(57)【要約】重量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．１〜０．５％、Ａｌ：０．１％以下、Ｐ：０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｎ：０．００５％以下、Ｎｂ：０．２〜０．８％を含み、Ｓｂ：０．５％以下、Ｃｒ：３．０％以下、Ｍｏ：１．０％以下、及びＷ：０．５％以下のうち１種以上を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物を含み、下記関係式１を満たす冷延鋼板及びその製造方法が開示される。  ［関係式１］  ０．２≦［Ｓｂ］／０．５＋［Ｃｒ］／３．０＋［Ｍｏ］／１．０＋［Ｗ］０．５≦１．５  （ここで、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、及び［Ｗ］はそれぞれ、該当元素の含有量（重量％）を意味する。）【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、Ｃ：０．０１％以下（０％を除く）、Ｓｉ：０．５％以下（０％を除く）、Ｍｎ：０．１〜０．５％、Ａｌ：０．１％以下（０％を除く）、Ｐ：０．０１％以下（０％を除く）、Ｓ：０．０１％以下、Ｎ：０．００５％以下、Ｎｂ：０．２〜０．８％を含み、Ｓｂ：０．５％以下、Ｃｒ：３．０％以下、Ｍｏ：１．０％以下、及びＷ：０．５％以下のうち１種以上を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物を含み、下記関係式１を満たす、冷延鋼板。
［関係式１］
０．２≦［Ｓｂ］／０．５＋［Ｃｒ］／３．０＋［Ｍｏ］／１．０＋［Ｗ］０．５≦１．５
（ここで、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、及び［Ｗ］はそれぞれ、該当元素の含有量（重量％）を意味する。）
【請求項２】
腐食環境下において、表面直下に、厚さ１μｍ以下（０μｍを除く）のＮｂと、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷのうち１種以上の複合濃化層が形成されている、請求項１に記載の冷延鋼板。
【請求項３】
ＪＡＳＯ  Ｍ  ６１１−９２のＢ方法により腐食試験を行ったとき、Ｎｂと、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷのうち１種以上の複合濃化層内におけるＮｂの含有量の最大値が１０原子％以上であり、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷのうち１種以上の合計含有量の最大値が２０原子％以上である、請求項２に記載の冷延鋼板。
【請求項４】
前記冷延鋼板をなす結晶粒の平均粒径が９μｍ以上である、請求項１に記載の冷延鋼板。
【請求項５】
ＪＡＳＯ  Ｍ  ６１１−９２のＢ方法により腐食試験を行ったとき、腐食減量が２００ｍｇ／ｃｍ２以下である、請求項１に記載の冷延鋼板。
【請求項６】
塑性異方性係数（Ｌａｎｋｆｏｒｄ  ｖａｌｕｅ）の平均値（ｒｍ）が１．８以上であり、伸びが３８％以上である、請求項１に記載の冷延鋼板。
【請求項７】
表面にアルミニウム系めっき層が形成されている、請求項１に記載の冷延鋼板。
【請求項８】
重量％で、Ｃ：０．０１％以下（０％を除く）、Ｓｉ：０．５％以下（０％を除く）、Ｍｎ：０．１〜０．５％（０％を除く）、Ａｌ：０．１％以下（０％を除く）、Ｐ：０．０１％以下（０％を除く）、Ｓ：０．０１％以下、Ｎ：０．００５％以下、Ｎｂ：０．２〜０．８％を含み、Ｓｂ：０．５％以下、Ｃｒ：３．０％以下、Ｍｏ：１．０％以下、及びＷ：０．５％以下のうち１種以上を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物を含み、下記関係式１を満たすスラブを１２００℃以上の温度で再加熱する段階と、
前記再加熱されたスラブをＡｒ３℃以上の温度で仕上げ圧延して熱延鋼板を得る段階と、
前記熱延鋼板を５５０〜７５０℃で巻取る段階と、
前記巻取られた熱延鋼板を５０〜９５％の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板を得る段階と、
前記冷延鋼板を６００〜９００℃で連続焼鈍する段階と、を含む、冷延鋼板の製造方法。
［関係式１］
０．２≦［Ｓｂ］／０．５＋［Ｃｒ］／３．０＋［Ｍｏ］／１．０＋［Ｗ］０．５≦１．５
（ここで、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、及び［Ｗ］はそれぞれ、該当元素の含有量（重量％）を意味する。）
【請求項９】
前記連続焼鈍を行った後、前記連続焼鈍された冷延鋼板の表面にアルミニウム系めっき層を形成する段階をさらに含む、請求項８に記載の冷延鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐食性及び加工性に優れた冷延鋼板及びその製造方法に関し、より詳細には、自動車排気系の素材として好適に適用することができる耐食性及び加工性に優れた冷延鋼板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の運行時に、自動車のエンジンで化石燃料が燃焼し、硫酸ガス、硝酸ガスなどの有毒排気ガスとともに水蒸気が発生して排気系に排出される。運行状態に応じて、排気系内部の温度は高温及び低温を繰り返しながら変化する。高温から露点以下の低温への冷却過程において、排気系の内部には凝縮水が生成される。このように生成された凝縮水はＳＯ３２−、ＳＯ４２−、ＮＯ２−、ＮＯ３−、Ｃｌ−、ＮＨ４＋などの排気ガスから溶解されたイオンを含む。
【０００３】
かかるイオンが含まれた凝縮水は生成及び乾燥に応じて広いｐＨ範囲を有し、腐食力が強い環境を造成して排気系内部で鋼板の腐食を起こす。そのため、自動車用排気系に用いられる鋼板は寿命延長のために耐食性に優れるようにする必要がある。また、所望の形状の排気系を製造するために、一定量以上の機械的成形を必要とするため、機械的加工性が満たされるようにしなければならない。
【０００４】
現在、排気系の材料として用いられる鋼板には、アルミニウムめっき鋼板とステンレス鋼板がある。
【０００５】
特許文献１には、冷延鋼板の耐食性を補完するために、鋼板にＡｌ溶融めっきして耐食性を改善する技術が提案されている。アルミニウムめっき鋼板は、一般の炭素鋼にアルミニウムがめっきされているものであり、Ａｌ２Ｏ３不動態皮膜による強い耐食性を有する。特に、排気系外面で発生する可能性がある塩に対する耐腐食性が非常に高いという利点があり、排気系内面においても一定のｐＨ範囲で耐食性を発揮する。しかし、低いｐＨ範囲ではアルミニウムが溶出して除去され、再び除去されるときには、もはや耐食性を発揮することができなくなるという限界がある。
【０００６】
このような問題を克服するために、特許文献２及び３には、鋼板へのＣｕの添加を介してｐＨが低い環境における腐食を抑制する技術が提案されている。しかし、Ｃｕの添加は、高ｐＨ領域において逆に腐食を促すという欠点があるため限界がある。
【０００７】
一方、特許文献４には、鋼板の耐食性を大幅に向上させる技術としてＣｒを含むいくつかの合金元素を大量に添加することにより排気系用ステンレス鋼板を製造する技術が提案されている。ステンレス鋼板も、排気系内面における腐食に対して一定のｐＨ範囲でＣｒ２Ｏ３不動態皮膜による耐食性を有する。ｐＨが低い場合には、不動態膜が活性化して耐食性を失うが、ｐＨが上昇すると、鋼板内に固溶されているＣｒが再び酸化して不動態化することで耐食性が回復するという利点がある。しかし、アルミニウムめっきする場合に比べて排気系外面部において塩が原因となって錆が簡単に発生するという欠点がある。さらに、高価な合金元素が大量に添加されて経済性が低下する。
【０００８】
かかる排気系外面の発錆を低減させるために、特許文献５には、Ａｌめっきステンレス鋼板を製造する技術が開示されているが、これも高価なステンレス鋼板を用いる技術であるため、経済性が落ちるという限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−０８３３０５０号公報
【特許文献２】韓国登録特許第１０−０６９４６９７号公報
【特許文献３】韓国登録特許第１０−１１９７９５５号公報
【特許文献４】韓国公開特許第１０−２０１５−０１４０４２３号公報
【特許文献５】韓国登録特許第１０−１４８５６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明のいくつかの目的の一つは、耐食性及び加工性に優れた冷延鋼板及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面は、重量％で、Ｃ：０．０１％以下（０％を除く）、Ｓｉ：０．５％以下（０％を除く）、Ｍｎ：０．１〜０．５％、Ａｌ：０．１％以下（０％を除く）、Ｐ：０．０１％以下（０％を除く）、Ｓ：０．０１％以下、Ｎ：０．００５％以下、Ｎｂ：０．２〜０．８％を含み、Ｓｂ：０．５％以下、Ｃｒ：３．０％以下、Ｍｏ：１．０％以下、及びＷ：０．５％以下のうち１種以上を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物を含み、下記関係式１を満たす冷延鋼板を提供する。
［関係式１］
０．２≦［Ｓｂ］／０．５＋［Ｃｒ］／３．０＋［Ｍｏ］／１．０＋［Ｗ］０．５≦１．５
（ここで、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、及び［Ｗ］はそれぞれ、該当元素の含有量（重量％）を意味する。）
【００１２】
本発明の他の側面は、重量％で、Ｃ：０．０１％以下（０％を除く）、Ｓｉ：０．５％以下（０％を除く）、Ｍｎ：０．１〜０．５％（０％を除く）、Ａｌ：０．１％以下（０％を除く）、Ｐ：０．０１％以下（０％を除く）、Ｓ：０．０１％以下、Ｎ：０．００５％以下、Ｎｂ：０．２〜０．８％を含み、Ｓｂ：０．５％以下、Ｃｒ：３．０％以下、Ｍｏ：１．０％以下、及びＷ：０．５％以下のうち１種以上を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物を含み、下記関係式１を満たすスラブを１２００℃以上の温度で再加熱する段階と、上記再加熱されたスラブをＡｒ３℃以上の温度で仕上げ圧延して熱延鋼板を得る段階と、上記熱延鋼板を５５０〜７５０℃で巻取る段階と、上記巻取られた熱延鋼板を５０〜９５％の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板を得る段階と、上記冷延鋼板を６００〜９００℃で連続焼鈍する段階と、を含む冷延鋼板の製造方法を提供する。
［関係式１］０．２≦［Ｓｂ］／０．５＋［Ｃｒ］／３．０＋［Ｍｏ］／１．０＋［Ｗ］０．５≦１．５
（ここで、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、及び［Ｗ］はそれぞれ、該当元素の含有量（重量％）を意味する。）
【発明の効果】
【００１３】
本発明のいくつかの効果の一つとして、本発明による冷延鋼板は、耐食性及び加工性に優れ、自動車排気系の素材として好適に適用することができる点が挙げられる。
【００１４】
本発明の様々且つ有意義な長所及び効果は上述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でさらに簡単に理解されることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
自動車排気系の素材として用いられる冷延鋼板の場合には、耐食性及び加工性に優れることが求められる。一般に、鋼材の耐食性を高めるためには、合金元素を大量に添加する方法を用いる。しかし、この場合、素材のコストが増加して経済性が低下するだけでなく、加工性が低下する結果をもたらす。そこで、合金元素を大量に添加することなく耐食性及び加工性をともに確保することができる方法を発明する必要性がある。
【００１６】
本発明者らは、上記の目的を達成するために、合金元素の種類及び含有量ならびに製造条件を適正化することにより、上述の目標物性を有する冷延鋼板を製造することができる点を認知し、本発明を完成するに至った。
【００１７】
以下、本発明の一側面である耐食性及び加工性に優れた冷延鋼板について詳細に説明する。
【００１８】
まず、冷延鋼板の合金成分及び好ましい含有量範囲について詳細に説明する。後述する各成分の含有量は、特に言及しない限り、すべて重量基準であることを予め明らかにしておく。
【００１９】
Ｃ：０．０１％以下（０％を除く）
Ｃの含有量が多すぎる場合には、延性が低下し、加工性が著しく低下するだけでなく、排気系内面における耐腐食性も低下させるため、Ｃの含有量の上限を０．０１％、好ましくは０．００８％、より好ましくは０．００４％に制限する。
【００２０】
Ｓｉ：０．５％以下（０％を除く）
Ｓｉは、脱炭剤として用いられる元素であり、固溶強化による強度向上に寄与する。また、表面に生成されるＳｉＯ２酸化物は、凝縮水の腐食を遅らせる役割も果たすことができる。しかし、多すぎる場合には、焼鈍時の表面にＳｉ系酸化物が生成され、めっき時の欠陥を誘発してめっき性を低下させる可能性があるため、Ｓｉの含有量の上限を０．５％、好ましくは０．３％、より好ましくは０．１％に制限する。
【００２１】
Ｍｎ：０．１〜０．５％
Ｍｎは、鋼中固溶Ｓと結合してＭｎＳとして析出するため、固溶Ｓによる赤熱脆性（Ｈｏｔ  ｓｈｏｒｔｎｅｓｓ）を防止する元素である。かかる効果を奏するためには０．１％以上含まれることが好ましい。しかし、０．５％を超えると、材質が硬化して延性を著しく低下させ得る。
【００２２】
Ａｌ：０．１％以下（０％を除く）
Ａｌは、脱酸効果が非常に大きい元素であり、鋼中Ｎと反応してＡｌＮを析出させることで、固溶Ｎによる成形性の低下を防止する。しかし、大量に添加される場合には、延性が急激に低下するため、Ａｌの含有量を０．１％以下に制限する。
【００２３】
Ｐ：０．０１％以下（０％を除く）
一定量以下のＰの添加は、鋼の延性を大幅に減少させることなく、強度を上げることができる。但し、０．０１％を超えて添加すると、結晶粒界に偏析して鋼を硬化させるため、０．０１％以下に制限することが好ましい。
【００２４】
Ｓ：０．０１％以下
Ｓは鋼中に必然的に含有される不純物元素である。Ｓは固溶時の赤熱脆性を誘発する元素であるため、Ｍｎの添加を介してＭｎＳの析出が誘導されるようにする必要がある。しかし、過度なＭｎＳの析出は、鋼を硬化させるため、好ましくない。したがって、Ｓの上限を０．０１％に制限する。
【００２５】
Ｎ：０．００５％以下
Ｎも、鋼中に必然的に含有される不純物元素である。析出されず固溶された状態で存在するＮは、延性を低下させ、耐時効性を悪化させるだけでなく、加工性を低下させるため、Ｎの上限を０．００５％に制限する。
【００２６】
Ｎｂ：０．２〜０．８％
Ｎｂは、高温でＮと結合してＮｂＮとして簡単に析出される元素であり、固溶Ｎの含有量の制御に効果的な元素である。また、Ｎと結合した後に残った固溶Ｎｂは、表面にＮｂ２Ｏ５酸化膜を形成して腐食環境における耐食性を大幅に向上させるという効果を奏する。本発明では、かかる効果を得るために、０．２％以上含むことが好ましく、０．２１％以上含むことがより好ましい。但し、Ｎｂの含有量が多すぎる場合には、添加量に対する耐食性の向上効果がわずかであり、加工性を低下させるため、Ｎｂの含有量の上限を０．８％に制限する。
【００２７】
Ｓｂ：０．５％以下、Ｃｒ：３．０％以下、Ｍｏ：１．０％以下、及びＷ：０．５％以下のうち１種以上
Ｓｂは、鋼板表面に濃化する傾向が強く、酸化物を簡単に形成して、少量の添加でも耐食性の向上効果が大きい。しかし、大量に添加されると、鋼の延性を大幅に減少させるため、Ｓｂの含有量を０．５％以下に制限する。
Ｃｒは、鋼中に固溶されて、表面の空気中に露出するとき、Ｃｒ２Ｏ３不動態皮膜を簡単に形成して耐食性を向上させるだけでなく、多く添加されても鋼板の加工性を大幅に低下させないため代表的な耐食性向上元素として用いられる。但し、Ｃｒの添加量が３．０％を超えると、添加量に対する耐食性の向上効果が大きくなく、コストが増加するため、上限を３．０％に制限する。
Ｍｏは、孔食腐食に対する抵抗性を増加させるとともに、耐食性を向上させる元素であって、少量の添加でも効果が大きい元素である。しかし、過度に添加する場合には、添加量に対する耐食性の向上効果が小さく、加工性が低下するため、上限を１．０％に制限する。
Ｗは、空気中に酸化して耐食性に優れた酸化物を形成する元素であって、少量添加時には効果があるが、多く添加されると、添加量に対する耐食性の向上効果が小さく、加工性が低下するため、含有量を０．５％に制限する。
【００２８】
本発明の他の成分は鉄（Ｆｅ）である。但し、通常の製造過程では、原料や周囲の環境から意図しない不純物が必然的に混入される可能性があるため、これを排除することはできない。これらの不純物は、通常の製造過程における技術者であれば誰でも分かるものであるため、そのすべての内容を具体的に言及することはしない。
【００２９】
一方、上記のような鋼材の合金設計におけるＳｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷの含有量は、下記関係式１を満たすように制御することが好ましい。下記関係式１は、冷延鋼板の加工性及び耐食性をともに向上させることができる合金元素の組み合わせを因子化したものである。鋼中Ｓｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷの含有量が下記関係式１を満たす場合、耐食性を効果的に向上させるとともに、目標とする加工性を満たすことができる。
［関係式１］
０．２≦［Ｓｂ］／０．５＋［Ｃｒ］／３．０＋［Ｍｏ］／１．０＋［Ｗ］０．５≦１．５
（ここで、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、及び［Ｗ］はそれぞれ、該当元素の含有量（重量％）を意味する。）
【００３０】
以下、本発明の一側面である耐食性及び加工性に優れた冷延鋼板のさらなる特徴について詳細に説明する。
【００３１】
本発明の冷延鋼板は、腐食環境下において、表面直下に厚さ１μｍ以下（０μｍを除く）のＮｂと、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷのうち１種以上の複合濃化層が形成されることができる。かかる成分は、腐食環境下の表面直下に濃化して酸化層を形成することにより、腐食速度を低減させる。
【００３２】
一例によると、ＪＡＳＯ  Ｍ  ６１１−９２のＢ方法で腐食試験を行ったとき、ＮｂとＳｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷのうち１種以上の複合濃化層内におけるＮｂの含有量の最大値が１０原子％以上であり、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷのうち１種以上の合計含有量の最大値が２０原子％以上であることができる。複合濃化層内におけるＮｂの含有量とＳｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷのうち１種以上の合計含有量が上記のような範囲に制御される場合には、目標とする耐食性の確保に有利となり得る。これに対し、複合濃化層内におけるＮｂとＳｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷのうち１種以上の含有量が大きいほど、耐食性の観点で有利であるため、本発明においてその上限については特に限定しない。
【００３３】
本発明の冷延鋼板には耐食性に優れるという利点がある。一例によると、本発明の冷延鋼板は、ＪＡＳＯ  Ｍ  ６１１−９２のＢ方法で腐食試験を行ったとき、腐食減量が２００ｍｇ／ｃｍ２以下であってもよい。
【００３４】
一例によると、本発明の冷延鋼板をなす結晶粒の平均粒径が９μｍ以上であることができる。結晶粒の平均粒径は、冷延鋼板の加工性に一定の影響を及ぼすが、その平均粒径が９μｍ未満の場合には、延性が劣化して加工性の観点で不利となる可能性がある。これに対し、結晶粒の平均粒径が大きいほど、耐食性の観点では有利であるため、本発明では、平均粒径の上限については特に限定しない。ここで、平均粒径とは、鋼板の断面で観察された結晶粒の平均円相当直径（ｃｉｒｃｕｌａｒ  ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  ｄｉａｍｅｔｅｒ）を意味する。
【００３５】
本発明の冷延鋼板には加工性に優れるという利点がある。一例によると、本発明の冷延鋼板は、塑性異方性係数（Ｌａｎｋｆｏｒｄ  ｖａｌｕｅ）の平均値（ｒｍ）が１．８以上であり、伸びが３８％以上であることができる。ここで、塑性異方性係数の平均値（ｒｍ）は下記式１により計算することができる。
［式１］ｒｍ＝（ｒ０＋２ｒ４５＋ｒ９０）／４
（ここで、ｒ０、ｒ４５、ｒ９０とはそれぞれ、圧延方向から０°、４５°、９０°方向から採取した試験片で測定した塑性異方性係数を意味する。）
【００３６】
上述した本発明の冷延鋼板は様々な方法により製造することができるが、その製造方法は特に制限されない。但し、好ましい一例として、以下のような方法により製造することができる。
【００３７】
以下、本発明の他の側面である耐食性及び加工性に優れた冷延鋼板の製造方法について詳細に説明する。
【００３８】
まず、上述した成分系を有するスラブを１２００℃以上の温度で再加熱する。
鋼中に存在する析出物を大部分再固溶する必要があるため、１２００℃以上の温度が必要となり、より好ましくは、析出物を円滑に固溶させるために、１２５０℃以上に加熱する。
【００３９】
次に、再加熱されたスラブをＡｒ３℃以上の温度で仕上げ圧延して熱延鋼板を得る。仕上げ圧延温度をＡｒ３℃以上の温度に限定した理由は、オーステナイト単相域において圧延を行うためである。
【００４０】
次に、熱延鋼板を５５０〜７５０℃で巻取りする。５５０℃以上で巻取りすることにより、固溶された状態で依然として残っているＮをＡｌＮとしてさらに析出させることができるため、優れた耐時効性を確保することができる。５５０℃未満で巻取りする場合には、ＡｌＮとして析出されず残っている固溶Ｎによって加工性が低下する可能性がある。これに対し、７５０℃を超える温度で巻取りすると、結晶粒が粗大して冷間圧延性を低下させる要因となる。
【００４１】
次に、巻取られた熱延鋼板を５０〜９５％の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板を得る。圧下率は、冷延鋼板の最終厚さを決定するためのものであって、圧下率５０％未満の場合には、目標とする最終厚さを確保することが難しく、９５％を超えると、圧延負荷が大きく冷間圧延を得ることが困難になる。
【００４２】
次に、冷延鋼板を６００〜９００℃で連続焼鈍する。上記焼鈍温度で連続焼鈍することにより、冷間圧延時に延伸された結晶粒が再結晶される。６００℃未満で焼鈍する場合には、再結晶が十分に起こらないため、冷間圧延時に生じた転位が十分に除去されないため延性が低下する。これに対し、９００℃を超える温度で焼鈍する場合には、結晶粒が粗大化し、強度が低下して加工性が低下する。上記連続焼鈍による再結晶は、６００〜８００℃程度の箱焼鈍を通じて行うことも可能である。
【００４３】
次に、必要に応じて、連続焼鈍された冷延鋼板の表面にアルミニウム系めっき層を形成する段階をさらに含むことができる。この場合、耐食性をさらに著しく向上させることができる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例を通じて本発明をより詳細に説明する。しかし、かかる実施例の記載は、本発明の実施を例示するためのものであって、かかる実施例の記載によって本発明が制限されるものではない。本発明の権利範囲は、特許請求の範囲に記載された事項とそれから合理的に類推される事項によって決定されるためである。
【００４５】
下記表１及び表２の組成を有する鋼スラブを１２５０℃で再加熱し、Ａｒ３以上の仕上げ圧延温度条件下で熱間圧延を行った。次に、６２０℃で巻取り、７０％の圧下率で冷間圧延し、８３０℃で連続焼鈍することで最終的に厚さ１．２ｍｍの冷延鋼板を得た。製造された各冷延鋼板に対して、自動車排気系模写腐食試験及び常温引張試験を介して耐食性及び加工性を評価し、下記表３に示した。
【００４６】
排気系腐食試験は、排気系内面の腐食環境を模写するＪＡＳＯ  Ｍ  ６１１−９２のＢ方法によって行った後、腐食試験を行った後の腐食減量を測定した。また、加工性を評価する尺度として、常温引張試験を介して塑性異方性係数（Ｌａｎｋｆｏｒｄ  ｖａｌｕｅ）の平均値ｒｍを測定した。
【００４７】
【表１】
2020509244.tif 000002
【００４８】
【表２】
2020509244.tif 000003
【００４９】
【表３】
2020509244.tif 000004
【００５０】
上記表３に示すように、本発明で提案する合金組成及び製造条件をすべて満たす発明鋼１〜６の場合には、腐食減量がすべて２００ｍｇ／ｃｍ２以下と耐食性が良好であり、ｒｍが１．８以上、伸びが３８％以上であるため加工性に優れることが分かる。
【００５１】
これに対し、比較鋼１〜３は、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの関係式１が０．２未満と加工性には優れるが、腐食減量が２００ｍｇ／ｃｍ２を超過し、発明鋼に比べて耐食性が劣っていた。
【００５２】
比較鋼４は、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗが大量に添加されて関係式１が１．５を超えて腐食減量が２００ｍｇ／ｃｍ２と耐食性に優れる側面がある。しかし、合金量が高く、ｒｍが１．８未満、伸びが３８％未満であるため、発明鋼に比べて加工性が劣っている。上記添加元素の含有量が増加するほどｒｍと伸びが減少したため、上記添加元素の含有量は制限される必要があることが分かる。
【００５３】
比較鋼５は、Ｎｂの添加量が少なく、腐食減量が２４５ｍｇ／ｃｍ２と発明鋼に比べて耐食性が劣っている。また、比較鋼６は、Ｎｂの添加量が多く、耐食性に優れるが、ｒｍ値が低下して加工性が良くない側面がある。また、添加した量に比べて耐食性の向上効果が大きくないため、経済性を考慮したとき、大量に添加することは制限される必要がある。
【００５４】
比較鋼７及び８はそれぞれ、ＣとＮが多く添加された場合である。そのため、炭化物または窒化物が大量に析出し、その結果、耐食性及び加工性がいずれも大きく劣っている。ここで、生成される析出物はＮｂＣまたはＮｂＮである。Ｎｂは、上述のように、本発明において耐食性の向上効果のために必然的に添加されるため、ＣとＮの含有量は厳格に制限される必要がある。
【００５５】
発明鋼の優れた耐食性は、腐食環境下で生成された表面部を構成する酸化層の種類及び割合に起因する。上記表３には、試験片の表面部を削りながら成分を測定し、腐食界面１μｍにおけるＮｂの含有量の最大値、及びＳｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの合計含有量の最大値がそれぞれ示されている。耐食性に優れた場合は、原子％で、上記Ｎｂの含有量の最大値が１０％以上である場合、且つ上記Ｓｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの合計含有量の最大値が２０％以上である場合である。上記成分が腐食環境下で表面に濃化して酸化層を形成することで、腐食速度を低減させたことが確認できる。
【００５６】
また、上記表３における結晶粒サイズが９μｍ以上の場合には、伸びが高く、加工性が良好であり、９μｍ未満の場合には、伸びが低く、加工性が低下することが分かる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月19日(2019.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐食性及び加工性に優れた冷延鋼板及びその製造方法に関し、より詳細には、自動車排気系の素材として好適に適用することができる耐食性及び加工性に優れた冷延鋼板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の運行時に、自動車のエンジンで化石燃料が燃焼し、硫酸ガス、硝酸ガスなどの有毒排気ガスとともに水蒸気が発生して排気系に排出される。運行状態に応じて、排気系内部の温度は高温及び低温を繰り返しながら変化する。高温から露点以下の低温への冷却過程において、排気系の内部には凝縮水が生成される。このように生成された凝縮水はＳＯ３２−、ＳＯ４２−、ＮＯ２−、ＮＯ３−、Ｃｌ−、ＮＨ４＋などの排気ガスから溶解されたイオンを含む。
【０００３】
かかるイオンが含まれた凝縮水は生成及び乾燥に応じて広いｐＨ範囲を有し、腐食力が強い環境を造成して排気系内部で鋼板の腐食を起こす。そのため、自動車用排気系に用いられる鋼板は寿命延長のために耐食性に優れるようにする必要がある。また、所望の形状の排気系を製造するために、一定量以上の機械的成形を必要とするため、機械的加工性が満たされるようにしなければならない。
【０００４】
現在、排気系の材料として用いられる鋼板には、アルミニウムめっき鋼板とステンレス鋼板がある。
【０００５】
特許文献１には、冷延鋼板の耐食性を補完するために、鋼板にＡｌ溶融めっきして耐食性を改善する技術が提案されている。アルミニウムめっき鋼板は、一般の炭素鋼にアルミニウムがめっきされているものであり、Ａｌ２Ｏ３不動態皮膜による強い耐食性を有する。特に、排気系外面で発生する可能性がある塩に対する耐腐食性が非常に高いという利点があり、排気系内面においても一定のｐＨ範囲で耐食性を発揮する。しかし、低いｐＨ範囲ではアルミニウムが溶出して除去され、再び除去されるときには、もはや耐食性を発揮することができなくなるという限界がある。
【０００６】
このような問題を克服するために、特許文献２及び３には、鋼板へのＣｕの添加を介してｐＨが低い環境における腐食を抑制する技術が提案されている。しかし、Ｃｕの添加は、高ｐＨ領域において逆に腐食を促すという欠点があるため限界がある。
【０００７】
一方、特許文献４には、鋼板の耐食性を大幅に向上させる技術としてＣｒを含むいくつかの合金元素を大量に添加することにより排気系用ステンレス鋼板を製造する技術が提案されている。ステンレス鋼板も、排気系内面における腐食に対して一定のｐＨ範囲でＣｒ２Ｏ３不動態皮膜による耐食性を有する。ｐＨが低い場合には、不動態膜が活性化して耐食性を失うが、ｐＨが上昇すると、鋼板内に固溶されているＣｒが再び酸化して不動態化することで耐食性が回復するという利点がある。しかし、アルミニウムめっきする場合に比べて排気系外面部において塩が原因となって錆が簡単に発生するという欠点がある。さらに、高価な合金元素が大量に添加されて経済性が低下する。
【０００８】
かかる排気系外面の発錆を低減させるために、特許文献５には、Ａｌめっきステンレス鋼板を製造する技術が開示されているが、これも高価なステンレス鋼板を用いる技術であるため、経済性が落ちるという限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−０８３３０５０号公報
【特許文献２】韓国登録特許第１０−０６９４６９７号公報
【特許文献３】韓国登録特許第１０−１１９７９５５号公報
【特許文献４】韓国公開特許第１０−２０１５−０１４０４２３号公報
【特許文献５】韓国登録特許第１０−１４８５６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明のいくつかの目的の一つは、耐食性及び加工性に優れた冷延鋼板及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面は、重量％で、Ｃ：０．０１％以下（０％を除く）、Ｓｉ：０．５％以下（０％を除く）、Ｍｎ：０．１〜０．５％、Ａｌ：０．１％以下（０％を除く）、Ｐ：０．０１％以下（０％を除く）、Ｓ：０．０１％以下、Ｎ：０．００５％以下、Ｎｂ：０．２〜０．８％を含み、Ｓｂ：０．５％以下、Ｃｒ：３．０％以下、Ｍｏ：１．０％以下、及びＷ：０．５％以下のうち１種以上を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物を含み、下記関係式１を満たす冷延鋼板を提供する。
［関係式１］
０．２≦［Ｓｂ］／０．５＋［Ｃｒ］／３．０＋［Ｍｏ］／１．０＋［Ｗ］０．５≦１．５
（ここで、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、及び［Ｗ］はそれぞれ、該当元素の含有量（重量％）を意味する。）
【００１２】
本発明の他の側面は、重量％で、Ｃ：０．０１％以下（０％を除く）、Ｓｉ：０．５％以下（０％を除く）、Ｍｎ：０．１〜０．５％、Ａｌ：０．１％以下（０％を除く）、Ｐ：０．０１％以下（０％を除く）、Ｓ：０．０１％以下、Ｎ：０．００５％以下、Ｎｂ：０．２〜０．８％を含み、Ｓｂ：０．５％以下、Ｃｒ：３．０％以下、Ｍｏ：１．０％以下、及びＷ：０．５％以下のうち１種以上を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物を含み、下記関係式１を満たすスラブを１２００℃以上の温度で再加熱する段階と、上記再加熱されたスラブをＡｒ３℃以上の温度で仕上げ圧延して熱延鋼板を得る段階と、上記熱延鋼板を５５０〜７５０℃で巻取る段階と、上記巻取られた熱延鋼板を５０〜９５％の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板を得る段階と、上記冷延鋼板を６００〜９００℃で連続焼鈍する段階と、を含む冷延鋼板の製造方法を提供する。
［関係式１］０．２≦［Ｓｂ］／０．５＋［Ｃｒ］／３．０＋［Ｍｏ］／１．０＋［Ｗ］０．５≦１．５
（ここで、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、及び［Ｗ］はそれぞれ、該当元素の含有量（重量％）を意味する。）
【発明の効果】
【００１３】
本発明のいくつかの効果の一つとして、本発明による冷延鋼板は、耐食性及び加工性に優れ、自動車排気系の素材として好適に適用することができる点が挙げられる。
【００１４】
本発明の様々且つ有意義な長所及び効果は上述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でさらに簡単に理解されることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
自動車排気系の素材として用いられる冷延鋼板の場合には、耐食性及び加工性に優れることが求められる。一般に、鋼材の耐食性を高めるためには、合金元素を大量に添加する方法を用いる。しかし、この場合、素材のコストが増加して経済性が低下するだけでなく、加工性が低下する結果をもたらす。そこで、合金元素を大量に添加することなく耐食性及び加工性をともに確保することができる方法を発明する必要性がある。
【００１６】
本発明者らは、上記の目的を達成するために、合金元素の種類及び含有量ならびに製造条件を適正化することにより、上述の目標物性を有する冷延鋼板を製造することができる点を認知し、本発明を完成するに至った。
【００１７】
以下、本発明の一側面である耐食性及び加工性に優れた冷延鋼板について詳細に説明する。
【００１８】
まず、冷延鋼板の合金成分及び好ましい含有量範囲について詳細に説明する。後述する各成分の含有量は、特に言及しない限り、すべて重量基準であることを予め明らかにしておく。
【００１９】
Ｃ：０．０１％以下（０％を除く）
Ｃの含有量が多すぎる場合には、延性が低下し、加工性が著しく低下するだけでなく、排気系内面における耐腐食性も低下させるため、Ｃの含有量の上限を０．０１％、好ましくは０．００８％、より好ましくは０．００４％に制限する。
【００２０】
Ｓｉ：０．５％以下（０％を除く）
Ｓｉは、脱炭剤として用いられる元素であり、固溶強化による強度向上に寄与する。また、表面に生成されるＳｉＯ２酸化物は、凝縮水の腐食を遅らせる役割も果たすことができる。しかし、多すぎる場合には、焼鈍時の表面にＳｉ系酸化物が生成され、めっき時の欠陥を誘発してめっき性を低下させる可能性があるため、Ｓｉの含有量の上限を０．５％、好ましくは０．３％、より好ましくは０．１％に制限する。
【００２１】
Ｍｎ：０．１〜０．５％
Ｍｎは、鋼中固溶Ｓと結合してＭｎＳとして析出するため、固溶Ｓによる赤熱脆性（Ｈｏｔ  ｓｈｏｒｔｎｅｓｓ）を防止する元素である。かかる効果を奏するためには０．１％以上含まれることが好ましい。しかし、０．５％を超えると、材質が硬化して延性を著しく低下させ得る。
【００２２】
Ａｌ：０．１％以下（０％を除く）
Ａｌは、脱酸効果が非常に大きい元素であり、鋼中Ｎと反応してＡｌＮを析出させることで、固溶Ｎによる成形性の低下を防止する。しかし、大量に添加される場合には、延性が急激に低下するため、Ａｌの含有量を０．１％以下に制限する。
【００２３】
Ｐ：０．０１％以下（０％を除く）
一定量以下のＰの添加は、鋼の延性を大幅に減少させることなく、強度を上げることができる。但し、０．０１％を超えて添加すると、結晶粒界に偏析して鋼を硬化させるため、０．０１％以下に制限することが好ましい。
【００２４】
Ｓ：０．０１％以下
Ｓは鋼中に必然的に含有される不純物元素である。Ｓは固溶時の赤熱脆性を誘発する元素であるため、Ｍｎの添加を介してＭｎＳの析出が誘導されるようにする必要がある。しかし、過度なＭｎＳの析出は、鋼を硬化させるため、好ましくない。したがって、Ｓの上限を０．０１％に制限する。
【００２５】
Ｎ：０．００５％以下
Ｎも、鋼中に必然的に含有される不純物元素である。析出されず固溶された状態で存在するＮは、延性を低下させ、耐時効性を悪化させるだけでなく、加工性を低下させるため、Ｎの上限を０．００５％に制限する。
【００２６】
Ｎｂ：０．２〜０．８％
Ｎｂは、高温でＮと結合してＮｂＮとして簡単に析出される元素であり、固溶Ｎの含有量の制御に効果的な元素である。また、Ｎと結合した後に残った固溶Ｎｂは、表面にＮｂ２Ｏ５酸化膜を形成して腐食環境における耐食性を大幅に向上させるという効果を奏する。本発明では、かかる効果を得るために、０．２％以上含むことが好ましく、０．２１％以上含むことがより好ましい。但し、Ｎｂの含有量が多すぎる場合には、添加量に対する耐食性の向上効果がわずかであり、加工性を低下させるため、Ｎｂの含有量の上限を０．８％に制限する。
【００２７】
Ｓｂ：０．５％以下、Ｃｒ：３．０％以下、Ｍｏ：１．０％以下、及びＷ：０．５％以下のうち１種以上
Ｓｂは、鋼板表面に濃化する傾向が強く、酸化物を簡単に形成して、少量の添加でも耐食性の向上効果が大きい。しかし、大量に添加されると、鋼の延性を大幅に減少させるため、Ｓｂの含有量を０．５％以下に制限する。
Ｃｒは、鋼中に固溶されて、表面の空気中に露出するとき、Ｃｒ２Ｏ３不動態皮膜を簡単に形成して耐食性を向上させるだけでなく、多く添加されても鋼板の加工性を大幅に低下させないため代表的な耐食性向上元素として用いられる。但し、Ｃｒの添加量が３．０％を超えると、添加量に対する耐食性の向上効果が大きくなく、コストが増加するため、上限を３．０％に制限する。
Ｍｏは、孔食腐食に対する抵抗性を増加させるとともに、耐食性を向上させる元素であって、少量の添加でも効果が大きい元素である。しかし、過度に添加する場合には、添加量に対する耐食性の向上効果が小さく、加工性が低下するため、上限を１．０％に制限する。
Ｗは、空気中に酸化して耐食性に優れた酸化物を形成する元素であって、少量添加時には効果があるが、多く添加されると、添加量に対する耐食性の向上効果が小さく、加工性が低下するため、含有量を０．５％以下に制限する。
【００２８】
本発明の他の成分は鉄（Ｆｅ）である。但し、通常の製造過程では、原料や周囲の環境から意図しない不純物が必然的に混入される可能性があるため、これを排除することはできない。これらの不純物は、通常の製造過程における技術者であれば誰でも分かるものであるため、そのすべての内容を具体的に言及することはしない。
【００２９】
一方、上記のような鋼材の合金設計におけるＳｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷの含有量は、下記関係式１を満たすように制御することが好ましい。下記関係式１は、冷延鋼板の加工性及び耐食性をともに向上させることができる合金元素の組み合わせを因子化したものである。鋼中Ｓｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷの含有量が下記関係式１を満たす場合、耐食性を効果的に向上させるとともに、目標とする加工性を満たすことができる。
［関係式１］
０．２≦［Ｓｂ］／０．５＋［Ｃｒ］／３．０＋［Ｍｏ］／１．０＋［Ｗ］０．５≦１．５
（ここで、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、及び［Ｗ］はそれぞれ、該当元素の含有量（重量％）を意味する。）
【００３０】
以下、本発明の一側面である耐食性及び加工性に優れた冷延鋼板のさらなる特徴について詳細に説明する。
【００３１】
本発明の冷延鋼板は、腐食環境下において、表面直下に厚さ１μｍ以下（０μｍを除く）のＮｂと、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷのうち１種以上の複合濃化層が形成されることができる。かかる成分は、腐食環境下の表面直下に濃化して酸化層を形成することにより、腐食速度を低減させる。
【００３２】
一例によると、ＪＡＳＯ  Ｍ  ６１１−９２のＢ方法で腐食試験を行ったとき、ＮｂとＳｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷのうち１種以上の複合濃化層内におけるＮｂの含有量が１０原子％以上であり、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷのうち１種以上の合計含有量が２０原子％以上であることができる。複合濃化層内におけるＮｂの含有量とＳｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷのうち１種以上の合計含有量が上記のような範囲に制御される場合には、目標とする耐食性の確保に有利となり得る。これに対し、複合濃化層内におけるＮｂとＳｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷのうち１種以上の含有量が大きいほど、耐食性の観点で有利であるため、本発明においてその上限については特に限定しない。
【００３３】
本発明の冷延鋼板には耐食性に優れるという利点がある。一例によると、本発明の冷延鋼板は、ＪＡＳＯ  Ｍ  ６１１−９２のＢ方法で腐食試験を行ったとき、腐食減量が２００ｍｇ／ｃｍ２以下であってもよい。
【００３４】
一例によると、本発明の冷延鋼板をなす結晶粒の平均粒径が９μｍ以上であることができる。結晶粒の平均粒径は、冷延鋼板の加工性に一定の影響を及ぼすが、その平均粒径が９μｍ未満の場合には、延性が劣化して加工性の観点で不利となる可能性がある。これに対し、結晶粒の平均粒径が大きいほど、耐食性の観点では有利であるため、本発明では、平均粒径の上限については特に限定しない。ここで、平均粒径とは、鋼板の断面で観察された結晶粒の平均円相当直径（ｃｉｒｃｕｌａｒ  ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  ｄｉａｍｅｔｅｒ）を意味する。
【００３５】
本発明の冷延鋼板には加工性に優れるという利点がある。一例によると、本発明の冷延鋼板は、塑性異方性係数（Ｌａｎｋｆｏｒｄ  ｖａｌｕｅ）の平均値（ｒｍ）が１．８以上であり、伸びが３８％以上であることができる。ここで、塑性異方性係数の平均値（ｒｍ）は下記式１により計算することができる。
［式１］ｒｍ＝（ｒ０＋２ｒ４５＋ｒ９０）／４
（ここで、ｒ０、ｒ４５、ｒ９０とはそれぞれ、圧延方向から０°、４５°、９０°方向から採取した試験片で測定した塑性異方性係数を意味する。）
【００３６】
上述した本発明の冷延鋼板は様々な方法により製造することができるが、その製造方法は特に制限されない。但し、好ましい一例として、以下のような方法により製造することができる。
【００３７】
以下、本発明の他の側面である耐食性及び加工性に優れた冷延鋼板の製造方法について詳細に説明する。
【００３８】
まず、上述した成分系を有するスラブを１２００℃以上の温度で再加熱する。
鋼中に存在する析出物を大部分再固溶する必要があるため、１２００℃以上の温度が必要となり、より好ましくは、析出物を円滑に固溶させるために、１２５０℃以上に加熱する。
【００３９】
次に、再加熱されたスラブをＡｒ３℃以上の温度で仕上げ圧延して熱延鋼板を得る。仕上げ圧延温度をＡｒ３℃以上の温度に限定した理由は、オーステナイト単相域において圧延を行うためである。
【００４０】
次に、熱延鋼板を５５０〜７５０℃で巻取りする。５５０℃以上で巻取りすることにより、固溶された状態で依然として残っているＮをＡｌＮとしてさらに析出させることができるため、優れた耐時効性を確保することができる。５５０℃未満で巻取りする場合には、ＡｌＮとして析出されず残っている固溶Ｎによって加工性が低下する可能性がある。これに対し、７５０℃を超える温度で巻取りすると、結晶粒が粗大して冷間圧延性を低下させる要因となる。
【００４１】
次に、巻取られた熱延鋼板を５０〜９５％の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板を得る。圧下率は、冷延鋼板の最終厚さを決定するためのものであって、圧下率５０％未満の場合には、目標とする最終厚さを確保することが難しく、９５％を超えると、圧延負荷が大きく冷間圧延を得ることが困難になる。
【００４２】
次に、冷延鋼板を６００〜９００℃で連続焼鈍する。上記焼鈍温度で連続焼鈍することにより、冷間圧延時に延伸された結晶粒が再結晶される。６００℃未満で焼鈍する場合には、再結晶が十分に起こらないため、冷間圧延時に生じた転位が十分に除去されないため延性が低下する。これに対し、９００℃を超える温度で焼鈍する場合には、結晶粒が粗大化し、強度が低下して加工性が低下する。上記連続焼鈍による再結晶は、６００〜８００℃程度の箱焼鈍を通じて行うことも可能である。
【００４３】
次に、必要に応じて、連続焼鈍された冷延鋼板の表面にアルミニウム系めっき層を形成する段階をさらに含むことができる。この場合、耐食性をさらに著しく向上させることができる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例を通じて本発明をより詳細に説明する。しかし、かかる実施例の記載は、本発明の実施を例示するためのものであって、かかる実施例の記載によって本発明が制限されるものではない。本発明の権利範囲は、特許請求の範囲に記載された事項とそれから合理的に類推される事項によって決定されるためである。
【００４５】
下記表１及び表２の組成を有する鋼スラブを１２５０℃で再加熱し、Ａｒ３以上の仕上げ圧延温度条件下で熱間圧延を行った。次に、６２０℃で巻取り、７０％の圧下率で冷間圧延し、８３０℃で連続焼鈍することで最終的に厚さ１．２ｍｍの冷延鋼板を得た。製造された各冷延鋼板に対して、自動車排気系模写腐食試験及び常温引張試験を介して耐食性及び加工性を評価し、下記表３に示した。
【００４６】
排気系腐食試験は、排気系内面の腐食環境を模写するＪＡＳＯ  Ｍ  ６１１−９２のＢ方法によって行った後、腐食試験を行った後の腐食減量を測定した。また、加工性を評価する尺度として、常温引張試験を介して塑性異方性係数（Ｌａｎｋｆｏｒｄ  ｖａｌｕｅ）の平均値ｒｍを測定した。
【００４７】
【表１】
2020509244.tif 000005
【００４８】
【表２】
2020509244.tif 000006
【００４９】
【表３】
2020509244.tif 000007
【００５０】
上記表３に示すように、本発明で提案する合金組成及び製造条件をすべて満たす発明鋼１〜６の場合には、腐食減量がすべて２００ｍｇ／ｃｍ２以下と耐食性が良好であり、ｒｍが１．８以上、伸びが３８％以上であるため加工性に優れることが分かる。
【００５１】
これに対し、比較鋼１〜３は、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの関係式１が０．２未満と加工性には優れるが、腐食減量が２００ｍｇ／ｃｍ２を超過し、発明鋼に比べて耐食性が劣っていた。
【００５２】
比較鋼４は、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗが大量に添加されて関係式１が１．５を超えて腐食減量が２００ｍｇ／ｃｍ２と耐食性に優れる側面がある。しかし、合金量が高く、ｒｍが１．８未満、伸びが３８％未満であるため、発明鋼に比べて加工性が劣っている。上記添加元素の含有量が増加するほどｒｍと伸びが減少したため、上記添加元素の含有量は制限される必要があることが分かる。
【００５３】
比較鋼５は、Ｎｂの添加量が少なく、腐食減量が２４５ｍｇ／ｃｍ２と発明鋼に比べて耐食性が劣っている。また、比較鋼６は、Ｎｂの添加量が多く、耐食性に優れるが、ｒｍ値が低下して加工性が良くない側面がある。また、添加した量に比べて耐食性の向上効果が大きくないため、経済性を考慮したとき、大量に添加することは制限される必要がある。
【００５４】
比較鋼７及び８はそれぞれ、ＣとＮが多く添加された場合である。そのため、炭化物または窒化物が大量に析出し、その結果、耐食性及び加工性がいずれも大きく劣っている。ここで、生成される析出物はＮｂＣまたはＮｂＮである。Ｎｂは、上述のように、本発明において耐食性の向上効果のために必然的に添加されるため、ＣとＮの含有量は厳格に制限される必要がある。
【００５５】
発明鋼の優れた耐食性は、腐食環境下で生成された表面部を構成する酸化層の種類及び割合に起因する。上記表３には、試験片の表面部を削りながら成分を測定し、腐食界面１μｍにおけるＮｂの含有量、及びＳｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの合計含有量がそれぞれ示されている。耐食性に優れた場合は、原子％で、上記Ｎｂの含有量が１０％以上である場合、且つ上記Ｓｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの合計含有量が２０％以上である場合である。上記成分が腐食環境下で表面に濃化して酸化層を形成することで、腐食速度を低減させたことが確認できる。
【００５６】
また、上記表３における結晶粒サイズが９μｍ以上の場合には、伸びが高く、加工性が良好であり、９μｍ未満の場合には、伸びが低く、加工性が低下することが分かる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、Ｃ：０．０１％以下（０％を除く）、Ｓｉ：０．５％以下（０％を除く）、Ｍｎ：０．１〜０．５％、Ａｌ：０．１％以下（０％を除く）、Ｐ：０．０１％以下（０％を除く）、Ｓ：０．０１％以下、Ｎ：０．００５％以下、Ｎｂ：０．２〜０．８％を含み、Ｓｂ：０．５％以下、Ｃｒ：３．０％以下、Ｍｏ：１．０％以下、及びＷ：０．５％以下のうち１種以上を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物を含み、下記関係式１を満たす、冷延鋼板。
［関係式１］
０．２≦［Ｓｂ］／０．５＋［Ｃｒ］／３．０＋［Ｍｏ］／１．０＋［Ｗ］０．５≦１．５
（ここで、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、及び［Ｗ］はそれぞれ、該当元素の含有量（重量％）を意味する。）
【請求項２】
腐食環境下において、表面直下に、厚さ１μｍ以下（０μｍを除く）のＮｂと、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷのうち１種以上の複合濃化層が形成されている、請求項１に記載の冷延鋼板。
【請求項３】
ＪＡＳＯ  Ｍ  ６１１−９２のＢ方法により腐食試験を行ったとき、Ｎｂと、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷのうち１種以上の複合濃化層内におけるＮｂの含有量が１０原子％以上であり、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＷのうち１種以上の合計含有量が２０原子％以上である、請求項２に記載の冷延鋼板。
【請求項４】
前記冷延鋼板をなす結晶粒の平均粒径が９μｍ以上である、請求項１に記載の冷延鋼板。
【請求項５】
ＪＡＳＯ  Ｍ  ６１１−９２のＢ方法により腐食試験を行ったとき、腐食減量が２００ｍｇ／ｃｍ２以下である、請求項１に記載の冷延鋼板。
【請求項６】
塑性異方性係数（Ｌａｎｋｆｏｒｄ  ｖａｌｕｅ）の平均値（ｒｍ）が１．８以上であり、伸びが３８％以上である、請求項１に記載の冷延鋼板。
【請求項７】
表面にアルミニウム系めっき層が形成されている、請求項１に記載の冷延鋼板。
【請求項８】
重量％で、Ｃ：０．０１％以下（０％を除く）、Ｓｉ：０．５％以下（０％を除く）、Ｍｎ：０．１〜０．５％、Ａｌ：０．１％以下（０％を除く）、Ｐ：０．０１％以下（０％を除く）、Ｓ：０．０１％以下、Ｎ：０．００５％以下、Ｎｂ：０．２〜０．８％を含み、Ｓｂ：０．５％以下、Ｃｒ：３．０％以下、Ｍｏ：１．０％以下、及びＷ：０．５％以下のうち１種以上を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物を含み、下記関係式１を満たすスラブを１２００℃以上の温度で再加熱する段階と、
前記再加熱されたスラブをＡｒ３℃以上の温度で仕上げ圧延して熱延鋼板を得る段階と、
前記熱延鋼板を５５０〜７５０℃で巻取る段階と、
前記巻取られた熱延鋼板を５０〜９５％の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板を得る段階と、
前記冷延鋼板を６００〜９００℃で連続焼鈍する段階と、を含む、冷延鋼板の製造方法。
［関係式１］
０．２≦［Ｓｂ］／０．５＋［Ｃｒ］／３．０＋［Ｍｏ］／１．０＋［Ｗ］０．５≦１．５
（ここで、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］、及び［Ｗ］はそれぞれ、該当元素の含有量（重量％）を意味する。）
【請求項９】
前記連続焼鈍を行った後、前記連続焼鈍された冷延鋼板の表面にアルミニウム系めっき層を形成する段階をさらに含む、請求項８に記載の冷延鋼板の製造方法。
【国際調査報告】
2020509244.tif 000008
2020509244.tif 000009
2020509244.tif 000010
2020509244.tif 000011