ｍａｓｓ％で、
Ｃ  ：０．０００５〜０．０３％、
Ｎ  ：０．０００５〜０．０３％、
Ｃｒ：１０〜２５％、
Ｓｉ：０．０１〜１．０％、
Ｍｎ：０．０１〜１．０％、
Ｐ  ：０．０４％未満、
Ｓ  ：０．０１％未満、
Ａｌ：０．００５〜０．２％、
Ｚｒ：０．５％以下
を含有し、かつ、Ｚｒの含有量が下記（１）式を満足し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、最終の冷間圧延前の平均結晶粒径ｄｘと最終製品板の平均結晶粒径ｄｚが、ｄｘ≦３ｄｚを満足することを特徴とする成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼薄板。
Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３＋Ｚｒ／９１≧Ｃ／１２＋Ｎ／１４……（１）
【請求項２】
鋼成分として、ｍａｓｓ％で、
Ｃ  ：０．０００５〜０．０３％、
Ｎ  ：０．０００５〜０．０３％、
Ｃｒ：１０〜２５％、
Ｓｉ：０．０１〜１．０％、
Ｍｎ：０．０１〜１．０％、
Ｐ  ：０．０４％未満、
Ｓ  ：０．０１％未満、
Ａｌ：０．００５〜０．２％、
Ｚｒ：０．５％以下
を含有し、さらに
Ｔｉ：０．５％以下、
Ｎｂ：０．５％以下
の１種または２種を含有し、
かつ、ＺｒとＴｉ，Ｎｂの１種または２種との合計含有量が下記（１）式を満足し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、最終の冷間圧延前の平均結晶粒径ｄｘと最終製品板の平均結晶粒径ｄｚが、ｄｘ≦３ｄｚを満足することを特徴とする成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼薄板。
Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３＋Ｚｒ／９１≧Ｃ／１２＋Ｎ／１４……（１）
【請求項３】
最終の冷間圧延前の平均結晶粒径ｄｘと最終製品板の平均結晶粒径ｄｚが、ｄｘ≦２ｄｚを満足することを特徴とする請求項１または２に記載の成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼薄板。
【請求項４】
鋼成分として、ｍａｓｓ％で、
Ｍｇ：０．０００５〜０．０１％を、さらに含有することを特徴とする請求項１乃至３に記載の成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼薄板。
【請求項５】
鋼成分として、ｍａｓｓ％で、
Ｂ  ：０．０００５〜０．００５％を、さらに含有することを特徴とする請求項１乃至４に記載の成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼薄板。
【請求項６】
鋼成分として、ｍａｓｓ％で、
Ｍｏ：０．１〜２％、
Ｎｉ：０．１〜２％
の１種または２種を、さらに含有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼薄板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼薄板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フェライト系ステンレス鋼は家電用、自動車排気系用等、多くの用途に用いられている。しかし、フェライト系ステンレス鋼はオーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３０４に比べて成形加工性が劣るため、成形用材料として用いた場合には成形時に破断する等の問題が生じることがあった。
この問題を解決するためにＣ，Ｎを低減し、これらを固定するためにＴｉやＮｂを添加した、いわゆる高純フェライト系ステンレス鋼が開発されてきた。この代表鋼種はＳＵＳ４３０ＬＸやＳＵＳ４３６Ｌである。
【０００３】
最近ではこれらの鋼種をベースとして、成形性を向上させるために製造方法や最適成分系の検討がされている。成分系に関しては、特開平６−３３１９７号公報で不純物を極力低減する方法が示されている。しかし、この方法では精錬コストの増加をもたらす。
また製造方法に関しては、特開平９−２６３９００号公報に代表されるように、熱間圧延条件、または引き続き行う熱延板の焼鈍条件を規定したものが多い。この方法では熱間圧延での生産性低下等の問題を生じる場合があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような問題点を解決し、成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼薄板を提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述のように、フェライト系ステンレス鋼の成形性を向上させる手段は、製鋼〜熱延〜熱延板焼鈍工程、いわゆる上工程に付加をかける場合が多く、上工程でのトラブル（製品、設備等）を招きやすい。上工程での製造は単位（ロット）が大きいためにトラブルによる損失は大きい。そこで本発明者らは、上工程での製造性を損なわずに下工程（冷間圧延以降の工程）で成形性を向上させる方法を研究してきた。以下にその概要を述べる。
【０００６】
本発明者らは、高純フェライト系ステンレス鋼熱延板を用いて、冷延、焼鈍工程で成形性を向上させる手法を探索してきた。その結果、最終の冷間圧延前の平均結晶粒径ｄｘと最終製品板の平均結晶粒径ｄｚの比が製品板の成形性と大きく関係していることを発見した。図１にＴｉ及び／あるいはＮｂ添加フェライト系ステンレス鋼のｒ値とｄｘ／ｄｚの比の関係を示す。図２には成品伸びとｄｘ／ｄｚの比の関係を示す。
【０００７】
図１，２から判るように、ｒ値、成品伸び共にｄｘ／ｄｚが減少するにしたがって向上する。特にｄｘ／ｄｚが３より小さくなると、ｒ値で０．１、成品伸びで１％程度向上し、ｄｘ／ｄｚが２より小さくなるとさらにｒ値で０．１、成品伸びで１％程度向上する。最終の冷間圧延前の組織は、１回冷延材では熱延板焼鈍材、２回冷延材では中間焼鈍材の組織を示しており、通常の製造方法では、本発明者らが調査したところではｄｘ／ｄｚは３．３〜３．８となっていた。
【０００８】
本発明は上記知見に基づくものであって、その要旨とするところは以下の通りである。
（１）  鋼成分として、ｍａｓｓ％で、
Ｃ  ：０．０００５〜０．０３％、  Ｎ  ：０．０００５〜０．０３％、
Ｃｒ：１０〜２５％、              Ｓｉ：０．０１〜１．０％、
Ｍｎ：０．０１〜１．０％、        Ｐ  ：０．０４％未満、
Ｓ  ：０．０１％未満、            Ａｌ：０．００５〜０．２％、
Ｚｒ：０．５％以下
を含有し、かつ、Ｚｒの含有量が下記（１）式を満足し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、最終の冷間圧延前の平均結晶粒径ｄｘと最終製品板の平均結晶粒径ｄｚが、ｄｘ≦３ｄｚを満足することを特徴とする成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼薄板。
Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３＋Ｚｒ／９１≧Ｃ／１２＋Ｎ／１４……（１）
（２）  鋼成分として、ｍａｓｓ％で、
Ｃ  ：０．０００５〜０．０３％、  Ｎ  ：０．０００５〜０．０３％、
Ｃｒ：１０〜２５％、              Ｓｉ：０．０１〜１．０％、
Ｍｎ：０．０１〜１．０％、        Ｐ  ：０．０４％未満、
Ｓ  ：０．０１％未満、            Ａｌ：０．００５〜０．２％、
Ｚｒ：０．５％以下
を含有し、さらに
Ｔｉ：０．５％以下、 Ｎｂ：０．５％以下
の１種または２種を含有し、
かつ、Ｔｉ，Ｎｂの１種または２種とＺｒの合計含有量が下記（１）式を満足し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、最終の冷間圧延前の平均結晶粒径ｄｘと最終製品板の平均結晶粒径ｄｚが、ｄｘ≦３ｄｚを満足することを特徴とする成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼薄板。
Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３＋Ｚｒ／９１≧Ｃ／１２＋Ｎ／１４……（１）
（３）  最終の冷間圧延前の平均結晶粒径ｄｘと最終製品板の平均結晶粒径ｄｚが、ｄｘ≦２ｄｚを満足することを特徴とする前記（１）または（２）に記載の成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼薄板。
（４）  鋼成分として、ｍａｓｓ％で、
Ｍｇ：０．０００５〜０．０１％を、さらに含有することを特徴とする前記（１）乃至（３）に記載の成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼薄板。
（５）  鋼成分として、ｍａｓｓ％で、
Ｂ  ：０．０００５〜０．００５％を、さらに含有することを特徴とする前記（１）乃至（４）に記載の成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼薄板。
（６）  鋼成分として、ｍａｓｓ％で、
Ｍｏ：０．１〜２％、  Ｎｉ：０．１〜２％
の１種または２種を、さらに含有することを特徴とする前記（１）乃至（５）のいずれか１項に記載の成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼薄板。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明について詳細に説明する。なお、下記の説明における「％」とは、ｍａｓｓ％（質量％）を示す。
Ｃ，Ｎ：Ｃ，Ｎを多量に添加すると成形性が低下するため、それぞれ上限は０．０３％とした。一方、下限は精錬段階でのコストを考慮した場合には０．０００５％である。厳しい加工用途等に用いる場合には、Ｃ，Ｎ共に０．０００５〜０．０１５％とすることが好ましい。
【００１０】
Ｃｒ：Ｃｒは１０％未満ではステンレス鋼としての耐食性が不十分であり、２５％を超えると靱性が低下する場合があるため、１０〜２５％を範囲とした。また、Ｃｒ量が多くなると加工性が低下するため、加工用途としては１０〜１９％が好ましい。
【００１１】
Ｓｉ：Ｓｉは成形性の観点から低い方が好ましく、上限を１．０％とした。下限は不純物として混入する最低レベルの０．０１％とした。
【００１２】
Ｍｎ：ＭｎもＳｉと同様に成形性の観点から低い方が好ましく、上限を１．０％とした。下限は不純物として混入する最低レベルの０．０１％とした。
【００１３】
Ｐ：Ｐは高いほど硬化するため、０．０４％未満とした。
【００１４】
Ｓ：Ｓは、多量に添加するとステンレス鋼の基本的特性である耐食性を劣化させるため、０．０１％未満とした。
【００１５】
Ａｌ：Ａｌは脱酸元素として活用されるが、０．２％を超えると成形性、製造性を低下させるため、０．２％を上限とした。但し、不純物レベルとして０．００５％程度混入するため、これを下限とした。
【００１６】
Ｔｉ，Ｎｂ，Ｚｒ：これらの元素はＣ，Ｎを固定して加工性を向上させる元素である。
ＴｉとＮｂは単独であっても２種の複合であっても、Ｚｒと共に化学量論的にＣ，Ｎを上回る量を添加すればその固定効果が発揮されるため、それらの下限を次式とした。
Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３＋Ｚｒ／９１≧Ｃ／１２＋Ｎ／１４……（１）
上限は特には規定しないが、添加量が多すぎると材料が硬化しすぎるため、各元素とも０．５％以下とすることが好ましい。
【００１７】
以上の基本元素のほか、必要に応じて次の元素を添加することができる。
Ｍｇ：Ｍｇは凝固組織を細かくする効果がある。その効果を発揮するのは０．０００５％以上であり、これを下限とした。また多量に添加してもその効果は飽和するため、０．０１０％を上限とした。
【００１８】
Ｂ：加工性、特に二次加工性を向上させる元素である。０．０００５％以上添加することで効果が現れる。しかし０．００５％より多くてもその効果は飽和する。
【００１９】
Ｍｏ，Ｎｉ：これらは耐食性を向上する元素であり、耐食性が問題となる用途では、Ｍｏ，Ｎｉのうち一種又は二種を組み合わせて添加する。それぞれ０．１％以上添加することにより効果が現れる。しかし、加工性を考慮すると上限はいずれも２％である。
【００２０】
また、上記のフェライト系ステンレス鋼の製造方法は、通常の薄鋼板製造方法であるように、鋼塊を熱延、焼鈍、冷延、焼鈍するが、熱延板の焼鈍を省略しても、冷延途中に焼鈍を行っても良い。冷間圧延は１回以上行う必要がある。
なお、本発明でいう最終冷延前とは、冷間圧延１回の場合には熱延または熱延板焼鈍後、複数回の冷延を行う場合には最終の冷間圧延を行う前のことを示す。
平均結晶粒径はＪＩＳに定められた方法にしたがって結晶粒度番号を求めて、算出すればよい。
また、ｄｘ／ｄｚを小さくするための具体的な手段としては、熱間圧延での歪の与え方や、最終焼鈍工程での温度、時間等を調整することが有効である。
【００２１】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示す。
表１に示すフェライト系ステンレス鋼を溶製し、熱延、焼鈍、冷延等の製造条件を変化させることで、最終冷延前の平均結晶粒径ｄｘと製品板の平均結晶粒径ｄｚを変えた鋼板を作製した。鋼板より引張試験片を切り出し、成品伸び及びｒ値を測定した。ｒ値は圧延方向と平行、垂直及び４５°方向にｎ＝２で１５％引張後の板幅及び板厚変化を測定し、平均のｒ値として算出した。また実験室の円筒成形試験機においてブランク径を変えてカップ成形試験を行い、各鋼板の限界絞り比（ＬＤＲ）を求めた。
各鋼板のｄｘ／ｄｚと特性評価結果を表２に示す。同一鋼種では、本発明鋼は比較鋼に比べて、成品伸び、ｒ値及びＬＤＲのいずれにおいても優れている。
【００２２】
【表１】
0004626913.tif 000002
【００２３】
【表２】
0004626913.tif 000003
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、最終冷延前の平均結晶粒径と製品板の平均結晶粒径の比を規定することにより、成形性に優れたフェライト系ステンレス鋼薄板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ｒ値とｄｘ／ｄｚ（最終冷延前の平均結晶粒径と製品板の平均結晶粒径の比）の関係を示した図である。
【図２】成品伸びとｄｘ／ｄｚ（最終冷延前の平均結晶粒径と製品板の平均結晶粒径の比）の関係を示した図である。
【図１】
0004626913.tif 000004
【図２】
0004626913.tif 000005