JP6342056B2 - Ferritic stainless steel sheet - Google Patents
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Description
本発明は、耐リジング性と加工性に優れ、かつ面内異方性についても低く抑えられたフェライト系ステンレス鋼板に関する。 The present invention relates to a ferritic stainless steel sheet that is excellent in ridging resistance and workability, and has low in-plane anisotropy.
フェライト系ステンレス鋼の冷延焼鈍鋼板を成形加工すると、成形品の表面にリジングと呼ばれる縞模様が発生することがあり、しばしば外観品質上の問題となる。リジングは鋳造組織に起因する不均一な組織状態が冷延焼鈍鋼板中に残留していることによって生じるとされる。 When a cold-rolled annealed steel sheet made of ferritic stainless steel is formed, a striped pattern called ridging may occur on the surface of the molded product, which is often a problem in appearance quality. Ridging is considered to be caused by a non-uniform structure caused by the cast structure remaining in the cold-rolled annealed steel sheet.
特許文献1には、保温炉を備えた可逆式圧延機で鋼板温度を850℃以上に維持しながら強圧下の熱間圧延を行い、その後900℃以上の温度で4時間以上のバッチ式焼鈍を行う手法により、フェライト系ステンレス鋼板の耐リジング性を改善する技術が記載されている。しかし、Bを含有する鋼は適用されておらず、表面凹凸の高さと波長の両方を加味した厳しいリジング評価基準において十分満足できる鋼板は実現困難である。 In Patent Document 1, hot rolling under strong pressure is performed while maintaining the steel plate temperature at 850 ° C. or higher with a reversible rolling mill equipped with a heat-retaining furnace, and then batch annealing is performed at a temperature of 900 ° C. or higher for 4 hours or longer. A technique for improving ridging resistance of a ferritic stainless steel sheet by a technique to be performed is described. However, steel containing B has not been applied, and it is difficult to realize a steel plate that can be satisfactorily satisfied by strict rigging evaluation criteria that take into consideration both the height of the surface irregularities and the wavelength.
特許文献2には、フェライト+オーステナイト混合組織の状態で熱間圧延を施し、熱延焼鈍鋼板に強圧下での冷間圧延を施したのち焼鈍する手法により、フェライト系ステンレス鋼板のr値や耐リジング性を改善する技術が記載されている。しかし、Bを含有する鋼は適用されていない。また、オーステナイト相が安定に存在する混合組織温度域での熱間圧延では、優れた耐リジング性と加工性の両立は難しい。 In Patent Document 2, the r value and resistance of a ferritic stainless steel sheet are obtained by a technique in which hot rolling is performed in a mixed structure of ferrite and austenite, and hot rolling annealed steel sheet is subjected to cold rolling under strong pressure and then annealed. Techniques for improving ridging properties are described. However, steel containing B is not applied. Further, in hot rolling in a mixed structure temperature range in which an austenite phase exists stably, it is difficult to achieve both excellent ridging resistance and workability.
特許文献3には、鋳片に高温で圧下を加えたのち再加熱して、粗圧延機と連続仕上圧延機により850℃以上の温度で熱延板とし、熱延板焼鈍を行うことなく大径のワークロールによる冷間圧延を施す工程にて、フェライト系ステンレス鋼板の耐リジング性を改善する技術が記載されている。しかし、Bを含有する鋼は適用されていない。また、この文献の熱間圧延もα+γの2相域で行うものである。この手法で優れた耐リジング性と加工性を両立させることは困難である。 In Patent Document 3, the slab is subjected to reduction at a high temperature and then reheated to obtain a hot-rolled sheet at a temperature of 850 ° C. or higher by a rough rolling mill and a continuous finish rolling mill. A technique for improving ridging resistance of a ferritic stainless steel sheet in a process of performing cold rolling with a work roll having a diameter is described. However, steel containing B is not applied. The hot rolling in this document is also performed in the α + γ two-phase region. It is difficult to achieve both excellent ridging resistance and processability by this method.
特許文献4には、700〜850℃で熱間圧延を終了する方法により熱延鋼板中に歪エネルギーを蓄積させ、その歪エネルギーを焼鈍時の再結晶の駆動力として利用する手法により、フェライト系ステンレス鋼板の耐リジング性を改善する技術が記載されている。しかし、Bを含有する鋼は適用されていない。この文献の技術では表面凹凸の高さと波長の両方により評価される優れた耐リジング性を実現することは困難である。 Patent Document 4 discloses that ferrite energy is accumulated in a hot-rolled steel sheet by a method of terminating hot rolling at 700 to 850 ° C., and the strain energy is used as a driving force for recrystallization during annealing. A technique for improving the ridging resistance of a stainless steel sheet is described. However, steel containing B is not applied. With the technique of this document, it is difficult to realize excellent ridging resistance evaluated by both the height of the surface irregularities and the wavelength.
特許文献5には、スラブ凝固時の柱状晶を破壊するために第1の熱間圧延を1000℃より高温で行い、次いで結晶粒微細化のために第2の熱間圧延を低温での強圧下圧延で行う工程を採用して、フェライト系ステンレス鋼板の耐リジング性を改善する技術が記載されている。しかし、Bを含有する鋼は適用されていない。この文献の技術では厳しい評価基準による優れた耐リジング性を実現することは困難である。 In Patent Document 5, the first hot rolling is performed at a temperature higher than 1000 ° C. in order to destroy the columnar crystals at the time of slab solidification, and then the second hot rolling is performed at a high pressure at a low temperature for grain refinement. A technique for improving the ridging resistance of a ferritic stainless steel sheet by employing a process performed by under rolling is described. However, steel containing B is not applied. It is difficult to realize excellent ridging resistance according to strict evaluation criteria by the technique of this document.
特許文献6、7には、γ相の軟質化を図るためにBを添加し、1100℃以上の高温で累積40%以上の強圧下粗圧延を行い、熱間圧延して600℃以下で巻き取り、熱延板焼鈍を施すことなく、冷間圧延と最終焼鈍を行う工程により、ローピング(微少うねり)の低減されたフェライト系ステンレス鋼板を得る技術が記載されている。しかし、特許文献6の段落0005および特許文献7の段落0006に教示されているように、成形加工時のリジング発生と冷間圧延時のローピング発生には必ずしも良い対応があるとは言えない。これらの文献に開示の技術では、厳しい評価基準による優れた耐リジング性と優れた加工性を両立させることは困難である。 In Patent Documents 6 and 7, B is added to soften the γ phase, rough rolling is performed under a high pressure of 40% or more at a high temperature of 1100 ° C. or more, hot rolling and winding at 600 ° C. or less. A technique for obtaining a ferritic stainless steel sheet with reduced roping (slight undulation) through a process of cold rolling and final annealing without performing hot rolling and annealing is described. However, as taught in Paragraph 0005 of Patent Document 6 and Paragraph 0006 of Patent Document 7, it cannot be said that there is always a good correspondence between ridging during forming and roping during cold rolling. With the techniques disclosed in these documents, it is difficult to achieve both excellent ridging resistance according to strict evaluation criteria and excellent workability.
特許文献8には、1000℃以上で累積80%以上の粗圧延を施し、仕上圧延後に700℃以上で巻き取る手法により、ローピングの低減されたフェライト系ステンレス鋼板を得る技術が記載されている。Nを固定する目的でBを添加した鋼が採用されているが、この文献に開示の技術でも、厳しい評価基準による優れた耐リジング性と優れた加工性を両立させることは困難である。 Patent Document 8 describes a technique for obtaining a ferritic stainless steel sheet with reduced roping by a method in which rough rolling is performed at a temperature of 1000 ° C. or higher and a cumulative rolling of 80% or higher and winding is performed at 700 ° C. or higher after finish rolling. Although steel added with B is used for the purpose of fixing N, it is difficult to achieve both excellent ridging resistance and excellent workability according to strict evaluation criteria even with the technique disclosed in this document.
特許文献9には、熱間圧延の粗圧延後段のパスで30%以上の圧下率を確保することにより歪を蓄積させ、仕上げ圧延前に再結晶を促進することにより、ローピング特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を得る技術が開示されている。しかし、この技術では、オーステナイト相からフェライト相と炭化物への分解反応と再結晶化をAr1変態点以下の温度域で一挙に進行させることは困難であり、厳しい評価基準による優れた耐リジング性は実現できない。 Patent Document 9 discloses a ferrite having excellent roping characteristics by accumulating strain by securing a rolling reduction of 30% or more in a pass after the hot rolling and rough rolling, and promoting recrystallization before finish rolling. A technique for obtaining a stainless steel sheet is disclosed. However, with this technology, it is difficult to proceed the decomposition reaction and recrystallization from the austenite phase to the ferrite phase and carbide at a temperature range below the Ar 1 transformation point, and it has excellent ridging resistance according to strict evaluation criteria. Cannot be realized.
特許文献10には、冷間圧延工程で中間焼鈍を施すことにより形状凍結性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を得る技術が開示されている。しかし、熱間加工工程(鍛造、熱間圧延)には従来一般的な手法が適用され、厳しい評価基準による優れた耐リジング性と優れた加工性を両立させることは困難である。 Patent Document 10 discloses a technique for obtaining a ferritic stainless steel sheet having excellent shape freezing properties by performing intermediate annealing in a cold rolling process. However, a conventional general method is applied to the hot working process (forging, hot rolling), and it is difficult to achieve both excellent ridging resistance and excellent workability according to strict evaluation criteria.
一方、張出し加工や絞り加工などに供する鋼板素材には、r値(塑性ひずみ比)の面内異方性が小さいことも要求される。
特許文献11には、1000〜1150℃で粗圧延を施す際にひずみ速度やロールとの摩擦係数を適正化することにより、耐リジング性や面内異方性を改善する技術が開示されている。しかし、この技術ではフェライト相と炭化物への分解反応と再結晶化をAr1変態点以下の温度域で一挙に進行させることは困難であり、厳しい評価基準による優れた耐リジング性は実現できない。
On the other hand, a steel sheet material used for overhanging or drawing is required to have a small in-plane anisotropy of r value (plastic strain ratio).
Patent Document 11 discloses a technique for improving ridging resistance and in-plane anisotropy by optimizing a strain rate and a coefficient of friction with a roll when rough rolling is performed at 1000 to 1150 ° C. . However, with this technique, it is difficult to proceed the decomposition reaction and recrystallization into a ferrite phase and a carbide in a temperature range below the Ar 1 transformation point, and it is impossible to realize excellent ridging resistance based on strict evaluation criteria.
特許文献12には、熱延板に昇温・冷却速度を適正化した予備焼鈍と本焼鈍の2回の熱処理を施す手法や、熱間圧延で高温で強圧下を施したのち均質化焼鈍を施す手法などにより、コロニーの分断を図り、中間焼鈍を有する冷間圧延工程を実施することで面内異方性と耐リジング性を改善する技術が開示されている。しかし、この技術では、フェライト相と炭化物への分解反応と再結晶化をAr1変態点以下の温度域で一挙に進行させることは困難であり、厳しい評価基準による優れた耐リジング性は実現できない。 In Patent Document 12, a method of subjecting a hot-rolled sheet to two heat treatments, a pre-annealing and a main annealing with an appropriate temperature rise / cooling rate, and a homogenized annealing after hot rolling at high temperature and high pressure reduction are performed. A technique for improving the in-plane anisotropy and ridging resistance by performing a cold rolling process having intermediate annealing by dividing colonies by a method to be applied is disclosed. However, with this technique, it is difficult to proceed the decomposition reaction and recrystallization into a ferrite phase and carbide at a temperature range below the Ar 1 transformation point, and it is impossible to realize excellent ridging resistance according to strict evaluation criteria. .
特許文献13には、中間焼鈍を有する冷間圧延工程を実施することで、面内異方性が小さく、深絞り性に優れたクラッド鋼用フェライト系ステンレス鋼板を製造する技術が開示されている。しかし、熱間圧延は従来一般的な手法(タンデム式連続熱延機を使用したと考えられる。)が適用され、厳しい評価基準による優れた耐リジング性と優れた加工性を両立させることは困難である。 Patent Document 13 discloses a technique for producing a ferritic stainless steel sheet for clad steel having a small in-plane anisotropy and excellent deep drawability by performing a cold rolling process having intermediate annealing. . However, it is difficult to achieve both excellent ridging resistance and excellent workability according to strict evaluation standards, as hot rolling has been applied a conventional method (considered using a tandem continuous hot rolling machine). It is.
フェライト系ステンレス鋼板は種々の製品への加工素材として広く使用されている。昨今では、例えば鍋などの日用品の分野においても、製品形状や表面外観の点で、より優れた意匠性が求められる場合が多くなってきた。その要求に応えるために、素材鋼板には従来にも増して優れた加工性と耐リジング性の両立が要求される。特にリジングに関しては、加工後の表面に筋状に現れる凹凸の高さ的要素だけでなく、間隔的要素も、外観の美麗さを評価する上で重要になってくることがわかってきた。一方、優れた耐リジング性を得るためにはオーステナイト相がフェライト相と共存する温度域で強圧下の熱間圧延を施すことが有利であるとされるが、その場合、優れた加工性との両立を図ることが難しい。また、種々の用途に適用するためには溶接性が良好であることも望まれる。 Ferritic stainless steel sheets are widely used as processing materials for various products. In recent years, in the field of daily necessities such as pots, for example, more and more design properties are required in terms of product shape and surface appearance. In order to meet the demand, the steel sheet is required to have both excellent workability and ridging resistance, compared with the conventional steel sheet. In particular, regarding ridging, it has been found that not only the height elements of the irregularities appearing in a streak shape on the processed surface but also the spacing elements are important in evaluating the beauty of the appearance. On the other hand, in order to obtain excellent ridging resistance, it is considered advantageous to perform hot rolling under strong pressure in a temperature range in which the austenite phase coexists with the ferrite phase. It is difficult to achieve both. Moreover, in order to apply to various uses, it is also desired that weldability is good.
上述のように、これまで、フェライト系ステンレス鋼板のリジングやローピングを低減する手法が種々検討されており、それぞれの技術において所定の効果が得られている。しかし、それらの技術に従っても、昨今の厳しい意匠性の要求に対応しうる優れた耐リジング性と加工性(破断伸び、r値の面内異方性)を両立させることは難しい。本発明は、良好な加工性および溶接性を有し、かつ、表面凹凸の高さと波長の両方を加味した厳しい基準で評価される優れた耐リジング性を有するフェライト系ステンレス鋼板の提供を目的とする。 As described above, various techniques for reducing ridging and roping of ferritic stainless steel sheets have been studied so far, and predetermined effects have been obtained in the respective techniques. However, even according to these techniques, it is difficult to achieve both excellent ridging resistance and workability (breaking elongation, in-plane anisotropy of r value) capable of meeting the recent demands for strict design properties. An object of the present invention is to provide a ferritic stainless steel sheet having excellent workability and weldability, and having excellent ridging resistance evaluated based on a strict standard in consideration of both the height and wavelength of surface irregularities. To do.
発明者らの検討によれば、フェライト系ステンレス鋼の冷延焼鈍鋼板において、フェライト再結晶粒の結晶方位が十分にランダム化されていることが、上記の厳しい耐リジング性を実現するうえで極めて有効であることがわかった。一般に、フェライト系ステンレス鋼板のr値を改善するためには、フェライト結晶の<111>方向が板厚方向に配向した{111}集合組織の形成が有利であるとされる。一方、耐リジング性を改善するためには、圧延方向に伸びたフェライト結晶コロニーの消失化が重要であることはよく知られている。しかし、発明者らは詳細な研究の結果、うねりの高さと波長の両方を考慮した厳しい基準の耐リジング性を改善するためには、更に、結晶方位の配向性が小さいこと、すなわち、鋼板内において個々のフェライト結晶粒の方位ができるだけランダム化されていることが重要であることを知見した。具体的には後述(2)式を満たすような結晶方位比率に調整することが極めて有効である。 According to the inventors' investigation, in the cold rolled annealed steel sheet of ferritic stainless steel, the crystal orientation of the ferrite recrystallized grains is sufficiently randomized to achieve the above-mentioned severe ridging resistance. It turned out to be effective. In general, in order to improve the r value of a ferritic stainless steel sheet, it is advantageous to form a {111} texture in which the <111> direction of the ferrite crystal is oriented in the plate thickness direction. On the other hand, in order to improve the ridging resistance, it is well known that the disappearance of ferrite crystal colonies extending in the rolling direction is important. However, as a result of detailed studies, the inventors have further confirmed that the orientation of the crystal orientation is small in order to improve the rigging resistance of strict standards considering both the height of undulation and the wavelength. It was found that it is important that the orientation of individual ferrite crystal grains be randomized as much as possible. Specifically, it is extremely effective to adjust the crystal orientation ratio to satisfy the formula (2) described later.
また、優れた耐リジング性と加工性を両立させるためには、(i)高温で過剰にオーステナイト相が生成しないようにγmax値を厳しく規制し、かつ適量のBを含有させて熱間圧延前に高温でのオーステナイト結晶粒を微細化しておくこと、および、(ii)熱間圧延を再結晶温度以上かつAr1変態点以下の温度域で入念に行って、オーステナイト相からフェライト相と炭化物への分解反応とフェライト相の再結晶化を熱間圧延工程で一挙に進行させることが、極めて有効であることがわかった。本発明はこのような知見に基づいて完成したものである。 In order to achieve both excellent ridging resistance and workability, (i) γmax value is strictly regulated so that an austenite phase is not excessively formed at a high temperature, and an appropriate amount of B is contained before hot rolling. (Ii) Hot rolling is carefully performed in the temperature range above the recrystallization temperature and below the Ar 1 transformation point to change from austenite phase to ferrite phase and carbide. It was found that it is extremely effective to advance the decomposition reaction of ferrite and recrystallization of the ferrite phase all at once in the hot rolling process. The present invention has been completed based on such findings.
上記目的を達成するために、本明細書では以下の発明を開示する。
[1]質量%で、C:0.020〜0.150%、Si:0.10〜1.00%、Mn:0.10〜1.00%、Ni:0.01〜0.60%、Cr:11.00〜19.00%、N:0.010〜0.050%、B:0.0025〜0.0100%、Al:0〜0.200%、Ti:0〜0.180%、Mo:0〜0.50%、Cu:0〜0.50%であり、このうちAl:0.050〜0.200%、Ti:0.050〜0.180%の群から選ばれる1種以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなり、下記(1)式により定まるγmax値が20.0〜44.0である化学組成を有し、再結晶したフェライト結晶粒で構成されるマトリックス中に炭化物粒子が分散している金属組織を有し、下記(2)式により定まるRND値が2.8以下である結晶方位比率を有するフェライト系ステンレス鋼板。
上掲の成分元素の含有量範囲を満たし、更にNb:0.10%以下、Co:0.10%以下、V:0.20以下の1種以上を含有する化学組成の鋼を適用してもよい。
γmax=420C−11.5Si+7Mn+23Ni−11.5Cr−12Mo+9Cu−49Ti−52Al+470N+189 …(1)
ここで、(1)式の元素記号の箇所には質量%で表される当該元素の含有量が代入され、含有しない元素については0(ゼロ)が代入される。
RND=S111/(S001+S011) …(2)
ここで、S001、S011およびS111は、板厚方向に垂直な断面(ND面)についてEBSD(電子線後方散乱回折法)により測定したフェライト結晶の板厚方向結晶方位が、それぞれ<001>方向、<011>方向および<111>方向から15°以内である結晶粒の面積割合である。
[2]さらに下記(3)式により定まるAr値が870以上である化学組成を有する上記[1]に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
Ar=−250C+73Si−66Mn−115Ni+35Cr+60Mo−18Cu+620Ti+750Al−280N+310 …(3)
ここで、(3)式の元素記号の箇所には質量%で表される当該元素の含有量が代入され、含有しない元素については0(ゼロ)が代入される。
[3]JIS13B号引張試験片による圧延方向の破断伸び(JIS Z2241:2011)が26.0%以上である上記[1]または[2]に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
[4]前記RND値が1.8以下であり、JIS13B号引張試験片による圧延方向の破断伸び(JIS Z2241:2011)が30.0%以上である上記[1]または[2]に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
[5]JIS13B号引張試験片を用いて標点距離25mm、ひずみ量15%の条件で測定される下記(4)式の面内異方性Δr(JIS Z2254:2008)が0.70以下である上記[1]または[2]に記載のフェライト系ステンレス鋼板。
Δr=(rL−2rD+rT)/2 …(4)
ここで、rL、rDおよびrTは、それぞれ試験片を板面の圧延方向に対し、平行、45°方向および90°方向に採取し測定したr値(塑性ひずみ比)である。
In order to achieve the above object, the present invention discloses the following invention.
[1] By mass%, C: 0.020 to 0.150%, Si: 0.10 to 1.00%, Mn: 0.10 to 1.00%, Ni: 0.01 to 0.60% , Cr: 11.00 to 19.00%, N: 0.000 to 0.050%, B: 0.0025 to 0.0100%, Al: 0 to 0.200%, Ti: 0 to 0.180 %, Mo: 0 to 0.50%, Cu: 0 to 0.50%, of which Al is selected from the group of 0.050 to 0.200% and Ti is 0.050 to 0.180%. It is composed of recrystallized ferrite crystal grains that contain one or more types, consist of the remainder Fe and inevitable impurities, have a chemical composition with a γmax value of 20.0 to 44.0 determined by the following formula (1) having a metallic structure that carbide particles in the matrix is dispersed that, R ND value determined by the following equation (2) has a crystal orientation ratio of 2.8 or less Ferrite stainless steel sheet.
Applying a steel having a chemical composition that satisfies the above-described content range of the component elements and further contains one or more of Nb: 0.10% or less, Co: 0.10% or less, and V: 0.20 or less. Also good.
γmax = 420C-11.5Si + 7Mn + 23Ni-11.5Cr-12Mo + 9Cu-49Ti-52Al + 470N + 189 (1)
Here, the content of the element represented by mass% is substituted for the element symbol in the formula (1), and 0 (zero) is substituted for the element not contained.
R ND = S 111 / (S 001 + S 011 ) (2)
Here, in S 001 , S 011 and S 111 , the crystal orientation in the plate thickness direction of the ferrite crystal measured by EBSD (electron beam backscattering diffraction method) on the cross section (ND plane) perpendicular to the plate thickness direction is <001, respectively. > Direction, <011> direction, and <111> direction are the crystal grain area ratios within 15 °.
[2] The ferritic stainless steel sheet according to the above [1], which further has a chemical composition in which an Ar value determined by the following formula (3) is 870 or more.
Ar = -250C + 73Si-66Mn-115Ni + 35Cr + 60Mo-18Cu + 620Ti + 750Al-280N + 310 (3)
Here, the content of the element represented by mass% is substituted for the element symbol in the formula (3), and 0 (zero) is substituted for the element not contained.
[3] The ferritic stainless steel sheet according to the above [1] or [2], wherein the elongation at break (JIS Z2241: 2011) in a rolling direction by a JIS No. 13B tensile test piece is 26.0% or more.
[4] the and the R ND value is 1.8 or less, elongation at break in the rolling direction by JIS13B No. Tensile test pieces (JIS Z2241: 2011) is described in [1] or [2] is 30.0% or more Ferritic stainless steel sheet.
[5] The in-plane anisotropy Δr (JIS Z2254: 2008) of the following equation (4) measured using a JIS No. 13B tensile test piece under the conditions of a gauge distance of 25 mm and a strain amount of 15% is 0.70 or less. The ferritic stainless steel sheet according to [1] or [2].
Δr = (r L −2r D + r T ) / 2 (4)
Here, r L , r D, and r T are r values (plastic strain ratios) measured by collecting test pieces in parallel, 45 ° direction, and 90 ° direction with respect to the rolling direction of the plate surface.
本発明によれば、表面凹凸の高さと波長の両方で評価される優れた耐リジング性を有するフェライト系ステンレス鋼板が、工業的に安定して提供可能となった。この鋼板は加工性や溶接性も良好であり、種々の製品への加工に広く適用可能である。優れた耐リジング性を活かすことにより加工の設計自由度も拡大できることが期待され、加工製品の意匠性向上に寄与しうる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ferritic stainless steel plate which has the outstanding ridging resistance evaluated by both the height of a surface unevenness | corrugation and a wavelength was able to be provided industrially stably. This steel plate has good workability and weldability and can be widely applied to various products. It is expected that the design flexibility of processing can be expanded by utilizing the excellent ridging resistance, and it can contribute to the improvement of the design properties of processed products.
〔化学組成〕
本明細書において、鋼の化学組成に関する「%」は特に断らない限り「質量%」を意味する。
[Chemical composition]
In this specification, “%” related to the chemical composition of steel means “% by mass” unless otherwise specified.
Cは、オーステナイト生成元素であり、熱間圧延中のフェライト結晶粒粗大化防止のために有効である。検討の結果、本発明では0.020%以上のC含有量を必要とする。ただし、C含有量が多くなりすぎると加工性の低下を招く。C含有量は0.150%以下に制限される。0.100%未満であることがより好ましい。 C is an austenite-forming element and is effective for preventing ferrite crystal grain coarsening during hot rolling. As a result of the study, the present invention requires a C content of 0.020% or more. However, if the C content is too large, the workability is reduced. The C content is limited to 0.150% or less. More preferably, it is less than 0.100%.
Siは、脱酸作用を有する元素であるが、多量に含有すると加工性、靱性が低下する。一方、過度の低Si化は精錬コストの増大に繋がる。Si含有量は0.10〜1.00%とする。0.20〜0.70%の範囲に管理してもよい。 Si is an element having a deoxidizing action, but if contained in a large amount, workability and toughness are lowered. On the other hand, excessively low Si leads to an increase in refining costs. The Si content is 0.10 to 1.00%. You may manage in the range of 0.20 to 0.70%.
Mnは、オーステナイト生成元素であり、熱間圧延中のフェライト結晶粒粗大化防止のために有効であり、0.10%以上のMn含有量を確保する。0.25%以上とすることがより好ましい。多量のMn含有は加工性、耐食性の低下を招く。Mn含有量は1.00%以下に制限される。 Mn is an austenite-forming element, is effective for preventing ferrite crystal grain coarsening during hot rolling, and ensures a Mn content of 0.10% or more. More preferably, the content is 0.25% or more. A large amount of Mn content causes deterioration of workability and corrosion resistance. The Mn content is limited to 1.00% or less.
Niは、オーステナイト生成元素であり、熱間圧延中のフェライト結晶粒粗大化防止のために有効である。また、靱性や耐食性の向上にも有効である。これらの作用を発揮させるために0.01%以上のNi含有量を確保する。0.05%以上とすることがより好ましい。ただし、過剰なNi含有は原料コストの増大に繋がるので、Ni含有量は0.60%以下とする。0.30%以下の範囲に管理してもよい。 Ni is an austenite-forming element and is effective for preventing ferrite crystal grain coarsening during hot rolling. It is also effective in improving toughness and corrosion resistance. In order to exert these effects, a Ni content of 0.01% or more is ensured. More preferably, it is 0.05% or more. However, since excessive Ni content leads to an increase in raw material cost, the Ni content is set to 0.60% or less. You may manage in the range of 0.30% or less.
Crは、耐食性の観点から11.00%以上の含有量を確保する必要がある。13.5%以上とすることがより好ましい。ただし、多量のCr含有は加工性低下、靱性低下、コスト増大を招く。Cr含有量は19.00%以下の範囲とする。 From the viewpoint of corrosion resistance, Cr needs to ensure a content of 11.00% or more. More preferably, it is 13.5% or more. However, containing a large amount of Cr causes a decrease in workability, a decrease in toughness, and an increase in cost. The Cr content is in the range of 19.00% or less.
Nは、オーステナイト生成元素であり、熱間圧延中のフェライト結晶粒粗大化防止のために有効であり、0.010%以上のN含有量を確保する。ただし、N含有量が多くなると加工性が低下しやすい。N含有量は0.050%以下に制限される。0.035%以下であることがより好ましい。 N is an austenite-forming element, is effective for preventing ferrite crystal grain coarsening during hot rolling, and ensures an N content of 0.010% or more. However, if the N content increases, the workability tends to be lowered. The N content is limited to 0.050% or less. More preferably, it is 0.035% or less.
Bは、高温でのオーステナイト相を微細分散化するとともに、オーステナイト相の分解を早める作用がある。本発明では0.0025%以上のB含有量を確保する必要があり、0.0035%以上とすることがより好ましい。多量のB含有は溶接高温割れを引き起こす要因となるので、0.0100%以下の含有量とする。 B has the effect of finely dispersing the austenite phase at a high temperature and accelerating the decomposition of the austenite phase. In the present invention, it is necessary to secure a B content of 0.0025% or more, and more preferably 0.0033% or more. Since a large amount of B causes welding hot cracking, the content is set to 0.0100% or less.
Alは、オーステナイト相生成温度領域を縮小し、オーステナイト相が安定化する温度を上昇させる作用が大きい。すなわち後述(3)式のAr値上昇への寄与が大きい。この作用により、オーステナイト相が安定に存在できない温度域で仕上熱延を行うに際し、より高温での仕上熱延が可能となり、それによってオーステナイト相からフェライト相と炭化物への分解反応が促進される。熱間圧延中にこの分解反応を十分に進行させることが加工性の向上をもたらす。また、AlはNを固定する作用を有し、高純度化にも寄与する。後述のTiもAlと同様の作用を発揮するので、本発明ではAl、Tiの1種以上を含有させる。種々検討の結果、Al添加によって上記作用を十分に得るためには、0.050%以上のAl含有量を確保することが有効である。ただし、Alは強力なフェライト生成元素であり、過剰の添加は高温でのオーステナイト相生成量を必要以上に低下させる要因となるので、Al含有量は0.200%以下に制限される。 Al has a large effect of reducing the austenite phase generation temperature region and increasing the temperature at which the austenite phase is stabilized. That is, the contribution to the increase in Ar value in formula (3) described later is large. By this action, when performing finish hot rolling in a temperature range where the austenite phase cannot exist stably, finish hot rolling at a higher temperature becomes possible, thereby promoting the decomposition reaction from the austenite phase to the ferrite phase and carbide. Sufficient progress of this decomposition reaction during hot rolling results in improved workability. Moreover, Al has the effect | action which fixes N, and contributes also to high purity. Since Ti described later exhibits the same action as Al, in the present invention, at least one of Al and Ti is contained. As a result of various studies, it is effective to secure an Al content of 0.050% or more in order to sufficiently obtain the above effect by adding Al. However, Al is a strong ferrite-forming element, and excessive addition causes the austenite phase generation amount at a high temperature to be reduced more than necessary, so the Al content is limited to 0.200% or less.
Tiは、上記Alと同様、オーステナイト相生成温度領域を縮小してオーステナイト相が安定化する温度を上昇させる作用が大きい。すなわち後述(3)式のAr値上昇への寄与が大きい。この作用は上述の通り、熱間圧延時に、オーステナイト相からフェライト相と炭化物への分解反応を進行させるうえで有利に機能し、加工性の向上に寄与する。また、TiはN、Cを固定し高純度化にも寄与する。本発明では上述のようにAl、Tiの1種以上を含有させる。種々検討の結果、Ti添加によって上記作用を十分に得るためには、0.050%以上のTi含有量を確保することが有効である。ただし、過剰のTi添加は高温でのオーステナイト相生成量を必要以上に低下させる要因となり、また加工性を低下させる要因にもなるので、Ti含有量は0.180%以下に制限される。 Ti, like Al, has a large effect of increasing the temperature at which the austenite phase formation temperature range is reduced to stabilize the austenite phase. That is, the contribution to the increase in Ar value in formula (3) described later is large. As described above, this action functions advantageously in advancing the decomposition reaction from the austenite phase to the ferrite phase and carbide during hot rolling, and contributes to improvement of workability. Ti also fixes N and C and contributes to high purity. In the present invention, at least one of Al and Ti is contained as described above. As a result of various studies, it is effective to secure a Ti content of 0.050% or more in order to sufficiently obtain the above effect by adding Ti. However, excessive Ti addition causes a reduction in the austenite phase generation amount at a high temperature more than necessary, and also causes a reduction in workability, so the Ti content is limited to 0.180% or less.
Moは、Cr含有鋼の耐食性改善に有効であり、必要に応じて添加することができる。0.01%以上のMo含有量を確保することがより効果的である。過剰のMo含有は加工性低下、コスト増大を招く。Moを添加する場合は0.50%以下の範囲で行うことが望ましく、0.15%以下の範囲に管理してもよい。 Mo is effective in improving the corrosion resistance of the Cr-containing steel, and can be added as necessary. It is more effective to secure a Mo content of 0.01% or more. Excessive Mo content causes a decrease in workability and an increase in cost. When adding Mo, it is desirable to carry out in the range of 0.50% or less, and you may manage in the range of 0.15% or less.
Cuは、オーステナイト生成元素であり、熱間圧延中のフェライト結晶粒粗大化防止のために有効であることから、必要に応じて添加することができる。0.01%以上のCu含有量を確保することがより効果的である。過剰のCu含有は耐食性や加工性の低下を招く。Cuを添加する場合は0.50%以下の範囲で行うことが望ましく、0.15%以下の範囲に管理してもよい。 Cu is an austenite-forming element and is effective for preventing ferrite crystal grain coarsening during hot rolling, and therefore can be added as necessary. It is more effective to secure a Cu content of 0.01% or more. Excessive Cu content causes a decrease in corrosion resistance and workability. When adding Cu, it is desirable to carry out in the range of 0.50% or less, and you may manage in the range of 0.15% or less.
Nb、Vは、鋼中のCを固定し高純度化するとともにAr値上昇に有効であり、Coは、耐食性、靭性向上や鋼中のC固定による高純度化に有効であることから、必要に応じてこれらの元素の1種以上を添加することができる。ただし、これらの元素は過剰に添加するとコストの増大や硬質化による加工性の低下を招くため、Nb含有量は0.10%以下、V含有量は0.20%以下、Co含有量は0.10%以下の範囲とすることが望ましい。 Nb and V are effective for fixing and increasing the purity of C in steel and increasing the Ar value, and Co is effective for improving corrosion resistance and toughness and increasing the purity by fixing C in steel. Depending on the, one or more of these elements can be added. However, if these elements are added excessively, the cost increases and the workability decreases due to hardening, so the Nb content is 0.10% or less, the V content is 0.20% or less, and the Co content is 0. It is desirable to set it in the range of 10% or less.
不可避的不純物として混入するP、Sについては、従来一般的なフェライト系ステンレス鋼と同様、P:0.050%以下、S:0.030%以下の含有量範囲であれば問題ない。 About P and S mixed as an unavoidable impurity, there is no problem as long as the content range is P: 0.050% or less and S: 0.030% or less, as in the conventional general ferritic stainless steel.
下記(1)式により定まるγmax値は、1100℃で等温保持し平衡状態に至った場合のオーステナイト量(体積%)を成分組成から推定する指標である。γmax値が100以上である場合は、その鋼の最大オーステナイト量は100%であると推定される。
γmax=420C−11.5Si+7Mn+23Ni−11.5Cr−12Mo+9Cu−49Ti−52Al+470N+189 …(1)
ここで、(1)式の元素記号の箇所には質量%で表される当該元素の含有量が代入され、含有しない元素については0(ゼロ)が代入される。
The γmax value determined by the following formula (1) is an index for estimating the amount of austenite (% by volume) from the component composition when isothermally maintained at 1100 ° C. to reach an equilibrium state. When the γmax value is 100 or more, it is estimated that the maximum austenite amount of the steel is 100%.
γmax = 420C-11.5Si + 7Mn + 23Ni-11.5Cr-12Mo + 9Cu-49Ti-52Al + 470N + 189 (1)
Here, the content of the element represented by mass% is substituted for the element symbol in the formula (1), and 0 (zero) is substituted for the element not contained.
本発明ではγmax値が20.0〜44.0の範囲に入るように各成分元素の含有量が調整された鋼を使用する。発明者らの研究によれば、フェライトコロニーの粉砕を熱間圧延中に進行させることが、耐リジング性の顕著な改善に繋がる。γmaxが20.0を下回る鋼の場合、高温で生じるオーステナイト相の量が少ないために上記のコロニー粉砕効果が十分に享受されない場合がある。一方、γmax値が44.0を超えるとオーステナイト相の生成量が多くなり、フェライトコロニーの粉砕効果は高まるが、仕上熱延のパス間で加熱処理を行う手法を適用しても、熱間圧延中にオーステナイト相の全部を分解できない場合がある。分解されずに残ったオーステナイト相は、硬質なマルテンサイト相に変態して熱延鋼板中に残存し、加工性低下の要因となり、熱間圧延により耐リジング性と加工性を一挙に改善することが困難となる。 In the present invention, steel in which the content of each component element is adjusted so that the γmax value falls within the range of 20.0 to 44.0 is used. According to the studies by the inventors, the pulverization of ferrite colonies during hot rolling leads to a significant improvement in ridging resistance. In the case of steel with γmax less than 20.0, the above-mentioned colony crushing effect may not be fully enjoyed because the amount of austenite phase generated at high temperatures is small. On the other hand, if the γmax value exceeds 44.0, the amount of austenite phase generated increases, and the pulverization effect of the ferrite colonies increases. In some cases, the entire austenite phase cannot be decomposed. The austenite phase that remains without being decomposed transforms into a hard martensite phase and remains in the hot-rolled steel sheet, causing deterioration of workability, and improving ridging resistance and workability at a time by hot rolling. It becomes difficult.
下記(3)式により定まるAr値は、オーステナイト相が安定に存在する温度域から降温した場合のオーステナイト−フェライト変態点(Ar1変態点)(℃)を成分組成から推定する指標である。
Ar=−250C+73Si−66Mn−115Ni+35Cr+60Mo−18Cu+620Ti+750Al−280N+310 …(3)
ここで、(3)式の元素記号の箇所には質量%で表される当該元素の含有量が代入され、含有しない元素については0(ゼロ)が代入される。
The Ar value determined by the following formula (3) is an index for estimating the austenite-ferrite transformation point (Ar 1 transformation point) (° C.) from the component composition when the temperature falls from the temperature range where the austenite phase is stably present.
Ar = -250C + 73Si-66Mn-115Ni + 35Cr + 60Mo-18Cu + 620Ti + 750Al-280N + 310 (3)
Here, the content of the element represented by mass% is substituted for the element symbol in the formula (3), and 0 (zero) is substituted for the element not contained.
耐リジング性と加工性を顕著に改善するには、再結晶温度以上Ar1変態点以下の温度域で仕上熱間圧延を行うことが極めて有効である。Ar1変態点以下の温度域はオーステナイト相が安定に存在しない温度域であるため、オーステナイト相からフェライト相と炭化物への分解反応が促進される。Ar1変態点が高温であるほど、拡散速度の大きい高温での仕上熱延が可能となり、耐リジング性の向上だけでなく、生産性の面でも有利となる。(3)式のAr値が870以上に調整された化学組成の鋼を適用することが好ましい。過度に高いAr値に調整する必要はない。Ar値は例えば1100以下、あるいは1050以下の範囲で調整すればよい。 In order to significantly improve ridging resistance and workability, it is very effective to perform finish hot rolling in a temperature range from the recrystallization temperature to the Ar 1 transformation point. Since the temperature range below the Ar 1 transformation point is a temperature range where the austenite phase does not exist stably, the decomposition reaction from the austenite phase to the ferrite phase and carbide is promoted. The higher the Ar 1 transformation point is, the higher the finishing rate of the hot diffusion at a high diffusion rate becomes, which is advantageous not only in improving ridging resistance but also in productivity. It is preferable to apply steel having a chemical composition in which the Ar value in the formula (3) is adjusted to 870 or more. There is no need to adjust to an excessively high Ar value. For example, the Ar value may be adjusted within a range of 1100 or less or 1050 or less.
〔金属組織〕
本発明のフェライト系ステンレス鋼板は、再結晶したフェライト結晶粒で構成されるマトリックス中に炭化物粒子が分散している金属組織を呈する。マトリックスが十分に再結晶していない場合や、マルテンサイト相が残存する場合は、加工性が悪くなる。この鋼板の板厚は例えば0.4〜3.0mmである。
[Metal structure]
The ferritic stainless steel sheet of the present invention exhibits a metal structure in which carbide particles are dispersed in a matrix composed of recrystallized ferrite crystal grains. If the matrix is not sufficiently recrystallized, or if the martensite phase remains, the workability deteriorates. The plate thickness of this steel plate is, for example, 0.4 to 3.0 mm.
〔結晶方位比率〕
本発明のフェライト系ステンレス鋼板は、表面凹凸(うねり曲線)の高さと波長の両方を加味した厳しい基準で評価される優れた耐リジング性を呈する。そのような優れた耐リジング性を呈する鋼板は、前述のようにフェライト結晶コロニーが消失化していることに加え、個々のフェライト結晶粒の方位がランダム化されていることが重要である。そのランダム化の指標として、本発明では下記(2)式により定まるRND値を規定する。
RND=S111/(S001+S011) …(2)
(Crystal orientation ratio)
The ferritic stainless steel sheet of the present invention exhibits excellent ridging resistance that is evaluated by a strict standard that takes into account both the height of surface irregularities (waviness curves) and the wavelength. In the steel sheet exhibiting such excellent ridging resistance, it is important that the orientation of each ferrite crystal grain is randomized in addition to the disappearance of the ferrite crystal colony as described above. As an index of randomization, the present invention defines an RND value determined by the following equation (2).
R ND = S 111 / (S 001 + S 011 ) (2)
ここで、S001は、板厚方向に垂直な断面(ND面)についてEBSD(電子線後方散乱回折法)により測定したフェライト結晶の板厚方向結晶方位が、<001>方向から15°以内である結晶粒の、当該ND面に占める面積割合である。
S011は、同様にND面についてEBSDにより測定したフェライト結晶の板厚方向結晶方位が、<011>方向から15°以内である結晶粒の、当該ND面に占める面積割合である。
S111は、同様にND面についてEBSDにより測定したフェライト結晶の板厚方向結晶方位が、<111>方向から15°以内である結晶粒の、当該ND面に占める面積割合である。
EBSDによるND面の測定面積は、無作為に設定した1つまたは複数の視野にて合計10mm2以上とすればよい。
Here, S 001 is the plate thickness direction the crystal orientation of the ferrite crystal measured by the cross-section perpendicular to the thickness direction (ND plane) EBSD (electron backscatter diffraction method), within 15 ° from the <001> direction It is the area ratio of a certain crystal grain in the ND plane.
Similarly, S 011 is the area ratio of the crystal grains with the plate thickness direction crystal orientation of the ferrite crystal measured by EBSD on the ND plane within 15 ° from the <011> direction in the ND plane.
Similarly, S 111 is an area ratio of crystal grains having a plate thickness direction crystal orientation of the ferrite crystal measured by EBSD on the ND plane within 15 ° from the <111> direction in the ND plane.
The measurement area of the ND surface by EBSD may be a total of 10 mm 2 or more in one or a plurality of fields set at random.
発明者らの検討によれば、うねりの高さと波長の両方で評価される耐リジング性を改善するためには、上記(2)式のRND値が2.8以下である結晶方位比率とすることが効果的である。このような冷延焼鈍鋼板は、従来一般的な工程で製造されるフェライト系ステンレス鋼の冷延焼鈍鋼板と比べ、<111>方向が板厚方向に近い方向に向いている結晶粒の割合が小さく、<001>方向や<011>方向が板厚方向に近い方向に向いている結晶粒の割合が大きいものである。特に、RND値が2.0以下であることがより好ましい。ただし、過度に低いRND値としても、それに見合った耐リジング性の改善効果は小さくなると考えられる。RND値は例えば1.0以上の範囲で調整すればよい。低いRND値を得るには後述の熱間圧延条件に従うことが有効である。そのうえで更に熱延板焼鈍を行うと、2.0以下、あるいは更に1.8以下といった特に低いRND値に調整することができる。 According to the study by the inventors, in order to improve the ridging resistance evaluated by both the height of the undulation and the wavelength, the crystal orientation ratio in which the R ND value of the above formula (2) is 2.8 or less, It is effective to do. Such a cold-rolled annealed steel sheet has a ratio of crystal grains in which the <111> direction is close to the plate thickness direction as compared with a ferritic stainless steel cold-rolled annealed steel sheet manufactured in a conventional general process. The ratio of crystal grains that are small and the <001> direction and the <011> direction are close to the plate thickness direction is large. In particular, the R ND value is more preferably 2.0 or less. However, even if the ND value is excessively low, the effect of improving the ridging resistance commensurate with it is considered to be small. The R ND value may be adjusted within a range of, for example, 1.0 or more. In order to obtain a low RND value, it is effective to follow the hot rolling conditions described later. Furthermore, if hot-rolled sheet annealing is further performed, it can be adjusted to a particularly low RND value of 2.0 or less, or 1.8 or less.
〔加工性〕
上述のように、本発明に従うフェライト系ステンレス鋼板はマトリックスがフェライト再結晶粒からなる金属組織を有し、良好な加工性を呈する。JIS13B号引張試験片による圧延方向の破断伸び(JIS Z2241:2011)は例えば26.0%以上である。特に、上述のRND値が1.8以下であるような極めてランダム化された組織状態にコントロールされた鋼板においては、顕著な耐リジング性向上効果とともに、圧延方向の破断伸び(JIS Z2241:2011)が30.0%以上という優れた延性を実現することができる。
[Processability]
As described above, the ferritic stainless steel sheet according to the present invention has a metal structure whose matrix is composed of ferrite recrystallized grains, and exhibits good workability. The elongation at break (JIS Z2241: 2011) in the rolling direction by a JIS No. 13B tensile test piece is, for example, 26.0% or more. In particular, in a steel sheet R ND values described above is controlled in a very randomized tissue condition such that 1.8 or less, with remarkable anti-ridging property improvement effect, breaking elongation in the rolling direction (JIS Z2241: 2011 ) Can achieve excellent ductility of 30.0% or more.
本発明に従うフェライト系ステンレス鋼板は、面内異方性に関しても良好に維持されており、優れた耐リジング性との両立が実現できている。具体的には、JIS13B号引張試験片を用いて標点距離25mm、ひずみ量15%の条件で測定される下記(4)式の面内異方性Δr(JIS Z2254:2008)が1.10以下をクリアしており、多くの用途においてr値の面内異方性に起因する問題を生じることなく表面性状の良好な加工製品を得ることができる。
Δr=(rL−2rD+rT)/2 …(4)
ここで、rL、rDおよびrTは、それぞれ試験片を板面の圧延方向に対し、平行、45°方向および90°方向に採取し測定したr値(塑性ひずみ比)である。
The ferritic stainless steel sheet according to the present invention is well maintained in terms of in-plane anisotropy, and is compatible with excellent ridging resistance. Specifically, the in-plane anisotropy Δr (JIS Z2254: 2008) of the following formula (4) measured using a JIS No. 13B tensile test piece under the conditions of a gauge distance of 25 mm and a strain amount of 15% is 1.10. The following are cleared, and in many applications, a processed product having a good surface property can be obtained without causing a problem due to the in-plane anisotropy of the r value.
Δr = (r L −2r D + r T ) / 2 (4)
Here, r L , r D, and r T are r values (plastic strain ratios) measured by collecting test pieces in parallel, 45 ° direction, and 90 ° direction with respect to the rolling direction of the plate surface.
また、後述の熱間圧延を施した後、熱延板焼鈍を省略する工程を採用することにより、特に上記Δrが0.70以下と小さい鋼板を得ることができる。このようにr値の面内異方性が小さい鋼板は、張出しや深絞りの変形要素が大きい加工製品への適用に好適である。 In addition, a steel sheet having a small Δr of 0.70 or less can be obtained by adopting a process of omitting hot-rolled sheet annealing after hot rolling described later. Thus, a steel sheet having a small r-value in-plane anisotropy is suitable for application to a processed product having large deformation elements such as overhang and deep drawing.
〔耐リジング性〕
本発明に従うフェライト系ステンレス鋼板は、表面凹凸の高さと波長の両方を加味した厳しい基準で評価される優れた耐リジング性を有する。その具体的評価指標として、下記(A)で定義されるリジング指標「Wa×WSm値」を採用することができる。
(A)長手方向が圧延方向となるように採取されたJIS5号引張試験片を用いて、平行部での伸び率が20%となるまで引張ひずみを付与したのち徐荷し、徐荷後の試験片平行部に圧延直角方向の測定ラインを5mm間隔で5本定め、JIS B0601:2013に従い、各測定ライン上で基準長さ20mmの表面プロフィールを測定し、カットオフ値λf=8.0mm、λc=0.5mmとして波長成分0.5〜8.0mmのうねり曲線を定め、5本の測定ライン毎に上記うねり曲線から算術平均うねりWa(μm)およびうねり曲線要素の平均長さWSm(μm)を求め、各測定ラインでのWaの加算平均値Wa(AVE)とWSmの加算平均値WSm(AVE)との積、Wa(AVE)×WSm(AVE)を算出する。この試験を3本の試験片について行い、計6個(試験片3本×両面)のWa(AVE)×WSm(AVE)値の加算平均値を、当該鋼板のリジング指標である「Wa×WSm値」とする。
(Ridging resistance)
The ferritic stainless steel sheet according to the present invention has excellent ridging resistance that is evaluated according to a strict standard in consideration of both the height of surface irregularities and the wavelength. As a specific evaluation index, a ridging index “Wa × WSm value” defined in (A) below can be adopted.
(A) Using a JIS No. 5 tensile test specimen collected so that the longitudinal direction is the rolling direction, the tensile strain was applied until the elongation at the parallel portion was 20%, and then the load was gradually reduced. Five measurement lines in the direction perpendicular to the rolling direction are defined on the parallel part of the test piece at intervals of 5 mm, a surface profile having a reference length of 20 mm is measured on each measurement line in accordance with JIS B0601: 2013, a cutoff value λf = 8.0 mm, An undulation curve having a wavelength component of 0.5 to 8.0 mm is defined with λc = 0.5 mm, and an arithmetic average undulation Wa (μm) and an average length WSm (μm) of the undulation curve element are calculated from the undulation curve for every five measurement lines. ) And the product of the Wa average addition value Wa (AVE) and the WSm addition average value WSm (AVE) in each measurement line, Wa (AVE) × WSm (AVE) is calculated. This test was performed on three test pieces, and the total of six (three test pieces × both sides) Wa (AVE) × WSm (AVE) averages was calculated as “Wa × WSm” which is the ridging index of the steel sheet. Value ”.
上記のRND値を2.8以下とした本発明の鋼板では、Wa×WSm値が12000以下となる耐リジング性を実現できる。このような鋼板は、表面凹凸の高さと波長の両方を加味した厳しい基準での優れた耐リジング性を有すると評価できる。特にRND値を1.8以下にコントロールした鋼板では、Wa×WSm値が8500以下という非常に優れた耐リジング性を安定して実現することができる。 The steel sheet of the present invention in which the above the R ND value of 2.8 or less, Wa × WSm value can be realized ridging resistance as the 12000 or less. Such a steel sheet can be evaluated as having excellent ridging resistance on a strict standard in consideration of both the height of the surface irregularities and the wavelength. Especially in steel with controlled R ND value to 1.8 or less, Wa × WSm value can be realized stably very good ridging resistance of 8500 or less.
〔製造工程〕
本発明に従うフェライト系ステンレス鋼板は、例えば以下のような工程によって製造することができる。
鋳片加熱→熱間圧延→(熱延板焼鈍)→冷間圧延→仕上焼鈍
上記のうち「熱延板焼鈍」の工程は、特に優れた耐リジング性の実現を重視する場合などに選択的に採用することができる。なお、上記工程中には「酸洗」の記載を省略しているが、酸洗は常法に従い適宜実施される。
〔Manufacturing process〕
The ferritic stainless steel sheet according to the present invention can be manufactured, for example, by the following process.
Slab heating-> hot rolling-> (hot-rolled sheet annealing)->cold-rolling-> finish annealing Among the above, the "hot-rolled sheet annealing" process is selective especially when emphasizing the realization of excellent ridging resistance Can be adopted. In addition, although description of "pickling" is abbreviate | omitted in the said process, pickling is suitably implemented according to a conventional method.
上述の組織状態(金属組織および結晶方位比率)を得るためには、鋳片加熱と、熱間圧延の工程を工夫する必要がある。また、必要に応じて熱延板焼鈍を行うことができる。それ以外の工程については、従来一般的な条件を適用すればよい。以下、鋳片加熱、熱間圧延、熱延板焼鈍について説明する。 In order to obtain the above-described structure state (metal structure and crystal orientation ratio), it is necessary to devise slab heating and hot rolling processes. Moreover, hot-rolled sheet annealing can be performed as needed. For other steps, conventional general conditions may be applied. Hereinafter, slab heating, hot rolling, and hot rolled sheet annealing will be described.
〔鋳片加熱〕
熱間圧延前の鋳片加熱は1050〜1150℃の温度範囲で行うことが望ましい。鋳片加熱温度が高すぎると鋳片加熱炉から抽出したときのオーステナイト量が少なくなる。オーステナイト相はフェライト相と比較して硬質であるため、圧延時にはオーステナイト相の量が多いほどフェライト相へのひずみの導入が促進されやすく、フェライト結晶コロニーの消失化に有利となる。したがって、鋳片加熱温度を高くしすぎないことが耐リジング性向上には有利となる。一方、鋳片加熱温度が低すぎると、変形抵抗が大きくなり圧延負荷が増大する。
[Casting heating]
The slab heating before hot rolling is desirably performed in a temperature range of 1050 to 1150 ° C. If the slab heating temperature is too high, the amount of austenite when extracted from the slab heating furnace decreases. Since the austenite phase is harder than the ferrite phase, the larger the amount of austenite phase during rolling, the easier the introduction of strain into the ferrite phase is facilitated, which is advantageous for the disappearance of ferrite crystal colonies. Therefore, it is advantageous for improving the ridging resistance that the slab heating temperature is not set too high. On the other hand, if the slab heating temperature is too low, the deformation resistance increases and the rolling load increases.
〔熱間圧延〕
熱間圧延は、粗圧延機と仕上圧延機を用いて行うことができる。仕上圧延機は、熱延鋼板の最終目標板厚まで圧下することができる熱間圧延機である。以下、粗圧延機で行う熱間圧延を「粗圧延」、仕上圧延機で行う熱間圧延を「仕上熱延」と言う。ここでは仕上熱延を再結晶温度以上、かつ(3)式のAr値(℃)で表される温度以下の温度範囲で行うことによって、耐リジング性と加工性の向上を図る。そのためには、コイラーファーネスを有するリバース式熱延機を使用し、各仕上熱延のパス間において、再結晶温度以上Ar値(℃)で表される温度以下で加熱することが極めて有効である。Ar値以下の温度域は、オーステナイト相が平衡論的に安定に存在できない温度域に相当する。この温度域で圧下と加熱を繰り返すことによって、オーステナイト相からフェライト相と炭化物への分解反応が促進される。また、再結晶温度以上で仕上熱延を終了させることによって、マトリックスは再結晶したフェライト結晶となる。この手法によって、再結晶したフェライト結晶中に炭化物が析出した組織状態の熱延鋼板が得られる。なお、本発明の対象鋼種の再結晶温度は800℃前後である。そのため、例えば850℃以上の温度域で仕上熱延を行えば「再結晶温度以上で熱間圧延を行う」という要件を十分に満たすことができる。したがって、仕上熱延での圧延温度およびパス間加熱温度は、例えば850℃以上かつ(2)式のAr値に相当する温度(℃)以下の範囲に管理してもよい。仕上熱延でのトータル圧延率は例えば55〜90%、仕上熱延の圧延パス数は例えば5〜7パスとすることができる。また、仕上熱延の初パス開始から最終パス終了までの所要時間は、パス間加熱の保持時間を含めて、例えば5〜15分の範囲とすることが好ましい。熱延鋼板の板厚は例えば2.0〜8.0mmの範囲で調整すればよい。
(Hot rolling)
Hot rolling can be performed using a roughing mill and a finish rolling mill. The finish rolling mill is a hot rolling mill that can be rolled down to the final target thickness of the hot rolled steel sheet. Hereinafter, hot rolling performed with a rough rolling mill is referred to as “rough rolling”, and hot rolling performed with a finishing rolling mill is referred to as “finish hot rolling”. Here, finishing hot rolling is performed in a temperature range equal to or higher than the recrystallization temperature and equal to or lower than the temperature represented by the Ar value (° C.) in the formula (3), thereby improving ridging resistance and workability. For that purpose, it is very effective to use a reverse hot rolling machine having a coiler furnace and to heat between the recrystallization temperature and the temperature represented by the Ar value (° C.) between the finishing hot rolling passes. . The temperature range below the Ar value corresponds to a temperature range where the austenite phase cannot exist stably in an equilibrium manner. By repeating the reduction and heating in this temperature range, the decomposition reaction from the austenite phase to the ferrite phase and carbide is promoted. Further, by finishing the finish hot rolling at the recrystallization temperature or higher, the matrix becomes a recrystallized ferrite crystal. By this method, a hot-rolled steel sheet having a microstructure in which carbides are precipitated in the recrystallized ferrite crystal can be obtained. In addition, the recrystallization temperature of the target steel type of the present invention is around 800 ° C. Therefore, for example, if the finish hot rolling is performed in a temperature range of 850 ° C. or higher, the requirement of “hot rolling at a recrystallization temperature or higher” can be sufficiently satisfied. Therefore, the rolling temperature and the heating temperature between passes in the finish hot rolling may be managed within a range of, for example, 850 ° C. or more and a temperature (° C.) or less corresponding to the Ar value in the equation (2). The total rolling rate in finish hot rolling can be 55 to 90%, for example, and the number of rolling passes in finish hot rolling can be 5 to 7 passes, for example. Moreover, it is preferable that the time required from the start of the first pass of finishing hot rolling to the end of the final pass is in the range of, for example, 5 to 15 minutes including the holding time of the heating between passes. What is necessary is just to adjust the plate | board thickness of a hot-rolled steel plate in the range of 2.0-8.0 mm, for example.
ここで開示の熱間圧延手法は、熱間圧延時にオーステナイト相を直接、フェライト相と炭化物へ分解させてしまうものである。このようにして得られた熱延鋼板を使用すると、熱間圧延後の焼鈍で炭化物の析出を図る従来一般的な手法と比べ、冷延焼鈍鋼板における結晶方位のランダム化が増大し、うねり曲線の高さに関するパラメータと波長に関するパラメータの積によって評価されるような厳しい基準での優れた耐リジング性を顕著に向上させることができる。タンデムミルを用いた一般的な仕上熱延では、オーステナイト相からフェライト相と炭化物への分解反応を十分に進行させる時間的余裕がない。 The hot rolling method disclosed here causes the austenite phase to be directly decomposed into a ferrite phase and carbide during hot rolling. When using the hot-rolled steel sheet obtained in this way, the randomization of the crystal orientation in the cold-rolled annealed steel sheet is increased compared to the conventional general method for precipitation of carbides by annealing after hot rolling, and the waviness curve The excellent ridging resistance on a strict standard as evaluated by the product of the parameter relating to the height of the light and the parameter relating to the wavelength can be remarkably improved. In general finish hot rolling using a tandem mill, there is no time to sufficiently proceed the decomposition reaction from the austenite phase to the ferrite phase and carbide.
上述の特許文献1には、パス間加熱を行いながら850℃以上で仕上熱延を行う手法が開示されている。しかし、Al、Tiを含有しない鋼を対象としており、850℃以上の温度域は特許文献1に開示の鋼にとってオーステナイト相が安定して存在する領域に相当すると考えられる。そのため、熱間圧延時にオーステナイト相を直接、フェライト相と炭化物へ分解させてしまうことができない。また、この文献ではBを含有しないNb添加鋼を対象としており、適用鋼種が異なる。特許文献1の技術では本発明で意図する優れた耐リジング性を実現することは困難である。 Patent Document 1 described above discloses a method of performing finish hot rolling at 850 ° C. or higher while performing heating between passes. However, steel that does not contain Al or Ti is targeted, and the temperature range of 850 ° C. or higher is considered to correspond to the region in which the austenite phase stably exists for the steel disclosed in Patent Document 1. Therefore, the austenite phase cannot be directly decomposed into a ferrite phase and carbide during hot rolling. Moreover, in this literature, the Nb addition steel which does not contain B is made into object, and applicable steel types differ. With the technique of Patent Document 1, it is difficult to realize the excellent ridging resistance intended by the present invention.
〔熱延板焼鈍〕
必要に応じて熱延板焼鈍を行うことができる。上述のRND値が例えば2.0以下、あるいは更に1.8以下といった特に低い値をとるような冷延焼鈍鋼板を得て、上述のWa×WSm値が例えば8500以下という非常に優れた耐リジング性を狙う場合は、熱延板焼鈍を行うことが望ましい。長時間のバッチ式焼鈍を行っても構わないが、連続焼鈍酸洗ラインでの短時間の焼鈍でも大きな効果が得られる。バッチ式焼鈍では例えば830℃以上Ar値(℃)で表される温度以下で9〜24時間保持する条件が適用できる。連続焼鈍では例えば870℃以上Ar値(℃)で表される温度以下の範囲に定めた所定温度で0〜60秒保持する条件が適用できる。保持時間0秒とは、所定の温度に到達したのち直ちに冷却するヒートパターンを意味する。
[Hot rolled sheet annealing]
Hot-rolled sheet annealing can be performed as necessary. Above R ND value is for example 2.0 or less, or even to obtain a cold-rolled annealed steel sheet, such as taking a particularly low value such as 1.8 or less, very good as Wa × WSm values described above for example 8500 or less resistant When aiming at ridging, it is desirable to perform hot-rolled sheet annealing. Long-term batch annealing may be performed, but a large effect can be obtained by short-time annealing in a continuous annealing pickling line. In the batch annealing, for example, a condition of holding for 9 to 24 hours at a temperature represented by 830 ° C. or higher and Ar value (° C.) can be applied. In the continuous annealing, for example, a condition of holding for 0 to 60 seconds at a predetermined temperature set in a range of 870 ° C. or more and a temperature represented by an Ar value (° C.) is applicable. The holding time of 0 seconds means a heat pattern that cools immediately after reaching a predetermined temperature.
一方、上述のWa×WSm値が例えば12000以下となる優れた耐リジング性を実現するとともに、r値の面内異方性Δrの低減をも重視する場合(例えばΔrを0.70と小さくコントロールしたい場合)には、熱延板焼鈍を省略し、そのまま冷間圧延工程に進めることが有利となることがわかった。本発明で規定する化学組成の鋼に上述の熱間圧延手法を適用することにより、オーステナイト相からフェライト相と炭化物への分解が十分に進行し、再結晶も促進される。ただし、この段階(as hot)の熱延板は、その後に熱延板焼鈍を施した熱延焼鈍鋼板と比べると、熱間圧延に起因するひずみを内部にある程度蓄えている。このひずみを積極的に利用することにより、r値の面内異方性を一層効果的に低減することができる。すなわち、熱延板焼鈍を省略した場合には、上記の熱間圧延に起因するひずみに、冷間圧延により導入される加工ひずみが加わった状態で最終的な仕上焼鈍に供されることになる。そのことが、r値の面内異方性Δrの低減に有利な結晶配向(上記RND値が1.8を超え2.8以下)の形成に寄与しているのではないかと推察される。 On the other hand, when realizing excellent ridging resistance in which the above Wa × WSm value is 12000 or less, for example, and also focusing on the reduction of the in-plane anisotropy Δr of the r value (for example, Δr is controlled to a small value of 0.70 It was found that it is advantageous to omit the hot-rolled sheet annealing and proceed to the cold rolling process as it is. By applying the hot rolling method described above to the steel having the chemical composition defined in the present invention, the decomposition from the austenite phase to the ferrite phase and carbide proceeds sufficiently, and recrystallization is also promoted. However, the hot-rolled sheet at this stage (as hot) stores strain caused by hot rolling to some extent in comparison with a hot-rolled annealed steel sheet that has been subsequently subjected to hot-rolled sheet annealing. By positively using this strain, the in-plane anisotropy of the r value can be more effectively reduced. That is, when hot-rolled sheet annealing is omitted, the final finish annealing is performed in a state in which processing strain introduced by cold rolling is added to strain resulting from the above hot rolling. . It is presumed that this may contribute to the formation of crystal orientation (the above R ND value exceeds 1.8 and 2.8 or less) advantageous for reducing the in-plane anisotropy Δr of the r value. .
表1A、1Bに示す鋼を溶製し、連続鋳造スラブ(板厚約200mm)を得た。これをスラブ加熱炉で加熱した後、炉から出し、粗圧延および仕上熱延を施し、巻き取ることにより熱延鋼板とした。鋳片(連続鋳造スラブ)の加熱は、表2、表3中に示した鋳片加熱温度にて、保持時間120〜300分の範囲で行った。粗圧延によって板厚18〜23mmの粗圧延材としたのち、仕上熱延を行った。仕上圧延機は、比較例B23を除きリバース式であり、ミルの両側に各圧延パス間で鋼板を巻き取って加熱保持する炉(コイラーファーネス)を備えている。仕上熱延の合計パス数は5〜7パスとし、各パス間でコイラーファーネスにて加熱処理を行った。その加熱温度は表2、表3中に示してある。各パス間での加熱温度は一律とした。比較例B23ではタンデムミルにより仕上熱延を行った。いずれの例においても、仕上熱延の最終パス終了後には熱処理を加えることなく巻き取り、大気中で放冷した。このようにして板厚2.0〜8.0mmの熱延鋼板を得た。 Steels shown in Tables 1A and 1B were melted to obtain continuous cast slabs (plate thickness of about 200 mm). After heating this with a slab heating furnace, it was taken out of the furnace, subjected to rough rolling and finish hot rolling, and wound to obtain a hot rolled steel sheet. The slab (continuous cast slab) was heated at the slab heating temperature shown in Tables 2 and 3 for a holding time of 120 to 300 minutes. After a rough rolled material having a plate thickness of 18 to 23 mm by rough rolling, finish hot rolling was performed. The finishing mill is a reverse type except for Comparative Example B23, and is provided with a furnace (coiler furnace) that winds and holds a steel plate between each rolling pass on both sides of the mill. The total number of passes for finishing hot rolling was 5 to 7 passes, and heat treatment was performed between each pass with a coiler furnace. The heating temperature is shown in Tables 2 and 3. The heating temperature between each pass was made uniform. In Comparative Example B23, finish hot rolling was performed by a tandem mill. In any example, after finishing the final pass of the finish hot rolling, the film was wound up without being subjected to heat treatment and allowed to cool in the air. Thus, a hot rolled steel sheet having a thickness of 2.0 to 8.0 mm was obtained.
得られた熱延鋼板からサンプルを採取し、圧延方向および板厚方向に平行な断面(L断面)の組織観察および硬さ測定を行った。光学顕微鏡による金属組織観察にてフェライト結晶粒が再結晶化しているかどうかを調べ、再結晶化しているものを○(再結晶化:合格)、それ以外を×(再結晶化:不合格)と評価した。硬さ試験はJIS Z2244:2009に従って行い、L断面内に無作為に定めた位置での10点の硬さ測定値を平均した値を当該熱延鋼板の硬さとした。フェライト相が再結晶化していても、マルテンサイト相が存在する場合には硬さが高くなる。結果を表2、表3に示す。 A sample was taken from the obtained hot-rolled steel sheet, and the structure observation and hardness measurement of a cross section (L cross section) parallel to the rolling direction and the plate thickness direction were performed. It is checked whether the ferrite crystal grains are recrystallized by observing the metallographic structure with an optical microscope. The recrystallized one is ○ (recrystallized: accepted), and the others are x (recrystallized: rejected). evaluated. The hardness test was performed in accordance with JIS Z2244: 2009, and the hardness of the hot-rolled steel sheet was defined as an average value of 10 hardness measurement values at positions randomly determined in the L cross section. Even if the ferrite phase is recrystallized, the hardness increases when the martensite phase is present. The results are shown in Tables 2 and 3.
続いて、一部の例では熱延鋼板にバッチ式焼鈍炉または連続焼鈍炉により熱延板焼鈍を施した。熱延板焼鈍の有無あるいは熱延板焼鈍条件は表2、表3中に示してある。次いで、酸洗、冷間圧延、仕上焼鈍(870℃×5秒)、酸洗を順次施し、板厚0.7mmの冷延焼鈍鋼板を得た。冷延焼鈍鋼板からサンプルを採取し、以下の調査を行った。 Subsequently, in some examples, the hot-rolled steel sheet was subjected to hot-rolled sheet annealing using a batch annealing furnace or a continuous annealing furnace. The presence or absence of hot-rolled sheet annealing or hot-rolled sheet annealing conditions are shown in Tables 2 and 3. Next, pickling, cold rolling, finish annealing (870 ° C. × 5 seconds), and pickling were sequentially performed to obtain a cold-rolled annealed steel plate having a thickness of 0.7 mm. Samples were taken from cold-rolled annealed steel sheets and the following investigations were performed.
〔金属組織〕
L断面について光学顕微鏡にて金属組織観察を行った。その結果、本発明例の冷延焼鈍鋼板はいずれも、再結晶したフェライト結晶粒で構成されるマトリックス中に炭化物粒子が分散している金属組織を呈していることが確認された。
[Metal structure]
The L structure was observed for the metal structure with an optical microscope. As a result, it was confirmed that all of the cold-rolled annealed steel sheets of the present invention exhibited a metal structure in which carbide particles were dispersed in a matrix composed of recrystallized ferrite crystal grains.
〔結晶方位比率〕
板厚方向に垂直な断面(ND面)について、TSL社製;結晶方位解析システム(PEGASUS2300)を使用してEBSD(電子線後方散乱回折法)により板厚方向のフェライト結晶方位を測定した。測定面は圧延面をSiCペーパー(JIS R6010:2000に規定される粒度P180、P320、P500およびP1000)で0.2mm研磨した後バフ研磨仕上げにより平滑に調製した表面とした。無作為に2mm×2mmの測定視野を3視野選択し、それぞれの視野についてステップサイズ(測定ピッチ)0.5μmで電子線を照射して、001逆極点図に基づくBCC結晶方位マップを作成した。結晶方位マップにおいては、フェライト結晶の<001>、<011>、<111>方向からそれぞれ15°以内である領域が区別できるようにした。上記それぞれの領域の面積を画像解析ソフトウエアにより算出した。各視野での算出結果から、<001>、<011>、<111>方向からそれぞれ15°以内である領域の合計面積を求め、それらを前記(2)式に代入することによりRND値を定めた。結果を表2、表3に示す。
(Crystal orientation ratio)
With respect to the cross section (ND plane) perpendicular to the plate thickness direction, the ferrite crystal orientation in the plate thickness direction was measured by EBSD (electron beam backscatter diffraction method) using a crystal orientation analysis system (PEGASUS2300) manufactured by TSL. The measurement surface was a smooth surface prepared by polishing the rolled surface with SiC paper (grain sizes P180, P320, P500 and P1000 defined in JIS R6010: 2000) by 0.2 mm and then buffing. Three measurement fields of 2 mm × 2 mm were selected at random, and each field was irradiated with an electron beam with a step size (measurement pitch) of 0.5 μm to create a BCC crystal orientation map based on the 001 reverse pole figure. In the crystal orientation map, regions within 15 ° from the <001>, <011>, and <111> directions of the ferrite crystal can be distinguished. The area of each of the above regions was calculated by image analysis software. From the calculation results in each field of view, the total area of the regions within 15 ° from each of the <001>, <011>, and <111> directions is obtained, and the R ND value is calculated by substituting them into the equation (2) Determined. The results are shown in Tables 2 and 3.
〔耐リジング性〕
各冷延焼鈍鋼板から長手方向が圧延方向となるようにJIS5号引張試験片を採取した。この試験片に平行部での伸び率が20%となるまで引張ひずみを付与したのち徐荷し、リジング測定試料とした。リジング測定試料の平行部に、圧延直角方向(すなわち試験片の長手方向に対して直角方向)の測定ラインを5mm間隔で5本定めた。接触式表面粗さ計(東京精密社製;SURFCOM2900DX)を用いて、JIS B0601:2013に従い、各測定ライン上で基準長さ20mmの表面プロフィールを測定し、カットオフ値λf=8.0mm、λc=0.5mmとして、波長成分0.5〜8.0mmのうねり曲線を定めた。λf=8.0mmとすることで板反りに起因するうねり成分を除去している。5本の測定ラインについて上記うねり曲線から算術平均うねりWa(μm)およびうねり曲線要素の平均長さWSm(μm)を求めた。各測定ラインで求めた5個のWaの加算平均値Wa(AVE)と、同じく各測定ラインで求めた5個のWSmの加算平均値WSm(AVE)との積、Wa(AVE)×WSm(AVE)を当該測定面におけるリジング指標値とした。同様の操作を、同じリジング測定試料の反対側の表面(前記測定面の裏側表面)についても実施し、反対側測定面におけるリジング指標値を求めた。リジング測定試料は各冷延焼鈍鋼板につき3本用意し、それぞれの試料の両面について上記リジング指標値の算出を実施した。このようにして、各冷延焼鈍鋼板につき計6個(試験片3本×両面)のリジング指標値を求めた。そして、上記6個のリジング指標値を加算平均することにより、当該冷延焼鈍鋼板のリジング指標値を定めた。以下、このようにして求めたリジング指標値を「Wa×WSm値」と表記する。発明者らの検討によれば、うねりの高さと波長の両方を加味した上記Wa×WSm値が12000以下であれば、種々の加工製品で意匠性の高い平滑な表面外観が得られる優れた耐リジング性を呈すると評価することができる。したがって、Wa×WSm値が12000以下のものを合格と判定した。なかでも、Wa×WSm値が8500以下のものは非常に優れた耐リジング性を有すると評価できる。結果を表2、表3に示す。表2、表3には、Wa×WSm値が8500以下のものに◎、8500超え12000以下のものに○、それ以外に×を付記した。
(Ridging resistance)
A JIS No. 5 tensile test piece was collected from each cold-rolled annealed steel sheet so that the longitudinal direction was the rolling direction. A tensile strain was applied to the test piece until the elongation at the parallel portion became 20%, and then the load was gradually loaded to obtain a ridging measurement sample. Five measurement lines in the direction perpendicular to the rolling direction (that is, the direction perpendicular to the longitudinal direction of the test piece) were determined at intervals of 5 mm on the parallel portion of the ridging measurement sample. Using a contact type surface roughness meter (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd .; SURFCOM 2900DX), a surface profile having a reference length of 20 mm is measured on each measurement line in accordance with JIS B0601: 2013, and a cutoff value λf = 8.0 mm, λc = Wave curve with wavelength component of 0.5 to 8.0 mm was defined as 0.5 mm. By setting λf = 8.0 mm, the swell component due to the plate warpage is removed. The arithmetic average waviness Wa (μm) and the average length WSm (μm) of the waviness curve elements were determined from the waviness curves for the five measurement lines. The product of the addition average value Wa (AVE) of the five Wa obtained in each measurement line and the addition average value WSm (AVE) of the five WSm obtained in the same measurement line, Wa (AVE) × WSm ( AVE) was defined as a ridging index value on the measurement surface. The same operation was performed on the opposite surface (the back surface of the measurement surface) of the same ridging measurement sample, and the ridging index value on the opposite measurement surface was obtained. Three ridging samples were prepared for each cold-rolled annealed steel sheet, and the ridging index values were calculated for both surfaces of each sample. In this way, a total of 6 (3 test pieces × both sides) ridging index values were determined for each cold-rolled annealed steel sheet. Then, the ridging index value of the cold-rolled annealed steel sheet was determined by averaging the six ridging index values. Hereinafter, the ridging index value obtained in this way is referred to as “Wa × WSm value”. According to the study by the inventors, if the Wa × WSm value taking into account both the height of the waviness and the wavelength is 12000 or less, it is possible to obtain a smooth surface appearance with high design properties in various processed products. It can be evaluated that it exhibits ridging properties. Therefore, a Wa × WSm value of 12000 or less was determined to be acceptable. Especially, it can be evaluated that the thing of WaxWSm value is 8500 or less has very excellent ridging resistance. The results are shown in Tables 2 and 3. In Tables 2 and 3, ◎ is added to those having a Wa × WSm value of 8500 or less, ○ is added to those having a value of 8500 and 12000 or less, and × is added to the others.
〔溶接性〕
鋼板表面に、電極1.6mmφ、溶接電流60A、速度10mm/秒の条件でTIGなめ付け溶接を施し、その溶接部についてカラーチェック(浸透探傷検査)を行った。割れが認められないものを○(溶接性;良好)、それ以外を×(溶接性;不良)と判定した。結果を表2、表3に示す。
(Weldability)
The steel sheet surface was subjected to TIG tanning welding under the conditions of an electrode of 1.6 mmφ, a welding current of 60 A, and a speed of 10 mm / second, and a color check (penetration flaw inspection) was performed on the welded portion. The case where no crack was observed was judged as ◯ (weldability: good), and the others were judged as x (weldability; poor). The results are shown in Tables 2 and 3.
〔加工性〕
(破断伸び)
各冷延焼鈍鋼板からJIS13B号引張試験片を採取し、JIS Z2241:2011に従い圧延方向の引張試験を行い、破断後の試験片から破断伸び(%)を測定した。破断伸びが30%以上であるものを◎(延性;優秀)、26%以上であるものを○(延性;良好)、それ以外を×(延性;不良)と判定した。
[Processability]
(Elongation at break)
A JIS No. 13B tensile test piece was collected from each cold-rolled annealed steel sheet, subjected to a tensile test in the rolling direction in accordance with JIS Z2241: 2011, and the elongation at break (%) was measured from the test piece after breakage. Those having an elongation at break of 30% or more were judged as ◎ (ductility; excellent), those with 26% or more were judged as ○ (ductility; good), and others were judged as × (ductility; poor).
(面内異方性)
各冷延焼鈍鋼板から、長手方向が板面の圧延方向に対し、平行方向(L方向)、45°方向(D方向)、90°方向(T方向)であるJIS13B号引張試験片を採取し、それらの試験片にJIS Z2241:2011に従う引張試験により標点距離25mm、ひずみ量15%のひずみを付与し、JIS Z2254:2008に規定されるr値の面内異方性Δrを前掲の(4)式により求めた。Δrが0.70以下であるものを◎(面内異方性;優秀)、0.70を超え1.10以下であるものを○(面内異方性;良好)、それ以外を×(面内異方性;不良)と判定した。
これらの結果を表2、表3に示す。
(In-plane anisotropy)
From each cold-rolled annealed steel sheet, JIS13B tensile test specimens whose longitudinal direction is parallel (L direction), 45 ° direction (D direction), and 90 ° direction (T direction) with respect to the rolling direction of the plate surface were collected. These specimens were subjected to a tensile test according to JIS Z2241: 2011 by applying a strain with a gauge distance of 25 mm and a strain amount of 15%, and the in-plane anisotropy Δr of the r value specified in JIS Z2254: 2008 was 4) Obtained by the equation. When Δr is 0.70 or less, ◎ (in-plane anisotropy; excellent), when it exceeds 0.70 and is 1.10 or less, ○ (in-plane anisotropy; good), and other than x ( In-plane anisotropy; poor).
These results are shown in Tables 2 and 3.
本発明例のものはいずれも、仕上熱延において、オーステナイト相が安定に存在しない温度域(Ar値よりも低い温度域)でパス間加熱を行いながら圧延を行うことにより、熱間圧延時にオーステナイト相からフェライト相と炭化物への分解反応を十分に促進させたものである。それらの熱延鋼板に由来する冷延焼鈍鋼板では(2)式で表される結晶方位比率RND値が低く、フェライト結晶方位のランダム化が進んでいる。その結果、優れた耐リジング性が得られた。これらはいずれも、延性およびr値の面内異方性についても良好であり、厳しい評価基準での耐リジング性と、加工性との両立が実現されている。また、熱延板焼鈍を施した例ではRND値が非常に低く、それに伴い耐リジング性はより一層改善されている。熱延板焼鈍を省略した例ではr値の面内異方性の改善効果が大きい。 All of the examples of the present invention are austenite during hot rolling by performing rolling while performing interpass heating in a temperature range where the austenite phase does not exist stably (temperature range lower than the Ar value) in finish hot rolling. The decomposition reaction from the phase to the ferrite phase and carbide is sufficiently promoted. In cold-rolled annealed steel sheets derived from these hot-rolled steel sheets, the crystal orientation ratio RND value represented by the formula (2) is low, and randomization of ferrite crystal orientations is progressing. As a result, excellent ridging resistance was obtained. All of these are good in ductility and in-plane anisotropy of the r value, and both ridging resistance and workability on a strict evaluation standard are realized. Also, R ND value is example that a hot-rolled sheet annealing is very low, ridging resistance with it is more is more improved. In the example in which hot-rolled sheet annealing is omitted, the effect of improving the in-plane anisotropy of the r value is great.
比較例B1、B5は仕上熱延のパス間加熱温度が低いので、熱間圧延中にオーステナイト相からフェライト相と炭化物への分解反応、および再結晶化を十分に成し遂げることができず、耐リジング性の改善が不十分であった。また、分解しきれなかったオーステナイト相は熱延鋼板中にマルテンサイト相として残存し、その後の冷間圧延、焼鈍によっても加工性を十分に改善することができなかった。B2は鋳片加熱温度が高いので仕上熱延に供する粗圧延材のオーステナイト量が少なく、仕上熱延では硬質なオーステナイト相の共存に起因するフェライト相へのひずみ導入効果が少なかった。そのため、フェライト結晶コロニーの消失化が不十分となり、耐リジング性に劣った。B3は仕上熱延でのパス間加熱をオーステナイト相安定温度域(Ar値より高い温度)まで引き上げた例である。この場合、仕上熱延温度が高いのでフェライト結晶コロニー消失化および仕上熱延でのフェライト相再結晶化が進み、耐リジング性の改善効果は得られた。しかし、仕上熱延時に分解しきれなかったオーステナイト相が熱延鋼板中にマルテンサイト相として残存し、その後の冷間圧延、焼鈍によっても加工性を十分に改善することができなかった。B4は鋳片加熱温度が高く抽出時のオーステナイト相が少量であったためフェライトコロニーの粉砕が促進せず、耐リジング性が悪かった。また、仕上熱延でのパス間加熱温度がAr値より高かったため、熱延鋼板中にマルテンサイト相が残存し、加工性が低下した。 In Comparative Examples B1 and B5, the heating temperature between passes in the finish hot rolling is low, so that the decomposition reaction from the austenite phase to the ferrite phase and carbide and recrystallization cannot be sufficiently achieved during hot rolling, and lysine resistance The improvement in sex was insufficient. Further, the austenite phase that could not be decomposed remained as a martensite phase in the hot-rolled steel sheet, and the workability could not be sufficiently improved even by the subsequent cold rolling and annealing. Since B2 has a high slab heating temperature, the amount of austenite of the rough rolled material used for finish hot rolling is small, and in finish hot rolling, the effect of introducing strain into the ferrite phase due to the coexistence of the hard austenite phase was small. Therefore, the disappearance of the ferrite crystal colony was insufficient and the ridging resistance was poor. B3 is an example in which heating between passes in finish hot rolling is raised to the austenite phase stable temperature range (temperature higher than the Ar value). In this case, since the finish hot rolling temperature was high, the disappearance of the ferrite crystal colony and the recrystallization of the ferrite phase in the finish hot rolling proceeded, and the effect of improving ridging resistance was obtained. However, the austenite phase that could not be decomposed during finish hot rolling remained as a martensite phase in the hot-rolled steel sheet, and the workability could not be sufficiently improved even by subsequent cold rolling and annealing. Since B4 had a high slab heating temperature and a small amount of austenite phase during extraction, the pulverization of ferrite colonies was not promoted and ridging resistance was poor. Moreover, since the heating temperature between passes in the finish hot rolling was higher than the Ar value, the martensite phase remained in the hot rolled steel sheet, and the workability decreased.
B6はBを含有せず、B7はB含有量が低いものである。これらはいずれも鋳片加熱時にオーステナイト相の微細分散化が不十分となり、冷延焼鈍鋼板においてはフェライト結晶の配向性が十分に解消されずRND値が大きかった。その結果、耐リジング性に劣った。B6ではr値の面内異方性も大きかった。B8はB含有量が高いため溶接高温割れを生じた。B9、B10、B11、B14、B16、B17、B19、B20、B22はいずれもγmax値が高いのでオーステナイト相の共存量が多い状態での熱間圧延となり、フェライト結晶コロニーの消失化の効果が大きかったので耐リジング性の改善効果は認められた。しかし、これらはマルテンサイト相が残存し、良好な加工性との両立が達成されなかった。B12、B13、B15、B18、B21はいずれもγmax値が低いのでオーステナイト相の共存量が少ない状態での熱間圧延となり、耐リジング性の改善が不十分であった。また、r値の面内異方性の改善も不十分であった。このうちB15はSi含有量が高いので加工性も悪かった。B23は一般的なタンデムミルによる仕上熱延工程を採用したものである。この場合、仕上熱延での再結晶温度以上での鋼板加熱および保持が不可能であり、フェライト相の再結晶化を圧延中に十分に進行させることが困難であったため、フェライト相が再結晶化することなく粗大なバンド状組織を呈していた。その結果、冷延焼鈍鋼板においてフェライト結晶方位のランダム化が不十分となり、耐リジング性に劣った。また、r値の面内異方性も大きかった。 B6 does not contain B, and B7 has a low B content. These become insufficient finely dispersed austenite phase when both slab heating, R ND value orientation can not be sufficiently eliminated in the ferrite crystal is large in cold-rolled annealed steel sheet. As a result, the ridging resistance was poor. In B6, the in-plane anisotropy of the r value was also large. Since B8 had a high B content, it caused welding hot cracking. Since B9, B10, B11, B14, B16, B17, B19, B20, and B22 all have high γmax values, they are hot-rolled in a state where there is a large amount of austenite phase, and the effect of eliminating the ferrite crystal colony is large. Therefore, the effect of improving ridging resistance was recognized. However, the martensite phase remained in these, and compatibility with good workability was not achieved. Since all of B12, B13, B15, B18, and B21 have a low γmax value, the hot rolling was performed in a state where the coexistence amount of the austenite phase was small, and the ridging resistance was not sufficiently improved. Moreover, the improvement of the in-plane anisotropy of the r value was insufficient. Among these, since B15 had high Si content, workability was also bad. B23 employs a finish hot rolling process by a general tandem mill. In this case, it is impossible to heat and hold the steel plate above the recrystallization temperature in the finish hot rolling, and it is difficult to sufficiently proceed the recrystallization of the ferrite phase during rolling. A coarse band-like structure was exhibited without conversion. As a result, in the cold-rolled annealed steel sheet, the ferrite crystal orientation was not sufficiently randomized and the ridging resistance was poor. Further, the in-plane anisotropy of the r value was large.
参考のため、図1〜図4に、それぞれ本発明例A1(鋼No.1)、本発明例A2(鋼No.1)、比較例B6(鋼No.13)、比較例B23(鋼No.38)について、板厚方向に垂直な断面(ND面)のEBSD測定による001逆極点図に基づく結晶方位マップを例示する。これらの結晶方位マップは、フェライト結晶の板厚方向結晶方位が<111>方向から15°以内である領域を黒、フェライト結晶の板厚方向結晶方位が<001>方向から15°以内である領域および<011>方向から15°以内である領域をグレー、それ以外の領域を白で表示したものである。図中のスケールは700μm長さである。黒の領域の面積をグレーの領域の面積で除した値が上述(2)式のRND値に相当する。図中には(2)式右辺のS001、S011およびS111の値を併記した。本発明例のもの(図1、図2)は、比較例のもの(図3、図4)と比べ、グレーの領域の面積割合が減少するとともに黒の領域の面積割合増加している。すなわち、本発明例のものはフェライト結晶の方位(配向性)がランダム化していることがわかる。 For reference, FIGS. 1 to 4 show Example A1 (steel No. 1), Example A2 (steel No. 1), Comparative example B6 (steel No. 13), and Comparative example B23 (steel No. 1), respectively. .38) illustrates a crystal orientation map based on the 001 reverse pole figure by EBSD measurement of a cross section (ND plane) perpendicular to the plate thickness direction. In these crystal orientation maps, the region where the crystal orientation of the ferrite crystal is within 15 ° from the <111> direction is black, and the region where the crystal orientation of the ferrite crystal is within 15 ° from the <001> direction The area within 15 ° from the <011> direction is displayed in gray, and the other areas are displayed in white. The scale in the figure is 700 μm long. A value obtained by dividing the area of the black region by the area of the gray region corresponds to the RND value of the above equation (2). In the figure, the values of S 001 , S 011 and S 111 on the right side of equation (2) are also shown. In the example of the present invention (FIGS. 1 and 2), compared to the comparative example (FIGS. 3 and 4), the area ratio of the gray area decreases and the area ratio of the black area increases. That is, it can be seen that the examples of the present invention randomize the orientation (orientation) of the ferrite crystal.
Claims (4)
γmax=420C−11.5Si+7Mn+23Ni−11.5Cr−12Mo+9Cu−49Ti−52Al+470N+189 …(1)
ここで、(1)式の元素記号の箇所には質量%で表される当該元素の含有量が代入され、含有しない元素については0(ゼロ)が代入される。
RND=S111/(S001+S011) …(2)
ここで、S001、S011およびS111は、板厚方向に垂直な断面(ND面)についてEBSD(電子線後方散乱回折法)により測定したフェライト結晶の板厚方向結晶方位が、それぞれ<001>方向、<011>方向および<111>方向から15°以内である結晶粒の面積割合である。
Δr=(r L −2r D +r T )/2 …(4)
ここで、r L 、r D およびr T は、それぞれ試験片を板面の圧延方向に対し、平行、45°方向および90°方向に採取し測定したr値(塑性ひずみ比)である。 In mass%, C: 0.020 to 0.150%, Si: 0.10 to 1.00%, Mn: 0.10 to 1.00%, Ni: 0.01 to 0.60%, Cr: 11.00 to 19.00%, N: 0.000 to 0.050%, B: 0.0025 to 0.0100%, Al: 0 to 0.200%, Ti: 0 to 0.180%, Mo : 0 to 0.50%, Cu: 0 to 0.50%, Nb: 0 to 0.10%, Co: 0 to 0.10%, V: 0 to 0.20%, of which Al: It contains at least one selected from the group of 0.050 to 0.200%, Ti: 0.050 to 0.180%, and consists of the balance Fe and unavoidable impurities, and the γmax value determined by the following formula (1) is It has a chemical structure of 20.0 to 44.0, and has a metal structure in which carbide particles are dispersed in a matrix composed of recrystallized ferrite crystal grains. Have a more defined crystal orientation ratio R ND value is 2.8 or less, elongation at break in the rolling direction by JIS13B No. Tensile test pieces (JIS Z2241: 2011) and a 26.0% or more, JIS13B No. Tensile test pieces A ferritic stainless steel sheet having an in-plane anisotropy Δr (JIS Z2254: 2008) of the following formula (4) measured under the conditions of a gauge distance of 25 mm and a strain amount of 15% using 1 .
γmax = 420C-11.5Si + 7Mn + 23Ni-11.5Cr-12Mo + 9Cu-49Ti-52Al + 470N + 189 (1)
Here, the content of the element represented by mass% is substituted for the element symbol in the formula (1), and 0 (zero) is substituted for the element not contained.
R ND = S 111 / (S 001 + S 011 ) (2)
Here, in S 001 , S 011 and S 111 , the crystal orientation in the plate thickness direction of the ferrite crystal measured by EBSD (electron beam backscattering diffraction method) on the cross section (ND plane) perpendicular to the plate thickness direction is <001, respectively. > Direction, <011> direction, and <111> direction are the crystal grain area ratios within 15 °.
Δr = (r L −2r D + r T ) / 2 (4)
Here, r L , r D, and r T are r values (plastic strain ratios) measured by collecting test pieces in parallel, 45 ° direction, and 90 ° direction with respect to the rolling direction of the plate surface.
Ar=−250C+73Si−66Mn−115Ni+35Cr+60Mo−18Cu+620Ti+750Al−280N+310 …(3)
ここで、(3)式の元素記号の箇所には質量%で表される当該元素の含有量が代入され、含有しない元素については0(ゼロ)が代入される。 Furthermore, the ferritic stainless steel plate of Claim 1 which has a chemical composition whose Ar value defined by following (3) Formula is 870 or more.
Ar = -250C + 73Si-66Mn-115Ni + 35Cr + 60Mo-18Cu + 620Ti + 750Al-280N + 310 (3)
Here, the content of the element represented by mass% is substituted for the element symbol in the formula (3), and 0 (zero) is substituted for the element not contained.
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