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JP7634404B2 - Austenitic stainless steel sheet and method for producing same - Google Patents

Austenitic stainless steel sheet and method for producing same Download PDF

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JP7634404B2
JP7634404B2 JP2021058550A JP2021058550A JP7634404B2 JP 7634404 B2 JP7634404 B2 JP 7634404B2 JP 2021058550 A JP2021058550 A JP 2021058550A JP 2021058550 A JP2021058550 A JP 2021058550A JP 7634404 B2 JP7634404 B2 JP 7634404B2
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直樹 平川
詠一朗 石丸
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Nippon Steel Stainless Steel Corp
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Description

本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法に関する。 The present invention relates to austenitic stainless steel and a method for producing the same.

スマートフォンに代表される携帯型電子機器は小型軽量化および意匠性向上等のニーズが高い。そのため、このような携帯型電子機器に用いられる金属製の外装部材の製造では、複雑な形状への加工に対応するため、過酷な条件での冷間鍛造を施した後、切削加工により成形する手法が多用されるようになってきた。さらに、携帯型電子機器のデザインによっては、切削加工後に鏡面研磨を施す場合もある。ここで、携帯型電子機器の外装部材は、自機器に内蔵される地磁気センサー等への悪影響を回避するために非磁性であることが要求されるだけでなく、高強度も要求される。また、前記の電子機器は携帯型であるため屋外環境で使用されることも多いことから、外装部材は、屋内での使用を前提とする電子機器用部材と比べて高い耐食性も要求される。 There is a high demand for portable electronic devices such as smartphones to be small and lightweight, and to have improved design. Therefore, in the manufacture of metal exterior parts used in such portable electronic devices, a method of forming by cutting after cold forging under harsh conditions has become widely used in order to process them into complex shapes. Furthermore, depending on the design of the portable electronic device, mirror polishing may be performed after cutting. Here, the exterior parts of portable electronic devices are not only required to be nonmagnetic to avoid adverse effects on geomagnetic sensors and other devices built into the device, but also to have high strength. In addition, since the electronic devices are portable and often used in outdoor environments, the exterior parts are also required to have high corrosion resistance compared to parts for electronic devices that are intended for indoor use.

前記の外装部材の製造に用いられる金属材料には、板厚1mm~8mmの析出硬化系ステンレス鋼であって、冷間鍛造および切削加工を施して非磁性部材とされた非磁性オーステナイト系ステンレス鋼板(以下、単に「ステンレス鋼板」という)が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、当該金属材料には、板厚5mm以上の(オーステナイト+フェライト)二相ステンレス鋼が知られている(例えば、特許文献2参照)。 The metal material used to manufacture the above-mentioned exterior members is a non-magnetic austenitic stainless steel plate (hereinafter simply referred to as "stainless steel plate") that is a precipitation hardening stainless steel with a plate thickness of 1 mm to 8 mm and is made into a non-magnetic member by cold forging and cutting (see, for example, Patent Document 1). Also known as such a metal material is a (austenite + ferritic) duplex stainless steel with a plate thickness of 5 mm or more (see, for example, Patent Document 2).

特開2018-109215号公報JP 2018-109215 A 特開2017-155317号公報JP 2017-155317 A

特許文献1に記載のステンレス鋼板の製造方法は、非磁性かつ高強度部品を製造することが可能な方法であるが、製造工程が複雑でコストがかかることがあり、また、製品形状によっては適用が困難となることがあるという問題点がある。 The method for manufacturing stainless steel sheets described in Patent Document 1 is capable of manufacturing non-magnetic, high-strength parts, but the manufacturing process can be complicated and costly, and there are problems with its application depending on the product shape.

また、オーステナイト系ステンレス鋼を高強度化するためには、一般的に冷間圧延(調質圧延)を施すことが知られている。しかし、冷間圧延を施すと薄肉化しやすいことから、一定以上の板厚のオーステナイト系ステンレス鋼を、冷間圧延を含む製造方法により製造することは困難である。 It is also known that cold rolling (temper rolling) is generally used to increase the strength of austenitic stainless steel. However, cold rolling tends to result in thinner plates, making it difficult to manufacture austenitic stainless steel with a certain or greater plate thickness using a manufacturing method that includes cold rolling.

一方、析出硬化系ステンレス鋼、(オーステナイト+フェライト)二相系ステンレス鋼では、板厚方向の硬さが比較的均一な板厚3mm~10mm材料を製造することが可能である。ただし、マルテンサイト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼は耐食性が低めであり、強い腐食環境での使用には適さない。また、(オーステナイト+フェライト)二相系ステンレス鋼は耐食性に優れるが、硬さは250HV程度であり、それ以上の強度には不向きである。またいずれも、強磁性体であるマルテンサイト相やフェライト相を含むため、非磁性のニーズには対応できないことがある。 On the other hand, with precipitation hardening stainless steel and (austenite + ferrite) duplex stainless steel, it is possible to manufacture materials with a thickness of 3 to 10 mm that have a relatively uniform hardness in the thickness direction. However, martensitic stainless steel and precipitation hardening stainless steel have low corrosion resistance and are not suitable for use in highly corrosive environments. Also, (austenite + ferrite) duplex stainless steel has excellent corrosion resistance, but its hardness is only about 250 HV, making it unsuitable for strengths greater than that. In addition, both types contain martensite and ferrite phases, which are ferromagnetic, so they may not be able to meet non-magnetic needs.

また、携帯型電子機器に用いられる金属製の外装部材としては、NiやMoを多量に含むオーステナイト系ステンレス鋼が適用されているが、合金のコストが高価になる傾向にある。 In addition, austenitic stainless steels containing large amounts of Ni and Mo are used as metallic exterior components for portable electronic devices, but the cost of these alloys tends to be high.

本発明の一態様は、厚さが一定程度以上あるにも関わらず、高強度かつ非磁性で安価なオーステナイト系ステンレス鋼を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention aims to realize an austenitic stainless steel that is high-strength, non-magnetic, and inexpensive, despite having a certain degree of thickness.

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るオーステナイト系ステンレス鋼は 質量%で、C:0.003%以上0.120%以下、Si:2.0%以下、Mn:2.0以上15.0%以下、P:0.04%以下、S:0.03%以下、Ni:0.5%以上9.0%以下、Mo:0.01%以上3.00%以下、Cu:0.01%以上5.0%以下、Cr:14.0%以上22.0%以下、N:0.005%以上0.400%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
下記式(1):
A=3(Cr+Mo)+4.5Si-2.8Ni-1.4(Mn+Cu)-84(C+N)-19.8・・・(1)
(式中、元素記各元素の含有量(質量%)を表す)で示されるAの値が0以下であり、かつ、
下記式(2):
B=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo・・・(2)
(式中、元素記号は各元素の含有量(質量%)を表す)で示されるBの値が-20以下である組成を有し、
厚さ方向に平行な断面の硬さの平均が250HV以上であり、
比透磁率μが1.1以下であり、
厚さが3mm以上である。
In order to solve the above problems, an austenitic stainless steel according to one embodiment of the present invention contains, by mass%, C: 0.003% or more and 0.120% or less, Si: 2.0% or less, Mn: 2.0% or more and 15.0% or less, P: 0.04% or less, S: 0.03% or less, Ni: 0.5% or more and 9.0% or less, Mo: 0.01% or more and 3.00% or less, Cu: 0.01% or more and 5.0% or less, Cr: 14.0% or more and 22.0% or less, N: 0.005% or more and 0.400% or less, with the balance being Fe and unavoidable impurities,
The following formula (1):
A=3(Cr+Mo)+4.5Si-2.8Ni-1.4(Mn+Cu)-84(C+N)-19.8...(1)
(wherein each element represents a content (mass%) of each element) is 0 or less, and
The following formula (2):
B=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo...(2)
(wherein the element symbols represent the contents (mass%) of each element) in which the value of B is −20 or less,
The average hardness of a cross section parallel to the thickness direction is 250 HV or more,
The relative magnetic permeability μ is 1.1 or less,
The thickness is 3 mm or more.

また、前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法は、質量%で、C:0.003%以上0.120%以下、Si:2.0%以下、Mn:2.0以上15.0%以下、P:0.04%以下、S:0.03%以下、Ni:0.5%以上9.0%以下、Cu:0.01%以上5.0%以下、Cr:14.0%以上22.0%以下、N:0.005%以上0.400%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
下記式(1):
A=3(Cr+Mo)+4.5Si-2.8Ni-1.4(Mn+Cu)-84(C+N)-19.8・・・(1)
(式中、元素記各元素の含有量(質量%)を表す)で示されるAの値が0以下であり、かつ、
下記式(2):
B=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo・・・(2)
(式中、元素記号は各元素の含有量(質量%)を表す)で示されるBの値が-20以下となる化学組成を有する、鋳造によって製造したスラブを、1000℃以上1300℃以下の温度に加熱した後、粗熱延を施す粗熱延工程と、
前記粗熱延工程により得られた鋼帯に対して仕上熱延を施す仕上熱延工程と、
前記仕上熱延工程後の750℃未満の鋼帯を調質圧延する調質圧延工程とを含み、
前記仕上熱延工程では、
前記仕上熱延の総圧延率が40%以上であり、
前記仕上熱延の温度が600℃以上1100℃以下であり、
前記調質圧延工程では、
前記鋼帯に総圧延率0.1%以上15%以下の調質圧延を施す。
In order to solve the above-mentioned problems, a method for producing an austenitic stainless steel according to one embodiment of the present invention comprises, by mass%, C: 0.003% or more and 0.120% or less, Si: 2.0% or less, Mn: 2.0% or more and 15.0% or less, P: 0.04% or less, S: 0.03% or less, Ni: 0.5% or more and 9.0% or less, Cu: 0.01% or more and 5.0% or less, Cr: 14.0% or more and 22.0% or less, N: 0.005% or more and 0.400% or less, with the balance being Fe and unavoidable impurities,
The following formula (1):
A=3(Cr+Mo)+4.5Si-2.8Ni-1.4(Mn+Cu)-84(C+N)-19.8...(1)
(wherein each element represents a content (mass%) of each element) is 0 or less, and
The following formula (2):
B=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo...(2)
(wherein the element symbols represent the content (mass%) of each element) A slab produced by casting has a chemical composition in which the value of B is -20 or less. A rough hot rolling process in which the slab is heated to a temperature of 1000 ° C. or more and 1300 ° C. or less and then subjected to rough hot rolling;
A finish hot rolling process in which the steel strip obtained by the rough hot rolling process is subjected to finish hot rolling;
A temper rolling process for temper rolling the steel strip at a temperature of less than 750 °C after the finish hot rolling process,
In the finish hot rolling process,
The total rolling ratio of the finish hot rolling is 40% or more,
The temperature of the finish hot rolling is 600° C. or more and 1100° C. or less,
In the temper rolling process,
The steel strip is subjected to temper rolling with a total rolling reduction ratio of 0.1% to 15%.

本発明の一態様によれば、厚さが一定程度以上あるにも関わらず、高強度かつ非磁性で安価なオーステナイト系ステンレス鋼を実現することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to realize austenitic stainless steel that is high-strength, non-magnetic, and inexpensive, despite having a certain degree of thickness.

本発明の一実施形態に係るオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法における各工程の流れを示す工程図である。FIG. 1 is a process diagram showing the flow of each process in a method for producing an austenitic stainless steel according to one embodiment of the present invention.

以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。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、本明細書中では、特に言及がない限り、成分の濃度は、質量%で表す。 One embodiment of the present invention will be described in detail below. Note that the following description is provided to provide a better understanding of the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified. In this specification, the concentrations of components are expressed in mass % unless otherwise specified.

〔本発明のポイントおよび目的〕
本発明のポイントとしては、以下に示す(i)および(ii)が挙げられる。
[Points and Objects of the Invention]
Key features of the present invention include the following (i) and (ii).

(i)一定程度以上(3mm以上)の厚さがあるにも関わらず、厚さ方向に平行な断面の硬さの平均値が250HV以上、かつ非磁性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼を実現した点。 (i) Despite having a certain thickness (3mm or more), the average hardness of the cross section parallel to the thickness direction is 250HV or more, and the austenitic stainless steel has excellent non-magnetic properties.

(ii)熱間圧延と冷間圧延の両者の圧延ひずみを加算することで所望の強度を得る点で、具体的には仕上熱延の総圧延率を40%以上、仕上熱延の温度を600℃以上1100℃以下とする。そして、仕上熱延の最終パス温度が750℃以上の場合は、仕上熱延後の鋼帯を750℃以下まで、冷却速度5℃/s以上で冷却する。さらに、必要に応じて熱延工程で生成した酸化スケールを除去した後、総圧延率を0.1%以上15%以下の調質圧延を実施する。これらの工程を含む製造方法により、前記(i)に示すオーステナイト系ステンレス鋼が得られることを見出した点。 (ii) The rolling strains of both hot rolling and cold rolling are added together to obtain the desired strength. Specifically, the total rolling reduction ratio of the finish hot rolling is 40% or more, and the temperature of the finish hot rolling is 600°C or more and 1100°C or less. If the final pass temperature of the finish hot rolling is 750°C or more, the steel strip after the finish hot rolling is cooled to 750°C or less at a cooling rate of 5°C/s or more. Furthermore, if necessary, the oxide scale formed in the hot rolling process is removed, and then temper rolling is performed with a total rolling reduction ratio of 0.1% or more and 15% or less. It has been discovered that the austenitic stainless steel shown in (i) above can be obtained by a manufacturing method including these steps.

本発明の実施形態では、例えば、スマートフォン等の電子機器の構造部材を、複雑な鍛造加工を施すことなく、切削、エッチングまたは放電加工等で製造することが可能となるオーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法を実現することが可能となる。 In an embodiment of the present invention, it is possible to realize an austenitic stainless steel and a manufacturing method thereof that allows structural components of electronic devices such as smartphones to be manufactured by cutting, etching, or electric discharge machining without complex forging processes.

本発明の実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼のビッカース硬さは、250HV以上である。そのメリットは、以下の通りである。なお、本実施形態において、当該ビッカース硬さは、オーステナイト系ステンレス鋼の厚さ方向に平行な断面の硬さの平均値で表される。 The Vickers hardness of the austenitic stainless steel according to the embodiment of the present invention is 250 HV or more. The advantages of this are as follows. In this embodiment, the Vickers hardness is expressed as the average value of the hardness of a cross section parallel to the thickness direction of the austenitic stainless steel.

スマートフォン等の電子機器の構造部材は、冷間鍛造と切削とにより製造されることが一般的である。鋼材は一般的に、加工に伴って高強度化する加工硬化現象を生じるが、冷間鍛造での加工程度は均一とはならず部位によって異なるため、軟質部位が残存し得る。鋼材に軟質部位が残存していると表面が疵付きやすく、製品としての価値が低くなる。本発明の一実施形態に係るオーステナイト系ステンレス鋼を前記構造部材として適用する場合、厚さ方向に平行な断面の硬さの平均値が250HV以上であるため、軟質部位が残存しておらず、製品として品質が安定化する。 Structural components of electronic devices such as smartphones are generally manufactured by cold forging and cutting. Steel generally undergoes work hardening, which increases the strength of the material as it is processed. However, the degree of processing in cold forging is not uniform and varies from part to part, so soft parts may remain. If soft parts remain in the steel, the surface is easily scratched, reducing the value of the product. When the austenitic stainless steel according to one embodiment of the present invention is applied as the structural components, the average hardness of the cross section parallel to the thickness direction is 250 HV or more, so no soft parts remain and the quality of the product is stabilized.

なお、本明細書に記載の「オーステナイト系ステンレス鋼」は、オーステナイト系ステンレス鋼帯およびオーステナイト系ステンレス鋼板の両方を含む。言い換えれば、本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼帯およびオーステナイト系ステンレス鋼板の両方に適用可能である。 Note that "austenitic stainless steel" as described in this specification includes both austenitic stainless steel strips and austenitic stainless steel plates. In other words, the present invention is applicable to both austenitic stainless steel strips and austenitic stainless steel plates.

本発明の実施形態は、例えば、高強度で非磁性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼と、その製造方法とを実現することを目的とする。このようなオーステナイト系ステンレス鋼を用いれば、スマートフォン等の電子機器の構造部材を、切削、エッチング、放電加工等により、複雑な鍛造加工を施すことなく製造することが可能である。 The embodiment of the present invention aims to realize, for example, austenitic stainless steel with high strength and excellent non-magnetic properties, and a manufacturing method thereof. By using such austenitic stainless steel, it is possible to manufacture structural components of electronic devices such as smartphones by cutting, etching, electric discharge machining, etc., without performing complex forging processes.

〔オーステナイト系ステンレス鋼の製造方法〕
本発明の一実施形態に係るオーステナイト系ステンレス鋼は、図1に示すように、製鋼、粗熱延、仕上熱延、冷却、調質圧延の各工程を実施することで製造することができる。
[Method of manufacturing austenitic stainless steel]
An austenitic stainless steel according to one embodiment of the present invention can be produced by carrying out the steps of steelmaking, rough hot rolling, finish hot rolling, cooling, and temper rolling, as shown in FIG.

より具体的には、まず、一般的な製鋼方法を用いて溶鋼を得て、鋳造によりスラブを製造する(製鋼工程)。鋳造によって製造したスラブは、後述する〔オーステナイト系ステンレス鋼の化学組成〕にて示す化学組成を有する。 More specifically, first, molten steel is obtained using a general steelmaking method, and then a slab is produced by casting (steelmaking process). The slab produced by casting has the chemical composition shown in the "Chemical composition of austenitic stainless steel" section described below.

さらに、本実施形態では、鋳造によって製造したスラブを1000℃以上1300℃以下の温度に加熱した後、当該スラブに粗熱延を施す(粗熱延工程)。前記粗熱延工程により得られた鋼帯に対して仕上熱延を施す(仕上熱延工程)。前記仕上熱延工程後の前記鋼帯を必要に応じて冷却する(冷却工程)。前記仕上熱延工程後の十分に冷却された前記鋼帯を調質圧延する(調質圧延工程)。 Furthermore, in this embodiment, the slab produced by casting is heated to a temperature of 1000°C or more and 1300°C or less, and then the slab is subjected to rough hot rolling (rough hot rolling process). The steel strip obtained by the rough hot rolling process is subjected to finish hot rolling (finish hot rolling process). The steel strip after the finish hot rolling process is cooled as necessary (cooling process). The steel strip that has been sufficiently cooled after the finish hot rolling process is subjected to temper rolling (temper rolling process).

前記仕上熱延工程では、前記仕上熱延の総圧延率が40%以上であり、前記仕上熱延の温度が600℃以上1100℃以下である。 In the finish hot rolling process, the total rolling ratio of the finish hot rolling is 40% or more, and the temperature of the finish hot rolling is 600°C or more and 1100°C or less.

前記冷却工程では、前記仕上熱延工程における前記鋼帯の最終パス温度が750℃以上の場合に、前記調質圧延工程に先立って、前記鋼帯を750℃以下まで、冷却速度5℃/s以上で冷却する。前記仕上熱延工程における前記鋼帯の最終パス温度が750℃未満の場合は、冷却工程を行わなくてもよい。 In the cooling step, if the final pass temperature of the steel strip in the finish hot rolling step is 750°C or higher, the steel strip is cooled to 750°C or lower at a cooling rate of 5°C/s or higher prior to the temper rolling step. If the final pass temperature of the steel strip in the finish hot rolling step is less than 750°C, the cooling step does not need to be performed.

また、得られたオーステナイト系ステンレス鋼について、必要に応じて、熱延工程で生成した酸化スケールの除去を目的とし、酸洗処理を施してもよい(酸洗工程)。一般的に、酸洗処理は焼鈍工程と酸洗工程とが繋がった焼鈍酸洗ラインで実施される。酸洗処理を行う際は、オーステナイト系ステンレス鋼の硬さの低下が発生しない温度範囲(具体的には、900℃以下)において、オーステナイト系ステンレス鋼に熱を加えてもよい。 If necessary, the obtained austenitic stainless steel may be subjected to pickling treatment in order to remove oxide scale formed in the hot rolling process (pickling process). Generally, pickling is carried out in an annealing and pickling line that connects the annealing and pickling processes. When carrying out the pickling process, heat may be applied to the austenitic stainless steel within a temperature range in which the hardness of the austenitic stainless steel does not decrease (specifically, 900°C or lower).

その後必要に応じて熱延工程で生成した酸化スケールの除去した後、前記調質圧延の総圧延率を0.1%以上15%以下とする調質圧延を実施する(調質圧延工程)。少なくとも仕上熱延工程および調質圧延工程の上記の条件を満たすことで、厚さ方向に平行な断面において所望の硬さを有するオーステナイト系ステンレス鋼を得ることができる。 After that, if necessary, the oxide scale formed in the hot rolling process is removed, and then temper rolling is performed with a total rolling reduction ratio of 0.1% to 15% (temper rolling process). By satisfying the above conditions for at least the finish hot rolling process and the temper rolling process, it is possible to obtain an austenitic stainless steel with the desired hardness in a cross section parallel to the thickness direction.

以上の各工程によれば、3mm以上の厚さがあるにも関わらず、厚さ方向に平行な断面の硬さの平均が250HV以上であり、かつ非磁性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼を好適に提供することができる。 By carrying out the above steps, it is possible to provide an austenitic stainless steel that has an average hardness of 250 HV or more in a cross section parallel to the thickness direction, despite having a thickness of 3 mm or more, and that has excellent non-magnetic properties.

なお、「厚さ方向に平行な断面の硬さの平均」とは、厚さ方向に平行な断面の硬さについて、測定位置ごとの変動が分かるように、荷重1kgでビッカース硬さを、厚さ方向の位置が異なる複数点で測定した結果の平均値を示す。例えば、板厚極表層部、板厚1/8位置、板厚1/4位置、板厚1/2位置において各10点測定した場合であれば、「厚さ方向に平行な断面の硬さの平均」は、これらの計40点の平均値を意味する。ビッカース硬さは、例えば、日本産業規格(JIS)Z2244:2009に準拠した方法により測定できる。 The "average hardness of a cross section parallel to the thickness direction" refers to the average value of the results of measuring Vickers hardness at multiple points in the thickness direction with a load of 1 kg so that the variation in hardness at each measurement position can be seen for the cross section parallel to the thickness direction. For example, if measurements are taken at 10 points each at the very surface layer of the plate thickness, at the 1/8 plate thickness position, the 1/4 plate thickness position, and the 1/2 plate thickness position, the "average hardness of a cross section parallel to the thickness direction" means the average value of these 40 points in total. Vickers hardness can be measured, for example, by a method conforming to Japanese Industrial Standards (JIS) Z2244:2009.

(比透磁率)
オーステナイト系ステンレス鋼を特徴付ける上で、一般的に比透磁率μは1.1以下が好ましく、1.05以下がより好ましい。なお、本明細書において、比透磁率は、空気の透磁率に対するオーステナイト系ステンレス鋼の透磁率の比である。
(Relative Permeability)
In characterizing austenitic stainless steel, the relative magnetic permeability μ is generally preferably 1.1 or less, more preferably 1.05 or less. In this specification, the relative magnetic permeability is the ratio of the magnetic permeability of austenitic stainless steel to the magnetic permeability of air.

前記のように化学組成が調整されたオーステナイト系ステンレス鋼は、通常の鋼板製造工程およびその後の冷間鍛造工程で加工誘起マルテンサイト相が生成しない。そのため、加工誘起マルテンサイト相に起因する磁性化は回避できる。ただし、スラブの溶製時に、高温でδフェライト相が生成することがあり、当該δフェライト相が残存すると比透磁率μが1.1以下の非磁性が得られないことがある。また、オーステナイト系ステンレス鋼の製品中にδフェライト相が異相として混在していると、鏡面研磨品の外観を損なう場合もある。したがって、冷間鍛造に供する素材である鋼板の段階で、δフェライト相が十分に消失している必要がある。この点、本発明の一実施形態に係る製造方法では、前記のように化学組成が調整されたオーステナイト系ステンレス鋼ではスラブの溶製時のδフェライト相の生成量を抑制する。δフェライト相は強磁性であるため、その存在の有無は比透磁率μによって評価できる。 In the austenitic stainless steel with the chemical composition adjusted as described above, no processing-induced martensite phase is generated in the normal steel plate manufacturing process and the subsequent cold forging process. Therefore, magnetization due to processing-induced martensite phase can be avoided. However, when the slab is melted, a δ ferrite phase may be generated at high temperatures, and if the δ ferrite phase remains, non-magnetic properties with a relative permeability μ of 1.1 or less may not be obtained. In addition, if the δ ferrite phase is mixed as a different phase in the austenitic stainless steel product, it may impair the appearance of the mirror-polished product. Therefore, it is necessary that the δ ferrite phase is sufficiently eliminated at the stage of the steel plate, which is the material used for cold forging. In this regard, in the manufacturing method according to one embodiment of the present invention, the amount of δ ferrite phase generated during the melting of the slab is suppressed in the austenitic stainless steel with the chemical composition adjusted as described above. Since the δ ferrite phase is ferromagnetic, its presence or absence can be evaluated by the relative permeability μ.

(目標特性)
本発明の実施形態では、オーステナイト系ステンレス鋼の厚さ方向に平行な断面の硬さの平均は、250HV以上(SUS304CSP-1/2H規格)を目標としている。また、オーステナイト系ステンレス鋼の厚さは、例えば特殊金属エクセルのSUS301CSPの厚さの範囲が2.5mm以下程度であるため、3mm以上を目標としている。
(Target characteristics)
In the embodiment of the present invention, the average hardness of the austenitic stainless steel in a cross section parallel to the thickness direction is targeted to be 250HV or more (SUS304CSP-1/2H standard). In addition, the thickness of the austenitic stainless steel is targeted to be 3mm or more, since the thickness range of SUS301CSP of Tokushu Kinzoku Excel is about 2.5mm or less.

(仕上熱延の総圧延率)
仕上熱延の総圧延率は40%以上とすることが好ましい。仕上熱延の総圧延率が40%を下回った場合、熱延における圧延ひずみが十分に付与されず、その後の調質圧延での圧延ひずみを付与しても目標とする硬さが得づらい。調質圧延率を必要以上に付与することで目標硬さを得られる可能性はあるが、調質圧延率の増加にともない3mm以上の板厚を確保することが困難となることに加えて、生産性低下やコスト増加に繋がる。なお、仕上熱延工程前の鋼帯の厚さをh1、仕上熱延工程後の鋼帯の厚さをh2とするとき、総圧延率=(h1-h2)/h1の関係式が成立する。
(Total reduction ratio of finishing hot rolling)
The total rolling ratio of the finish hot rolling is preferably 40% or more. If the total rolling ratio of the finish hot rolling is less than 40%, the rolling strain in the hot rolling is not sufficiently imparted, and even if the rolling strain is imparted in the subsequent temper rolling, it is difficult to obtain the target hardness. Although it is possible to obtain the target hardness by imparting a temper rolling ratio more than necessary, it is difficult to ensure a plate thickness of 3 mm or more as the temper rolling ratio increases, and this leads to a decrease in productivity and an increase in cost. Note that, when the thickness of the steel strip before the finish hot rolling process is h1 and the thickness of the steel strip after the finish hot rolling process is h2, the relational expression of total rolling ratio = (h1-h2)/h1 is established.

仕上熱延の総圧延率は、オーステナイト系ステンレス鋼の最終的な所望の厚さに応じて適宜に決めることが可能であり、高いほど最終的な厚さが薄くなる傾向にある。仕上熱延の総圧延率は、他の工程における圧延によっても調整され得るため一概には言えないが、上述の3mm以上の厚さを実現する観点から、99%以下であってよい。 The total rolling reduction ratio of the finish hot rolling can be determined appropriately depending on the final desired thickness of the austenitic stainless steel, and the higher the reduction ratio, the thinner the final thickness tends to be. The total rolling reduction ratio of the finish hot rolling cannot be generalized because it can also be adjusted by rolling in other processes, but from the viewpoint of achieving the above-mentioned thickness of 3 mm or more, it may be 99% or less.

(仕上熱延の温度)
仕上熱延の温度は、600℃以上1100℃以下とすることが好ましい。仕上熱延の温度および最終パス圧延温度が600℃を下回った場合、鋼帯の表層に付与される圧延ひずみ量が、厚さ方向の中心部分と比較して大きくなり、部分的に十分に高強度化されない可能性がある。一方、仕上熱延の温度が1100℃を上回った場合、圧延ひずみが再結晶駆動力となってしまい、圧延直後に再結晶が生じ所望の硬さが得られないことがある。
(Finishing hot rolling temperature)
The temperature of the finish hot rolling is preferably 600° C. or more and 1100° C. or less. If the temperature of the finish hot rolling and the final pass rolling temperature are lower than 600° C., the amount of rolling strain imparted to the surface layer of the steel strip becomes larger than that of the central portion in the thickness direction, and there is a possibility that the strength is not sufficiently increased partially. On the other hand, if the temperature of the finish hot rolling exceeds 1100° C., the rolling strain becomes the driving force for recrystallization, and recrystallization occurs immediately after rolling, and the desired hardness may not be obtained.

本実施形態における調質圧延工程では、0.1%以上15%以下の総圧延率で調質圧延を実施することが好ましい。前記熱延条件で導入された圧延ひずみのみでは所望の硬さが安定的に得られないため、熱延で導入された圧延ひずみに加えて調質圧延でさらに圧延ひずみを追加導入する必要がある。一方、設備仕様や生産性低下、ならびにコスト増化を考慮すると、実際に調質圧延で付与できる総圧延率には限界がある。従って、熱延条件にもよるが調質圧延工程では総圧延率が0.1%以上15%以下、好ましくは10%以上となるように調質圧延を実施するのが良い。このような調質圧延工程によって、前述した加工誘起マルテンサイト相の生成を抑制し、また十分に減少させることが可能である。 In the temper rolling process in this embodiment, it is preferable to perform temper rolling at a total rolling reduction ratio of 0.1% to 15%. Since the desired hardness cannot be stably obtained only with the rolling strain introduced under the above-mentioned hot rolling conditions, it is necessary to introduce additional rolling strain in temper rolling in addition to the rolling strain introduced in hot rolling. On the other hand, considering the equipment specifications, productivity reduction, and cost increase, there is a limit to the total rolling reduction ratio that can actually be imparted by temper rolling. Therefore, depending on the hot rolling conditions, it is better to perform temper rolling so that the total rolling reduction ratio is 0.1% to 15%, preferably 10% or more. By such a temper rolling process, it is possible to suppress and sufficiently reduce the generation of the above-mentioned processing-induced martensite phase.

本実施形態では、前記仕上熱延工程後の750℃未満の鋼帯に調質圧延を施す。仕上熱延工程における鋼帯の最終パス温度が750℃未満である場合には、冷却工程等の他の工程を経ずに調質圧延工程を施すことが可能である。この場合、調質圧延工程における総圧延率は、比較的低く設定することが可能であり、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼の最終的な厚さを所望の厚さとする観点から、0.1~10%の範囲から適宜に決めてよい。仕上熱延工程から直接調質圧延工程を実施することによって、オーステナイト系ステンレス鋼のビッカース硬さがより高められ、あるいは、オーステナイト系ステンレス鋼の比透磁率がより低減する傾向がある。 In this embodiment, temper rolling is performed on the steel strip at less than 750°C after the finish hot rolling process. If the final pass temperature of the steel strip in the finish hot rolling process is less than 750°C, it is possible to perform the temper rolling process without going through other processes such as a cooling process. In this case, the total rolling reduction ratio in the temper rolling process can be set relatively low, and may be appropriately determined, for example, from the viewpoint of achieving the desired final thickness of the austenitic stainless steel, within the range of 0.1 to 10%. By performing the temper rolling process directly from the finish hot rolling process, the Vickers hardness of the austenitic stainless steel tends to be further increased, or the relative magnetic permeability of the austenitic stainless steel tends to be further reduced.

(冷却工程)
前記の仕上熱延工程の後、仕上熱延を施された鋼帯について、仕上熱延の最終パス温度が750℃以上の場合は、750℃以下まで冷却速度5℃/s以上で冷却する冷却工程を含むことが好ましい。仕上熱延によって熱延材に蓄積される圧延ひずみは、高温のまま保持されると仕上熱延直後から減少していく。高強度化に好ましい程度の圧延ひずみを残存させるためには、著しい圧延ひずみの減少が起こらない温度域まで、仕上熱延後の鋼帯を速やかに冷却することが好ましい。
(Cooling process)
After the above-mentioned finish hot rolling step, it is preferable to include a cooling step of cooling the steel strip subjected to the finish hot rolling to 750°C or less at a cooling rate of 5°C/s or more when the final pass temperature of the finish hot rolling is 750°C or more. The rolling strain accumulated in the hot rolled material by the finish hot rolling decreases immediately after the finish hot rolling if the material is kept at a high temperature. In order to retain a level of rolling strain preferable for increasing strength, it is preferable to quickly cool the steel strip after the finish hot rolling to a temperature range where a significant decrease in rolling strain does not occur.

なお、冷却工程における鋼帯の最終温度は、調質圧延等のその後の処理を十分かつ円滑に実施する観点から、400℃以上であることが好ましい。また、冷却工程における冷却速度は、生産性の観点から80℃/s以下であることが好ましい。 The final temperature of the steel strip in the cooling process is preferably 400°C or higher from the viewpoint of carrying out subsequent processes such as temper rolling sufficiently and smoothly. Also, the cooling rate in the cooling process is preferably 80°C/s or lower from the viewpoint of productivity.

本実施形態において、仕上熱延後の鋼帯を冷却工程で冷却した後に調質圧延工程に供する場合では、調質圧延工程における総圧延率は、比較的高く設定することが可能である。この場合、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼の最終的な厚さを所望の厚さとする観点から、調質圧延工程における総圧延率は、5.0%以上であることが好ましく、10%以上であることがより好ましい。 In this embodiment, when the steel strip after finish hot rolling is cooled in a cooling process and then subjected to a temper rolling process, the total rolling reduction ratio in the temper rolling process can be set relatively high. In this case, for example, from the viewpoint of making the final thickness of the austenitic stainless steel the desired thickness, the total rolling reduction ratio in the temper rolling process is preferably 5.0% or more, and more preferably 10% or more.

本発明の実施形態では、本実施形態の効果が得られる範囲において、前述した仕上熱延工程、調質圧延工程および冷却工程以外の他の工程をさらに含んでいてもよい。他の工程には、オーステナイト系ステンレス鋼の製造において公知の種々の工程を採用することができ、そのような他の工程の順序は、本実施形態の効果に加えて当該他の工程による効果が得られる範囲において適宜に決めることが可能である。 In an embodiment of the present invention, other steps may be included in addition to the above-mentioned finish hot rolling step, temper rolling step, and cooling step, so long as the effects of this embodiment can be obtained. The other steps may include various steps that are well known in the manufacture of austenitic stainless steels, and the order of such other steps may be appropriately determined so long as the effects of the other steps can be obtained in addition to the effects of this embodiment.

〔オーステナイト系ステンレス鋼の化学組成〕
本発明の一実施形態に係るオーステナイト系ステンレス鋼の化学組成は、質量%で、C:0.003%以上0.120%以下、Si:2.0%以下、Mn:2.0以上15.0%以下、P:0.04%以下、S:0.03%以下、Ni:0.5%以上8.0%以下、Mo:0.01%以上3.00%以下、Cu:0.01%以上5.0%以下、Cr:14.0%以上22.0%以下、N:0.005%以上0.400%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる。
[Chemical composition of austenitic stainless steel]
The chemical composition of an austenitic stainless steel according to one embodiment of the present invention is, in mass%, C: 0.003% or more and 0.120% or less, Si: 2.0% or less, Mn: 2.0% or more and 15.0% or less, P: 0.04% or less, S: 0.03% or less, Ni: 0.5% or more and 8.0% or less, Mo: 0.01% or more and 3.00% or less, Cu: 0.01% or more and 5.0% or less, Cr: 14.0% or more and 22.0% or less, N: 0.005% or more and 0.400% or less, with the balance being Fe and unavoidable impurities.

また、本発明の一実施形態に係るオーステナイト系ステンレス鋼の化学組成は、下記式(1)で示されるAの値が0以下である組成を有し、かつ下記式(2)で示されるBの値が-20以下である組成を有する。下記の各式中、元素記各元素の含有量(質量%)を表す。
A=3(Cr+Mo)+4.5Si-2.8Ni-1.4(Mn+Cu)-84(C+N)-19.8・・・(1)
B=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo・・・(2)
The chemical composition of an austenitic stainless steel according to one embodiment of the present invention has a composition in which the value of A shown in the following formula (1) is 0 or less, and the value of B shown in the following formula (2) is -20 or less. In each of the following formulas, the elements shown represent the content (mass%) of each element.
A=3(Cr+Mo)+4.5Si-2.8Ni-1.4(Mn+Cu)-84(C+N)-19.8...(1)
B=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo...(2)

式(1)は、磁性の指標に関する成分回帰式であり、式(1)で求まるA値は、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼における非磁性の程度を表す。ここで、ステンレス鋼において、オーステナイト相は非磁性を有し、フェライト相は磁性を有する。本発明の実施形態におけるオーステナイト系ステンレス鋼は、本来非磁性であるものの、成分配合によっては溶製時に一部フェライト相が生成、分散し得るため、弱磁性を帯びる性質を有し得る。A値は、溶製時のフェライト相(前述のδフェライト相)の生成割合を表している。A値が0未満であることにより、比透磁率が1.1未満であることが実現可能となる。A値は、本実施形態においてオーステナイト系ステンレス鋼の非磁性を実現する観点から低いほどよいが、例えば、所期の物性を発現する化学組成を実現する観点から、-25
以上であってよい。
Equation (1) is a component regression equation relating to the magnetic index, and the A value obtained by equation (1) represents the degree of non-magnetism in the austenitic stainless steel of this embodiment. Here, in stainless steel, the austenite phase is non-magnetic, and the ferrite phase is magnetic. Although the austenitic stainless steel of the embodiment of the present invention is inherently non-magnetic, some ferrite phase may be generated and dispersed during melting depending on the component blend, so that the austenitic stainless steel may have a property of being weakly magnetic. The A value represents the generation ratio of the ferrite phase (the aforementioned δ ferrite phase) during melting. By having the A value less than 0, it is possible to realize a relative magnetic permeability of less than 1.1. The lower the A value, the better from the viewpoint of realizing the non-magnetism of the austenitic stainless steel in this embodiment, but from the viewpoint of realizing a chemical composition that exhibits the desired physical properties, for example, it is preferable to set the A value to −25
It may be more than that.

式(2)は、磁性の指標に関する成分回帰式であり、式(2)で求まるB値は、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼における非磁性の程度を表す。本発明の実施形態におけるオーステナイト系ステンレス鋼は、元素の組成によっては冷間圧延で磁性を有するマルテンサイト相(前述の加工誘起マルテンサイト相)を生成することがあるため、弱磁性を帯び得る性質を有する。B値は、冷間圧延時の加工誘起マルテンサイト相の生成割合を表している。B値が-20未満であることにより、比透磁率が1.1未満であることが実現可能となる。B値は、本実施形態においてオーステナイト系ステンレス鋼の非磁性を実現する観点から低いほどよいが、例えば、所期の物性を発現する化学組成を実現する観点から、-250以上であってよい。 Equation (2) is a component regression equation for the magnetic index, and the B value obtained by equation (2) represents the degree of non-magnetism in the austenitic stainless steel of this embodiment. The austenitic stainless steel of this embodiment has the property of being weakly magnetic, since a magnetic martensite phase (the above-mentioned processing-induced martensite phase) may be generated by cold rolling depending on the element composition. The B value represents the ratio of processing-induced martensite phase generated during cold rolling. A B value of less than -20 makes it possible to achieve a relative permeability of less than 1.1. The lower the B value, the better from the viewpoint of realizing the non-magnetism of the austenitic stainless steel in this embodiment, but it may be -250 or more from the viewpoint of realizing a chemical composition that exhibits the desired physical properties, for example.

前述したように、本発明の実施形態におけるオーステナイト系ステンレス鋼のビッカース硬さは、オーステナイト系ステンレス鋼を加工した製品の品質を安定させる観点から、250HV以上である。本実施形態におけるオーステナイト系ステンレス鋼のビッカース硬さは、製品の用途あるいは製品に求められる機械的特性に応じて適宜に決められればよく、一概には言えないが、例えば製品の加工性の観点から、400HV以下であってよい。 As described above, the Vickers hardness of the austenitic stainless steel in the embodiment of the present invention is 250 HV or more from the viewpoint of stabilizing the quality of products processed from the austenitic stainless steel. The Vickers hardness of the austenitic stainless steel in the present embodiment may be appropriately determined depending on the application of the product or the mechanical properties required of the product, and cannot be generalized, but may be, for example, 400 HV or less from the viewpoint of the workability of the product.

また、前述したように、本発明の実施形態におけるオーステナイト系ステンレス鋼の比透磁率μは、非磁性のニーズに対応する観点、あるいは鏡面加工等の表面の加工性の観点から、1.1以下である。本実施形態におけるオーステナイト系ステンレス鋼の比透磁率は、上記の観点から低いことが望ましいが、非磁性のニーズに対応可能な範囲で適宜に決めることができ、1.001以上であってよい。比透磁率は、公知の測定装置によって測定することが可能である。また、本実施形態において、比透磁率は、前述のA値およびB値、あるいは前述した仕上圧延から直接調質圧延を施すことにより、小さくなる傾向になる。 As described above, the relative magnetic permeability μ of the austenitic stainless steel in the embodiment of the present invention is 1.1 or less from the viewpoint of meeting the needs of non-magnetic properties or from the viewpoint of surface workability such as mirror finishing. The relative magnetic permeability of the austenitic stainless steel in the present embodiment is desirably low from the above viewpoint, but can be appropriately determined within a range that meets the needs of non-magnetic properties and may be 1.001 or more. The relative magnetic permeability can be measured by a known measuring device. In the present embodiment, the relative magnetic permeability tends to be smaller than the above-mentioned A value and B value, or by performing temper rolling directly from the above-mentioned finish rolling.

さらに、前述したように、本発明の実施形態におけるオーステナイト系ステンレス鋼の厚さは、製品の用途あるいは加工の観点から、3mm以上である。本実施形態におけるオーステナイト系ステンレス鋼の厚さは、製品または加工に関する要求に応じて、前述したオーステナイト系ステンレス鋼の前述の製造方法で実現可能な範囲から適宜に決めることができる。このような観点から、本実施形態におけるオーステナイト系ステンレス鋼の厚さは、例えば15mm以下であってよい。 Furthermore, as described above, the thickness of the austenitic stainless steel in the embodiment of the present invention is 3 mm or more from the viewpoint of the use or processing of the product. The thickness of the austenitic stainless steel in this embodiment can be appropriately determined from the range that can be realized by the above-mentioned manufacturing method of the austenitic stainless steel, depending on the requirements for the product or processing. From this viewpoint, the thickness of the austenitic stainless steel in this embodiment may be, for example, 15 mm or less.

本発明の一実施形態に係るオーステナイト系ステンレス鋼では、さらに、前記化学組成に加えて、質量%で、Al:0.07%以下、O:0.001%以上0.010%以下、V:0.01%以上0.50%以下、B:0.0003%以上0.0100%以下、Ti:0.0005%以上0.50%以下の1種または2種以上を含有していてもよい。 In an austenitic stainless steel according to one embodiment of the present invention, in addition to the above chemical composition, it may further contain, in mass%, one or more of the following: Al: 0.07% or less; O: 0.001% to 0.010%; V: 0.01% to 0.50%; B: 0.0003% to 0.0100%; and Ti: 0.0005% to 0.50%.

本発明の一実施形態に係るオーステナイト系ステンレス鋼では、さらに、前記化学組成に加えて、質量%で、Co:0.01%以上0.50%以下、Zr:0.01%以上0.10%以下、Nb:0.01%以上0.10%以下、Mg:0.0005%以上0.0030%以下、Ca:0.0003%以上0.0030%以下、Y:0.01%以上0.20%以下、REM(希土類金属):0.01%以上0.10%以下、Sn:0.001%以上0.500%以下、Sb:0.001%以上0.500%以下、Pb:0.01%以上0.10%以下、W:0.01%以上0.50%以下の1種または2種以上をさらに含有していてもよい。 In one embodiment of the present invention, the austenitic stainless steel may further contain, in addition to the above chemical composition, one or more of the following elements, in mass %, Co: 0.01% to 0.50%, Zr: 0.01% to 0.10%, Nb: 0.01% to 0.10%, Mg: 0.0005% to 0.0030%, Ca: 0.0003% to 0.0030%, Y: 0.01% to 0.20%, REM (rare earth metal): 0.01% to 0.10%, Sn: 0.001% to 0.500%, Sb: 0.001% to 0.500%, Pb: 0.01% to 0.10%, and W: 0.01% to 0.50%.

以下、オーステナイト系ステンレス鋼の化学組成における「%」は、特に断らない限り質量%を意味する。 In the following, "%" in the chemical composition of austenitic stainless steel means mass % unless otherwise specified.

C(炭素)は、侵入型元素であり、加工硬化および歪時効により高強度化に寄与する。また、Cは、オーステナイト相を安定化させるオーステナイト生成元素であり、非磁性の維持に有効である。オーステナイト系ステンレス鋼は、0.003%以上のC含有量を確保することが好ましい。ただし、過度のC含有はオーステナイト系ステンレス鋼を硬質化させ冷間鍛造性を低下させる要因となるため、C含有量は0.12%以下に制限されることが好ましい。 C (carbon) is an interstitial element that contributes to high strength through work hardening and strain aging. C is also an austenite-forming element that stabilizes the austenite phase, and is effective in maintaining non-magnetic properties. It is preferable for austenitic stainless steel to have a C content of 0.003% or more. However, since excessive C content hardens austenitic stainless steel and reduces its cold forgeability, it is preferable to limit the C content to 0.12% or less.

Si(ケイ素)は、製鋼過程において鋼の脱酸剤として用いられる元素である。またSiは、冷間鍛造後に行う歪取り熱処理において時効硬化性を向上させる作用を有する。一方、Siは固溶強化作用が大きく、かつ積層欠陥エネルギーを低下させて加工硬化を大きくする作用を有するので、過度のSi含有は冷間鍛造性を低下させる要因となる。そのため、Si含有量は2.0%以下に制限されることが好ましい。 Si (silicon) is an element used as a deoxidizer for steel in the steelmaking process. In addition, Si has the effect of improving age hardening in the stress relief heat treatment performed after cold forging. On the other hand, Si has a large solid solution strengthening effect and also has the effect of reducing stacking fault energy and increasing work hardening, so excessive Si content is a factor that reduces cold forgeability. Therefore, it is preferable to limit the Si content to 2.0% or less.

Mn(マンガン)は、MnOとして酸化物系介在物を構成する元素である。また、Mnは固溶強化作用が小さく、かつオーステナイト生成元素であり加工誘起マルテンサイト変態を抑制させる作用を有するので、冷間鍛造性の確保および非磁性の維持には有効な元素である。さらに、オーステナイト生成元素としてNiの代替として活用可能な元素でもある。Ni低減目的に2.0%以上の添加が望ましい。ただし、過剰なMn含有量は耐食性低下の要因となる。したがって、Mn含有量は15.0%以下に制限されることが好ましい。 Mn (manganese) is an element that forms oxide-based inclusions in the form of MnO. In addition, Mn has a small effect on solid solution strengthening, and is an austenite-forming element that suppresses processing-induced martensitic transformation, making it an effective element for ensuring cold forgeability and maintaining non-magnetic properties. Furthermore, it is an element that can be used as a substitute for Ni as an austenite-forming element. It is desirable to add 2.0% or more to reduce Ni. However, excessive Mn content can cause a decrease in corrosion resistance. Therefore, it is preferable to limit the Mn content to 15.0% or less.

P(リン)は、耐食性を低下させる元素であり、また、過度のP低減は製鋼負荷を増大させる要因となるため、P含有量は0.04%以下とすることが好ましい。 P (phosphorus) is an element that reduces corrosion resistance, and excessive reduction in P content increases the steelmaking load, so it is preferable that the P content be 0.04% or less.

S(硫黄)は、MnSを形成して耐食性を劣化させる要因となり、また、過度の脱Sは製鋼負荷を増大させる要因となるので、S含有量は0.03%以下に制限されることが好ましい。 S (sulfur) forms MnS, which reduces corrosion resistance, and excessive de-S increases the steelmaking load, so it is preferable to limit the S content to 0.03% or less.

Ni(ニッケル)は、耐食性の向上に有効な元素である。本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼では、Ni含有量は0.5%以上であることが好ましく、6.0%以上であることがより好ましい。また、Niを過度に含有すると材料コストが上昇する。そのため、Ni含有量は9.0%以下に制限されることが好ましい。 Ni (nickel) is an element that is effective in improving corrosion resistance. In the austenitic stainless steel of this embodiment, the Ni content is preferably 0.5% or more, and more preferably 6.0% or more. Furthermore, excessive Ni content increases material costs. Therefore, it is preferable to limit the Ni content to 9.0% or less.

Cr(クロム)は、耐食性を向上させる元素である。携帯型電子機器の外装部材に適した耐食性を確保するために、オーステナイト系ステンレス鋼は、14.0%以上のCr含有量を確保することが好ましい。ただし、多量のCr含有は冷間鍛造性を低下させる要因となる。したがって、Cr含有量の上限は22.0%に制限されることが好ましい。 Cr (chromium) is an element that improves corrosion resistance. In order to ensure corrosion resistance suitable for exterior components of portable electronic devices, it is preferable for austenitic stainless steel to have a Cr content of 14.0% or more. However, a large amount of Cr content can cause a decrease in cold forgeability. Therefore, it is preferable to limit the upper limit of the Cr content to 22.0%.

N(窒素)は、Cと同様に侵入型元素であり、加工硬化および歪時効により高強度化に寄与する。また、Nは、オーステナイト相を安定化させる元素であり非磁性の維持に有効である。オーステナイト系ステンレス鋼は、0.005%以上のN含有量を確保することが好ましい。ただし、過度のN含有はオーステナイト系ステンレス鋼を硬質化させ冷間鍛造性を低下させる要因となる。したがって、N含有量は0.400%以下に制限されることが好ましい。 N (nitrogen), like C, is an interstitial element that contributes to high strength through work hardening and strain aging. N also stabilizes the austenite phase and is effective in maintaining non-magnetic properties. It is preferable for austenitic stainless steel to have an N content of 0.005% or more. However, excessive N content hardens austenitic stainless steel and reduces its cold forgeability. Therefore, it is preferable to limit the N content to 0.400% or less.

Mo(モリブデン)は、オーステナイト系ステンレス鋼の耐食性向上に有効な元素である。オーステナイト系ステンレス鋼では、前記のCr含有量を確保した上で、必要に応じてMoが添加されるが、多量のMo添加はコスト増になるため、Moを含有する場合は、Mo含有量は0.01%以上3.00%以下とする。 Mo (molybdenum) is an element that is effective in improving the corrosion resistance of austenitic stainless steel. In austenitic stainless steel, Mo is added as necessary after ensuring the above-mentioned Cr content, but adding a large amount of Mo increases costs, so if Mo is included, the Mo content is set to 0.01% or more and 3.00% or less.

Cu(銅)は、オーステナイト相の加工硬化を抑制し、冷間鍛造性の向上に有効であることが知られている。また、Cuは、冷間鍛造後に行う歪取り熱処理の加熱温度域で時効硬化をもたらす元素であることが知られている。さらに、オーステナイト生成元素としてNiの代替として活用可能な元素でもある。種々検討の結果、Cuを含有する場合は、Cu含有量は0.01%以上5.0%以下とする。 Cu (copper) is known to suppress work hardening of the austenite phase and to be effective in improving cold forgeability. Cu is also known to be an element that brings about age hardening in the heating temperature range of the strain relief heat treatment performed after cold forging. Furthermore, it is also an element that can be used as a substitute for Ni as an austenite generating element. As a result of various investigations, if Cu is contained, the Cu content is set to 0.01% or more and 5.0% or less.

Al(アルミニウム)は、酸素親和力がSiおよびMnに比べて高く、0.003%以上のAl含有量となると、冷間鍛造での内部割れの起点となる粗大な酸化物系介在物が形成されやすくなる。また、過度に低Al化することはコスト増となりやすい。種々の検討の結果、Alを含有する場合は、Al含有量は0.07%以下とすることが好ましく、0.01以下とすることがより好ましい。 Al (aluminum) has a higher oxygen affinity than Si and Mn, and if the Al content is 0.003% or more, coarse oxide-based inclusions that can become the starting point of internal cracks during cold forging are likely to form. In addition, excessively low Al content is likely to increase costs. As a result of various investigations, if Al is contained, the Al content is preferably 0.07% or less, and more preferably 0.01% or less.

O(酸素)含有量が低くなると、MnおよびSi等が酸化しにくくなり、介在物におけるAlの比率が高くなる。また、O含有量が過度に高いと粒子径5μmを超える粗大な介在物が形成されやすくなる。種々検討の結果、Oを含有する場合は、O含有量は10ppm(0.001%)以上であることが好ましく、100ppm(0.010%)以下であることが好ましく、80ppm(0.008%)以下であることがより好ましい。 When the O ( oxygen ) content is low, Mn, Si, etc. are less likely to oxidize, and the ratio of Al2O3 in the inclusions becomes high. Moreover, when the O content is excessively high, coarse inclusions with particle sizes exceeding 5 μm are likely to be formed. As a result of various investigations, when O is contained, the O content is preferably 10 ppm (0.001%) or more, preferably 100 ppm (0.010%) or less, and more preferably 80 ppm (0.008%) or less.

V(バナジウム)は、冷間鍛造後に行う歪取り熱処理の加熱において時効硬化能を高める作用を有する。Vは時効硬化作用があるものの、多量のV含有はコスト増につながる。よって、Vを含有する場合は、V含有量は、0.01%以上0.50%以下とすることが好ましい。 V (vanadium) has the effect of increasing the age hardening ability during the heating for stress relief heat treatment performed after cold forging. Although V has an age hardening effect, the inclusion of a large amount of V leads to increased costs. Therefore, if V is included, the V content is preferably 0.01% or more and 0.50% or less.

B(ホウ素)について、多量のB含有は硼化物の生成による加工性低下を招く要因となる。そこで、Bを含有する場合は、B含有量は0.0003%以上0.0100%以下であることが好ましく、より好ましくは0.0050%以下とする。 Regarding B (boron), the inclusion of a large amount of B can lead to reduced workability due to the formation of borides. Therefore, if B is included, the B content is preferably 0.0003% or more and 0.0100% or less, and more preferably 0.0050% or less.

Ti(チタン)は、炭窒化物形成元素であり、CおよびNを固定し、鋭敏化に起因する耐食性の低下を抑制する。このような効果は、Tiを0.0005%以上含有すると発揮される。よって、Tiを含有する場合は、Ti含有量は0.0005%以上とすることが好ましい。一方、Ti含有量が0.50%を超えると、Tiは、炭化物として不均一なサイズで鋼中に不均一に局在して析出し、整粒な再結晶粒成長を阻害する。また、Tiは大変高価であることから、Ti含有量の上限を0.50%とすることが好ましい。 Ti (titanium) is a carbonitride-forming element that fixes C and N and suppresses the decrease in corrosion resistance caused by sensitization. This effect is exerted when the Ti content is 0.0005% or more. Therefore, when Ti is contained, the Ti content is preferably 0.0005% or more. On the other hand, when the Ti content exceeds 0.50%, Ti precipitates as carbides with non-uniform sizes and is unevenly localized in the steel, inhibiting regular recrystallized grain growth. In addition, since Ti is very expensive, it is preferable to set the upper limit of the Ti content to 0.50%.

Co(コバルト)は、耐隙間腐食性を向上させる効果がある。一方、過剰にCoを含有すると、オーステナイト系ステンレス鋼を硬質化して曲げ性に悪影響を及ぼす。そのため、Coを含有する場合は、好ましくはCo含有量を0.01%以上0.50%以下、より好ましくは0.10%以下とする。 Co (cobalt) has the effect of improving crevice corrosion resistance. On the other hand, excessive Co content hardens the austenitic stainless steel and adversely affects its bendability. Therefore, when Co is contained, the Co content is preferably 0.01% or more and 0.50% or less, more preferably 0.10% or less.

Zr(ジルコニウム)は、CおよびNとの親和力の高い元素であり、熱延時に炭化物または窒化物として析出し、母相中の固溶Cおよび固溶Nを低減させ、加工性を向上させる効果がある。一方、過剰にZrを含有すると、オーステナイト系ステンレス鋼を硬質化し、曲げ性に悪影響を及ぼす。そのため、Zrを含有する場合は、Zr含有量は好ましくは0.01%以上0.10%以下、より好ましくは0.05%以下とする。 Zr (zirconium) is an element that has a high affinity for C and N, and precipitates as carbides or nitrides during hot rolling, reducing the amount of dissolved C and N in the parent phase and improving workability. On the other hand, excessive Zr content hardens austenitic stainless steel and adversely affects bendability. Therefore, when Zr is contained, the Zr content is preferably 0.01% or more and 0.10% or less, more preferably 0.05% or less.

Nb(ニオブ)は、CおよびNとの親和力の高い元素であり、熱延時に炭化物または窒化物として析出し、母相中の固溶Cおよび固溶Nを低減させ、加工性を向上させる効果がある。一方、過剰にNbを含有すると、オーステナイト系ステンレス鋼を硬質化し、曲げ性に悪影響を及ぼす。そのため、Nbを含有する場合は、Nb含有量は好ましくは0.01%以上0.10%以下、より好ましくは0.05%以下とする。 Nb (niobium) is an element that has a high affinity for C and N, and precipitates as carbides or nitrides during hot rolling, reducing the amount of dissolved C and N in the parent phase and improving workability. On the other hand, excessive Nb content hardens austenitic stainless steel and adversely affects bendability. Therefore, when Nb is contained, the Nb content is preferably 0.01% or more and 0.10% or less, more preferably 0.05% or less.

Mg(マグネシウム)は、溶鋼中でAlとともにMg酸化物を形成し、脱酸剤として作用する。一方、過剰にMgを含有するとオーステナイト系ステンレス鋼の靱性が低下して製造性が低下する。そのため、Mgを含有する場合は、Mg含有量は好ましくは0.0005%以上0.0030%以下、より好ましくは0.0020%以下とする。 Mg (magnesium) forms Mg oxide together with Al in molten steel and acts as a deoxidizer. On the other hand, excessive Mg content reduces the toughness of austenitic stainless steel, decreasing manufacturability. Therefore, when Mg is contained, the Mg content is preferably 0.0005% or more and 0.0030% or less, more preferably 0.0020% or less.

Ca(カルシウム)は、熱間加工性を向上させる元素である。一方、過剰にCaを含有するとオーステナイト系ステンレス鋼の靱性が低下して製造性が低下し、さらに、CaSの析出により耐食性が低下する。そのため、Caを含有する場合は、Ca含有量は好ましくは0.0003%以上0.0030%以下、より好ましくは0.0020%以下とする。 Ca (calcium) is an element that improves hot workability. On the other hand, excessive Ca content reduces the toughness of austenitic stainless steel, reducing manufacturability, and further reduces corrosion resistance due to the precipitation of CaS. Therefore, when Ca is contained, the Ca content is preferably 0.0003% or more and 0.0030% or less, more preferably 0.0020% or less.

Y(イットリウム)は、溶鋼の粘度減少を減少させ、清浄度を向上させる元素である。一方、過剰にYを含有するとその効果は飽和し、さらに、加工性が低下する。そのため、Yを含有する場合は、Y含有量は好ましくは0.01%以上0.20%以下、より好ましくは0.10%以下とする。 Y (yttrium) is an element that reduces the decrease in viscosity of molten steel and improves cleanliness. On the other hand, if excessive Y is contained, the effect becomes saturated and further, workability decreases. Therefore, when Y is contained, the Y content is preferably 0.01% or more and 0.20% or less, more preferably 0.10% or less.

REM(希土類金属:La、Ce、Nd等の原子番号57~71の元素)は、耐高温酸化性を向上させる元素である。一方、過剰にREMを含有するとその効果は飽和し、さらに、熱延の際に表面欠陥が生じ、製造性が低下する。そのため、REMを含有する場合は、REM含有量は好ましくは0.01%以上0.10%以下、より好ましくは0.05%以下とする。 REM (rare earth metals: elements with atomic numbers 57 to 71, such as La, Ce, and Nd) are elements that improve high-temperature oxidation resistance. However, if excessive REM is contained, the effect saturates, and furthermore, surface defects occur during hot rolling, reducing manufacturability. Therefore, if REM is contained, the REM content is preferably 0.01% or more and 0.10% or less, more preferably 0.05% or less.

Sn(スズ)は、圧延時における変形帯生成の促進による加工性の向上に効果的である。一方、過剰にSnを含有するとその効果は飽和し、さらに加工性が低下する。そのため、Snを含有する場合は、Sn含有量は好ましくは0.001%以上0.500%以下、より好ましくは0.200%以下とする。 Sn (tin) is effective in improving workability by promoting the formation of deformation bands during rolling. On the other hand, if excessive Sn is contained, the effect saturates and workability further deteriorates. Therefore, if Sn is contained, the Sn content is preferably 0.001% or more and 0.500% or less, more preferably 0.200% or less.

Sb(アンチモン)は、圧延時における変形帯生成の促進による加工性の向上に効果的である。一方、過剰にSbを含有するとその効果は飽和し、さらに加工性が低下する。そのため、Sbを含有する場合は、Sb含有量は好ましくは0.001%以上0.500%以下、より好ましくは0.200%以下とする。 Sb (antimony) is effective in improving workability by promoting the formation of deformation bands during rolling. On the other hand, if excessive Sb is contained, the effect saturates and workability further deteriorates. Therefore, if Sb is contained, the Sb content is preferably 0.001% or more and 0.500% or less, more preferably 0.200% or less.

Pb(鉛)は、粒界の融点を下げるとともに粒界の結合力を低下させ、粒界溶融に基づく液化割れ等、熱間加工性の劣化をまねく懸念がある。そのため、Pbを含有する場合は、Pbの含有量は0.01%以上0.10%以下とすることが好ましい。 Pb (lead) lowers the melting point of the grain boundaries and reduces the bonding strength of the grain boundaries, which may lead to deterioration of hot workability, such as liquation cracking due to grain boundary melting. Therefore, if Pb is contained, it is preferable that the Pb content be 0.01% or more and 0.10% or less.

W(タングステン)は、室温における延性を損なわずに、高温強度を向上させる作用を有する。しかし、その過剰な添加は粗大な共晶炭化物が生成し、延性の低下を引き起こすので、Wを含有する場合は、W含有量は0.01%以上0.50%以下とすることが好ましい。 W (tungsten) has the effect of improving high-temperature strength without impairing ductility at room temperature. However, excessive addition of W generates coarse eutectic carbides, causing a decrease in ductility, so if W is contained, it is preferable that the W content be 0.01% or more and 0.50% or less.

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されず、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。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も、本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
[Additional Notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments are also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.

〔まとめ〕
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態におけるオーステナイト系ステンレス鋼は、質量%で、C:0.003%以上0.120%以下、Si:2.0%以下、Mn:2.0以上15.0%以下、P:0.04%以下、S:0.03%以下、Ni:0.5%以上8.0%以下、Mo:0.01%以上3.00%以下、Cu:0.01%以上5.0%以下、Cr:14.0%以上22.0%以下、N:0.005%以上0.400%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、下記式(1)で示されるAの値が0以下であり、かつ、下記式(2)で示されるBの値が-20以下である組成を有し、厚さ方向に平行な断面の硬さの平均が250HV以上であり、比透磁率μが1.1以下であり、厚さが3mm以上である。
A=3(Cr+Mo)+4.5Si-2.8Ni-1.4(Mn+Cu)-84(C+N)-19.8・・・(1)
(式中、元素記各元素の含有量(質量%)を表す)
B=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo・・・(2)
(式中、元素記号は各元素の含有量(質量%)を表す)
〔summary〕
As is clear from the above description, the austenitic stainless steel in the embodiment of the present invention contains, in mass%, C: 0.003% to 0.120%, Si: 2.0% or less, Mn: 2.0 to 15.0%, P: 0.04% or less, S: 0.03% or less, Ni: 0.5% to 8.0% or less, Mo: 0.01% to 3.00% or less, Cu: 0.01% to 5.0% or less, Cr: 14.0% to 22.0% or less, and N: 0.005% to 0.400% or less, with the balance being Fe and unavoidable impurities. The composition has a value of A represented by the following formula (1) of 0 or less, and a value of B represented by the following formula (2) of -20 or less, and has an average hardness of 250 HV or more in a cross section parallel to the thickness direction, a relative magnetic permeability μ of 1.1 or less, and a thickness of 3 mm or more.
A=3(Cr+Mo)+4.5Si-2.8Ni-1.4(Mn+Cu)-84(C+N)-19.8...(1)
(In the formula, the elements listed represent the content (mass%) of each element.)
B=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo...(2)
(In the formula, the element symbols represent the content (mass%) of each element.)

また、本発明の実施形態におけるオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法は、化学組成として上記の組成を有する、鋳造によって製造したスラブを、1000℃以上1300℃以下の温度に加熱した後、粗熱延を施す粗熱延工程と、粗熱延工程により得られた鋼帯に対して仕上熱延を施す仕上熱延工程と、仕上熱延工程後の750℃未満の鋼帯を調質圧延する調質圧延工程とを含み、仕上熱延工程では、仕上熱延の総圧延率が40%以上であり、仕上熱延の温度が600℃以上1100℃以下であり、調質圧延工程では、鋼帯に総圧延率0.1%以上15%以下の調質圧延を施す。 In addition, the manufacturing method of austenitic stainless steel in an embodiment of the present invention includes a rough hot rolling process in which a slab produced by casting having the above-mentioned chemical composition is heated to a temperature of 1000°C or more and 1300°C or less and then rough hot rolling is performed, a finish hot rolling process in which the steel strip obtained by the rough hot rolling process is finish hot rolling, and a temper rolling process in which the steel strip after the finish hot rolling process at a temperature of less than 750°C is temper rolled, in which the total rolling reduction ratio of the finish hot rolling in the finish hot rolling process is 40% or more, the temperature of the finish hot rolling is 600°C or more and 1100°C or less, and in the temper rolling process, the steel strip is temper rolled with a total rolling reduction ratio of 0.1% or more and 15% or less.

よって、本発明の実施形態によれば、厚さが一定程度以上あるにも関わらず、高強度かつ非磁性で安価なオーステナイト系ステンレス鋼を実現することができる。 Therefore, according to an embodiment of the present invention, it is possible to realize austenitic stainless steel that is high-strength, non-magnetic, and inexpensive, even though it has a certain degree of thickness.

本発明の実施形態において、上記の組成が、質量%で、Al:0.07%以下、O:0.001%以上0.010%以下、V:0.01%以上0.50%以下、B:0.0003%以上0.0100%以下、Ti:0.0005%以上0.50%以下の1種または2種以上をさらに含んでもよい。この構成は、これらの元素による効果をさらに発現させる観点からより一層効果的である。 In an embodiment of the present invention, the above composition may further include, in mass%, one or more of Al: 0.07% or less, O: 0.001% to 0.010%, V: 0.01% to 0.50%, B: 0.0003% to 0.0100%, and Ti: 0.0005% to 0.50%. This configuration is even more effective in terms of further exerting the effects of these elements.

また、本発明の実施形態において、上記の組成が、質量%で、Co:0.01%以上0.50%以下、Zr:0.01%以上0.10%以下、Nb:0.01%以上0.10%以下、Mg:0.0005%以上0.0030%以下、Ca:0.0003%以上0.0030%以下、Y:0.01%以上0.20%以下、REM(希土類金属):0.01%以上0.10%以下、Sn:0.001%以上0.500%以下、Sb:0.001%以上0.500%以下、Pb:0.01%以上0.10%以下、W:0.01%以上0.50%以下の1種または2種以上をさらに含んでもよい。この構成は、これらの元素による効果をさらに発現させる観点からより一層効果的である。 In addition, in an embodiment of the present invention, the above composition may further include, in mass%, one or more of Co: 0.01% to 0.50%, Zr: 0.01% to 0.10%, Nb: 0.01% to 0.10%, Mg: 0.0005% to 0.0030%, Ca: 0.0003% to 0.0030%, Y: 0.01% to 0.20%, REM (rare earth metal): 0.01% to 0.10%, Sn: 0.001% to 0.500%, Sb: 0.001% to 0.500%, Pb: 0.01% to 0.10%, and W: 0.01% to 0.50%. This configuration is even more effective in terms of further expressing the effects of these elements.

また、本発明の実施形態において、仕上熱延工程における鋼帯の最終パス温度が750℃以上の場合に、調質圧延工程に先立って鋼帯を750℃未満まで、冷却速度5℃/s以上で冷却する冷却工程をさらに含んでもよい。この構成は、圧延ひずみの発生を抑制する観点からより一層効果的である。 In addition, in an embodiment of the present invention, when the final pass temperature of the steel strip in the finish hot rolling process is 750°C or higher, a cooling process may be further included in which the steel strip is cooled to less than 750°C at a cooling rate of 5°C/s or higher prior to the temper rolling process. This configuration is even more effective in terms of suppressing the occurrence of rolling distortion.

あるいは、本発明の実施形態において、調質圧延工程は、仕上熱延工程における鋼帯の最終パス温度が750℃未満の鋼帯に総圧延率0.1%以上10%以下の調質圧延を施す工程であってもよい。この構成は、オーステナイト系ステンレス鋼の硬さおよび非磁性を高める観点からより一層効果的である。 Alternatively, in an embodiment of the present invention, the temper rolling process may be a process in which temper rolling is performed with a total rolling reduction ratio of 0.1% to 10% on a steel strip whose final pass temperature in the finish hot rolling process is less than 750°C. This configuration is even more effective in terms of increasing the hardness and non-magnetic properties of the austenitic stainless steel.

スラブA1~A7、B1およびB2を用意した。各スラブの化学組成、A値およびB値を表1に示す。表1は、スラブの化学組成を示す。表1中、各元素の値は、オーステナイト系ステンレス鋼に含まれる各成分の質量%を表している。なお、当該スラブの化学組成の残りはFeと不可避的不純物である。また、表1中、A値は、前述の式(1)から求められる値であり、B値は、前述の式(2)から求められる値である。 Slabs A1 to A7, B1 and B2 were prepared. The chemical composition, A value and B value of each slab are shown in Table 1. Table 1 shows the chemical composition of the slabs. In Table 1, the value of each element represents the mass percentage of each component contained in the austenitic stainless steel. The remainder of the chemical composition of the slab is Fe and unavoidable impurities. In Table 1, the A value is the value calculated from the above formula (1), and the B value is the value calculated from the above formula (2).

Figure 0007634404000001
Figure 0007634404000001

上記スラブを用いて、オーステナイト系ステンレス鋼の鋼板1~36を、前述した図1に示されるような方法によって製造した。鋼板1~36の製造方法における各種条件を表2および表3に示す。表2および表3において、「板厚A」は、粗熱延工程を施す前の板状のスラブの厚さであり、「板厚B」は、粗熱延工程を施した後の板状の鋼板の厚さである。また、「最終温度」は、仕上圧延工程の最終パスで圧延を行う際の鋼板の温度である。また、「終了温度」は、冷却工程直後の鋼板の温度である。 Using the above slab, austenitic stainless steel steel plates 1 to 36 were manufactured by the method shown in FIG. 1 described above. Various conditions in the manufacturing method of steel plates 1 to 36 are shown in Tables 2 and 3. In Tables 2 and 3, "plate thickness A" is the thickness of the plate-shaped slab before the rough hot rolling process, and "plate thickness B" is the thickness of the plate-shaped steel plate after the rough hot rolling process. Furthermore, "final temperature" is the temperature of the steel plate when rolling is performed in the final pass of the finish rolling process. Furthermore, "final temperature" is the temperature of the steel plate immediately after the cooling process.

Figure 0007634404000002
Figure 0007634404000002

Figure 0007634404000003
Figure 0007634404000003

また、上記各スラブを用いて製造したオーステナイト系ステンレス鋼の鋼板1~36の板厚、ビッカース硬さおよび比透磁率を表4および表5に示す。表4および表5中、「仕上板厚」は、調質圧延工程後の鋼板の厚さであり、「ビッカース硬さ」は、鋼板の厚さ方向に平行な断面の硬さについて、板厚極表層部、板厚1/8位置、板厚1/4位置、板厚1/2位置の各位置での10点(計40点)において荷重1kgでビッカース硬さを測定した結果の平均値である。ビッカース硬さは、JIS Z2244:2009に準拠した方法により測定した。また、表4および表5中、比透磁率は、鋼板の厚さ方向に平行な断面について、比透磁率測定器を用いて3点測定した結果の平均値である。また、表5における「※1」は、加工誘起マルテンサイトが生成したことを示しており、「※2」は、溶製時にδフェライトが生成したことを示している。 Tables 4 and 5 show the plate thickness, Vickers hardness, and relative magnetic permeability of austenitic stainless steel plates 1 to 36 manufactured using the above slabs. In Tables 4 and 5, "finished plate thickness" refers to the thickness of the steel plate after the temper rolling process, and "Vickers hardness" refers to the average value of the results of measuring the Vickers hardness of the cross section parallel to the thickness direction of the steel plate at 10 points (40 points in total) at the very surface layer of the plate thickness, 1/8 of the plate thickness position, 1/4 of the plate thickness position, and 1/2 of the plate thickness position, with a load of 1 kg. The Vickers hardness was measured using a method conforming to JIS Z2244:2009. In Tables 4 and 5, the relative magnetic permeability refers to the average value of the results of measuring the cross section parallel to the thickness direction of the steel plate at three points using a relative magnetic permeability measuring device. In addition, "*1" in Table 5 indicates that deformation-induced martensite was formed, and "*2" indicates that δ-ferrite was formed during melting.

Figure 0007634404000004
Figure 0007634404000004

Figure 0007634404000005
Figure 0007634404000005

表1~5から明らかなように、本発明の一実施形態に係る製造方法の条件を満たす製造方法で製造されたオーステナイト系ステンレス鋼の厚さ方向に平行な断面のビッカース硬さの平均値は、いずれも250HV以上であり、比透磁率が十分に低く、また仕上板厚が十分に厚かった。 As is clear from Tables 1 to 5, the average Vickers hardness of the cross section parallel to the thickness direction of the austenitic stainless steel manufactured using a manufacturing method that satisfies the conditions of the manufacturing method according to one embodiment of the present invention was 250 HV or more, the relative permeability was sufficiently low, and the finished plate thickness was sufficiently thick.

一方で、前記の製造方法の条件を満たさない方法で製造されたオーステナイト系ステンレス鋼は、いずれも仕上板厚は十分であった。しかしながら、鋼板30~34は、厚さ方向に平行な断面の硬さの平均が250HV未満であった。また、鋼板35、36は、いずれも比透磁率が1.1よりも高かった。 On the other hand, the austenitic stainless steels manufactured using methods that did not satisfy the conditions of the manufacturing method described above all had sufficient finished plate thickness. However, the average hardness of the cross section parallel to the thickness direction of steel plates 30 to 34 was less than 250 HV. In addition, steel plates 35 and 36 both had a relative magnetic permeability higher than 1.1.

本発明は、例えば、スマートフォン等の電子機器の構造部材、スチールベルト、プレスプレート等、比較的厚さが厚い高強度ステンレス鋼が必要な用途に好適な、オーステナイト系ステンレス鋼帯等に利用することができる。 The present invention can be used for austenitic stainless steel strips, etc., which are suitable for applications requiring relatively thick, high-strength stainless steel, such as structural components for electronic devices such as smartphones, steel belts, and press plates.

Claims (8)

質量%で、C:0.003%以上0.120%以下、Si:2.0%以下、Mn:2.0以上15.0%以下、P:0.04%以下、S:0.03%以下、Ni:0.5%以上9.0%以下、Mo:0.01%以上3.00%以下、Cu:0.01%以上5.0%以下、Cr:14.0%以上22.0%以下、N:0.005%以上0.400%以下、Co:0.01%以上0.50%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
下記式(1):
A=3(Cr+Mo)+4.5Si-2.8Ni-1.4(Mn+Cu)-84(C+N)-19.8・・・(1)
(式中、元素記号は各元素の含有量(質量%)を表す)で示されるAの値が0以下であり、かつ、
下記式(2):
B=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo・・・(2)
(式中、元素記号は各元素の含有量(質量%)を表す)で示されるBの値が-20以下である組成を有し、
厚さ方向に平行な断面の硬さの平均が250HV以上であり、
比透磁率μが1.1以下であり、
厚さが3mm以上である、オーステナイト系ステンレス鋼
The steel sheet contains, by mass%, C: 0.003% or more and 0.120% or less, Si: 2.0 % or less, Mn: 2.0% or more and 15.0% or less, P: 0.04% or less, S: 0.03% or less, Ni: 0.5% or more and 9.0% or less, Mo: 0.01% or more and 3.00% or less, Cu: 0.01% or more and 5.0% or less, Cr: 14.0% or more and 22.0% or less, N: 0.005% or more and 0.400 % or less, Co: 0.01% or more and 0.50% or less , with the balance being Fe and unavoidable impurities;
The following formula (1):
A=3(Cr+Mo)+4.5Si-2.8Ni-1.4(Mn+Cu)-84(C+N)-19.8...(1)
(wherein each element symbol represents the content (mass%) of each element) is 0 or less, and
The following formula (2):
B=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo...(2)
(wherein the element symbols represent the contents (mass%) of each element) in which the value of B is −20 or less,
The average hardness of a cross section parallel to the thickness direction is 250 HV or more,
The relative magnetic permeability μ is 1.1 or less,
An austenitic stainless steel plate having a thickness of 3 mm or more.
質量%で、Al:0.07%以下、O:0.001%以上0.010%以下、V:0.01%以上0.50%以下、B:0.0003%以上0.0100%以下、Ti:0.0005%以上0.50%以下の1種または2種以上をさらに含有する、請求項1に記載のオーステナイト系ステンレス鋼 2. The austenitic stainless steel sheet according to claim 1, further containing, by mass%, one or more of Al: 0.07% or less, O: 0.001% or more and 0.010% or less, V: 0.01% or more and 0.50% or less, B: 0.0003% or more and 0.0100% or less, and Ti: 0.0005% or more and 0.50% or less . 質量%で、Zr:0.01%以上0.10%以下、Nb:0.01%以上0.10%以下、Mg:0.0005%以上0.0030%以下、Ca:0.0003%以上0.0030%以下、Y:0.01%以上0.20%以下、REM(希土類金属):0.01%以上0.10%以下、Sn:0.001%以上0.500%以下、Sb:0.001%以上0.500%以下、Pb:0.01%以上0.10%以下、W:0.01%以上0.50%以下の1種または2種以上をさらに含有する、請求項1または2に記載のオーステナイト系ステンレス鋼 3. The austenitic stainless steel sheet according to claim 1 or 2, further containing, by mass% , one or more of Zr : 0.01% or more and 0.10% or less, Nb: 0.01% or more and 0.10% or less, Mg: 0.0005% or more and 0.0030% or less, Ca: 0.0003% or more and 0.0030% or less, Y: 0.01% or more and 0.20% or less, REM (rare earth metal): 0.01% or more and 0.10% or less, Sn: 0.001% or more and 0.500% or less, Sb: 0.001% or more and 0.500% or less, Pb : 0.01% or more and 0.10% or less, and W: 0.01% or more and 0.50% or less. 質量%で、C:0.003%以上0.120%以下、Si:2.0%以下、Mn:2.0以上15.0%以下、P:0.04%以下、S:0.03%以下、Ni:0.5%以上9.0%以下、Mo:0.01%以上3.00%以下、Cu:0.01%以上5.0%以下、Cr:14.0%以上22.0%以下、N:0.005%以上0.400%以下、Co:0.01%以上0.50%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
下記式(1):
A=3(Cr+Mo)+4.5Si-2.8Ni-1.4(Mn+Cu)-84(C+N)-19.8・・・(1)
(式中、元素記号は各元素の含有量(質量%)を表す)で示されるAの値が0以下であり、かつ、
下記式(2):
B=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo・・・(2)
(式中、元素記号は各元素の含有量(質量%)を表す)で示されるBの値が-20以下となる化学組成を有する、鋳造によって製造したスラブを、1000℃以上1300℃以下の温度に加熱した後、粗熱延を施す粗熱延工程と、
前記粗熱延工程により得られた鋼帯に対して仕上熱延を施す仕上熱延工程と、
前記仕上熱延工程後の750℃未満の鋼帯を調質圧延する調質圧延工程とを含み、
前記仕上熱延工程では、
前記仕上熱延の総圧延率が40%以上であり、
前記仕上熱延の温度が600℃以上1100℃以下であり、
前記調質圧延工程では、
前記鋼帯に総圧延率0.1%以上15%以下の調質圧延を施し、
厚さ方向に平行な断面の硬さの平均が250HV以上であり、比透磁率μが1.1以下であり、厚さが3mm以上であるオーステナイト系ステンレス鋼板を製造する、オーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。
The steel contains, by mass%, C: 0.003% or more and 0.120% or less, Si: 2.0 % or less, Mn: 2.0% or more and 15.0% or less, P: 0.04% or less, S: 0.03% or less, Ni: 0.5% or more and 9.0% or less, Mo: 0.01% or more and 3.00% or less, Cu: 0.01% or more and 5.0% or less, Cr: 14.0% or more and 22.0% or less, N: 0.005% or more and 0.400 % or less, Co: 0.01% or more and 0.50% or less , with the balance being Fe and unavoidable impurities,
The following formula (1):
A=3(Cr+Mo)+4.5Si-2.8Ni-1.4(Mn+Cu)-84(C+N)-19.8...(1)
(wherein each element symbol represents the content (mass%) of each element) is 0 or less, and
The following formula (2):
B=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo...(2)
(wherein the element symbols represent the content (mass%) of each element) A slab produced by casting has a chemical composition in which the value of B is -20 or less. A rough hot rolling process in which the slab is heated to a temperature of 1000 ° C. or more and 1300 ° C. or less and then subjected to rough hot rolling;
A finish hot rolling process in which the steel strip obtained by the rough hot rolling process is subjected to finish hot rolling;
A temper rolling process for temper rolling the steel strip at a temperature of less than 750 ° C after the finish hot rolling process,
In the finish hot rolling process,
The total rolling ratio of the finish hot rolling is 40% or more,
The temperature of the finish hot rolling is 600° C. or more and 1100° C. or less,
In the temper rolling process,
The steel strip is subjected to temper rolling with a total rolling ratio of 0.1% to 15%.
A method for producing an austenitic stainless steel sheet, the method comprising the steps of: producing an austenitic stainless steel sheet having an average hardness of 250 HV or more in a cross section parallel to the thickness direction, a relative magnetic permeability μ of 1.1 or less, and a thickness of 3 mm or more .
前記仕上熱延工程における前記鋼帯の最終パス温度が750℃以上の場合に、前記調質圧延工程に先立って前記鋼帯を750℃未満まで、冷却速度5℃/s以上で冷却する冷却工程をさらに含む、請求項4に記載のオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。 5. The method for producing an austenitic stainless steel sheet according to claim 4, further comprising a cooling step of cooling the steel strip to less than 750°C at a cooling rate of 5°C/s or more prior to the temper rolling step when a final pass temperature of the steel strip in the finish hot rolling step is 750°C or more. 前記調質圧延工程は、前記仕上熱延工程における最終パス温度が750℃未満の前記鋼帯に総圧延率0.1%以上10%以下の調質圧延を施す工程である、請求項4に記載のオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。 5. The method for producing an austenitic stainless steel sheet according to claim 4, wherein the temper rolling step is a step of subjecting the steel strip to temper rolling at a total rolling reduction ratio of 0.1% or more and 10% or less, the steel strip having a final pass temperature of less than 750°C in the finish hot rolling step. 前記スラブは、質量%で、Al:0.07%以下、O:0.001%以上0.010%以下、V:0.01%以上0.50%以下、B:0.0003%以上0.0100%以下、Ti:0.0005%以上0.50%以下の1種または2種以上をさらに含有する、請求項4~6のいずれか一項に記載のオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。 The method for producing an austenitic stainless steel sheet according to any one of claims 4 to 6, wherein the slab further contains, by mass% , one or more of: Al: 0.07% or less; O: 0.001% or more and 0.010% or less; V : 0.01% or more and 0.50% or less; B: 0.0003% or more and 0.0100% or less; and Ti: 0.0005% or more and 0.50% or less. 前記スラブは、質量%で、Zr:0.01%以上0.10%以下、Nb:0.01%以上0.10%以下、Mg:0.0005%以上0.0030%以下、Ca:0.0003%以上0.0030%以下、Y:0.01%以上0.20%以下、REM(希土類金属):0.01%以上0.10%以下、Sn:0.001%以上0.500%以下、Sb:0.001%以上0.500%以下、Pb:0.01%以上0.10%以下、W:0.01%以上0.50%以下の1種または2種以上をさらに含有する、請求項4~7のいずれか一項に記載のオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。 The method for producing an austenitic stainless steel sheet according to any one of claims 4 to 7, wherein the slab further contains, in mass% , one or more of Zr : 0.01% or more and 0.10% or less, Nb: 0.01% or more and 0.10% or less, Mg: 0.0005% or more and 0.0030% or less, Ca: 0.0003% or more and 0.0030% or less, Y: 0.01% or more and 0.20% or less, REM (rare earth metal): 0.01% or more and 0.10% or less, Sn: 0.001% or more and 0.500% or less, Sb: 0.001% or more and 0.500% or less, Pb: 0.01% or more and 0.10% or less, and W: 0.01% or more and 0.50% or less .
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