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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】P2023139754
(43)【公開日】2023-10-04
(54)【発明の名称】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】
C23C 8/18 20060101AFI20230927BHJP
C22C 38/00 20060101ALI20230927BHJP
C22C 38/58 20060101ALI20230927BHJP
C22C 38/60 20060101ALI20230927BHJP
C21D 6/00 20060101ALI20230927BHJP
C25F 1/06 20060101ALI20230927BHJP
【ＦＩ】
C23C8/18
C22C38/00 302Z
C22C38/58
C22C38/60
C21D6/00 102E
C25F1/06 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022045448
(22)【出願日】2022-03-22
(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】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100217249
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 耕一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100221279
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 健吾
(74)【代理人】
【識別番号】100207686
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 恭宏
(74)【代理人】
【識別番号】100224812
【弁理士】
【氏名又は名称】井口 翔太
(72)【発明者】
【氏名】林 篤剛
(72)【発明者】
【氏名】濱田 純一
(57)【要約】
【課題】耐テンパーカラー性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供する。
【解決手段】Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｖ、ＢおよびＯを含有し、更に、Ｔｉ：０．４０％以下、Ｎｂ：０．８０％以下の１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなり、鋼の表面に酸化被膜があり、下記式を満たす、フェライト系ステンレス鋼板を採用する。
［Ｔｉ］＋［Ｎｂ］≧０．０３
１８．０≦［＊Ｃｒ］＋［＊Ｓｉ］×［Ｓｉ］≦３５．０
０＜［＊Ｃｕ］－［Ｃｕ］≦５．００
表面Ｒａ≦１．２０μｎｍ
色差Ｌ＊≧５５
【選択図】なし
【解決手段】Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｖ、ＢおよびＯを含有し、更に、Ｔｉ：０．４０％以下、Ｎｂ：０．８０％以下の１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなり、鋼の表面に酸化被膜があり、下記式を満たす、フェライト系ステンレス鋼板を採用する。
［Ｔｉ］＋［Ｎｂ］≧０．０３
１８．０≦［＊Ｃｒ］＋［＊Ｓｉ］×［Ｓｉ］≦３５．０
０＜［＊Ｃｕ］－［Ｃｕ］≦５．００
表面Ｒａ≦１．２０μｎｍ
色差Ｌ＊≧５５
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｎ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：０．０１％以上、５．００％以下、
Ｍｎ：０．０１％以上、３．００％以下、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０１００％以下、
Ｃｒ：８．０％以上、２５．０％以下、
Ｎｉ：０．００１％以上、２．００％以下、
Ｃｕ：０．００１％以上、２．００％以下、
Ｍｏ：０．００１％以上、４．００％以下、
Ａｌ：０．００１％以上、０．８０％以下、
Ｖ：０．０１％以上、０．３０％以下、
Ｂ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、
Ｏ：０．０００１％以上、０．００５０％以下を含有し、
更に、Ｔｉ：０．４０％以下、Ｎｂ：０．８０％以下の１種または２種を含有し、
残部がＦｅおよび不純物からなり、
鋼の表面に酸化被膜があり、
下記式（ｉ）～（ｖ）を満たす、フェライト系ステンレス鋼板。
［Ｔｉ］＋［Ｎｂ］≧０．０３ ・・・式（ｉ）
１８．０≦［＊Ｃｒ］＋［＊Ｓｉ］×［Ｓｉ］≦３５．０ ・・・式（ｉｉ）
０＜［＊Ｃｕ］－［Ｃｕ］≦５．００ ・・・式（ｉｉｉ）
表面Ｒａ≦１．２０μｎｍ ・・・式（ｉｖ）
色差Ｌ＊≧５５ ・・・式（ｖ）
但し、式（ｉ）～式（ｉｉｉ）中の［元素記号］は、当該元素の鋼中の含有量（質量％）であり、［＊元素記号］は、前記酸化被膜の表面から深さ４０ｎｍまでの間におけるＣ、Ｎ、Ｓ、Ｐ、Ｏを除いたカチオン濃度における当該元素の平均含有量（質量％）である。式（ｉｖ）の表面Ｒａは、鋼板表面の算術平均粗さＲａである。式（ｖ）の色差Ｌ＊は、明度指数Ｌ＊である。
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｎ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：０．０１％以上、５．００％以下、
Ｍｎ：０．０１％以上、３．００％以下、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０１００％以下、
Ｃｒ：８．０％以上、２５．０％以下、
Ｎｉ：０．００１％以上、２．００％以下、
Ｃｕ：０．００１％以上、２．００％以下、
Ｍｏ：０．００１％以上、４．００％以下、
Ａｌ：０．００１％以上、０．８０％以下、
Ｖ：０．０１％以上、０．３０％以下、
Ｂ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、
Ｏ：０．０００１％以上、０．００５０％以下を含有し、
更に、Ｔｉ：０．４０％以下、Ｎｂ：０．８０％以下の１種または２種を含有し、
残部がＦｅおよび不純物からなり、
鋼の表面に酸化被膜があり、
下記式（ｉ）～（ｖ）を満たす、フェライト系ステンレス鋼板。
［Ｔｉ］＋［Ｎｂ］≧０．０３ ・・・式（ｉ）
１８．０≦［＊Ｃｒ］＋［＊Ｓｉ］×［Ｓｉ］≦３５．０ ・・・式（ｉｉ）
０＜［＊Ｃｕ］－［Ｃｕ］≦５．００ ・・・式（ｉｉｉ）
表面Ｒａ≦１．２０μｎｍ ・・・式（ｉｖ）
色差Ｌ＊≧５５ ・・・式（ｖ）
但し、式（ｉ）～式（ｉｉｉ）中の［元素記号］は、当該元素の鋼中の含有量（質量％）であり、［＊元素記号］は、前記酸化被膜の表面から深さ４０ｎｍまでの間におけるＣ、Ｎ、Ｓ、Ｐ、Ｏを除いたカチオン濃度における当該元素の平均含有量（質量％）である。式（ｉｖ）の表面Ｒａは、鋼板表面の算術平均粗さＲａである。式（ｖ）の色差Ｌ＊は、明度指数Ｌ＊である。
【請求項2】
鋼の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０２０％未満、
Ｎ：０．０２０％未満、
Ｓｉ：０．１０％超、３．００％以下、
Ｍｎ：０．０１％以上、０．４０％未満、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．００２０％未満、
Ｃｒ：１０．０％超、２１．０％以下、
Ｎｉ：０．００１％以上、０．６０％未満、
Ｃｕ：０．００１％以上、０．３０％未満、
Ｍｏ：０．００１％以上、２．２０％以下、
Ａｌ：０．００１％以上、０．８０％以下、
Ｖ：０．０１％以上、０．３０％以下、
Ｂ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、
Ｏ：０．０００１％以上、０．００５０％以下を含有し、
更に、Ｔｉ：０．２４％未満、Ｎｂ：０．５５％以下、の１種または２種を含有し、
残部がＦｅおよび不純物からなり、
鋼の表面に酸化被膜があり、
下記式（ｉ）～（ｖ）を満たす、フェライト系ステンレス鋼板。
［Ｔｉ］＋［Ｎｂ］≧０．０８ ・・・式（ｉ）
１９．５≦［＊Ｃｒ］＋［＊Ｓｉ］×［Ｓｉ］≦３３．０ ・・・式（ｉｉ）
０．０２≦［＊Ｃｕ］－［Ｃｕ］≦４．００ ・・・式（ｉｉｉ）
表面Ｒａ≦１．２０μｍ ・・・式（ｉｖ）
色差Ｌ＊≧６０ ・・・式（ｖ）
但し、式（ｉ）～式（ｉｉｉ）中の［元素記号］は、当該元素の鋼中の含有量（質量％）であり、［＊元素記号］は、前記酸化被膜の表面から深さ４０ｎｍまでの間におけるＣ、Ｎ、Ｓ、Ｐ、Ｏを除いたカチオン濃度における当該元素の平均含有量（質量％）である。式（ｉｖ）の表面Ｒａは、鋼板表面の算術平均粗さＲａである。式（ｖ）の色差Ｌ＊は、明度指数Ｌ＊である。
Ｃ：０．０２０％未満、
Ｎ：０．０２０％未満、
Ｓｉ：０．１０％超、３．００％以下、
Ｍｎ：０．０１％以上、０．４０％未満、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．００２０％未満、
Ｃｒ：１０．０％超、２１．０％以下、
Ｎｉ：０．００１％以上、０．６０％未満、
Ｃｕ：０．００１％以上、０．３０％未満、
Ｍｏ：０．００１％以上、２．２０％以下、
Ａｌ：０．００１％以上、０．８０％以下、
Ｖ：０．０１％以上、０．３０％以下、
Ｂ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、
Ｏ：０．０００１％以上、０．００５０％以下を含有し、
更に、Ｔｉ：０．２４％未満、Ｎｂ：０．５５％以下、の１種または２種を含有し、
残部がＦｅおよび不純物からなり、
鋼の表面に酸化被膜があり、
下記式（ｉ）～（ｖ）を満たす、フェライト系ステンレス鋼板。
［Ｔｉ］＋［Ｎｂ］≧０．０８ ・・・式（ｉ）
１９．５≦［＊Ｃｒ］＋［＊Ｓｉ］×［Ｓｉ］≦３３．０ ・・・式（ｉｉ）
０．０２≦［＊Ｃｕ］－［Ｃｕ］≦４．００ ・・・式（ｉｉｉ）
表面Ｒａ≦１．２０μｍ ・・・式（ｉｖ）
色差Ｌ＊≧６０ ・・・式（ｖ）
但し、式（ｉ）～式（ｉｉｉ）中の［元素記号］は、当該元素の鋼中の含有量（質量％）であり、［＊元素記号］は、前記酸化被膜の表面から深さ４０ｎｍまでの間におけるＣ、Ｎ、Ｓ、Ｐ、Ｏを除いたカチオン濃度における当該元素の平均含有量（質量％）である。式（ｉｖ）の表面Ｒａは、鋼板表面の算術平均粗さＲａである。式（ｖ）の色差Ｌ＊は、明度指数Ｌ＊である。
【請求項3】
鋼板表面が酸洗仕上げである、請求項１または請求項２に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項4】
前記酸化被膜の表面から深さ４０ｎｍまでの間におけるＳの平均含有量が０．３質量％以下であり、Ｃの平均含有量が６質量％以下である、請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項5】
質量％にて、Ｆｅの一部に代えて、
Ｗ：０．００１％以上、０．５０％以下、
Ｙ：０．００１％以上、０．５０％以下、
ＲＥＭ：０．００１％以上、０．５０％以下、
Ｃａ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、
Ｚｒ：０．００１％以上、０．５０％以下、
Ｈｆ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｓｎ：０．００１％以上、０．０５％未満、
Ｍｇ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、
Ｃｏ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｓｂ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｂｉ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｔａ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｇａ：０．０００１％以上、０．５０％以下、
の１種または２種以上を含有する、請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
Ｗ：０．００１％以上、０．５０％以下、
Ｙ：０．００１％以上、０．５０％以下、
ＲＥＭ：０．００１％以上、０．５０％以下、
Ｃａ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、
Ｚｒ：０．００１％以上、０．５０％以下、
Ｈｆ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｓｎ：０．００１％以上、０．０５％未満、
Ｍｇ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、
Ｃｏ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｓｂ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｂｉ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｔａ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｇａ：０．０００１％以上、０．５０％以下、
の１種または２種以上を含有する、請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
【請求項6】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法であって、
最終焼鈍前の脱脂工程と、前記脱脂工程後の最終焼鈍工程と、前記最終焼鈍工程後の最終電解酸洗工程とを少なくとも備え、
前記最終焼鈍工程は、焼鈍雰囲気が２～１５体積％の水素と残部窒素の雰囲気であり、焼鈍温度が８００～１２００℃であり、４００℃以上７００℃以下の範囲における昇温時間が５秒以上、２００秒以下であり、８００℃以上１２００℃以下の範囲での保持時間が２０秒以上、２００秒以下であり、４００℃以上７００℃以下の範囲における昇温時間が８００℃以上１２００℃以下の範囲での保持時間より短く、
前記最終酸洗工程は、５０ｇ／Ｌ以上、３００ｇ／Ｌ以下の硫酸と、２００ｍｇ／Ｌ以下のＣｕイオンを含む酸洗液による３秒以上、６０秒以下の電解酸洗である、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
最終焼鈍前の脱脂工程と、前記脱脂工程後の最終焼鈍工程と、前記最終焼鈍工程後の最終電解酸洗工程とを少なくとも備え、
前記最終焼鈍工程は、焼鈍雰囲気が２～１５体積％の水素と残部窒素の雰囲気であり、焼鈍温度が８００～１２００℃であり、４００℃以上７００℃以下の範囲における昇温時間が５秒以上、２００秒以下であり、８００℃以上１２００℃以下の範囲での保持時間が２０秒以上、２００秒以下であり、４００℃以上７００℃以下の範囲における昇温時間が８００℃以上１２００℃以下の範囲での保持時間より短く、
前記最終酸洗工程は、５０ｇ／Ｌ以上、３００ｇ／Ｌ以下の硫酸と、２００ｍｇ／Ｌ以下のＣｕイオンを含む酸洗液による３秒以上、６０秒以下の電解酸洗である、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法に関し、特に、耐テンパーカラー性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
自動車のエキゾーストマニホールド、コンバーター、フロントパイプ、センターパイプ、マフラー等の排気系部材には鋳鉄や炭素鋼が使用されていたが、排ガス規制の強化、エンジン性能の向上、車体軽量化等の流れの中、耐熱性や耐食性の観点からステンレス鋼が使用されるようになった。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より熱膨張係数が小さく熱疲労特性に優れることや材料コストの観点から汎用的に使用されるようになっている。
【0003】
排気系部材に鋳鉄や炭素鋼が使用されていた時はこれらの部材は錆びていることが当然であったが、ステンレス化することで機能面に加え美観も改善もされてきた。近年では自動車ユーザーが納車時や点検、車検時に車体下部まで目視確認する場合があり、機能的に問題のない僅かな錆までも着目されるようになった。さらには自動車の運転で加熱された排気系部材に形成されるテンパーカラーにまで言及されるようになってきた。
【0004】
テンパーカラーとは鋼表面に形成する酸化皮膜がおおよそ1μｍ以下の時に光の干渉によって生じる現象であり、酸化皮膜の厚みの増加に従い金属光沢を有しながら黄系から赤系、そして青系の見た目となっていく。自動車排気系部材においては錆と見間違う赤色系のテンパーカラーを回避することが重要である。
【0005】
また、自動車排気系部材は路面凍結防止のため散布される融雪塩や海水に由来される塩分が付着し加熱される高温塩害環境に曝される。そのため酸化皮膜は成長しやすくテンパーカラーも赤色域まで進行しやすい。
【0006】
ステンレス鋼においてテンパーカラーを防止する手段はいくつかある。特許文献１にはステンレス鋼に光輝焼鈍を施し表面にＳｉまたはＡｌを富化させて酸化皮膜を形成することで耐テンパーカラー性を向上させる技術が記載されている。しかしながら光輝焼鈍を行うことにより生産性が低下し、また製造コストが増大してしまう。また、電子レンジやガスレンジなどを対象とした技術であり、自動車排気系部品のような高温塩害環境での検討は行っていない。
【0007】
特許文献２にはステンレス鋼を研磨仕上げまたは研磨仕上げおよび光輝焼鈍を施しＦｅに対するＣｒ、Ｓｉ、Ａｌの比率を高めた表面酸化皮膜を形成することで耐テンパーカラー性を向上させる技術が記載されている。しかしながら研磨仕上げを行うことにより生産性が低下し、また製造コストが増大してしまう。また、調理器具や暖房器具を対象とした技術であり、自動車排気系部品のような高温塩害環境での検討は行っていない。
【0008】
特許文献３には高純度フェライト系ステンレス鋼にＳｎを添加することで耐テンパーカラー性を向上させる技術が記載されている。しかしながらＳｎ添加により合金コストの増加に繋がる。また、自動車排気系部品のような高温塩害環境での検討は行っていない。
【0009】
一方、自動車排気系部材は価格低減が常に求められており、生産量も多く、上記技術の適用は経済性の観点から現実的ではない。テンパーカラーに関しては自動車排気系部材は錆に見間違う赤色系のテンパーカラーを回避するという点においては上記技術の厨房機器や暖房機器よりは許容されるテンパーカラーの程度は広いが、使用環境は高温塩害環境であり厳しい環境である。これらのことから自動車排気系部材に適した耐テンパーカラー性を向上する技術の開発が必要となった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開昭６２－１５６２５４号公報
【特許文献2】特開平８－２９５９９９号公報
【特許文献3】特許第６１０６４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、耐テンパーカラー性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供することを課題とする。また、本発明は、製造コストの高い光輝焼鈍仕上げや研磨仕上げを必要としない、耐テンパーカラー性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記課題を解決するために、本発明者らは、耐テンパーカラー性に及ぼすフェライト系ステンレス鋼板の各元素の含有量や表面状態などの種々要因について鋭意検討を行った。その結果、耐テンパーカラー性には製造工程で生じる表層におけるＣｒ、Ｓｉのカチオン濃度に加え、Ｃｕのカチオン濃度も影響することを知見した。また、ステンレス鋼表面の色差、粗さも影響することを知見し、それが製造工程中におけるＣ、Ｓの付着に起因していると推定した。これらの知見に基づき、耐テンパーカラー性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法を発明するに至った。
【0013】
すなわち、上記課題を解決することを目的とした本発明の要旨は、以下のとおりである。
［１］ 鋼の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｎ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：０．０１％以上、５．００％以下、
Ｍｎ：０．０１％以上、３．００％以下、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０１００％以下、
Ｃｒ：８．０％以上、２５．０％以下、
Ｎｉ：０．００１％以上、２．００％以下、
Ｃｕ：０．００１％以上、２．００％以下、
Ｍｏ：０．００１％以上、４．００％以下、
Ａｌ：０．００１％以上、０．８０％以下、
Ｖ：０．０１％以上、０．３０％以下、
Ｂ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、
Ｏ：０．０００１％以上、０．００５０％以下を含有し、
更に、Ｔｉ：０．４０％以下、Ｎｂ：０．８０％以下の１種または２種を含有し、
残部がＦｅおよび不純物からなり、
鋼の表面に酸化被膜があり、
下記式（ｉ）～（ｖ）を満たす、フェライト系ステンレス鋼板。
［Ｔｉ］＋［Ｎｂ］≧０．０３ ・・・式（ｉ）
１８．０≦［＊Ｃｒ］＋［＊Ｓｉ］×［Ｓｉ］≦３５．０ ・・・式（ｉｉ）
０＜［＊Ｃｕ］－［Ｃｕ］≦５．００ ・・・式（ｉｉｉ）
表面Ｒａ≦１．２０μｎｍ ・・・式（ｉｖ）
色差Ｌ＊≧５５ ・・・式（ｖ）
但し、式（ｉ）～式（ｉｉｉ）中の［元素記号］は、当該元素の鋼中の含有量（質量％）であり、［＊元素記号］は、前記酸化被膜の表面から深さ４０ｎｍまでの間におけるＣ、Ｎ、Ｓ、Ｐ、Ｏを除いたカチオン濃度における当該元素の平均含有量（質量％）である。式（ｉｖ）の表面Ｒａは、鋼板表面の算術平均粗さＲａである。式（ｖ）の色差Ｌ＊は、明度指数Ｌ＊である。
［２］ 鋼の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０２０％未満、
Ｎ：０．０２０％未満、
Ｓｉ：０．１０％超、３．００％以下、
Ｍｎ：０．０１％以上、０．４０％未満、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．００２０％未満、
Ｃｒ：１０．０％超、２１．０％以下、
Ｎｉ：０．００１％以上、０．６０％未満、
Ｃｕ：０．００１％以上、０．３０％未満、
Ｍｏ：０．００１％以上、２．２０％以下、
Ａｌ：０．００１％以上、０．８０％以下、
Ｖ：０．０１％以上、０．３０％以下、
Ｂ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、
Ｏ：０．０００１％以上、０．００５０％以下を含有し、
更に、Ｔｉ：０．２４％未満、Ｎｂ：０．５５％以下、の１種または２種を含有し、
残部がＦｅおよび不純物からなり、
鋼の表面に酸化被膜があり、
下記式（ｉ）～（ｖ）を満たす、フェライト系ステンレス鋼板。
［Ｔｉ］＋［Ｎｂ］≧０．０８ ・・・式（ｉ）
１９．５≦［＊Ｃｒ］＋［＊Ｓｉ］×［Ｓｉ］≦３３．０ ・・・式（ｉｉ）
０．０２≦［＊Ｃｕ］－［Ｃｕ］≦４．００ ・・・式（ｉｉｉ）
表面Ｒａ≦１．２０μｍ ・・・式（ｉｖ）
色差Ｌ＊≧６０ ・・・式（ｖ）
但し、式（ｉ）～式（ｉｉｉ）中の［元素記号］は、当該元素の鋼中の含有量（質量％）であり、［＊元素記号］は、前記酸化被膜の表面から深さ４０ｎｍまでの間におけるＣ、Ｎ、Ｓ、Ｐ、Ｏを除いたカチオン濃度における当該元素の平均含有量（質量％）である。式（ｉｖ）の表面Ｒａは、鋼板表面の算術平均粗さＲａである。式（ｖ）の色差Ｌ＊は、明度指数Ｌ＊である。
［３］ 鋼板表面が酸洗仕上げである、［１］または［２］に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
［４］ 前記酸化被膜の表面から深さ４０ｎｍまでの間におけるＳの平均含有量が０．３質量％以下であり、Ｃの平均含有量が６質量％以下である、［１］乃至［３］の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
［５］ 質量％にて、Ｆｅの一部に代えて、
Ｗ：０．００１％以上、０．５０％以下、
Ｙ：０．００１％以上、０．５０％以下、
ＲＥＭ：０．００１％以上、０．５０％以下、
Ｃａ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、
Ｚｒ：０．００１％以上、０．５０％以下、
Ｈｆ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｓｎ：０．００１％以上、０．０５％未満、
Ｍｇ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、
Ｃｏ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｓｂ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｂｉ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｔａ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｇａ：０．０００１％以上、０．５０％以下、
の１種または２種以上を含有する、［１］乃至［４］の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
［６］ ［１］乃至［５］の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法であって、
最終焼鈍前の脱脂工程と、前記脱脂工程後の最終焼鈍工程と、前記最終焼鈍工程後の最終電解酸洗工程とを少なくとも備え、
前記最終焼鈍工程は、焼鈍雰囲気が２～１５体積％の水素と残部窒素の雰囲気であり、焼鈍温度が８００～１２００℃であり、４００℃以上７００℃以下の範囲における昇温時間が５秒以上、２００秒以下であり、８００℃以上１２００℃以下の範囲での保持時間が２０秒以上、２００秒以下であり、４００℃以上７００℃以下の範囲における昇温時間が８００℃以上１２００℃以下の範囲での保持時間より短く、
前記最終酸洗工程は、５０ｇ／Ｌ以上、３００ｇ／Ｌ以下の硫酸と、２００ｍｇ／Ｌ以下のＣｕイオンを含む酸洗液による３秒以上、６０秒以下の電解酸洗である、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
［１］ 鋼の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｎ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：０．０１％以上、５．００％以下、
Ｍｎ：０．０１％以上、３．００％以下、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０１００％以下、
Ｃｒ：８．０％以上、２５．０％以下、
Ｎｉ：０．００１％以上、２．００％以下、
Ｃｕ：０．００１％以上、２．００％以下、
Ｍｏ：０．００１％以上、４．００％以下、
Ａｌ：０．００１％以上、０．８０％以下、
Ｖ：０．０１％以上、０．３０％以下、
Ｂ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、
Ｏ：０．０００１％以上、０．００５０％以下を含有し、
更に、Ｔｉ：０．４０％以下、Ｎｂ：０．８０％以下の１種または２種を含有し、
残部がＦｅおよび不純物からなり、
鋼の表面に酸化被膜があり、
下記式（ｉ）～（ｖ）を満たす、フェライト系ステンレス鋼板。
［Ｔｉ］＋［Ｎｂ］≧０．０３ ・・・式（ｉ）
１８．０≦［＊Ｃｒ］＋［＊Ｓｉ］×［Ｓｉ］≦３５．０ ・・・式（ｉｉ）
０＜［＊Ｃｕ］－［Ｃｕ］≦５．００ ・・・式（ｉｉｉ）
表面Ｒａ≦１．２０μｎｍ ・・・式（ｉｖ）
色差Ｌ＊≧５５ ・・・式（ｖ）
但し、式（ｉ）～式（ｉｉｉ）中の［元素記号］は、当該元素の鋼中の含有量（質量％）であり、［＊元素記号］は、前記酸化被膜の表面から深さ４０ｎｍまでの間におけるＣ、Ｎ、Ｓ、Ｐ、Ｏを除いたカチオン濃度における当該元素の平均含有量（質量％）である。式（ｉｖ）の表面Ｒａは、鋼板表面の算術平均粗さＲａである。式（ｖ）の色差Ｌ＊は、明度指数Ｌ＊である。
［２］ 鋼の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０２０％未満、
Ｎ：０．０２０％未満、
Ｓｉ：０．１０％超、３．００％以下、
Ｍｎ：０．０１％以上、０．４０％未満、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．００２０％未満、
Ｃｒ：１０．０％超、２１．０％以下、
Ｎｉ：０．００１％以上、０．６０％未満、
Ｃｕ：０．００１％以上、０．３０％未満、
Ｍｏ：０．００１％以上、２．２０％以下、
Ａｌ：０．００１％以上、０．８０％以下、
Ｖ：０．０１％以上、０．３０％以下、
Ｂ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、
Ｏ：０．０００１％以上、０．００５０％以下を含有し、
更に、Ｔｉ：０．２４％未満、Ｎｂ：０．５５％以下、の１種または２種を含有し、
残部がＦｅおよび不純物からなり、
鋼の表面に酸化被膜があり、
下記式（ｉ）～（ｖ）を満たす、フェライト系ステンレス鋼板。
［Ｔｉ］＋［Ｎｂ］≧０．０８ ・・・式（ｉ）
１９．５≦［＊Ｃｒ］＋［＊Ｓｉ］×［Ｓｉ］≦３３．０ ・・・式（ｉｉ）
０．０２≦［＊Ｃｕ］－［Ｃｕ］≦４．００ ・・・式（ｉｉｉ）
表面Ｒａ≦１．２０μｍ ・・・式（ｉｖ）
色差Ｌ＊≧６０ ・・・式（ｖ）
但し、式（ｉ）～式（ｉｉｉ）中の［元素記号］は、当該元素の鋼中の含有量（質量％）であり、［＊元素記号］は、前記酸化被膜の表面から深さ４０ｎｍまでの間におけるＣ、Ｎ、Ｓ、Ｐ、Ｏを除いたカチオン濃度における当該元素の平均含有量（質量％）である。式（ｉｖ）の表面Ｒａは、鋼板表面の算術平均粗さＲａである。式（ｖ）の色差Ｌ＊は、明度指数Ｌ＊である。
［３］ 鋼板表面が酸洗仕上げである、［１］または［２］に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
［４］ 前記酸化被膜の表面から深さ４０ｎｍまでの間におけるＳの平均含有量が０．３質量％以下であり、Ｃの平均含有量が６質量％以下である、［１］乃至［３］の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
［５］ 質量％にて、Ｆｅの一部に代えて、
Ｗ：０．００１％以上、０．５０％以下、
Ｙ：０．００１％以上、０．５０％以下、
ＲＥＭ：０．００１％以上、０．５０％以下、
Ｃａ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、
Ｚｒ：０．００１％以上、０．５０％以下、
Ｈｆ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｓｎ：０．００１％以上、０．０５％未満、
Ｍｇ：０．０００１％以上、０．００５０％以下、
Ｃｏ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｓｂ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｂｉ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｔａ：０．００１％以上、１．０％以下、
Ｇａ：０．０００１％以上、０．５０％以下、
の１種または２種以上を含有する、［１］乃至［４］の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
［６］ ［１］乃至［５］の何れか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法であって、
最終焼鈍前の脱脂工程と、前記脱脂工程後の最終焼鈍工程と、前記最終焼鈍工程後の最終電解酸洗工程とを少なくとも備え、
前記最終焼鈍工程は、焼鈍雰囲気が２～１５体積％の水素と残部窒素の雰囲気であり、焼鈍温度が８００～１２００℃であり、４００℃以上７００℃以下の範囲における昇温時間が５秒以上、２００秒以下であり、８００℃以上１２００℃以下の範囲での保持時間が２０秒以上、２００秒以下であり、４００℃以上７００℃以下の範囲における昇温時間が８００℃以上１２００℃以下の範囲での保持時間より短く、
前記最終酸洗工程は、５０ｇ／Ｌ以上、３００ｇ／Ｌ以下の硫酸と、２００ｍｇ／Ｌ以下のＣｕイオンを含む酸洗液による３秒以上、６０秒以下の電解酸洗である、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、耐テンパーカラー性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供できる。また、本発明によれば、製造コストの高い光輝焼鈍仕上げや研磨仕上げを必要としない、耐テンパーカラー性に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法を提供できる。本発明に係るフェライト系ステンレス鋼板は、自動車や二輪車などの輸送機器の車体下部で露出する排気系部材およびその付属部品材に使用することに最適な耐テンパーカラー性に優れたフェライト系ステンレス鋼板であり、特に、路面凍結防止のため散布される融雪塩や海水に由来される塩分が付着し加熱される高温塩害環境であっても、耐テンパーカラー性に優れたものとなる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明を詳細に説明する。
【0016】
まず、本発明のフェライト系ステンレス鋼板の鋼の化学組成の限定理由について説明する。ここで、鋼の化学組成についての「％」は質量％を意味する。
【0017】
（Ｃ：０．０３０％以下）
Ｃは、耐酸化性を低下させる元素で耐テンパーカラー性を低下させるため、Ｃ含有量は０．０３０％以下とする。上記特性の低下をさらに抑制することを考慮すると、Ｃ含有量は０．０２０％未満とすることが好ましい。成形性、耐食性を考慮すると、０．０１５％以下とすることがより好ましい。さらに好ましくは、０．０１０％以下である。但し、過度な低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｃ含有量は０．０００１％以上とすることが好ましい。より好ましくは、０．００１０％であり、さらに好ましくは、０．００２０％以上である。
Ｃは、耐酸化性を低下させる元素で耐テンパーカラー性を低下させるため、Ｃ含有量は０．０３０％以下とする。上記特性の低下をさらに抑制することを考慮すると、Ｃ含有量は０．０２０％未満とすることが好ましい。成形性、耐食性を考慮すると、０．０１５％以下とすることがより好ましい。さらに好ましくは、０．０１０％以下である。但し、過度な低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｃ含有量は０．０００１％以上とすることが好ましい。より好ましくは、０．００１０％であり、さらに好ましくは、０．００２０％以上である。
【0018】
（Ｎ：０．０３０％以下）
Ｎは、Ｃと同様、耐酸化性を低下させる元素で耐テンパーカラー性を低下させるため、Ｎ含有量は０．０３０％以下とする。上記特性の低下をさらに抑制することを考慮すると、Ｎ含有量は０．０２０％未満とすることが好ましい。成形性、耐食性を考慮すると、０．０１５％以下とすることがより好ましい。さらに好ましくは、０．０１０％以下である。但し、過度な低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｎ含有量は０．０００１％以上とすることが好ましい。より好ましくは、０．００１０％であり、さらに好ましくは、０．００２０％以上である。
Ｎは、Ｃと同様、耐酸化性を低下させる元素で耐テンパーカラー性を低下させるため、Ｎ含有量は０．０３０％以下とする。上記特性の低下をさらに抑制することを考慮すると、Ｎ含有量は０．０２０％未満とすることが好ましい。成形性、耐食性を考慮すると、０．０１５％以下とすることがより好ましい。さらに好ましくは、０．０１０％以下である。但し、過度な低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｎ含有量は０．０００１％以上とすることが好ましい。より好ましくは、０．００１０％であり、さらに好ましくは、０．００２０％以上である。
【0019】
（Ｓｉ：０．０１％以上、５．００％以下）
Ｓｉは、脱酸剤として含有される元素であるとともに、耐酸化性を向上する元素で耐テンパーカラー性を向上するため、Ｓｉ含有量は０．０１％以上とする。上記特性をさらに向上することを考慮すると、Ｓｉ含有量は０．１０％超とすることが好ましく、０．３０％以上とすることがより好ましい。耐食性を考慮すると、０．５０％以上とすることがより好ましい。しかし、過度なＳｉの含有は、加工性の低下を招くため、Ｓｉ含有量は５．００％以下とする。原料コストや製造コストの観点から経済性を考慮すると、Ｓｉ含有量は３．００％以下とすることが好ましい。製造性を考慮すると、Ｓｉ含有量は１．６０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、１．２０％以下であり、さらに好ましくは、０．８０％以下である。
Ｓｉは、脱酸剤として含有される元素であるとともに、耐酸化性を向上する元素で耐テンパーカラー性を向上するため、Ｓｉ含有量は０．０１％以上とする。上記特性をさらに向上することを考慮すると、Ｓｉ含有量は０．１０％超とすることが好ましく、０．３０％以上とすることがより好ましい。耐食性を考慮すると、０．５０％以上とすることがより好ましい。しかし、過度なＳｉの含有は、加工性の低下を招くため、Ｓｉ含有量は５．００％以下とする。原料コストや製造コストの観点から経済性を考慮すると、Ｓｉ含有量は３．００％以下とすることが好ましい。製造性を考慮すると、Ｓｉ含有量は１．６０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、１．２０％以下であり、さらに好ましくは、０．８０％以下である。
【0020】
（Ｍｎ：０．０１％以上、３．００％以下）
Ｍｎは、脱酸剤として含有される元素であり、Ｍｎ含有量は、０．０１％以上とする。精錬コストを考慮すると、Ｍｎ含有量は０．０５％以上が好ましい。より好ましくは０．１０％以上であり、さらに好ましくは０．１５％以上である。しかし、過度なＭｎの含有は、耐酸化性の低下を招き、耐テンパーカラー性の低下させるため、Ｍｎ含有量は、３．００％以下とする。耐食性を考慮すると、Ｍｎ含有量を１．１０％以下とすることが好ましい。耐テンパーカラー性の低下をさらに抑制することを考慮すると、Ｍｎ含有量を０．４０％未満とすることがより好ましい。
Ｍｎは、脱酸剤として含有される元素であり、Ｍｎ含有量は、０．０１％以上とする。精錬コストを考慮すると、Ｍｎ含有量は０．０５％以上が好ましい。より好ましくは０．１０％以上であり、さらに好ましくは０．１５％以上である。しかし、過度なＭｎの含有は、耐酸化性の低下を招き、耐テンパーカラー性の低下させるため、Ｍｎ含有量は、３．００％以下とする。耐食性を考慮すると、Ｍｎ含有量を１．１０％以下とすることが好ましい。耐テンパーカラー性の低下をさらに抑制することを考慮すると、Ｍｎ含有量を０．４０％未満とすることがより好ましい。
【0021】
（Ｐ：０．０５０％以下）
Ｐは、製鋼精錬時に主として原料から混入する不純物であり、その含有量が高くなると、靭性や溶接性が低下するため、その含有量は少ないほど良い。そのため、Ｐ含有量は０．０５０％以下とする。また、製造性および製造コストを考慮すると、Ｐ含有量は０．０４０％以下とすることが好ましい。加工性を考慮すると、Ｐ含有量は０．０３５％以下とすることがより好ましい。さらに好ましくは、０．０３０％以下である。但し、過度な低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｐ含有量は０．００１％以上とすることが好ましい。より好ましくは、０．００５％以上であり、さらに好ましくは、０．０１０％以上である。
Ｐは、製鋼精錬時に主として原料から混入する不純物であり、その含有量が高くなると、靭性や溶接性が低下するため、その含有量は少ないほど良い。そのため、Ｐ含有量は０．０５０％以下とする。また、製造性および製造コストを考慮すると、Ｐ含有量は０．０４０％以下とすることが好ましい。加工性を考慮すると、Ｐ含有量は０．０３５％以下とすることがより好ましい。さらに好ましくは、０．０３０％以下である。但し、過度な低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｐ含有量は０．００１％以上とすることが好ましい。より好ましくは、０．００５％以上であり、さらに好ましくは、０．０１０％以上である。
【0022】
（Ｓ：０．０１００％以下）
Ｓは、製鋼精錬時に主として原料から混入する不純物であり、耐酸化性の低下を招き、耐テンパーカラー性を低下させるため、Ｓ含有量は０．０１００％以下とする。上記特性の低下をさらに抑制することを考慮すると、Ｓ含有量は、０．００２０％未満とすることが好ましい。製造性や耐食性を考慮すると、Ｓ含有量は０．００１４％以下とすることがより好ましい。但し、過度な低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｓ含有量は０．０００１％以上とすることが好ましい。Ｓ含有量は、より好ましくは、０．０００３％以上である。
Ｓは、製鋼精錬時に主として原料から混入する不純物であり、耐酸化性の低下を招き、耐テンパーカラー性を低下させるため、Ｓ含有量は０．０１００％以下とする。上記特性の低下をさらに抑制することを考慮すると、Ｓ含有量は、０．００２０％未満とすることが好ましい。製造性や耐食性を考慮すると、Ｓ含有量は０．００１４％以下とすることがより好ましい。但し、過度な低減は精錬コストの増加に繋がるため、Ｓ含有量は０．０００１％以上とすることが好ましい。Ｓ含有量は、より好ましくは、０．０００３％以上である。
【0023】
（Ｃｒ：８．０％以上、２５．０％以下）
Ｃｒは、耐酸化性を向上する元素で耐テンパーカラー性を向上するため、Ｃｒ含有量は、８．０％以上とする。上記特性をさらに向上することを考慮すると、Ｃｒ含有量を１０．０％超とすることが好ましい。耐食性を考慮すると、Ｃｒ含有量は１０．５％以上とすることがより好ましい。さらに好ましくは、１５．０％以上である。しかし、過度なＣｒの含有は、製造性や加工性の低下を招くため、Ｃｒ含有量は２５．０％以下とする。原料コストの観点から経済性を考慮すると、Ｃｒ含有量は２１．０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、１８．０％未満である。
Ｃｒは、耐酸化性を向上する元素で耐テンパーカラー性を向上するため、Ｃｒ含有量は、８．０％以上とする。上記特性をさらに向上することを考慮すると、Ｃｒ含有量を１０．０％超とすることが好ましい。耐食性を考慮すると、Ｃｒ含有量は１０．５％以上とすることがより好ましい。さらに好ましくは、１５．０％以上である。しかし、過度なＣｒの含有は、製造性や加工性の低下を招くため、Ｃｒ含有量は２５．０％以下とする。原料コストの観点から経済性を考慮すると、Ｃｒ含有量は２１．０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、１８．０％未満である。
【0024】
（Ｎｉ：０．００１％以上、２．００％以下）
Ｎｉは、耐食性を向上する元素であり、Ｎｉ含有量は０．００１％以上とする。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは、０．０５％以上である。しかし、過度なＮｉの含有は、耐酸化性の低下を招き、耐テンパーカラー性を低下させるため、Ｎｉ含有量は２．００％以下とする。上記特性の低下をさらに抑制することを考慮すると、Ｎｉ含有量は０．６０％未満とすることが好ましい。原料コストや製造性を考慮すると、Ｎｉ含有量は０．５０％以下とすることがより好ましい。さらに好ましくは０．４０％以下である。
Ｎｉは、耐食性を向上する元素であり、Ｎｉ含有量は０．００１％以上とする。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは、０．０５％以上である。しかし、過度なＮｉの含有は、耐酸化性の低下を招き、耐テンパーカラー性を低下させるため、Ｎｉ含有量は２．００％以下とする。上記特性の低下をさらに抑制することを考慮すると、Ｎｉ含有量は０．６０％未満とすることが好ましい。原料コストや製造性を考慮すると、Ｎｉ含有量は０．５０％以下とすることがより好ましい。さらに好ましくは０．４０％以下である。
【0025】
（Ｃｕ：０．００１％以上、２．００％以下）
Ｃｕは、耐食性や高温強度を向上する元素であり、Ｃｕ含有量は０．００１％以上とする。好ましくは、０．００５％以上であり、より好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度なＣｕの含有は、耐酸化性の低下を招き、耐テンパーカラー性を低下させるため、Ｃｕ含有量は２．００％以下とする。上記特性の低下をさらに抑制することを考慮すると、Ｃｕ含有量は０．３０％未満とすることが好ましい。より好ましくは、０．２０％以下である。
Ｃｕは、耐食性や高温強度を向上する元素であり、Ｃｕ含有量は０．００１％以上とする。好ましくは、０．００５％以上であり、より好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度なＣｕの含有は、耐酸化性の低下を招き、耐テンパーカラー性を低下させるため、Ｃｕ含有量は２．００％以下とする。上記特性の低下をさらに抑制することを考慮すると、Ｃｕ含有量は０．３０％未満とすることが好ましい。より好ましくは、０．２０％以下である。
【0026】
（Ｍｏ：０．００１％以上、４．００％以下）
Ｍｏは、耐食性や高温強度を向上する元素であり、Ｍｏ含有量は０．００１％以上とする。好ましくは、０．００５％以上であり、より好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度なＭｏの含有は、製造性や加工性の低下を招くため、Ｍｏ含有量は４．００％以下とする。原料コストの観点から経済性を考慮すると、Ｍｏ含有量は２．２０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、１．２０％以下であり、さらに好ましくは０．２０％未満である。
Ｍｏは、耐食性や高温強度を向上する元素であり、Ｍｏ含有量は０．００１％以上とする。好ましくは、０．００５％以上であり、より好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度なＭｏの含有は、製造性や加工性の低下を招くため、Ｍｏ含有量は４．００％以下とする。原料コストの観点から経済性を考慮すると、Ｍｏ含有量は２．２０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、１．２０％以下であり、さらに好ましくは０．２０％未満である。
【0027】
（Ａｌ：０．００１％以上、０．８０％以下）
Ａｌは、脱酸剤として含有される元素であり、Ａｌ含有量は０．００１％以上とする。好ましくは、０．００５％以上であり、より好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度なＡｌの含有は、製造性の低下を招くため、Ａｌ含有量は０．８０％以下とする。加工性や溶接性を考慮すると、Ａｌ含有量は０．６０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．３０％以下であり、さらに好ましくは０．２０％以下である。
Ａｌは、脱酸剤として含有される元素であり、Ａｌ含有量は０．００１％以上とする。好ましくは、０．００５％以上であり、より好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度なＡｌの含有は、製造性の低下を招くため、Ａｌ含有量は０．８０％以下とする。加工性や溶接性を考慮すると、Ａｌ含有量は０．６０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．３０％以下であり、さらに好ましくは０．２０％以下である。
【0028】
（Ｖ：０．０１％以上、０．３０％以下）
Ｖは、耐酸化性を向上する元素で耐テンパーカラー性を向上するため、Ｖ含有量は０．０１％以上とする。耐食性や高温強度を考慮すると、Ｖ含有量は０．０２％以上とすることが好ましい。より好ましくは、０．０３％以上である。しかし、過度なＶの含有は析出物の粗大化による高温強度の低下を招くため、Ｖ含有量は０．３０％以下とする。鋼の表面性状、製造性を考慮すると、Ｖ含有量は０．２０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．１５％未満であり、さらに好ましくは０．１０％以下である。
Ｖは、耐酸化性を向上する元素で耐テンパーカラー性を向上するため、Ｖ含有量は０．０１％以上とする。耐食性や高温強度を考慮すると、Ｖ含有量は０．０２％以上とすることが好ましい。より好ましくは、０．０３％以上である。しかし、過度なＶの含有は析出物の粗大化による高温強度の低下を招くため、Ｖ含有量は０．３０％以下とする。鋼の表面性状、製造性を考慮すると、Ｖ含有量は０．２０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．１５％未満であり、さらに好ましくは０．１０％以下である。
【0029】
（Ｂ：０．０００１％以上、０．００５０％以下）
Ｂは、耐酸化性を向上する元素で耐テンパーカラー性を向上するため、Ｂ含有量は０．０００１％以上とする。製造性や高温強度を考慮すると、Ｂ含有量は０．０００２％以上とすることが好ましい。より好ましくは、０．０００３％以上であり、更に好ましくは０．００１％以上である。しかし、過度なＢの含有は熱間加工性の低下や鋼表面の表面性状の低下を招く。したがって、Ｂ含有量は０．００５０％以下とする。また、製造性や成型性を考慮すると、Ｂ含有量は０．００３０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．００１５％以下である。
Ｂは、耐酸化性を向上する元素で耐テンパーカラー性を向上するため、Ｂ含有量は０．０００１％以上とする。製造性や高温強度を考慮すると、Ｂ含有量は０．０００２％以上とすることが好ましい。より好ましくは、０．０００３％以上であり、更に好ましくは０．００１％以上である。しかし、過度なＢの含有は熱間加工性の低下や鋼表面の表面性状の低下を招く。したがって、Ｂ含有量は０．００５０％以下とする。また、製造性や成型性を考慮すると、Ｂ含有量は０．００３０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．００１５％以下である。
【0030】
（Ｏ：０．０００１％以上、０．００５０％以下）
Ｏは、不可避的に含まれる不純物であり、気泡や介在物による表面疵の原因となる。また、耐酸化性の低下を招き、耐テンパーカラー性を低下させるため、Ｏ含有量は、０．００５０％以下とする。また、製造性を考慮すると、Ｏ含有量は０．００４０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．００３５％以下である。但し、過度なＯの低減は精錬コストの増加に繋がる。また、鋼の表層部には酸化被膜以外にもＳｉ、Ａｌの内部酸化物があり、耐テンパーカラー性の向上に寄与していると考えている。そのため、Ｏ含有量は０．０００１％以上とする。好ましくは、０．０００３％以上であり、さらに好ましくは、０．０００５％以上である。ここで、Ｏ含有量は、鋼に固溶している酸素および鋼中に介在する酸化物の酸素を含む合計の含有量を意味する。
Ｏは、不可避的に含まれる不純物であり、気泡や介在物による表面疵の原因となる。また、耐酸化性の低下を招き、耐テンパーカラー性を低下させるため、Ｏ含有量は、０．００５０％以下とする。また、製造性を考慮すると、Ｏ含有量は０．００４０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．００３５％以下である。但し、過度なＯの低減は精錬コストの増加に繋がる。また、鋼の表層部には酸化被膜以外にもＳｉ、Ａｌの内部酸化物があり、耐テンパーカラー性の向上に寄与していると考えている。そのため、Ｏ含有量は０．０００１％以上とする。好ましくは、０．０００３％以上であり、さらに好ましくは、０．０００５％以上である。ここで、Ｏ含有量は、鋼に固溶している酸素および鋼中に介在する酸化物の酸素を含む合計の含有量を意味する。
【0031】
本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板は、耐テンパーカラー性を向上するため、Ｔｉ、Ｎｂのいずれか一方または両方を含有する。Ｔｉ，Ｎｂは、耐テンパーカラー性を向上させる点で効果が重複するので、少なくとも一方を含有すればよい。式（ｉ）の説明で述べるように、ＴｉとＮｂの合計含有量は０．０３％以上とする。
【0032】
（Ｔｉ：０．４０％以下）
Ｔｉは、Ｃ、Ｎ、Ｓと結合して耐酸化性を向上する元素であり、また、耐テンパーカラー性を向上する元素である。耐食性、耐粒界腐食性、深絞り性を考慮すると、Ｔｉ含有量は０．０９％以上とすることが好ましい。より好ましくは、０．１２０％以上である。しかし、過度なＴｉの含有は、耐酸化性の低下を招き、耐テンパーカラー性を低下させるため、Ｔｉ含有量は０．４０％以下とする。上記特性の低下をさらに抑制することを考慮すると、Ｔｉ含有量は０．２４％未満とすることが好ましい。原料コストの低減や均一伸び、穴広げ加工性、製造性を考慮すると、Ｔｉ含有量は０．２３％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．２２％以下である。Ｔｉを含有しない場合の下限は０％でもよい。
Ｔｉは、Ｃ、Ｎ、Ｓと結合して耐酸化性を向上する元素であり、また、耐テンパーカラー性を向上する元素である。耐食性、耐粒界腐食性、深絞り性を考慮すると、Ｔｉ含有量は０．０９％以上とすることが好ましい。より好ましくは、０．１２０％以上である。しかし、過度なＴｉの含有は、耐酸化性の低下を招き、耐テンパーカラー性を低下させるため、Ｔｉ含有量は０．４０％以下とする。上記特性の低下をさらに抑制することを考慮すると、Ｔｉ含有量は０．２４％未満とすることが好ましい。原料コストの低減や均一伸び、穴広げ加工性、製造性を考慮すると、Ｔｉ含有量は０．２３％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．２２％以下である。Ｔｉを含有しない場合の下限は０％でもよい。
【0033】
（Ｎｂ：０．８０％以下）
Ｎｂは、Ｃ、Ｎ、Ｓと結合して耐酸化性を向上する元素であり、耐テンパーカラー性を向上する元素である。耐食性、耐粒界腐食性、高温強度を考慮すると、Ｎｂ含有量は０．０１％以上とすることが好ましい。より好ましくは、０．０５％以上であり、さらに好ましくは、０．０５％超である。しかし、過度なＮｂの含有は、製造性や加工性の低下を招くため、Ｎｂ含有量は０．８０％以下とする。原料コストの観点から経済性を考慮すると、Ｎｂ含有量は０．５５％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．３５％未満であり、さらに好ましくは０．２５％以下である。Ｎｂを含有しない場合の下限は０％でもよい。
Ｎｂは、Ｃ、Ｎ、Ｓと結合して耐酸化性を向上する元素であり、耐テンパーカラー性を向上する元素である。耐食性、耐粒界腐食性、高温強度を考慮すると、Ｎｂ含有量は０．０１％以上とすることが好ましい。より好ましくは、０．０５％以上であり、さらに好ましくは、０．０５％超である。しかし、過度なＮｂの含有は、製造性や加工性の低下を招くため、Ｎｂ含有量は０．８０％以下とする。原料コストの観点から経済性を考慮すると、Ｎｂ含有量は０．５５％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．３５％未満であり、さらに好ましくは０．２５％以下である。Ｎｂを含有しない場合の下限は０％でもよい。
【0034】
本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板では、上述した元素および後述する選択的に含有する元素以外の残部は、Ｆｅおよび不純物である。しかしながら、上述した各元素以外の他の元素も、本実施形態の効果を損なわない範囲で含有させることができる。なお、ここで言う不純物とは、本発明に係るフェライト系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。
【0035】
次に、式（ｉ）～式（ｖ）について説明する。
【0036】
上述のように、ＴｉおよびＮｂは、Ｃ、Ｎ、Ｓと結合して耐酸化性を向上する元素であり、また、耐テンパーカラー性を向上する元素であるため、Ｔｉ、Ｎｂの１種または２種を含有し、合計で０．０３％以上とする。すなわち、式（ｉ）を満たすこととする。耐食性や加工性を考慮すると、式（ｉ）の左辺の値は０．０８％以上とすることが好ましい。
【0037】
［Ｔｉ］＋［Ｎｂ］≧０．０３ ・・・式（ｉ）
【0038】
但し、式（ｉ）中の［元素記号］は、当該元素の鋼中の含有量（質量％）である。
【0039】
また、本発明者らは耐テンパーカラー性に及ぼす各種影響を検討する中で、耐テンパーカラー性に、製造工程で生じる表層におけるＣｒ、Ｓｉ、Ｃｕのカチオン元素の濃淡が影響することを知見した。そして、式（ｉｉ）および（ｉｉｉ）を満たすことが耐テンパーカラー性を向上させるために必要であることを見出した。
【0040】
１８．０≦［＊Ｃｒ］＋［＊Ｓｉ］×［Ｓｉ］≦３５．０ ・・・式（ｉｉ）
【0041】
０＜［＊Ｃｕ］－［Ｃｕ］≦５．００ ・・・式（ｉｉｉ）
【0042】
但し、式（ｉｉ）及び式（ｉｉｉ）中の［元素記号］は、当該元素の鋼中の含有量（質量％）である。また、［＊元素記号］は、酸化被膜の表面から深さ４０ｎｍまでの間におけるＣ、Ｎ、Ｓ、Ｐ、Ｏを除いたカチオン濃度における当該元素の平均含有量（質量％）である。なお、本実施形態に係る鋼板の表面には、ごく薄い酸化被膜が形成されている。後述するように、酸化被膜および酸化被膜の直下の鋼素地におけるＣ、Ｓｉ、Ｃｕの濃度が耐テンパー性に影響する。そのため、［＊Ｃｒ］、［＊Ｓｉ］、［＊Ｃｕ］の測定範囲は、酸化被膜及び鋼素地を含む鋼板の表層である、酸化被膜表面から４０ｎｍまでの深さの範囲とする。
【0043】
［＊元素記号］で表される、酸化被膜の表面から深さ４０ｎｍまでの間におけるＣ、Ｎ、Ｓ、Ｐ、Ｏを除いたカチオン濃度における当該元素の平均含有量（質量％）は、グロー放電発光分析（ＧＤＳ）にて測定を行う。具体的には、アルゴンプラズマによって酸化被膜の表面から深さ４０ｎｍを超えるまでスパッタリングし、スパッタされた元素のアルゴンプラズマ内における発光線を連続的に分光して深さ４０ｎｍまでの発光強度を積算する。そして、Ｃ、Ｎ、Ｓ、Ｐ、Ｏを除いたカチオン濃度の合計を１００質量％とした場合の、Ｃｒ，Ｓｉ，Ｃｕの濃度を求め、これを［＊Ｃｒ］、［＊Ｓｉ］、［＊Ｃｕ］とする。
【0044】
Ｃｒは、酸化被膜に濃化する一方で、鋼素地では酸化皮膜形成に伴ってＣｒ欠乏が生じる。このＣｒ欠乏が少ないほど耐酸化性を向上し、耐テンパーカラー性が向上する。そのため、酸化被膜中だけでなく鋼素地も含めた表層部で平均してカチオン濃度が高いことが良い。
【0045】
ＳｉもＣｒと同様に、酸化被膜と鋼素地も含めた表層部で平均してカチオン濃度が高いことが良い。しかし、Ｓｉは、鋼に対する含有量が少なく、酸化被膜へのＳｉ濃化は検出しても鋼素地内のＳｉの欠乏までは検出が難しい。これを踏まえ鋭意検討した結果、Ｓｉについては表層部のカチオン濃度と鋼の含有量の両者が重要であるという考えに至った。
【0046】
式（ｉｉ）の中辺の値が１８．０未満であると、耐テンパーカラー性が低下するため、式（ｉｉ）の中辺の値を１８．０以上とする。上記特性をさらに向上することを考慮すると、式（ｉｉ）の中辺の値を１９．５以上とすることが好ましい。式（ｉｉ）の中辺の値が過度に高い場合は、Ｃｒ、Ｓｉの合計含有量が高いか、酸化被膜が厚くなっていることが考えられ、いずれも加工性の低下を招く。そのため、式（ｉｉ）の中辺の値を３５．０以下とする。また、原料コストや製造コストの観点から経済性を考慮すると、式（ｉｉ）の中辺の値を３３．０以下とすることが好ましい。
【0047】
また、Ｃｕは、鋼に含まれている元素が焼鈍酸洗時に鋼の表層に濃化することに加え、製造プロセスにおいて表面にＣｕが付着したことで濃化する場合がある。すなわち、酸洗工程において、酸洗液にＣｕイオンが含まれると、このＣｕイオンが鋼板表面に付着し、Ｃｕとして析出することでも濃化する。このようなＣｕの濃化によって耐酸化性の低下を招き、耐テンパーカラー性を低下させることを知見した。従って、鋼板の表層部におけるＣｕの濃化は、できる限り少ない方がよい。
【0048】
式（ｉｉｉ）の中辺の値が５．００超であると耐テンパーカラー性が低下するため、式（ｉｉｉ）の中辺の値を５．００以下とする。上記特性の低下をさらに抑制することを考慮すると、式（ｉｉｉ）の中辺の値は４．００以下とすることが好ましい。また、鋼が酸洗肌であればＣｕは表層で濃化しているため、式（ｉｉｉ）の中辺の値は０超である。原料コストや製造コストの観点から経済性を考慮すると、式（ｉｉｉ）の中辺の値は０．０２以上とすることが好ましい。
【0049】
また、本発明者らは、ステンレス鋼表面の色差、粗さも影響することを知見し、式（ｉｖ）および式（ｖ）を満たすことが耐テンパーカラー性を向上させるために必要であることを見出した。
【0050】
表面Ｒａ≦１．２０μｍ ・・・式（ｉｖ）
【0051】
色差Ｌ＊≧５５ ・・・式（ｖ）
【0052】
式（ｉｖ）の表面Ｒａは、鋼板表面の算術平均粗さＲａであり、式（ｖ）の色差Ｌ＊は、明度指数Ｌ＊である。明度指数Ｌ＊は、ＪＩＳ Ｚ ８７８１－４：２０１３に規定されるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるＬ＊である。
【0053】
表面Ｒａ（算術平均粗さＲａ）が大きく、鋼板表面が粗いと、光の乱反射によりテンパーカラーが助長されると考える。このため、鋼板表面の算術平均粗さは、１．２μｍ以下とする。また、色差Ｌ＊は大きいほど鋼板表面が明るいことを意味する。後述するように、色差Ｌ＊が小さいと耐テンパーカラー性が低下するため、５５以上とする。より好ましくは６０以上とする。
【0054】
次に、鋼板の表面状態と製造条件との関係について述べる。最終焼鈍前の脱脂工程が省略されると、冷間圧延時に鋼板表面に付着した圧延油などが付着したままとなる。圧延油等が鋼板表面に付着したままだと、圧延油等に含まれる炭素分が、焼鈍時に、鋼の粒界において鋼中のＣｒと反応してＣｒ炭化物を形成し、その後の酸洗時に粒界の溶削を促進してしまうと考えられる。すなわち、焼鈍前の脱脂工程を省略した場合、酸洗時に粒界が深く溶削されて算術表面粗さＲａが増大するおそれがある。よって、上記式（ｉｖ）を満たすためには、鋼板を製造する際に、焼鈍工程前に脱脂工程を行うとよい。
【0055】
また、色差Ｌ＊は、鋼板表面が粗い場合、または、鋼板表面に硫黄分が付着する場合に、小さくなる。鋼板表面には、酸洗工程の際に鋼板表面に付着した酸洗液中の硫酸に由来する硫黄分が付着する場合がある。圧延油に由来する炭素分とともに、酸洗液に由来する硫黄分が鋼板表面に付着すると、耐酸化性が低下して、耐テンパーカラー性が低下するものと考えられる。従って、酸洗後は、酸洗液の残留を極力少なくするために、酸洗工程に使用する酸洗液の硫酸濃度を低くするとよい。
【0056】
このため、本実施形態の鋼板は、酸化被膜の表面から深さ４０ｎｍまでの間におけるＳの平均含有量が０．３質量％以下であり、Ｃの平均含有量が６質量％以下であることが好ましい。これにより、鋼板の算術表面粗さを小さくするとともに、Ｌ＊値を大きくすることができる。
【0057】
酸化被膜の表面から深さ４０ｎｍまでの間におけるＳの平均含有量およびＣの平均含有量は、グロー放電発光分析（ＧＤＳ）にて測定を行う。具体的には、アルゴンプラズマによって酸化被膜の表面から深さ４０ｎｍを超えるまでスパッタリングし、スパッタされた元素のアルゴンプラズマ内における発光線を連続的に分光して深さ４０ｎｍまでの全ての発光強度を積算する。そして、検出された全元素の合計を１００質量％とした場合の、ＣおよびＳの含有率を求め、Ｓの平均含有量およびＣの平均含有量とする。
【0058】
さらに、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板は、必要に応じて選択的に、Ｗ、Ｙ、ＲＥＭ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｔａ、Ｇａの１種または２種以上を含有することにより、特性を更に向上させることができる。以下に、これらの元素について説明する。なお、これらの元素は、含有されなくてもよいため、これらの元素それぞれの含有量の下限は０％である。
【0059】
（Ｗ：０．００１％以上、０．５０％以下）
Ｗは、高温強度、耐食性、耐酸化性を改善する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．０１％以上であり、さらに好ましくは、０．０５％以上である。しかし、過度のＷの含有は、原料コストの上昇、加工性、靭性、製造性の低下を招く場合があるため、Ｗ含有量は０．５０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．４０％以下であり、さらに好ましくは、０．３０％以下である。
Ｗは、高温強度、耐食性、耐酸化性を改善する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．０１％以上であり、さらに好ましくは、０．０５％以上である。しかし、過度のＷの含有は、原料コストの上昇、加工性、靭性、製造性の低下を招く場合があるため、Ｗ含有量は０．５０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．４０％以下であり、さらに好ましくは、０．３０％以下である。
【0060】
（Ｙ：０．００１％以上、０．５０％以下）
Ｙは、耐銹性、熱間加工性、耐酸化性を改善する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．００３％以上であり、さらに好ましくは０．０１％以上である。しかし、過度のＹの含有は、原料コストの上昇、製造性の低下を招く場合があるため、Ｙ含有量を０．５０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．２０％以下であり、さらに好ましくは、０．１０％以下である。
Ｙは、耐銹性、熱間加工性、耐酸化性を改善する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．００３％以上であり、さらに好ましくは０．０１％以上である。しかし、過度のＹの含有は、原料コストの上昇、製造性の低下を招く場合があるため、Ｙ含有量を０．５０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．２０％以下であり、さらに好ましくは、０．１０％以下である。
【0061】
（ＲＥＭ：０．００１％以上、０．５０％以下）
ＲＥＭ（Ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｍｅｔａｌ；希土類元素）は、耐銹性、熱間加工性、耐酸化性を改善する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．００３％以上であり、さらに好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度なＲＥＭの含有は、原料コストの上昇、製造性の低下を招く場合があるため、ＲＥＭ含有量を０．５０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．２０％以下であり、さらに好ましくは、０．１０％以下である。ＲＥＭは、スカンジウム（Ｓｃ）とランタン（Ｌａ）からルテチウム（Ｌｕ）までの１５元素（ランタノイド）の総称を指す。ＲＥＭとして、上記元素のうちの１種を単独で含有しても良いし、２種以上を含有しても良い。ＲＥＭとして上記元素のうち２種以上を含有する場合、ＲＥＭ含有量は、それらの元素の合計含有量である。
ＲＥＭ（Ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｍｅｔａｌ；希土類元素）は、耐銹性、熱間加工性、耐酸化性を改善する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．００３％以上であり、さらに好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度なＲＥＭの含有は、原料コストの上昇、製造性の低下を招く場合があるため、ＲＥＭ含有量を０．５０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．２０％以下であり、さらに好ましくは、０．１０％以下である。ＲＥＭは、スカンジウム（Ｓｃ）とランタン（Ｌａ）からルテチウム（Ｌｕ）までの１５元素（ランタノイド）の総称を指す。ＲＥＭとして、上記元素のうちの１種を単独で含有しても良いし、２種以上を含有しても良い。ＲＥＭとして上記元素のうち２種以上を含有する場合、ＲＥＭ含有量は、それらの元素の合計含有量である。
【0062】
（Ｃａ：０．０００１％以上、０．００５０％以下）
Ｃａは、耐食性、耐酸化性、製造性を改善する元素であり、必要に応じて０．０００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．０００２％以上であり、さらに好ましくは０．０００３％以上である。しかし、過度なＣａの含有も耐食性、製造性の低下を招く場合があるため、Ｃａ含有量を０．００５０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．００３０％以下であり、さらに好ましくは、０．００２０％以下である。
Ｃａは、耐食性、耐酸化性、製造性を改善する元素であり、必要に応じて０．０００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．０００２％以上であり、さらに好ましくは０．０００３％以上である。しかし、過度なＣａの含有も耐食性、製造性の低下を招く場合があるため、Ｃａ含有量を０．００５０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．００３０％以下であり、さらに好ましくは、０．００２０％以下である。
【0063】
（Ｚｒ：０．００１％以上、０．５０％以下）
Ｚｒは、耐食性、耐粒界腐食性、高温強度、耐酸化性を改善する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．０１％以上であり、さらに好ましくは、０．０３％以上である。しかし、過度なＺｒの含有は、原料コストの上昇、製造性の低下を招く場合があるため、Ｚｒ含有量を０．５０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．３０％以下であり、さらに好ましくは、０．２０％以下である。
Ｚｒは、耐食性、耐粒界腐食性、高温強度、耐酸化性を改善する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．０１％以上であり、さらに好ましくは、０．０３％以上である。しかし、過度なＺｒの含有は、原料コストの上昇、製造性の低下を招く場合があるため、Ｚｒ含有量を０．５０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．３０％以下であり、さらに好ましくは、０．２０％以下である。
【0064】
（Ｈｆ：０．００１％以上、１．０％以下）
Ｈｆは、耐食性、耐粒界腐食性、高温強度、耐酸化性を改善する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．００３％以上であり、さらに好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度なＨｆの含有は、原料コストの上昇、製造性の低下を招く場合があるため、Ｈｆ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．５０％以下であり、さらに好ましくは、０．３０％以下である。
Ｈｆは、耐食性、耐粒界腐食性、高温強度、耐酸化性を改善する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．００３％以上であり、さらに好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度なＨｆの含有は、原料コストの上昇、製造性の低下を招く場合があるため、Ｈｆ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．５０％以下であり、さらに好ましくは、０．３０％以下である。
【0065】
（Ｓｎ：０．００１％以上、０．０５％未満）
Ｓｎは、耐食性、高温強度を改善する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．００３％以上であり、さらに好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度のＳｎの含有は、原料コストの上昇、靭性、製造性の低下による製造コストの上昇を招く場合があるため、Ｓｎ含有量を０．０５％未満とすることが好ましい。より好ましくは、０．０４％未満である。
Ｓｎは、耐食性、高温強度を改善する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．００３％以上であり、さらに好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度のＳｎの含有は、原料コストの上昇、靭性、製造性の低下による製造コストの上昇を招く場合があるため、Ｓｎ含有量を０．０５％未満とすることが好ましい。より好ましくは、０．０４％未満である。
【0066】
（Ｍｇ：０．０００１％以上、０．００５０％以下）
Ｍｇは、脱酸元素として含有させる場合がある他、成型性、耐酸化性を改善する元素でもあり、必要に応じて０．０００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．０００３％以上であり、さらに好ましくは、０．０００５％以上である。しかし、過度なＭｇの含有は、耐食性、溶接性、表面品質の低下を招く場合があるため、Ｍｇ含有量は０．００５０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．００３０％以下であり、さらに好ましくは、０．００２０％以下である。
Ｍｇは、脱酸元素として含有させる場合がある他、成型性、耐酸化性を改善する元素でもあり、必要に応じて０．０００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．０００３％以上であり、さらに好ましくは、０．０００５％以上である。しかし、過度なＭｇの含有は、耐食性、溶接性、表面品質の低下を招く場合があるため、Ｍｇ含有量は０．００５０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．００３０％以下であり、さらに好ましくは、０．００２０％以下である。
【0067】
（Ｃｏ：０．００１％以上、１．０％以下）
Ｃｏは、高温強度を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。よりより好ましくは、０．０１％以上であり、さらに好ましくは、０．０３％以上である。しかし、過度なＣｏの含有は、原料コストの上昇、加工性、靭性、製造性の低下を招く場合があるため、Ｃｏ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．５０％以下であり、さらに好ましくは、０．３０％未満である。
Ｃｏは、高温強度を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。よりより好ましくは、０．０１％以上であり、さらに好ましくは、０．０３％以上である。しかし、過度なＣｏの含有は、原料コストの上昇、加工性、靭性、製造性の低下を招く場合があるため、Ｃｏ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．５０％以下であり、さらに好ましくは、０．３０％未満である。
【0068】
（Ｓｂ：０．００１％以上、１．０％以下）
Ｓｂは、高温強度を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．００５％以上であり、さらに好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度なＳｂの含有は、溶接性、靭性の低下を招く場合があるため、Ｓｂ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．５０％以下であり、さらに好ましくは、０．４０％以下である。
Ｓｂは、高温強度を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．００５％以上であり、さらに好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度なＳｂの含有は、溶接性、靭性の低下を招く場合があるため、Ｓｂ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．５０％以下であり、さらに好ましくは、０．４０％以下である。
【0069】
（Ｂｉ：０．００１％以上、１．０％以下）
Ｂｉは、冷間圧延時に発生するローピングを抑制し、製造性を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．００３％以上であり、さらに好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度なＢｉの含有は、原料コストの上昇、加工性、熱間加工性の低下を招く場合があるため、Ｂｉ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．５０％以下であり、さらに好ましくは、０．３０％以下である。
Ｂｉは、冷間圧延時に発生するローピングを抑制し、製造性を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．００３％以上であり、さらに好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度なＢｉの含有は、原料コストの上昇、加工性、熱間加工性の低下を招く場合があるため、Ｂｉ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．５０％以下であり、さらに好ましくは、０．３０％以下である。
【0070】
（Ｔａ：０．００１％以上、１．０％以下）
Ｔａは、高温強度を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．００３％以上であり、さらに好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度なＴａの含有は、原料コストの上昇、靭性、製造性の低下を招く場合があるため、Ｔａ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．５０％以下であり、さらに好ましくは、０．３０％以下である。
Ｔａは、高温強度を向上する元素であり、必要に応じて０．００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．００３％以上であり、さらに好ましくは、０．０１％以上である。しかし、過度なＴａの含有は、原料コストの上昇、靭性、製造性の低下を招く場合があるため、Ｔａ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．５０％以下であり、さらに好ましくは、０．３０％以下である。
【0071】
（Ｇａ：０．０００１％以上、０．５０％以下）
Ｇａは、耐食性、耐水素脆化特性を向上する元素であり、必要に応じて０．０００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．０００３％以上であり、さらに好ましくは、０．００１％以上である。しかし、過度なＧａの含有は、原料コストの上昇、製造性の低下を招く場合があるため、Ｇａ含有量を０．５０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．３０％以下であり、さらに好ましくは、０．２０％以下である。
Ｇａは、耐食性、耐水素脆化特性を向上する元素であり、必要に応じて０．０００１％以上含有することが好ましい。より好ましくは、０．０００３％以上であり、さらに好ましくは、０．００１％以上である。しかし、過度なＧａの含有は、原料コストの上昇、製造性の低下を招く場合があるため、Ｇａ含有量を０．５０％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．３０％以下であり、さらに好ましくは、０．２０％以下である。
【0072】
次に、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板の製造方法について説明する。本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板は、いかなる方法で製造されてもよいが、例えば、以下の製造方法で製造することができる。
【0073】
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法については、フェライト系ステンレス鋼を製造する一般的な工程を採用できる。一般に、転炉または電気炉で溶鋼とし、ＡＯＤ炉やＶＯＤ炉等で精練して、連続鋳造法または造塊法で鋼片とした後、熱間圧延－熱延板の焼鈍－酸洗－冷間圧延－仕上げ焼鈍－酸洗の工程を経て製造される。必要に応じて、熱延板の焼鈍を省略してもよいし、冷間圧延－仕上げ焼鈍－酸洗を繰り返し行ってもよい。
【0074】
これら各工程の条件は一般的条件で良く、例えば熱延加熱温度１０００～１３００℃、熱延板焼鈍温度９００～１２００℃、冷延板焼鈍温度８００～１２００℃等で行うことができる。熱延条件、熱延板焼鈍の有無、冷延条件等は適宜選択することができる。
【0075】
また、仕上酸洗前の処理は一般的な処理を行って良く、例えば、ショットブラストや研削ブラシ等の機械的処理や、溶融ソルト処理や中性塩電解処理等の化学的処理を行うことができる。また、冷延・焼鈍後に調質圧延やテンションレベラーを付与しても構わない。更に、製品板厚についても、要求部材厚に応じて選択すれば良い。また、この鋼板を素材として電気抵抗溶接、ＴＩＧ溶接、レーザー溶接等の通常の排気系部材用ステンレス鋼管の製造方法によって溶接管として製造しても良い。
【0076】
ただし、本実施形態の製造方法は、最終焼鈍前の脱脂工程と、脱脂工程後の最終焼鈍工程と、最終焼鈍工程後の最終電解酸洗工程とを少なくとも備える必要がある。
【0077】
算術平均粗さＲａの説明において述べたように、最終焼鈍前に脱脂工程が省略されると、鋼板の表面へのＣ分の付着に起因する耐テンパーカラー性の低下を招くため、最終焼鈍前に脱脂工程を行う必要がある。脱脂工程を行うことによって、脱脂工程前の冷間圧延等において付着した圧延油等を除去され、これにより焼鈍時に鋼の結晶粒界にＣｒ炭化物が形成されることが抑制され、その後の酸洗工程において鋼板表面の粗面化を抑制される。脱脂工程の条件は特に制限はない。
【0078】
最終焼鈍工程は、焼鈍雰囲気が２～１５体積％の水素と残部窒素の雰囲気であり、焼鈍温度が８００～１２００℃であり、４００℃以上７００℃以下の範囲における昇温時間が５秒以上、２００秒以下であり、８００℃以上１２００℃以下の範囲の保持時間が２０秒以上、２００秒以下であり、４００℃以上７００℃以下の範囲における昇温時間が８００℃以上１２００℃以下の範囲の保持時間より短い条件とする。
【0079】
鋼の表層部におけるＣｒ欠乏による耐テンパーカラー性の低下を抑制するため、焼鈍雰囲気中の水素濃度は２体積％以上とする。好ましくは、３体積％以上である。水素濃度の上限は１５体積％以下とする。表層部におけるＣｒ欠乏を抑制するためには、焼鈍雰囲気中の水素濃度が１５体積％以下であれば十分である。一般的な光輝焼鈍では、水素濃度が２５体積％または１００体積％であり、製造コストが高いため、本実施形態では経済性を考慮して、一般的な光輝焼鈍ではなく、水素濃度１５体積％以下での焼鈍とする。好ましくは、水素濃度を１０体積％以下とする。
【0080】
焼鈍雰囲気の残部は窒素とする。これにより、焼鈍雰囲気を還元性雰囲気とすることができ、焼鈍時の鋼板表面の酸化を抑制できる。
【0081】
焼鈍温度は、生産性を考慮して、８００～１２００℃の範囲とすることが好ましい。また、生産コストを重視する場合は、焼鈍温度は８００～９８０℃にしてもよい。
【0082】
また、最終焼鈍の焼鈍雰囲気が水素と窒素からなる還元性雰囲気であっても、ある温度まではＣｒは酸化し得て、最終焼鈍温度に近い温度からＣｒは酸化が抑制または還元される。これを考慮して、鋼の表層部におけるＣｒ欠乏による耐テンパーカラー性の低下を抑制ために、４００℃以上７００℃以下の範囲における昇温時間が５秒以上、２００秒以下であり、８００℃以上１２００℃以下の範囲の保持時間が２０秒以上、２００秒以下であり、４００℃以上７００℃以下の範囲における昇温時間が８００℃以上１２００℃以下の範囲の保持時間より短くする。製造コストの観点から経済性を考慮して最終焼鈍温度を９８０℃以下とする場合は、４００℃以上７００℃以下の範囲における昇温時間を、８００℃以上９８０℃以下の範囲の保持時間より短くすることが好ましい。
【0083】
最終焼鈍工程後の最終酸洗工程においては、生産性を考慮して、硫酸を含有する酸洗液による電解酸洗を含むこととする。酸洗液の硫酸濃度は過度に低いとデスケーリング不良を招くため、酸洗液の硫酸濃度は５０ｇ／Ｌ以上とする。好ましくは、７０ｇ／Ｌ以上である。酸洗液の硫酸濃度が過度に高いと、鋼の表面Ｒａの増大や、硫黄分の付着に起因する耐テンパーカラー性の低下を招くため、酸洗液の硫酸濃度は３００ｇ／Ｌ以下とする。好ましくは、１５０ｇ／Ｌ以下である。
【0084】
また、酸洗液にはそれまでに酸洗した鋼から溶出したＣｕイオンが含まれている。酸洗液のＣｕイオン濃度を過度に低減するには酸洗液の交換や酸洗槽の洗浄を頻繁に行う必要があり生産性の低下や製造コストの増大を招くため、酸洗液のＣｕイオン濃度は０．１ｍｇ／Ｌ以上としてもよい。好ましくは、１ｍｇ／Ｌ以上である。酸洗液のＣｕイオン濃度が過度に高いと鋼の表面へのＣｕイオンの付着析出に起因する耐テンパーカラー性の低下を招くため、酸洗液のＣｕイオン濃度は２００ｍｇ／Ｌ以下とする。好ましくは、１００ｍｇ／Ｌ以下である。
【0085】
電解酸洗の時間は過度に短いとデスケ不良を招くため、電解酸洗の時間は３秒以上とする。好ましくは、４秒以上である。電解酸洗の時間は過度に長いと鋼の表面Ｒａの増大やＳ、Ｃｕ付着に起因する耐テンパーカラー性の低下を招くため、電解酸洗の時間は６０秒以下とする。好ましくは、２５秒以下である。
【0086】
電解酸洗の他の条件は特に限定する必要はない。酸洗液の温度は例えば１０～５０℃であればよく、電解電流密度は１～１５Ａ／ｄｍ２程度でよいが、これらの条件に限定される必要はない。
【0087】
また、電解酸洗後に、表面状態に影響のない範囲で硝酸浸漬処理を行ってもよい。
【0088】
以上説明したように、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板によれば、耐テンパーカラー性を向上することができる。これにより、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、自動車排気系部材の素材として好適に用いることができる。
【実施例0089】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【0090】
表１Ａ、表１Ｂに示す成分組成および式（ｉ）の左辺の値を有する鋼（本発明例Ａ～Ｏ、比較例ａ～ｒ）を、真空溶解炉で溶製して１５０ｋｇインゴットに鋳造して鋼片とし、鋼片を熱間圧延して４．０ｍｍ厚の鋼板とした。次いで、熱間圧延後の鋼板を酸洗し、１．０ｍｍ厚になるまで冷間圧延し、最終焼鈍をした後、硫酸を含む酸洗液による電解酸洗および硝酸浸漬を施してフェライト系ステンレス鋼板（製品板）とした。
【0091】
脱脂工程を行う場合は、最終冷間圧延後の最終焼鈍前の段階で行った。最終焼鈍温度は８００～１２００℃の範囲とした。硝酸浸漬は、濃度２０～１００ｇ／Ｌの硝酸水溶液中に３～１０秒間浸漬する条件とした。製品板の製造工程においては、最終焼鈍前の脱脂工程の有無、最終焼鈍の雰囲気中の水素濃度（残部は窒素）、４００℃以上７００℃以下の範囲における昇温時間、８００℃以上１２００℃以下の範囲における保持時間、電解酸洗の酸洗液の硫酸濃度、Ｃｕイオン濃度、時間は表２Ａ、表２Ｂに示す条件にて実施した。
【0092】
【表1A】
【0093】
【表1B】
【0094】
【表2A】
【0095】
【表2B】
【0096】
上記で得られた製品板の算術平均粗さ（粗さＲａ）、色差Ｌ＊を測定した。また、製品板の酸化被膜および鋼素地を含む鋼の表面から深さ４０ｎｍまでの間におけるＣ、Ｎ、Ｓ、Ｐ、Ｏを除いたカチオン濃度におけるＣｒ、Ｓｉ、Ｃｕの平均含有量（質量％）を順に［＊Ｃｒ］、［＊Ｓｉ］、［＊Ｃｕ］としてグロー放電発光分析（ＧＤＳ）で測定した。また、ＧＤＳ測定によって得られた全ての発光強度を積算し、検出された全元素の合計を１００質量％とした場合の、ＣおよびＳの含有率を求め、Ｓの平均含有量およびＣの平均含有量を求めた。
【0097】
耐テンパーカラー性は、高温塩害環境にて熱処理を行う高温塩害試験を行い、高温塩害試験後の鋼板表面の色差ａ＊およびｂ＊を測定して評価した。ａ＊およびｂ＊は、ＪＩＳ Ｚ ８７８１－４：２０１３に規定されるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるａ＊およびｂ＊である。
【0098】
高温塩害試験には、製品板から採取した幅２０ｍｍ×長さ５０ｍｍの試験片を用いた。高温塩害試験は、試験片を加熱し、冷却、塩水浸漬、乾燥のサイクルを４サイクル実施した。加熱条件は、温度を３５０℃、保持時間を１５０分とした。冷却条件は、温度を２５℃、保持時間を３０分とした。塩水浸漬条件は、塩水として飽和ＮａＣｌ水溶液を用い、水溶液温度を２５℃、浸漬時間を３０分とした。すなわち、塩水には、２６質量％ＮａＣｌ水溶液を用いた。乾燥条件は、塩水から取り出した後、温度を５０℃、保持時間を３０分とした。加熱、冷却、乾燥の空気とした。
【0099】
耐テンパーカラー性は、高温塩害試験後の色差測定を行い、ａ＊値およびｂ＊値を評価した。テンパーカラーを示している酸化被膜は、その厚みが増すにつれてａ＊値が増大し、無色から黄色系へ、黄色系から赤系へ変化する。さらに酸化被膜が厚くなると赤系から青系に転じ、ａ＊値が急激に低下して同時にｂ＊値も低下する。本評価では、ａ＊値が１１．５超またはｂ＊値が５．０未満のものを「×（不良）」とし、ｂ＊値が５．０以上において、ａ＊値が１０．５超１２．０以下のものを「●（可）」、９．０超１０．５以下のものを「○（良好）」、９．０以下のものを「◎（更に良好）」とした。
【0100】
表３Ａ、表３Ｂに、本発明例Ａ～Ｏ、比較例ａ～ｒの製品板のＲａ（μｍ）、Ｌ＊、［＊Ｃｒ］、［＊Ｓｉ］、［＊Ｃｕ］、式（ｉｉ）および式（ｉｉｉ）の中辺の値、式（ｉｖ）の左辺の値になるＲａ、式（ｖ）の左辺の値となるＬ＊、耐テンパーカラー性の評価結果を示す。
【0101】
【表3A】
【0102】
【表3B】
【0103】
表１Ａ～表３Ｂから明らかなように、本発明で規定する成分組成であり、式（ｉ）～式（ｖ）を満足する鋼板は、比較例の鋼板に比べて、耐テンパーカラー性が優れていることがわかる。また、本発明で規定する製造条件を満足すれば、式（ｉｉ）～式（ｖ）を満足することが分かる。また、本発明例の鋼板は、表面から４０ｎｍ深さまでのＳの平均含有量が０．３％以下であり、Ｃの平均含有量が６％以下であった。
【0104】
なお、高温塩害試験ではなく、塩水浸漬を行わない大気連続酸化試験を行った場合、加熱温度を２００～５００℃に変えた場合、トータルの加熱時間を１～１００時間に変えた場合の試験も複数実施した。その結果、酸化皮膜がおおよそ１μｍ以下でテンパーカラーを生じる条件においては、ａ＊値、ｂ＊値の値は変わるものの、本発明鋼のテンパーカラーが赤系、青系から薄くなる側にあり、本発明鋼は耐テンパーカラー性が優位であった。これより、本発明例は様々な環境でも優れた耐テンパーカラー性を示すと考えられる。
【0105】
以上より、本発明で規定する化学組成を有し、式（ｉ）～式（ｖ）を満足する鋼板は、耐テンパーカラー性に優れていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0106】
本発明によれば、製造コストの高い光輝焼鈍仕上げや研磨仕上げとすることなく、酸洗仕上げで耐テンパーカラー性に優れたフェライト系ステンレス鋼板であって、特に自動車や二輪車などの輸送機器における排気系部品用として路面凍結防止のため散布される融雪塩や海水に由来される塩分が付着し加熱される高温塩害環境で耐テンパーカラー性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供することができる。具体的な用途としては、エキゾーストマニホールド、コンバーター、フロントパイプ、センターパイプ、マフラー、インシュレーター、ＥＧＲ、ＥＧＲクーラー、ターボ部品、自動車排気系の締結部品などを例示できる。