(57)【要約】【課題】  マクロ模様が少なくて美麗な外観を有し、建材用などとして有用なチタン板を提供すること。【解決手段】  Ｆｅ含量が０．０３０〜０．２５質量％であるチタン板からなり、該チタン板の表面を４００倍の倍率で写真撮影した任意の５箇所において、圧延方向に対し直交する長さ１０ｍｍに渡り１ｍｍピッチで平均結晶粒径を測定したときの結晶粒径分布のうち、最小平均結晶粒径に対し平均結晶粒径が１．２５倍以上である粗大な結晶粒径を有する部分の存在比率が２０％以下で、美麗な外観を有するチタン板を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ含量が０．０３０〜０．２５質量％であるチタン板からなり、該チタン板の表面を４００倍の倍率で写真撮影した任意の５箇所において、圧延方向に対し直交する長さ１０ｍｍに渡り１ｍｍピッチで平均結晶粒径を測定したときの結晶粒径分布のうち、最小平均結晶粒径に対し平均結晶粒径が１．２５倍以上である粗大な結晶粒径を有する部分の存在比率が２０％以下であることを特徴とするマクロ模様が少なく表面性状に優れたチタン板。
【請求項２】
建材用として使用されるものである請求項１に記載のチタン板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面性状に優れたチタン板に関し、特に光沢度差によって生じる筋状斑（本明細書では「マクロ模様」という）が少なくて美麗な外観を有するチタン板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
チタン板は、表面に形成される不動態皮膜が非常に安定で優れた耐食性と美観を有しており、しかもステンレス鋼板などに比べて軽量で且つ高い比強度を有していることから、建材用や各種ケーシング材用などとしてその需要はますます増大する傾向が覗われる。
【０００３】
ところで、例えば建材用のチタン板には、圧延後の焼鈍工程やその後の酸洗工程等で、局部的に光沢度の高い筋状斑（マクロ模様）を生じ、外観劣化の原因になることが知られている。そこでこうしたマクロ模様を改善すべく、焼鈍条件の適正化（再結晶粒の粒径制御など）や酸洗条件の適正化（酸洗量の調整や均質化など）など様々の方法を採用し、板材全面の光沢度が極力均一となる様に工夫されている（特許文献１など）。
【０００４】
しかし、焼鈍条件や酸洗条件などを可及的に均一且つ適正化したとしてもマクロ模様を完全に無くすことは容易でなく、少なからず生じるマクロ模様が製品板の品質を損なうことも多い。
【特許文献１】特開平９−２９１３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、マクロ模様が少なく美麗な外観を有し、建材用などとして有用なチタン板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決することのできた本発明に係るチタン板とは、Ｆｅ含量が０．０３０〜０．２５質量％であるチタン板からなり、該チタン板の表面を４００倍の倍率で写真撮影した任意の５箇所において、圧延方向に対し直交する長さ１０ｍｍに渡り１ｍｍピッチで平均結晶粒径を測定したときの結晶粒径分布のうち、最小平均結晶粒径に対し平均結晶粒径が１．２５倍以上である粗大な結晶粒径を有する部分の存在比率が２０％以下であるところに特徴を有している。
【０００７】
本発明に係る該チタン板は、マクロ模様が少なくて表面性状に優れたもので、特に建材用として極めて有用である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＪＩＳ規格では純チタン板に属する低Ｆｅ含量のチタン板において、特にＦｅ含量の下限値を規定し、更には圧延後の焼鈍条件などを適正に制御してＦｅ希薄領域を生じさせないようにすることで、マクロ模様の原因となる粗大結晶の生成を抑制することにより、マクロ模様のない美麗な外観のチタン板を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明者らは前述した様な従来技術の下で、チタン板の表面に生じるマクロ模様の発生原因を明らかにし、その原因を低減乃至解消することで、マクロ模様が実質的に観察されないチタン板を提供すべく、様々の角度から研究を進めてきた。その結果、チタン中に微量含まれるＦｅの量によってマクロ模様の多少に顕著な影響が現れることを知った。
【００１０】
チタン中に含まれる微量のＦｅは、一般に、チタン溶湯が凝固する際に吐き出されて柱状晶の間で濃化し、部分的にＦｅ濃化領域を形成すると考えられている。ところが本発明者らが確認したところ、次の様なことが明らかになってきた。即ち、Ｆｅ含量の極めて少ないチタン（純チタン）では、凝固の初期段階で同様に柱状晶間でＦｅの濃化が起こるが、基本的にＦｅは固溶限の範囲で固相に取り込まれるため、マクロ的には部分的にＦｅの希薄な領域が形成される。そしてＦｅ濃度の僅かな違いによって、チタンを板状に加工した後の焼鈍時における再結晶や粒成長挙動に差異が生じ、圧延方向に筋状に引き延ばされたＦｅ希薄領域で基地部分よりも粗大な結晶粒が生成し、これがマクロ模様となって現われるのである。
【００１１】
即ち、再結晶時の粒成長で周囲の基地部分よりも粗大となった組織は、その後の酸洗によって光沢度が高まり、筋状もしくは帯状のマクロ模様となって現われるのである。そして、マクロ模様として認識し得る程度にＦｅ希薄領域が形成されるのは、バルク状態でのＦｅ濃度（すなわち、Ｆｅ含量）が０．０３０質量％（以下、成分含量の場合は単に％と記す）未満の純チタンを使用したときであり、Ｆｅ含量が０．０３０％以上であれば、仮にＦｅ濃度差が存在していたとしても、再結晶時の粒成長が極端に促進される様なＦｅ希薄領域は形成されなくなるのである。
【００１２】
但しＦｅ含量が多過ぎると、β相を形成することで前記メカニズムとは異なった別のマクロ模様が現われるばかりでなく、建材用などとして適用する際の成形加工性も劣化してくるので、ＪＩＳ−２種に規定される純チタン中のＦｅ含量の上限である０．２５％以下に抑えるべきである。
【００１３】
また、チタン板表面でマクロ模様として知覚される部位は、前述の如く周囲の結晶組織に比べて結晶粒が粗大化しているが、対象となるチタン板の表面を４００倍の倍率で写真撮影した任意の５箇所で、圧延方向に対し直交する長さ１０ｍｍに渡り１ｍｍピッチで平均結晶粒径を測定したときの結晶粒径分布において、最小平均結晶粒径に対し平均結晶粒径が１．２５倍以上である粗大な平均結晶粒径を持った部分が２０％を超える比率で存在している場合、建材用等として好ましくないマクロ模様として知覚されること、従って、マクロ模様として実質的に認識できない程度に表面外観を高めるには、平均結晶粒径が粗大な上記部分の存在比率を２０％以下に抑えればよいことを確認した。
【００１４】
尚、上記の様に最小平均結晶粒径に対し平均結晶粒径が１．２５倍以上である粗大な平均結晶粒径を持った部分の存在比率を２０％以下に抑えるための具体的な条件は特に制限されないが、上記の様にチタン素材中のＦｅ含量を０．０３０〜０．２５％の範囲に調整することを前提として、熱間圧延後の焼鈍を７００±２０℃で３分以上、好ましくは５分以上行なうことが望ましく、また、その際の加熱時におけるチタン板の昇温速度は３．９℃／秒以上とすることが望ましい。
【実施例】
【００１５】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００１６】
実施例１
表１に示す化学成分のＪＩＳ−１種相当の純チタンを真空アーク溶解（ＶＡＲ）法によって溶製し、８．５トンの純チタン鋳塊を得る。これをβ温度域（９８０〜１０２０℃）に加熱してから鍛造し、厚さ１５０ｍｍのスラブを得た。このスラブを８７０℃に加熱してから、１ヒートで厚さ４ｍｍまで熱間圧延し、７００℃で５分間のライン焼鈍を行ってから厚さ１．３ｍｍにまで冷間圧延し、更に７００℃で３分間のライン焼鈍を行ってチタン冷延板を得た。
【００１７】
得られた各チタン冷延板に、ソルト処理（５００℃の塩浴）および酸洗（酸洗液;２％フッ酸＋１０％硝酸水溶液）を施し、各々について表面の結晶粒径分布を測定すると共に、表面マクロ模様の発生状況を調べた。結果を、表１に併記する。なお成分分析はスラブ段階で行い、結晶粒径分布の測定には下記の方法を採用した。
【００１８】
［結晶粒径分布の測定法］
各供試チタン板の表面を４００倍の顕微鏡で写真撮影し、その写真の任意の５箇所で、圧延方向に対し直交する長さ１０ｍｍの線分を引き、該線で切断される結晶粒の数を測定する。そして、１０個の結晶粒が切断されたときの線分の長さ（Ｌ）を４００倍のスケールで測定する（写真上の１０ｍｍが２５μｍ相当する）。この写真の視野における平均結晶粒径を求め、該平均結晶粒径をＬ／１０μｍとする。これを１０ｍｍ線分について各々５箇所で求め、合計５０個の結晶粒径分布を測定する。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
表１からも明らかな如く、Ｆｅ含量が０．０３０％を超えるＮｏ．１〜１２では、実用上問題となる様なマクロ模様は認められず、美麗な表面肌のチタン板が得られている。また、Ｆｅ含量が０．０３０％であるＮｏ．１３のチタン板では、ごく軽微なマクロ模様が観察されたが、工業的には全く問題ない。また、それらＮｏ．１〜１３のチタン板は何れも、最小平均結晶粒径に対し平均結晶粒径が１．２５倍以上である粗大な結晶粒径を有する部分の存在比率が２０％以下である。
【００２１】
これらに対しＦｅ含量が０．０３０％未満であるＮｏ．１４〜２０のチタン板では、何れも顕著な筋状のマクロ模様が観察された。しかも、上記と同様の方法で測定した平均結晶粒径分布によると、最小平均結晶粒径に対し平均結晶粒径が１．２５倍以上である粗大な結晶粒径を有する部分の存在比率が何れも２０％を超えている。尚、Ｆｅ以外の成分とマクロ模様の間に相関性は認められなかった。
【００２２】
図１は、マクロ模様が顕著に認められたＮｏ．１４のチタン板の外観写真であり、ダークグレーの基地の中に、圧延方向に対し直行方向にほぼ平行なライトグレーの筋状模様（マクロ模様）が多数認められる。図２，３は、図１における基地部分（図２）とマクロ模様部分（図３）の顕微鏡写真（倍率；４００倍）であり、表面は酸洗により粒界が優先的にエッチングされて凹凸が形成されている。
【００２３】
これらの写真から、基地部分とマクロ模様部分の平均結晶粒径を切片法によって求めたところ、基地部分は約８μｍであったのに対し、マクロ模様部分は約１０μｍであった。
【００２４】
また図４は、基地部分とマクロ模様部分における表面から内部方向へのＦｅの濃度分布をＳＩＭＳ（２次イオン質量分析法）によって調べた結果を示したもので、この図からも明らかな様に、基地部分に対してマクロ模様部分のＦｅは希薄である。このことから、チタン板中のＦｅ含量が０．０３０％未満では、Ｆｅの希薄領域で結晶粒の粗大化が起り、結晶粒径の違いが酸洗によって露呈されることで、マクロ模様として表われたものと考えられる。換言すると、基地部分に対して局所的に平均結晶粒径の差が生じていても、平均結晶粒径の差が１．２５倍未満であれば、マクロ模様としては認識され難く、美麗な表面のチタン板になると思われる。
【００２５】
実施例２
前記実施例１でマクロ模様が認められなかったＮｏ．１の冷延上りチタン板に対し、実験室において各種昇温条件で７００℃×３分間の焼鈍を施し、実施例１と同様の条件でソルト処理および酸洗を行なった後、マクロ模様の発生状況を調べた。
【００２６】
結果は表２に示す通りであり、試験Ｎｏ．１ａ，１ｂでは焼鈍時の昇温速度が遅いため顕著なマクロ模様が観察された。しかも、各チタン板表面の粒径分布を前記と同様の方法で調べたところ、最小平均結晶粒径に対して１．２５倍以上の粗粒物の存在比率は２０％を超えていた。これに対し、焼鈍時の昇温速度を十分に高めた試験Ｎｏ．１ｃ，１ｄでは、問題となる様なマクロ模様は観察されず、また最小平均結晶粒径に対して１．２５倍以上の粒径となる粗大な粒の存在比率は２０％以下であった。
【００２７】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】マクロ模様を有するチタン板の外観写真（実寸）である。
【図２】基地部分の顕微鏡写真（４００倍）である。
【図３】マクロ模様部分の顕微鏡写真（４００倍）である。
【図４】ＳＩＭＳによって求めたマクロ模様部と基地部分における表面から深さ方向へのＦｅイオン強度を対比して示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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