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JP6390594B2 - Ferritic stainless steel - Google Patents

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JP6390594B2 JP2015222879A JP2015222879A JP6390594B2 JP 6390594 B2 JP6390594 B2 JP 6390594B2 JP 2015222879 A JP2015222879 A JP 2015222879A JP 2015222879 A JP2015222879 A JP 2015222879A JP 6390594 B2 JP6390594 B2 JP 6390594B2
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Description

本発明は、溶接や熱処理などの酸化環境における加熱工程によって表面に形成された酸化スケールの除去性に優れるフェライト系ステンレス鋼に関する。   The present invention relates to a ferritic stainless steel excellent in removability of oxide scale formed on a surface by a heating process in an oxidizing environment such as welding or heat treatment.

フェライト系ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼と比較して、耐食性に対する高いコストパフォーマンス、熱伝導率が良好で熱膨張係数が小さいこと、応力腐食割れが起こりにくいことなど種々の優れた特性を有する。このため、フェライト系ステンレス鋼は、自動車排気系部材、屋根・建具などの建材、キッチンや貯水・貯湯タンクなどの水まわり用材料などなど幅広い用途に適用される。   Compared with austenitic stainless steel, ferritic stainless steel has various excellent characteristics such as high cost performance with respect to corrosion resistance, good thermal conductivity, low thermal expansion coefficient, and resistance to stress corrosion cracking. For this reason, ferritic stainless steel is applied to a wide range of uses such as automobile exhaust system members, building materials such as roofs and fittings, and water-related materials such as kitchens and water / hot water storage tanks.

これらの構造物の作製にあたっては、溶接や熱処理によって表面に酸化スケールが形成される場合がある。ステンレス鋼の表面に酸化スケールが形成されると、ステンレス鋼の耐食性が低下するため、優れた耐食性が必要とされる用途においては、形成された酸化スケールを除去する場合がある。   In producing these structures, an oxide scale may be formed on the surface by welding or heat treatment. When the oxide scale is formed on the surface of the stainless steel, the corrosion resistance of the stainless steel is lowered. Therefore, the formed oxide scale may be removed in applications that require excellent corrosion resistance.

一方で、ステンレス鋼に求められる耐食性は年々厳しくなっており、CrやMoなどの耐食性向上元素による高合金化が進んでいる。これらの元素は耐食性を向上させる反面、酸処理や電解処理による酸化スケールの除去性を低下させるため、高合金化にともなって酸化スケールの除去が困難となっている。そこで、耐食性に優れるとともに、酸化スケールの除去性に優れたフェライト系ステンレス鋼が求められている。   On the other hand, the corrosion resistance required for stainless steel is becoming stricter year by year, and high alloying with a corrosion resistance improving element such as Cr and Mo is progressing. While these elements improve the corrosion resistance, the removal of oxide scale by acid treatment or electrolytic treatment is reduced, so that removal of the oxide scale becomes difficult as the alloy becomes higher. Therefore, a ferritic stainless steel that has excellent corrosion resistance and excellent oxide scale removability is desired.

酸化スケールの除去性に優れたフェライト系ステンレス鋼が、特許文献1に開示されている。特許文献1に記載の発明は、多量のTiを添加して表面にTiNを30個/mm以上現出させることで、溶接テンパーカラーの除去性を向上させた発明である。しかしながら、この発明では多量のTiを含み、多数のTiNが析出していることから、低温での靭性が低く、寒冷地での使用には問題がある。 Patent Document 1 discloses a ferritic stainless steel excellent in oxide scale removability. The invention described in Patent Document 1 is an invention that improves the removability of the weld temper color by adding a large amount of Ti to reveal 30 / mm 2 or more of TiN on the surface. However, in the present invention, since a large amount of Ti is contained and a large amount of TiN is precipitated, the toughness at low temperatures is low, and there is a problem in use in cold regions.

特開2014−84482号公報JP 2014-84482 A

従来技術の抱える上記のような問題点に鑑み、本発明は、耐食性および低温靭性に優れるフェライト系ステンレス鋼において、ステンレス鋼の表面に形成される酸化スケールの除去性を向上させたフェライト系ステンレス鋼を提供することを目的とする。   In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention is a ferritic stainless steel having improved corrosion scale and low temperature toughness, and improved ferritic stainless steel with improved removal of oxide scale formed on the surface of the stainless steel. The purpose is to provide.

本発明では、上記課題を解決するために、酸化スケールの除去性におよぼす各種添加元素の影響および介在物の影響を鋭意検討した。その結果、以下の知見を見出した。   In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, the effects of various additive elements and inclusions on the removability of oxide scale have been intensively studied. As a result, the following findings were found.

酸化スケールにはSiやAlなどの酸素との親和力の強い酸化しやすい元素が濃化することは良く知られている。これらの酸化しやすい元素が緻密な酸化皮膜を形成すると酸化スケールの除去が難しくなる。通常のステンレス鋼のSiとAlの含有量の範囲では、酸化スケール中にSiは比較的外側、Alは比較的内側に濃化し、それぞれが緻密な酸化皮膜の層を形成する。これらの酸化皮膜はいずれも酸化スケールの除去に用いる酸や電解処理によって変化しにくいため、その除去は困難である。   It is well known that the oxide scale is enriched with easily oxidizable elements having strong affinity for oxygen such as Si and Al. When these oxidizable elements form a dense oxide film, it becomes difficult to remove the oxide scale. In the range of the contents of Si and Al in ordinary stainless steel, Si concentrates relatively outside and Al relatively inside in the oxide scale, and each forms a dense oxide film layer. These oxide films are difficult to change because they are hardly changed by the acid used for removing the oxide scale or electrolytic treatment.

Si含有量を極力低減し、Alを多量に含有した場合に酸化皮膜の構造が変化し、粗雑な比較的厚い酸化スケールが形成されることが見出された。この酸化スケールにはSiの濃化はほとんど認められず、Alが酸化スケールの厚さ方向に広い範囲で濃化していた。この酸化スケールは粗雑な構造を持っているため、従来のステンレス鋼に形成された酸化スケールと比較して、酸や電解液の浸透が容易であり、この浸透による酸化スケール直下の地鉄の溶解によって、容易に酸化スケールを除去できる。さらに、粗大なAl酸化物を鋼板表面に点在させることで、酸化物近傍の酸化スケールの欠陥を起点として、電解液の浸透を促進できることが見出された。   It has been found that when the Si content is reduced as much as possible and the Al content is large, the structure of the oxide film changes and a coarse, relatively thick oxide scale is formed. Almost no Si concentration was observed in this oxide scale, and Al was concentrated in a wide range in the thickness direction of the oxide scale. Since this oxide scale has a rough structure, compared to the oxide scale formed on conventional stainless steel, the penetration of acid and electrolyte is easier. Therefore, the oxide scale can be easily removed. Furthermore, it was found that by allowing coarse Al oxide to be scattered on the surface of the steel sheet, the penetration of the electrolyte solution can be promoted starting from the oxide scale defects near the oxide.

以上の知見に基づき本発明は完成された。本発明は、下記の構成を要旨とするものである。   The present invention has been completed based on the above findings. The gist of the present invention is as follows.

[1]質量%でC:0.001〜0.030%、Si:0.01〜0.15%、Mn:0.01〜0.50%、P:0.05%以下、S:0.01%以下、Cr:18.0〜24.0%、Ni:0.01〜0.20%未満、Mo:0.1〜3.0%、Al:0.15%超〜1.2%、V:0.01〜0.50%、Nb:0.01〜0.50%、Ti:0.01〜0.30%、N:0.001〜0.030%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、表面に粒径1μm以上のAlが10個/mm以上の密度で存在することを特徴とするフェライト系ステンレス鋼。 [1] C: 0.001 to 0.030% by mass%, Si: 0.01 to 0.15%, Mn: 0.01 to 0.50%, P: 0.05% or less, S: 0 0.01% or less, Cr: 18.0 to 24.0%, Ni: 0.01 to less than 0.20%, Mo: 0.1 to 3.0%, Al: more than 0.15% to 1.2 %, V: 0.01 to 0.50%, Nb: 0.01 to 0.50%, Ti: 0.01 to 0.30%, N: 0.001 to 0.030%, the balance Is a ferritic stainless steel characterized by comprising Fe and unavoidable impurities, and Al 2 O 3 having a particle size of 1 μm or more is present on the surface at a density of 10 pieces / mm 2 or more.

[2]前記成分組成は、質量%で、さらに、Zr:1.0%以下、W:1.0%以下、REM:0.1%以下、Co:0.3%以下、B:0.1%以下のいずれか1種または2種以上を含有することを特徴とする[1]に記載のフェライト系ステンレス鋼。   [2] The component composition is mass%, and Zr: 1.0% or less, W: 1.0% or less, REM: 0.1% or less, Co: 0.3% or less, B: 0.00. 1 type or less of any 1 type or 2 types or more are contained, Ferritic stainless steel as described in [1] characterized by the above-mentioned.

本発明によれば、酸化スケールの除去性に優れたフェライト系ステンレス鋼が得られる。   According to the present invention, a ferritic stainless steel having excellent oxide scale removability can be obtained.

本発明によれば、CrやMo等で耐食性を高めながら、酸化スケールの除去性を高めることができる。   According to the present invention, the removal property of oxide scale can be enhanced while enhancing the corrosion resistance with Cr, Mo or the like.

本発明によれば、Tiの含有量を抑えつつ酸化スケールの除去性を高めることができる。したがって、Ti含有量が多い場合のように、低温靭性が大きく低下する問題は生じない。   According to the present invention, the removability of oxide scale can be enhanced while suppressing the Ti content. Therefore, unlike the case where the Ti content is high, there is no problem that the low temperature toughness is greatly reduced.

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.

本発明のフェライト系ステンレス鋼の成分組成は、質量%でC:0.001〜0.030%、Si:0.01〜0.15%、Mn:0.01〜0.50%、P:0.05%以下、S:0.01%以下、Cr:18.0〜24.0%、Ni:0.01%〜0.20%未満、Mo:0.1〜3.0%、Al:0.15%超〜1.2%、V:0.01〜0.50%、Nb:0.01〜0.50%、Ti:0.01〜0.30%、N:0.001〜0.030%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる。   The component composition of the ferritic stainless steel of the present invention is C: 0.001 to 0.030% in mass%, Si: 0.01 to 0.15%, Mn: 0.01 to 0.50%, P: 0.05% or less, S: 0.01% or less, Cr: 18.0 to 24.0%, Ni: 0.01% to less than 0.20%, Mo: 0.1 to 3.0%, Al : More than 0.15% to 1.2%, V: 0.01 to 0.50%, Nb: 0.01 to 0.50%, Ti: 0.01 to 0.30%, N: 0.001 -0.030% is contained, and the balance consists of Fe and inevitable impurities.

また、上記成分組成は、質量%で、さらに、Zr:1.0%以下、W:1.0%以下、REM:0.1%以下、Co:0.3%以下、B:0.1%以下のいずれか1種または2種以上を含有してもよい。   Further, the above component composition is mass%, and Zr: 1.0% or less, W: 1.0% or less, REM: 0.1% or less, Co: 0.3% or less, B: 0.1 Any 1 type or 2 types or less of% or less may be contained.

以下、各成分について説明する。下記の説明において、各元素の含有量を示す「%」は特に記載しない限り「質量%」とする。   Hereinafter, each component will be described. In the following description, “%” indicating the content of each element is “% by mass” unless otherwise specified.

C:0.001〜0.030%
Cは鋼に不可避的に含まれる元素である。Cの含有量が多いと強度が向上し、少ないと加工性が向上する。十分な強度を得るためには、C含有量を0.001%以上にすることが適当である。一方、C含有量が0.030%を超えると加工性の低下が顕著となるうえ、Cr炭化物を析出して局所的なCr欠乏による耐食性の低下を起こしやすくなる。よって、C含有量は0.001〜0.030%とした。より好ましくは、0.002〜0.018%である。
C: 0.001 to 0.030%
C is an element inevitably contained in steel. When the C content is large, the strength is improved, and when it is low, the workability is improved. In order to obtain sufficient strength, it is appropriate that the C content is 0.001% or more. On the other hand, when the C content exceeds 0.030%, the workability is remarkably lowered, and Cr carbide is precipitated, and the corrosion resistance is likely to be lowered due to local Cr deficiency. Therefore, the C content is set to 0.001 to 0.030%. More preferably, it is 0.002 to 0.018%.

Si:0.01〜0.15%
Siは脱酸に有用な元素である。その効果はSi含有量を0.01%以上にすることで得られる。一方で、Siは、酸化スケールに濃化して、酸化スケールを強固なものとし、酸や電解による酸化スケールの除去を困難とする元素でもある。特に、本発明を完成するにあたって、多量のSiを含有することが、Alの酸化スケール中の狭い範囲への濃化を促進し、緻密な酸化スケールの形成を促進することが明らかにされた。そのため、Siの含有量の抑制は本発明にとって酸化スケールの除去性を向上するための重要な因子のひとつである。Siの含有量が0.15%を超えると、Alの酸化スケールの緻密化が顕著となる。よって、Siの含有量は0.01〜0.15%とした。より好ましくは、0.03〜0.12%である。
Si: 0.01 to 0.15%
Si is an element useful for deoxidation. The effect is acquired by making Si content 0.01% or more. On the other hand, Si is also an element that concentrates on the oxide scale, strengthens the oxide scale, and makes it difficult to remove the oxide scale by acid or electrolysis. In particular, in completing the present invention, it has been clarified that the inclusion of a large amount of Si promotes the concentration of Al to a narrow range in the oxide scale and promotes the formation of a dense oxide scale. Therefore, suppression of the Si content is one of the important factors for improving the removability of oxide scale for the present invention. When the Si content exceeds 0.15%, densification of the Al oxide scale becomes significant. Therefore, the Si content is set to 0.01 to 0.15%. More preferably, it is 0.03 to 0.12%.

Mn:0.01〜0.50%
Mnは鋼に不可避的に含まれる元素であり、強度を高める効果がある。その効果はMn含有量を0.01%以上にすることで得られる。一方で、過剰のMn添加は腐食の起点となるMnSの析出を促進し、耐食性を低下させる。このため、Mn含有量は0.50%以下の含有が適当である。よって、Mnの含有量は0.01〜0.50%とした。より好ましくは、0.05〜0.40%である。
Mn: 0.01 to 0.50%
Mn is an element inevitably contained in steel and has an effect of increasing strength. The effect is acquired by making Mn content 0.01% or more. On the other hand, excessive addition of Mn promotes the precipitation of MnS, which is the starting point of corrosion, and lowers the corrosion resistance. For this reason, the Mn content is suitably 0.50% or less. Therefore, the Mn content is set to 0.01 to 0.50%. More preferably, it is 0.05 to 0.40%.

P:0.05%以下
Pは鋼に不可避的に含まれる元素であり、過剰な含有は溶接性を低下させ、粒界腐食を生じやすくさせる。その傾向は0.05%超の含有で顕著となる。よって、P含有量は0.05%以下とした。より好ましくは0.04%以下である。
P: 0.05% or less P is an element inevitably contained in steel. Excessive content decreases weldability and easily causes intergranular corrosion. This tendency becomes remarkable when the content exceeds 0.05%. Therefore, the P content is set to 0.05% or less. More preferably, it is 0.04% or less.

S:0.01%以下
Sは鋼に不可避的に含まれる元素である。S含有量が0.01%を超えると、腐食の起点となるMnSの生成を促進して耐食性を低下させる。よって、S含有量は0.01%以下とした。
S: 0.01% or less S is an element inevitably contained in steel. If the S content exceeds 0.01%, the formation of MnS, which is the starting point of corrosion, is promoted to lower the corrosion resistance. Therefore, the S content is set to 0.01% or less.

Cr:18.0〜24.0%
Crはステンレス鋼の耐食性を確保するために最も重要な元素である。その効果はCr含有量を18.0%以上にすることで得られる。一方で、Crは、酸化スケールに濃縮してその除去性を低減させる元素である。Cr含有量が24.0%を超えると緻密なCrの酸化スケールの形成が顕著となり、一層酸化スケールの除去が困難となる。よっで、Crの含有量は18.0〜24.0%とした。より好ましくは、19.0〜22.0%、さらに好ましくは20.1〜21.5%である。
Cr: 18.0 to 24.0%
Cr is the most important element for ensuring the corrosion resistance of stainless steel. The effect is acquired by making Cr content 18.0% or more. On the other hand, Cr is an element that concentrates on an oxide scale to reduce its removability. If the Cr content exceeds 24.0%, formation of dense Cr oxide scale becomes remarkable, and it becomes more difficult to remove the oxide scale. Therefore, the Cr content is 18.0 to 24.0%. More preferably, it is 19.0-22.0%, More preferably, it is 20.1-21.5%.

Ni:0.01%〜0.20%未満
Niはステンレス鋼の活性溶解を抑えて不動態皮膜が維持できない環境における腐食の進展を抑制する元素である。その効果はNi含有量を0.01%以上にすることで得られる。一方で、Ni含有量が0.20%以上になると、酸化スケール直下のステンレス鋼の溶解を抑制して酸化スケールの除去を難しくする。よって、Ni含有量は0.01%〜0.20%未満とした。より好ましくは、0.02〜0.16%である。
Ni: 0.01% to less than 0.20% Ni is an element that suppresses active dissolution of stainless steel and suppresses the progress of corrosion in an environment where a passive film cannot be maintained. The effect is acquired by making Ni content 0.01% or more. On the other hand, when the Ni content is 0.20% or more, the dissolution of the stainless steel immediately below the oxide scale is suppressed, making it difficult to remove the oxide scale. Therefore, the Ni content is set to 0.01% to less than 0.20%. More preferably, it is 0.02 to 0.16%.

Mo:0.1〜3.0%
Moは不動態皮膜の再不動態化を促進し、ステンレス鋼の耐食性を向上する元素である。Crとともに含有することによってその効果はより顕著となる。Moによる耐食性向上効果は0.1%以上の含有で得られる。しかし、Mo含有量が3.0%を超えると酸化スケールの緻密化が顕著となりその除去が困難となる。よって、Mo含有量は0.1〜3.0%とした。より好ましくは、0.4〜1.8%である。
Mo: 0.1-3.0%
Mo is an element that promotes repassivation of the passive film and improves the corrosion resistance of stainless steel. The effect becomes more remarkable by containing with Cr. The effect of improving the corrosion resistance by Mo is obtained with a content of 0.1% or more. However, if the Mo content exceeds 3.0%, densification of the oxide scale becomes remarkable and its removal becomes difficult. Therefore, the Mo content is set to 0.1 to 3.0%. More preferably, it is 0.4 to 1.8%.

Al:0.15%超〜1.2%以下
Alは、本発明において疎な酸化スケールを形成するために重要な元素である。Alは通常酸化スケールに濃化し、その溶解を妨げる元素である。しかし、本発明者らによる詳細な検討の結果、Siの含有量が少ない条件下において、0.15%超の多量のAlを含有した場合にはスケールの成長が促進され疎な酸化スケールを形成しやすくなることが見出された。即ち、Al含有量を0.15%超にすることで、後述する粒径が1μm以上のAlを形成できる。一方で、Alの含有量が1.2%を超えると酸化スケールが厚くなりすぎてスケールの除去が困難になることに加えて、溶接の溶融部が溶け落ちやすくなるため適切ではない。よって、Alの含有量は0.15%超〜1.2%以下とした。より好ましくは、0.15%超〜1.0%以下である。
Al: more than 0.15% to 1.2% or less Al is an important element for forming a sparse oxide scale in the present invention. Al is an element that normally concentrates on the oxide scale and prevents its dissolution. However, as a result of detailed studies by the present inventors, scale growth is promoted and a sparse oxide scale is formed when a large amount of Al exceeding 0.15% is contained under conditions where the Si content is low. Has been found to be easier to do. That is, when the Al content exceeds 0.15%, Al 2 O 3 having a particle size of 1 μm or more, which will be described later, can be formed. On the other hand, if the Al content exceeds 1.2%, the oxide scale becomes too thick and it becomes difficult to remove the scale. Therefore, the content of Al is set to more than 0.15% to 1.2% or less. More preferably, it is more than 0.15% to 1.0% or less.

V:0.01〜0.50%
Vは、鋼中のNと結合して鋭敏化による耐食性の低下を抑制する元素である。その効果はV含有量を0.01%以上にすることで得られる。しかし、V含有量が0.50%を超えると、加工性が低下するため好ましくない。よって、Vの含有量は0.01〜0.50%とした。より好ましくは、0.02〜0.40%である。
V: 0.01 to 0.50%
V is an element that combines with N in steel to suppress a decrease in corrosion resistance due to sensitization. The effect is acquired by making V content 0.01% or more. However, if the V content exceeds 0.50%, the workability deteriorates, which is not preferable. Therefore, the content of V is set to 0.01 to 0.50%. More preferably, it is 0.02 to 0.40%.

Nb:0.01〜0.50%
NbはC、Nと優先的に結合してCr炭窒化物の析出による耐食性の低下を抑制する元素である。その効果はNb含有量を0.01%以上にすることで得られる。しかし、Nb含有量が0.50%を超えると、熱間強度が増加して熱間圧延の負荷が増大し、製造性が低下する。また、溶接部の結晶粒界に析出して溶接割れを起こしやすくなる。よって、Nb含有量は0.01〜0.50%とした。より好ましくは、0.07〜0.38%である。
Nb: 0.01 to 0.50%
Nb is an element that binds preferentially to C and N and suppresses a decrease in corrosion resistance due to precipitation of Cr carbonitride. The effect is acquired by making Nb content 0.01% or more. However, if the Nb content exceeds 0.50%, the hot strength increases, the hot rolling load increases, and the productivity decreases. Further, it is liable to precipitate at the crystal grain boundary of the weld and cause a weld crack. Therefore, the Nb content is set to 0.01 to 0.50%. More preferably, it is 0.07 to 0.38%.

Ti:0.01〜0.30%
TiはC、Nと優先的に結合してCr炭窒化物の析出による耐食性の低下を抑制する元素である。その効果は、Ti含有量が0.01%以上で得られる。しかし、Ti含有量が0.30%を超えると加工性が低下するとともに、Ti炭窒化物が粗大化し、表面欠陥を引き起こす。よって、Ti含有量は0.01〜0.30%とした。より好ましくは、0.07〜0.30%である。
Ti: 0.01 to 0.30%
Ti is an element that binds preferentially to C and N and suppresses a decrease in corrosion resistance due to precipitation of Cr carbonitride. The effect is obtained when the Ti content is 0.01% or more. However, when the Ti content exceeds 0.30%, the workability deteriorates, and the Ti carbonitride becomes coarse and causes surface defects. Therefore, the Ti content is set to 0.01 to 0.30%. More preferably, it is 0.07 to 0.30%.

N:0.001〜0.030%
Nは、Cと同様に鋼に不可避的に含まれる元素であり、固溶強化により鋼の強度を上昇させる効果がある。その効果はN含有量が0.001%以上で得られる。しかし、Cr窒化物を析出した場合には、耐食性を低下させるため、0.030%以下の含有が適当である。よって、Nの含有量は0.001〜0.030%とした。より好ましくは、0.002〜0.018%である。
N: 0.001 to 0.030%
N is an element that is inevitably contained in steel like C, and has the effect of increasing the strength of the steel by solid solution strengthening. The effect is obtained when the N content is 0.001% or more. However, when Cr nitride is deposited, the content of 0.030% or less is appropriate in order to reduce the corrosion resistance. Therefore, the content of N is set to 0.001 to 0.030%. More preferably, it is 0.002 to 0.018%.

上述の通り、本発明のフェライト系ステンレス鋼の成分組成には以下の成分を含んでもよい。   As described above, the composition of the ferritic stainless steel of the present invention may include the following components.

Zr:1.0%以下
ZrはC、Nと結合して、鋭敏化を抑制する効果がある。その効果はZr含有量を0.01%以上にすることで得られる。しかし、過剰のZr含有は加工性を低下させるうえ、Zrは非常に値段の高い元素であり、Zrの過剰の含有はコストの増大を招く。よって、Zrの含有量は1.0%以下とした。
Zr: 1.0% or less Zr combines with C and N and has an effect of suppressing sensitization. The effect is acquired by making Zr content 0.01% or more. However, excessive Zr content decreases workability and Zr is an extremely expensive element, and excessive content of Zr causes an increase in cost. Therefore, the content of Zr is set to 1.0% or less.

W:1.0%以下
WはMoと同様に耐食性を向上する効果がある。その効果はW含有量が0.01%以上の含有で得られる。しかし、過剰のW含有は強度を上昇させ、製造性を低下させる。よって、Wの含有量は1.0%以下とした。
W: 1.0% or less W, like Mo, has an effect of improving corrosion resistance. The effect is obtained when the W content is 0.01% or more. However, excessive W content increases strength and decreases manufacturability. Therefore, the content of W is set to 1.0% or less.

REM:0.1%以下
REMは耐酸化性を向上して、酸化スケールの形成を抑制し、溶接のテンパーカラー直下のCr欠乏領域の形成を抑制する効果がある。その効果はREM含有量が0.0001%以上で得られる。しかし、REMの過剰の含有は酸洗性などの製造性を低下させるうえ、コストの増大を招く。よってREM含有量は0.1%以下とした。
REM: 0.1% or less REM has an effect of improving oxidation resistance, suppressing the formation of oxide scale, and suppressing the formation of a Cr-deficient region directly under the temper collar of welding. The effect is obtained when the REM content is 0.0001% or more. However, the excessive content of REM reduces the productivity such as pickling properties and increases the cost. Therefore, the REM content is set to 0.1% or less.

Co:0.3%以下
Coは靭性を向上させる元素である。その効果はCo含有量が0.001%以上で得られる。しかし、過剰のCo含有は製造性を低下させる。よってCoの含有量は0.3%以下とした。
Co: 0.3% or less Co is an element that improves toughness. The effect is obtained when the Co content is 0.001% or more. However, excessive Co content reduces manufacturability. Therefore, the content of Co is set to 0.3% or less.

B:0.1%以下
Bは二次加工脆性を改善する元素であり、その効果を得るためには、B含有量を0.0001%以上にすることが適当である。しかし、過剰の添加は、固溶強化による延性低下を引き起こす。よってB含有量は0.1%以下とした。
B: 0.1% or less B is an element that improves the secondary work brittleness. In order to obtain the effect, it is appropriate that the B content is 0.0001% or more. However, excessive addition causes a decrease in ductility due to solid solution strengthening. Therefore, the B content is set to 0.1% or less.

上記以外の残部はFeおよび不可避的不純物である。不可避的不純物としてはZn:0.03%以下、Sn:0.3%以下、Cu:0.10%未満等が挙げられる。なお、本発明のCr含有量、Mo含有量を有する耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼では、Cuは不動態維持電流を増加させて不動態皮膜を不安定とし、耐食性を低下させる作用がある。この観点からはCuを含まない方がよい。Cuを含有する場合、その含有量は0.10%未満が適当である。よって、不純物としてのCuの含有量は0.10%未満とした。   The balance other than the above is Fe and inevitable impurities. Inevitable impurities include Zn: 0.03% or less, Sn: 0.3% or less, Cu: less than 0.10%, and the like. In addition, in the ferritic stainless steel having excellent corrosion resistance having the Cr content and the Mo content according to the present invention, Cu has the effect of increasing the passive state maintaining current to make the passive film unstable and lowering the corrosion resistance. From this viewpoint, it is better not to contain Cu. When Cu is contained, its content is suitably less than 0.10%. Therefore, the content of Cu as an impurity is set to less than 0.10%.

本発明のフェライト系ステンレス鋼では、表面に粒径1μm以上のAlが10個/mm以上の密度で存在している。 In the ferritic stainless steel of the present invention, Al 2 O 3 having a particle size of 1 μm or more is present on the surface at a density of 10 pieces / mm 2 or more.

表面に粒径1μm以上のAlが10個/mm以上の密度で存在
ステンレス鋼の酸化スケールの除去は酸もしくは電解液中での電解によって行われるのが一般的である。しかし、酸化スケールが十分に緻密であるとスケール直下の地鉄まで酸や電解液が浸透せずに酸化スケールの除去が困難となる。このとき、表面に粗大な介在物が存在すると酸の浸透が容易となることが、本発明者らによって、見出された。本発明では、Al含有量を多くしており、粒径1μm以上のAlが多数生成している。酸化スケールの除去後に、Alが表面に10個/mm以上の密度で存在する場合に、酸化スケールの除去性が向上することが明らかとなった。よって、本発明では、表面に粒径1μm以上のAlが10個/mm以上の密度で存在することとした。表面に存在するAlの密度は、製品となる直前の酸洗による酸洗減量の調整により調整が可能である。また、一方で多量のAlが表面に存在すると凝集したAlが表面疵を形成するため、表面に粒径1μm以上のAlが1.0×10個/mm以下の密度で存在することが好ましい。
Al 2 O 3 having a particle size of 1 μm or more is present on the surface at a density of 10 pieces / mm 2 or more. The removal of the oxidized scale of stainless steel is generally performed by electrolysis in an acid or an electrolytic solution. However, if the oxide scale is sufficiently dense, it is difficult to remove the oxide scale because the acid and the electrolyte do not permeate the base iron just below the scale. At this time, the inventors have found that the presence of coarse inclusions on the surface facilitates the penetration of the acid. In the present invention, the Al content is increased, and a large number of Al 2 O 3 having a particle diameter of 1 μm or more is generated. After removal of the oxide scale, it was revealed that the removal property of the oxide scale is improved when Al 2 O 3 is present on the surface at a density of 10 pieces / mm 2 or more. Therefore, in the present invention, Al 2 O 3 having a particle diameter of 1 μm or more is present on the surface at a density of 10 pieces / mm 2 or more. The density of Al 2 O 3 present on the surface can be adjusted by adjusting the amount of pickling reduced by pickling immediately before becoming a product. On the other hand, when a large amount of Al 2 O 3 is present on the surface, the agglomerated Al 2 O 3 forms a surface defect, so that Al 2 O 3 having a particle diameter of 1 μm or more is 1.0 × 10 5 pieces / mm on the surface. It is preferably present at a density of 2 or less.

続いて、本発明のフェライト系ステンレス鋼の製造方法について説明する。   Then, the manufacturing method of the ferritic stainless steel of this invention is demonstrated.

本発明のフェライト系ステンレス鋼はどのような製造方法を用いて製造してもよいが、好適な製造方法の一例を以下に示す。   The ferritic stainless steel of the present invention may be manufactured using any manufacturing method, but an example of a preferable manufacturing method is shown below.

上記成分組成の鋼素材を1100〜1300℃に加熱後、仕上温度を700〜1000℃、巻取温度を500〜850℃として板厚2.0〜5.0mmになるように熱間圧延を施す。こうして作製した熱間圧延鋼帯を800〜1200℃の温度で焼鈍し酸洗を行い、次に、冷間圧延を行い、700〜1100℃の温度で冷延板焼鈍を行う。冷延板焼鈍後には酸洗を行い、酸洗減量を0.5g/m以上、鋼板表面を両面あわせて0.05μm以上除去し、表面にAl23を現出させる。この酸洗によって、表面に存在する粒径が1μm以上のAl23を10個/mm以上とする。酸洗方法には、硫酸酸洗、硝酸酸洗、硝弗酸酸洗などの酸浸漬、および/または、中性塩電解酸洗、硝塩酸電解酸洗などの電解酸洗が含まれる。これらの酸洗方法を組み合わせてもよい。また、酸洗以外の方法によって表面にAlを現出させてもよい。スケールを除去した冷間圧延鋼帯にはスキンパス圧延を行ってもよい。 After the steel material having the above composition is heated to 1100 to 1300 ° C., hot rolling is performed so that the finishing temperature is 700 to 1000 ° C. and the coiling temperature is 500 to 850 ° C. and the plate thickness is 2.0 to 5.0 mm. . The hot-rolled steel strip thus produced is annealed at a temperature of 800 to 1200 ° C. and pickled, then cold-rolled and cold-rolled sheet annealed at a temperature of 700 to 1100 ° C. After cold-rolled sheet annealing, pickling is performed, the pickling loss is 0.5 g / m 2 or more, the steel sheet surface is removed by 0.05 μm or more on both sides, and Al 2 O 3 appears on the surface. By this pickling, Al 2 O 3 having a particle size of 1 μm or more present on the surface is made 10 pieces / mm 2 or more. Acid pickling methods include acid pickling such as sulfuric acid pickling, nitric acid pickling, and nitric hydrofluoric acid pickling, and / or electrolytic pickling such as neutral salt electrolytic pickling and nitric hydrochloric acid electrolytic pickling. These pickling methods may be combined. It may also be made to appear the Al 2 O 3 on the surface by a method other than pickling. Skin pass rolling may be performed on the cold-rolled steel strip from which the scale has been removed.

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples.

表1に示すステンレス鋼を真空溶製し、1200℃に加熱したのち、板厚4mmまで熱間圧延し、850〜1100℃の範囲で焼鈍し、酸洗によりスケールを除去した。さらに、板厚0.8mmまで冷間圧延し、800〜1000℃の範囲で焼鈍した。その後、硝酸15mass%−塩酸10mass%の混合酸中で70〜150C/dmの電解酸洗を行い、供試材とした。No.19を除いていずれも酸洗減量は0.5g/m以上であった。No.19は酸洗減量が0.33g/mであった。 Stainless steel shown in Table 1 was vacuum-melted and heated to 1200 ° C., then hot-rolled to a plate thickness of 4 mm, annealed in the range of 850 to 1100 ° C., and the scale was removed by pickling. Furthermore, it cold-rolled to plate thickness 0.8mm, and annealed in the range of 800-1000 degreeC. Then, electrolytic pickling was performed at 70 to 150 C / dm 2 in a mixed acid of 15 mass% nitric acid and 10 mass% hydrochloric acid to obtain a test material. No. In all cases except 19, the pickling weight loss was 0.5 g / m 2 or more. No. No. 19 had a pickling weight loss of 0.33 g / m 2 .

作製した供試材の表面をSEMにより観察し、表面に存在するAlの分布密度を求めた。SEMにより供試材表面の任意(ただし端部は除く)の100μm×100μmの範囲を1視野として10視野観察し、表面の析出物を観察した。観察された析出物のうち、粒径が1μm以上で、長径と短径の比(長径/短径)が1.2以下である球状の析出物をAlとみなした。10視野のAlの個数を数えて平均し、1mmあたりのAlの個数を算出した。粒径の測定方法は、SEMによって観察されたAlの長径と短径をそれぞれ測定し、その平均を粒径とした。測定結果を表2に示した。 The surface of the prepared test material was observed by SEM, and the distribution density of Al 2 O 3 present on the surface was determined. SEM was used to observe 10 fields of view of an arbitrary 100 μm × 100 μm range (excluding the end) on the surface of the test material, and the precipitates on the surface were observed. Among the observed precipitates, a spherical precipitate having a particle size of 1 μm or more and a ratio of major axis to minor axis (major axis / minor axis) of 1.2 or less was regarded as Al 2 O 3 . The number of Al 2 O 3 in 10 fields was counted and averaged, and the number of Al 2 O 3 per 1 mm 2 was calculated. The particle diameter was measured by measuring the major axis and minor axis of Al 2 O 3 observed by SEM, and taking the average as the particle diameter. The measurement results are shown in Table 2.

酸化スケールの除去性を評価するため、作製した供試材から50×80mmの試験片を採取し、800℃、1minの熱処理を行い、表面に酸化スケールを生成した。雰囲気は大気とし、露点は25℃とした。酸化スケールを生成した試験片に80℃の20%NaSO溶液中で、陽極、負極でそれぞれ50C/dmの電解処理を行った。 In order to evaluate the removability of the oxide scale, a test piece of 50 × 80 mm was taken from the prepared test material and subjected to heat treatment at 800 ° C. for 1 min to generate an oxide scale on the surface. The atmosphere was air and the dew point was 25 ° C. The test piece on which the oxide scale was generated was subjected to an electrolytic treatment of 50 C / dm 2 in each of the anode and the negative electrode in a 20% Na 2 SO 4 solution at 80 ° C.

電解処理後にGDS(Glow Discharge Spectroscopy)により溶接部の深さ方向の元素分布を測定した。SiやAlなどのテンパーカラーに濃縮する元素が、表層におけるGDSの最大信号強度が地鉄におけるGDSの最大信号強度の1.2倍以上であったものをテンパーカラー残り有りと判断し、表2の「酸化スケール残りの有無」の項目に「×」を記した。   After the electrolytic treatment, the element distribution in the depth direction of the weld was measured by GDS (Glow Discharge Spectroscopy). It is determined that the temper color remaining is present when the element that concentrates in a temper color such as Si or Al has a maximum GDS signal intensity of 1.2 times or more of the GDS maximum signal intensity in the surface layer. “X” is marked in the item “Presence / absence of remaining oxide scale”.

本発明例ではいずれもGDSにより表層にSiやAlなどの濃化が認められず、酸化スケールの除去性が良好であった。一方、No.14ではSi、No.15ではCr、No.16ではNi、No.17、18ではAlが本発明範囲から外れており、いずれも電解処理後にGDSによりスケール残りが確認されており、酸化スケールの除去性が不十分であった。   In all of the inventive examples, no concentration of Si, Al or the like was observed on the surface layer by GDS, and the oxide scale removal was good. On the other hand, no. No. 14, Si, No. 15 is Cr, No. 16, Ni, No. In Nos. 17 and 18, Al was out of the scope of the present invention, and in both cases, the scale residue was confirmed by GDS after the electrolytic treatment, and the oxide scale removability was insufficient.

Figure 0006390594
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本発明によれば、酸化スケールの除去性に優れたフェライト系ステンレス鋼が得られる。これによって、熱処理や溶接によって形成された酸化スケールの除去を行うに当たって、酸処理や電解処理によってより容易に酸化スケールが除去可能なフェライト系ステンレス鋼が得られる。すなわち、溶接によって構造体の作製が行われ、溶接後に酸処理などによって酸化スケールの除去が行われる用途、たとえば、電気温水器の貯湯用缶体材料などへの適用に好適である。   According to the present invention, a ferritic stainless steel having excellent oxide scale removability can be obtained. Thereby, when removing the oxide scale formed by heat treatment or welding, a ferritic stainless steel from which the oxide scale can be more easily removed by acid treatment or electrolytic treatment is obtained. In other words, it is suitable for applications in which a structure is produced by welding and oxide scale is removed by acid treatment after welding, for example, a can body material for hot water storage of an electric water heater.

Claims (2)

質量%でC:0.001〜0.030%、Si:0.01〜0.15%、Mn:0.01〜0.50%、P:0.05%以下、S:0.01%以下、Cr:18.0〜24.0%、Ni:0.01%〜0.20%未満、Mo:0.1〜3.0%、Al:0.15%超〜1.2%、V:0.01〜0.50%、Nb:0.01〜0.50%、Ti:0.01〜0.30%、N:0.001〜0.030%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し
表面に粒径1μm以上のAlが10個/mm以上の密度で存在することを特徴とするフェライト系ステンレス鋼。
C: 0.001 to 0.030% by mass%, Si: 0.01 to 0.15%, Mn: 0.01 to 0.50%, P: 0.05% or less, S: 0.01% Hereinafter, Cr: 18.0 to 24.0%, Ni: 0.01% to less than 0.20%, Mo: 0.1 to 3.0%, Al: more than 0.15% to 1.2%, V: 0.01 to 0.50%, Nb: 0.01 to 0.50%, Ti: 0.01 to 0.30%, N: 0.001 to 0.030%, the balance being Fe and has a Ru component composition Na unavoidable impurities,
A ferritic stainless steel characterized in that Al 2 O 3 having a particle diameter of 1 μm or more is present on the surface at a density of 10 pieces / mm 2 or more.
前記成分組成は、質量%で、さらに、Zr:1.0%以下、W:1.0%以下、REM:0.1%以下、Co:0.3%以下、B:0.1%以下のいずれか1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載のフェライト系ステンレス鋼。   The component composition is in mass%, and Zr: 1.0% or less, W: 1.0% or less, REM: 0.1% or less, Co: 0.3% or less, B: 0.1% or less 2. The ferritic stainless steel according to claim 1, wherein the ferritic stainless steel contains at least one of the above.
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