特許 7241545 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】

(24)【登録日】2023-03-09

(45)【発行日】2023-03-17

(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】

   C22C 38/00 20060101AFI20230310BHJP

   C22C 38/52 20060101ALI20230310BHJP

   C21D 9/46 20060101ALI20230310BHJP

【ＦＩ】

C22C38/00 302Z

C22C38/52

C21D9/46 R

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019003535

(22)【出願日】2019-01-11

(65)【公開番号】P2020111792

(43)【公開日】2020-07-27

【審査請求日】2021-09-03

(73)【特許権者】

【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】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】守本 芳樹

(72)【発明者】

【氏名】河野 明訓

(72)【発明者】

【氏名】溝口 太一朗

【審査官】小川 進

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－３２８５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０７３７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１７６２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０３６９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１１－００７７０９５（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２２Ｃ ３８／００

Ｃ２２Ｃ ３８／５２

Ｃ２１Ｄ ９／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

質量％で、Ｃ：０.０２０～０.１２０％、Ｓｉ：０.１０～１.００％、Ｍｎ：０.１０～１.００％、Ｎｉ：０.０１～０.６０％、Ｃｒ：１４.００～１９.００％、Ｎ：０.０１０～０.０５０％、Ａｌ：０～０.０５０％、Ｔｉ：０～０.０５０％、Ｍｏ：０～０.５０％、Ｃｕ：０～０.５０％、Ｃｏ：０～０.１０％、Ｖ：０～０.２０％であり、このうちＡｌ：０.００５～０.０３０％、Ｔｉ：０.００５～０.０３０％の群から選ばれる１種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物であり、下記（１）式により定まるγｍａｘ値が３０～５５である化学組成のフェライト系ステンレス鋼板であって、
鋼板表面の２０度鏡面光沢度が９００以上であり、
圧延方向の破断伸びが２８.０％以上であり、
下記（Ａ）で定義されるリジング指標Ｗａ×ＷＳｍ値が８２００以下である、フェライト系ステンレス鋼板。
γｍａｘ＝４２０Ｃ－１１.５Ｓｉ＋７Ｍｎ＋２３Ｎｉ－１１.５Ｃｒ－１２Ｍｏ＋９Ｃｕ－４９Ｔｉ－５２Ａｌ＋４７０Ｎ＋１８９ （１）
ここで、（１）式の元素記号の箇所には質量％で表される当該元素の含有量が代入され、無添加の元素については０（ゼロ）が代入される。
（Ａ）長手方向が圧延方向となるように採取されたＪＩＳ５号引張試験片を用いて、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、徐荷後の前記試験片平行部に圧延直角方向の測定ラインを５ｍｍ間隔で５本定め、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３に従い、各測定ライン上で基準長さ２０ｍｍの表面プロフィールを測定する。次に、波長成分の上限を８.０ｍｍ、下限を０.５ｍｍとしてカットオフ値を定め、波長成分０.５～８.０ｍｍのうねり曲線を定める。前記５本の測定ライン毎に前記うねり曲線から平均うねり高さＷａ（μｍ）およびうねり曲線要素の平均波長さＷＳｍ（μｍ）を求め、各測定ラインでのＷａの加算平均値Ｗａ _{（ＡＶＥ）} とＷＳｍの加算平均値ＷＳｍ _{（ＡＶＥ）} との積、Ｗａ _{（ＡＶＥ）} ×ＷＳｍ _{（ＡＶＥ）} を算出する。この試験を３本の前記試験片について行い、計６個（前記試験片３本×両面）のＷａ _{（ＡＶＥ）} ×ＷＳｍ _{（ＡＶＥ）} 値の加算平均値を、当該鋼板のリジング指標である「Ｗａ×ＷＳｍ値」とする。

【請求項2】

Ａｌ：０．００５～０．０３０％を含有する、請求項１に記載のフェライト系ステンレス鋼板。

【請求項3】

Ｔｉ：０．００５～０．０３０％を含有する、請求項１または２に記載のフェライト系ステンレス鋼板。

【請求項4】

Ａｌの含有量およびＴｉの含有量の総和が質量％で０．０６５％以下である、請求項１～３の何れか１項に記載のフェライト系ステンレス鋼板。

【請求項5】

請求項１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、
最終パスを含めた後半３パスにおける１回あたりの圧延率が４０％以上である粗熱延工程と、
圧延中の温度が前記鋼板のＡｃ_１点＋３０～７０℃に保持される仕上熱延工程と、
前記仕上熱延工程後の前記鋼板に酸洗を施す第１酸洗工程と、
圧延率が６３％以上である仕上冷延工程と、
前記仕上冷延工程後の前記鋼板に焼鈍を施す冷延板焼鈍工程と、
前記冷延板焼鈍工程後の前記鋼板に酸洗を施す第２酸洗工程と、をこの順で含み、
前記仕上熱延工程と、前記仕上冷延工程との間で熱延板焼鈍を行わない、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する。

【背景技術】

【0002】

フェライト系ステンレス鋼板を成形加工すると、成形品の表面にリジングと呼ばれる縞模様が発生することがある。また、フェライト系ステンレス鋼板にＡｌまたはＴｉを添加することで曲げ加工性が向上できることが知られているが、ＡｌおよびＴｉは、鋼板の表面に仕上げムラおよびヘゲ疵等を発生させる原因となり、表面性状を低下させる。これらは、フェライト系ステンレス鋼板の外観品質上の問題となる。

【0003】

特許文献１には、フェライト系ステンレス鋼板の曲げ加工性を向上させるために、ＡｌではなくＳｉおよびＭｏを添加する技術が開示されている。また、特許文献２に開示されたフェライト系ステンレス鋼板は、ＡｌおよびＴｉを添加して曲げ加工性を向上させながら、熱延板焼鈍を施さないことで耐リジング性も向上させている。

【0004】

また、特許文献３には、ＡｌおよびＴｉを添加してフェライト系ステンレス鋼板の曲げ加工性を向上させながら、耐リジング性を向上させるために、フェライト結晶粒の方位をランダム化させる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００２－８０９４１号公報

【文献】特開平１０－２８００４７号公報

【文献】特開２０１８－８０３８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１のようなＳｉおよびＭｏの添加は、フェライト系ステンレス鋼板の製造コストを上昇させる。また、このような成分系のフェライト系ステンレス鋼板において、耐リジング性が改善可能な技術を提案するものではない。また、特許文献２および３には、フェライト系ステンレス鋼板の曲げ加工性および耐リジング性を向上させる技術は開示されているが、これらに加えて良好な表面性状を実現する技術は開示されていない。

【0007】

本発明の一態様は、良好な曲げ加工性、表面性状、および耐リジング性の３点を兼ね備えた、ＡｌおよびＴｉを含有するフェライト系ステンレス鋼板を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るフェライト系ステンレス鋼板は、質量％で、Ｃ：０.０２０～０.１２０％、Ｓｉ：０.１０～１.００％、Ｍｎ：０.１０～１.００％、Ｎｉ：０.０１～０.６０％、Ｃｒ：１４.００～１９.００％、Ｎ：０.０１０～０.０５０％、Ａｌ：０～０.０５０％、Ｔｉ：０～０.０５０％、Ｍｏ：０～０.５０％、Ｃｕ：０～０.５０％、Ｃｏ：０～０.１０％、Ｖ：０～０.２０％であり、このうちＡｌ：０.００５～０.０３０％、Ｔｉ：０.００５～０.０３０％の群から選ばれる１種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物であり、下記（１）式により定まるγｍａｘ値が３０～５５である化学組成のフェライト系ステンレス鋼板であって、鋼板表面の２０度鏡面光沢度が９００以上であり、圧延方向の破断伸びが２８.０％以上である。

【0009】

γｍａｘ＝４２０Ｃ－１１.５Ｓｉ＋７Ｍｎ＋２３Ｎｉ－１１.５Ｃｒ－１２Ｍｏ＋９Ｃｕ－４９Ｔｉ－５２Ａｌ＋４７０Ｎ＋１８９ （１）
ここで、（１）式の元素記号の箇所には質量％で表される当該元素の含有量が代入され、無添加の元素については０（ゼロ）が代入される。

【0010】

本発明の一態様に係るフェライト系ステンレス鋼板は、Ａｌ：０．００５～０．０３０％を含有してもよい。

【0011】

本発明の一態様に係るフェライト系ステンレス鋼板は、Ｔｉ：０．００５～０．０３０％を含有してもよい。

【0012】

本発明の一態様に係るフェライト系ステンレス鋼板は、Ａｌの含有量およびＴｉの含有量の総和が質量％で０．０６５％以下であってもよい。

【0013】

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るフェライト系ステンレス鋼板の製造方法は、質量％で、Ｃ：０.０２０～０.１２０％、Ｓｉ：０.１０～１.００％、Ｍｎ：０.１０～１.００％、Ｎｉ：０.０１～０.６０％、Ｃｒ：１４.００～１９.００％、Ｎ：０.０１０～０.０５０％、Ａｌ：０～０.０５０％、Ｔｉ：０～０.０５０％、Ｍｏ：０～０.５０％、Ｃｕ：０～０.５０％、Ｃｏ：０～０.１０％、Ｖ：０～０.２０％であり、このうちＡｌ：０.００５～０.０３０％、Ｔｉ：０.００５～０.０３０％の群から選ばれる１種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、下記（１）式により定まるγｍａｘ値が３０以上５５以下である化学組成のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法であって、最終パスを含めた後半３パスにおける１回あたりの圧延率が４０％以上である粗熱延工程と、圧延中の温度が前記ステンレス鋼板のＡｃ_１点＋３０～７０℃に保持される仕上熱延工程と、圧延率が６３％以上である仕上冷延工程と、をこの順で含み、前記仕上熱延工程と、前記仕上冷延工程との間で熱延板焼鈍を行わない。

【0014】

γｍａｘ＝４２０Ｃ－１１.５Ｓｉ＋７Ｍｎ＋２３Ｎｉ－１１.５Ｃｒ－１２Ｍｏ＋９Ｃｕ－４９Ｔｉ－５２Ａｌ＋４７０Ｎ＋１８９ （１）
ここで、（１）式の元素記号の箇所には質量％で表される当該元素の含有量が代入され、無添加の元素については０（ゼロ）が代入される。

【発明の効果】

【0015】

本発明の一態様によれば、良好な曲げ加工性、表面性状、および耐リジング性の３点を兼ね備えた、ＡｌおよびＴｉを含有するフェライト系ステンレス鋼板を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】一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を示す工程図である。

【図2】一実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板の加工性を評価するための、密着曲げ加工の方法を模式的に示す図である。

【図3】一実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板における、リジング指標の評価方法を模式的に示す図である。

【図4】本発明例および比較例に係るフェライト系ステンレス鋼板の化学組成を示す図である。

【図5】本発明例および比較例に係るフェライト系ステンレス鋼板の製造方法と、各鋼板の特性評価結果との関係を示す図である。

【図6】本発明例および比較例に係るフェライト系ステンレス鋼板の加工性の評価結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の記載は発明の趣旨をより良く理解させるためのものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「Ａ～Ｂ」は、「Ａ以上Ｂ以下」を意味する。

【0018】

〔化学組成〕
以下、鋼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。

【0019】

Ｃは、オーステナイト生成元素であり、熱間圧延中のフェライト結晶粒粗大化防止のために有効である。検討の結果、本実施形態では０.０２０％以上のＣ含有量を必要とする。ただし、Ｃ含有量が多くなりすぎると加工性の低下を招く。Ｃ含有量は０.１２０％以下に制限される。０.１００％未満であることがより好ましい。

【0020】

Ｓｉは、脱酸作用を有する元素であるが、多量に含有すると加工性および靱性が低下する。一方、過度の低Ｓｉ化は精錬コストの増大に繋がる。Ｓｉ含有量は０.１０～１.００％とする。０.２０～０.７０％の範囲に管理してもよい。

【0021】

Ｍｎは、オーステナイト生成元素であり、熱間圧延中のフェライト結晶粒粗大化防止のために有効であり、０.１０％以上のＭｎ含有量を確保する。０.２５％以上とすることがより好ましい。ただし、多量のＭｎ含有は加工性および耐食性の低下を招くため、Ｍｎ含有量は１.００％以下に制限される。

【0022】

Ｎｉは、オーステナイト生成元素であり、熱間圧延中のフェライト結晶粒粗大化防止のために有効である。また、靱性および耐食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０.０１０％以上のＮｉ含有量を確保する。０.０５０％以上とすることがより好ましい。ただし、過剰なＮｉ含有は原料コストの増大に繋がるので、Ｎｉ含有量は０.６０％以下とする。０.３０％以下の範囲に管理してもよい。

【0023】

Ｃｒは、耐食性の観点から１４.００％以上の含有量を確保する。ただし、多量のＣｒ含有は加工性低下、靱性低下、およびコスト増大を招くことから、Ｃｒ含有量は１９.００％以下の範囲とする。

【0024】

Ｎは、オーステナイト生成元素であり、熱間圧延中のフェライト結晶粒粗大化防止のために有効であり、０.０１０％以上のＮ含有量を確保する。ただし、Ｎ含有量が多くなると加工性が低下しやすいことから、Ｎ含有量は０.０５０％以下に制限される。０.０３５％以下であることがより好ましい。

【0025】

Ａｌは、オーステナイト相生成温度領域を縮小し、オーステナイト相が安定化する温度を上昇させる作用が大きい。この作用により、オーステナイト相が安定に存在できない温度域で熱間圧延を行うに際し、より高温での熱間圧延が可能となり、それによってオーステナイト相からフェライト相および炭化物への分解反応が促進される。熱間圧延中にこの分解反応を十分に進行させることが加工性の向上をもたらす。また、ＡｌはＮを固定する作用を有し、高純度化にも寄与する。ただし、Ａｌは強力なフェライト生成元素であり、過剰の添加は高温でのオーステナイト相生成量を必要以上に低下させ、鋼板の表面性状が悪化する要因となるので、Ａｌ含有量は０.０５０％以下に制限される。０．０３０％以下であることがより好ましい。

【0026】

Ｔｉは、前記Ａｌと同様、オーステナイト相生成温度領域を縮小してオーステナイト相が安定化する温度を上昇させる作用が大きい。この作用は上述の通り、熱間圧延時に、オーステナイト相からフェライト相および炭化物への分解反応を進行させるうえで有利に機能し、加工性の向上に寄与する。また、ＴｉはＮ、Ｃを固定し高純度化にも寄与する。ただし、過剰のＴｉ添加は高温でのオーステナイト相生成量を必要以上に低下させ、加工性を低下させる要因となり、また鋼板の表面性状が悪化する要因にもなるので、Ｔｉ含有量は０.０５０％以下に制限される。０．０３０％以下であることがより好ましい。

【0027】

なお、ＡｌおよびＴｉは上述の通り同様の作用を発揮するので、本実施形態ではＡｌおよびＴｉのいずれかを０．００５％以上含有させる。また、鋼板の表面性状を良好に保つために、ＡｌおよびＴｉのいずれか一方の含有量は、０．０３０％以下に制限される。また、Ａｌの含有量およびＴｉの含有量の総和は質量％で０．０６５％以下であることが好ましい。

【0028】

Ｍｏは、Ｃｒ含有鋼の耐食性改善に有効であり、必要に応じて添加することができる。０.０１０％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、過剰のＭｏ含有は加工性低下およびコスト増大を招くことから、Ｍｏを添加する場合は０.５０％以下の範囲で行うことが望ましく、０.１５％以下の範囲に管理してもよい。

【0029】

Ｃｕは、オーステナイト生成元素であり、熱間圧延中のフェライト結晶粒粗大化防止のために有効であることから、必要に応じて添加することができる。０.０１０％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、過剰のＣｕ含有は耐食性や加工性の低下を招くことから、Ｃｕを添加する場合は０.５０％以下の範囲で行うことが望ましく、０.１５％以下の範囲に管理してもよい。

【0030】

Ｖは、鋼中のＣを固定し高純度化するとともに後述するＡｃ_１値上昇に有効であり、Ｃｏは、耐食性、靭性向上および鋼中のＣ固定による高純度化に有効であることから、必要に応じてこれらの元素の１種以上を添加することができる。ただし、これらの元素は過剰に添加するとコストの増大や硬質化による加工性の低下を招くため、Ｖ含有量は０.２０％以下、Ｃｏ含有量は０.１０％以下の範囲とすることが望ましい。

【0031】

残部はＦｅおよび不可避的不純物である。不可避的不純物として混入するＰ、Ｓについては、従来の一般的なフェライト系ステンレス鋼と同様、Ｐ：０.０５０％以下、Ｓ：０.０３０％以下の含有量範囲であれば問題ない。

【0032】

すなわち、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板は、質量％で、Ｃ：０.０２０～０.１２０％、Ｓｉ：０.１０～１.００％、Ｍｎ：０.１０～１.００％、Ｎｉ：０.０１～０.６０％、Ｃｒ：１４.００～１９.００％、Ｎ：０.０１０～０.０５０％、Ａｌ：０～０.０５０％、Ｔｉ：０～０.０５０％、Ｍｏ：０～０.５０％、Ｃｕ：０～０.５０％、Ｃｏ：０～０.１０％、Ｖ：０～０.２０％であり、このうちＡｌ：０.００５～０.０３０％、Ｔｉ：０.００５～０.０３０％の群から選ばれる１種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物である。

【0033】

（γｍａｘ値）
下記（１）式により定まるγｍａｘ値は、１１００℃で等温保持し平衡状態に至った場合のオーステナイト量（体積％）を成分組成から推定する指標である。γｍａｘ値が１００以上である場合は、その鋼の最大オーステナイト量は１００％であると推定される。

【0034】

γｍａｘ＝４２０Ｃ－１１.５Ｓｉ＋７Ｍｎ＋２３Ｎｉ－１１.５Ｃｒ－１２Ｍｏ＋９Ｃｕ－４９Ｔｉ－５２Ａｌ＋４７０Ｎ＋１８９ …（１）
ここで、（１）式の元素記号の箇所には質量％で表される当該元素の含有量が代入され、無添加の元素については０（ゼロ）が代入される。

【0035】

本実施形態ではγｍａｘ値が３０～５５の範囲に入るように各成分元素の含有量が調整された鋼を使用する。発明者らの研究によれば、熱間圧延中に、フェライト相への圧延ひずみの導入を促進しフェライトコロニーの粉砕を進行させることが、耐リジング性の顕著な改善に繋がる。これは、鋼板の金属組織における結晶方位がランダム化するためであると考えられる。

【0036】

γｍａｘ値が３０を下回る鋼の場合、高温で生じるオーステナイト相の量が少ないために前記のコロニー粉砕効果が十分に享受されない場合がある。一方、γｍａｘ値が５５を超えるとオーステナイト相の生成量が多くなり、フェライトコロニーの粉砕効果は高まるが、熱間圧延中にオーステナイト相が必要以上に残存する場合がある。冷延後焼鈍によって分解できない量のオーステナイト相が残存した場合、硬質なマルテンサイト相が鋼板に残存し、加工性低下の要因となり、後述する熱延工程の条件により加工性および耐リジング性を改善することが困難となる。

【0037】

〔製造方法〕
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、図１を参照して以下に説明する。図１は、前記製造方法を示す工程図である。

【0038】

図１に示すように、前記製造方法は、製鋼工程、熱延工程、および冷延工程に分けることができる。良好な加工性、表面性状、および耐リジング性の３点を兼ね備えたフェライト系ステンレス鋼板を得るためには、特に熱延工程および冷延工程を工夫する必要がある。それ以外の工程については、従来の一般的な条件を適用すればよい。以下、熱延工程および冷延工程について説明する。

【0039】

（熱延工程）
熱延工程は、粗圧延機および仕上圧延機を用いて行うことができる。仕上圧延機は、熱延鋼板の最終目標板厚まで圧下することができる熱間圧延機である。以下、粗圧延機で行う工程を「粗熱延工程」、仕上圧延機で行う工程を「仕上熱延工程」と言う。

【0040】

粗熱延工程は、仕上熱延工程の前処理として、前記製鋼工程により得られた鋼から、仕上熱延工程に供することができる程度に圧延された鋼板を製造する工程である。粗熱延工程における圧延パス数は、例えば５～９パスとすることができる。ここで、最終パスを含めた後半３パスにおける１パス（１回）あたりの圧延率は、４０％以上であることが好ましい。このような圧延率によれば、効率よく鋼板のフェライト相にひずみを生じさせることができるため、鋼板の金属組織における結晶方位を効率よくランダム化することができる。したがって、良好な耐リジング性を備えたフェライト系ステンレス鋼板が得られる。

【0041】

仕上熱延工程では、圧延中の温度が下記（２）式より推定されるフェライト－オーステナイト変態点（Ａｃ_１点）＋３０～７０℃の温度範囲に保持されることによって、加工性および耐リジング性の向上を図る。そのためには、圧延スタンドの前後面にストリップ保熱炉を備えたステッケル熱延機を使用し、各熱間圧延のパス間において、前記温度範囲で加熱することが極めて有効である。

【0042】

なお、下記（２）式により定まるＡｃ_１値は、フェライト相からオーステナイト相が生成し始める温度域まで昇温した場合のＡｃ_１点（℃）を成分組成から推定する指標である。

【0043】

Ａｃ_１＝－２５０Ｃ＋７３Ｓｉ－６６Ｍｎ－１１５Ｎｉ＋３５Ｃｒ＋６０Ｍｏ－１８Ｃｕ＋６２０Ｔｉ＋７５０Ａｌ－２８０Ｎ＋３１０ …（２）
ここで、（２）式の元素記号の箇所には質量％で表される当該元素の含有量が代入され、無添加の元素については０（ゼロ）が代入される。

【0044】

Ａｃ_１点＋３０～７０℃の温度範囲によれば、仕上熱延工程中にオーステナイト相からフェライト相への変態を促進しながら、鋼板中にオーステナイト相を残存させることが可能となる。鋼板中に残存したオーステナイト相は硬質なマルテンサイト相となり、フェライト相にひずみを生じさせるため、鋼板の金属組織における結晶方位をランダム化することができる。したがって、良好な耐リジング性を備えたフェライト系ステンレス鋼板が得られる。

【0045】

また、前記温度範囲によれば、鋼板中に残存させるオーステナイト相（マルテンサイト相）の量を、後述する冷延板焼鈍により完全に消失させることができる程度の量に制限できる。したがって、冷延板焼鈍後の鋼板には硬質なマルテンサイト相が残存しないため、良好な加工性を備えたフェライト系ステンレス鋼板が得られる。

【0046】

仕上熱延工程におけるトータル圧延率は例えば５５～９０％、圧延パス数は例えば５～７パスとすることができる。また、仕上熱延工程の初パス開始から最終パス終了までの所要時間は、パス間加熱の保持時間を含めて、例えば５～１５分の範囲とすることが好ましい。仕上熱延工程後の鋼板の板厚は、例えば２.０～８.０ｍｍの範囲で調整すればよい。

【0047】

このような仕上熱延工程は、ステッケル熱延機を用いることで実現される。なお、タンデム熱延機を用いた一般的な仕上熱延工程では、仕上熱延中での加熱温度および加熱時間を上述のように細かく調整することが困難である。

【0048】

仕上熱延工程後における鋼板の巻取りは、鋼板がＡｃ_１点以下の温度に冷却された後に行われることが好ましい。これにより、巻取り後の鋼板に若干量残存する未分解γ相が冷却後硬質なマルテンサイト相へと変態し、後述する仕上冷延工程においてフェライト相への圧延ひずみ導入がなされ、結晶方位のランダム化がより促進される。前記冷却方法として、例えば水冷を挙げることができるが、これに限られない。

【0049】

（冷延工程）
図１に示すように、冷延工程は、第１酸洗工程、仕上冷延工程、冷延板焼鈍工程、および第２酸洗工程をこの順で含む。なお、冷延工程における第１・第２酸洗工程および冷延板焼鈍工程については、従来の一般的な条件を適用すればよい。

【0050】

ここで、冷延工程には、熱延板焼鈍工程が含まれないことが好ましい。言い換えれば、本実施形態において、鋼板に対して、仕上熱延工程と後述する仕上冷延工程との間で熱延板焼鈍を行わないことが好ましい。すなわち、熱延工程後の鋼板は、第１酸洗工程後にそのまま仕上冷延工程に供される。

【0051】

熱延板焼鈍が行われた場合、鋼板表面に形成された酸化物層の除去が困難となる。これは、熱延板の表面は通常、複数の層からなる酸化物層に覆われているが、この熱延板を焼鈍することで、鋼板と酸化物層との界面においてＳｉ並びにＡｌおよびＴｉが濃化された濃化層が局所的に発達する。この焼鈍板に酸洗を施すと、濃化層が形成されていた部分とされていなかった部分との酸洗性の違いにより、鋼板表面にムラとして現出し、表面性状を低下させる。また、ＡｌおよびＴｉを含む濃化層は周囲の鋼板素地と比較して非常に硬質であることから、鋼板表面にヘゲ疵が現出する恐れもある。また、この濃化層は特にＡｌおよびＴｉが多量に含有される鋼においては顕著に発生しやすい。すなわち、本実施形態においては熱延板焼鈍を行わないことで、良好な表面性状を備えたフェライト系ステンレス鋼板が得られる。また、熱延板焼鈍工程を省略することで、フェライト系ステンレス鋼板の製造コストが低減できる。

【0052】

製品目標厚となる直前の仕上冷延工程におけるトータル圧延率は、６３％以上であることが好ましい。このような圧延率によれば、冷延板焼鈍後において、仕上ムラおよびヘゲ疵が少ない、表面性状に優れたフェライト系ステンレス鋼板を実現できる。なお、仕上冷延工程における圧延パス数は、例えば７～１３パスとすることができる。

【0053】

〔鋼板の特性〕
（加工性）
上述した通り、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板は、微量ながらＡｌおよびＴｉを含有することで、再結晶したフェライト結晶粒で構成されるマトリックス中にアルミナおよび窒化チタン等の介在物が、点状形状となって分散している金属組織を呈することから、良好な加工性を示す。例えば、冷延板焼鈍後の本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板から得られたＪＩＳ１３Ｂ号引張試験片による圧延方向の破断伸び（ＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１）は、２８.０％以上である。

【0054】

（表面性状）
上述した通り、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板は、ＡｌおよびＴｉの含有量をそれぞれ０．０５０％以下の微量とし、熱延板焼鈍工程を省略し、さらに冷間圧延における圧延率を６３％以上とすることで、鋼板表面の２０度鏡面光沢度（ＪＩＳ Ｚ８７４１：１９９７）が９００以上となるような、良好な表面性状を示す。

【0055】

（耐リジング性）
図３は、リジング指標の評価方法を模式的に示す図である。本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼板は、表面凹凸の高さと波長の両方を加味した厳しい基準で評価される、優れた耐リジング性を有する。その具体的評価指標として、リジング指標「Ｗａ×ＷＳｍ値」を採用することができる。図３を参照して、リジング指標「Ｗａ×ＷＳｍ値」の算出方法を以下に説明する。

【0056】

長手方向Ｌが圧延方向となるように採取されたＪＩＳ５号引張試験片を用いて、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、徐荷後の試験片平行部に圧延直角方向の測定ラインを５ｍｍ間隔で５本定め、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３に従い、各測定ライン上で基準長さ２０ｍｍの表面プロフィールを測定する。

【0057】

次に、波長成分の上限を８.０ｍｍ、下限を０.５ｍｍとしてカットオフ値を定め、波長成分０.５～８.０ｍｍのうねり曲線を定める。前記５本の測定ライン毎に前記うねり曲線から平均うねり高さＷａ（μｍ）およびうねり曲線要素の平均波長さＷＳｍ（μｍ）を求め、各測定ラインでのＷａの加算平均値Ｗａ_{（ＡＶＥ）}とＷＳｍの加算平均値ＷＳｍ_{（ＡＶＥ）}との積、Ｗａ_{（ＡＶＥ）}×ＷＳｍ_{（ＡＶＥ）}を算出する。この試験を３本の試験片について行い、計６個（試験片３本×両面）のＷａ_{（ＡＶＥ）}×ＷＳｍ_{（ＡＶＥ）}値の加算平均値を、当該鋼板のリジング指標である「Ｗａ×ＷＳｍ値」とする。

【0058】

本実施形態に係る製造方法によれば、Ｗａ×ＷＳｍ値が８２００以下となるような耐リジング性を備えるフェライト系ステンレス鋼板を実現できる。このような鋼板は、表面凹凸の高さと波長の両方を加味した厳しい基準での優れた耐リジング性を有すると評価できる。

【0059】

〔実施例〕
本発明の実施例（本発明例）および比較例に係る鋼板を評価した結果を、図４～図６を参照して以下に示す。図４は、本発明例および比較例に係るフェライト系ステンレス鋼板の化学組成を示す図である。図５は、本発明例および比較例に係るフェライト系ステンレス鋼板の製造方法と、各鋼板の特性評価結果との関係を示す図である。

【0060】

図４に示す化学組成を有する鋼を用いて、図５に示す熱延工程条件および冷延工程条件による鋼板の製造を行った。これにより得られた各鋼板の加工性、表面性状、および耐リジング性を評価した。なお、図４および図５において下線が付された項目は、本実施形態に係る鋼板の化学組成および製造方法の範囲から外れた項目である。

【0061】

（加工性）
加工性について、各鋼板について後述する密着曲げを５回行い、曲げ稜線に割れが見られなかった場合は○（合格）、割れが発生した場合は×（不合格）と評価した。評価結果について、図５の「曲げ」の列に示した。また、各鋼板から得られたＪＩＳ１３Ｂ号引張試験片による圧延方向の破断伸び（ＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１）を評価し、破断伸びが２８．０％以上の場合は○（合格）、２８．０％未満の場合は×（不合格）と評価した。評価結果について、図５の「破断伸び（％）」に示した。

【0062】

図２は、鋼板の加工性を評価するための、密着曲げ加工の方法を模式的に示す図である。図２に示すように、まず、ある程度の曲げ角度を鋼板に付与するために、鋼板における任意の直線部分が曲がるように荷重をかけ、鋼板に直線状の曲げを形成した。次に、前記直線状の曲げと略平行となる鋼板の両端に、曲げられた鋼板の内面同士が近づく方向にそれぞれ荷重をかけ、前記内面同士が密着するまで鋼板を曲げることで、密着曲げを形成した。

【0063】

鋼板の加工性を評価するために、図２において「観察方向」として示す方向から前記密着曲げの曲げ稜線を観察し、当該曲げ稜線上における割れの有無を評価した。

【0064】

表面性状は、ハンディ型光沢度計を用いて、各鋼板表面の２０度鏡面光沢度（ＪＩＳ Ｚ８７４１：１９９７）を測定した。鋼板表面の２０度鏡面光沢度が９００以上の場合は○（合格）、９００未満の場合は×（不合格）と評価した。評価結果について、図５の「光沢度」に示した。

【0065】

耐リジング性は、各鋼板における上述したＷａ×ＷＳｍ値を算出し、Ｗａ×ＷＳｍ値が８２００以下の場合は○（合格）、８２００より大きい場合は×（不合格）と評価した。評価結果について、図５の「耐リジング性」に示した。

【0066】

（評価結果）
鋼板の化学組成および製造方法について、いずれか一つでも本実施形態に係る範囲から外れた場合、すなわち、図５において下線を付した項目が一つでもある場合、当該フェライト系ステンレス鋼板は、加工性、表面性状、または耐リジング性の少なくともいずれかの項目で不合格となった（比較例Ｎｏ．Ｂ１～Ｂ２３を参照）。一方、本実施形態に係る鋼板の化学組成および製造方法を満たすフェライト系ステンレス鋼板は、いずれも良好な加工性、表面性状、および耐リジング性の３点を兼ね備えていた（本発明例Ｎｏ．Ａ１～Ａ４を参照）。

【0067】

図６は、本発明例および比較例に係るフェライト系ステンレス鋼板の加工性の評価結果を示す図である。これらの鋼板に対して上述した密着曲げを行い、前記曲げ稜線上の割れの有無を評価した。また、これらの鋼板に含まれる、アルミナおよび窒化チタン等により形成される介在物の形状についても観察した。

【0068】

Ａｌを０．０１２％含有し、Ｔｉを含有しない本発明例Ａ１によれば、曲げ稜線に割れは見られない。これは、Ａｌを０．１１７％含有する比較例Ｂ９、およびＴｉを０．１０４％含有する比較例Ｂ１０と同様である。また、本発明例Ａ１における介在物形状は、比較例Ｂ９および比較例Ｂ１０と同様に、点状形状として観察される。

【0069】

一方、ＡｌおよびＴｉをいずれも含有しない比較例Ｂ１１によれば、曲げ稜線に割れが見られる。また、比較例Ｂ１１における介在物形状は線状形状として観察され、本発明例Ａ１とは明らかに異なっている。すなわち、本発明例によれば、少ないＡｌおよびＴｉの添加量により、ＡｌまたはＴｉを略０．１０％含む鋼板と同様の、良好な加工性を呈するフェライト系ステンレス鋼板を実現できることが示された。

【0070】

また、ＡｌおよびＴｉの含有量の総和が０．０７８％である実施例Ａ４は、良好な加工性、表面性状、および耐リジング性を兼ね備えていた。しかし、ＡｌおよびＴｉの含有量の総和が０．０６１％である実施例Ａ３と比較すると、光沢度が劣る結果となった。すなわち、ＡｌおよびＴｉの含有量の総和が０．０６５％以下である場合に、より良好な表面性状を呈するフェライト系ステンレス鋼板を実現できることが示された。

【0071】

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0072】

Ｌ 長手方向
Ｗａ 平均うねり高さ
ＷＳｍ 平均波高さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】