特許 7256792 加工性および耐時効割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼のドローイング加工品

(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】2023-04-04

(45)【発行日】2023-04-12

(54)【発明の名称】加工性および耐時効割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼のドローイング加工品

(51)【国際特許分類】

   C22C 38/00 20060101AFI20230405BHJP

   C22C 38/58 20060101ALI20230405BHJP

【ＦＩ】

C22C38/00 302Z

C22C38/58

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020511263

(86)(22)【出願日】2018-06-18

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-11-12

(86)【国際出願番号】 KR2018006853

(87)【国際公開番号】W WO2019039715

(87)【国際公開日】2019-02-28

【審査請求日】2020-04-20

(31)【優先権主張番号】10-2017-0105277

(32)【優先日】2017-08-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】522492576

【氏名又は名称】ポスコ カンパニー リミテッド

(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】キム，サン ソク

(72)【発明者】

【氏名】パク，ミ ナム

(72)【発明者】

【氏名】ジョン，ハン ヨン

(72)【発明者】

【氏名】ミン，ヒョン ウン

(72)【発明者】

【氏名】キム，ヨン ミン

【審査官】鈴木 葉子

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－２８３９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－３１０１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２３８７００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２８７４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３２３３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１３４５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６０４８４１６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２２Ｃ ３８／００－３８／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

重量％で、Ｃ：０．０１～０．０４％、Ｓｉ：０．１～１％、Ｍｎ：０．１～２％、Ｎｉ：６～１０％、Ｃｒ：１６～２０％、Ｃｕ：１～２％、Ｍｏ：０．０１～０．２％、Ｎ：０．０３５～０．０７％、残りのＦｅおよび不可避な不純物からなり、
下記式（１）で表されるオーステナイト安定化パラメーター（ＡＳＰ）値が－３以下であり、
下記式（２）及び式（３）を満たし、
真ひずみ率０．３～０．４の範囲で加工硬化指数ｎ値が０．４～０．５の範囲を満たすオーステナイト系ステンレス鋼をパンチを用いてドローイング加工したドローイング加工品であって、底面および底面から１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍの側壁位置で測定された変形誘起マルテンサイトの量が、それぞれ、１．０％、１．０％、５．０％、１０％、１５％未満を満たすことを特徴とする加工性および耐時効割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼のドローイング加工品。
式（１） ５６５－４４５＊Ｃ－４９５＊Ｎ－１１．３＊Ｓｉ－３．８１＊Ｍｎ－２８．６＊Ｎｉ－１４．９＊Ｃｒ－３０．０＊Ｃｕ
式（２） Ｃｕ／（１００＊Ｎ）≦０．５５
式（３） １００＊Ｎ－（Ｍｎ＋Ｃｕ）≧０
（ここで、Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕは、各元素の含量（重量％）を意味する。）

【請求項2】

前記ステンレス鋼は、降伏強度（ＹＳ）２３０ＭＰａ以上および引張強度（ＴＳ）５４０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１に記載の加工性および耐時効割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼のドローイング加工品。

【請求項3】

前記ステンレス鋼は、孔食電位が２４５ｍＶ以上であることを特徴とする請求項１に記載の加工性および耐時効割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼のドローイング加工品。

【請求項4】

前記ドローイング加工品は、前記加工２４時間後、時効割れが発生しないことを特徴とする請求項１に記載の加工性および耐時効割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼のドローイング加工品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工性および耐時効割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼のドローイング加工品に係り、より詳しくは、シンクコーナーの曲率半径が５０ｍｍ以下であるデザインシンク（Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｉｎｋ）に適用しても、時効割れまたは遅れ破壊などの欠陥が発生しない加工性および耐時効割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼のドローイング加工品に関する。

【背景技術】

【0002】

台所用流し台のシンクボウルには、一般的にステンレス鋼が用いられる。主として３００系汎用ステンレス鋼が使用されるが、一般的なシンクボウルの形状には成形性に問題がないため、広く使用されている。
しかしながら、最近、市場における競争力を強化するために、多様かつ複雑な形状のシンクボウルを設計しようとする試みが多くなっており、特に、Ｔｉｇｈｔ Ｒａｄｉｕｓ Ｃｏｒｎｅｒを適用したシンクであるデザインシンク（Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｉｎｋ）の場合、通常、５０ｍｍ以下のコーナー曲率半径（Ｒ）を有する。ＳＴＳ３０４のようなオーステナイト系ステンレス鋼は、フェライト系ステンレス鋼より格別に加工性に優れているが、デザインシンクに加工するときには、エッジ部分でたまにクラックが発生する。

【0003】

図１は、エッジコーナーの曲率半径（Ｒ）が２０ｍｍであるデザインシンクモデルの成形時に変形量の分布を示す。図１に示したとおり、ドローイング加工時にフランジ部から底部につながるエッジに変形量が集中し、これによる集中変形部分にクラックが発生することになる。

【0004】

このような問題点を解決するために、Ｃｕを添加したオーステナイト系ステンレス鋼を使用して製品を製作しようとする試みがあったが、材料固有の加工硬化値の具体的制御方法を提示していないので、エッジ部分のクラック問題は依然として残存する課題となっている。
また、最近では、３０４材質規格（ＥＮ、ＫＳ）である降伏強度２３０ＭＰａ以上および引張強度５４０ＭＰａ以上を満たす鋼が要求されており、単にＣｕ、Ｎｉを添加して軟質化したオーステナイト系ステンレス鋼では限界があるのが現状である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的とするところは、シンクコーナーの曲率半径が５０ｍｍ以下であるデザインシンク（Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｉｎｋ）に適用しても、時効割れまたは遅れ破壊などの欠陥が発生しない加工性および耐時効割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼のドローイング加工品を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の加工性および耐時効割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼は、重量％で、Ｃ：０．０１～０．０４％、Ｓｉ：０．１～１％、Ｍｎ：０．１～２％、Ｎｉ：６～１０％、Ｃｒ：１６～２０％、Ｃｕ：１～２％、Ｍｏ：０．０１～０．２％、Ｎ：０．０３５～０．０７％、残りのＦｅおよび不可避な不純物からなり、下記式（１）で表されるオーステナイト安定化パラメーター（ＡＳＰ）値が－３以下であり、真ひずみ率０．３～０．４の範囲で加工硬化指数ｎ値が０．４～０．５の範囲を満たすことを特徴とする。
（１）５６５－４４５＊Ｃ－４９５＊Ｎ－１１．３＊Ｓｉ－３．８１＊Ｍｎ－２８．６＊Ｎｉ－１４．９＊Ｃｒ－３０．０＊Ｃｕ
ここで、Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕは、各元素の含量（重量％）を意味する。

【0007】

本発明の一実施例によれば、前記ステンレス鋼は、下記式（２）を満たすことができる。
（２）Ｃｕ／（１００＊Ｎ）≦０．５５
ここで、Ｃｕ、Ｎは、各元素の含量（重量％）を意味する。
本発明の一実施例によれば、前記ステンレス鋼は、降伏強度（ＹＳ）２３０ＭＰａ以上および引張強度（ＴＳ）５４０ＭＰａ以上であることがよい。

【0008】

前記ステンレス鋼は、下記式（３）を満たすことが好ましい。
（３）１００＊Ｎ－（Ｍｎ＋Ｃｕ）≧０
ここで、Ｎ、Ｍｎ、Ｃｕは、各元素の含量（重量％）を意味する。
本発明のステンレス鋼は、孔食電位が２４５ｍＶ以上であることができる。

【0009】

本発明の加工性および耐時効割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼のドローイング加工品は、前記ステンレス鋼をパンチを用いてドローイング加工したとき、前記ドローイング加工品の底面および底面から１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍの側壁位置で測定された変形誘起マルテンサイトの量が、それぞれ、１．０％、１．０％、５．０％、１０％、１５％未満を満たすことを特徴とする。
本発明の一実施例によれば、前記ドローイング加工品は、加工２４時間後に時効割れが発生しないことが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、本発明の加工性および耐時効割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼は、シンクコーナーの曲率半径が５０ｍｍ以下であるデザインシンク（Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｉｎｋ）に適用しても、時効割れまたは遅れ破壊などの欠陥を防止することができる。
また、降伏強度２３０ＭＰａ以上および引張強度５４０ＭＰａ以上を確保し、材質規格を満たし、孔食電位２４５ｍＶ以上を示して、耐食性に優れる効果を有す。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】エッジコーナーの曲率半径が２０ｍｍであるデザインシンクモデルの成形時に変形量の分布を示す。

【図2】本発明の実施例によるオーステナイト系ステンレス鋼と比較鋼の真ひずみ率と加工硬化指数との相互関係を示すグラフである。

【図3】パンチを用いたカップドローイング（Ｃｕｐ Ｄｒａｗｉｎｇ）加工を模式的に示す断面図である。

【図4】カップドローイング加工後に加工品の変形誘起マルテンサイトの量を測定した位置と測定結果を示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の加工性および耐時効割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼は、重量％で、Ｃ：０．０１～０．０４％、Ｓｉ：０．１～１％、Ｍｎ：０．１～２％、Ｎｉ：６～１０％、Ｃｒ：１６～２０％、Ｃｕ：１～２％、Ｍｏ：０．０１～０．２％、Ｎ：０．０３５～０．０７％、残りのＦｅおよび不可避な不純物からなり、下記式（１）で表されるオーステナイト安定化パラメーター（ＡＳＰ）値が－３以下であり、真ひずみ率０．３～０．４の範囲で加工硬化指数ｎ値が０．４～０．５の範囲を満たす。
（１）５６５－４４５＊Ｃ－４９５＊Ｎ－１１．３＊Ｓｉ－３．８１＊Ｍｎ－２８．６＊Ｎｉ－１４．９＊Ｃｒ－３０．０＊Ｃｕ
ここで、Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕは、各元素の含量（重量％）を意味する。

【0013】

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。但し、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のみに限定されず、他の形態に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サイズを多少誇張して表現することがある。

【0014】

本発明者らは、オーステナイト系ステンレス鋼板をクラックなしにデザインシンクに成形できる加工条件を研究したが、単純な加工条件の制御だけでは、割れの発生を抑制することができないので、新しいオーステナイト系ステンレス鋼を開発することになった。
最近、シンク製品の意匠性を強調するトレンドに伴い、プレス成形品には、複雑な形成またはエッジコーナーの曲率半径（Ｒ）が５０ｍｍ以下であるデザインシンク（Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｉｎｋ）のニーズが増加している。ＳＴＳ３０４鋼種は、優れたディープドローイング性を有するが、複雑形状の加工またはデザインシンク加工時にクラックがたまに発生する。このような点から、プレス成形により複雑な形状であるか、コーナー曲率半径（Ｒ）が５０ｍｍ以下に管理されるデザインシンク製品の場合、ディープドローイング性だけでなく、加工硬化指数を制御することが重要であることが分かった。

【0015】

本発明によると、成分系組成と共に、オーステナイト安定化パラメーター（Ａｕｓｔｅｎｉｔｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ、以下、“ＡＳＰ”という）値による加工硬化指数を制御して、加工性および耐時効割れ特性を確保することができる。
本発明の一実施例による加工性および耐時効割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼は、重量％で、Ｃ：０．０１～０．０４％、Ｓｉ：０．１～１％、Ｍｎ：０．１～２％、Ｎｉ：６～１０％、Ｃｒ：１６～２０％、Ｃｕ：１～２％、Ｍｏ：０．０１～０．２％、Ｎ：０．０３５～０．０７％、残りのＦｅおよび不可避な不純物からなる。

【0016】

以下、本発明の実施例における合金成分の含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。

【0017】

炭素（Ｃ）の含量は、０．０１～０．０４％である。
鋼に含まれる炭素は、オーステナイト相安定化元素であって、多く添加するほどオーステナイト相が安定化される効果があり、０．０１％以上添加する必要はあるが、０．０４％以上含有すると、変形誘起マルテンサイトを硬質化して、シンク成形中にひどく変形された部位で時効割れ（ｓｅａｓｏｎ ｃｒａｃｋｉｎｇ）を発生させる虞がある。

【0018】

シリコン（Ｓｉ）の含量は、０．１～１．０％である。
鋼に含まれるシリコンは、製鋼段階で脱散剤として添加される成分であり、一定量添加時に光輝焼なまし（Ｂｒｉｇｈｔ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）工程を経る場合、不動態被膜にＳｉ－Ｏｘｉｄｅを形成して、鋼の耐食性を向上させる効果がある。しかしながら、１．０％以上含有するとき、鋼の軟性を低下させる問題がある。

【0019】

マンガン（Ｍｎ）の含量は、０．１～２．０％である。
鋼に含まれるマンガンは、オーステナイト相安定化元素であって、多く含有するほどオーステナイト相が安定化されて、０．１％以上添加するが、過度に添加すると、耐食性を低下させるので、２％以下に制限することがよい。

【0020】

ニッケル（Ｎｉ）の含量は、６．０～１０．０％である。
鋼に含まれるニッケルは、オーステナイト相安定化元素であって、多く添加するほどオーステナイト相が安定化されて、素材を軟質化し、変形誘起マルテンサイトの発生に起因する加工硬化の抑制のために６％以上添加することが必要である。しかしながら、高価なニッケルを過度に添加することになると、費用上昇の問題が発生するため１０％に制限することがよい。

【0021】

クロム（Ｃｒ）の含量は、１６．０～２０．０％である。
鋼に含まれるクロムは、耐食性の改善のための必須元素であって、大気環境およびシンク用途での耐食性の確保のために１６％以上添加することが必要であるが、過度の添加は、素材を硬質化し、ディープドローイング性などの成形性を低下さ不利になるので、２０％以下に制限することがよい。

【0022】

銅（Ｃｕ）の含量は１．０～２．０％である。
鋼に含まれる銅は、オーステナイト相安定化元素であって、多く添加するほどオーステナイト相が安定化されて、変形誘起マルテンサイトの発生に起因する加工硬化を抑制する効果があるので、１％以上を添加する。しかしながら、２％以上を添加すると、耐食性が低下する問題および費用上昇の問題がある。

【0023】

モリブデン（Ｍｏ）の含量は、０．０１～０．２％である。
鋼に含まれるモリブデンは、耐食性と加工性を向上させる効果があるので、０．０１％以上を添加するが、過度な添加は、費用上昇を伴うので、０．２％以下に制限することがよい。

【0024】

窒素（Ｎ）の含量は、０．０３５～０．０７％である。
鋼に含まれる窒素は、オーステナイト相安定化元素であって、多く添加するほどオーステナイト相を安定化させる効果があり、材料の強度向上のためには０．０３５％以上添加する必要があるが、０．０７％以上含有すると、変形誘起マルテンサイトを硬質化して、シンク成形中にひどく変形された部位で時効割れ（ｓｅａｓｏｎ ｃｒａｃｋｉｎｇ）を発生させる虞がある。
また、前記成分系組成と共に、下記式（１）で表されるオーステナイト安定化パラメーター（ＡＳＰ）値が－３以下を満たすことがよい。
（１）５６５－４４５＊Ｃ－４９５＊Ｎ－１１．３＊Ｓｉ－３．８１＊Ｍｎ－２８．６＊Ｎｉ－１４．９＊Ｃｒ－３０．０＊Ｃｕ

【0025】

図２は、本発明の実施例によるオーステナイト系ステンレス鋼と比較鋼の真ひずみ率と加工硬化指数との相互関係を示すグラフである。
図２に示したとおり、多くの３００系オーステナイトステンレス鋼の素材は、変形初期である真ひずみ率１０～２０％で０．３～０．４の範囲の加工硬化指数（ｎ）を有するが、オーステナイトの安定化度によって変形後半である真ひずみ率３０～４０％では、０．５５～０．６５の範囲の加工硬化指数を有する。コーナー曲率半径（Ｒ）が小さいデザインシンクの場合、上述した現象を避ける変形初期の加工硬化指数と変形後半の加工硬化指数が類似した素材を製造することが重要である。
本発明の一実施例によるオーステナイト系ステンレス鋼は、オーステナイト安定化パラメーター（ＡＳＰ）値が－３以下を満たして、真ひずみ率０．３～０．４の範囲で加工硬化指数ｎ値が０．４～０．５の範囲を示すことができる。

【0026】

一方、シンク成形業者の観点から、素材の優れた成形性も重要であるが、各国家別の材質規格を保証することが必須の事案として注目されることもある。Ｃｕを添加する高成形性オーステナイト系ステンレス鋼の場合にも、３０４材質規格である材料の強度を保証しない問題があるので、本発明では、加工性および耐時効割れ特性を有すると同時に、材質規格を満たす優れた材料強度および耐食性の確保が可能な鋼材を開発することを目的にした。

【0027】

本発明の一実施例によるオーステナイト系ステンレス鋼は、下記式（２）を満たすことができる。
（２）Ｃｕ／（１００＊Ｎ）≦０．５５

【0028】

ＣｕとＮの含量を前記式（２）を満たすように制御することによって、本発明によるオーステナイト系ステンレス鋼は、降伏強度（ＹＳ）２３０ＭＰａ以上および引張強度（ＴＳ）５４０ＭＰａ以上を確保することができる。
また、本発明の一実施例によるオーステナイト系ステンレス鋼は、下記式（３）を満たすことができる。
（３）１００＊Ｎ－（Ｍｎ＋Ｃｕ）≧０

【0029】

真ひずみ率０．３～０．４の範囲で加工硬化指数ｎ値が０．４～０．５の範囲を満たすように、オーステナイト安定化パラメーター（ＡＳＰ）を制御するために、Ｍｎ、Ｃｕの含量を高める場合、デザインシンクで要求されるＳＴＳ３０４水準の耐食性を確保することができない。したがって、Ｎ、Ｍｎ、Ｃｕの含量を前記式（３）を満たすように制御することによって、本発明によるオーステナイト系ステンレス鋼は、孔食電位２４５ｍＶ以上を確保することができる。

【0030】

図３は、パンチを用いたカップドローイング（Ｃｕｐ Ｄｒａｗｉｎｇ）加工を模式的に示す断面図である。
ディープドローイングは、ドローイングダイ２の上に円形ブランク（ｂｌａｎｋ）を載置した後、ブランクホルダー３で前記円形ブランクを適当な圧力で押す。次に、パンチ１が円形ブランクをダイ２内に引っ張って入ることになり、この際、素材の中心部は、徐々にドローイングされると同時に、素材の外周部は、ダイの側面を滑りながらダイ２内に流入する。

【0031】

一般的に、ディープドローイング時に、パンチ１の底面を取り囲む素材の底面部１０では、厚さの減少に伴い、この部分の応力状態は、二軸引張状態になる。
フランジ部３０では、素材が半径方向であるダイ２の入口側にドローイングされるので、円周方向に圧縮変形が起こり、半径方向には引張変形が起こる。前記圧縮変形と引張変形の主変形作用として、フランジ部３０では、厚さの増加が起こる。すなわち、フランジ部３０は、素材のシール厚みが厚くなると同時に、圧縮変形による加工硬化によって素材の強度が上昇することになる。

【0032】

側壁部２０は、ダイ２の側面に沿って上下に引っ張られながらドローイングされるので、素材の厚みが薄くなると同時に、加工硬化により素材の強度が上昇するが、一般的に、フランジ部３０の加工硬化程度よりは非常に低い。
ドローイングが進行されるにつれて、同じ破断限界を有するブランクのフランジ部３０と側壁部２０とでは、破断限界の差異が発生することになる。すなわち、フランジ部３０は、［高い強度×厚い厚み］の破断限界を有することになり、側壁部２０は、［多少高い強度×薄い厚み］の破断限界を有することになって、破断限界が不均一になり、ドローイング時に強度が弱い部分に変形が集中してクラックが発生する。

【0033】

コーナー曲率半径（Ｒ）が小さいデザインシンク（Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｉｎｋ）のコーナー部分のフランジ部３０の圧縮変形量が一般シンクに比べて格別に大きいので、このような破断限界の差異がさらに大きくなるため、一般ＳＴＳ３０４では成形が難しい。
本発明の一実施例によるオーステナイト系ステンレス鋼を用いたドローイング加工時には、加工後に時効割れ（ｓｅａｓｏｎ ｃｒａｃｋｉｎｇ）の発生を防止することができる。

【0034】

本発明の一実施例による加工性および耐時効割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼のドローイング加工品は、前記ステンレス鋼をパンチを用いて限界ドローイング比（Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｄｒａｗｉｎｇ Ｒａｔｉｏ、以下、“ＬＤＲ”という）２．０～２．３の範囲でドローイング（Ｄｒａｗｉｎｇ）加工したとき、前記ドローイング加工品の底面および底面から１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍの側壁位置で測定された変形誘起マルテンサイトの量が、それぞれ、１．０％、１．０％、５．０％、１０％、１５％未満を満たす。
限界ドローイング比（ＬＤＲ）は、素材の最大直径（Ｄ）とパンチ直径（ｄ）の比（Ｄ／ｄ）を意味する。
オーステナイト安定化パラメーター（ＡＳＰ）値が－３を超過する場合、ドローイング加工時にオーステナイト（γ）から変形誘起マルテンサイト（α’）変態（以下、γ→＞α’変態と表記する）を抑制できなくなり、加工２４時間後に時効割れが発生する虞がある。したがって、本発明によるオーステナイト安定化パラメーター（ＡＳＰ）値が－３以下である前記ステンレス鋼を使用してドローイング加工する場合には、ドローイング加工品の変形誘起マルテンサイトの量を制御することができて、時効割れを防止することができる。

【0035】

以下、本発明の好ましい実施例を通じてさらに詳細に説明する。

【0036】

加工性および強度の評価
下記の表１に示した成分組成のオーステナイト系ステンレス鋼を一部はＬａｂ．真空溶解をしてインゴット（Ｉｎｇｏｔ）を製造し、一部は、電気炉－ＶＯＤ－連続鋳造工程を経てスラブ（Ｓｌａｂ）を製造した。製造されたインゴットとスラブは、１，２４０℃で１～２時間再加熱した後、粗圧延機と連続仕上げ圧延機により熱延材を製造し、１，０００～１，１００℃の温度で熱延焼なましを行った後、冷間圧延および冷延焼なましを実施した。

【0037】

【表1】

【0038】

表１に示した発明鋼および比較鋼のオーステナイト安定化パラメーター（ＡＳＰ）値、Ｃｕ／（１００＊Ｎ）値および機械的特性値である降伏強度、引張強度、加工硬化指数ｎ値（真ひずみ率０．３～０．４の区間）を測定し、下記の表２に示した。

【0039】

【表2】

【0040】

発明鋼１～５は、いずれも、Ｃｕ／（１００＊Ｎ）値を０．５５以下に制御すると同時に、ＡＳＰ値を－３以下に制御して、目標とする降伏強度（２３０ＭＰａ以上）および引張強度（５４０ＭＰａ以上）を確保し、デザインシンクに適した真ひずみ率０．３～０．４の範囲区間での加工硬化指数ｎ値を０．５以下で得ることができた。

【0041】

反面、比較鋼１～３は、Ｃｕ／（１００＊Ｎ）値がそれぞれ０．１３、０．０３、０．２０であって、本発明が目的する降伏強度と引張強度を有するが、ＡＳＰ値がそれぞれ１８．１、５．６、－２．５であって、本発明が目的とする範囲を外れて、その結果、真ひずみ率０．３～０．４の範囲区間で加工硬化指数ｎ値が０．５以上の値を示すところ、デザインシンクの用途に適していないことが分かる。
比較鋼４および５は、ＡＳＰ値が－１０．９、－１１．１であって、本発明の目的範囲に属するが、Ｃｕ／（１００＊Ｎ）値が、それぞれ、２．９０、０．７３であって、本発明の目的範囲を外れて材料の十分な降伏強度および引張強度が確保されなかった。

【0042】

耐食性の評価
下記の表３は、前記式（３）の１００＊Ｎ－（Ｍｎ＋Ｃｕ）値と孔食電位の相互関係を示した。孔食電位は、鋼板の表面を＃６００研磨加工した後、３０℃の３．５％ＮａＣｌ溶液を用いて測定した。

【表3】

【0043】

発明鋼１～５は、１００＊Ｎ－（Ｍｎ＋Ｃｕ）値がいずれも０以上であって、素材の耐食性を示す孔食電位が、本発明の目的とする範囲である２４５ｍＶ以上を示した。しかしながら、オーステナイト安定化度を高めるために、Ｍｎ、Ｃｕの含量を高く設計した比較鋼４および５は、ＡＳＰ値が－１０．９と－１１．１（表２参照）を示し、本発明の目的範囲を満たすにもかかわらず、１００＊Ｎ－（Ｍｎ＋Ｃｕ）値がそれぞれ－３．１、－１．１であり、式（３）を満たさず、その結果、孔食電位値が２００ｍＶ以下であり、デザインシンクにおいて要求するＳＴＳ３０４水準の耐食性（孔食電位２４５ｍＶ以上）を確保することができなかった。

【0044】

耐時効割れ特性の評価
直径が５０ｍｍであるパンチを用いてパンチスピード１００ｍｍ／ｍｉｎで本発明の一実施例によるオーステナイト系ステンレス鋼をカップドローイング（ｃｕｐ ｄｒａｗｉｎｇ）した。ドローイング加工は、限界ドローイング比（ＬＤＲ）が１．９～２．３の範囲およびカップの上部にシワと破断が発生しない範囲内で実施した。ドローイング加工後に、図４に示したとおり、カップ加工品の底面および底面から１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍの側壁位置で変形誘起マルテンサイト（α’）の量を測定して、下記の表４に示し、ドローイング加工２４時間後に時効割れが発生するか否かを示した。変形誘起マルテンサイトの量は、フェライトスコープ（ｆｅｒｒｉｔｅ－ｓｃｏｐｅ）を用いて測定した。

【0045】

【表4】

【0046】

発明鋼１、４、５の場合、ＡＳＰ値が－１８．６、－１６．９、－１６．６（表２参照）であり、成形時のオーステナイト（γ）から変形誘起マルテンサイト（α’）変態（γ→＞α’変態）が抑制され、実際にカップドローイング後のカップ加工品の位置別マルテンサイト生成量が最大１５％未満であったが、比較鋼１、２の場合、ＡＳＰ値が１８．１、５．６（表２参照）であり、成形時のγ→＞α’変態が容易になって、実際にカップドローイング後の位置別のマルテンサイト生成量が最大４０～４９％まで発生することが分かった。これによって、比較例１、２は、カップドローイング加工後２４時間後に時効割れ（ｓｅａｓｏｎ ｃｒａｃｋｉｎｇ）が発生する問題点を招いた。

【0047】

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であれば、次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】

【0048】

本発明の実施例によるオーステナイト系ステンレス鋼は、耐食性と共に、優れた加工性および耐時効割れ性を有して、デザインシンクなどの高成形性製品に適用されることができる。

【符号の説明】

【0049】

１：パンチ
２：ダイ
３：ブランクホルダー
１０：底面部
２０：側壁部
３０：フランジ部
Ｒ：コーナー曲率半径
α’：変形誘起マルテンサイト
γ：オーステナイト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】