JPH08260106A

JPH08260106A - 成形加工性に優れるクロム鋼板

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Publication number: JPH08260106A
Application number: JP6027495A
Authority: JP
Inventors: Mitsusachi Fujisawa; 光幸藤沢; Yasushi Kato; 康加藤; Takumi Ugi; 工宇城; Susumu Sato; 佐藤　　進
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1995-03-20
Filing date: 1995-03-20
Publication date: 1996-10-08
Anticipated expiration: 2018-06-23
Also published as: JP3420373B2

Abstract

(57)【要約】【目的】深絞り性、耐二次加工脆性および成形後の形
状凍結性が良好なクロム鋼板を提供する。【構成】Ｃ：0.03wt％以下、 Si：1.0 wt％以下、
Mn：1.0 wt％以下、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.01
5 wt％以下、Ｎ：0.02wt％以下、Cr：５〜60wt％、
Al：0.10wt％以下、Ti：4(C+N)〜0.5 wt％、
Nb：0.003 〜0.020 wt％、Ｂ：0.0002〜0.005 wt％、
Ｖ：0.01〜0.5 wt％を含有し、残部がFeおよび不可避的
不純物とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、成形加工性、とくに優
れた深絞り性、耐二次加工脆性および低降伏比を有する
クロム鋼板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】クロム鋼板のうちの代表鋼種であるフェ
ライト系ステンレス鋼板は、通常、連続鋳造鋳片を加熱
した後、熱間圧延一熱延板焼鈍一冷間圧延一仕上げ焼鈍
の各工程を経て製造される。このようにして製造された
フェライト系ステンレス鋼は、一般に、耐応力腐食割れ
性に優れるとともに安価であることから各種厨房器具、
自動車部品などの分野で幅広く使用されている。しかし
ながら、特に、自動車燃料フィルターケースなどの用途
においては、過酷な深絞り加工を行うため、しばしば二
次加工脆性による割れが発生するという問題が生じてい
た。また、フェライト系ステンレス鋼は、オーステナイ
ト系ステンレス鋼に比べて一般に降伏比が高くプレス成
形後の形状凍結性が悪くスプリングバック等の問題がし
ばしば生じていた。

【０００３】ところで、フェライト系ステンレス鋼板の
深絞り成形性あるいは耐二次加工脆性を改善するため
に、これまでにも数多くの試みがされている。例えば、
特公昭54-11770号公報には、Ti添加により高い冷間加工
性を目指したフェライト系ステンレス鋼板の製造技術
が、また特公昭57-55787号公報には、Ｂ添加により高い
ランクフォード値（以下、単に「ｒ値」と略記する）を
目指したフェライト系ステンレス鋼板の製造技術がそれ
ぞれ提案されている。さらに、特公平2-7391号公報に
は、TiとＢの添加により深絞り後の張り出し成形時に脆
性割れを生じにくいフェライト系ステンレス鋼板の製造
技術が提案されている。

【０００４】しかし、これらの技術には、それぞれ以下
に述べるような問題点があった。すなわち、特公昭54-1
1770号公報に開示の技術では、過酷な深絞り成形後の二
次加工時に脆性割れが散見されることがあった。また、
特公昭57-55787号公報に開示の技術では、深絞り性が十
分でないために過酷な深絞り加工には適さなかった。さ
らに、特公平2-7391号公報に開示の技術では、TiとＢを
添加しているものの、深絞り性か二次加工脆性のいずれ
かの特性が劣り、両特性を同時に満足するものではなか
った。その上、上記の各技術では、ｒ値の面内異方性
（以下、単に「Δｒ」と略記する）が、十分には改善さ
れていないという問題があった。また、これらの技術は
いずれも、成形後の形状凍結性を志向したものではな
く、実際に、上記技術で製造された鋼板は、降伏比が高
いため成形後の形状凍結性も満足できるものではなかっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記既知
技術はいずれも、深絞り性あるいは二次加工脆性のいず
れか一方の特性を向上させるが、これら両特性を同時に
満足させるものではないという共通した問題点を抱えて
いた。このため、過酷な深絞り加工を行った場合、その
後の二次加工脆性割れが危惧されていた。しかも、降伏
比が高いため成形後の形状凍結性も不十分であるという
問題点をも抱えていた。

【０００６】そこで、本発明の主たる目的は、既知技術
が抱えていた上記問題点を解決し良好な成形加工性を有
するクロム鋼板の製造技術を提供すること、すなわち、
深絞り性と耐二次加工脆性とが共に優れ、なおかつ成形
後の形状凍結性が良好（降伏比が低い）なクロム鋼板を
提供することにある。この発明の他の目的は、ｒ値が1.
5 以上、Δｒが0.3 以下、脆性割れの発生温度が-50 ℃
以下で、しかも降伏比が0.5 以下を満たすクロム鋼板を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】さて、上掲の目的の実現
に向けて鋭意研究した結果、発明者らは、クロム鋼板の
化学組成を適切な範囲に制御することにより、上記各特
性を同時に満足することが可能であることを見いだし、
本発明を完成するに至った。

【０００８】すなわち、本発明は下記の構成を要旨とす
るものである。 (1) Ｃ：0.03wt％以下、 Si：1.0 wt％以下、Mn：
1.0 wt％以下、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.015 wt
％以下、Ｎ：0.02wt％以下、Cr：５〜60wt％、
Al：0.10wt％以下、Ti：4(C+N)〜0.5 wt％、 Nb：
0.003 〜0.020 wt％、Ｂ：0.0002〜0.005 wt％、Ｖ：0.
01〜0.5 wt％を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物
からなる、成形加工性に優れるクロム鋼板。

【０００９】(2) Ｃ：0.03wt％以下、 Si：1.0 wt
％以下、Mn：1.0 wt％以下、Ｐ：0.05wt％以下、
Ｓ：0.015 wt％以下、Ｎ：0.02wt％以下、Cr：５〜
60wt％、 Al：0.10wt％以下、Ti：4(C+N)〜0.5
wt％、 Nb：0.003 〜0.020 wt％、Ｂ：0.0002〜0.005
wt％、Ｖ：0.01〜0.5 wt％、Mo：0.1 〜5.0 wt％を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる、成形加工
性に優れるクロム鋼板。

【００１０】(3) Ｃ：0.03wt％以下、 Si：1.0 wt
％以下、Mn：1.0 wt％以下、Ｐ：0.05wt％以下、
Ｓ：0.015 wt％以下、Ｎ：0.02wt％以下、Cr：５〜
60wt％、 Al：0.10wt％以下、Ti：4(C+N)〜0.5
wt％、 Nb：0.003 〜0.020 wt％、Ｂ：0.0002〜0.005
wt％、Ｖ：0.01〜0.5 wt％、Ca：0.0005〜0.01wt％を含
有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる、成形加
工性に優れるクロム鋼板。

【００１１】(4) Ｃ：0.03wt％以下、 Si：1.0 wt
％以下、Mn：1.0 wt％以下、Ｐ：0.05wt％以下、
Ｓ：0.015 wt％以下、Ｎ：0.02wt％以下、Cr：５〜
60wt％、 Al：0.10wt％以下、Ti：4(C+N)〜0.5
wt％、 Nb：0.003 〜0.020 wt％、Ｂ：0.0002〜0.005
wt％、Ｖ：0.01〜0.5 wt％、Mo：0.1 〜5.0 wt％、
Ca：0.0005〜0.01wt％を含有し、残部がFeおよび不可避
的不純物からなる、成形加工性に優れるクロム鋼板。

【００１２】

【作用】次に、本発明において、クロム鋼板の化学組成
を上記要旨構成のとおりに限定した理由について説明す
る。Ｃ：0.03wt％以下Ｃは、ｒ値および伸び特性を低下させる元素である。と
くに、0.03wt％を超えるとその影響が顕著になるので0.
03wt％以下とする必要がある。好ましくは0.01wt％以下
の範囲がよい。

【００１３】Si：1.0 wt％以下 Siは、脱酸のために有効な元素であるが、過剰の添加は
冷間加工性の低下を招くので、その添加範囲は1.0 wt％
以下、好ましくは0.5 wt％以下とする。

【００１４】Mn：1.0 wt％以下 Mnは、鋼中に存在するＳを析出固定し、熱間圧延性を保
つために有効な元素であるが、過剰の添加は冷間加工性
の低下を招くので、その添加範囲は1.0 wt％以下、好ま
しくは0.5 wt％以下とする。

【００１５】Ｐ：0.05wt％以下Ｐは、熱間加工性に有害な元素である。とくに、0.05wt
％を超えるとその影響が顕著になるので0.05wt％以下、
好ましくは0.04wt％以下とする。

【００１６】Ｓ：0.015 wt％以下Ｓは、結晶粒界に偏析し、粒界脆化を促進する有害な元
素である。とくに、0.015 wt％を超えるとその影響が顕
著になるので0.015 wt％以下、好ましくは0.008 wt％以
下とする。

【００１７】Ｎ：0.02wt％以下Ｎは、Ｃと同様に、深絞り成形性に有害な元素である。
とくに、0.02wt％を超えるとその影響が顕著になるので
0.02wt％以下とする必要がある。好ましくは0.01wt％以
下の範囲がよい。

【００１８】Cr：５〜60wt％ Crは、耐食性を確保するためには不可欠な元素である。
その量が５wt％未満では耐食性が不足し、一方60wt％を
超えての添加は冷間加工性の低下を招くので、その添加
範囲は５〜60wt％、好ましくは10〜45wt％とする。

【００１９】Al：0.10wt％以下 Alは、脱酸のために有効な元素であるが、過剰な添加は
Al系介在物の増加により、表面疵を招く原因となるので
0.10wt％以下、好ましくは0.07wt％以下の範囲で添加す
る。

【００２０】Ti：4(C+N)〜0.5 wt％ Tiは、深絞り性に有害なＣ，Ｎを析出固定し、高い深絞
り性を確保するために有用な元素である。その効果は、
4(C+N)wt％未満では得られず、一方0.5wt ％を超えて添
加してもこれらの効果が飽和するのみでなく、製造性を
低下させる。したがって、Tiの添加量は、4(C+N)〜0.5
wt％、好ましくは4(C+N)〜0.3 wt％とする。

【００２１】Nb：0.003 〜0.020 wt％ Nbは、本発明において、Ti, Ｂなどとの複合添加により
深絞り成形性と耐二次加工脆性とを同時に改善する重要
な元素である。その効果は、0.003 wt％未満では得られ
ず、一方、0.020 wt％を超えて添加しても効果が飽和
し、却って製造コストの上昇を招くことになるので、Nb
の添加量は、0.003 〜0.020 wt％、好ましくは0.004 〜
0.018 wt％とする。

【００２２】ここで、深絞り成形性と耐二次加工脆性と
に及ぼすNbの効果を、図により詳細に説明する。図１
は、(0.007〜0.009)wt％Ｃ−(0.3〜0.4)wt％Si−(0.3〜
0.4)wt％Mn−(0.02 〜0.03 )wt％Ｐ−(0.005〜0.007)wt
％Ｓ−(0.0070 〜0.0090 )wt％Ｎ−( 16〜18) wt％Cr−
(0.02 〜0.03 )wt％Al−(0.15 〜0.17) wt％Ti−(0.000
8 〜0.0010) wt％Ｂを含有するクロム鋼板のΔｒに及ぼ
すNbの影響を示したものである。図１から、Δｒは0.00
3 wt％以上のNb添加により著しく改善され、したがっ
て、深絞り成形後の耳形状が大きく改善されることがわ
かる。

【００２３】また、図２は、(0.007〜0.009)wt％Ｃ−
(0.3〜0.4)wt％Si−(0.3〜0.4)wt％Mn−(0.02 〜0.03 )
wt％Ｐ−(0.005〜0.007)wt％Ｓ−(0.0070 〜0.0090 )wt
％Ｎ−( 16〜18) wt％Cr−(0.02 〜0.03 )wt％Al−(0.1
5 〜0.17) wt％Ti−(0.001〜0.018)wt％Nb−(0.0008 〜
0.0010) wt％Ｂを含有するクロム冷延鋼板の加工後の二
次加工脆化割れとｒ値の関係に及ぼすNb量の影響を示
す。図２から、Nbを0.003 wt％以上含有する鋼板は、深
絞り成形時の成形限界指標となるｒ値が高く、脆化割れ
発生温度が低いことがわかる。以上説明したように、0.
003 wt％以上のNbを含有させることにより、深絞り性と
耐二次加工脆性の両者が高い水準でバランスしうること
が示される。なお、上記実験におけるｒ値の算出方法、
脆化割れ試験方法は、後述する方法と同じとした。

【００２４】Ｂ：0.0002〜0.005 wt％Ｂは、深絞り成形後の耐二次加工脆性を改善するために
有効な元素である。その効果は、0.0002wt％未満では得
られないが、過剰の添加は深絞り成形性を劣化させるの
で、その添加量は0.0002〜0.005 wt％、好ましくは0.00
03〜0.003 wt％とする。

【００２５】Ｖ：0.01〜0.5 wt％、Ｖは、本発明において重要な元素である。図２に、(0.0
10〜0.016)wt％Ｃ−(0.29 〜0.60)wt ％Si−(0.19 〜0.
31)wt ％Mn−(0.018〜0.030)wt％Ｐ−(0.004〜0.008)wt
％Ｓ−(0.0030 〜0.0080 )wt％Ｎ−( 16.8〜17.3) wt％
Cr−(0.001〜0.043)wt％Al−(0.103〜0.159) wt ％Ti−
(0.003〜 0.016 )wt％Nb−(0.0004 〜 0.0011)wt％Ｂを
含有するクロム冷延鋼板の降伏比に及ぼすＶ量の影響を
示す。図３に示すように、Ｖを適量添加することによ
り、ｒ値、Δｒ、脆性割れの発生温度を低下させること
なく、降伏比を顕著に低下させることが可能となり、形
状凍結性が大きく向上する。その効果は0.01wt％未満で
は殆どあらわれず、0.5wt％を超えるとむしろ降伏比が
高くなる傾向になるので、Ｖの添加範囲は、0.01〜0.5
wt％とする、なお、好ましい範囲は0.02〜0.30wt％であ
る。

【００２６】Mo：0.1 〜5.0 wt％ Moは、耐食性を一層向上させる元素であり、選択的に添
加される。その効果は0.1 wt％以上の添加で得られる
が、5.0wt ％を超えての添加は深絞り性を低下させるの
で、Moの添加量は 0.1〜5.0wt ％、好ましくは 0.3〜3.
0wt ％とする。

【００２７】Ca：0.0005〜0.01wt％ Caは、製鋼鋳造時におけるTi系介在物によるノズル詰ま
りを抑制する効果を有する元素であり、Ti量に応じて選
択的に添加される。しかしながら、過剰に添加するとCa
系介在物が脆性破壊の起点なるという悪影響をもたらす
ので、Caの添加範囲は0.0005〜0.01wt％、好ましくは0.
0005〜0.006 wt％とする。

【００２８】本発明鋼板の製造工程は、上記の成分組成
からなる鋼を転炉、電気炉等の通常の製鋼炉で溶製し、
連続鋳造法または造塊法で鋼片とした後、熱間圧延−
（熱延板焼鈍）−酸洗−冷間圧延−冷延板焼鈍−酸洗、
必要に応じて、さらに冷間圧延−焼鈍−酸洗を繰り返し
行う方法によればよい。また、本発明鋼板で目指した効
果は鋼板の表面仕上げ状態（ＨＬ，２Ｂなど）にかかわ
らず発揮される。なお、本発明鋼板において、Ｎｉ，Ｃ
ｏ，Ｃｕ，Ｗ，Ｃｅ，Ｓｅ，Ｌａなど他の目的のために
添加される元素を含有させることも許容される。

【００２９】

【実施例】表１、２に示す化学組成の鋼を真空溶解炉に
て溶製し、鋼片とした後、1250℃に加熱後、熱間圧延に
より板厚4.0mm の熱延板とした。この熱延板を、熱延板
焼鈍（800 〜950 ℃）一酸洗一冷延一冷延板焼鈍（800
〜950 ℃）一酸洗により板厚0.7 mmの冷延鋼板とした。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】上記方法により得られた鋼板を供試材とし
て、深絞り成形性（ｒ値、Δｒ）、耐二次加工脆性およ
び形状凍結性（降伏比）を下記の方法により調査した。・ｒ値、Δｒ鋼板の圧延方向、圧延方向に対して45°の方向、圧延方
向に対して90°の各方向からＪＩＳ５号試験片を採取
し、この試験片に５〜15％の単軸引張予歪を与えた時の
横ひずみおよび板厚ひずみの比から各方向のランクフォ
ード値を測定し、次式によって求めた。ｒ＝（ｒ_L＋２ｒ_D＋ｒ_T）／４ Δｒ＝（ｒ_L−２ｒ_D+ ｒ_T）／２ただし、ｒ_L、ｒ_Dおよびｒ_Tは、それぞれ圧延方向、
圧延方向に対して45°の方向、圧延方向に対して90°の
方向のランクフォード値を表す。・耐二次加工脆性絞り比２で深絞り加工したカップ状試験片を-100〜20℃
の特定温度に保持した後、落重試験( 重錘５kg、落差0.
8 ｍ) によりカップ頭部に衝撃荷重を負荷し、カップ側
壁部における脆性割れの有無から、割れ発生温度を求め
た。いずれの鋼についても、温度は５℃間隔で２個づつ
行い、その内１個でも脆性割れが発生すれば、その時の
最も高い温度を割れ発生温度とした。これらの試験結果
を、表３に示す。・降伏比ＪＩＳ２号を用いＪＩＳＺ２２４１により試験し、降
伏点／引張強さから求めた。これらの試験結果を表１お
よび表２に併せて示す。

【００３３】表３から、本発明鋼は、ｒ値が1.5 以上、
Δｒが0.3 以下、また耐二次加工脆性を示す割れ発生温
度が-50 ℃以下であるほか、降伏比も0.5 以下の極めて
低い値を示していることがわかる。これに対し、比較鋼
は上記特性のうちの少なくともいずれか一つが劣ってい
る。

【００３４】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、深絞
り性、耐二次加工性および形状凍結性が共に優れるクロ
ム鋼板の製造が可能となる。また、本発明によれば、ｒ
値が 1.5以上、Δｒが 0.3以下、脆性割れの発生温度が
−50℃以下、しかも降伏比が0.5 以下を満たす良好な成
形加工性を有するクロム鋼板の製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Δｒに及ぼすNb含有量の影響を示すグラフであ
る。

【図２】ｒ値と割れ発生温度との関係に及ぼすNb含有量
の影響を示すグラフである。

【図３】降伏比に及ぼすＶ含有量の影響を示すグラフで
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宇城工千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者佐藤進千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：0.03wt％以下、 Si：1.0 wt％以
下、 Mn：1.0 wt％以下、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.015 wt％以下、Ｎ：0.02wt％以下、 Cr：５〜60wt％、 Al：0.10wt％以下、 Ti：4(C+N)〜0.5 wt％、 Nb：0.003 〜0.020 wt％、Ｂ：0.0002〜0.005 wt％、Ｖ：0.01〜0.5 wt％を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる、成形加工
性に優れるクロム鋼板。
【請求項２】Ｃ：0.03wt％以下、 Si：1.0 wt％以
下、 Mn：1.0 wt％以下、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.015 wt％以下、Ｎ：0.02wt％以下、 Cr：５〜60wt％、 Al：0.10wt％以下、 Ti：4(C+N)〜0.5 wt％、 Nb：0.003 〜0.020 wt％、Ｂ：0.0002〜0.005 wt％、Ｖ：0.01〜0.5 wt％、 Mo：0.1 〜5.0 wt％を含有し、残部がFeおよび不可避的
不純物からなる、成形加工性に優れるクロム鋼板。
【請求項３】Ｃ：0.03wt％以下、 Si：1.0 wt％以
下、 Mn：1.0 wt％以下、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.015 wt％以下、Ｎ：0.02wt％以下、 Cr：５〜60wt％、 Al：0.10wt％以下、 Ti：4(C+N)〜0.5 wt％、 Nb：0.003 〜0.020 wt％、Ｂ：0.0002〜0.005 wt％、Ｖ：0.01〜0.5 wt％、 Ca：0.0005〜0.01wt％を含有し、残部がFeおよび不可避
的不純物からなる、成形加工性に優れるクロム鋼板。
【請求項４】Ｃ：0.03wt％以下、 Si：1.0 wt％以
下、 Mn：1.0 wt％以下、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.015 wt％以下、Ｎ：0.02wt％以下、 Cr：５〜60wt％、 Al：0.10wt％以下、 Ti：4(C+N)〜0.5 wt％、 Nb：0.003 〜0.020 wt％、Ｂ：0.0002〜0.005 wt％、Ｖ：0.01〜0.5 wt％、 Mo：0.1 〜5.0 wt％、 Ca：0.0005〜0.01wt％を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる、成形加工
性に優れるクロム鋼板。