JPH0263650A - オーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は９強度と延性のバランスが良く且つ異方性の小
さいオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法に関す
る。

〔従来の技術〕

オーステナイト系ステンレス鋼は２周知のとおり耐食性
および加工性が良好であり、プレス成形等の加工用に広
く使用されている。３１１３３０４はその代表的な材料
である。代表的な用途としては厨房や浴槽等の家庭用品
、内外装材等の建築用材および各種電気機具・部品等が
挙げられる。

これらのオーステナイト系ステンレス鋼の鋼帯および鋼
板の従来の製造法は、連続鋳造によって厚み１００〜２
０’Ｏｍｍのスラブに鋳造し、これを熱間圧延および冷
間圧延と焼鈍酸洗を組み合わせて薄鋼帯または鋼板とす
るのが普通であった。

このようにして製造された鋼板は面内異方性が大きく、
方向によって機械的性質、特に伸びの方向性が大きくな
り、深絞り等の加工を行なうとイヤリングを生じて材料
歩留りの低下を招く。面内異方性が生ずる原因は一定方
向に圧延されることによって生ずる集合組織が影響する
と一般的に考えられており、その対策として従来より種
々の方法が提案されてきたが、従来の提案は、いずれも
冷間圧延工程における冷延回数と焼鈍回数、冷延率や焼
鈍温′度の規制等を実施することにあったと言っても過
言ではない。

例えば特開昭５６−７２１２５号公報の「面内異方性の
少ないオーステナイト系ステンレス鋼帯または鋼板の製
造法」によれば、熱延鋼帯または鋼板を焼鈍したあと、
−次冷間圧延し、焼鈍し、ついで製品板厚まで仕上冷間
圧延し、仕上焼鈍する製造法において、仕上冷間圧延を
圧延率３０〜５０％の範囲で実施する方法が開示されて
いる。また特開昭５２２８４２４号公報の「角筒深絞り
用オーステナイト系ステンレス薄鋼板の製造方法」によ
れば、熱延綱帯または鋼板をそのままか、せいぜい１０
３０°Ｃまでの温度で熱処理を施したのち冷間圧延する
方法。

または冷間圧延時の初回パス圧延温度２０°Ｃ以下に保
持しつつ圧延する方法が記載されている。さらに特開昭
５２−１０４４１６号公報の「塑性歪比の面内異方性の
小さいオーステナイト系ステンレス鋼帯板の製造方法」
によれば、熱延鋼帯を焼鈍後、１回の冷延で製品板厚ま
で圧延し仕上焼鈍する時の焼鈍温度を１１５０〜１２５
０°Ｃとする方法、または冷間圧延時の温度を３５〜２
５０°Ｃとする方法が示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

オーステナイト系ステンレス鋼の面内異方性を解決する
従来の手段は、熱間圧延後の焼鈍条件冷間圧延時の圧延
温度、圧下率および冷間圧延回数等の条件、仕上焼鈍温
度と回数等であり、きわめて複雑である。そして、見方
によっては非効率的であり、製造性を悪化させるもので
あった。

さらに、従来の技術でイヤリングの抑制を図ろうとする
とオーステナイト系ステンレス鋼の最も特徴とする強度
と延びのバランスの良さが犠牲になりかねない。オース
テナイト系ステンレス鋼は深絞り用に供する場合にも供
しない場合にも強度と伸びのバランスの良さがその材料
特性として重視されることが多い。しかし高い伸びを得
ようとすると高い温度で焼鈍する必要があり、それに伴
う結晶粒の粗大化が避けられない。このため強度の低下
を招いたり、加工時に肌荒れを起こす原因となっている
。現在のところ、焼鈍時に結晶粒の成長を防止する有効
な方法は知られていない。

本発明はこのような従来技術の問題点の解決を目的とし
、オーステナイト系ステンレス鋼が本来有する特徴を十
分に発現できる。従来法とは異なった製造法を提供しよ
うとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、前記の問題点を解決すべくオーステナイ
ト系ステンレス鋼の製造技術全体の見直しと開発を意図
し１種々の試験研究を続けてきたが、オーステナイト系
ステンレス鋼の従来の製造法では必須であったスラブか
らの熱間圧延を省略し、オーステナイト系ステンレス鋼
の溶鋼から直接的にその薄板を適切な条件で急冷凝固さ
せて製造しこれを冷間圧延するならば、前述の目的が十
分に達成できることを見出した。

すなわち本発明は、互いに反対方向に回転する一対の内
部冷却ロールを対向配置してなる双ロール式連鋳機にオ
ーステナイト系ステンレス鋼の溶湯を連続注湯し、該ロ
ールのそれぞれの円周面上に形成される咳鋼の凝固シェ
ル同士を双ロールの狭隙部で板幅１ｍｍ当り１〜４０ｋ
ｇｆの圧着負荷のもとで圧着して厚みが０．２〜５．０
ｍｍの鋼帯を連続的に製造し、得られた鋼帯に焼鈍を施
すかまたは施さずして目標板厚まで冷間圧延し、必要に
応じて焼鈍することからなる面内異方性が少ない高強度
良加工性のオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造法を
提供するものである。

本発明においては、従来のスラブからの熱間圧延は行な
わず、オーステナイト系ステンレス鋼の溶鋼を冷却双ロ
ール表面上で象、冷凝固して凝固シェルを形成させ、こ
れを双ロール間で適切な条件で圧着して鋼帯を製造し、
これによって従来のような熱延組織とは異質で特殊な凝
固組織をもつ鋼帯としたうえ冷間圧延するものであり、
これによって面内異方性の少ない材料を得たものである
。

また、焼鈍に際しても結晶粒の粗大化が抑制されて高強
度と伸びのバランスの良いオーステナイト系ステンレス
鋼本来の特性を具備した鋼帯を工業的に得たものである
。

〔発明の詳述〕

第１図および第２図は本発明法を適用する双口ル式連鋳
機の要部を示したもので、第１図に示したようにタンデ
イツシュ２内のオーステナイト系ステンレス鋼の溶鋼（
以下、単に溶鋼と呼ぶ）１は、クンデイツシュの開孔部
より、互いに反対方向に回転する内部水冷式の双ロール
３，３゛の円周面上に形成される湯溜り部４に連続的に
注入される。この湯溜り内に注入された溶鋼は、第２図
に示すように、双ロール３，３”の円周面上で急冷凝固
して薄い凝固シェル６．６゛を形成しつつ、これがロー
ルの回転につれて双ロール最狭隙部で互いに圧着圧延さ
れて連続した鋼帯５が製造される。このときロール軸受
７に取付けたロードセル８，８°に加わる荷重が凝固シ
ェル６．６゛の圧着負荷を示す。低いロール回転数で凝
固が進行すると圧着負荷は大きくなり逆に回転数が高く
なると圧着負荷は減少する。このような双ロール式連鋳
機は同一出願人に係る特願昭６２−８４５５５号および
特願昭６３−４２８０５号明細書および図面に記載した
ものである。

本発明者らは、該双ロール式連鋳機を用いてオーステナ
イト系ステンレス鋼の薄板を数多（製造した。第３図は
、そのさいの板の性状を、　５ＵＳ３１６鋼での例につ
いて、ロードセル８，８′に示された圧着負荷と板厚の
関係で整理したものである。第３図の結果に見られるよ
うに、圧着負荷が１　ｋｇｆ／ｍｍ未満では内部欠陥（
ポロシティ等）が多発し、４０ｋｇｆ／ｍｍを越えると
鋼帯表面に縦割れや横割れなどの表面欠陥が生ずる。ま
た板厚０．５ｍｍ未満ではわかめ形状にしわよれが発生
し板幅が不揃いとなる。さらに板厚が５．０ｍｍを越え
ると、未凝固部が外部へ漏出するブレークアウトを生ず
るようになる。しかし、圧着負荷が１〜４０ｋｇｆ／ｍ
ｍの範囲で板厚が０．２〜５．０ｍｍの範囲となるよう
に再凝固シェル６．６”をロールギャップで田着すれば
（再凝固シェル同士を押し付ければ）正常なオーステナ
イト系ステンレス鋼の帯鋼が連続的に製造できることが
わかった。そして、この適正範囲の鋳造条件で製造した
鋼帯はこれを冷間圧延、焼鈍を施した場合に、以下の実
施例に示すように、異方性が少なく且つ結晶粒が微細で
粒成長がしにくく強度と延性のバランスの良い鋼帯とな
ることがわかった。

他方、該範囲外の鋳造条件では金属組織が不均一となり
、引張試験を行った時の伸びの低下及び加工時に割れ等
を生しることになる。

以下に代表的な本発明の実施例を挙げて２本発明の効果
を具体的に示す。

〔実施例１〕 本文に記載した双ロール式連鋳機（特願昭６２−８４５
５５号および特願昭６３−４２８０５号明細書および図
面に記載の薄板連鋳機）を用いて５ＩＩＳ３１６鋼の溶
鋼から直接的にその調帯を製造した。そのときの板厚と
圧着負荷及び欠陥との関係を第１表に示した。

第１表 〔実施例２〕 第２表にその化学成分値を示したオーステナイト系ステ
ンレス鋼ＡおよびＢの溶鋼を実施例１と同じ双ロール式
連鋳機で鋼帯とした。そのさい板厚２ｍｍの鋼帯を圧着
負荷２０ｋｇｆ／ｍｍで鋳造した（本発明例）。また比
較例として同じ板厚２ｍｍの鋼帯を圧着負荷０．３ｋｇ
ｆ／ｍｍおよび４５ｋｇｆ／ｍｍとして鋳造した（比較
例）。

得られた調帯は、いずれも１１５０°（：　Ｘ　３　ｍ
ｉｎの溶体化処理を実施したのち、板厚０．６ｍｍまで
の冷間圧延と１０５０’ＣＸ　１　ｍｉｎの焼鈍を実施
した。

他方、第２表にその化学成分値を示したオーステナイト
系ステンレス＠Ｃを、従来の通常の製造法に従って薄鋼
帯を製造した（従来例）。その製造条件は次のとおりで
ある。すなわち、連続鋳造法によって厚さ２００ｍｍの
スラブを製造し、熱間圧延により厚さ４．０ｍｍ０熱延
鋼帯とじ　１１５０°ＣＸ３ｍ１ｎの溶体化処理後、冷
間圧延により板厚０．６ｍｍの冷延材とした。また一部
は板厚１．０ｍｍまで冷間圧延後、　１１５０°ＣＸ　
１　ｍｉｎの中間焼鈍を施したのち板厚０．６ｍｍの冷
延材とした。これらの冷延材はいずれも１１５０°ＣＸ
　ｌ　ｍｉｎの焼鈍を実施した。

該本発明例、比較例および従来例で得られた冷延材から
供試片を採取し、圧延方向に平行、４５゜および直角　
（９０°）の３方向について機械試験を行ない、耐力、
引張強さおよび伸びを測定した。

その結果を第３表に総括して示した。

第３表の結果に見られるとおり、従来法によって製造し
た材料は、中間焼鈍を実施することにより異方性が改善
されているものの、やはり異方性が大きい。これに対し
て本発明法により製造した材料は異方性が極めて小さい
。また引張強さ×平均伸びは従来法の材料より高く１強
度と伸びのバランスが良好である。

なお２圧着負荷を０．３．４５ｋｇｆ／ｍｍ　とした比
較材では安定した材料特性が得られていない。

〔実施例３〕 実施例２において板厚０．６ｍ１１にまで冷間圧延して
得られれた本発明例と従来例の材料を、焼鈍温度と時間
を変化させて焼鈍し、得られた焼鈍材の結晶粒径（結晶
粒度番号：Ｇ、Ｓ、Ｎｏ、）　　と硬さ　（Ｈｖ）を測
定した。その結果を第４図に示した。

第４図より、従来法によって製造した鋼帯の結晶粒は焼
鈍温度の上昇とともに急激に粗大化し軟化を生ずるが２
本発明法による鋼帯は、結晶粒が粗大化しに＜＜、軟化
も生じにくいことが明らかである。

また、同じく本発明例と従来例の冷延材を焼鈍温度を１
０５０°Ｃに一定として焼鈍時間を変えて焼鈍し、得ら
れた焼鈍材の結晶粒径（結晶粒度番号二Ｇ、Ｓ、Ｎｏ、
）　を調べた。第５図にその結果を示した。

第５図より、従来法により製造した鋼帯の結晶粒は時間
の経過とともに粗大化するのに対して。

本発明法の綱帯の結晶粒径は殆ど変化せず２粒成長しに
くいことが明らかである。

〔実施例４］ 第４表にその化学成分値を示す５ＵＳ３０１の？８１Ｆ
４を実施例１と同し双ロール式連鋳機で鋼帯とした。

そのさい板厚３．０ｍｍの鋼帯に鋳造するのに圧着負荷
を０．５ｋｇｆ／ｍｍと２０ｋｇｆ／ｍｍの場合にわけ
て実施した。得られた鋼帯を焼鈍することなく直ちに冷
間圧延により板厚０．６ｍｍとし、　１１００’ＣＸ　
３　ｍｉｎの焼鈍を施した。

得られた焼鈍材料の金属顕微鏡Ｍｉ織を第６図および第
７図に示した。第６図は圧延負荷２０ｋｇｆ／ｍｍの場
合、第７図は圧延負荷０．５ｋｇｆ／ｍｍの場合のもの
である。第６図のものは均一な金属組織を示しているが
、第７図の圧延負荷Ｑ、５ｋｇｆ／ｍｍの場合には結晶
粒径が不揃いで不均一な金属組織である。

したがって、適正な圧着負荷で凝固シェルを圧着させる
ことが良好な冷延焼鈍材を得る上で重要であることが金
属組織の面からも明らかである。

第４表 〔実施例５〕 実施例２で得られた各焼鈍材料を用いて深絞り加工を実
施した。

加工はＪＩＳ−Ｚ−２２４９に定める１３型ポンチによ
って直径２９ｍｍのブランクを絞り抜く方法で実施した
。

絞った後の耳の高さを、高い側４点と低い側４点測定し
、その差の平均値をイヤリング高さとして評価した。そ
の結果を第５表に示した。

第５表の結果にみられるとおり、従来法により製造した
鋼帯のイアリング高さは１本発明法による鋼帯のイアリ
ング高さよりかなり高く９本発明法による調帯の異方性
がいかに小さいかが明らかである。

第５表 以上の実施例の結果から明らかなように、スラブを製造
して熱間圧延を実施する従来のオーステナイト系ステン
レス鋼帯の製造法に比べて本発明法は、オーステナイト
系ステンレス鋼本来の特性である高強度と伸びのバラン
スに優れ鋼帯を得ることができる。そして、従来法では
抑制することに困難を伴った鋼板の面内異方性の問題が
本発明法では解決され、深絞り用途に適用してもイアリ
ングの少ない材料となり、製品歩留りの改善と共に省工
程による製造性の改善によって安価且つ高強度良加工性
の材料を市場に提供できる。

このような効果は２本発明法では従来法と比べて結晶粒
が粗大化しにくい金属組織が得られるという冶金学的な
見地からも立証されたのであり。

オーステナイト系ステンレス鋼の鋼帯および鋼板の製造
において有益な技術を本発明法は提供するものである。

なお本発明法が適用できる鋼種としては５ＵＳ３０１Ｓ
ＵＳ３０４．５ＵＳ３１６．５ＵＳ３１０Ｓ、　５ＵＳ
３０２．５ＵＳ３０２Ｂ、　５ＵＳ３０１ＬＳＬＩＳ３
０４Ｌ、　５ＵＳ３１６Ｌ、　５ＵＳ３２１　、５ＵＳ
３４７．５ＵＳ２０１等のオーステナイト系ステンレス
鋼は勿論のこと５ＵＳ３２９ＪＩなどのオーステナイト
・フェライト系や、　５ＵＳ６３０ＳＵＳ６３１などの
析出硬化系なども対象とすることができる。また本発明
法は焼鈍材のみならず冷延まま材および焼鈍後調質圧延
やテンションレヘラ等による形状修正を施す材料、さら
には研磨仕上される材料等でも従来材にない特性を発揮
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１Ｍは本発明法を適用する双ロール式連鋳機の要部を
示す略断面図、第２図は同しく双ロール式連鋳機による
鋳造中の状態を示す略断面図、第３図は本発明に従って
５ＵＳ３１６鋼の鋼帯を双ロール式連鋳機で製造した場
合の圧着負荷と板厚が板の品質に及ぼす関係を示す図、
第４図は本発明に従って製造した冷延材の焼鈍温度と硬
さおよび結晶粒度番号との関係を比較材および従来材と
比較して示した閲、第５図は本発明に従って製造した冷
延材を焼鈍温度１０５０°Ｃで焼鈍した場合の保持時間
と結晶粒度番号との関係を従来材と比較して示した図、
第６図および第７図は双ロール式連鋳機による圧着負荷
を変えた場合の冷延焼鈍材の金属組織を示す金属顕微鏡
写真である。 １・・溶鋼、　　２・・タンデイツシュ、　　３・内部
冷却双ロール、　　４・・湯溜り部、　　５・調帯、　
　６・・凝固シェル　　７・・ロールチョック、　　８
・　・ロードセル。 久 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 １０５０°ｃｘ　Ｔｉｍｅ　（ｍｉｎ　）第６図 第７図 １００μ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. オーステナイト系ステンレス鋼の溶湯を双ロール式連鋳
   機に連続注湯し、該ロールのそれぞれの円周面上に形成
   される該鋼の凝固シェル同士を双ロールの狭隙部で板幅
   １ｍｍ当り１〜４０ｋｇｆの圧着負荷のもとで圧着して
   厚みが０．２〜５．０ｍｍの鋼帯を連続的に製造し、得
   られた鋼帯を焼鈍を施すかまたは施さずして目標板厚ま
   で冷間圧延し焼鈍することからなる、面内異方性が少な
   い高強度良加工性オーステナイト系ステンレス鋼帯の製
   造方法。