特許 6383503 Ｎｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板及びその製造方法、並びにＮｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6383503

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】Ｎｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板及びその製造方法、並びにＮｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22C 38/00 20060101AFI20180820BHJP

   C21D 9/46 20060101ALI20180820BHJP

   C22C 38/38 20060101ALI20180820BHJP

   C22C 38/58 20060101ALI20180820BHJP

   C21D 8/02 20060101ALI20180820BHJP

【ＦＩ】

   C22C38/00 302Z

   C21D9/46 R

   C22C38/38

   C22C38/58

   C21D8/02 D

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-549433(P2017-549433)

(86)(22)【出願日】2017年1月31日

(86)【国際出願番号】JP2017003379

(87)【国際公開番号】WO2017135240

(87)【国際公開日】20170810

【審査請求日】2017年9月20日

(31)【優先権主張番号】特願2016-17883(P2016-17883)

(32)【優先日】2016年2月2日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】714003416

【氏名又は名称】日新製鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100122437

【弁理士】

【氏名又は名称】大宅 一宏

(72)【発明者】

【氏名】藥師神 豊

(72)【発明者】

【氏名】弘中 明

(72)【発明者】

【氏名】今川 一成

【審査官】 川口 由紀子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１７９１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７９１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２５９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１８７２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９０４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１４８７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２０８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１９９２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１９００２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ３８／００−３８／６０

Ｃ２１Ｄ ８／０２

Ｃ２１Ｄ ９／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｃ：０．０３０質量％以下、Ｓｉ：２．００質量％以下、Ｍｎ：２．００質量％以下、Ｐ：０．０５０質量％以下、Ｓ：０．０４０質量％以下、Ｃｒ：１０．００質量％〜２５．００質量％、Ｎ：０．０３０質量％以下、Ｎｂ：０．０１質量％〜０．８０質量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有するＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板であって、
Ｕノッチ試験片でのシャルピー衝撃試験による延性−脆性遷移温度(ＤＢＴＴ)が２０℃以下であり、Ｎｂ炭窒化物の析出量がＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板の質量に対して０．２質量％以上であり、且つ粒径０．１μｍ以下のラーベス相が面積１０μｍ^２あたり１０個以下であることを特徴とするＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板。

【請求項2】

Ｎｉ：２．００質量％以下、Ｍｏ：２．５０質量％以下、Ｃｕ：１．８０質量％以下、Ｃｏ：０．５０質量％以下、Ａｌ：０．５０質量％以下、Ｗ：１．８０質量％以下、Ｖ：０．３０質量％以下、Ｔｉ：０．５０質量％以下、Ｚｒ：０．２０質量％以下、Ｂ：０．００５０質量％以下、希土類元素：０．１００質量％以下、Ｃａ：０．００５０質量％以下の１種以上をさらに含有する組成を有することを特徴とする請求項１に記載のＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板。

【請求項3】

排気管フランジ部品の製造に用いられることを特徴とする請求項１又は２に記載のＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板。

【請求項4】

請求項１に記載のＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板を製造する方法であって、
Ｃ：０．０３０質量％以下、Ｓｉ：２．００質量％以下、Ｍｎ：２．００質量％以下、Ｐ：０．０５０質量％以下、Ｓ：０．０４０質量％以下、Ｃｒ：１０．００質量％〜２５．００質量％、Ｎ：０．０３０質量％以下、Ｎｂ：０．０１質量％〜０．８０質量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有するステンレス鋼スラブを熱延する際に、１０００℃〜１１００℃の温度で６０秒以上保持すると共に仕上熱延温度を８５０℃以上とし、熱延後に５５０℃以下の巻取温度で巻取ることを特徴とするＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板の製造方法。

【請求項5】

Ｎｉ：２．００質量％以下、Ｍｏ：２．５０質量％以下、Ｃｕ：１．８０質量％以下、Ｃｏ：０．５０質量％以下、Ａｌ：０．５０質量％以下、Ｗ：１．８０質量％以下、Ｖ：０．３０質量％以下、Ｔｉ：０．５０質量％以下、Ｚｒ：０．２０質量％以下、Ｂ：０．００５０質量％以下、希土類元素：０．１００質量％以下、Ｃａ：０．００５０質量％以下の１種以上をさらに含有する組成を有することを特徴とする請求項４に記載のＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板の製造方法。

【請求項6】

請求項４又は５に記載の方法で得られたＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板を焼鈍した後、７０％以上の圧下率で冷延して焼鈍することを特徴とするＮｂ含有フェライト系ステンレス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、Ｎｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板及びその製造方法、並びにＮｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板及びその製造方法に関する。特に、本発明は、排気管フランジ部品及び排気管部品を製造するために用いられるＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板及びその製造方法、並びにＮｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

排気管フランジ部品及び排気管部品には耐食性、耐熱性及び強度などの特性が要求されるため、このような特性に優れるステンレス鋼板が素材として用いられている。ここで、排気管部品とは、内部を排気ガスが流通可能な部品のことを意味し、特に、自動車におけるエキゾーストマニホールド、フロントパイプ、センターパイプ、触媒コンバータ外筒などの部品を意味する。また、排気管フランジ部品とは、排気管部品の端部に溶接接合され、当該排気管部品と他の部品との締結機能を担うフランジ部を構成する部品を意味する。
従来、ステンレス鋼板としては、製造性が良好なオーステナイト系ステンレス鋼板が一般に用いられてきたけれども、熱膨張係数及びコストの面で有利なフェライト系ステンレス鋼板への置き換えが進んでいる。このようなフェライト系ステンレス鋼板としては、Ｎｂ含有フェライト系ステンレス鋼板が挙げられる。

【0003】

排気管フランジ部品は、熱延鋼板を冷間鍛造することによって製造される。また、排気管フランジ部品は、排気管部品の端部に対応する穴、ボトル締結用の穴を有し、切削加工も施されているのが一般的である。そのため、排気管フランジ部品の製造に用いられる熱延鋼板には加工性が要求される。
また、排気管部品は、一般に、冷延鋼板をプレス加工したり、冷延鋼板をパイプ加工した後に種々の加工を行ったりすることによって製造される。そのため、排気管部品の製造に用いられる冷延鋼板にも加工性が要求される。特に、近年の排気管部品（特に、エキゾーストマニホールド）の小型化に伴い、冷延鋼板の加工性の更なる向上が望まれている。冷延鋼板の加工性はランクフォード値（以下、「ｒ値」という。）を指標として表すことができ、ｒ値を向上させるためには、冷延圧下率を大きくすることが有効である。
しかしながら、Ｎｂ含有フェライト系ステンレス鋼板は、熱延時にラーベス相（Ｆｅ₂Ｎｂを主体とする金属間化合物）が生成して靱性低下を起こし易い。また、本来フェライト系ステンレス鋼板は、４７５℃脆化が起こり易い。そのため、厚ゲージ（５ｍｍ〜１０ｍｍ）のＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板を製造し、これを冷延すると、割れが発生し易く、冷延圧下率を大きくすることが難しい。

【0004】

Ｎｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板の靱性を向上させる方法としては、例えば、Ｃ及びＮの合計量を特定の範囲に制御することにより、ラーベス相の生成を抑制する手法が特許文献１に提案されている。
また、Ｎｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板の加工性を向上させる方法としては、例えば、熱延仕上開始温度、終了温度及び熱延板焼鈍温度などを制御する手法が特許文献２に提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１０−２３７６０２号公報

【特許文献2】特開２００２−３０３４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の手法は、板厚が４．５ｍｍ程度のＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板を対象としており、厚ゲージのＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板に対してはラーベス相の生成を十分に抑制することができない。
また、特許文献２の手法を用いたとしても、Ｎｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板の加工性が十分に確保されないという問題がある。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、靱性及び加工性に優れたＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、加工性に優れたＮｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者は、上記の問題を解決すべく鋭意研究を続けた結果、特定の組成を有するステンレス鋼スラブを熱延する際に、１１００℃〜１０００℃の温度で６０秒以上保持すると共に仕上熱延温度を８５０℃以上とし、熱延後に５５０℃以下の巻取温度で巻取ることによってＮｂ炭窒化物及びラーベス相の量を適正範囲に制御することができ、その結果としてＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板の靱性が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
また、本発明者らは、このＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板を焼鈍した後、７０％以上の圧下率で冷延して焼鈍することによってｒ値を１．２以上に高めることができ、その結果としてＮｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板の加工性が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。

【0008】

すなわち、本発明は、Ｃ：０．０３０質量％以下、Ｓｉ：２．００質量％以下、Ｍｎ：２．００質量％以下、Ｐ：０．０５０質量％以下、Ｓ：０．０４０質量％以下、Ｃｒ：１０．００質量％〜２５．００質量％、Ｎ：０．０３０質量％以下、Ｎｂ：０．０１質量％〜０．８０質量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有するＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板であって、Ｎｂ炭窒化物の析出量が０．２質量％以上であり、且つ粒径０．１μｍ以下のラーベス相が面積１０μｍ²あたり１０個以下であることを特徴とするＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板である。
また、本発明は、Ｃ：０．０３０質量％以下、Ｓｉ：２．００質量％以下、Ｍｎ：２．００質量％以下、Ｐ：０．０５０質量％以下、Ｓ：０．０４０質量％以下、Ｃｒ：１０．００質量％〜２５．００質量％、Ｎ：０．０３０質量％以下、Ｎｂ：０．０１質量％〜０．８０質量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有するステンレス鋼スラブを熱延する際に、１０００℃〜１１００℃の温度で６０秒以上保持すると共に仕上熱延温度を８５０℃以上とし、熱延後に５５０℃以下の巻取温度で巻取ることを特徴とするＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板の製造方法である。

【0009】

また、本発明は、Ｃ：０．０３０質量％以下、Ｓｉ：２．００質量％以下、Ｍｎ：２．００質量％以下、Ｐ：０．０５０質量％以下、Ｓ：０．０４０質量％以下、Ｃｒ：１０．００質量％〜２５．００質量％、Ｎ：０．０３０質量％以下、Ｎｂ：０．０１質量％〜０．８０質量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有するＮｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板であって、Ｎｂ炭窒化物の析出量が０．２質量％以上であり、粒径０．１μｍ以下のラーベス相が面積１０μｍ²あたり１０個以下であり、且つｒ値が１．２以上であることを特徴とするＮｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板である。
さらに、本発明は、上記のＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板を焼鈍した後、７０％以上の圧下率で冷延して焼鈍することを特徴とするＮｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板の製造方法である。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、靱性及び加工性に優れたＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板及びその製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、加工性に優れたＮｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板及びその製造方法を提供することができる。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜Ｎｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板＞
本発明のＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板（以下、「熱延鋼板」と略すことがある。）は、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｒ、Ｎ、Ｎｂを含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を有する。また、本発明の熱延鋼板は、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｗ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂ、希土類元素、Ｃａの１種以上をさらに含有する組成を有していてもよい。
以下、本発明の熱延鋼板について詳細に説明する。

【0012】

＜Ｃ：０．０３０質量％以下＞
Ｃは、鋼を硬質化させ、熱延鋼板の靱性を低下させる要因となる。そのため、Ｃの含有量は０．０３０質量％以下に制限される。ただし、Ｃの含有量を極度に低下させる必要はなく、一般に０．００１質量％〜０．０３０質量％、好ましくは０．００３質量％〜０．０２５質量％、より好ましくは０．００５質量％〜０．０２０質量％のＣ含有量とすればよい。

【0013】

＜Ｓｉ：２．００質量％以下、Ｍｎ：２．００質量％以下＞
Ｓｉ及びＭｎは、脱酸剤として有効である他、耐高温酸化性を向上させる作用を有する。特に、耐高温酸化性を重視する場合には、Ｓｉについては０．０５質量％以上、Ｍｎについても０．０５質量％以上の含有量を確保することが効果的である。ただし、これらの元素を多量に含有させると鋼の脆化を招く要因となる。種々検討の結果、Ｓｉ及びＭｎともに２．００質量％以下の含有量に制限される。Ｓｉ及びＭｎの含有量はともに１．００質量％以下、又は０．５０質量％以下に管理してもよい。また、Ｓｉ及びＭｎの含有量の下限は、特に限定されないが、一般に０．０５質量％、好ましくは０．１質量％、より好ましくは０．１５質量％である。

【0014】

＜Ｐ：０．０５０質量％以下、Ｓ：０．０４０質量％以下＞
Ｐ及びＳは、多量に含有すると耐食性低下などの要因となり得る。そのため、Ｐの含有量は０．０５０質量％以下、Ｓの含有量は０．０４０質量％以下に制限される。通常、Ｐの含有量は０．０１０質量％〜０．０５０質量％、Ｓの含有量は０．０００５質量％〜０．０４０質量％の範囲とすればよい。また、Ｐの好ましい含有量は、０．０２０質量％〜０．０４０質量％、Ｓの好ましい含有量は０．００１質量％〜０．０１０質量％である。特に、耐食性を重視する場合はＳの含有量を０．００５質量％以下に制限することが効果的である。

【0015】

＜Ｃｒ：１０．００質量％〜２５．００質量％＞
Ｃｒは、ステンレス鋼としての耐食性を確保するために重要な元素であると共に、耐高温酸化性の向上にも有効である。これらの作用を発揮させるためには１０．００質量％以上のＣｒ含有量が必要となる。Ｃｒの含有量は、好ましくは１３．５０質量％以上、より好ましくは１７．００質量％以上とすることが、上記の作用を発揮させる点で効果的である。一方、多量にＣｒを含有させると、鋼の硬質化及び靱性低下によって厚ゲージ熱延鋼板の製造性が難しくなる。種々検討の結果、Ｃｒの含有量は２５．００質量％以下、好ましくは２２．００質量％以下、より好ましくは２０．００質量％以下に制限される。

【0016】

＜Ｎ：０．０３０質量％以下＞
Ｎは、靱性を低下させる要因となる。そのため、Ｎの含有量は０．０３０質量％以下に制限される。ただし、Ｎの含有量を極度に低下させる必要はなく、一般に０．００１質量％〜０．０３０質量％、好ましくは０．００５質量％〜０．０２５質量％のＮ含有量とすればよい。

【0017】

＜Ｎｂ：０．０１質量％〜０．８０質量％＞
Ｎｂは、Ｃ及びＮを固定することによってＣｒ炭窒化物（炭化物・窒化物）の粒界偏析を抑制し、鋼の耐食性及び耐高温酸化性を高く維持する上で極めて有効な元素である。そのため、Ｎｂの含有量は０．０１質量％以上とする必要がある。Ｎｂの含有量は０．０５質量％以上とすることが効果的であり、０．２０質量％以上とすることがより効果的である。ただし、Ｎｂの含有量が高すぎると、熱延鋼板の靱性低下を助長するので好ましくない。種々検討の結果、Ｎｂの含有量は０．８０質量％以下、好ましくは０．６０質量％以下に制限される。

【0018】

＜Ｎｉ：２．００質量％以下＞
Ｎｉは、腐食の進行を抑制する作用があり、必要に応じて添加することができる。その場合、０．０１質量％以上のＮｉ含有量を確保することが効果的である。ただし、多量のＮｉを含有させると加工性に悪影響を及ぼすことがあるので、Ｎｉを添加する場合は２．００質量％以下、好ましくは１．００質量％以下の範囲で行う必要がある。

【0019】

＜Ｍｏ：２．５０質量％以下＞
Ｍｏは、耐食性の向上に有効な元素であり、必要に応じて添加することができる。その場合、０．０２質量％以上のＭｏ含有量を確保することが効果的であり、０．５０質量％以上とすることがより効果的である。ただし、多量のＭｏを含有させると靱性に悪影響を及ぼすので、Ｍｏを添加する場合は２．５０質量％以下、好ましくは１．５０質量％以下の範囲で行う必要がある。

【0020】

＜Ｃｕ：１．８０質量％以下＞
Ｃｕは、低温靱性の向上に有効であると共に、高温強度の向上にも有効な元素である。そのため、必要に応じてＣｕを添加することができる。その場合、０．０２質量％以上のＣｕ含有量を確保することが効果的である。ただし、多量にＣｕを添加すると加工性がむしろ低下するようになる。Ｃｕを添加する場合は１．８０質量％以下、好ましくは０．８０質量％以下の範囲で行う必要がある。

【0021】

＜Ｃｏ：０．５０質量％以下＞
Ｃｏは、低温靭性に寄与する元素であり、必要に応じて添加することができる。その場合、０．０１０質量％以上のＣｏ含有量を確保することが効果的である。ただし、Ｃｏの過剰添加は延性低下の要因となるので、Ｃｏを添加する場合は０．５０質量％以下の範囲で行う必要がある。

【0022】

＜Ａｌ：０．５０質量％以下＞
Ａｌは、脱酸剤として有効な元素であり、必要に応じて添加することができる。その場合、０．００５質量％以上のＡｌ含有量とすることが効果的である。ただし、多量のＡｌを含有させると靱性低下の要因となる。そのため、Ａｌを含有させる場合、Ａｌ含有量は０．５０質量％以下、好ましくは０．２０質量％以下に制限される。

【0023】

＜Ｗ：１．８０質量％以下、Ｖ：０．３０質量％以下＞
Ｗ及びＶは、高温強度の向上に有効な元素であり、必要に応じてこれらの１種以上を添加することができる。その場合、Ｗについては０．１０質量％以上、Ｖについても０．１０質量％以上の含有量を確保することが効果的である。ただし、これらの元素を多量に添加すると鋼が硬質となり、冷延時に割れを招く要因となる。Ｗを添加する場合は１．８０質量％以下、好ましくは０．５０質量％以下の範囲で行う必要がある。Ｖを添加する場合は０．３０質量％以下、好ましくは０．１５質量％以下の範囲で行う必要がある。

【0024】

＜Ｔｉ：０．５０質量％以下、Ｚｒ：０．２０質量％以下＞
Ｔｉ及びＺｒは、Ｃ及びＮを固定する作用があり、鋼の耐食性及び耐高温酸化性を高く維持する上で有効な元素である。そのため、必要に応じてＴｉ、Ｚｒの１種以上を添加することができる。その場合、Ｔｉについては０．０１質量％以上、Ｚｒについては０．０２質量％以上の含有量を確保することが効果的である。ただし、過剰のＴｉを含有させると熱延コイルの靱性低下を助長するので、Ｔｉを添加する場合は０．５０質量％以下の範囲で行う必要がある。また、多量のＺｒを含有させると加工性を阻害する要因となるので、Ｚｒを添加する場合は０．２０質量％以下の範囲で行う必要がある。

【0025】

＜Ｂ：０．００５０質量％以下＞
Ｂは、少量の添加によって耐食性及び加工性を改善する元素であり、必要に応じてこれらの１種以上を添加することができる。その場合、０．０００１質量％以上のＢ含有量を確保することが効果的である。ただし、過剰のＢを含有させると熱間加工性に悪影響を及ぼすので、Ｂを添加する場合は０．００５０質量％以下の範囲で行う必要がある。

【0026】

＜希土類元素：０．１００質量％以下、Ｃａ：０．００５０質量％以下＞
希土類元素及びＣａは、耐高温酸化性の向上に有効な元素であり、必要に応じてこれらの１種以上を添加することができる。その場合、希土類元素は０．００１質量％以上、Ｃａは０．０００５質量％以上の含有量を確保することが効果的である。ただし、これらの元素を多量に添加すると靱性が低下するので、希土類元素を添加する場合は０．１００質量％以下、Ｃａを添加する場合は０．００５０質量％以下の含有量の範囲で行う必要がある。

【0027】

＜残部：Ｆｅ及び不可避的不純物＞
上記以外の成分である残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物からなる。ここで、不可避的不純物とは、製造工程中に材料中への混入が避けられない不純物元素のことを意味する。不可避的不純物としては、特に限定されない。

【0028】

＜Ｎｂ炭窒化物の析出量が０．２質量％以上、粒径０．１μｍ以下のラーベス相が面積１０μｍ²あたり１０個以下＞
Ｎｂ炭窒化物（炭化物・窒化物）及びラーベス相は、熱延処理によって生成する析出物である。Ｃ及びＮが鋼中に固溶した状態で存在すると、熱延鋼板の靭性が低下するため、Ｃ及びＮはＮｂ炭窒化物として析出させることが有効である。また、Ｎｂ炭窒化物を析出させることにより、鋼中に固溶しているＮｂが低減され、熱延鋼板の靭性を低下させるラーベス相の析出量を低減させることができる。鋼中に固溶するＣ及びＮを低減して熱延鋼板の靱性を向上させるためには、Ｎｂ炭窒化物の析出量を０．２質量％以上にする必要がある。また、粒径０．１μｍ以下のラーベス相を面積１０μｍ²あたり１０個以下にする必要がある。
ここで、Ｎｂ炭窒化物の析出量（質量％）は、１０質量％のアセチルアセトン＋１質量％のテトラメチルアンモニウムクロライド＋８９質量％のメチルアルコールの混合液を用い、飽和甘汞基準電極に対して−１００ｍＶ〜４００ｍＶのＳＣＥ電位で析出物の残渣を電解抽出した後、抽出した残渣を０．２μｍのミクロポアフィルターにて濾過し、その重量と全溶解重量との比から算出した。
また、ラーベス相については、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて表面の写真を撮影し、ラーベス相のサイズを測定すると共に、面積１０μｍ²あたりの粒径０．１μｍ以下のラーベス相の個数を計測した。ラーベス相の個数は、少なくとも５つのポイントで計測し、その平均値をとった。

【0029】

＜厚さ＞
本発明の熱延鋼板の厚さは、用途に応じて適宜設定すればよく特に限定されない。例えば、本発明の熱延鋼板を自動車の排気管フランジ部品の製造に用いる場合、熱延鋼板の厚さは、一般に５．０ｍｍ〜１１．０ｍｍ、好ましくは５．５ｍｍ〜９．０ｍｍである。また、本発明の熱延鋼板を自動車の排気管部品の製造に用いる場合、Ｎｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板（以下、「冷延鋼板」と略すことがある。）の加工性の指標であるｒ値を向上させるために、本発明の熱延鋼板を冷延する際に圧下率を大きくする必要がある。したがって、自動車の排気管部品を製造するために用いられる冷延鋼板の厚さ及び冷延圧下率を考慮すると、熱延鋼板の厚さは、通常、４．５ｍｍ超過１０．００ｍｍ以下である。また、熱延鋼板の厚さは、好ましくは５．０ｍｍ〜９．０ｍｍ、より好ましくは５．５ｍｍ〜８．０ｍｍである。

【0030】

＜Ｎｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板の製造方法＞
上記のような特徴を有する本発明のＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板は、上記のＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板と同じ組成を有するステンレス鋼スラブを熱延する際に、１０００℃〜１１００℃の温度で６０秒以上保持すると共に仕上熱延温度を８５０℃以上とし、熱延後に５５０℃以下の巻取温度で巻取ることによって製造することができる。

【0031】

熱延に先立ち、通常、ステンレス鋼スラブは加熱される。ステンレス鋼スラブの加熱温度は、特に限定されないが、好ましくは１２００℃〜１３００℃である。ステンレス鋼スラブの加熱温度が１２００℃未満であると、熱延による歪が過度に導入され、その後の組織制御が困難となる他、表面傷が問題となることがある。一方、ステンレス鋼スラブの加熱温度が１３００℃を超えると、組織が粗粒化してしまい、所望の特性を有する熱延鋼板が得られないことがある。

【0032】

上記のようにしてステンレス鋼スラブを加熱した後、熱延が行われる。熱延は、通常、複数パスの粗熱延、及び複数パスの仕上熱延を含む。熱延の際、Ｎｂ炭窒化物の析出を効率的に促進しつつラーベス相の析出を低減するため、１０００℃〜１１００℃の温度で６０秒以上保持すると共に、仕上熱延温度を８５０℃以上とする必要がある。ここで、保持温度を１０００℃〜１１００℃とする理由は、Ｎｂ炭窒化物の析出温度が１１００℃以下であり、特に当該保持温度とすることによってＮｂ炭窒化物の析出を効率良く促進させることができるためである。保持時間及び保持時間が上記範囲外であると、Ｎｂ炭窒化物が十分に析出しない。また、仕上熱延温度が８５０℃未満であると、ラーベス相の析出温度が８００℃付近であるため、ラーベス相の析出を十分に低減することができない。

【0033】

１０００℃〜１１００℃の温度で６０秒以上保持する方法としては、特に限定されず、通板速度を低下させたり、仕上圧延前にディレイを導入したりすればよい。
また、１０００℃〜１１００℃の温度で６０秒以上保持するタイミングは、熱延工程の間であれば特に限定されないが、粗熱延の終期から仕上熱延の初期にかけて行うことが好ましい。
仕上熱延時間は、特に限定されず、当該技術分野において公知の熱延方法に準じて設定することができる。一般に、仕上熱延時間は、熱延工程のトータル時間との兼ね合いを考慮して決定されるが、仕上熱延時間が長いほどＮｂ炭窒化物の析出量が増大する。

【0034】

熱延後、５５０℃以下の巻取温度で巻取ってコイルとする。巻取温度が５５０℃を超えると、ラーベス相が析出し、靭性が低下してしまうことがある。
また、上記のようにして得られた熱延鋼板は、熱延工程においてＮｂ炭窒化物の析出量を十分に増大させているため、ラーベス相の析出温度（８００℃付近）となってもラーベス相が析出し難い。そのため、熱延鋼板を巻取る前に水冷などによって急冷し、ラーベス相の析出温度の通過時間を短くする手法を用いる必要性は少ない。

【0035】

＜Ｎｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板及びその製造方法＞
本発明の冷延鋼板は、上記の熱延鋼板の特徴に加えて、ｒ値が１．２以上であるという特徴を有する。そのため、本発明の冷延鋼板は加工性に優れており、種々の加工を行うことにより、エキゾーストマニホールド、フロントパイプ、センターパイプ、触媒コンバータ外筒などの自動車の排気管部品を製造することができる。
上記のような特徴を有する本発明の冷延鋼板は、上記の熱延鋼板を焼鈍した後、７０％以上の圧下率で冷延して焼鈍することによって製造することができる。
冷延に先立ち、熱延鋼板の焼鈍が行われる。焼鈍は、再結晶組織が得られる温度で行われる。焼鈍温度は、熱延鋼板の組成に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、通常９５０℃〜１１５０℃である。焼鈍温度が９５０℃未満であると、再結晶組織が得られないことがある。一方、焼鈍温度が１１５０℃を超えると、結晶粒が粗大化することがある。

【0036】

冷延は、冷延鋼板のｒ値を１．２以上に高めるために、７０％以上の圧下率で行われる。圧下率が７０％未満であると、冷延鋼板のｒ値が１．２未満となる。
冷延後、冷延鋼板の焼鈍が行われる。焼鈍は、再結晶組織が得られる温度で行われる。焼鈍温度は、冷延鋼板の組成に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、通常１０００℃〜１１００℃である。焼鈍温度が１０００℃未満であると、再結晶組織が得られないことがある。焼鈍温度が１１００℃を超えると、結晶粒が粗大化し、加工時に肌荒れが生じて割れの原因となることがある。

【実施例】

【0037】

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
表１に示す成分組成の鋼を溶製してステンレス鋼スラブとし、表１に示す条件で熱圧することによって所定の厚さを有するＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板を得た。

【0038】

【表1】

【0039】

次に、得られたＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板から試験片を採取し、Ｎｂ炭窒化物の析出量、ラーベス相のサイズ、面積１０μｍ²あたりの粒径０．１μｍ以下のラーベス相の量及び靱性について評価を行った。
Ｎｂ炭窒化物の析出量、並びにラーベス相のサイズ及び個数は、上記した方法によって測定した。なお、Ｎｂ炭窒化物の析出量の測定においてＳＣＥ電位は４００ｍＶとした。また、靱性は、Ｕノッチ試験片でのシャルピー衝撃試験によって評価を行った。靭性の合否は、延性−脆性遷移温度(ＤＢＴＴ)が２０℃以下で靭性がある（〇）と評価した。
上記の各評価の結果を表２に示す。

【0040】

【表2】

【0041】

表２に示すように、ステンレス鋼スラブを熱延する際に、１０００℃〜１１００℃の温度で６０秒以上保持すると共に仕上熱延温度を８５０℃以上とし、熱延後に５５０℃以下の巻取温度で巻取ることによって製造したＮｏ．１〜８のＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板は、Ｎｂ炭窒化物の析出量が０．２質量％以上、粒径０．１μｍ以下のラーベス相が面積１０μｍ²あたり１０個以下であり、靱性に優れることが確認された。
これに対して、ステンレス鋼スラブを熱延する際に１０００℃〜１１００℃の温度での保持時間が短すぎたＮｏ．９〜１２のＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板は、Ｎｂ炭窒化物の析出量が少なく、ラーベス相の量も多くなり、靱性が十分でないことが分かった。

【0042】

また、上記で得られたＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板を用い、排気管フランジ部品への加工を模擬した冷間鍛造試験、プレス穴開け試験、切削試験を行った。その結果、Ｎｏ．１〜８のＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板では、所望の形状への加工性が良好であり、靱性不足などに起因する割れなども発生しなかった。これに対して、Ｎｏ．９〜１２のＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板では、靱性不足に起因した割れが発生した。

【0043】

次に、上記で得られたＮｏ．１〜７のＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板を焼鈍した後、冷延し、さらに焼鈍してＮｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板を得た。このときの製造条件については表３に示す。なお、Ｎｏ．９〜１２のＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板は靱性が低く、冷延を行うことができなかった。
次に、得られたＮｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板についてｒ値を求めた。ｒ値は、Ｎｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板からＪＩＳ１３号Ｂ引張試験片を採取し、１４．４％歪みを付与した後に、下記（１）式及び下記（２）式を用いて平均ｒ値を算出した。
ｒ＝ｌｎ（Ｗ₀／Ｗ）／ｌｎ（ｔ₀／ｔ） （１)
ここで、Ｗ₀は引張前の板幅、Ｗは引張後の板幅、ｔ₀は引張前の板厚、ｔは引張後の板厚である。
平均ｒ値＝（ｒ₀＋２ｒ₄₅＋ｒ₉₀）／４ （２）
ここで、ｒ₀は圧延方向のｒ値、ｒ₄₅は圧延方向と４５°方向のｒ値、ｒ₉₀は圧延方向と直角方向のｒ値である。
なお、複雑な形状が要求される自動車の排気管部品では、平均ｒ値が１．２以上であれば十分に加工できる特性であるため、平均ｒ値が１．２以上であれば加工性に優れると判断することができる。
上記の評価結果を表３に示す。

【0044】

【表3】

【0045】

表３に示すように、７０％以上の圧下率で冷延したＮｏ．１〜５及び７のＮｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板は、ｒ値が１．２以上であり、加工性に優れることが確認された。
これに対して、７０％未満の圧下率で冷延したＮｏ．６のＮｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板は、ｒ値が１．２未満であり、加工性が十分でないことが分かった。

【0046】

以上の結果からわかるように、本発明によれば、靱性及び加工性に優れたＮｂ含有フェライト系ステンレス熱延鋼板及びその製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、加工性に優れたＮｂ含有フェライト系ステンレス冷延鋼板及びその製造方法を提供することができる。

【0047】

なお、本出願は、２０１６年２月２日に出願した日本国特許出願第２０１６−０１７８８３号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を本出願に援用する。