特許 6385507 Ｎｂ含有フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法

(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】6385507

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】Ｎｂ含有フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22C 38/00 20060101AFI20180827BHJP

   C22C 38/54 20060101ALI20180827BHJP

   C21D 8/02 20060101ALI20180827BHJP

   C21D 9/46 20060101ALI20180827BHJP

【ＦＩ】

   C22C38/00 302Z

   C22C38/54

   C21D8/02 D

   C21D9/46 R

   C21D9/46 Z

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-63882(P2017-63882)

(22)【出願日】2017年3月28日

(65)【公開番号】特開2017-186665(P2017-186665A)

(43)【公開日】2017年10月12日

【審査請求日】2018年1月11日

(31)【優先権主張番号】特願2016-67079(P2016-67079)

(32)【優先日】2016年3月30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】100129470

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 高

(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】 守安 太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２９８８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０６８０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６６６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０６８１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２５６７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−１９９８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３５８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１７／１３５２４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 冨田 壮郎、奥 学，Ｎｂ，Ｍｏ含有フェライト系ステンレス鋼の靭性に及ぼす時効条件の影響，日新製鋼技報，日本，日新製鋼株式会社，２００６年１２月２５日，No. 87，p. 11-19

【文献】 奥 学、中村 定幸、植松 美博，耐熱用フェライト系ステンレス鋼 ＮＳＳＥＭ−２の開発，日新製鋼技報，日本，日新製鋼株式会社，１９９５年 ３月３１日，No. 71，p. 65-75

(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】

質量％で、Ｃ：０.００４〜０.０３０％、Ｓｉ：１.５０％以下、Ｍｎ：１.５０％以下、Ｐ：０.０４０％以下、Ｓ：０.０１０％以下、Ｃｒ：１２.０〜２５.０％、Ｎ：０.００５〜０.０２５％、Ｎｂ：０.２０〜０.８０％、Ａｌ：０.１０％以下、Ｍｏ：０〜３.０％、Ｃｕ：０〜２.０％、Ｎｉ：０〜２.０％、Ｔｉ：０〜０.３０％以下、Ｂ：０〜０.００３０％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる化学組成を有し、Ｎｂ含有析出物の存在量が０.２０質量％以上であり、前記Ｎｂ含有析出物の平均粒子径が円相当直径で２.０〜１０.０μｍである、焼鈍および冷間圧延用のフェライト系ステンレス鋼素材鋼板。

【請求項2】

質量％で、Ｃ：０.００４〜０.０３０％、Ｓｉ：１.５０％以下、Ｍｎ：１.５０％以下、Ｐ：０.０４０％以下、Ｓ：０.０１０％以下、Ｃｒ：１２.０〜２５.０％、Ｎ：０.００５〜０.０２５％、Ｎｂ：０.２０〜０.８０％、Ａｌ：０.１０％以下、Ｍｏ：０〜３.０％、Ｃｕ：０〜２.０％、Ｎｉ：０〜２.０％、Ｔｉ：０〜０.３０％以下、Ｂ：０〜０.００３０％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる化学組成を有する鋼の鋳片を、１０００〜１１５０℃に加熱したのち抽出して熱間圧延を施す、請求項１に記載のフェライト系ステンレス鋼素材鋼板の製造方法。

【請求項3】

質量％で、Ｃ：０.００４〜０.０３０％、Ｓｉ：１.５０％以下、Ｍｎ：１.５０％以下、Ｐ：０.０４０％以下、Ｓ：０.０１０％以下、Ｃｒ：１２.０〜２５.０％、Ｎ：０.００５〜０.０２５％、Ｎｂ：０.２０〜０.８０％、Ａｌ：０.１０％以下、Ｍｏ：０〜３.０％、Ｃｕ：０〜２.０％、Ｎｉ：０〜２.０％、Ｔｉ：０〜０.３０％以下、Ｂ：０〜０.００３０％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる化学組成を有し、Ｎｂ含有析出物の存在量が０.１９質量％以上であり、下記（Ａ）に定義されるうねり高さＷが２.０μｍ以下であるフェライト系ステンレス鋼冷延焼鈍鋼板。
（Ａ）当該鋼板から長手方向が圧延方向となるＪＩＳ５号引張試験片を採取し、平行部での伸び率が２０％となるまで引張ひずみを付与したのち徐荷した試験片を作製する。その試験片について長手方向中央部の表面プロフィールを幅方向（すなわち圧延直角方向）に測定し、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３に従い、カットオフ値λｆ＝８.０ｍｍ、λｃ＝０.５ｍｍとして、波長成分０.５〜８.０ｍｍのうねり曲線を定め、そのうねり曲線から算術平均うねりＷａ（μｍ）求め、これをうねり高さＷとする。

【請求項4】

板厚が１.０〜２.５ｍｍである請求項３に記載のフェライト系ステンレス鋼冷延焼鈍鋼板。

【請求項5】

質量％で、Ｃ：０.００４〜０.０３０％、Ｓｉ：１.５０％以下、Ｍｎ：１.５０％以下、Ｐ：０.０４０％以下、Ｓ：０.０１０％以下、Ｃｒ：１２.０〜２５.０％、Ｎ：０.００５〜０.０２５％、Ｎｂ：０.２０〜０.８０％、Ａｌ：０.１０％以下、Ｍｏ：０〜３.０％、Ｃｕ：０〜２.０％、Ｎｉ：０〜２.０％、Ｔｉ：０〜０.３０％以下、Ｂ：０〜０.００３０％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる化学組成を有する鋼の鋳片を、１０００〜１１５０℃に加熱したのち抽出して熱間圧延を施し、Ｎｂ含有析出物の存在量が０.２０質量％以上であり、前記Ｎｂ含有析出物の平均粒子径が円相当直径で２.０〜１０.０μｍである素材鋼板を得る工程、
前記素材鋼板に９００〜１１００℃均熱０〜３０秒の焼鈍を施す工程、
前記焼鈍を終えた鋼板に冷間圧延および焼鈍を施す工程、
を有する請求項３または４に記載のフェライト系ステンレス鋼冷延焼鈍鋼板の製造方法。

【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鋼の熱延鋼板およびその製造方法に関する。また、その熱延鋼板を素材鋼板に用いた冷延焼鈍鋼板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｎｂ含有フェライト系ステンレス鋼はＣ、Ｎを固定することで良好な加工性を有しており、厨房部材、家電部材、建築部材をはじめとする種々の用途に有用である。また、Ｎｂ含有フェライト系ステンレス鋼は高温強度に優れることから、自動車排ガス経路部材をはじめとする種々の耐熱用途にも有用である。近年、部材の複雑形状化が進み、種々のプレス加工に対応できるよう、Ｎｂ含有フェライト系ステンレス鋼板には優れた加工性が要求されるようになっている。厳しいプレス加工に適用する鋼板は、その特性として塑性ひずみ比ｒ値が高いことが極めて有効である。

【0003】

これまで、Ｎｂ含有フェライト系ステンレス鋼板のｒ値を改善する試みが種々なされている。例えば特許文献１には、再結晶率が１０〜９０％である素材に冷間圧延および焼鈍を施して、製品鋼板の総析出物を０.０５〜０.６０％とする手法が開示されている。特許文献２には、熱延板焼鈍を省略し、大径ロールで冷間圧延を施す工程により特定の集合組織に制御する手法が開示されている。特許文献３には、抽出温度１２００℃以上かつ巻取温度５００℃以下で熱間圧延したのち熱延板焼鈍を施して、板厚中央部に未再結晶組織を有する鋼板とし、これに冷間圧延および焼鈍を施すことにより｛１１１｝方位結晶の多い集合組織を得る手法が開示されている。

【0004】

一方、フェライト系ステンレス鋼板の冷間加工部材にはリジングと呼ばれる表面凹凸が発生することがあり、しばしば問題となる。最近では自動車排ガス経路部材用の鋼板においても、耐リジング性の向上が求められるようになってきた。上述の特許文献１〜３に代表される従来のｒ値改善技術では、耐リジング性の改善は困難である。

【0005】

特許文献４には、Ｎｂ含有フェライト系ステンレス鋼板にも有効な耐リジング性の改善技術が開示されている。その技術は、常法により熱間圧延した後、短時間の予備焼鈍と、１時間以上の本焼鈍を組み合わせた２段階の特殊な熱延板焼鈍を施すものである。しかし、この手法ではｒ値の改善が困難である。

【0006】

特許文献５には、鋳造スラブを１０００〜１２００℃に加熱して熱間圧延する工程により、スピニング加工性を改善する技術が開示されている。この技術はＮｂ添加鋼にＴｉを微量複合添加することでＴｉＮを主体とする複合析出物のサイズと密度を抑制し、ＴｉＮ起因の加工性、靱性を改善するものである（段落００１５）。鋳造時にＴｉＮが粗大化する温度域の平均冷却速度を５℃／秒以上とすることが肝要であるとされる（段落００６０）。しかし、Ｎｂ含有フェライト系ステンレス鋼板のｒ値や耐リジング性を改善する手法は教示されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００５−２９８８５４号公報

【特許文献2】特開２００６−２３３２７８号公報

【特許文献3】特開２０１３−２０９７２６号公報

【特許文献4】特開２００６−３２８５２５号公報

【特許文献5】特開２０１０−２３５９９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、Ｎｂ含有フェライト系ステンレス鋼板のｒ値と耐リジング性を同時に向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

発明者らは詳細な研究の結果、上記目的を達成するためには、鋳造スラブ中に生成したＮｂ含有析出物を、熱延鋼板中に多く残存させることが極めて有効であることを見いだした。熱延前のスラブ加熱温度を、Ｎｂ含有析出物が固溶せずに残存しやすい１１５０℃以下とすることで、熱延鋼板中に、鋳造スラブ中とほぼ同程度の量のＮｂ含有析出物を残存させることができる。

【0010】

多量のＮｂ含有析出物が分散した鋼板に冷間圧延および焼鈍を施すと、当該析出物によるピン留め効果が発揮され、ｒ値の向上に有利な｛１１１｝方位結晶の多い集合組織が得られる。

【0011】

また、Ｎｂ含有析出物が多く残存している熱延鋼板では、鋼板内のほぼ全域で析出物周辺にひずみが蓄積された状態となっている。この蓄積されたひずみが熱延板焼鈍時に鋼板内のあらゆるサイトで再結晶核の形成に寄与し、再結晶粒が多発的に生成する。それらの再結晶粒が成長すると、細かくランダムな再結晶組織となり、コロニー（結晶方位が近似した結晶粒群）の形成が抑制された熱延焼鈍鋼板が得られる。これに冷間圧延および焼鈍を施すと、コロニーの影響が非常に少ない再結晶集合組織が得られ、耐リジング性が向上する。
本発明はこのような知見に基づいて完成したものである。

【0012】

本発明では、質量％で、Ｃ：０.００４〜０.０３０％、Ｓｉ：１.５０％以下、Ｍｎ：１.５０％以下、Ｐ：０.０４０％以下、Ｓ：０.０１０％以下、Ｃｒ：１２.０〜２５.０％、Ｎ：０.００５〜０.０２５％、Ｎｂ：０.２０〜０.８０％、Ａｌ：０.１０％以下、Ｍｏ：０〜３.０％、Ｃｕ：０〜２.０％、Ｎｉ：０〜２.０％、Ｔｉ：０〜０.３０％以下、Ｂ：０〜０.００３０％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる化学組成を有し、Ｎｂ含有析出物の存在量が０.２０質量％以上である、焼鈍および冷間圧延用のフェライト系ステンレス鋼素材鋼板が提供される。

【0013】

この素材鋼板の板厚は例えば３.０〜６.０ｍｍである。「焼鈍および冷間圧延用のフェライト系ステンレス鋼素材鋼板」とは、熱履歴または加工履歴を付与する工程のうち、次工程でまず焼鈍を施し、次いで冷間圧延を施すためのステンレス鋼板中間製品を意味する。代表的には熱延鋼板、すなわち熱間圧延されたままの状態（いわゆるＡｓ ｈｏｔ）の鋼板が挙げられる。なお、冷間圧延の前には適宜、酸洗等の脱スケール工程を経るのが通常である。

【0014】

Ｎｂ含有析出物は、Ｎｂを構成元素に有する析出相であり、Ｎｂの炭化物、窒化物、炭窒化物、金属間化合物（ラーベス相など）がこれに該当する。析出相がＮｂ含有析出物であるかどうかは、ＥＤＸ（エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析法）等の分析手法により確認できる。鋼板中におけるＮｂ含有析出物の存在量は以下のようにして電解抽出法により求めることができる。

【0015】

〔Ｎｂ含有析出物の存在量の求め方〕
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からなる非水系電解液中で、鋼板から採取した質量既知のサンプルに、飽和甘汞基準電極（ＳＣＥ）に対して−１００ｍＶ〜４００ｍＶの電位を付与し、サンプルのマトリックス（金属素地）を全部溶解させたのち、未溶解物を含む液を孔径０.２μｍのミクロポアフィルターにてろ過し、フィルターに残った固形分を抽出残渣として回収する。溶解に供した上記サンプルの質量に占める抽出残渣の質量割合をＮｂ含有析出物の存在量（質量％）とする。

【0016】

前記化学組成を有する鋼の場合、上記の方法による抽出残渣は、ほぼＮｂ含有析出物からなる残渣であるとみなすことができる。従って、ここでは下記の電解抽出法で回収される抽出残渣の質量割合をもってＮｂ含有析出物の存在量と定義する。

【0017】

Ｎｂ含有析出物の平均粒子径は円相当直径で２.０〜１０.０μｍであることが望ましい。ある析出物の円相当直径は、観察画像平面上で測定される当該析出物粒子の面積と等しい面積を持つ円の直径である。平均粒子径は、以下のようにして求めることができる。

【0018】

〔Ｎｂ含有析出物の平均粒子径の求め方〕
鋼板の圧延方向と板厚方向に平行な断面（Ｌ断面）をＳＥＭにより観察し、観察視野内に観測されるＮｂ含有析出物粒子のうち、円相当直径が０.１０μｍに満たない粒子および観察視野から粒子の一部がはみ出している粒子を除く、全てのＮｂ含有析出物粒子を測定対象として円相当直径（μｍ）を測定し、測定対象粒子の円相当直径の総和を測定対象粒子の総個数で除した値をＮｂ含有析出物の平均粒子径（μｍ）とする。ただし、無作為に選択した重複しない複数の観察視野により、測定対象粒子の総個数を１００個以上とする。ある粒子の円相当直径は、ＳＥＭ画像を画像処理ソフトウエアにより画像処理して求めた当該粒子の面積から算出することができる。

【0019】

上記の焼鈍および冷間圧延用のフェライト系ステンレス鋼素材鋼板は、連続鋳造スラブ等の鋳片を、１０００〜１１５０℃に加熱したのち抽出して熱間圧延を施す手法により製造することができる。

【0020】

また本発明では、ｒ値と耐リジング性が改善されたフェライト系ステンレス鋼板として、上記の化学組成を有し、Ｎｂ含有析出物の存在量が０.１９質量％以上であり、下記（Ａ）に定義されるうねり高さＷが２.０μｍ以下であるフェライト系ステンレス鋼冷延焼鈍鋼板が提供される。冷延焼鈍鋼板の板厚は例えば１.０〜２.５ｍｍである。
（Ａ）当該鋼板から長手方向が圧延方向となるＪＩＳ５号引張試験片を採取し、平行部での伸び率が２０％となるまで引張ひずみを付与したのち徐荷した試験片を作製する。その試験片について長手方向中央部の表面プロフィールを幅方向（すなわち圧延直角方向）に測定し、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３に従い、カットオフ値λｆ＝８.０ｍｍ、λｃ＝０.５ｍｍとして、波長成分０.５〜８.０ｍｍのうねり曲線を定め、そのうねり曲線から算術平均うねりＷａ（μｍ）求め、これをうねり高さＷとする。

【0021】

上記のｒ値と耐リジング性が改善されたフェライト系ステンレス鋼板は、以下の製造方法によって得ることができる。
上記の化学組成を有する鋼の鋳片を、１０００〜１１５０℃に加熱したのち抽出して熱間圧延を施し、Ｎｂ含有析出物の存在量が０.２質量％以上である素材鋼板（熱延鋼板）を得る工程、
前記素材鋼板に９００〜１１００℃の焼鈍（熱延板焼鈍）を施す工程、
前記焼鈍を終えた鋼板に冷間圧延および焼鈍を施す工程、
を有するフェライト系ステンレス鋼冷延焼鈍鋼板の製造方法。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、ｒ値と耐リジング性を同時に改善したＮｂ含有フェライト系ステンレス鋼板が実現された。この鋼板は、高いプレス加工性や、加工後の優れた表面形状が要求される部材を得るうえで極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】Ｎｂ含有フェライト系ステンレス鋼の冷延焼鈍鋼板について、００１逆極点図における結晶方位マップを例示した図。

【発明を実施するための形態】

【0024】

〔化学組成〕
本発明では、以下に示す成分元素を含有するフェライト系ステンレス鋼を対象とする。鋼板の化学組成に関する「％」は、特に断らない限り質量％を意味する。

【0025】

Ｃ、Ｎは、Ｎｂとの複合添加において、Ｎｂ炭窒化物を形成する。Ｎｂ炭窒化物はｒ値の向上に有利な集合組織の形成に寄与する。また、鋼板製造過程でコロニーの形成を抑制し、耐リジング性の向上にも寄与する。これらの作用を十分に得るために、Ｃについては０.００４％以上、Ｎについては０.００５％以上の含有量をそれぞれ確保する。多量のＣ、Ｎ含有は鋼を硬質化させ、熱延鋼板の靱性を低下させる要因となる。また、高温強度の向上に有効な固溶Ｎｂ量を過度に減少させる要因となる。Ｃ含有量は０.０３０％以下、Ｎ含有量は０.０２５％以下にそれぞれ制限される。なお、「Ｎｂ炭窒化物」とは、Ｃ、Ｎのいずれか一方または双方がＮｂと結合した化合物相をいう。

【0026】

Ｓｉおよび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。Ｓｉについては０.０５％以上、Ｍｎについては０.１０％以上の含有量を確保することがより効果的である。これらの元素は、多量に含有すると鋼が硬質化し、加工性および靭性の低下を招く要因となる。Ｓｉ含有量は１.５０％以下に制限され、１.００％以下とすることがより好ましい。Ｍｎ含有量も１.５０％以下に制限される。

【0027】

ＰおよびＳは、多量に含有すると耐食性低下などの要因となる。Ｐ含有量は０.０４０％まで許容でき、Ｓ含有量は０.０１０％まで許容できる。過剰な低Ｐ化、低Ｓ化は製鋼への負荷を増大させ不経済となる。通常、Ｐ含有量は０.００５〜０.０４０％、Ｓ含有量は０.０００５〜０.０１０％の範囲で調整すればよい。

【0028】

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より効果的である。ただし、Ｎｉはオーステナイト相安定化元素であるため、フェライト系ステンレス鋼に過剰に含有させるとマルテンサイト相を生成し、加工性が低下する。また、過剰のＮｉ含有はコスト上昇を招く。Ｎｉ含有量は２.０％以下に制限される。

【0029】

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である。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、１２.０％以上のＣｒ含有量が必要である。多量にＣｒを含有すると鋼が硬質化し、加工性低下を招く要因となる。ここではＣｒ含有量が２５.０％以下の鋼を対象とする。Ｃｒ含有量は２０.０％以下に管理してもよい。

【0030】

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、０.０３％以上のＭｏ含有量を確保することがより効果的である。ただし、多量の添加は、鋼の熱間加工性、加工性や靭性を低下させるとともに、製造コストの上昇につながる。Ｍｏを添加する場合は３.０％以下の範囲で行う必要がある。

【0031】

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％以上のＣｕ含有量を確保することがより効果的である。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２.０％以下の範囲で行う必要がある。

【0032】

Ｎｂは、高温強度の上昇に有効である。また、本発明では特に、Ｎｂ含有析出物を利用してｒ値および耐リジング性を向上させるためにも重要な元素である。Ｎｂ含有量は０.２０％以上とする必要があり、０.３０％以上とすることがより好ましい。過剰のＮｂ含有は靱性を低下させる要因となる。種々検討の結果、Ｎｂ含有量は０.８０％以下に制限される。０.６０％以下に管理してもよい。

【0033】

Ａｌは、脱酸剤として有効である。その作用を十分に得るために、０.００１％以上のＡｌ含有量となるようにＡｌを添加することが効果的である。過剰にＡｌを含有させると硬さが上昇し、加工性および靭性が低下する。Ａｌ含有量は０.１０％以下に制限される。

【0034】

Ｂは、２次加工性向上に有効であり、必要に応じて添加することができる。その場合、０.０００２％以上の含有量を確保することがより効果的である。ただし、Ｂ含有量が０.００３０％を超えるとＣｒ₂Ｂの生成により金属組織の均一性が損なわれ、加工性が低下する場合がある。Ｂを添加する場合は０.００３０％以下の含有量範囲で行う。

【0035】

Ｔｉは、ＣおよびＮを固定する作用があり、鋼の耐食性およ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を添加することができる。上記作用を十分に発揮させるためには０.０５％以上のＴｉ含有量を確保することがより効果的である。ただし、過剰のＴｉ含有は鋼の靭性や加工性を低下させるとともに、製品の表面性状に悪影響を及ぼす。Ｔｉを添加する場合は０.３０％以下の範囲で行う。

【0036】

〔熱延鋼板におけるＮｂ含有析出物の存在量〕
焼鈍および冷間圧延用のフェライト系ステンレス鋼素材鋼板（すなわち熱延鋼板）に存在するＮｂ含有析出物の量は、その素材鋼板に焼鈍→冷間圧延→焼鈍の加工熱履歴を付与して得られる冷延焼鈍鋼板のｒ値および耐リジング性を向上させる上で、極めて重要である。熱延鋼板中に多量のＮｂ含有析出物が存在していると、当該析出物によるピン留め効果が発揮され、ｒ値の向上に有利な｛１１１｝方位結晶の多い集合組織が得られる。また、Ｎｂ含有析出物の周囲に蓄積されたひずみによって熱延板焼鈍時に再結晶が促進され、コロニー（結晶方位が近似した結晶粒群）の形成が抑制される。そのような熱延焼鈍鋼板に冷間圧延および焼鈍を施すと、コロニーが分断された再結晶集合組織が得られ、耐リジング性が向上する。

【0037】

詳細な検討の結果、上記素材鋼板（熱延鋼板）におけるＮｂ含有析出物の存在量を０.２０質量％以上に厳しく管理することによって、最終的な製品鋼板（冷延焼鈍鋼板）でのｒ値と耐リジング性を同時に改善することができる。Ｎｂ含有析出物の存在量の上限については、鋼中のＮｂ、Ｃ、Ｎ含有量によって制約を受けるので、特に制限を設ける必要はないが、例えば０.５０％以下の範囲とすれば十分である。

【0038】

〔熱延鋼板の製造方法〕
上述の化学組成を有する鋼の鋳片（連続鋳造スラブなど）に熱間圧延を施す際に、その加熱抽出温度を１０００〜１１５０℃とすることが肝要である。１１５０℃を超える温度に加熱すると、鋳片中に存在するＮｂ含有析出物の固溶が進行し、熱間圧延開始前のＮｂ含有析出物の量が減少する。その結果、熱延鋼板中におけるＮｂ含有析出物の存在量を上述した所定量に安定して維持することが困難となる。鋳片の加熱温度が１０００℃未満の場合は、熱間圧延後の金属組織には鋳造組織の影響が多く残り、コロニーが形成されやすくなる。１０００〜１１５０℃での加熱保持時間（材料温度が１０００〜１１５０℃にある時間）は例えば３０〜２００分とすればよい。鋳片の加熱抽出温度を上記のように規制すること以外は、一般的なＮｂ含有ステンレス鋼板の熱延条件に従うことができる。例えば熱間圧延の各パスにおける温度は６５０〜１０００℃、巻取温度は３００〜６５０℃とすることができる。このようにして例えば板厚３.０〜６.０ｍｍの熱延鋼板を製造し、これを焼鈍および冷間圧延用のフェライト系ステンレス鋼素材鋼板として使用する。上述の化学組成に調整されている鋳片に対してこの熱間圧延を施すことにより、Ｎｂ含有析出物の平均粒子径が円相当直径で２.０〜１０.０μｍである熱延鋼板が得られる。

【0039】

〔冷延焼鈍鋼板の製造方法〕
上記の素材鋼板（熱延鋼板）に対して、９００〜１１００℃の熱延板焼鈍を施す。この焼鈍温度が９００℃より低いと加工（圧延）組織が残存し、圧延方向に伸びた未再結晶組織となる。この場合、耐リジング性の改善が不十分となる。１１００℃より高温では多量に残存させたＮｂ含有析出物が一部固溶化して、その後の工程でｒ値向上に有利な再結晶集合組織を得ることが難しくなる。この熱延板焼鈍は一般的な連続焼鈍設備を用いて行うことができる。その場合、焼鈍時間は、均熱時間（材料温度が所定の焼鈍温度で保持される時間）で例えば０〜３０秒とすればよい。

【0040】

熱延板焼鈍を終えた鋼板は、酸洗などにより表面の酸化スケールを除去した後、冷間圧延に供する。冷間圧延率は、次工程の仕上焼鈍で再結晶化が起こるに足る圧延率を確保すればよい。例えば、５０％以上の冷間圧延率とすることが効果的である。冷間圧延率の上限は設備の能力によって制約を受けるが、通常、９０％以下の範囲で設定すればよい。冷間圧延後の板厚は例えば１.０〜２.５ｍｍである。

【0041】

冷間圧延後には、仕上焼鈍を施す。この焼鈍は、一般的な条件で実施すればよい。例えば、１０００〜１１００℃、均熱０〜３０秒の範囲で設定可能である。このようにして、ｒ値と耐リジング性の両方を改善した冷延焼鈍鋼板を得ることができる。

【0042】

〔冷延焼鈍鋼板におけるＮｂ含有析出物の存在量〕
上記の手法で得られた冷延焼鈍鋼板中には、熱延鋼板に存在していたＮｂ含有析出物が、冷間圧延および仕上焼鈍を経た後にも多く存在している。種々検討の結果、上述の化学組成を有するＮｂ含有鋼の冷延焼鈍鋼板において、Ｎｂ含有析出物の存在量が０.１９質量％以上であることが、ｒ値の改善に極めて有効である。０.２０質量％以上であることがより好ましい。冷延焼鈍鋼板中のＮｂ含有析出物の上限については、熱延鋼板の場合と同様、鋼中のＮｂ、Ｃ、Ｎ含有量によって制約を受けるので特にこだわる必要はなく、例えば０.５０％以下の範囲とすればよい。

【0043】

〔冷延焼鈍鋼板の耐リジング性〕
耐リジング性は、上述した（Ａ）に定義されるうねり高さＷによって評価できる。うねり高さＷが２.０μｍ以下であるものは、上述の化学組成を有するＮｂ含有鋼の冷延焼鈍鋼板として優れた耐リジング性を有すると判断される。

【0044】

図１に、Ｎｂ含有量が０.４０％であるＮｂ含有フェライト系ステンレス鋼の鋳片を用いて、熱間圧延、熱延板焼鈍、冷間圧延、仕上焼鈍の工程で作製した板厚２.０ｍｍの冷延焼鈍鋼板について、００１逆極点図における結晶方位マップを例示する。これは、圧延方向と板厚方向に平行な断面（Ｌ断面）をＥＢＳＤ（電子線後方散乱回折法）により測定した結晶方位分布のデータに基づき、板厚方向に垂直な面（Ｚ面）についての方位マップを求めたものである。ランダムな結晶配向における方位密度を１とした場合の方位密度の分布を色分け表示してある。（ａ）は熱間圧延前の鋳片加熱抽出温度が１２３０℃である従来材、（ｂ）は同１１００℃である本発明材である。鋳片加熱抽出温度以外の条件は両者共通である。この図は、オリジナルのカラー画像をモノクロ化したものである。熱間圧延前の鋳片加熱抽出温度を低くした（ｂ）において、｛１１１｝面方位への配向割合が顕著に増加していることがわかる。この結晶配向がｒ値の向上に効く。

【実施例】

【0045】

表１に示す化学組成の鋼を常法により溶製し、鋳片（連続鋳造スラブ）を得た。各鋳片を表２中に示す鋳片加熱温度で１２０分加熱したのち抽出して、熱間圧延を行い、板厚４.５ｍｍの熱延鋼板とした。熱間圧延の最終パス圧延温度は６５０〜７００℃、巻取温度は５００〜６５０℃の範囲であった。

【0046】

【表1】

【0047】

各熱延鋼板からサンプルを採取し、上掲の「Ｎｂ含有析出物の存在量の求め方」に従い電解抽出法にてＮｂ含有析出物の存在量を求めた。また、各熱延鋼板の圧延方向と板厚方向に平行な断面（Ｌ断面）について、日立製；Ｓ−４０００によりＳＥＭ観察を行い、上掲の「Ｎｂ含有析出物の平均粒子径の求め方」に従ってＮｂ含有析出物の平均粒子径を求めた。

【0048】

上記の熱延鋼板を素材鋼板として、冷延焼鈍鋼板を製造した。まず、熱延鋼板に連続焼鈍酸洗ラインにより表２中に示す温度での熱延板焼鈍および酸洗を施した。焼鈍時間は均熱０〜３０秒の範囲である。得られた熱延焼鈍鋼板（板厚４.５ｍｍ）に冷間圧延を施し、その後、連続焼鈍酸洗ラインにより、１０００〜１１００℃で均熱０〜３０秒の仕上焼鈍および酸洗を施して、板厚２ｍｍの冷延焼鈍鋼板を得た。各冷延焼鈍鋼板からサンプルを採取し、ｒ値、うねり高さ、Ｎｂ含有析出物の存在量を調べた。Ｎｂ含有析出物の存在量は上述の方法で電解抽出法にて調べ、その結果を表２に示してある。それ以外は以下の方法で調べた。

【0049】

〔ｒ値〕
ｒ値は幅方向の真ひずみを厚さ方向の真ひずみで除したものである（ＪＩＳ Ｇ０２０２：２０１３、番号１１８２）。上記の冷延焼鈍鋼板から圧延方向、圧延方向に対し４５°方向、および圧延直角方向のＪＩＳ１３号Ｂ引張試験片を採取し、各方向について試験数ｎ＝３にて１４.４％の引張歪みを付与した場合のｒ値を下記（１）式に従って算出した。
ｒ値＝ｌｎ（Ｗ₀／Ｗ）／ｌｎ（ｔ₀／ｔ） …（１）
ここで、Ｗ₀は引張前の試験片平行部の幅（ｍｍ）、Ｗは引張後の試験片平行部の幅（ｍｍ）、ｔ₀は引張前の試験片平行部の板厚（ｍｍ）、ｔは引張後の試験片平行部の板厚（ｍｍ）である。
各方向ともｎ＝３の平均値をその方向のｒ値（それぞれｒ₀、ｒ₄₅およびｒ₉₀と表記する。）とした。それらの値を下記（２）式に代入して当該冷延焼鈍鋼板の平均ｒ値を求めた。
平均ｒ値＝（ｒ₀＋２ｒ₄₅＋ｒ₉₀）／４ …（２）

【0050】

平均ｒ値が大きいほど、その鋼板は塑性変形時に肉厚減少を生じにくく、良好な加工性を有すると評価される。複雑形状化が進展しつつある自動車排ガス経路部材へのプレス加工を想定して、上記平均ｒ値が１.２０以上であるものを合格（ｒ値；良好）、それより低いものを不合格（ｒ値；不良）と判定した。結果を表２に示す。

【0051】

〔うねり高さ〕
上記の冷延焼鈍鋼板から長手方向が圧延方向であるＪＩＳ５号試験片（ＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１）を採取し、圧延方向に２０％の引張ひずみを与えたのち除荷した試験片を作製した。この試験片について、前掲（Ａ）に従い、接触式表面粗さ計（東京精密社製；ＳＵＲＦＣＯＭ２９００ＤＸ）を用いて測定した試験片中央部の表面プロフィールに基づいて算術平均高さＷａを求め、これをうねり高さＷ（μｍ）とした。このうねり高さが２.０μｍ以下であれば、加工度の厳しい製品への加工においても、優れた耐リジング性を呈すると評価される。従って、上記うねり高さが２.０μｍ以下であるものを合格（耐リジング性；良好）、それを超えるものを不合格（耐リジング性；不良）と判定した。結果を表２に示す。

【0052】

【表2】

【0053】

本発明例の熱延鋼板は、いずれもＮｂ含有析出物の含有量が十分に多い。これらを素材に用いて、適正な熱延板焼鈍を施す工程で得られた冷延焼鈍鋼板は、いずれも平均ｒ値が高く、うねり高さが低い。すなわち、Ｎｂ含有フェライト系ステンレス鋼板において、ｒ値と耐リジング性の同時改善が達成された。冷延焼鈍鋼板にもＮｂ含有析出物が多く存在していることから、熱延板焼鈍を施した後にもＮｂ含有析出物の存在量が高く維持され、これが冷間圧延および仕上焼鈍の工程でｒ値の向上に有利な結晶配向の形成に寄与したものと考えられる。

【0054】

これに対し、比較例Ｎｏ.２１、２４は従来一般的な鋳片加熱温度を採用したので熱延鋼板中のＮｂ含有析出物の量が少ない。そのため、冷延焼鈍鋼板のｒ値を改善することができなかった。Ｎｏ.２２は鋳片加熱温度が高いので熱延鋼板中のＮｂ含有析出物の量が少なくなったが、熱延板焼鈍温度を低めに設定したことによって冷延焼鈍鋼板のｒ値は向上した。しかし、耐リジング性に劣る。Ｎｏ.２３、２５はＮｂ含有析出物量を十分に確保した熱延鋼板を用いたが、熱延板焼鈍温度が低かったので、得られた冷延焼鈍鋼板は耐リジング性に劣る。

【図1】