(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、
Ｃ  ：０．００１０〜０．３０％、
Ｎ  ：０．００１０〜０．０５０％、
Ｃｒ：１０．０〜３０．０％、
Ｓ  ：０．０１０％以下、
Ｐ  ：０．０４％以下、
Ｍｎ：０．０１〜１．０％、
Ｓｉ：０．０１〜１．０％、
Ｎｉ：１．０％以下、
Ｏ  ：０．０１０％以下
を含有し、さらに
Ｓｎ：０．００５〜０．１０％、
Ｓｂ：０．００５〜０．１０％
の１種または２種を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなることを特徴とする表面性状に優れたフェライト系ステンレス鋼。
【請求項２】
請求項１記載のフェライト系ステンレス鋼に、さらに重量％で、
Ａｌ：０．００５０〜０．３％、
Ｖ  ：０．００１〜０．５％
の１種または２種を含有することを特徴とする表面性状に優れたフェライト系ステンレス鋼。
【請求項３】
請求項１または２記載のフェライト系ステンレス鋼に、さらに重量％で、
Ｔｉ：０．００５０〜０．５％、
Ｎｂ：０．０１〜１．０％
の１種または２種を含有することを特徴とする表面性状に優れたフェライト系ステンレス鋼。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の成分を有するフェライト系ステンレス鋼を、熱間圧延に際し加熱温度を１１００℃以上１３００℃以下にし、粗圧延〜仕上圧延を実施し、熱延板焼鈍を箱焼鈍または連続焼鈍により７００℃以上の温度で実施し、硫酸を主体とする酸洗液で主たる脱スケールを行い、以後冷間圧延及び焼鈍を実施することを特徴とした表面性状に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の成分を有するフェライト系ステンレス鋼を、熱間圧延に際し加熱温度を１１００℃以上１３００℃以下にし、粗圧延〜仕上圧延を実施して捲取温度を９００℃以下とし、以後熱延板焼鈍を実施することなく硫酸を主体とする酸洗液で主たる脱スケールを行い、冷延、最終焼鈍を実施することを特徴とする表面性状に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フェライト系ステンレス薄鋼板に関するもので、特に熱間圧延工程以降での酸洗時に粒界腐食が発生せず粒界腐食起因の表面光沢不良が生じないフェライト系ステンレス鋼並びにその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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に比べてＮｉ含有量が少なく低価格であるため厨房器具等をはじめ広く使用されている。このような製品では、ステンレス鋼としての耐食性以外に、特に表面の美麗さが要求される。良好な表面性状を有する鋼板を製造するには、製造時に冷延前の表面状態を欠陥のない状態にすることが重要である。冷延前の表面の制御は、ショットブラスト等のメカニカルデスケールと硫酸等の強酸による酸洗工程からなるデスケール工程で行われ、熱延やまた熱延板焼鈍で生じるスケールや熱延時の疵等を除去している。しかし、実際にはデスケール工程後も表面光沢不良の原因となる疵が鋼板に残存し、デスケール工程とは別に冷延前にコイルグラインダー等の研削工程を付加して、疵を除去することが多い。
【０００３】
デスケール工程後に残存する疵として、硫酸酸洗時に発生するＰ偏析起因の粒界腐食の発生がある。Ｐ偏析起因の粒界腐食を残したまま、冷間圧延を行うと粒界腐食部が冷間圧延中にかぶさり、いわゆるゴールドダストやキラキラ疵と言われるような表面欠陥が生じてしまう。
【０００４】
この対策として、Ｐの偏析を防止する観点から従来から多くの検討がなされており、プロセス条件による防止方法として特開昭６１−１９９０３６号公報では、Ｐ偏析を防止するために８３０℃から４００℃まで３０分以内に冷却する方法を開示している。このような熱延工程や焼鈍後の熱履歴異制御でのＰ偏析は防止可能であるが、いわゆる箱焼鈍といわれるような冷却に長時間必要とするような熱延板焼鈍を実施する場合にはＰの偏析による粒界腐食は防止できず、酸洗後、コイルグラインダーによって研削を必要とするなど歩留低下や工程付加によってコスト上昇を招く結果となっている。
【０００５】
また、特開昭６２−１７４３４９号公報では、鋼中でリンと相互作用の強いＺｒ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ等の元素少量を添加する方法が開示されている。さらに、特開平２−１９０４５０号公報では、Ｐの偏析を防止するためにＣａ，Ｍｇを添加し、粒界腐食を防止する方法が開示されている。このような成分として、Ｐと相互作用の強い元素を添加する場含はＰの偏析は生じないものの、これらの析出物による再結晶の遅延が生じるなどの問題点が生じたり、析出物による耐食性の劣化などが生じるなどの間題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ステンレス鋼の製造時に必要とされているコイルグラインダー工程を省略するために硫酸酸洗時に生じるＰの粒界偏析起因による粒界腐食を防止することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、フェライト系ステンレス鋼の熱延板の酸洗時に生じる粒界腐食を防止する方法を種々検討した。特に、成分と熱延板の硫酸酸洗時の粒界腐食の関係を調査した結果、熱延板の熱履歴に関係なく、ＳｎあるいはＳｂの１種以上をＰの含有量に対して０．５〜２倍添加することで、酸洗時の粒界腐食を防止できることを見出した。
【０００８】
本発明は、上記の実験結果に基づいて構成されたものである。
すなわち、本発明は、
（１）重量％で、
Ｃ  ：０．００１０〜０．３０％、  Ｎ  ：０．００１０〜０．０５０％、
Ｃｒ：１０．０〜３０．０％、      Ｓ  ：０．０１０％以下、
Ｐ  ：０．０４％以下、            Ｍｎ：０．０１〜１．０％、
Ｓｉ：０．０１〜１．０％、        Ｎｉ：１．０％以下、
Ｏ  ：０．０１０％以下を含有し、さらに
Ｓｎ：０．００５〜０．１０％、    Ｓｂ：０．００５〜０．１０％
の１種または２種を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなることを特徴とする表面性状に優れたフェライト系ステンレス鋼。
【０００９】
（２）前記（１）記載のフェライト系ステンレス鋼に、さらにＡｌ：０．００５０〜０．３％、またはＶ：０．００１〜０．５％の１種または２種を含有することを特徴とする表面性状に優れたフェライト系ステンレス鋼。
【００１０】
（３）前記（１）または（２）記載のフェライト系ステンレス鋼に、さらにＴｉ：０．００５０〜０．５％、Ｎｂ：０．０１〜１．０％の１種または２種を含有することを特徴とする表面性状に優れたフェライト系ステンレス鋼。
【００１１】
（４）前記（１）〜（３）のそれぞれに記載のフェライト系ステンレス鋼を、熱間圧延に際し加熱温度を１１００℃以上１３００℃以下にし、粗圧延〜仕上圧延を実施し、熱延板焼鈍を箱焼鈍または連続焼鈍により７００℃以上の温度で実施し、硫酸を主体とする酸洗液で主たる脱スケールを行い、以後冷間圧延及び焼鈍を実施することを特徴とした表面性状に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造方法。
【００１２】
（５）前記（１）〜（３）のそれぞれに記載のフェライト系ステンレス鋼を、熱間圧延に際し加熱温度を１１００℃以上１３００℃以下にし、粗圧延〜仕上圧延を実施して捲取温度を９００℃以下とし、以後熱延板焼鈍を実施することなく硫酸を主体とする酸洗液で主たる脱スケールを行い、冷延、最終焼鈍を実施することを特徴とする表面性状に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造方法。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
Ｃ：Ｃは耐食性の点では有害であり、特に溶接部の耐食性に悪影響を与えるが、強度を適正に確保するためにはある程度は必要であり、０．００１０％以上で添加する。しかし、０．３０％を超えて添加すると加工性、延性が劣化するため、Ｃは０．００１０〜０．３０％とした。
【００１４】
Ｎ：ＮはＣと同様に含有量が少ないほど耐食性、加工性が好ましいが、０．００１％未満にすることは工業的には困難であり、また本発明鋼においても０．０５０％を超えて添加すると高強度となり、加工性が劣化するため、Ｎは０．００１〜０．０５０％の範囲で添加する。
【００１５】
Ｃｒ：Ｃｒは本願発明のフェライト系ステンレス鋼の主要元素であり、耐食性を確保するためには１０％以上添加する必要がある。しかし、３０％を超えて添加しても耐食性は飽和し、靱性が著しく劣化するため、Ｃｒの上限は３０％とした。
【００１６】
Ｓ：Ｓは延性、靭性等を劣化させ、また耐食性の観点からも有害であるため、０．０１０％以下とする。
【００１７】
Ｐ：Ｐは熱間圧延後の捲取時の冷却中や箱焼鈍時の焼鈍−冷却中に粒界に偏析し、硫酸酸洗時に粒界腐食の原因となり、また加工性や靭性の点でも有害であり、その含有量は少ないほど望ましく、０．０４０％以下とする。
【００１８】
Ｍｎ：Ｍｎは脱酸元素として添加するが、０．０１％未満では効果が十分ではなく、１％を超えて添加してもその効果が飽和するため、０．０１〜１．０％で添加する。
【００１９】
Ｓｉ：Ｓｉは脱酸剤として使用されるが０．０１％未満では十分な効果がなく、また１％を超えて添加すると脆化を著しく促進させ、延性、靭性を劣化させるので０．０１〜１．０％で使用する。
【００２０】
Ｎｉ：Ｎｉは靭性改善に有効であり、またγ相を活用する場合のγ相安定化元素として使用されるが、多量に添加するとγ相が著しく安定化し、強度が高くなりすぎたり、加工性が劣化するため、１．０％以下で使用する。
【００２１】
Ｏ：Ｏは熱延板の靭性を劣化させたり、鋳造時のノズル詰まりやキズ発生、また熱延板の靭性劣化の原因となるため、本発明においては０．０１％以下とした。
【００２２】
Ｓｎ：Ｓｎは本発明におけるＰ偏析防止のための必須元素であり、０．００５％以上で、かつ重量％でＰの半分の添加で効果が見られるが、Ｐの２倍の添加量でその効果は飽和し、強度が高くなるなど加工特性が劣化するため、上限は０．１％とする。
【００２３】
Ｓｂ：Ｓｂは本発明におけるＰ偏析防止のための必須元素であり、Ｓｎと同様、０．００５％以上で、かつ重量％でＰの半分の添加で効果が見られるが、Ｐの２倍の添加量でその効果は飽和し、強度が高くなるなど加工特性が劣化するため、上限は０．１％とする。
【００２４】
また本発明では、必要に応じて下記の成分を添加できる。
Ａｌ：Ａｌは脱酸剤やＮの固定のために添加するほか、γ相の活用やＡｃ1 を調節して熱延板の連続焼鈍による短時間焼鈍を実施する場含に添加できる。０．００５０％未満では、その効果は十分でなく、また０．３％を超えて添加すると溶接性を劣化させるため、上限を０．３％とする。
【００２５】
Ｖ：Ｖは捲取時にＣやＮを固定し、加工性を改善できるため、Ｃ，Ｎ量に含わせて０．００１〜０．５％で添加できる。
【００２６】
Ｔｉ：Ｔｉは脱酸剤やＣ，Ｎの固定のために添加できるが、０．００５％未満で上記の効果は見られず、過剰に添加するとＣ，Ｎの固定効果も飽和し、また価格が高くなるため、上限は０．５％である。
【００２７】
Ｎｂ：ＮｂはＴｉと同様やＣ，Ｎの固定のために添加できるが、０．０１％未満で上記の効果は見られず、過剰に添加するとＣ，Ｎの固定効果も飽和し、また価格が高くなるため、上限は１．０％である。
【００２８】
加熱条件としては、加熱温度が低いほどフェライト相が成長しにくく、リジング等の改善には有利であるが、低温加熱ほど圧延温度が低下して圧延荷重が増大するため、焼き付き疵が発生したり、加熱時のスケール発生にむらが生じてスケール疵が発生するなど、本発明が対象とする以外の疵が発生し、熱間圧延後、上記の疵を除去するために疵除去工程を実施せざるを得なくなるため、１１００℃以上とすることが必要である。また、加熱温度を高くすることは上記の焼き付き疵やスケール疵の観点からは有利ではあるが、１３００℃を超えて加熱すると結晶粒が異常に成長してしまい、熱延時の再結晶が遅延したり、またエッジーシームと言われるスラブ端部の皺疵が発生し、疵除去工程が必要になったり、歩留まりが大きく低下するため、加熱条件は１１００℃以上で１３００℃以下とした。この際、成分系としては、下式で示されるγｐを１５％以上とすると、加熱時のフェライト相の粒成長をγ相が防止する効果もあり、上記の結晶粒成長を防止することができるため、加熱温度の高温化が可能となり、疵防止に有効である。また、このγＰが８０を超えると熱間加工時に割れをを発生しやすくなるため、γｐの上限は８０が望ましい。
γｐ＝４２０ｘＣ＋４７０ｘＮ＋２３ｘＮｉ＋７ｘＭｎ−１１．５ｘＣｒ−１１．５ｘＳｉ−５２ｘＡｌ−４９ｘＴｉ＋１８９
【００２９】
熱間圧延に関しては、仕上げ圧延の終了温度は疵防止の観点から８５０℃以上とするのが望ましい。熱延板焼鈍や捲取時の再結晶挙動の観点からは低温圧延が望ましいが、低温圧延では疵が発生しやすく、再酸洗やグラインダー工程を必要とするなどコストアップの原因となる。
【００３０】
熱延板焼鈍を７００℃以上としたのは、７００℃より低温で行うとフェライト系ステンレス鋼では再結晶が進まず、炭化物生成による脱Ｃｒ層が修復されず、脱Ｃｒ層による粒界腐食による表面欠陥が生じるためである。
【００３１】
また、熱延板焼鈍を省略する場含には、焼鈍時に鋼板を軟質化させるためにできるだけ高温捲取とするのが望ましいが、９００℃を超えて捲取を行うと再結晶後の粒成長が著しいため、熱延板の粒径が大きくなり、冷延中に生じる圧延方向に平行な高さ１μｍ程度の微少なうねり（ローピング）や製品板を加工したときに生じる高さ数１０μｍの圧延方向に沿った大きな凹凸（リジング）等の表面欠陥を生じやすくなるため、９００℃以下で捲取を実施する。
【００３２】
【実施例】
次に、本発明の実施例を説明する。表１−１、表１−２に示す成分のフェライト系ステンレス鋼をラボの真空溶解にて溶製し、厚み１００mmの５０kg鋼塊を製造した。この後、表２−１、表２−２に示す条件で加熱後、粗圧延を５パスで２０mmまで実施し、仕上熱延を２０mmから３mmまで６パスで実施し、そのまま熱延板を９５０〜５５０℃の炉に挿入し、１時間保定後炉冷して捲取をシミュレートした。表中の捲取温度はこのシミュレートの保定温度である。この後、表２−１、表２−２に示す条件で熱延板焼鈍を実施或いは省略して酸洗を施した。酸洗条件はショットブラストを実施した後、９０℃の３００ｇ／ｌ・Ｈ2 ＳＯ4 溶液で６０秒浸漬し、続いて５０℃の１５０ｇ／ｌで硝酸溶液で４０sec 浸漬する条件とした。
【００３３】
この酸洗後の鋼板表面を顕微鏡にて観察し、粒界腐食の有無を判定した。またこの酸洗板を０．６mmまで冷延し、冷延表面の観察を行い、ゴールドダスト（キラキラ疵）の発生及びローピング高さを調査した。また焼鈍後、製品板から引張試験片を採取し、１５％引張後リジング高さを評価した。ローピングについては高さ０．３μｍを超えるものを不良、リジングについては高さ２０μｍを超えるものを不良とした。
【００３４】
その結果、本願発明材は酸洗時のＰ偏析による粒界腐食もなく、冷延後のキラキラ疵の発生、また実用上間題となるローピングやリジングの発生もなく優れた表面特性を示した。
【００３５】
【表１】
0003904683.tif 000002
【００３６】
【表２】
0003904683.tif 000003
【００３７】
【表３】
0003904683.tif 000004
【００３８】
【表４】
0003904683.tif 000005
【００３９】
【発明の効果】
上記のように、本発明によれば、フェライト系ステンレス鋼の表面特性の間題点である硫酸酸洗時のＰ偏析による粒界腐食を防止し、コイルグラインダーによる研削工程を省略して製造することが可能となり、低コストで優れた表面特性を有するフェライト系ステンレス鋼を製造できる。