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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023125006
(43)【公開日】2023-09-07
(54)【発明の名称】耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20230831BHJP
C22C 38/50 20060101ALI20230831BHJP
C22C 38/54 20060101ALI20230831BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 302Z
C22C38/50
C22C38/54
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022028907
(22)【出願日】2022-02-28
(71)【出願人】
【識別番号】503378420
【氏名又は名称】日鉄ステンレス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100120891
【弁理士】
【氏名又は名称】林 一好
(74)【代理人】
【識別番号】100182925
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 明弘
(72)【発明者】
【氏名】田井 善一
(72)【発明者】
【氏名】秦野 正治
(72)【発明者】
【氏名】小林 稜
(57)【要約】
【課題】鋼中のＳｉ含有量を１．０質量％超とし、鋼中に含有する特定成分の適正化を図るととも、鋼中の存在する特定Ｓ系介在物を制御した高純度フェライト系ステンレス鋼において、耐食性、特に、耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提供する。
【解決手段】所定の化学組成を有するフェライト系ステンレス鋼であって、ステンレス鋼中に、Ｓを含有する無機化合物であるＳ系介在物が存在し、Ｓ系介在物のうち、直径相当サイズが１μｍ以上でかつＳ含有量が１質量％以上である特定Ｓ系介在物は、ステンレス鋼の表面に存在する個数割合が１５個／ｍｍ２以下であり、ステンレス鋼中のＣｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇの各含有量を、それぞれ｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝、｛Ａｌ｝、｛Ｃａ｝、｛Ｍｇ｝で表すとき、これらが所定の式（１）および（２）の関係を満足する耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提供する。
【選択図】なし
【解決手段】所定の化学組成を有するフェライト系ステンレス鋼であって、ステンレス鋼中に、Ｓを含有する無機化合物であるＳ系介在物が存在し、Ｓ系介在物のうち、直径相当サイズが１μｍ以上でかつＳ含有量が１質量％以上である特定Ｓ系介在物は、ステンレス鋼の表面に存在する個数割合が１５個／ｍｍ２以下であり、ステンレス鋼中のＣｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇの各含有量を、それぞれ｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝、｛Ａｌ｝、｛Ｃａ｝、｛Ｍｇ｝で表すとき、これらが所定の式（１）および（２）の関係を満足する耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提供する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
質量％で、
Ｃ：０．１０％以下、
Ｓｉ：１．０％超３．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｎｉ：２．０％以下、
Ｐ：０．１０％以下、
Ｓ：０．００２０％以下、
Ｃｒ：１３．０％以上３２．０％以下、
Ｎ：０．１０％以下、
Ｎｂ及びＴｉの少なくとも1種：６（Ｃ＋Ｎ）％以上０．７％以下
Ｃｕ：２．０％以下、
Ｍｏ：３．０％以下、
Ａｌ：０．０１％以上０．２０％以下、
Ｃａ：０．０１０％以下、
Ｍｇ：０．０１０％以下、および
Ｏ：０．００４０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる化学組成を有するフェライト系ステンレス鋼であって、
前記ステンレス鋼中に、Ｓを含有する無機化合物であるＳ系介在物が存在し、
前記Ｓ系介在物のうち、直径相当サイズが１μｍ以上でかつＳ含有量が１質量％以上である特定Ｓ系介在物は、前記ステンレス鋼の表面に存在する個数割合が１５個／ｍｍ２以下であり、
前記ステンレス鋼中のＣｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇの各含有量を、それぞれ｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝、｛Ａｌ｝、｛Ｃａ｝、｛Ｍｇ｝で表すとき、
｛Ａｌ｝、｛Ｃａ｝、｛Ｍｇ｝が、下記式（１）の関係を満足するとともに、
｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝が、下記式（２）の関係を満足する、耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
式（１）：｛Ａｌ｝＋１０｛Ｃａ｝＋｛Ｍｇ｝≦０．２０
式（２）：｛Ｃｒ｝＋１．７｛Ｓｉ｝＋１．２｛Ｍｏ｝＋０．４（｛Ｃｕ｝＋｛Ｎｉ｝）＞１９．０
Ｃ：０．１０％以下、
Ｓｉ：１．０％超３．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｎｉ：２．０％以下、
Ｐ：０．１０％以下、
Ｓ：０．００２０％以下、
Ｃｒ：１３．０％以上３２．０％以下、
Ｎ：０．１０％以下、
Ｎｂ及びＴｉの少なくとも1種：６（Ｃ＋Ｎ）％以上０．７％以下
Ｃｕ：２．０％以下、
Ｍｏ：３．０％以下、
Ａｌ：０．０１％以上０．２０％以下、
Ｃａ：０．０１０％以下、
Ｍｇ：０．０１０％以下、および
Ｏ：０．００４０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる化学組成を有するフェライト系ステンレス鋼であって、
前記ステンレス鋼中に、Ｓを含有する無機化合物であるＳ系介在物が存在し、
前記Ｓ系介在物のうち、直径相当サイズが１μｍ以上でかつＳ含有量が１質量％以上である特定Ｓ系介在物は、前記ステンレス鋼の表面に存在する個数割合が１５個／ｍｍ２以下であり、
前記ステンレス鋼中のＣｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇの各含有量を、それぞれ｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝、｛Ａｌ｝、｛Ｃａ｝、｛Ｍｇ｝で表すとき、
｛Ａｌ｝、｛Ｃａ｝、｛Ｍｇ｝が、下記式（１）の関係を満足するとともに、
｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝が、下記式（２）の関係を満足する、耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
式（１）：｛Ａｌ｝＋１０｛Ｃａ｝＋｛Ｍｇ｝≦０．２０
式（２）：｛Ｃｒ｝＋１．７｛Ｓｉ｝＋１．２｛Ｍｏ｝＋０．４（｛Ｃｕ｝＋｛Ｎｉ｝）＞１９．０
【請求項2】
前記化学組成は、
Ｖ、Ｗ、ＣｏおよびＺｒの少なくとも1種：１．０質量％以下、
ＲＥＭ：０．１０質量％以下、
Ｓｎ：０．１０質量％以下、および
Ｂ：０．０１質量％以下をさらに含有する、請求項１に記載の耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
Ｖ、Ｗ、ＣｏおよびＺｒの少なくとも1種：１．０質量％以下、
ＲＥＭ：０．１０質量％以下、
Ｓｎ：０．１０質量％以下、および
Ｂ：０．０１質量％以下をさらに含有する、請求項１に記載の耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、フェライト系ステンレス鋼は、Ｎｉを含有しないか、またはＮｉを含有しても少量であるため、安価であることから、建築材料、厨房用材料および電気部品用材料などに広く適用されている。しかし、従来のフェライト系ステンレス鋼は、ＳＵＳ３０４に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼等に比較して、耐食性が劣っていた。このため、近時は、製造技術の向上によりＣおよびＮの不純物元素を低減したフェライト系ステンレス鋼に、Ｓｉを１．０質量％を添加することで、耐食性を向上させた高純度フェライト系ステンレス鋼が開発されている。
【0003】
しかし、フェライト系ステンレス鋼は、例えば、建材パネル、配管用途として屋外環境、特に、塩害環境などの腐食環境で使用されることがある。これまでのフェライト系ステンレス鋼は、Ｃｒ、Ｍｏなどの合金元素の添加により表面の発銹を抑制する耐候性の向上が行われてきた。しかし、Ｃｒ、Ｍｏを多量に添加することはフェライト系ステンレス鋼を安価にするという目的に反することになる。さらに、フェライト系ステンレス鋼では、Ｎｉを含有するオーステナイト系ステンレス鋼に比べて一度生じた孔食の進行が速く、かつ孔食が停止しにくい性質がある。ＣおよびＮの不純物元素を低減し、Ｓｉを１．０質量％を添加するフェライト系ステンレス鋼は、水溶液中における孔食発生を抑制するには有効であるが、屋外腐食環境において耐候性が十分ではないという問題点がある。
【0004】
これまで、例えば、特許文献１は、母材および溶接部の強度向上のため、Ｓｉ添加による強度担保、Ｎｉ添加および溶接金属部の介在物を、１μｍ以下にすることで靭性を向上させた溶接部の靭性に優れたステンレス鋼製溶接構造体および溶接用ステンレス鋼板を開示している。また、特許文献２は、耐食性・強度を担保しつつ溶接性を向上させるため、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｏを適正範囲とすることで溶け落ちを抑制しつつ、Ｓｉ、Ｃｕを適正範囲とすることで溶け込み不足を抑制するフェライト系ステンレス鋼および溶接構造物を開示している。また、特許文献３は、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｓｉを適正範囲とすることで高温塩害を抑制し、かつＣｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｎｉを適正範囲とすることで耐孔食性を向上させたフェライト系ステンレス鋼を開示している。また、特許文献４は、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｏの量を規定し、かつ表面の金属の被さり個数を規定してすきま腐食の起点を減らすことで高強度かつ耐すきま腐食性を向上させるフェライト系ステンレス鋼を開示している。
【0005】
しかしながら、特許文献１～４はいずれも、屋外での使用に際して問題となる耐候性について考慮されていない。特に、Ｓｉを添加して耐孔食性、引張強度を向上させた高純度フェライト系ステンレス鋼において、屋外の塩害環境において腐食起点となる表面欠陥であるＳ（硫黄）を含有する介在物に関して全く考慮されていないという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１０－２２９４７０号公報
【特許文献2】特開２０１８－１６５３８４号公報
【特許文献3】特開２０１９－１１２７０９号公報
【特許文献4】特開２０２０－１６４９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
そこで、本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、鋼中のＳｉ含有量を１．０質量％超とし、鋼中に含有する特定成分の適正化を図るととも、鋼中の存在する特定Ｓ系介在物を制御した高純度フェライト系ステンレス鋼において、耐食性、特に、耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
そこで、以下に本発明の特徴を列記する。
（１）質量％で、
Ｃ：０．１０％以下、
Ｓｉ：１．０％超３．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｎｉ：２．０％以下、
Ｐ：０．１０％以下、
Ｓ：０．００２０％以下、
Ｃｒ：１３．０％以上３２．０％以下、
Ｎ：０．１０％以下、
Ｎｂ及びＴｉの少なくとも1種：６（Ｃ＋Ｎ）％以上０．７％以下、
Ｃｕ：２．０％以下、
Ｍｏ：３．０％以下、
Ａｌ：０．０１％以上０．２０％以下、
Ｃａ：０．０１０％以下、
Ｍｇ：０．０１０％以下、および
Ｏ：０．００４０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる化学組成を有するフェライト系ステンレス鋼であって、
前記ステンレス鋼中に、Ｓを含有する無機化合物であるＳ系介在物が存在し、
前記Ｓ系介在物のうち、直径相当サイズが１μｍ以上でかつＳ含有量が１質量％以上である特定Ｓ系介在物は、前記ステンレス鋼の表面に存在する個数割合が１５個／ｍｍ２以下であり、
前記ステンレス鋼中のＣｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇの各含有量を、それぞれ｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝、｛Ａｌ｝、｛Ｃａ｝、｛Ｍｇ｝で表すとき、
｛Ａｌ｝、｛Ｃａ｝、｛Ｍｇ｝が、下記式（１）の関係を満足するとともに、
｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝が、下記式（２）の関係を満足する、耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
式（１）：｛Ａｌ｝＋１０｛Ｃａ｝＋｛Ｍｇ｝≦０．２０
式（２）：｛Ｃｒ｝＋１．７｛Ｓｉ｝＋１．２｛Ｍｏ｝＋０．４（｛Ｃｕ｝＋｛Ｎｉ｝）＞１９．０
（２）前記化学組成は、
Ｖ、Ｗ、ＣｏおよびＺｒの少なくとも1種：１．０質量％以下、
ＲＥＭ：０．１０質量％以下、
Ｓｎ：０．１０質量％以下、および
Ｂ：０．０１質量％以下をさらに含有する、（１）に記載の耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（１）質量％で、
Ｃ：０．１０％以下、
Ｓｉ：１．０％超３．０％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｎｉ：２．０％以下、
Ｐ：０．１０％以下、
Ｓ：０．００２０％以下、
Ｃｒ：１３．０％以上３２．０％以下、
Ｎ：０．１０％以下、
Ｎｂ及びＴｉの少なくとも1種：６（Ｃ＋Ｎ）％以上０．７％以下、
Ｃｕ：２．０％以下、
Ｍｏ：３．０％以下、
Ａｌ：０．０１％以上０．２０％以下、
Ｃａ：０．０１０％以下、
Ｍｇ：０．０１０％以下、および
Ｏ：０．００４０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる化学組成を有するフェライト系ステンレス鋼であって、
前記ステンレス鋼中に、Ｓを含有する無機化合物であるＳ系介在物が存在し、
前記Ｓ系介在物のうち、直径相当サイズが１μｍ以上でかつＳ含有量が１質量％以上である特定Ｓ系介在物は、前記ステンレス鋼の表面に存在する個数割合が１５個／ｍｍ２以下であり、
前記ステンレス鋼中のＣｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇの各含有量を、それぞれ｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝、｛Ａｌ｝、｛Ｃａ｝、｛Ｍｇ｝で表すとき、
｛Ａｌ｝、｛Ｃａ｝、｛Ｍｇ｝が、下記式（１）の関係を満足するとともに、
｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝が、下記式（２）の関係を満足する、耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
式（１）：｛Ａｌ｝＋１０｛Ｃａ｝＋｛Ｍｇ｝≦０．２０
式（２）：｛Ｃｒ｝＋１．７｛Ｓｉ｝＋１．２｛Ｍｏ｝＋０．４（｛Ｃｕ｝＋｛Ｎｉ｝）＞１９．０
（２）前記化学組成は、
Ｖ、Ｗ、ＣｏおよびＺｒの少なくとも1種：１．０質量％以下、
ＲＥＭ：０．１０質量％以下、
Ｓｎ：０．１０質量％以下、および
Ｂ：０．０１質量％以下をさらに含有する、（１）に記載の耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
【発明の効果】
【0009】
本発明は、鋼中のＳｉ含有量を１．０質量％超とし、鋼中に含有する特定成分の適正化を図るととも、鋼中の存在する特定Ｓ系介在物を制御することによって、耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明はこの発明における実施形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【0011】
本発明者らは、課題を解決するために、フェライト系ステンレス鋼において、耐食性、特に耐候性を改善する添加元素および介在物の作用効果について鋭意検討を行い、下記の新しい知見を得て本発明をなすに至った。
【0012】
本発明のフェライト系ステンレス鋼（以下、単に「ステンレス鋼」と記す。）は、Ｆｅを主成分としてＣｒを含有し、金属組織としてはフェライト相を主体とする組織であり、引張強度、伸び等の機械的性質、製造時における加工特性を備えるために、以下に示す化学組成を有している。さらに、本発明のステンレス鋼は、多くの耐食性用途に使用される。例えば、屋外腐食環境において発銹抑制が重要となる建材用途や、腐食に伴う穴あき抑制が重要な配管など、耐候性が要求されることも多い。このために、耐候性向上のため、腐食起点となる介在物を減少させている。この介在物は、ステンレス鋼の鋼中に存在し、表面に露出したものは腐食環境で溶解し、ステンレス鋼の母材と介在物との間に、すきまを生じる。すきま内部は外部と電位差が生じ、腐食の駆動力となることに加え、腐食により溶出した金属イオン、特にＣｒイオンは水和物を形成するため周囲の環境のｐＨが低下する。母材と介在物のすきまではイオンの拡散が生じにくいためこの傾向が強く、再不働態化が生じにくく孔食が進行する。このすきまが大きくなるほど、すきま内のｐＨが低下しやすい。
【0013】
ここで、介在物は、Ｓ（イオウ）を含有する無機化合物である（以下、「Ｓ系介在物」と記す。）。このＳ系介在物は、ＭｎＳ、ＣａＳなど硫化物を含有する。また、単独で析出している硫化物以外にも、析出する硫化物とともにＡｌ、Ｃａ、Ｍｇ酸化物が共に凝集して析出してＳ系介在物を形成している。
【0014】
このＳ系介在物は、腐食環境において水分に可溶性であり、腐食起点となることから、個数割合を減少させることが必要となる。減少方法は下記（１）、（２）となる。
（１）ステンレス鋼におけるＳの含有量を低減することでＳ系介在物の個数を低減する。
（２）酸化物を形成し、Ｓ又は硫化物と凝集してＳ系化合物を形成するＡｌ、Ｃａ、Ｍｇの含有量を制御する。特に、硫化物を形成する傾向が強いＣａの含有量を制御する。
（１）ステンレス鋼におけるＳの含有量を低減することでＳ系介在物の個数を低減する。
（２）酸化物を形成し、Ｓ又は硫化物と凝集してＳ系化合物を形成するＡｌ、Ｃａ、Ｍｇの含有量を制御する。特に、硫化物を形成する傾向が強いＣａの含有量を制御する。
【0015】
さらに、Ｓ系介在物は腐食環境で溶解し、ステンレス鋼の母材との間に、すきまを生じる。すきま内部は外部と電位差が生じ、腐食の駆動力となることに加え、すきま内で腐食が発生すると、ステンレス鋼の金属イオンが溶け出す。溶出したＣｒイオンは水和物を形成するため、周囲の環境のｐＨが低下する。特に、介在物の下のすきまではイオンの拡散が生じにくいためこの傾向が強く、再不働態化が生じにくく孔食が進行する。ステンレス鋼は多くの耐食性用途に使用される。屋外腐食環境において発銹抑制が重要となる建材用途や、腐食に伴う穴あき抑制が重要な配管など、耐候性が要求されることも多い。耐候性を向上させるため、従来のフェライト系ステンレス鋼では、鋼中にＣｒやＭｏなどの合金元素を添加するのが一般的である。しかしながら、ステンレス鋼には、硫化物など腐食起点となる介在物が一定数存在するため、耐候性を満たすためには必要以上の合金元素の添加が必要であった。また、フェライト系ステンレス鋼は、Ｎｉを含有するオーステナイト系ステンレス鋼に比べて、一度生じた腐食(孔食)の進展が速く、かつ停止(再不働態化)しにくい傾向がある。
また、母材の耐食性を向上させる固溶元素としては、Ｓｉが挙げられる。しかしながら、鋼中のＳｉ添加は、耐食性が向上するものの、耐候性の向上は望めなかった。この要因として、Ｓｉの耐食性向上効果は、中性環境において有効であり、孔食内部のような低ｐＨ環境で腐食進展を抑制する効果は認められないためである。
したがって、すきま腐食で生ずる低ｐＨ環境下で孔食性に有効に作用するＣｕ、Ｎｉをわずかに添加しつつ耐候性を担保する。
以下に、本発明のフェライト鋼を具体的に説明する。
また、母材の耐食性を向上させる固溶元素としては、Ｓｉが挙げられる。しかしながら、鋼中のＳｉ添加は、耐食性が向上するものの、耐候性の向上は望めなかった。この要因として、Ｓｉの耐食性向上効果は、中性環境において有効であり、孔食内部のような低ｐＨ環境で腐食進展を抑制する効果は認められないためである。
したがって、すきま腐食で生ずる低ｐＨ環境下で孔食性に有効に作用するＣｕ、Ｎｉをわずかに添加しつつ耐候性を担保する。
以下に、本発明のフェライト鋼を具体的に説明する。
【0016】
本発明のステンレス鋼は、化学組成が、質量％で、Ｃ：０．１０％以下、Ｓｉ：１．０％超３．０％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｎｉ：２．０％以下、Ｐ：０．１％以下、Ｓ：０．００２０％以下、Ｃｒ：１３．０％以上３２．０％以下、Ｎ：０．１％以下、Ｎｂ及びＴｉの少なくとも１種：６（Ｃ＋Ｎ）％以上０．７％以下、Ｃｕ：２．０％以下、Ｍｏ：３．０％以下、Ａｌ：０．０１％以上０．２０％以下、Ｃａ：０．０１０％以下、Ｍｇ：０．０１０％以下、およびＯ：０．００４０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる。
【0017】
（化学組成）
以下に、各必須添加元素の限定理由について説明する。なお、以下の化学組成の各成分の説明では、「質量％」を単に「％」として示す。
（Ｃ：０．１０％以下）
Ｃ（炭素）は、ステンレス鋼中に不可避的に含有する。しかし、加工性と耐食性を低下させるため、その含有量は少ないほど良いため、上限を０．１０％以下とする。特に、腐食の起点となり耐候性を低下させる効果が大きく、さらに、好ましくは０．０５％以下にすることで、さらに、耐食性として特に耐孔食性、耐候性を向上させることができる。一方、Ｃは侵入型固溶元素であり、結晶粒界への偏析傾向も大きい元素であり結晶粒界の強化にも寄与する。従って、Ｃは、Ｐの粒界偏析抑制に対しても効果的である。これらＣの作用効果を得るには下限を０．０００５％以上とすることが好ましい。
以下に、各必須添加元素の限定理由について説明する。なお、以下の化学組成の各成分の説明では、「質量％」を単に「％」として示す。
（Ｃ：０．１０％以下）
Ｃ（炭素）は、ステンレス鋼中に不可避的に含有する。しかし、加工性と耐食性を低下させるため、その含有量は少ないほど良いため、上限を０．１０％以下とする。特に、腐食の起点となり耐候性を低下させる効果が大きく、さらに、好ましくは０．０５％以下にすることで、さらに、耐食性として特に耐孔食性、耐候性を向上させることができる。一方、Ｃは侵入型固溶元素であり、結晶粒界への偏析傾向も大きい元素であり結晶粒界の強化にも寄与する。従って、Ｃは、Ｐの粒界偏析抑制に対しても効果的である。これらＣの作用効果を得るには下限を０．０００５％以上とすることが好ましい。
【0018】
（Ｓｉ：１．０％超３．０％以下）
Ｓｉ（ケイ素）は、脱酸元素として有効であり、耐酸化性を向上させる。また、引張強度、硬度を高くし、機械的強度の向上に貢献する。さらに、Ｓｉ含有量を１．０％超えにすることで、耐食性、特に、塩水などの中性環境下における耐孔食性を向上させることができる。一方、固溶強化元素として作用し、加工性の低下や溶接性靭性の低下を招くため、上限を３．０％以下とする。脱酸や耐酸化性、機械的強度、耐孔食性を確保するために、それぞれの効果と製造性を考慮して、好ましくは、１．０％超２．５％以下とする。さらに、好ましい範囲は、それぞれの効果と製造性を考慮して、１．１％以上２．０％以下とする。
Ｓｉ（ケイ素）は、脱酸元素として有効であり、耐酸化性を向上させる。また、引張強度、硬度を高くし、機械的強度の向上に貢献する。さらに、Ｓｉ含有量を１．０％超えにすることで、耐食性、特に、塩水などの中性環境下における耐孔食性を向上させることができる。一方、固溶強化元素として作用し、加工性の低下や溶接性靭性の低下を招くため、上限を３．０％以下とする。脱酸や耐酸化性、機械的強度、耐孔食性を確保するために、それぞれの効果と製造性を考慮して、好ましくは、１．０％超２．５％以下とする。さらに、好ましい範囲は、それぞれの効果と製造性を考慮して、１．１％以上２．０％以下とする。
【0019】
（Ｍｎ：１．０％以下）
Ｍｎ（マンガン）は、脱酸元素およびＳの固定で有効な元素である。一方、ＭｎＳ硫化物を形成し腐食の起点になることがあり、また、フェライト相を不安定化し、耐酸化性の低下を招くため、上限を１．０％以下とする。一方、母相中のＯ（酸素）の脱酸やＳ(硫黄)を硫化物にすることでＳを固定する脱硫の作用を確保するために下限を０．０１％以上とすることが好ましい。好ましい範囲は、それぞれの効果と製造コストを考慮して０．０２～０．８％とする。
Ｍｎ（マンガン）は、脱酸元素およびＳの固定で有効な元素である。一方、ＭｎＳ硫化物を形成し腐食の起点になることがあり、また、フェライト相を不安定化し、耐酸化性の低下を招くため、上限を１．０％以下とする。一方、母相中のＯ（酸素）の脱酸やＳ(硫黄)を硫化物にすることでＳを固定する脱硫の作用を確保するために下限を０．０１％以上とすることが好ましい。好ましい範囲は、それぞれの効果と製造コストを考慮して０．０２～０．８％とする。
【0020】
（Ｎｉ：２．０％以下）
Ｎｉ（ニッケル）は、耐食性向上に有効な元素であり、特に、低ｐＨ環境下における孔食の進行を抑制する効果があり、母材と介在物とのすきま腐食の抑制に有効である。耐すきま腐食性を得るには、Ｎｉ含有量は０．０３％超とすることが好ましい。一方、Ｎｉ含有量が２．０％超えだと、フェライト相を不安定化し、合金コストの上昇や材料強度の上昇による加工性の低下を招くため、Ｎｉ含有量の上限は２．０％とする。Ｎｉ含有量の好ましい範囲は、性能と合金コストを考慮して、１．８％以下とする。
Ｎｉ（ニッケル）は、耐食性向上に有効な元素であり、特に、低ｐＨ環境下における孔食の進行を抑制する効果があり、母材と介在物とのすきま腐食の抑制に有効である。耐すきま腐食性を得るには、Ｎｉ含有量は０．０３％超とすることが好ましい。一方、Ｎｉ含有量が２．０％超えだと、フェライト相を不安定化し、合金コストの上昇や材料強度の上昇による加工性の低下を招くため、Ｎｉ含有量の上限は２．０％とする。Ｎｉ含有量の好ましい範囲は、性能と合金コストを考慮して、１．８％以下とする。
【0021】
（Ｐ：０．１０％以下）
Ｐ（リン）は、加工性や溶接性を阻害する元素であり、その含有量は少ないほど良いため、上限を０．１０％以下とする。但し、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、下限を０．００５％以上とすることが好ましい。より好ましい範囲は、製造コストを考慮して０．００８～０．０５０％とする。
Ｐ（リン）は、加工性や溶接性を阻害する元素であり、その含有量は少ないほど良いため、上限を０．１０％以下とする。但し、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、下限を０．００５％以上とすることが好ましい。より好ましい範囲は、製造コストを考慮して０．００８～０．０５０％とする。
【0022】
（Ｓ：０．００２０％以下）
Ｓ（硫黄）は、ステンレス鋼中に不可避的に含有する。結晶粒界に偏析し、溶接部の靭性や熱間加工性、耐食性を低下させる。さらに、他の元素と硫化物として無機化合物を形成することで、耐食性、特に、耐候性を低下させることから、Ｓ含有量は少ないほど良いため、上限を０．００２０％以下とする。しかし、過度に低減することは原料及び精錬コストの増加に繋がるため、下限を０．０００１以上とすることが好ましい。より好ましい範囲は、耐候性低下の抑制や製造コストを考慮して０．０００２～０．００１８％とする。
Ｓ（硫黄）は、ステンレス鋼中に不可避的に含有する。結晶粒界に偏析し、溶接部の靭性や熱間加工性、耐食性を低下させる。さらに、他の元素と硫化物として無機化合物を形成することで、耐食性、特に、耐候性を低下させることから、Ｓ含有量は少ないほど良いため、上限を０．００２０％以下とする。しかし、過度に低減することは原料及び精錬コストの増加に繋がるため、下限を０．０００１以上とすることが好ましい。より好ましい範囲は、耐候性低下の抑制や製造コストを考慮して０．０００２～０．００１８％とする。
【0023】
（Ｃｒ：１３．０～３２．０％）
Ｃｒ(クロム)は、本発明のフェライト系ステンレス鋼の基本元素であり、耐酸化性や耐食性、特に、耐候性を確保するために必須の元素である。屋外の塩害環境を考慮し耐候性を確保するために下限を１３．０％以上とする。Ｃｒ含有量の上限としては、原料コストと熱延板靭性低下等の製造性の観点から３２．０％とし、好ましくは２５．０％以下とする。
Ｃｒ(クロム)は、本発明のフェライト系ステンレス鋼の基本元素であり、耐酸化性や耐食性、特に、耐候性を確保するために必須の元素である。屋外の塩害環境を考慮し耐候性を確保するために下限を１３．０％以上とする。Ｃｒ含有量の上限としては、原料コストと熱延板靭性低下等の製造性の観点から３２．０％とし、好ましくは２５．０％以下とする。
【0024】
（Ｎ：０．１０％以下）
Ｎ（窒素）は、Ｃと同様に加工性と耐食性を低下させるため、Ｎ含有量は少ないほど良いため、上限を０．１０％以下とする。但し、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、下限を０．００１％とすることが好ましい。また、ＮはＣと同様に侵入型固溶元素であるものの、結晶粒界への偏析傾向は小さく、結晶粒界の強化に殆ど寄与せず、鋭敏化による耐食性低下が懸念されるため、好ましい範囲は、性能と製造コストを考慮して０．００５～０．０５０％とする。
Ｎ（窒素）は、Ｃと同様に加工性と耐食性を低下させるため、Ｎ含有量は少ないほど良いため、上限を０．１０％以下とする。但し、過度の低減は精錬コストの増加に繋がるため、下限を０．００１％とすることが好ましい。また、ＮはＣと同様に侵入型固溶元素であるものの、結晶粒界への偏析傾向は小さく、結晶粒界の強化に殆ど寄与せず、鋭敏化による耐食性低下が懸念されるため、好ましい範囲は、性能と製造コストを考慮して０．００５～０．０５０％とする。
【0025】
（Ｎｂ及びＴｉの少なくとも１種：６（Ｃ＋Ｎ）％以上０．７％以下）
Ｎｂ（ニオブ）、Ｔｉ（チタン）は、Ｃ、Ｎを固定する安定化元素の作用により、加工性及び耐粒界腐食性を改善するとともに、金属組織の改善にも有効な元素である。添加する場合は、それぞれその効果が発現するため、Ｃ、Ｎの添加量に対して６（Ｃ＋Ｎ）％以上とする。但し、過度な添加は合金コストの上昇や再結晶温度上昇に伴う製造性の低下に繋がるため、０．７％以下とする。また、過度の添加は、製造時における表面品質の低下を招く。好ましい範囲は、効果と合金コストおよび製造性を考慮して、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種で０．０５～０．５％とする。より好ましい範囲は０．０８～０．５％とする。
Ｎｂ（ニオブ）、Ｔｉ（チタン）は、Ｃ、Ｎを固定する安定化元素の作用により、加工性及び耐粒界腐食性を改善するとともに、金属組織の改善にも有効な元素である。添加する場合は、それぞれその効果が発現するため、Ｃ、Ｎの添加量に対して６（Ｃ＋Ｎ）％以上とする。但し、過度な添加は合金コストの上昇や再結晶温度上昇に伴う製造性の低下に繋がるため、０．７％以下とする。また、過度の添加は、製造時における表面品質の低下を招く。好ましい範囲は、効果と合金コストおよび製造性を考慮して、Ｎｂ、Ｔｉの少なくとも１種で０．０５～０．５％とする。より好ましい範囲は０．０８～０．５％とする。
【0026】
（Ｃｕ：２．０％以下）
Ｃｕ（銅）は、加工性および耐候性を得るために好適な元素である。特に、低ｐＨ環境下における孔食の進行を抑制する効果がある。本効果を得るには、Ｃｕ含有量は０．０３％超とすることが好ましい。一方、Ｃｕ含有量が２．０％超えだと、フェライト相を不安定化し、合金コストの上昇や材料強度の上昇による加工性の低下を招くため、Ｃｕ含有量の上限は２．０％とする。Ｃｕ含有量の好ましい範囲は、性能と合金コストを考慮して、０．０４～１．５％とする。
Ｃｕ（銅）は、加工性および耐候性を得るために好適な元素である。特に、低ｐＨ環境下における孔食の進行を抑制する効果がある。本効果を得るには、Ｃｕ含有量は０．０３％超とすることが好ましい。一方、Ｃｕ含有量が２．０％超えだと、フェライト相を不安定化し、合金コストの上昇や材料強度の上昇による加工性の低下を招くため、Ｃｕ含有量の上限は２．０％とする。Ｃｕ含有量の好ましい範囲は、性能と合金コストを考慮して、０．０４～１．５％とする。
【0027】
（Ｍｏ：３．０％以下）
Ｍｏ（モリブデン）は、ＮｉやＣｕと同様に耐酸化性に加えて、耐孔食性や耐候性を得るために有効な元素である。特に、低ｐＨ環境下における孔食の進行を抑制する効果がある。Ｍｏ含有量は、それぞれの効果が発現するために、Ｍｏは０．１０％以上とすることが好ましい。但し、過度な含有量は、合金コストの上昇と熱間加工及び冷間加工の製造性を阻害するため、Ｍｏ含有量の上限は、３．０％以下とする。
Ｍｏ（モリブデン）は、ＮｉやＣｕと同様に耐酸化性に加えて、耐孔食性や耐候性を得るために有効な元素である。特に、低ｐＨ環境下における孔食の進行を抑制する効果がある。Ｍｏ含有量は、それぞれの効果が発現するために、Ｍｏは０．１０％以上とすることが好ましい。但し、過度な含有量は、合金コストの上昇と熱間加工及び冷間加工の製造性を阻害するため、Ｍｏ含有量の上限は、３．０％以下とする。
【0028】
（Ａｌ：０．０１％以上０．２０％以下）
Ａｌ（アルミニウム）は、脱酸元素として極めて有効な元素である。一方、鋼の靭性や溶接性の低下を招くため、上限を０．２０％以下とする。Ａｌは、特に、Ｓｉとともに酸化物を形成し、母相中のＯ（酸素）を低減する。しかし、Ａｌの含有量が多くなることで鋼中の酸化物が多くなると硫化物と複合して可溶性介在物を形成することで、腐食の起点となり、耐候性を低下させる。したがって、上限として、０．２０％以下が好ましい。一方、下限は、脱酸効果を考慮して０．０１％以上とする。より好ましい範囲は、製造性と性能を考慮して０．０１～０．１７％とする。
Ａｌ（アルミニウム）は、脱酸元素として極めて有効な元素である。一方、鋼の靭性や溶接性の低下を招くため、上限を０．２０％以下とする。Ａｌは、特に、Ｓｉとともに酸化物を形成し、母相中のＯ（酸素）を低減する。しかし、Ａｌの含有量が多くなることで鋼中の酸化物が多くなると硫化物と複合して可溶性介在物を形成することで、腐食の起点となり、耐候性を低下させる。したがって、上限として、０．２０％以下が好ましい。一方、下限は、脱酸効果を考慮して０．０１％以上とする。より好ましい範囲は、製造性と性能を考慮して０．０１～０．１７％とする。
【0029】
（Ｃａ：０．０１０％以下）
Ｃａ（カルシウム）は、脱酸元素として極めて有効な元素である。特に、Ｓｉとともに酸化物を形成し、母相中のＯ（酸素）を低減する。さらに、熱間加工性やステンレス鋼の清浄度を向上させる元素であり、必要に応じて添加する。Ｃａの含有量は、それぞれの効果を発現する０．０００３％以上とすることが好ましい。しかし、Ｃａの含有量が０．０１０％超えると、酸化物・硫化物を形成しやすくなり、特に、硫化物（ＣａＳ）が水に可溶性であることから腐食の起点となり、耐候性を低下させるため、Ｃａの含有量の上限を０．０１０％とする。好ましくは、製造性や耐酸化性を考慮して０．００９％以下とする。
Ｃａ（カルシウム）は、脱酸元素として極めて有効な元素である。特に、Ｓｉとともに酸化物を形成し、母相中のＯ（酸素）を低減する。さらに、熱間加工性やステンレス鋼の清浄度を向上させる元素であり、必要に応じて添加する。Ｃａの含有量は、それぞれの効果を発現する０．０００３％以上とすることが好ましい。しかし、Ｃａの含有量が０．０１０％超えると、酸化物・硫化物を形成しやすくなり、特に、硫化物（ＣａＳ）が水に可溶性であることから腐食の起点となり、耐候性を低下させるため、Ｃａの含有量の上限を０．０１０％とする。好ましくは、製造性や耐酸化性を考慮して０．００９％以下とする。
【0030】
（Ｍｇ：０．０１０％以下）
Ｍｇ（マグネシウム）は、脱酸元素として極めて有効な元素である。特に、Ｓｉとともに酸化物を形成し、母相中のＯ（酸素）を低減する。さらに、熱間加工性やステンレス鋼の清浄度を向上させる元素であり、必要に応じて添加する。Ｍｇの含有量は、それぞれの効果を発現する０．０００３％以上とすることが好ましい。しかし、Ｍｇ含有量が多くなることで、製造性の低下、および鋼中の酸化物が多くなると硫化物と複合して可溶性の介在物を形成することで、腐食の起点となり、耐候性を低下させるため、Ｍｇの含有量の上限を０．０１０％とする。好ましくは、製造性や耐酸化性を考慮して０．００９％以下とする。
Ｍｇ（マグネシウム）は、脱酸元素として極めて有効な元素である。特に、Ｓｉとともに酸化物を形成し、母相中のＯ（酸素）を低減する。さらに、熱間加工性やステンレス鋼の清浄度を向上させる元素であり、必要に応じて添加する。Ｍｇの含有量は、それぞれの効果を発現する０．０００３％以上とすることが好ましい。しかし、Ｍｇ含有量が多くなることで、製造性の低下、および鋼中の酸化物が多くなると硫化物と複合して可溶性の介在物を形成することで、腐食の起点となり、耐候性を低下させるため、Ｍｇの含有量の上限を０．０１０％とする。好ましくは、製造性や耐酸化性を考慮して０．００９％以下とする。
【0031】
（Ｏ：０．００４０％未満）
Ｏ（酸素）は、ステンレス鋼板中に不可避的に含有する。他の添加元素と酸化物を形成する。このような酸化物に硫化物が凝集することで腐食起点となる可溶性の介在物として作用し、耐候性の低下に繋がるため、Ｏの含有量を０．００４０％以下にする。さらに、好ましくは、０．００３５％以下にする。しかし、過度の低減は原料及び精錬コストの増加に繋がるため、下限を０．０００１％以上とすることが好ましい。
Ｏ（酸素）は、ステンレス鋼板中に不可避的に含有する。他の添加元素と酸化物を形成する。このような酸化物に硫化物が凝集することで腐食起点となる可溶性の介在物として作用し、耐候性の低下に繋がるため、Ｏの含有量を０．００４０％以下にする。さらに、好ましくは、０．００３５％以下にする。しかし、過度の低減は原料及び精錬コストの増加に繋がるため、下限を０．０００１％以上とすることが好ましい。
【0032】
（Ｓ系介在物の個数割合）
また、本発明のステンレス鋼中に、Ｓを含有する無機化合物であるＳ系介在物が存在し、このＳ系介在物のうち、直径相当サイズが１μｍ以上でかつＳ含有量が１質量％以上である特定Ｓ系介在物は、ステンレス鋼の表面に存在する個数割合が１５個／ｍｍ２以下である。
また、本発明のステンレス鋼中に、Ｓを含有する無機化合物であるＳ系介在物が存在し、このＳ系介在物のうち、直径相当サイズが１μｍ以上でかつＳ含有量が１質量％以上である特定Ｓ系介在物は、ステンレス鋼の表面に存在する個数割合が１５個／ｍｍ２以下である。
【0033】
Ｓ系介在物は、腐食環境で水に溶解し、ステンレス鋼の母材との間に、すきまを生じる。すきま内部は外部と電位差が生じ、腐食の駆動力となることに加え、すきま内で孔食が発生すると、ステンレス鋼の金属イオンが溶出する。溶出したＣｒイオンは水和物を形成するため、周囲の環境のｐＨが低下する。特に、介在物の下のすきまではイオンの拡散が生じにくいためこの傾向が強く、再不働態化が生じにくく孔食が進行する。Ｎｉ含有量が低い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腐食進行が速いため、Ｓ系介在物は、腐食起点として作用しやすい。そこで、腐食起点となるＳ系介在物のサイズ、または、個数割合を低減することで耐候性を向上させている。
【0034】
Ｓ系介在物のうち、直径相当サイズが１μｍ以上でかつＳ含有量が１質量％以上である特定Ｓ系介在物は、ステンレス鋼の表面に存在する個数割合が１５個／ｍｍ２以下にすることで、このステンレス鋼の表面における発銹を抑制する。
特定Ｓ系介在物の個数割合は、圧延面を鏡面処理して観察し、以下のようにして測定した。初めに、ＦＥ－ＳＥＭ（電界放出型走査電子顕微鏡：株式会社日立ハイテク製 ＳＵ－５０００）装置を用いて特定Ｓ系介在物を検出し、その部分をさらに、ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析）装置で点分析により、組成、個数割合を測定した。
特定Ｓ系介在物の個数割合は、圧延面を鏡面処理して観察し、以下のようにして測定した。初めに、ＦＥ－ＳＥＭ（電界放出型走査電子顕微鏡：株式会社日立ハイテク製 ＳＵ－５０００）装置を用いて特定Ｓ系介在物を検出し、その部分をさらに、ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析）装置で点分析により、組成、個数割合を測定した。
【0035】
さらに、検出した介在物のうち、直径相当サイズ((長辺×短辺）１／２)が１μｍ以上かつＥＤＸ分析成分のＳの含有量が１質量％以上の特定Ｓ系介在物の個数を求めた。特定Ｓ系介在物数を観察面積で除することにより、個数割合を算出した。
【0036】
特定Ｓ系介在物は、Ｓ系介在物のうち、直径相当サイズが１μｍ以上である。ここでいう「直径相当サイズ」とは、形状における長辺寸法と短辺寸法の積の数値を１/２乗したときの数値を意味する。これによって、形状が不定形であっても、大きさを一義的に定めることができる。Ｓ系介在物は、直径相当サイズが１μｍ未満では、非常に小さいことで腐食の駆動力となるすきま内部と外部と電位差が生じることや、すきま内で孔食が発生した際にも拡散が生じやすいためｐＨ低下が軽微であるため、腐食の起点になりにくい。
また、介在物でＳの含有量が１％未満では、介在物が溶けて母材との間にすきまを形成することがないため腐食起点になりにくい。したがって、ステンレス鋼の表面に介在物が存在しても、直径相当サイズが１μｍ以上でかつＳ含有量が１％以上である特定Ｓ系介在物の個数割合を、１５個／ｍｍ２以下にすることで発銹を抑制し、耐候性の低下を抑制することができる。
また、介在物でＳの含有量が１％未満では、介在物が溶けて母材との間にすきまを形成することがないため腐食起点になりにくい。したがって、ステンレス鋼の表面に介在物が存在しても、直径相当サイズが１μｍ以上でかつＳ含有量が１％以上である特定Ｓ系介在物の個数割合を、１５個／ｍｍ２以下にすることで発銹を抑制し、耐候性の低下を抑制することができる。
【0037】
さらに、本発明のステンレス鋼は、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇの各含有量を、それぞれ｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝、｛Ａｌ｝、｛Ｃａ｝、｛Ｍｇ｝で表すとき、｛Ａｌ｝、｛Ｃａ｝、｛Ｍｇ｝が、下記式（１）の関係を満足するとともに、｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝が、下記式（２）の関係を満足する。
式（１）：｛Ａｌ｝＋１０｛Ｃａ｝＋｛Ｍｇ｝≦０．２０
式（２）：｛Ｃｒ｝＋１．７｛Ｓｉ｝＋１．２｛Ｍｏ｝＋０．４（｛Ｃｕ｝＋｛Ｎｉ｝）＞１９．０
式（１）：｛Ａｌ｝＋１０｛Ｃａ｝＋｛Ｍｇ｝≦０．２０
式（２）：｛Ｃｒ｝＋１．７｛Ｓｉ｝＋１．２｛Ｍｏ｝＋０．４（｛Ｃｕ｝＋｛Ｎｉ｝）＞１９．０
【0038】
（式（１）について）
本発明のステンレス鋼は、Ａｌ、ＣａおよびＭｇの各含有量｛Ａｌ｝、｛Ｃａ｝および｛Ｍｇ｝で表される式（１）を満足している。
本発明のステンレス鋼は、耐候性の向上のために特定Ｓ系介在物の個数割合を低減することを一つの手段としている。本発明のステンレス鋼は、１．０％超３．０％以下のＳｉを添加することでフェライト系においても高い耐食性を得ることができる。さらに、１．０％超のＳｉを添加することによって、コストの高いＣｒ、Ｍｏの含有量を低減しつつ耐孔食性を担保することが可能である。しかし、Ｓｉ添加による耐孔食性の向上は主に中性環境で有効に作用するため、低ｐＨ環境を形成する特定Ｓ系介在物と母材のすきまなどで有効に作用しないためＳｉ添加による耐候性の向上は望めなかった。しかし本発明のステンレス鋼は腐食起点である特定Ｓ系介在物を減少させているため、Ｓｉを添加することで更に耐候性を向上させることができる。
本発明のステンレス鋼は、Ａｌ、ＣａおよびＭｇの各含有量｛Ａｌ｝、｛Ｃａ｝および｛Ｍｇ｝で表される式（１）を満足している。
本発明のステンレス鋼は、耐候性の向上のために特定Ｓ系介在物の個数割合を低減することを一つの手段としている。本発明のステンレス鋼は、１．０％超３．０％以下のＳｉを添加することでフェライト系においても高い耐食性を得ることができる。さらに、１．０％超のＳｉを添加することによって、コストの高いＣｒ、Ｍｏの含有量を低減しつつ耐孔食性を担保することが可能である。しかし、Ｓｉ添加による耐孔食性の向上は主に中性環境で有効に作用するため、低ｐＨ環境を形成する特定Ｓ系介在物と母材のすきまなどで有効に作用しないためＳｉ添加による耐候性の向上は望めなかった。しかし本発明のステンレス鋼は腐食起点である特定Ｓ系介在物を減少させているため、Ｓｉを添加することで更に耐候性を向上させることができる。
【0039】
本発明のステンレス鋼は、Ａｌ、ＣａおよびＭｇの各含有量｛Ａｌ｝、｛Ｃａ｝、｛Ｍｇ｝が、式（１）の関係を満足する。これによって、特定Ｓ系介在物の個数割合を低くすることができる。
本発明のステンレス鋼は、Ｓ又は硫化物が凝集することでＳ系介在物を形成するＡｌ、ＣａおよびＭｇの含有量を規定した。ＡｌとＭｇは、酸化物を形成し、Ｓ等と凝集してＳ系介在物する。一方で、Ａｌ、Ｍｇは、Ｓｉと複合添加することによりステンレス鋼中のＯ（酸素）を極めて低減することが可能になるため添加は必須であり、添加量の制御が必要である。また、Ｃａは、Ａｌ、Ｍｇと比較しても酸化物を形成する傾向が強いし、さらに、Ｓと結合して硫化物を形成する傾向がある。このために、Ｃａは、Ａｌ、Ｍｇと比較してＳ系介在物を形成する傾向が１０倍大きいとする知見を見出し、式（１）を導き出した。
本発明のステンレス鋼は、Ｓ又は硫化物が凝集することでＳ系介在物を形成するＡｌ、ＣａおよびＭｇの含有量を規定した。ＡｌとＭｇは、酸化物を形成し、Ｓ等と凝集してＳ系介在物する。一方で、Ａｌ、Ｍｇは、Ｓｉと複合添加することによりステンレス鋼中のＯ（酸素）を極めて低減することが可能になるため添加は必須であり、添加量の制御が必要である。また、Ｃａは、Ａｌ、Ｍｇと比較しても酸化物を形成する傾向が強いし、さらに、Ｓと結合して硫化物を形成する傾向がある。このために、Ｃａは、Ａｌ、Ｍｇと比較してＳ系介在物を形成する傾向が１０倍大きいとする知見を見出し、式（１）を導き出した。
【0040】
さらに、直径相当サイズが１μｍ以上でかつＳ含有量が１質量％以上である特定Ｓ系介在物をステンレス鋼の表面に存在する個数割合が１５個／ｍｍ２以下に制御するには、式（１）の値を、０．２０以下にする。これにより、特定Ｓ系介在物を制御するとともに、ステンレス鋼の耐候性を担保することができる。
式（１）の左辺の数値が０．２０を超えると、上記限定範囲を外れる。特に、特定Ｓ系介在物の個数割合を１５個／ｍｍ２以下に制御することが難しい。また、個数割合を１０個／ｍｍ２以下にするには、式（１）の値を、０．１５以下にすることが好ましい。
式（１）の左辺の数値が０．２０を超えると、上記限定範囲を外れる。特に、特定Ｓ系介在物の個数割合を１５個／ｍｍ２以下に制御することが難しい。また、個数割合を１０個／ｍｍ２以下にするには、式（１）の値を、０．１５以下にすることが好ましい。
【0041】
（式（２）について）
さらに、本発明のフェイライト鋼は、本発明のステンレス鋼は、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉの各含有量を、それぞれ｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝で表すとき、下記式（２）の関係を満足する。
式（２）：｛Ｃｒ｝＋１．７｛Ｓｉ｝＋１．２｛Ｍｏ｝＋０．４（｛Ｃｕ｝＋｛Ｎｉ｝）＞１９．０
さらに、本発明のフェイライト鋼は、本発明のステンレス鋼は、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉの各含有量を、それぞれ｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝で表すとき、下記式（２）の関係を満足する。
式（２）：｛Ｃｒ｝＋１．７｛Ｓｉ｝＋１．２｛Ｍｏ｝＋０．４（｛Ｃｕ｝＋｛Ｎｉ｝）＞１９．０
【0042】
ステンレス鋼は、塩素イオン等のハロゲン系イオンを含む腐食環境においてこれらのイオンにより不働態皮膜が局部的に破壊され、孔食が発生する。この孔食は、ステンレス鋼が含有する元素によって発生、進行が大きく変動する。一般に、ステンレス鋼の耐孔食性の指標として、これまで、Ｃｒを基本とする孔食指数（ＰＩ＝Ｃｒ＋３Ｍｏ）が知られている。本発明のステンレス鋼は、孔食指数（ＰＩ）として、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉがすきまや孔食内部などすき間環境である低ｐＨ環境における孔食の進行に効果があることを新たに見出して得られた式（２）を満足している。
【0043】
本発明のステンレス鋼は、耐孔食性の序列を簡易的に評価できる手法として孔食電位測定を採用し、含有する添加元素のうち、多くの添加元素を測定し、Ｃｒ、Ｍｏに加えて、特に効果が見出されたＳｉ、Ｃｕ、Ｎｉに着目して、その各の含有量｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝の影響について検討した。
孔食電位測定はＪＩＳ Ｇ ０５７７に準拠して行い、３０℃の３．５質量％ＮａＣｌ水溶液中における電流値が１００μＡ／ｃｍ２を超える電位を孔食電位Ｖ‘c１００と定めた。本発明のステンレス鋼において、１．０％を超える｛Ｓｉ｝を含有する場合には、｛Ｃｒ｝の増加はもとより｛Ｓｉ｝の増加によっても孔食電位が向上し、その効果は｛Ｃｒ｝の１．７倍あることを知見した。この効果は必ずしも明らかではないが、不働態皮膜の分析から、皮膜内層および鋼界面に生成するＳｉの酸化物が、特に、塩水などの中性溶液環境においてハロゲンイオンによる不働態皮膜の破壊を抑制する作用を発現したものと推察している。さらに、１．０％を超えてＳｉを添加した場合においても、｛Ｍｏ｝を含有する場合には、その効果は｛Ｃｒ｝の１．２倍あることを知見した。｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝を含有する場合には、その効果は｛Ｃｒ｝の０．４倍あることを知見した。
したがって、本発明のステンレス鋼は、式（２）として、｛Ｃｒ｝＋１．７｛Ｓｉ｝＋１．２｛Ｍｏ｝＋０．４（｛Ｃｕ｝＋｛Ｎｉ｝）と表している。
孔食電位測定はＪＩＳ Ｇ ０５７７に準拠して行い、３０℃の３．５質量％ＮａＣｌ水溶液中における電流値が１００μＡ／ｃｍ２を超える電位を孔食電位Ｖ‘c１００と定めた。本発明のステンレス鋼において、１．０％を超える｛Ｓｉ｝を含有する場合には、｛Ｃｒ｝の増加はもとより｛Ｓｉ｝の増加によっても孔食電位が向上し、その効果は｛Ｃｒ｝の１．７倍あることを知見した。この効果は必ずしも明らかではないが、不働態皮膜の分析から、皮膜内層および鋼界面に生成するＳｉの酸化物が、特に、塩水などの中性溶液環境においてハロゲンイオンによる不働態皮膜の破壊を抑制する作用を発現したものと推察している。さらに、１．０％を超えてＳｉを添加した場合においても、｛Ｍｏ｝を含有する場合には、その効果は｛Ｃｒ｝の１．２倍あることを知見した。｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝を含有する場合には、その効果は｛Ｃｒ｝の０．４倍あることを知見した。
したがって、本発明のステンレス鋼は、式（２）として、｛Ｃｒ｝＋１．７｛Ｓｉ｝＋１．２｛Ｍｏ｝＋０．４（｛Ｃｕ｝＋｛Ｎｉ｝）と表している。
【0044】
さらに、ＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ（１９Ｃｒフェライト系ステンレス鋼）、ＳＵＳ４４３Ｊ１（２１Ｃｒフェライト系ステンレス鋼）とＳＵＳ３０４（１８Ｃｒ－８Ｎｉオーステナイト系ステンレス鋼）と孔食電位Ｖ‘ｃ１００を比較した。本発明のステンレス鋼の式（２）を１９．０にすることで、ＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ（１９Ｃｒフェライト系ステンレス鋼）と同等の孔食電位０．２０Ｖとすることができた。また、本発明のステンレス鋼を、式（２）を２１．０にすることで、ＳＵＳ４４３Ｊ１（２１Ｃｒフェライト系ステンレス鋼）とＳＵＳ３０４（１８Ｃｒ－８Ｎｉオーステナイト系ステンレス鋼）と同等の孔食電位０．３０Ｖとすることができた。そこで、本発明のステンレス鋼の式（２）を１９．０以上とした。また、本発明のステンレス鋼における式（２）が２５．０を超えると、鋼中のＳｉ含有量｛Ｓｉ｝が多くなりすぎる傾向があるため、引張強度および硬度が高くなりすぎて加工性が低下し、製造コストが高くなるという不利益がある。また、同様に、鋼中のＭｏ、Ｃｕ、Ｎｉの含有量｛Ｍｏ｝、｛Ｃｕ｝、｛Ｎｉ｝が大きくなると、原材料費が高くなるという不利益がある。このため、式（２）の上限は、好ましくは２５．０とする。
【0045】
また、本発明のステンレス鋼は、必要に応じて、以下に示す任意添加元素をさらに添加することができる。
【0046】
（Ｖ、Ｗ、Ｃｏ、Ｚｒ：１．０％以下）
Ｖ（バナジウム）、Ｗ（タングステン）、Ｃｏ（コバルト）、Ｚｒ（ジルコニウム）は、耐食性の改善に有効な元素である。特に、炭窒化物の生成により固溶Ｃ、Ｎの低減させることで、高純度フェライト系ステンレス鋼の耐食性と加工性の改善に寄与することから必要に応じて添加する。Ｖ、Ｗ、Ｃｏ、Ｚｒの含有量は、それぞれその効果が発現する０．０１％以上とすることが好ましい。それぞれの含有量が１．０％超えだと、合金コストの上昇や製造性の低下に繋がり、固溶強化と析出強化により硬質化と靭性の低下を招くため、それぞれの含有量の上限を１．００％以下とする。それぞれの含有量の好ましい範囲は、加工性及び製造性と合金コストを考慮して、０．０２～０．５０％とする。
Ｖ（バナジウム）、Ｗ（タングステン）、Ｃｏ（コバルト）、Ｚｒ（ジルコニウム）は、耐食性の改善に有効な元素である。特に、炭窒化物の生成により固溶Ｃ、Ｎの低減させることで、高純度フェライト系ステンレス鋼の耐食性と加工性の改善に寄与することから必要に応じて添加する。Ｖ、Ｗ、Ｃｏ、Ｚｒの含有量は、それぞれその効果が発現する０．０１％以上とすることが好ましい。それぞれの含有量が１．０％超えだと、合金コストの上昇や製造性の低下に繋がり、固溶強化と析出強化により硬質化と靭性の低下を招くため、それぞれの含有量の上限を１．００％以下とする。それぞれの含有量の好ましい範囲は、加工性及び製造性と合金コストを考慮して、０．０２～０．５０％とする。
【0047】
（Ｓｎ：０．１０％以下）
Ｓｎ（錫）は、耐食性とＰの粒界偏析を抑制して耐二次加工脆性の改善にも有効な元素であり、必要に応じて添加する。Ｓｎ含有量は、それぞれの効果が発現するために、下限は、０．０１％以上とすることが好ましい。但し、Ｓｎ含有量が０．１０％超えだと、合金コストの上昇と熱間加工及び冷間加工の製造性を阻害するため、Ｓｎ含有量の上限は、０．１０％以下とする。
Ｓｎ（錫）は、耐食性とＰの粒界偏析を抑制して耐二次加工脆性の改善にも有効な元素であり、必要に応じて添加する。Ｓｎ含有量は、それぞれの効果が発現するために、下限は、０．０１％以上とすることが好ましい。但し、Ｓｎ含有量が０．１０％超えだと、合金コストの上昇と熱間加工及び冷間加工の製造性を阻害するため、Ｓｎ含有量の上限は、０．１０％以下とする。
【0048】
（ＲＥＭ：０．１０％以下）
ＲＥＭ（希土類元素）は、熱間加工性や鋼の清浄度を向上させ、耐酸化性や熱間加工性を著しく向上させる効果を持つため、必要に応じて添加しても良い。それらの含有量は、それぞれその効果が発現する０．００１％以上とする。しかし、ＲＥＭを過剰に添加しても、合金コストの上昇と製造性の低下に繋がるだけであるため、ＲＥＭの各含有量の上限をそれぞれ０．１０％以下とする。好ましくは、効果と経済性および製造性を考慮して、少なくとも１種以上で０．００１～０．０８０％とする。
ＲＥＭは、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ等のランタノイド系列、アクチノイド系列の希土類金属及びこれらの複合した金属を示している。
ＲＥＭ（希土類元素）は、熱間加工性や鋼の清浄度を向上させ、耐酸化性や熱間加工性を著しく向上させる効果を持つため、必要に応じて添加しても良い。それらの含有量は、それぞれその効果が発現する０．００１％以上とする。しかし、ＲＥＭを過剰に添加しても、合金コストの上昇と製造性の低下に繋がるだけであるため、ＲＥＭの各含有量の上限をそれぞれ０．１０％以下とする。好ましくは、効果と経済性および製造性を考慮して、少なくとも１種以上で０．００１～０．０８０％とする。
ＲＥＭは、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ等のランタノイド系列、アクチノイド系列の希土類金属及びこれらの複合した金属を示している。
【0049】
（Ｂ：０．０１０％以下）
Ｂ（ホウ素）は、熱間加工性や耐二次加工脆性を向上させる元素であり、フェライト系ステンレス鋼への添加は有効である。Ｂ含有量は、これらの効果を発現する０．０００３％以上とすることが好ましい。しかし、Ｂ含有量が０．０１０％超えだと、伸びの低下、疲労強度の低下をもたらすため、上限を０．０１０％とする。好ましくは、材料コストや加工性を考慮して０．０００５～０．００８０％とする。
Ｂ（ホウ素）は、熱間加工性や耐二次加工脆性を向上させる元素であり、フェライト系ステンレス鋼への添加は有効である。Ｂ含有量は、これらの効果を発現する０．０００３％以上とすることが好ましい。しかし、Ｂ含有量が０．０１０％超えだと、伸びの低下、疲労強度の低下をもたらすため、上限を０．０１０％とする。好ましくは、材料コストや加工性を考慮して０．０００５～０．００８０％とする。
【0050】
（残部はＦｅおよび不可避的不純物）
残部はＦｅおよび不可避的不純物からなり、不可避的不純物としては、例えばＡｓ及びＳｂなどが挙げられるが、ここで不可避的不純物とは、ステンレス鋼を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
残部はＦｅおよび不可避的不純物からなり、不可避的不純物としては、例えばＡｓ及びＳｂなどが挙げられるが、ここで不可避的不純物とは、ステンレス鋼を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
【0051】
（製造方法）
上述した化学組成を有する本発明のステンレス鋼の好適な製造方法について説明する。ステンレス鋼の製造方法は、精錬時間の増加およびスクラップ比率低減により、Ｓ含有量を低下させている。常法においても転炉における精錬時間を長くすることで、Ｓを低減することは一般的である。一方で、極微量なＳの含有量を規制するためには精錬時間延長だけでは著しく製造性を阻害するため、実用的には製造コストが高くなり、実用上では実施されない。本発明のフェライト鋼におけるＳの含有量の低減は精錬時間延長のみならず、Ｓをはじめとする不純物が混入の主要因であるスクラップ比率を低減することによってＳの含有量低減を達成している。すなわちスクラップ比率を４０％以下とすることが望ましく、さらに３５％以下とすることが好ましい。これにより、本発明の目標とする耐候性を確保することが可能である。
上述した化学組成を有する本発明のステンレス鋼の好適な製造方法について説明する。ステンレス鋼の製造方法は、精錬時間の増加およびスクラップ比率低減により、Ｓ含有量を低下させている。常法においても転炉における精錬時間を長くすることで、Ｓを低減することは一般的である。一方で、極微量なＳの含有量を規制するためには精錬時間延長だけでは著しく製造性を阻害するため、実用的には製造コストが高くなり、実用上では実施されない。本発明のフェライト鋼におけるＳの含有量の低減は精錬時間延長のみならず、Ｓをはじめとする不純物が混入の主要因であるスクラップ比率を低減することによってＳの含有量低減を達成している。すなわちスクラップ比率を４０％以下とすることが望ましく、さらに３５％以下とすることが好ましい。これにより、本発明の目標とする耐候性を確保することが可能である。
【実施例0052】
本発明を以下の実施例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。
【0053】
表１は、実施例１～６、比較例１～７における必須添加元素及び一部では任意添加元素を含有量を示している。実施例・比較例に示す化学組成（質量％）を有するフェライト系ステンレス鋼を溶製し、加熱温度１１５０～１２５０℃の熱間圧延を行い、板厚４ｍｍの熱延鋼板を製造した。その後、１０００℃で焼鈍、酸洗後に板厚０．８ｍｍまで冷間圧延し、８７０～１０００℃の仕上げ焼鈍と酸洗を行った。これを用いて、以下の評価を行った。
【0054】
【表1】
【0055】
以下、実施例１～６、比較例１～７の特性を性能を評価した。
【0056】
表２は、本発明のステンレス鋼の特性として、特定Ｓ系介在物の個数割合、式（１）および式（２）の計算値を評価した。
【0057】
特定Ｓ系介在物の個数割合は、以下のように評価した。
製造した鋼板から１０ｍｍ×１０ｍｍの試験片を切削によって切り出した。この際、製造した焼鈍酸洗板の幅方向の端から２０ｍｍ以上離れた箇所で採取した。次に、圧延面が観察面となるように樹脂埋めを施した。次に、樹脂埋めを行った試験片を湿式研磨によって鏡面処理した。その後、ＦＥ－ＳＥＭ（株式会社日立ハイテク製ＳＵ－５０００）を用いて特定Ｓ系介在物の検出およびＥＤＸ点分析による特定Ｓ系介在物組成を測定した。介在物の自動分析機能を用いて測定しており、条件は下記となる。
測定範囲：測定面積５ｍｍ２(２．０ｍｍ×２．５ｍｍ)である。
観察倍率：２００倍(１視野範囲０．４８ｍｍ×０．６４ｍｍ)を５％ラップさせつつ、１８視野測定して上記測定範囲とした。検出する最小粒子径は０．４７μｍである。
ＥＤＸの分析ビーム径：０．０５μｍである。
検出した介在物のうち、直径((長辺×短辺）１／２)が１μｍ以上かつＥＤＸ分析成分のＳ濃度が１質量％以上の特定Ｓ系介在物の個数を求めた。特定Ｓ系介在物の個数を観察面積で除することにより、個数割合（個／ｍｍ２）を算出した。
製造した鋼板から１０ｍｍ×１０ｍｍの試験片を切削によって切り出した。この際、製造した焼鈍酸洗板の幅方向の端から２０ｍｍ以上離れた箇所で採取した。次に、圧延面が観察面となるように樹脂埋めを施した。次に、樹脂埋めを行った試験片を湿式研磨によって鏡面処理した。その後、ＦＥ－ＳＥＭ（株式会社日立ハイテク製ＳＵ－５０００）を用いて特定Ｓ系介在物の検出およびＥＤＸ点分析による特定Ｓ系介在物組成を測定した。介在物の自動分析機能を用いて測定しており、条件は下記となる。
測定範囲：測定面積５ｍｍ２(２．０ｍｍ×２．５ｍｍ)である。
観察倍率：２００倍(１視野範囲０．４８ｍｍ×０．６４ｍｍ)を５％ラップさせつつ、１８視野測定して上記測定範囲とした。検出する最小粒子径は０．４７μｍである。
ＥＤＸの分析ビーム径：０．０５μｍである。
検出した介在物のうち、直径((長辺×短辺）１／２)が１μｍ以上かつＥＤＸ分析成分のＳ濃度が１質量％以上の特定Ｓ系介在物の個数を求めた。特定Ｓ系介在物の個数を観察面積で除することにより、個数割合（個／ｍｍ２）を算出した。
【0058】
【表2】
【0059】
表３は、本発明のステンレス鋼の表面の耐候性と耐孔食性を評価している。
ここで、耐候性は、ＣＣＴ（塩乾湿複合サイクル試験）後の発銹面積率で表している。発銹面積率が小さいほど塩害環境におけるステンレス鋼の耐候性が優れる。特に、表２に示す特定Ｓ系介在物の個数と式（１）の左辺の値の双方で評価することができる。
また、耐孔食性は、孔食電位測定によって評価した。孔食電位が高ければ、孔食の発生を抑制することができることから、式（２）の左辺の値により耐孔食性を表すことができる。
ここで、耐候性は、ＣＣＴ（塩乾湿複合サイクル試験）後の発銹面積率で表している。発銹面積率が小さいほど塩害環境におけるステンレス鋼の耐候性が優れる。特に、表２に示す特定Ｓ系介在物の個数と式（１）の左辺の値の双方で評価することができる。
また、耐孔食性は、孔食電位測定によって評価した。孔食電位が高ければ、孔食の発生を抑制することができることから、式（２）の左辺の値により耐孔食性を表すことができる。
【0060】
耐候性の評価方法について詳述する。幅方向５０ｍｍ×圧延方向１００ｍｍの測定用試験片を切り出した後、測定用試験片の片側表面に＃６００湿式研磨を施した。次に、測定用試験片の３つの側面（幅方向の側面１つを除く）を樹脂（信越シリコーン株式会社製の一液縮合型ＲＴＶゴムＫＥ４４）で被覆した。次に、７０ｍｍ×１５０ｍｍのベークライト板の上に２０ｍｍφ×１０ｍｍのポリエチレン製チューブ２個を接着し、その上に測定用試験片の研磨を施していない表面を配置して接着した。このようにして得られたサンプルに対して塩乾湿複合サイクル試験(ＣＣＴ)を行った。サンプルは、測定用試験片の表面が水平面に対して７５°、且つ測定用試験片の樹脂で被覆されていない側面が下部となるようにしてＣＣＴ装置に配置し、５％塩水噴霧（３５℃、２時間）、乾燥（６０℃、２５％ＲＨ、４時間）、湿潤(５０℃、９５％ＲＨ、２時間)を１サイクルとして３サイクル行った。その後、サンプルを水洗及び乾燥し、測定用試験片の表面における発銹面積率を評価した。
また、この評価において、レイティングナンバ（ＲＮ）が、８未満（発銹面積率が０．２５%超えに相当）であれば耐候性に劣るとして「×」とし、ＲＮが８以上（発銹面積率が０．２５%以下に相当）であれば耐候性に優れているとして「〇」とし、ＲＮが９．５以上（発銹面積率が０．０５%以下に相当）であれば耐候性に非常に優れているとして「◎」と評価している。
なお、この発銹面積率の評価は、ＪＩＳ Ｚ ２３７１：塩水噴霧試験方法の「附属書JC（規定）レイティングナンバ方法」に準拠している。
また、この評価において、レイティングナンバ（ＲＮ）が、８未満（発銹面積率が０．２５%超えに相当）であれば耐候性に劣るとして「×」とし、ＲＮが８以上（発銹面積率が０．２５%以下に相当）であれば耐候性に優れているとして「〇」とし、ＲＮが９．５以上（発銹面積率が０．０５%以下に相当）であれば耐候性に非常に優れているとして「◎」と評価している。
なお、この発銹面積率の評価は、ＪＩＳ Ｚ ２３７１：塩水噴霧試験方法の「附属書JC（規定）レイティングナンバ方法」に準拠している。
【0061】
また、耐孔食性の評価方法について説明する。
試験材をせん断加工して、２０ｍｍ×１５ｍｍの寸法の孔食電位評価用試験片を作製した。試験片の一端に導線をスポット溶接して接続し、試験面１０ｍｍ×１０ｍｍ以外をシリコーン樹脂により被覆した。試験液として、３．５％のＮａＣｌ水溶液を使用し、３０℃でＡｒ脱気において試験を行った。上記のＮａＣｌ水溶液中に試験面を完全に浸し、１０分間の放置をした後、ポテンショスタットを用いた動電位法により、電位掃引速度２０ｍＶ／ｍｉｎで、自然電極電位からアノード電流密度が５００μＡ／ｃｍ２に達するまで電位を測定し、アノード分極曲線を得た。孔食電位は、アノード分極曲線において１００μＡ／ｃｍ２に対応する電位のうち、最も貴な値を孔食電位（Ｖ）とした。
なお、このときに、孔食電位が０．２０Ｖ未満では、十分な耐孔食性が得られないとして「×（不可）」と、孔食電位が０．２０Ｖ以上０．３０Ｖ未満では、１９Ｃｒ含有フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４Ｊ１Ｌ）と同等の耐孔食性が得られているとして「〇（良）」と、孔食電位が０．３０Ｖ以上では、２１Ｃｒ含有フェライト系ステンレス鋼、１８－８オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４４３Ｊ１、ＳＵＳ３０４）と同等の耐孔食性が得られているとして「◎（優）」として耐孔食性を評価した。
試験材をせん断加工して、２０ｍｍ×１５ｍｍの寸法の孔食電位評価用試験片を作製した。試験片の一端に導線をスポット溶接して接続し、試験面１０ｍｍ×１０ｍｍ以外をシリコーン樹脂により被覆した。試験液として、３．５％のＮａＣｌ水溶液を使用し、３０℃でＡｒ脱気において試験を行った。上記のＮａＣｌ水溶液中に試験面を完全に浸し、１０分間の放置をした後、ポテンショスタットを用いた動電位法により、電位掃引速度２０ｍＶ／ｍｉｎで、自然電極電位からアノード電流密度が５００μＡ／ｃｍ２に達するまで電位を測定し、アノード分極曲線を得た。孔食電位は、アノード分極曲線において１００μＡ／ｃｍ２に対応する電位のうち、最も貴な値を孔食電位（Ｖ）とした。
なお、このときに、孔食電位が０．２０Ｖ未満では、十分な耐孔食性が得られないとして「×（不可）」と、孔食電位が０．２０Ｖ以上０．３０Ｖ未満では、１９Ｃｒ含有フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４Ｊ１Ｌ）と同等の耐孔食性が得られているとして「〇（良）」と、孔食電位が０．３０Ｖ以上では、２１Ｃｒ含有フェライト系ステンレス鋼、１８－８オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４４３Ｊ１、ＳＵＳ３０４）と同等の耐孔食性が得られているとして「◎（優）」として耐孔食性を評価した。
【0062】
【表3】
【0063】
表１および表２に示す結果から、実施例１～６のステンレス鋼は、Ｓ系介在物の個数割合、式（１）の値および式（２）の値いずれもが本発明の適正範囲を満たしている。
これにより、表３に示す結果から、実施例１～６のステンレス鋼は、耐候性と耐孔食性の性能評価が、ずべて「〇」以上の良好であることが分かる
これにより、表３に示す結果から、実施例１～６のステンレス鋼は、耐候性と耐孔食性の性能評価が、ずべて「〇」以上の良好であることが分かる
【0064】
それに対し、比較例１は、ステンレス鋼中のＳの含有量が０．００８５質量％と高く、それに伴いＳ系介在物の個数割合が３０．３（個／ｍｍ２）と高く、本発明の範囲外であることから、耐候性が「×」と劣っていた。
【0065】
比較例２は、ステンレス鋼中のＣａ、Ｍｇの含有量が高く、それに伴い、特定Ｓ系介在物の個数割合が２２．７（個／ｍｍ２）と高く、かつ、式（１）の値が０．２２２と高く、本発明の範囲外であることから、耐候性が「×」と劣っていた。
【0066】
比較例３は、ステンレス鋼中のＡｌの含有量が０．１３０％と範囲内であるが、特定Ｓ系介在物の個数割合が２０．３（個／ｍｍ２）と高く、かつ、式（１）の値が０．２２１と高く、本発明の範囲外であることから、耐候性が「×」と劣っていた。
【0067】
比較例４は、ステンレス鋼中のＡｌの含有量が３．１９８％と高く、特定Ｓ系介在物の個数割合が１６．７（個／ｍｍ２）と高く、かつ、式（１）の値が３．２４０と高く、本発明の範囲外であることから、耐候性が「×」と劣っていた。
【0068】
比較例５は、ステンレス鋼中のＡｌの含有量が０．００３％と低く範囲外であり、さらに、Ｏの含有量が０．００７％と高いことで、式（１）の値が範囲内であるが、特定Ｓ系介在物の個数割合が１７．５（個／ｍｍ２）と高く、本発明の範囲外であることから、耐候性が「×」と劣っていた。
【0069】
比較例６は、ステンレス鋼中のＳｉの含有量が０．２３％と低く、式（２）の値が範囲外であることから、耐候性、耐孔食性がともに「×」と劣っていた。
【0070】
比較例７は、ステンレス鋼中のＣｒの含有量が１１．０３％と低く、式（２）の値が範囲外であることから、耐候性、耐孔食性がともに「×」と劣っていた。
【0071】
これらの実施例１～６および比較例１～７の結果から、本発明の目標とした耐候性および耐孔食性を得るためには、本発明で規定する化学組成の範囲と、特定Ｓ系介在物の個数割合、式（１）および式（２）の値が本発明の範囲内にあることが重要であることがわかる。更に、微量元素であるＶ、Ｗ、Ｃｏ、Ｚｒ、ＲＥＭ、Ｓｎ、Ｂの添加や、本発明で規定する好ましい製造方法は、耐候性および耐孔食性の向上に有効である。