JP2021155834A

JP2021155834A - 建材用オーステナイト系ステンレス鋼板及びその製造方法

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Publication number: JP2021155834A
Application number: JP2020060051A
Authority: JP
Inventors: 啓三平; Satoshi Sampei; 透松橋; Toru Matsuhashi
Original assignee: Nippon Steel Stainless Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Stainless Steel Corp
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2021-10-07
Anticipated expiration: 2040-03-30
Also published as: JP7414615B2

Abstract

【課題】防眩性を確保するために表面を粗面化した場合であっても耐食性に優れる建材用オーステナイト系ステンレス鋼板を提供する。【解決手段】仕上げ冷間圧延および連続焼鈍後に、ショットブラストおよび酸洗により鋼板表面に凹部及び凸部が設けられており、凹部の面積率が４０〜６０％であり、表面における中心粗さ曲線における表面粗さＲｚが３．０〜１０．０μｍであり、凹部の最大直径が５００．０μｍ以下であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、耐食性に優れた建材用オーステナイト系ステンレス鋼板及びその製造方法に関する。

外装建材、内装建材には、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６などに代表されるオーステナイト系ステンレス鋼板や、ＳＵＳ４３０に代表されるフェライト系ステンレス鋼板が多く用いられている。

そして、外装建材や内装建材の用途では、鋼板から建材製品を製造する際や、建材の施工の際に、鋼の表面に付着する飛来海塩に対する耐食性が求められている。一方、ステンレス鋼板を屋根材や壁材として使用する場合は、鋼板に対してダルロールによる圧延を行い、表面に数μｍの凹凸を付与することで、防眩性を向上させる例が多い。しかしながら、屋外での使用環境においては、表面の小さな凹凸の存在により、鋼板に粉塵や海塩粒子が付着しやすくなる。また、ダルロールによって形成された鋼板表面の凹部は、強加工を受けているため不働態皮膜が弱くなっており、一方、凹部は結露が生じやすいことから、表面の粗度を高めるほど屋外での耐食性が極端に低下することが知られている。

そこで、特許文献１では、防眩性を確保するためにダルロールによる粗面化を行ってＲａ０．５μｍ〜５μｍとし、さらに凹凸の平均傾斜角を４°以上１１°以下とし、さらに、耐食性を確保するために、鋼成分が４５≧Ｃｒ（％）＋４Ｍｏ（％）≧２８を満たすことで、耐食性と防眩性の両立を図っている。

また、防眩性と耐食性とを兼ね備えたステンレス鋼板として、特許文献２に示すように、ダルロールによる圧延を行って表面の算術平均粗さＲａを２．８μｍ以上とし、Ｃｒ＋Ｍｏ：２４．５％以上、Ｎｉ：０．１％以上２５％以下、Ｃｕ：０．０１％以上３％以下にする技術が知られている。

しかし、特許文献１または特許文献２に記載された技術では、鋼における合金元素の増加が不可欠であり、大幅なコスト増加が避けられない。

また、特許文献１または特許文献２に記載のステンレス鋼板のように、ダルロールによって表面を粗面化すると、粉塵や海塩粒子の付着が避けられず、耐食性が低下するおそれがある。一般に、耐食性と表面の粗面化は相対するものであり、表面を粗面化するほど耐食性が劣るおそれがある。

特許第３２８７３０２号公報特許第３４９９３６１号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、防眩性を確保するために表面を粗面化した場合であっても耐食性に優れる建材用オーステナイト系ステンレス鋼板及びその製造方法を提供することを課題とする。

［１］鋼板表面に凹部及び凸部が設けられており、
前記凹部の面積率が４０〜６０％であり、
前記表面における中心粗さ曲線における表面粗さＲｚが３．０〜１０．０μｍであり、
前記凹部の最大直径が５００．０μｍ以下であることを特徴とする建材用オーステナイト系ステンレス鋼板。
［２］前記鋼板の化学成分が、質量％で、
Ｃ＋Ｎ：０．０１〜０．１５％、
Ｓｉ：０．１〜３．０％、
Ｍｎ：５．０％以下、
Ｃｒ：１０．０〜２０．０％、
Ｎｉ：１．０〜１０．０％、
Ｃｕ：０．０１〜３．０％、
Ｍｏ：０．０１〜３．０％、
及び残部がＦｅおよび不純物からなり、
オ−ステナイト安定度の指標Ｍｄ_３０値が下記式（１）を満足することを特徴とする［１］に記載の建材用オ−ステナイト系ステンレス鋼板。
−１０（℃）＜Ｍｄ_３０（℃）＜５０（℃） …（１）
Ｍｄ_３０（℃）：４９７−４６２（Ｃ＋Ｎ）−９．２Ｓｉ−８．１Ｍｎ−１３．７Ｃｒ−２０（Ｎｉ＋Ｃｕ）−１８．５Ｍｏ…（２）
ただし、式（１）におけるＭｄ_３０（℃）は、式（２）によって求められ、式（２）におけるＣ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏは、オ−ステナイト系ステンレス鋼板における各元素の含有量（質量％）である。
［３］オーステナイト系ステンレス鋼板の仕上冷間圧延及び最終焼鈍後に、ショットブラストおよび酸洗を行い、
前記ショットブラストは、投射材の平均粒径を０．１〜１．２ｍｍとし、投射速度を３０〜１００ｍ／ｓとし、投射量を３０〜２００Ｋｇ／ｍ^２とする条件で行うことを特徴とする［１］または［２］に記載の建材用オ−ステナイト系ステンレス鋼板の製造方法。

本発明によれば、鋼板表面を粗面化した場合であっても耐食性に優れる建材用オーステナイト系ステンレス鋼板を提供できる。

図１は、本実施形態の建材用オーステナイト系ステンレス鋼板の表面の凹凸形態および凹部を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る建材用オーステナイト系ステンレス鋼板（以下、オーステナイト系ステンレス鋼板と表記する場合がある）は、仕上げ冷間圧延および連続焼鈍後に、ショットブラストおよび酸洗によって表面が粗面化されたものであって、屋根、建材等の建材材料として好適な鋼板である。本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼板は、仕上げ冷間圧延後のショットブラストおよび酸洗により所定の表面性状となるように制御されることで、従来のダルロール圧延によって表面性状が制御されたステンレス鋼板に比べて、耐食性の大幅な向上が見込まれる。
以下、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼板について詳細に説明する。

（鋼板の表面性状）
まず、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼板の表面性状について説明する。本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼板の鋼板表面には、凹部及び凸部が設けられており、凹部の面積率が４０〜６０％とされ、表面における中心粗さ曲線における表面粗さＲｚが３．０〜１０．０μｍとされ、凹部の最大直径が５００．０μｍ以下とされる。このような表面性状を持つことで、建材として好ましい防眩性を確保できるとともに、耐食性を向上することができるようになる。以下、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼板の表面性状と耐食性との関係について説明する。

屋外で使用されるステンレス鋼の耐食性を向上する観点においては、海水や凝縮水のような、塩化物イオンを含む水溶液が厳しい腐食環境と考えられる。海水は乾燥時に塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）などの塩を生成し、この塩と鋼の素地とが密着した場合、より腐食が促進される。

そこで、本発明者らが鋭意検討した結果、表面を所定の凹凸性状に制御することで、生成した塩と鋼素地との密着を抑制し、耐食性を向上させることが判明した。

本実施形態に係るオーステナイト系ステンレス鋼板では、表面性状の規定方法として、凹部の面積率及び凹部の最大直径に加えて、最大高さの指標である表面粗さＲｚの３つのパラメーターで規定することが好ましいことを見出した。腐食起点となるような突出した凹凸の影響を評価するには、算術平均粗さＲａは適切でなく、最大高さＲｚとすることで、腐食との関係を適正に評価できる指標であることを知見した。そして、表面粗さＲｚで評価した場合に、Ｒｚが所定の範囲になる鋼板が、耐食性に優れることを見出した。以下、各パラメーターの限定理由を説明する。

［凹部の面積率］
鋼板表面における凹部の面積率は、４０〜６０％の範囲とする。これにより、耐食性が向上する。凹部の面積率が４０％未満では、塩化物イオンを含む水溶液から析出した塩が、凸部で優先的に析出して鋼素地に密着するため耐食性を劣化させる。一方、凹部の面積率が６０％を超えると、凹部内で析出した塩が成長し、これにより、鋼素地に塩が密着して耐食性を低下させる。なお、塩の密着性は、後述する乾湿繰り返し試験における塩の析出痕の有無により判断することができる。

［表面粗さＲｚ］
中心粗さ曲線における表面粗さＲｚは、３．０〜１０．０μｍの範囲とする。これにより、耐食性を向上させる。Ｒｚが３．０μｍ未満では、塩と鋼素地とが密着して耐食性を低下させる。また、Ｒｚが１０．０μｍを超えると、凹部及び凸部が設けられた鋼板表面に汚れが付着しやすくなり、耐食性を劣化させる。Ｒｚは、より好ましくは５．０〜８．０μｍの範囲とする。

［凹部の最大直径］
凹部の最大直径は、５００．０μｍ以下とする。これにより、耐食性を向上させる。凹部の最大直径が５００．０μｍを超えると、塩と鋼素地とが密着して耐食性を低下させる。

鋼板表面におけるＲｚは、ＪＩＳＢ０６０１：２０１３に準ずる方法でＲｚを測定する。なお、算術平均粗さＲｚの測定は、圧延方向に垂直な方向で３回行い、平均値を算出して評価する。

鋼板表面における凹部の面積率及び凹部の最大直径の測定は、３次元形状測定機（キーエンス製：ＶＲ−３０００）により鋼板表面を観察して、凹部の面積率を算出する。凹部は、３次元形状測定機で測定した評価面の高さ０μｍを基準として高さ０μｍ以下かつ円状に凹んでいる場所を凹部と定義する。凹部以外の領域を凸部とする。なお、３次元形状測定機を用いて得られた３次元プロファイルを解析する際に基準面を設定する。この基準面は付随する解析ソフトにおいて自動で決定される。基準面は、全測定領域の深さの中央値に相当する。本発明においては、倍率１２０倍で測定した視野全ての高さ情報から基準面の設定を行う。また、測定した３次元プロファイルから凹部の最大直径を算出する。なお、鋼板表面の観察は、観察倍率を１２０倍として評価する。

次に、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼板の化学成分の一例を説明するが、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼板は、以下に説明する化学成分に限定されるものではない。

本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼板は、質量％で、Ｃ＋Ｎ：０．０１〜０．１５％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｍｎ：５．０％以下、Ｃｒ：１０．０〜２０．０％、Ｎｉ：１．０〜１０．０％、Ｃｕ：０．０１〜３．０％、Ｍｏ：０．０１〜３．０％、及び残部がＦｅおよび不純物からなり、オ−ステナイト安定度の指標Ｍｄ_３０値が下記式（１）を満足する。

−１０（℃）＜Ｍｄ_３０（℃）＜５０（℃） …（１）

Ｍｄ_３０（℃）：４９７−４６２（Ｃ＋Ｎ）−９．２Ｓｉ−８．１Ｍｎ−１３．７Ｃｒ−２０（Ｎｉ＋Ｃｕ）−１８．５Ｍｏ…（２）

ただし、式（１）におけるＭｄ_３０（℃）は、式（２）によって求められ、式（２）におけるＣ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏは、オ−ステナイト系ステンレス鋼板における各元素の含有量（質量％）である。

［オ−ステナイト安定度の指標：Ｍｄ_３０値（℃）］
準安定オ−ステナイトステンレス鋼は、Ｍｓ点以上の温度でも塑性加工によってマルテンサイト変態を起こす。加工によって変態点を生じる上限温度はＭｄ値と呼ばれる。すなわち、Ｍｄ値はオ−ステナイトの安定度を示す指標である。そして、引張変形によって３０％の歪を与えたとき、５０％のマルテンサイトが生じる温度をＭｄ_３０値という。上記の式（２）にＭｄ_３０値の計算式を示す。Ｍｄ_３０値（℃）を、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼において−１０℃〜５０℃の範囲に設計することにより、本実施形態が目的とする表面凹凸性状を、より容易に確保することが可能になる。

加工誘起マルテンサイトは、酸洗時に優先的に溶解し、表面を平滑化させる。また、加工誘起マルテンサイトは、酸洗後に残存すると耐食性劣化を招くため、酸洗で除去する必要がある。すなわち、ショットブラストにて導入された表面の加工誘起マルテンサイト量をＭｄ_３０（℃）により制御し、酸洗で除去して所定の凹凸性状を得ることで、耐食性向上を図ることが可能となる。

Ｍｄ_３０値が−１０℃未満の場合は、オ−ステナイト安定度が高いためにショットブラスト時に加工誘起マルテンサイトの導入が阻害される。加工誘起マルテンサイト量が少ないとショットブラスト起因の粗さが酸洗後も残存し、表面粗さＲｚが１０．０μｍを超える場合は汚れが凹凸内に付着しやすくなり、耐食性を劣化させる。他方、Ｍｄ_３０値が５０℃を越えると、加工誘起マルテンサイトが多量に導入され、凹部の直径が５００．０μｍを超えて表面が平滑化し、生成した塩と素地が密着して耐食性を低下させる。従って、Ｍｄ_３０値が−１０〜５０℃の場合，本実施形態オーステナイト系ステンレス鋼板の耐食性をより向上させることができる。

以下、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼板のそれぞれの化学成分について説明する。なお、以下の説明では、質量％を％と表記する。

Ｃ＋Ｎ：０．０１〜０．１５％
ＣやＮは、オ−ステナイト相の安定化やδフェライト相の生成抑制に有効な元素である。他方、これら元素は、固溶強化により鋼材の０．２％耐力を上昇させて加工性を低下させる。そこで、Ｃ含有量及びＮ含有量の合計（Ｃ＋Ｎ）を０．１５％以下とする。ただし、Ｃ＋Ｎが０．０１％未満の場合、ＣやＮを低減するための製鋼コストの負担を招く。従って、Ｃ＋Ｎは０．０１％以上とする。Ｃ＋Ｎの好ましい範囲は０．０４〜０．１２％である。

Ｓｉ：０．１〜３．０％
Ｓｉは、溶製時の脱酸剤として有効であり、その効果を得るためにＳｉ含有量は０．１％以上とする。より好ましくは０．３％以上である。しかしＳｉ含有量が３．０％を超えると、酸洗速度を低下させる。そこで、Ｓｉ含有量は３．０％以下とする。

Ｍｎ：５．０％以下
Ｍｎは、熱間加工時の脆性破壊の防止と鋼の強化に寄与する。しかし、Ｍｎは、強力なオーステナイト生成元素であるため、Ｍｎ含有量が５．０％を超えると、ショットブラスト時に生成する加工誘起マルテンサイトが少なくなり、所定の表面凹凸性状が得られなくなる。よって、Ｍｎ含有量は、５．０％以下とする。望ましくは３．０％以下である。Ｍｎ含有量は、０．０１％以上としてもよく、０．１％以上としてもよい。

Ｃｒ：１０．０〜２０．０％
Ｃｒは、ステンレス鋼に要求される耐食性を得るために必要な合金元素であり、１０．０％以上含有することが好ましい。より好ましくは１２．０％以上である。しかし、Ｃｒは、強力なフェライト安定化元素であるため、Ｃｒ含有量が２０．０％を超えると、∂フェライトが生成し、この∂フェライトは素材の熱間加工性を劣化させる。よって、Ｃｒ含有量は、１０．０％以上２０．０％以下とする。実用上、Ｍｄ_３０値を−１０〜５０℃に制御するにあたっては、１７．５％未満としても良い。

Ｎｉ：１．０〜１０．０％
Ｎｉは、高価な元素であり，Ｎｉ含有量が１０．０％を超えるオ−ステナイト系ステンレス鋼は原料コストの上昇を招く。従って、Ｎｉ含有量は１０．０％以下とする。ただし、Ｎｉはオ−ステナイトステンレス鋼に必要な元素であるため、ＮＩ含有量は１．０％以上とする。

Ｃｕ：０．０１〜３．０％
Ｃｕは、オーステナイト生成元素であり、オーステナイト相の安定度を調整可能な元素である。しかし、Ｃｕ含有量が３．０％を超えると、製造過程で粒界に偏析し、この粒界偏析は、熱間加工性を顕著に劣化させ、製造が困難になる。よって、Ｃｕ含有量は３．０％以下とする。望ましくは２．５％以下である。また、Ｃｕ含有量は０．０１％以上とする。

Ｍｏ：０．０１〜３．０％
Ｍｏは、材料の耐食性を向上させる元素である。しかし、Ｍｏ含有量が３．０％を超えると、酸洗速度を低下させ、製造コストの上昇にもつながる。よって、Ｍｏ含有量は、３．０％以下とする。望ましくは２．５％以下とする。実用上、１．５％未満としても良い。１．２％未満でも良い。また、Ｍｏ含有量は０．０１％以上とする。

本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼板は、上述してきた元素以外は、Ｆｅ及び不純物（不純物には不可避的不純物も含む）からなる。また、以上説明した各元素の他にも、本発明の効果を損なわない範囲で含有させることが出来る。

鋼板の厚みは特に限定されないが、例えば、屋根材などの屋外向け建材用途として、０．１ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下の範囲が好ましい。

次に、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法について説明する。

耐食性に優れたオーステナイトステンレス鋼板を製造するには、熱間圧延後の鋼板に対して、焼鈍、酸洗、仕上げ冷間圧延および仕上げ焼鈍を順次行い、更に、最終焼鈍後の鋼板に対してショットブラストおよび酸洗を行うことにより、表面を所定の性状に制御することが重要である。

まず、熱間圧延後の鋼板を出発材料とし、焼鈍および酸洗を行うことで、メタルやスケール等の比較的粗大な付着物を除去する。熱間圧延条件、焼鈍条件及び酸洗条件については後述する。

次いで、仕上げ冷間圧延にて十分な圧延率で圧延し、酸洗にて生成された窪み（脱落痕）や、粒界侵食による窪みをできるだけ平滑化する。さらに、仕上げ冷間圧延後の仕上げ焼鈍後を行うことにより、耐食性に優れたオーステナイトステンレス鋼の原板を製造する。仕上げ冷間圧延、仕上げ焼鈍及び酸洗の条件については後述する。

そして、このように製造した２相系ステンレス鋼の原板について、凹部の面積率、Ｒｚ、凹部の最大直径を制御するために、所定の条件にてショットブラストおよび酸洗を行うことで、耐食性に優れたオーステナイトステンレス鋼板を製造する。ショットブラストおよび酸洗の条件については後述する。

なお、本実施形態のオーステナイトステンレス鋼板を製造する際には、熱延鋼板を出発材料とし、少なくとも仕上げ冷間圧延を行った後に仕上げ焼鈍を行い、ショットブラストおよび酸洗を行えばよく、これ以外の工程は、省略してもよく、また、工程の順序を変更してもよい。

一例として、熱間圧延後の鋼板に対して、焼鈍、酸洗、仕上げ冷間圧延、仕上げ焼鈍、ショットブラスト、酸洗の順に処理を進行する手順（ｉ）を挙げることができる。

また、別の手順として、熱間圧延後の鋼板に対して、焼鈍、酸洗、冷間圧延、焼鈍、酸洗、仕上げ冷間圧延、仕上げ焼鈍、ショットブラスト及び酸洗の順に処理を進行する手順（ｉｉ）でもよい。

さらに、熱間圧延後の鋼板に対して、焼鈍、酸洗、第１の冷間圧延、第１の焼鈍、第１の酸洗、第２の冷間圧延、第２の焼鈍、第２の酸洗、仕上げ冷間圧延、仕上げ焼鈍、ショットブラスト及び酸洗の順に処理を進行する手順（ｉｉｉ）でもよい。

また、熱間圧延後の鋼板に対して、焼鈍、酸洗、冷間圧延、光輝焼鈍、仕上げ冷間圧延、仕上げ焼鈍およびショットブラスト、酸洗の順に処理を進行する手順（ｉｖ）でもよい。

なお、上記手順（ｉ）ないし（ｉｖ）では、必要に応じて研磨工程や脱脂工程を加えてもよい。また、ショットブラスト後の酸洗の後に、表面性状に影響を与えない範囲で、調質圧延を行ってもよい。更に、調質圧延後に、表面性状に影響を与えない範囲で、脱脂、テンションレベラーおよびスリット等の精整工程を行ってもよい。

以下、各工程における具体的な条件について説明する。

熱延鋼板は、一般的なオーステナイト系ステンレス鋼を製造する場合と同様に、ステンレス鋼の溶製、鋳造および熱間圧延することで製造する。

熱間圧延後の鋼板の焼鈍および酸洗は、鋼板表面に付着したメタルやスケール等の粗大な異物を除去するために有効な処理である。

熱間圧延後の焼鈍は、材料の製造性や特性を考慮して適宜条件を選択できる。また、焼鈍は、鋼板の表面性状に影響を与えない範囲において、バッチ式焼鈍または連続式焼鈍のいずれの方式でもよく、例えばその材料に応じて選択できる。

酸洗は、中性塩や、硫酸、硝酸、フッ酸および塩酸等の酸を組み合わせて行われ、電解酸洗を行ってもよい。

仕上げ冷間圧延は、最後の仕上げ焼鈍の直前に行われる冷間圧延である。冷間圧延のパス回数は、１回のパスでもよく、複数回のパスでもよい。また、例えば一般的なゼンジミアミルおよび薄板専用ミル等の異なる複数種の圧延機を順に使用してもよい。

仕上げ焼鈍の均熱温度は、オーステナイト系ステンレス鋼板を仕上げ焼鈍する一般的な条件であればよく、特に制限はないが、１０００〜１１００℃とすることが好ましい。焼鈍時の均熱温度を１０００℃以上にすると再結晶が安定することから焼鈍時の均熱温度は好ましくは１０００℃以上である。また、焼鈍時の均熱温度が１１００℃以下にすると結晶粒径の粗大化を防止できるため、焼鈍時の均熱温度は好ましくは１１００℃以下とする。

仕上げ焼鈍の均熱時間は０．１〜１．０分とする。再結晶の安定化のためには均熱時間を好ましくは０．２分以上にするとよい。また、結晶粒径の粗大化を防止するためには均熱時間を好ましくは０．９分以下とするとよい。

ショットブラスト工程における投射材の平均粒径は０．１〜１．２ｍｍであり、投射速度は３０〜１００ｍ／ｓであり、投射量は３０〜２００Ｋｇ／ｍ^２である。凹部の面積率はショット粒の投射量とともに増加するため、投射量は好ましくは７０〜１２０Ｋｇ／ｍ^２である。また、Ｒｚおよび凹部の最大直径は、投射速度とともに比例して増加するため、投射速度は好ましくは５０〜７０ｍ／ｓである。ショットブラスト処理における投射材の平均粒径、投射速度、投射量が、上記範囲にあることによって、ステンレス鋼板表面の酸化スケールが除去されやすくなる傾向にある。投射材の材質は、鉄、アルミナ、ＳｉＣ、セラミックスなどの硬質粒子が望ましく、いずれを使用してもよい。

ショットブラスト後の酸洗は、硫酸、硝酸、弗酸、塩酸のうちいずれか２種を含む混酸を用いることが好ましい。混酸における好ましい濃度範囲は、硫酸は１００〜３００ｇ／Ｌ、硝酸は２０〜２００ｇ／Ｌ、弗酸は１０〜２５０ｇ／Ｌである。混酸液の温度は２０℃〜９０℃が好ましく、電解酸洗を行ってもよい。

以上により、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼板を製造できる。本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼板は、防眩性を付与するために鋼板表面を粗面化した場合であっても、耐食性に優れたものとなる。

以下、実施例により、本発明を更に詳細に説明する。

［実施例１］
まず、オーステナイト系ステンレス鋼として、表１に示す化学成分を有する鋼種Ａ〜Ｌを溶製し、連続鋳造してスラブとした。なお、鋼種Ａ〜Ｈは好ましい化学組成を満足するものであり、鋼種Ｉ〜Ｌは好ましい範囲から外れるものである。

次いで、連続鋳造後のスラブを通常の方法で熱間圧延して鋼板とした。そして、熱間圧延後の鋼板を出発材料として、焼鈍、酸洗、仕上げ冷間圧延、仕上げ焼鈍、ショットブラスト、酸洗の順に処理を行い（上記手順（ｉ））、板厚１．５ｍｍのショットブラスト及び酸洗後の鋼板を得た。また、比較例６については、焼鈍、酸洗、仕上げ冷間圧延、仕上げ焼鈍、ショットブラストの順に処理を行い（上記手順（ｉ）から最後の酸洗を除いた手順）、板厚１．５ｍｍのショットブラスト後の鋼板を得た。

仕上げ焼鈍の均熱温度は１０００℃〜１１００℃とし、均熱時間は０．３分とした。また、仕上げ焼鈍後のショットブラストは、平均粒径０．４ｍｍの投射材を使用した。投射材の材質は鉄とした。ショットブラストの他の条件は表２に記載した通りとした。また、ショットブラスト後の酸洗は、５０ｇ／Ｌの弗酸と１２０ｇ／Ｌの硝酸の混酸を用い、液温５０℃で実施した。このようにして、本発明例１〜８及び比較例１〜７の供試材を得た。

各供試材を用いて、耐食性および表面性状に関する各種測定を行った。具体的には、鋼板表面における凹部の面積率、鋼板表面における中心粗さ曲線における表面粗さＲｚ、凹部の最大直径を測定し、更に、耐食性の評価を行った。

鋼板表面におけるＲｚは、各供試材から切り出した５０ｍｍ角のサンプルについて、アセトンを用いた超音波洗浄を行った後、ＪＩＳＢ０６０１：２０１３に準ずる方法でＲｚを測定した。なお、この算術平均粗さＲｚの測定は、圧延方向に垂直な方向で３回行い、平均値を算出して評価した。

鋼板表面における凹部の面積率及び凹部の最大直径の測定は、各供試材から切り出した５０ｍｍ角のサンプルについて、アセトンを用いた超音波洗浄を行った後、３次元形状測定機（キーエンス製：ＶＲ−３０００）により鋼板表面を観察して、凹部の面積率を算出した。凹部は、３次元形状測定機で測定した評価面の高さ０μｍを基準として高さ０μｍ以下かつ円状に凹んでいる場所を凹部と定義した。なお、３次元形状測定機を用いて得られた３次元プロファイルを解析する際に基準面を設定する。この基準面は付随する解析ソフトにおいて自動で決定される。基準面は、全測定領域の深さの中央値に相当する。本発明においては、倍率１２０倍で測定した視野全ての高さ情報から基準面の設定を行った。また、測定した３次元プロファイルから凹部の最大直径を算出した。なお、鋼板表面の観察は、観察倍率を１２０倍として評価した。図１に、３次元プロファイルの一例を示す。

耐食性の評価では、各供試材から切り出したＬ１５０ｍｍ×Ｗ７０のサンプルについて、人工海水ＣＣＴを実施し、測定用試料を得た。人工海水ＣＣＴは複合サイクル試験機（スガ試験機：ＣＹＰ−９０）にてアクアマリン（八洲薬品製）を用いた乾湿繰り返し試験である。具体的には供試材を７０°〜７５°に傾けた状態で噴霧過程として人工海水を４時間噴霧し、その後乾燥過程としてＲＨ２５％に２時間保持し、湿潤過程としてＲＨ９５％に２時間保持することを１サイクルとする試験である。本人工海水ＣＣＴは１２サイクル実施した。上記ＣＣＴ１２サイクル後に生じたさびの程度は試料外観をＪＩＳＧ０５９５：２００４に準拠したレイティングナンバー（ＲＮ）にて評価した。ＲＮが６以上を合格（○）、５以下を不合格（×）とした。析出した塩と素材表面の密着性は上記ＣＣＴで生じたさびに析出塩の痕跡有無により評価し、痕跡が無い場合は密着性なし（○）と評価し、痕跡がある場合は（×）とした。

これら各種測定の結果を表２に示す。

表２に示すように、本発明例１〜８はいずれも、凹部の面積率が４０％〜６０％であり、Ｒｚが３．０〜１０．０μｍであり、凹部の直径が５００．０μｍ以下であった。また、発明例１〜８は、オ−ステナイト安定度の指標Ｍｄ_３０値が−１０＜Ｍｄ_３０＜５０を満足していた。これにより、耐食性評価及び密着性評価が良好だった。

したがって、本発明の要件を満たした本発明例はいずれも、例えば建材部材として好適な耐食性に優れた表面性状を有する鋼板であると評価できる。

Claims

鋼板表面に凹部及び凸部が設けられており、
前記凹部の面積率が４０〜６０％であり、
前記表面における中心粗さ曲線における表面粗さＲｚが３．０〜１０．０μｍであり、
前記凹部の最大直径が５００．０μｍ以下であることを特徴とする建材用オーステナイト系ステンレス鋼板。
前記鋼板の化学成分が、質量％で、
Ｃ＋Ｎ：０．０１〜０．１５％、
Ｓｉ：０．１〜３．０％、
Ｍｎ：５．０％以下、
Ｃｒ：１０．０〜２０．０％、
Ｎｉ：１．０〜１０．０％、
Ｃｕ：０．０１〜３．０％、
Ｍｏ：０．０１〜３．０％、
及び残部がＦｅおよび不純物からなり、
オ−ステナイト安定度の指標Ｍｄ_３０値が下記式（１）を満足することを特徴とする請求項１に記載の建材用オ−ステナイト系ステンレス鋼板。
−１０（℃）＜Ｍｄ_３０（℃）＜５０（℃） …（１）
Ｍｄ_３０（℃）：４９７−４６２（Ｃ＋Ｎ）−９．２Ｓｉ−８．１Ｍｎ−１３．７Ｃｒ−２０（Ｎｉ＋Ｃｕ）−１８．５Ｍｏ…（２）
ただし、式（１）におけるＭｄ_３０（℃）は、式（２）によって求められ、式（２）におけるＣ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏは、オ−ステナイト系ステンレス鋼板における各元素の含有量（質量％）である。
オーステナイト系ステンレス鋼板の仕上冷間圧延及び最終焼鈍後に、ショットブラストおよび酸洗を行い、
前記ショットブラストは、投射材の平均粒径を０．１〜１．２ｍｍとし、投射速度を３０〜１００ｍ／ｓとし、投射量を３０〜２００Ｋｇ／ｍ^２とする条件で行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の建材用オ−ステナイト系ステンレス鋼板の製造方法。