(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】
(24)【登録日】2022-12-09
(45)【発行日】2022-12-19
(54)【発明の名称】クランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20221212BHJP
C21D 9/46 20060101ALI20221212BHJP
C22C 38/46 20060101ALI20221212BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 302Z
C21D9/46 R
C22C38/46
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021522404
(86)(22)【出願日】2019-10-08
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-14
(86)【国際出願番号】 KR2019013233
(87)【国際公開番号】W WO2020085687
(87)【国際公開日】2020-04-30
【審査請求日】2021-04-23
(31)【優先権主張番号】10-2018-0126852
(32)【優先日】2018-10-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】592000691
【氏名又は名称】ポスコ
【氏名又は名称原語表記】ＰＯＳＣＯ
(74)【代理人】
【識別番号】110000051
【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】パク，ス‐ホ
(72)【発明者】
【氏名】パク，ジェ‐ソク
(72)【発明者】
【氏名】ミン，ヒョン ウン
【審査官】守安 太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－２９９３７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－３７１５１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－０９４０４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２６５２１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５７－０７０２２３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２２Ｃ ３８／００－３８／６０
Ｃ２１Ｄ ９／４６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
重量％で、Ｃ：０．０４～０．１％、Ｓｉ：０．２～０．６％、Ｍｎ：０．０１～１．５％、Ｃｒ：１４．０～１８．０％、Ａｌ：０．００５～０．２％、Ｖ：０．００５～０．２％、Ｎ：０．０２～０．１％を含み、Ｎｉ：０．００１～０．５％、Ｐ：０．０５％以下およびＳ：０．００５％以下よりなるグループから選ばれるいずれか１つ以上をさらに含み、残りのＦｅおよび不可避な不純物からなり、下記式（１）および（２）を満たし、
平均直径０．５μｍ以下の析出物の数が２．５×１０６個／ｍｍ２以上であることを特徴とするクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼板。
（１） ０．３５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≦０．６％
（２） ０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
（ここで、Ｓｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ、Ｎは、各元素の含有量（重量％）を意味する。）
【請求項2】
前記析出物は、Ｃｒ炭窒化物を含むことを特徴とする請求項１に記載のクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼板。
【請求項3】
降伏強度３２０ＭＰａ以上、引張強度５１０ＭＰａ以上および伸び率２０％以上であることを特徴とする請求項１に記載のクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼板。
【請求項4】
重量％で、Ｃ：０．０４～０．１％、Ｓｉ：０．２～０．６％、Ｍｎ：０．０１～１．５％、Ｃｒ：１４．０～１８．０％、Ａｌ：０．００５～０．２％、Ｖ：０．００５～０．２％、Ｎ：０．０２～０．１％を含み、Ｎｉ：０．００１～０．５％、Ｐ：０．０５％以下およびＳ：０．００５％以下よりなるグループから選ばれるいずれか１つ以上をさらに含み、残りのＦｅおよび不可避な不純物からなり、下記式（１）および（２）を満たすスラブを１，０００～１，２００℃で再加熱して熱間圧延する段階と、前記熱間圧延された熱延鋼板を７００℃以上で巻き取る段階と、
前記巻き取られた熱延鋼板を６０％以上の圧下率で冷間圧延する段階と、
前記冷間圧延された冷延鋼鈑を５５０～９５０℃で１０分以下で焼鈍熱処理する段階と、を含み、
前記巻き取られた熱延鋼板の焼鈍熱処理を省略し、前記焼鈍熱処理された冷延鋼鈑は、平均直径０．５μｍ以下の析出物の数が２．５×１０ ６ 個／ｍｍ ２ 以上であることを特徴とするクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
（１） ０．３５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≦０．６％
（２） ０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
（ここで、Ｓｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ、Ｎは、各元素の含有量（重量％）を意味する。）
【請求項5】
前記析出物は、Ｃｒ炭窒化物を含むことを特徴とする請求項４に記載のクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項6】
前記焼鈍熱処理された冷延鋼鈑は、降伏強度３２０ＭＰａ以上、引張強度５１０ＭＰａ以上および伸び率２０％以上であることを特徴とする請求項４に記載のクランプ用高強度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、クランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼およびその製造方法に係り、より詳しくは、自動車または一般ホースのクランプに適用され得る高強度フェライト系ステンレス鋼およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
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価格が安く、熱膨張率が低く、表面光沢、成形性および耐酸化性が良好で、耐熱機構、流し台上板、外装材、家電製品、電子部品等に広く使用されている。フェライト系ステンレス鋼冷延薄板は、熱間圧延工程後、熱間圧延されたコイルの表面スケールを除去し、材料内部応力を除去する焼鈍酸洗工程、冷間圧延および焼鈍工程を経て製造される。
図１は、自動車または一般ホース用クランプを示す。クランプは、プラスチックホースまたはパイプを締結する役割をするので、高い強度を必要とし、ベンディング時にクラックが発生しないようにしなければならないので、優れた軟性も同時に要求される。また、室内だけでなく、自動車の室外環境に使用されるに伴って、耐食性が要求されるので、最近クランプ用ステンレス鋼の需要が増加している状況である。
図１は、自動車または一般ホース用クランプを示す。クランプは、プラスチックホースまたはパイプを締結する役割をするので、高い強度を必要とし、ベンディング時にクラックが発生しないようにしなければならないので、優れた軟性も同時に要求される。また、室内だけでなく、自動車の室外環境に使用されるに伴って、耐食性が要求されるので、最近クランプ用ステンレス鋼の需要が増加している状況である。
【0003】
一般的に製造される４１０ＵＦのような汎用フェライト（Ｕｔｉｌｉｔｙ Ｆｅｒｒｉｔｅ）の場合、Ｃｒの含有量が１２％の水準にあり耐食性に劣り、伸び率が低くてクランプ用に使用することができない。したがって、相対的にＣｒ含有量の高い１６％Ｃｒ４３０系（一般４３０、４３０ＬＸ）を使用することが試みられているが、低い引張強度によって市場の要求を満足させにくいのが現状である。市場の要求スペック（ＳＰＥＣ．）では、圧延方向を基準として０゜、４５゜、９０゜の３方向全部での引張強度（ＴＳ）が５１０ＭＰａ以上、降伏強度（ＹＳ）が３２０ＭＰａ以上、伸び率（Ｅｌ）が２０％以上であり、これを満たすためには、成分系の開発および製造工程の最適化が先行しなければならない。
ＳＴＳ４３０に代表されるフェライト系ステンレス鋼における主な品質イシューは、リッジング（Ｒｉｄｇｉｎｇ）の改善、オレンジピール（Ｏｒａｎｇｅ Ｐｅｅｌ）の改善、成形時に面内異方性の改善と関連して先行特許技術が多数存在するが、自動車または一般ホースのクランプ用途に適用され得るような高強度を満たす成分系に関する検討と製造技術の最適化に関する研究は殆どないのが現状である。
ＳＴＳ４３０に代表されるフェライト系ステンレス鋼における主な品質イシューは、リッジング（Ｒｉｄｇｉｎｇ）の改善、オレンジピール（Ｏｒａｎｇｅ Ｐｅｅｌ）の改善、成形時に面内異方性の改善と関連して先行特許技術が多数存在するが、自動車または一般ホースのクランプ用途に適用され得るような高強度を満たす成分系に関する検討と製造技術の最適化に関する研究は殆どないのが現状である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的とするところは、成分系中Ｓｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ、Ｎ等の含有量、熱延無焼鈍による析出物の大きさおよび析出量の制御を通じて高強度具現化が可能なフェライト系ステンレス鋼およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一実施例によるクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼は、重量％で、Ｃ：０．０４～０．１％、Ｓｉ：０．２～０．６％、Ｍｎ：０．０１～１．５％、Ｃｒ：１４．０～１８．０％、Ａｌ：０．００５～０．２％、Ｖ：０．００５～０．２％、Ｎ：０．０２～０．１％、残りのＦｅおよび不可避な不純物からなり、下記式（１）および（２）を満たし、平均直径０．５μｍ以下の析出物の数が２．５×１０６個／ｍｍ２以上であることを特徴とする。
（１）０．３５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≦０．６％
（２）０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
ここで、Ｓｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ、Ｎは、各元素の含有量（重量％）を意味する。
（１）０．３５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≦０．６％
（２）０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
ここで、Ｓｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ、Ｎは、各元素の含有量（重量％）を意味する。
【0006】
また、本発明のステンレス鋼は、Ｎｉ：０．００１～０．５％、Ｐ：０．０５％以下およびＳ：０．００５％以下よりなるグループから選ばれるいずれか１つ以上をさらに含むことができる。
前記析出物は、Ｃｒ炭窒化物を含むことがよい。
また、本発明のステンレス鋼は、降伏強度３２０ＭＰａ以上、引張強度５１０ＭＰａ以上および伸び率２０％以上であることが好ましい。
前記析出物は、Ｃｒ炭窒化物を含むことがよい。
また、本発明のステンレス鋼は、降伏強度３２０ＭＰａ以上、引張強度５１０ＭＰａ以上および伸び率２０％以上であることが好ましい。
【0007】
本発明のクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼の製造方法は、重量％で、Ｃ：０．０４～０．１％、Ｓｉ：０．２～０．６％、Ｍｎ：０．０１～１．５％、Ｃｒ：１４．０～１８．０％、Ａｌ：０．００５～０．２％、Ｖ：０．００５～０．２％、Ｎ：０．０２～０．１％、残りのＦｅおよび不可避な不純物からなり、下記式（１）および（２）を満たすスラブを１，０００～１，２００℃で再加熱して熱間圧延する段階と、前記熱延鋼板を７００℃以上で巻き取る段階と、前記巻き取られた熱延鋼板を６０％以上の圧下率で冷間圧延する段階と、前記冷延鋼鈑を５５０～９５０℃で１０分以下で焼鈍熱処理する段階と、を含み、前記巻き取られた熱延鋼板の焼鈍熱処理を省略することを特徴とする。
（１）０．３５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≦０．６％
（２）０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
ここで、Ｓｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ、Ｎは、各元素の含有量（重量％）を意味する。
（１）０．３５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≦０．６％
（２）０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
ここで、Ｓｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ、Ｎは、各元素の含有量（重量％）を意味する。
【0008】
前記焼鈍熱処理された冷延鋼鈑は、平均直径０．５μｍ以下の析出物の数が２．５×１０６個／ｍｍ２以上であることがよい。
前記析出物は、Ｃｒ炭窒化物を含むことができる。
前記焼鈍熱処理された冷延鋼鈑は、降伏強度３２０ＭＰａ以上、引張強度５１０ＭＰａ以上および伸び率２０％以上であることが好ましい。
前記析出物は、Ｃｒ炭窒化物を含むことができる。
前記焼鈍熱処理された冷延鋼鈑は、降伏強度３２０ＭＰａ以上、引張強度５１０ＭＰａ以上および伸び率２０％以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、本発明の高強度フェライト系ステンレス鋼は、降伏強度３２０ＭＰａ以上、引張強度５１０ＭＰａ以上および伸び率２０％以上を満たし、自動車等のクランプ用途に使用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】一般的なクランプ（Ｃｌａｍｐ）の形状を示す図である。
【図2】本発明の式（１）の値による降伏強度（ＹＳ）を示すグラフである。
【図3】本発明の式（２）の値による引張強度（ＴＳ）を示すグラフである。
【図4】本発明の実施例による発明例と比較例の析出物を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）と透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）で撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の一実施例によるクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼は、重量％で、Ｃ：０．０４～０．１％、Ｓｉ：０．２～０．６％、Ｍｎ：０．０１～１．５％、Ｃｒ：１４．０～１８．０％、Ａｌ：０．００５～０．２％、Ｖ：０．００５～０．２％、Ｎ：０．０２～０．１％、残りのＦｅおよび不可避な不純物からなり、下記式（１）および（２）を満たし、平均直径０．５μｍ以下の析出物の数が２．５×１０６個／ｍｍ２以上である。
（１）０．３５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≦０．６％
（２）０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
ここで、Ｓｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ、Ｎは、各元素の含有量（重量％）を意味する。
（１）０．３５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≦０．６％
（２）０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
ここで、Ｓｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃ、Ｎは、各元素の含有量（重量％）を意味する。
【0012】
以下では、本発明の実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。以下の実施例は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に本発明の思想を十分に伝達するために提示するものである。本発明は、ここで提示した実施例にのみ限定されず、他の形態で具体化されることもできる。図面は、本発明を明確にするために説明と関係ない部分の図示を省略し、理解を助けるために構成要素の大きさを多少誇張して表現することがある。
【0013】
本発明の一実施例によるクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼は、重量％で、Ｃ：０．０４～０．１％、Ｓｉ：０．２～０．６％、Ｍｎ：０．０１～１．５％、Ｃｒ：１４．０～１８．０％、Ａｌ：０．００５～０．２％、Ｖ：０．００５～０．２％、Ｎ：０．０２～０．１％、残りのＦｅおよび不可避な不純物からなる。
【0014】
以下、本発明の合金元素含有量の数値限定理由について説明する。以下では、特別な言及がない限り、単位は重量％である。
【0015】
Ｃの含有量は、０．０４～０．１％である。
鋼中Ｃは、フェライト系ステンレス鋼に不可避に含まれる不純物であり、（Ｃｒ、Ｆｅ）２３Ｃ６、（Ｃｒ、Ｆｅ）７Ｃ３炭化物として析出されて強度を向上させる役割をするので、０．０４％以上含有することがよい。しかしながら、母材内にＣが過度に含まれる場合には、伸び率を低下させて製品の加工性を顕著に低下させるので、０．１％以下に制限する。
鋼中Ｃは、フェライト系ステンレス鋼に不可避に含まれる不純物であり、（Ｃｒ、Ｆｅ）２３Ｃ６、（Ｃｒ、Ｆｅ）７Ｃ３炭化物として析出されて強度を向上させる役割をするので、０．０４％以上含有することがよい。しかしながら、母材内にＣが過度に含まれる場合には、伸び率を低下させて製品の加工性を顕著に低下させるので、０．１％以下に制限する。
【0016】
Ｓｉの含有量は、０．２～０．６％である。
Ｓｉは、鋼中に含まれる不可避な不純物であるが、製鋼時に脱酸剤の役割のために添加される元素であり、フェライト安定化元素でもある。鋼中に多量に含有されると、材質の硬化を起こして軟性を低下させるので、通常、０．４％以下で管理する。しかしながら、本発明ではクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼を製造するために、Ｓｉを最適に使用する必要がある。このため、本発明では、Ｓｉ含有量を０．２～０．６％に制御して固溶強化効果によって引張強度および降伏強度を向上させ、伸び率を維持するためにＳｉ含有量を０．６％以下に制限する。
Ｓｉは、鋼中に含まれる不可避な不純物であるが、製鋼時に脱酸剤の役割のために添加される元素であり、フェライト安定化元素でもある。鋼中に多量に含有されると、材質の硬化を起こして軟性を低下させるので、通常、０．４％以下で管理する。しかしながら、本発明ではクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼を製造するために、Ｓｉを最適に使用する必要がある。このため、本発明では、Ｓｉ含有量を０．２～０．６％に制御して固溶強化効果によって引張強度および降伏強度を向上させ、伸び率を維持するためにＳｉ含有量を０．６％以下に制限する。
【0017】
Ｍｎの含有量は、０．０１～１．５％である。
Ｍｎは、鋼中に不可避に含まれる不純物であるが、オーステナイト安定化元素であるから、ロッピングおよびリッジングを抑制する役割をする。しかしながら、多量に含まれる場合、溶接時にマンガン系ヒュームが発生し、ＭｎＳ相析出の原因になって伸び率を低下させるので、その含有量を０．０１～１．５％に制限する。
Ｍｎは、鋼中に不可避に含まれる不純物であるが、オーステナイト安定化元素であるから、ロッピングおよびリッジングを抑制する役割をする。しかしながら、多量に含まれる場合、溶接時にマンガン系ヒュームが発生し、ＭｎＳ相析出の原因になって伸び率を低下させるので、その含有量を０．０１～１．５％に制限する。
【0018】
Ｃｒの含有量は、１４．０～１８．０％である。
Ｃｒは、鋼の耐食性を向上させるために添加する合金元素であり、臨界含有量は、１２％である。ただし、ＣおよびＮが含有されたフェライト系ステンレス鋼は、粒界腐食が起こる虞があり、粒界腐食の可能性および製造コストの増加を考慮してその含有量を１４．０～１８．０％に制限する。
Ｃｒは、鋼の耐食性を向上させるために添加する合金元素であり、臨界含有量は、１２％である。ただし、ＣおよびＮが含有されたフェライト系ステンレス鋼は、粒界腐食が起こる虞があり、粒界腐食の可能性および製造コストの増加を考慮してその含有量を１４．０～１８．０％に制限する。
【0019】
Ａｌの含有量は、０．００５～０．２％である。
Ａｌは、強力な脱酸剤であり、溶鋼中酸素の含有量を低減させる役割をし、本発明では、０．００５％以上添加する。ただし、その含有量が多すぎる場合、非金属介在物の増加によって冷延ストリップのスリーブ欠陥が発生すると同時に、溶接性を劣化させる虞があり、０．２％以下に限定し、より好ましくは、０．１％以下である。
Ａｌは、強力な脱酸剤であり、溶鋼中酸素の含有量を低減させる役割をし、本発明では、０．００５％以上添加する。ただし、その含有量が多すぎる場合、非金属介在物の増加によって冷延ストリップのスリーブ欠陥が発生すると同時に、溶接性を劣化させる虞があり、０．２％以下に限定し、より好ましくは、０．１％以下である。
【0020】
Ｖの含有量は、０．００５～０．２％である。
Ｖは、ＣおよびＮを固定して炭窒化物を形成する役割をし、炭窒化物の成長を抑制し、微細化させるのに効果的な元素であり、本発明では、０．００５％以上添加することが好ましく、より好ましくは、０．０３％以上添加する。ただし、その含有量が多すぎる場合、製造費用が急増することになるため、０．２％以下に限定することが好ましく、より好ましくは、０．１％以下に限定することである。
Ｖは、ＣおよびＮを固定して炭窒化物を形成する役割をし、炭窒化物の成長を抑制し、微細化させるのに効果的な元素であり、本発明では、０．００５％以上添加することが好ましく、より好ましくは、０．０３％以上添加する。ただし、その含有量が多すぎる場合、製造費用が急増することになるため、０．２％以下に限定することが好ましく、より好ましくは、０．１％以下に限定することである。
【0021】
Ｎの含有量は、０．０２～０．１％である。
鋼中Ｎは、Ｃと同様に不純物元素として存在し、製造過程でＣｒ２Ｎ窒化物として析出されて強度を向上させる役割をするので、０．０２％以上添加することがよい。しかしながら、多量の添加は、加工性を阻害させると共に、冷延製品のストレッチャーストレインの原因となるため、その含有量を０．１％以下に制限する。
鋼中Ｎは、Ｃと同様に不純物元素として存在し、製造過程でＣｒ２Ｎ窒化物として析出されて強度を向上させる役割をするので、０．０２％以上添加することがよい。しかしながら、多量の添加は、加工性を阻害させると共に、冷延製品のストレッチャーストレインの原因となるため、その含有量を０．１％以下に制限する。
【0022】
また、本発明の一実施例によれば、Ｎｉ：０．００１～０．５％、Ｐ：０．０５％以下およびＳ：０．００５％以下よりなるグループから選択されるいずれか１つ以上をさらに含むことができる。
【0023】
Ｎｉの含有量は、０．００１～０．５％である。
Ｎｉは、Ｃｕ、Ｍｎと共にオーステナイト安定化元素であり、オーステナイト分率を増加させてロッピングおよびリッジングを抑制する効果があり、微量添加によって耐食性を向上させる役割をする。しかしながら、多量添加時には加工性が劣化し、製造コストが増加するためその含有量は上記範囲に制限する。
Ｎｉは、Ｃｕ、Ｍｎと共にオーステナイト安定化元素であり、オーステナイト分率を増加させてロッピングおよびリッジングを抑制する効果があり、微量添加によって耐食性を向上させる役割をする。しかしながら、多量添加時には加工性が劣化し、製造コストが増加するためその含有量は上記範囲に制限する。
【0024】
Ｐの含有量は、０．０５％以下である。
Ｐは、鋼中に含まれる不可避な不純物であり、酸洗時に粒界腐食を起こしたり、熱間加工性を阻害させるため、その含有量を上記範囲に調節する。
Ｐは、鋼中に含まれる不可避な不純物であり、酸洗時に粒界腐食を起こしたり、熱間加工性を阻害させるため、その含有量を上記範囲に調節する。
【0025】
Ｓの含有量は、０．００５％以下である。
Ｓは、鋼中に含まれる不可避な不純物であり、結晶粒界に偏析して熱間加工性を阻害するため、その含有量を上記範囲に制限する。
Ｓは、鋼中に含まれる不可避な不純物であり、結晶粒界に偏析して熱間加工性を阻害するため、その含有量を上記範囲に制限する。
【0026】
上記の合金元素を除いたステンレス鋼の残りは、Ｆｅおよびその他不可避な不純物からなる。
【0027】
また、上記の成分組成と同時に、下記式（１）および（２）を満たす。
（１）０．３５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≦０．６％
（２）０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
（１）０．３５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≦０．６％
（２）０．０９％≦Ｃ＋Ｎ≦０．１２％
【0028】
本発明では、高強度を具現化するために、置換型元素であるＳｉ、Ａｌ、Ｖの含有量の増加による固溶強化の効果によって降伏強度（ＹＳ）を増加させて３２０ＭＰａ以上を示すことができる。Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ値が０．３５％未満である場合、目的とする降伏強度を具現化しにくく、一方、０．６％超過の場合、伸び率が低下する。
【0029】
また、Ｃ＋Ｎ含有量の増加を通じてＣｒ炭窒化物の析出量を増加させ、熱延焼鈍熱処理を省略して析出物の微細化効果によって加工硬化量を増加させることによって、引張強度（ＴＳ）を５１０ＭＰａ以上で具現化することができる。Ｃ＋Ｎ値が０．０９％未満である場合、目的とする引張強度を具現化しにくく、０．１２％超過の場合、伸び率が低下する。
【0030】
上記の合金元素の制御による本発明の微細組織は、平均直径０．５μｍ以下の析出物を２．５×１０６個／ｍｍ２以上含むことができる。析出物は、Ｃ＋Ｎ含有量の増大による（Ｃｒ、Ｆｅ）２３Ｃ６、（Ｃｒ、Ｆｅ）７Ｃ３炭化物またはＣｒ２Ｎ窒化物、すなわちＣｒ－炭窒化物である。０．５μｍ以下の微細な析出物を多量析出させることによって、引張時に加工硬化量を増加させることができる。
ただし、Ｃｒ－炭窒化物の析出のためには、合金元素の制御以外に、熱延焼鈍熱処理の省略が要求される。
ただし、Ｃｒ－炭窒化物の析出のためには、合金元素の制御以外に、熱延焼鈍熱処理の省略が要求される。
【0031】
本発明の一実施例によるクランプ用高強度フェライト系ステンレス鋼の製造方法は、重量％で、Ｃ：０．０４～０．１％、Ｓｉ：０．２～０．６％、Ｍｎ：０．０１～１．５％、Ｃｒ：１４．０～１８．０％、Ａｌ：０．００５～０．２％、Ｖ：０．００５～０．２％、Ｎ：０．０２～０．１％、残りのＦｅおよび不可避な不純物からなり、式（１）および（２）を満たすスラブを１，０００～１，２００℃で再加熱して熱間圧延する段階と、前記熱延鋼板を７００℃以上で巻き取る段階と、前記巻き取られた熱延鋼板を６０％以上の圧下率で冷間圧延する段階と、前記冷延鋼鈑を５５０～９５０℃で１０分以下で焼鈍熱処理する段階と、を含む。
【0032】
熱間圧延仕上げ温度は、８００℃以上であることが好ましい。８００℃以上の仕上げ圧延温度および７００℃以上での巻き取りを通じて熱延コイル状態で微細析出物を形成させ、その後、熱延焼鈍熱処理を省略して析出物の粗大化を防止する。
【0033】
一般的にクランプ用に使用されるフェライト系ステンレス鋼は、熱間圧延後に熱延焼鈍熱処理によりバッチ焼鈍（Ｂａｔｃｈ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ：ＢＡＦ）を行うが、本発明では、熱延焼鈍熱処理を省略することを特徴とする。バッチ焼鈍（ＢＡＦ）の実行時に、熱延コイルの析出された微細析出物が粗大化し、総個数が少なくなって、高強度の確保が難しくなる。
【0034】
以下、本発明の好ましい実施例を通じてより詳細に説明する。
〔実施例〕
下記の表１のＣ、Ｎ、Ｓｉ、ＡｌおよびＶを調節した成分系のフェライト系ステンレス鋼をＬａｂ．真空溶解をしてスラブに製造した。スラブを１，０００～１，２００℃で再加熱した後、粗圧延機と連続仕上げ圧延機により８００℃以上の仕上げ圧延完了温度で圧延して、熱延板を製造した。
〔実施例〕
下記の表１のＣ、Ｎ、Ｓｉ、ＡｌおよびＶを調節した成分系のフェライト系ステンレス鋼をＬａｂ．真空溶解をしてスラブに製造した。スラブを１，０００～１，２００℃で再加熱した後、粗圧延機と連続仕上げ圧延機により８００℃以上の仕上げ圧延完了温度で圧延して、熱延板を製造した。
【0035】
【表1】
【0036】
下記の表２は、表１の合金成分を有する鋼に対してＳｉ＋Ａｌ＋Ｖ、およびＣ＋Ｎでそれぞれ定義される式（１）および（２）の数値を示し、熱延焼鈍条件および冷延焼鈍材の析出物数を示した。また、冷延焼鈍材の板面において圧延方向から０゜方向に対して、常温でクロスヘッド速度（ｃｒｏｓｓｈｅａｄ ｓｐｅｅｄ）を２０ｍｍ／ｍｉｎで引張試験をして得られた降伏強度（ＹＳ）、引張強度（ＴＳ）および伸び率（ＥＬ）を示した。
【0037】
【表2】
【0038】
発明例１、２
Ａ、Ｂ鋼種は、フェライト系ステンレス鋼のＣ、Ｎ、Ｓｉ、ＡｌおよびＶを調節して真空溶解したものであり、上記の鋼を１，０００～１，２００℃の温度範囲で再加熱した後、粗圧延機と連続仕上げ圧延機により８００℃以上の完了温度で圧延して熱延板を製造し、その後、熱延焼鈍せずに、酸洗した後、冷間圧延および冷延焼鈍を実施した。
前記Ａ、Ｂ鋼種は、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≧０．３５％を満たすことによって、降伏強度（ＹＳ）≧３２０ＭＰａを満たすことが分かる。また、Ａ、Ｂ鋼種は、Ｃ＋Ｎ≧０．０９％を満たすことによって、引張強度（ＴＳ）≧５１０ＭＰａを満たすことが分かる。
Ａ、Ｂ鋼種は、フェライト系ステンレス鋼のＣ、Ｎ、Ｓｉ、ＡｌおよびＶを調節して真空溶解したものであり、上記の鋼を１，０００～１，２００℃の温度範囲で再加熱した後、粗圧延機と連続仕上げ圧延機により８００℃以上の完了温度で圧延して熱延板を製造し、その後、熱延焼鈍せずに、酸洗した後、冷間圧延および冷延焼鈍を実施した。
前記Ａ、Ｂ鋼種は、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ≧０．３５％を満たすことによって、降伏強度（ＹＳ）≧３２０ＭＰａを満たすことが分かる。また、Ａ、Ｂ鋼種は、Ｃ＋Ｎ≧０．０９％を満たすことによって、引張強度（ＴＳ）≧５１０ＭＰａを満たすことが分かる。
【0039】
比較例１～３
Ｃ～Ｅ鋼種は、Ｃ＋Ｎ数値が０．０９％以上であり、本発明の式（１）は満たすが、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ数値が０．３５％以下であり、降伏強度（ＹＳ）値が３００ＭＰａと低くなることを確認することができた。
Ｃ～Ｅ鋼種は、Ｃ＋Ｎ数値が０．０９％以上であり、本発明の式（１）は満たすが、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ数値が０．３５％以下であり、降伏強度（ＹＳ）値が３００ＭＰａと低くなることを確認することができた。
【0040】
比較例４、５
Ｆ鋼種およびＧ鋼種は、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ数値が０．３５％以下およびＣ＋Ｎ数値が０．０９％以下であり、降伏強度（ＹＳ）と引張強度（ＴＳ）が、いずれも、本発明の目標強度の水準を満たさないことが分かる。
Ｆ鋼種およびＧ鋼種は、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ数値が０．３５％以下およびＣ＋Ｎ数値が０．０９％以下であり、降伏強度（ＹＳ）と引張強度（ＴＳ）が、いずれも、本発明の目標強度の水準を満たさないことが分かる。
【0041】
比較例６、７
Ｈ鋼種は、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ数値が０．３５％以上を満たし、Ｃ＋Ｎ数値が０．０９％以上を満たすが、熱延ＢＡＦ焼鈍を実施することによって、基準値である降伏強度（ＹＳ）≧３２０ＭＰａと引張強度（ＴＳ）≧５１０ＭＰａを満たさないことが分かる。
また、Ｉ鋼種は、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ数値が０．３５５以上を満たさず、Ｃ＋Ｎ数値が０．０９％以上を満たさないと共に、熱延ＢＡＦ焼鈍を実施することによって、降伏強度（ＹＳ）が２８０ＭＰａ以下と低くなり、引張強度（ＴＳ）も、４９０ＭＰａ以下と低くなって、本発明の目標強度を満たさないことが分かる。
Ｈ鋼種は、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ数値が０．３５％以上を満たし、Ｃ＋Ｎ数値が０．０９％以上を満たすが、熱延ＢＡＦ焼鈍を実施することによって、基準値である降伏強度（ＹＳ）≧３２０ＭＰａと引張強度（ＴＳ）≧５１０ＭＰａを満たさないことが分かる。
また、Ｉ鋼種は、Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖ数値が０．３５５以上を満たさず、Ｃ＋Ｎ数値が０．０９％以上を満たさないと共に、熱延ＢＡＦ焼鈍を実施することによって、降伏強度（ＹＳ）が２８０ＭＰａ以下と低くなり、引張強度（ＴＳ）も、４９０ＭＰａ以下と低くなって、本発明の目標強度を満たさないことが分かる。
【0042】
図２は、本発明の式（１）の値による降伏強度（ＹＳ）を示すグラフであり、図３は、本発明の式（２）の値による引張強度（ＴＳ）を示すグラフである。
図２および図３に示したとおり、本発明において高強度を具現化するために、置換型元素の合計Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖで定義される式（１）の値を０．３５％以上に制御することによって、母材の固溶強化効果によって降伏強度を増加させて３２０ＭＰａ以上で具現化することができた。また、Ｃ＋Ｎで定義される式（２）の値を０．０９％以上に制御して、Ｃｒ－炭窒化物の析出量の増大とともに、熱延焼鈍工程の省略による析出物の微細化の効果によって加工硬化量を増加させて、引張強度を５１０ＭＰａ以上で具現化することができた。
図２および図３に示したとおり、本発明において高強度を具現化するために、置換型元素の合計Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｖで定義される式（１）の値を０．３５％以上に制御することによって、母材の固溶強化効果によって降伏強度を増加させて３２０ＭＰａ以上で具現化することができた。また、Ｃ＋Ｎで定義される式（２）の値を０．０９％以上に制御して、Ｃｒ－炭窒化物の析出量の増大とともに、熱延焼鈍工程の省略による析出物の微細化の効果によって加工硬化量を増加させて、引張強度を５１０ＭＰａ以上で具現化することができた。
【0043】
図４は、本発明の実施例による発明例と比較例の析出物を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）と透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）で撮影した写真である。無焼鈍ラインは、発明例１のＡ鋼種写真であり、ＢＡＦラインは、比較例７のＩ鋼種写真である。
発明例１のＡ鋼種の場合、平均直径０．５μｍ以下の大きさを有する析出物が多量形成されていることが確認できる。一方、比較例７のＩ鋼種の場合、大きさ０．５～２．０μｍの析出物が形成されていることを確認できた。すなわち、合金成分の制御とともに熱延無焼鈍が一緒に満たされる場合、本発明の解決課題を達成できることが分かる。
発明例１のＡ鋼種の場合、平均直径０．５μｍ以下の大きさを有する析出物が多量形成されていることが確認できる。一方、比較例７のＩ鋼種の場合、大きさ０．５～２．０μｍの析出物が形成されていることを確認できた。すなわち、合金成分の制御とともに熱延無焼鈍が一緒に満たされる場合、本発明の解決課題を達成できることが分かる。
【0044】
以上、本発明の例示的な実施例を説明したが、本発明は、これに限定されず、当該技術分野における通常の知識を有する者なら、下記に記載する請求範囲の概念と範囲を逸脱しない範囲内で多様な変更および変形が可能であることを理解することができる。
【産業上の利用可能性】
【0045】
本発明による高強度フェライト系ステンレス鋼は、降伏強度３２０ＭＰａ以上、引張強度５１０ＭＰａ以上および伸び率２０％以上を満たしており、自動車等のクランプ用途に使用することができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
