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JP7564707B2 - Ferritic Stainless Steel - Google Patents
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Description

本発明は、表面に黒色の酸化皮膜を有し、その一部を除去してステンレス鋼の素地を露出させることで模様を形成した意匠性及び耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼材に関する。 The present invention relates to a ferritic stainless steel material with excellent design and corrosion resistance, which has a black oxide film on the surface and a pattern formed by removing part of it to expose the stainless steel base.

ステンレス鋼は耐食性に優れた素材であるだけでなく、光沢のある銀白色の地肌を活かして内装及び外装建材等に使用されている。近年は、ステンレス鋼の意匠性を高める目的で化学発色法、塗装法、酸化処理法などの方法を用いて、黒色を代表とする色調が付与されることも多くなっている。さらに、着色されたステンレス鋼に研磨あるいはエッチングを施すことで部分的にステンレス鋼素地を露出させて模様を付与する場合がある。 Stainless steel is not only a material with excellent corrosion resistance, but it is also used for interior and exterior building materials, taking advantage of its lustrous silver-white surface. In recent years, in order to enhance the design of stainless steel, it has become common to impart colors, typically black, to stainless steel using methods such as chemical coloring, painting, and oxidation treatment. Furthermore, colored stainless steel may be polished or etched to partially expose the stainless steel base material and create a pattern.

特許文献1には化学発色法を用いて表面に色調を付与されたステンレス鋼表面に機械研磨を施して所定の模様に粗面化する模様形成方法が記載されている。また、特許文献2には酸化処理法によって黒色酸化皮膜を形成したZnめっき鋼板表面を機械研磨することで模様を付与するめっき鋼板の製造方法が記載されている。 Patent Document 1 describes a pattern forming method in which a stainless steel surface, which has been given a color tone using a chemical coloring method, is mechanically polished to roughen the surface into a specified pattern. In addition, Patent Document 2 describes a method for manufacturing a plated steel sheet in which a pattern is imparted to the surface of a Zn-plated steel sheet on which a black oxide film has been formed by an oxidation treatment method by mechanically polishing the surface.

また、特許文献3、特許文献4には、酸化処理法によってステンレス鋼表面に黒色酸化皮膜が形成された黒色ステンレス鋼板が記載されている。 Patent Document 3 and Patent Document 4 describe black stainless steel plates in which a black oxide film is formed on the stainless steel surface by an oxidation treatment method.

特開昭61-213380号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-213380 特開2017-218647号公報JP 2017-218647 A 特開2019-178392号公報JP 2019-178392 A 特開2018-135591号公報JP 2018-135591 A

ところで、ステンレス鋼を素地として表面に黒色酸化皮膜を形成した後に、その一部を研磨し素地を露出させることで模様を形成した場合、意匠性を有するものの、研磨によって露出したステンレス鋼素地は周りの黒色酸化皮膜に覆われた部分に比べて耐食性が低く早期の発銹を生じることが多いという問題がある。 However, when a black oxide film is formed on the surface of stainless steel as a base material, and then a portion of the base material is polished to expose it to form a pattern, the design is attractive, but there is a problem in that the stainless steel base material exposed by polishing has lower corrosion resistance than the surrounding area covered with the black oxide film, and often rusts early.

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、表面に黒色酸化皮膜を有し、さらにその黒色酸化皮膜の一部を除去してステンレス鋼材の素地を露出させて模様を形成した、意匠性及び耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼材を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a ferritic stainless steel material with excellent design and corrosion resistance, which has a black oxide film on the surface and is patterned by removing part of the black oxide film to expose the stainless steel base material.

本発明者らは上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、表面に黒色の酸化皮膜を有するステンレス鋼材を研磨して模様を形成した際に生じる耐食性低下の要因は、研磨により酸化皮膜の一部が除去されて、酸化皮膜直下のTi酸化物(TiO)やAl酸化物(Al)などの内部酸化物が多数存在する層(内部酸化物層)が露出することと、研磨時に高温に曝されることで、露出された素地表面に形成される不動態皮膜の組成が、Cr濃度が低くFe濃度が高いものであることを明らかにした。 As a result of intensive research by the inventors to solve the above problems, they have discovered that the cause of the decrease in corrosion resistance that occurs when a stainless steel material having a black oxide film on its surface is polished to form a pattern is that part of the oxide film is removed by polishing, exposing a layer (inner oxide layer) containing a large number of inner oxides such as Ti oxide (TiO 2 ) and Al oxide (Al 2 O 3 ) immediately below the oxide film, and that the composition of the passive film formed on the exposed base surface due to exposure to high temperatures during polishing has a low Cr concentration and a high Fe concentration.

すなわち、フェライト系ステンレス鋼の組成を制御すること、研磨により素地を露出する際に酸化皮膜及び内部酸化物層を除去すること、及び素地露出部に形成された不働態皮膜中のCr分率を高めることで、素地露出部の耐食性低下を抑制できることを見出した。さらに、酸化皮膜部と素地露出部の明度差及び光沢度差が特定の範囲であることで酸化皮膜及び内部酸化物層の除去状態を確認できることを見出し、本発明に至った。上記知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。 In other words, it was discovered that the deterioration of corrosion resistance of the exposed substrate can be suppressed by controlling the composition of the ferritic stainless steel, removing the oxide film and inner oxide layer when exposing the substrate by polishing, and increasing the Cr fraction in the passive film formed on the exposed substrate. Furthermore, it was discovered that the removal state of the oxide film and inner oxide layer can be confirmed by checking the difference in brightness and gloss between the oxide film and the exposed substrate within a specific range, which led to the present invention. The gist of the present invention, which was completed based on the above findings, is as follows.

(1)本発明の一態様に係るフェライト系ステンレス鋼材は、質量%で、C:0.050%以下、Si:1.00%以下、Mn:0.04~1.00%、P:0.050%以下、S:0.030%以下、Cr:16.00~25.00%、Ni:1.00%以下、Cu:0.60%以下、Mo:2.00%以下、N:0.030%以下、Al:0.500%以下、Ti:0.080~0.500%、Nb:0.500%以下かつNb及びTiの合計含有量が6(C+N)以上(C及びNは、C及びNの含有量をそれぞれ表す)であり、残部がFe及び不純物からなる組成を有するフェライト系ステンレス鋼を素地として、前記素地の表面には、明度指数L≦45.0、クロマネチックス指数-5.0≦a≦5.0、-5.0≦b≦5.0、光沢度GS(60°)≦40.0を満たす黒色の酸化皮膜が形成されている酸化皮膜部と、前記酸化皮膜が形成されていない素地露出部とを有するとともに、前記酸化皮膜部と前記素地露出部とにより模様が形成されており、前記酸化皮膜部と前記素地露出部とにおいて明度指数の差ΔL≧30.0及び光沢度の差ΔGS(60°)≧130.0を満たし、かつ前記素地露出部表面に形成された不働態皮膜がCr分率≧30%を満たす。 (1) A ferritic stainless steel material according to one embodiment of the present invention has, in mass%, C: 0.050% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 0.04 to 1.00%, P: 0.050% or less, S: 0.030% or less, Cr: 16.00 to 25.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 0.60% or less, Mo: 2.00% or less, N: 0.030% or less, Al: 0.500% or less, Ti: 0.080 to 0.500%, Nb: 0.500% or less, and the total content of Nb and Ti is 6 (C + N) or more (C and N represent the contents of C and N, respectively), with the balance being Fe and impurities. The surface of the substrate has a lightness index L * ≦ 45.0, a chromathetics index -5.0 ≦ a The oxide film portion is formed with a black oxide film that satisfies the following conditions: b* ≦5.0, -5.0≦b * ≦5.0, and gloss GS(60°)≦40.0, and an exposed substrate portion on which the oxide film is not formed, and a pattern is formed by the oxide film portion and the exposed substrate portion, the difference in lightness index between the oxide film portion and the exposed substrate portion being ΔL * ≧30.0 and the difference in gloss ΔGS(60°)≧130.0, and the passive film formed on the surface of the exposed substrate portion satisfies a Cr fraction ≧30%.

(2)上記(1)に記載のフェライト系ステンレス鋼材は、前記フェライト系ステンレス鋼の組成において、さらに、質量%で、Zr:1.00%以下、Co:1.00%以下、V:1.00%以下及びW:1.00%以下からなる群から選択される1種以上の元素を含有してもよい。 (2) The ferritic stainless steel material described in (1) above may further contain, in mass %, one or more elements selected from the group consisting of Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1.00% or less, and W: 1.00% or less in the composition of the ferritic stainless steel.

(3)上記(1)又は(2)に記載のフェライト系ステンレス鋼材は、前記フェライト系ステンレス鋼の組成において、さらに、質量%で、REM:0.100%以下及びCa:0.100%以下からなる群から選択される1種以上の元素を含有してもよい。 (3) The ferritic stainless steel material described in (1) or (2) above may further contain, in mass %, one or more elements selected from the group consisting of REM: 0.100% or less and Ca: 0.100% or less in the composition of the ferritic stainless steel.

(4)上記(1)~(3)のいずれか一に記載のフェライト系フェライト系ステンレス鋼材は、前記ステンレス鋼の組成において、さらに、質量%で、Sn:0.100%以下及びB:0.0100%以下からなる群から選択される1種以上の元素を含有してもよい。 (4) The ferritic stainless steel material described in any one of (1) to (3) above may further contain, in mass%, one or more elements selected from the group consisting of Sn: 0.100% or less and B: 0.0100% or less in the composition of the stainless steel.

本発明の上記態様によれば、表面に黒色の酸化皮膜を有し、その黒色の酸化皮膜の一部を除去して素地を露出させて模様を形成した、意匠性及び耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼材を提供できる。 According to the above aspect of the present invention, it is possible to provide a ferritic stainless steel material with excellent design and corrosion resistance, which has a black oxide film on the surface and is patterned by removing part of the black oxide film to expose the base material.

図1は、模様が形成されるまでの流れを説明するための模式図であり、(a)は黒色の酸化皮膜が形成される前の素地表層近傍を示す断面図、(b)は黒色の酸化皮膜が形成された後の素地表層近傍を示す断面図、(c)は研磨により模様が形成された後のステンレス鋼材の表層近傍を示す断面図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the process until a pattern is formed, in which (a) is a cross-sectional view showing the vicinity of the surface layer of a substrate before a black oxide film is formed, (b) is a cross-sectional view showing the vicinity of the surface layer of a substrate after a black oxide film has been formed, and (c) is a cross-sectional view showing the vicinity of the surface layer of a stainless steel material after a pattern has been formed by polishing. 図2は、耐食性の試験に用いた接着体の上面図及び側面図である。FIG. 2 shows a top view and a side view of the bonded structure used in the corrosion resistance test.

以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し変更、改良などが適宜加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。 The following is a detailed description of the embodiments of the present invention. The present invention is not limited to the following embodiments, and it should be understood that modifications and improvements to the following embodiments, as appropriate, based on the ordinary knowledge of those skilled in the art, fall within the scope of the present invention, provided they do not deviate from the spirit of the present invention.

<1.本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材>
(1.1 化学組成)
本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼材(以下、単に「ステンレス鋼材」と記載することがある。)の素地は、質量%で、C:0.050%以下、Si:1.00%以下、Mn:0.04~1.00%、P:0.050%以下、S:0.030%以下、Cr:16.00~25.00%、Ni:1.00%以下、Cu:0.60%以下、Mo:2.00%以下、N:0.030%以下、Al:0.500%以下、Ti:0.080~0.500%、Nb:0.500%以下かつNb及びTiの合計含有量が6(C+N)以上(C及びNは、C及びNの含有量をそれぞれ表す)であり、残部がFe及び不純物からなる組成を有する。すなわち、本実施形態に係るステンレス鋼材の素地は、常温での金属組織が主としてフェライト相となる化学組成を有している。
<1. Ferritic stainless steel material according to this embodiment>
1.1 Chemical Composition
The base material of the ferritic stainless steel material according to this embodiment (hereinafter, sometimes simply referred to as "stainless steel material") has a composition consisting of, in mass%, C: 0.050% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 0.04 to 1.00%, P: 0.050% or less, S: 0.030% or less, Cr: 16.00 to 25.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 0.60% or less, Mo: 2.00% or less, N: 0.030% or less, Al: 0.500% or less, Ti: 0.080 to 0.500%, Nb: 0.500% or less, and the total content of Nb and Ti is 6 (C + N) or more (C and N represent the contents of C and N, respectively), with the balance being Fe and impurities. That is, the base material of the stainless steel material according to this embodiment has a chemical composition in which the metal structure at room temperature is mainly ferrite phase.

ここで、本明細書において「不純物」とは、素地のフェライト系ステンレス鋼を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップなどの原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。例えば、不純物には、不可避的不純物も含まれる。 In this specification, "impurities" refer to components that are mixed in during the industrial production of the base ferritic stainless steel due to various factors in the manufacturing process, such as raw materials such as ores and scraps, and are acceptable within the scope of not adversely affecting the present invention. For example, impurities also include unavoidable impurities.

また、本実施形態に係るステンレス鋼材の素地は、質量%で、Zr:1.00%以下、Co:1.00%以下、V:1.00%以下及びW:1.00%以下からなる群から選択される1種以上の元素をさらに含んでもよい。また、本実施形態に係るステンレス鋼材の素地は、質量%で、REM:0.100%以下及びCa:0.100%以下からなる群から選択される1種以上の元素をさらに含んでもよい。さらに、本実施形態に係るステンレス鋼材の素地は、質量%で、Sn:0.100%以下及びB:0.0100%以下からなる群から選択される1種以上の元素をさらに含んでもよい。
以下、各元素の含有量の限定理由について説明する。
The base material of the stainless steel material according to the present embodiment may further contain, by mass%, one or more elements selected from the group consisting of Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1.00% or less, and W: 1.00% or less. The base material of the stainless steel material according to the present embodiment may further contain, by mass%, one or more elements selected from the group consisting of REM: 0.100% or less and Ca: 0.100% or less. The base material of the stainless steel material according to the present embodiment may further contain, by mass%, one or more elements selected from the group consisting of Sn: 0.100% or less and B: 0.0100% or less.
The reasons for limiting the content of each element will be explained below.

(C:0.050質量%以下)
Cは、ステンレス鋼材の耐粒界腐食性(鋭敏化抑制作用)や加工性などの特性に影響を与える元素である。Cの含有量が多すぎると、ステンレス鋼材の加工性及び耐粒界腐食性が低下してしまう。そのため、Cの含有量の上限値は、0.050質量%、好ましくは0.045質量%、より好ましくは0.040質量%である。一方、Cの含有量の下限値は、特に限定されないが、Cの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Cの含有量の下限値は、好ましくは0.0005質量%、好ましくは0.001質量%である。
(C: 0.050% by mass or less)
C is an element that affects the intergranular corrosion resistance (sensitization suppression effect) and workability of stainless steel materials. If the C content is too high, the workability and intergranular corrosion resistance of stainless steel materials will be deteriorated. Therefore, the upper limit of the C content is 0.050 mass%, preferably 0.045 mass%, and more preferably 0.040 mass%. Although the lower limit is not particularly limited, a reduction in the C content leads to an increase in refining costs. Therefore, the lower limit of the C content is preferably 0.0005 mass%, more preferably 0.001 mass%. %.

(Si:1.00質量%以下)
Siは、ステンレス鋼材の耐酸化皮膜剥離性や耐高温酸化性を向上させる元素である。Siの含有量が多すぎると、加工性及び靭性が低下する。そのため、Siの含有量の上限値は、1.00質量%、好ましくは0.90質量%、より好ましくは0.80質量%である。一方、Siの含有量の下限値は、特に限定されないが、ステンレス鋼材製造時の酸化皮膜剥離による表面品質低下を抑制する観点から、好ましくは0.05質量%、より好ましくは0.10質量%、更に好ましくは0.15質量%である。
(Si: 1.00% by mass or less)
Silicon is an element that improves the oxidation film peeling resistance and high-temperature oxidation resistance of stainless steel materials. If the silicon content is too high, the workability and toughness decrease. Therefore, the upper limit of the silicon content is On the other hand, the lower limit of the Si content is not particularly limited, but it is preferable that the Si content is 1.00 mass%, preferably 0.90 mass%, and more preferably 0.80 mass%. From the viewpoint of suppressing deterioration of surface quality due to oxidation, the content is preferably 0.05% by mass, more preferably 0.10% by mass, and even more preferably 0.15% by mass.

(Mn:0.04~1.00質量%)
Mnは、脱酸元素として有用な元素であるとともに耐酸化皮膜剥離性や耐高温酸化性の向上に有効な元素である。また、MnはCrとの複合酸化物を形成することで、黒色の色調形成に有効である。Mnの含有量が多すぎると、腐食起点となるMnSを生成し易くなるとともに、フェライト相を不安定化させる。そのため、Mnの含有量の上限値は、1.00質量%、好ましくは0.95質量%、より好ましくは0.90質量%である。一方、Mnの含有量が少なすぎると、上記の効果が十分に得られないことがある。そのため、Mnの含有量の下限値は0.04質量%、好ましくは0.05質量%である。
(Mn: 0.04 to 1.00% by mass)
Mn is a useful deoxidizing element and is also effective in improving oxidation film peeling resistance and high-temperature oxidation resistance. Mn also forms a complex oxide with Cr, which gives the steel a black color. If the Mn content is too high, MnS, which is the starting point of corrosion, is easily generated and the ferrite phase is destabilized. Therefore, the upper limit of the Mn content is set to 1.00 % by mass, preferably 0.95% by mass, and more preferably 0.90% by mass. On the other hand, if the Mn content is too low, the above effects may not be sufficiently obtained. The lower limit of the content is 0.04 mass %, preferably 0.05 mass %.

(P:0.050質量%以下)
Pは、ステンレス鋼材の溶接性や加工性などの特性に影響を与える元素である。Pの含有量が多すぎると、上記の特性が低下する恐れがある。そのため、Pの含有量の上限値は、0.050質量%、好ましくは0.045質量%、より好ましくは0.040質量%である。一方、Pの含有量の下限値は、特に限定されないが、Pの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Pの含有量の下限値は、好ましくは0.001質量%、より好ましくは0.010質量%である。
(P: 0.050% by mass or less)
P is an element that affects the properties of stainless steel materials, such as weldability and workability. If the P content is too high, the above properties may be reduced. Therefore, the upper limit of the P content is set at 100%. is 0.050 mass%, preferably 0.045 mass%, and more preferably 0.040 mass%. On the other hand, the lower limit of the P content is not particularly limited, but the P content is reduced. This leads to an increase in refining costs. Therefore, the lower limit of the P content is preferably 0.001 mass%, more preferably 0.010 mass%.

(S:0.030質量%以下)
Sは、腐食起点となるMnSを生成し、ステンレス鋼材の靭性などの特性に影響を与える元素である。Sの含有量が多すぎると、上記の特性が低下する恐れがある。そのため、Sの含有量の上限値は、0.030質量%、好ましくは0.025質量%、より好ましくは0.020質量%である。一方、Sの含有量の下限値は、特に限定されないが、Sの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Sの含有量の下限値は、好ましくは0.0001質量%以上、より好ましくは0.0005質量%以上である。
(S: 0.030% by mass or less)
S is an element that generates MnS, which is the starting point of corrosion, and affects the toughness and other properties of stainless steel materials. If the S content is too high, the above properties may be reduced. The upper limit of the S content is 0.030% by mass, preferably 0.025% by mass, and more preferably 0.020% by mass. On the other hand, the lower limit of the S content is not particularly limited, but A lower S content leads to an increase in refining costs, so the lower limit of the S content is preferably 0.0001 mass % or more, and more preferably 0.0005 mass % or more.

(Cr:16.00~25.00質量%)
Crは、ステンレス鋼材の耐食性及び耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。Crの含有量が多すぎると、ステンレス鋼材の靭性が低下するとともに、酸化皮膜の成長を阻害し、黒色の色調を有する酸化皮膜を形成できない。そのため、Crの含有量の上限値は、25.00質量%、好ましくは24.50質量%、より好ましくは24.00質量%である。一方、Crの含有量が少なすぎると、上記の効果が十分に得られないことがある。そのため、Crの含有量の下限値は、16.00質量%、好ましくは16.50質量%である。
(Cr: 16.00 to 25.00% by mass)
Cr is an element that is effective in improving the corrosion resistance and oxidation resistance of stainless steel materials. If the Cr content is too high, the toughness of the stainless steel material decreases, and the growth of the oxide film is inhibited, resulting in a black color. Therefore, the upper limit of the Cr content is 25.00 mass%, preferably 24.50 mass%, and more preferably 24.00 mass%. If the amount is too small, the above-mentioned effects may not be sufficiently obtained, so the lower limit of the Cr content is 16.00 mass%, preferably 16.50 mass%.

(Ni:1.00質量%以下)
Niは、ステンレス鋼材の耐食性及び靭性を向上させるのに有効な元素である。Niの含有量が多すぎると、フェライト相が不安定化するとともに、製造コストも上昇する。そのため、Niの含有量の上限値は、1.00質量%、好ましくは0.90質量%、より好ましくは0.80質量%である。一方、Niの含有量の下限値は、特に限定されないが、上記の効果を得る観点から、好ましくは0.01質量%、より好ましくは0.05質量%である。
(Ni: 1.00% by mass or less)
Ni is an element effective in improving the corrosion resistance and toughness of stainless steel materials. If the Ni content is too high, the ferrite phase becomes unstable and the manufacturing cost increases. Therefore, the Ni content is The upper limit of the Ni content is 1.00 mass%, preferably 0.90 mass%, and more preferably 0.80 mass%. On the other hand, the lower limit of the Ni content is not particularly limited, but if the above effect is not obtained, the lower limit is set to 0.80 mass%. From the viewpoint of obtaining the desired result, the content is preferably 0.01% by mass, and more preferably 0.05% by mass.

(Cu:0.60質量%以下)
Cuは、ステンレス鋼材の耐食性を向上させるのに有効な元素である。Cuの含有量が多すぎると、フェライト相が不安定化するとともに、製造コストも上昇する。そのため、Cuの含有量の上限値は、0.60質量%、好ましくは0.55質量%、より好ましくは0.50質量%である。一方、Cuの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは0.001質量%、好ましくは0.01質量%である。
(Cu: 0.60% by mass or less)
Cu is an element effective in improving the corrosion resistance of stainless steel materials. If the Cu content is too high, the ferrite phase becomes unstable and the manufacturing cost increases. Therefore, the upper limit of the Cu content is set to 100%. The lower limit of the Cu content is not particularly limited, but is preferably 0.001 mass %, more preferably 0.50 mass %, and most preferably 0.60 mass %, still more preferably 0.55 mass %, still more preferably 0.50 mass %. %, preferably 0.01% by mass.

(Mo:2.00質量%以下)
Moは、ステンレス鋼材の耐食性及び耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。Moの含有量が多すぎると、ステンレス鋼材の加工性の低下、製造コストの上昇を招くとともに、耐酸化性向上が向上し黒色の酸化皮膜の形成が困難になる。そのため、Moの含有量の上限値は、2.00質量%、好ましくは1.90質量%である。一方、Moの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは0.001質量%、好ましくは0.01質量%である。
(Mo: 2.00% by mass or less)
Mo is an element effective in improving the corrosion resistance and oxidation resistance of stainless steel materials. If the Mo content is too high, the workability of the stainless steel material decreases, the manufacturing cost increases, and the oxidation resistance decreases. Therefore, the upper limit of the Mo content is 2.00 mass%, preferably 1.90 mass%. The value is not particularly limited, but is preferably 0.001 mass %, more preferably 0.01 mass %.

(N:0.030質量%以下)
Nは、耐粒界腐食性(鋭敏化抑制作用)や加工性などの特性に影響を与える元素である。Nの含有量が多すぎると、ステンレス鋼材の耐粒界腐食性や加工性が低下する。また、後記するように、黒色の酸化皮膜の形成には、Tiを必要とするが、Nの含有量が多くなると、TiNが析出するため鋼中の固溶Ti量が減少し、黒色の酸化皮膜の形成が阻害される。また、形成された窒化物は、腐食の起点になりやすく、耐食性、特に耐孔食性を低下させる。そのため、Nの含有量の上限値は、0.030質量%、好ましくは0.028質量%、より好ましくは0.025質量%である。一方、Nの含有量の下限値は、特に限定されないが、Nの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Nの含有量の下限値は、好ましくは0.0005質量%、好ましくは0.001質量%である。
(N: 0.030% by mass or less)
N is an element that affects properties such as intergranular corrosion resistance (sensitization suppression effect) and workability. If the N content is too high, the intergranular corrosion resistance and workability of stainless steel materials will decrease. As will be described later, Ti is required to form a black oxide film. However, if the N content is high, TiN precipitates, reducing the amount of Ti dissolved in the steel, and the black oxide film is formed. The formation of an oxide film of N is inhibited. In addition, the formed nitrides are likely to become the starting points of corrosion, and reduce the corrosion resistance, especially the pitting corrosion resistance. Therefore, the upper limit of the N content is set to 0.030. % by mass, preferably 0.028% by mass, and more preferably 0.025% by mass. On the other hand, the lower limit of the N content is not particularly limited, but reducing the N content leads to a reduction in refining costs. Therefore, the lower limit of the N content is preferably 0.0005 mass %, and more preferably 0.001 mass %.

(Al:0.500質量%以下)
Alは、黒色の酸化皮膜を形成した際にステンレス鋼材の素材表面にAl酸化物を形成することで酸化皮膜の剥離抑制に有効に働く元素である。他方、Alの含有量が多すぎると、ステンレス鋼材の靭性が低下する。そのため、Alの含有量の上限値は、0.500質量%、好ましくは0.450質量%、より好ましくは0.400質量%である。一方、Alの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは0.001質量%、好ましくは0.010質量%である。
(Al: 0.500% by mass or less)
Al is an element that effectively prevents the oxide film from peeling off by forming Al oxide on the surface of the stainless steel material when a black oxide film is formed. On the other hand, if the Al content is too high, The toughness of the stainless steel material is reduced. Therefore, the upper limit of the Al content is 0.500 mass%, preferably 0.450 mass%, and more preferably 0.400 mass%. The lower limit of is not particularly limited, but is preferably 0.001 mass %, and more preferably 0.010 mass %.

(Nb:0.500質量%以下、Ti:0.080~0.500質量%、Nb及びTiの合計含有量:6(C+N)以上)
Nb及びTiは、耐粒界腐食性(鋭敏化抑制作用)などの特性に影響を与える元素である。さらにTiはCrとの複合酸化物を形成することで、酸化皮膜に黒色の外観を付与する。
(Nb: 0.500 mass% or less, Ti: 0.080 to 0.500 mass%, total content of Nb and Ti: 6(C+N) or more)
Nb and Ti are elements that affect properties such as intergranular corrosion resistance (sensitization suppression effect), etc. Furthermore, Ti forms a complex oxide with Cr, thereby imparting a black appearance to the oxide film.

Nbの含有量が多すぎると、ステンレス鋼材の加工性及び靭性が低下する。そのため、Nbの含有量の上限値は、0.500質量%、好ましくは0.480質量%、より好ましくは0.450質量%である。また、Tiの含有量が多すぎると、ステンレス鋼材の加工性及び表面品質が低下する。そのため、Tiの含有量の上限値は、0.500質量%、好ましくは0.480質量%、より好ましくは0.450質量%である。 If the Nb content is too high, the workability and toughness of the stainless steel material will decrease. Therefore, the upper limit of the Nb content is 0.500 mass%, preferably 0.480 mass%, and more preferably 0.450 mass%. Also, if the Ti content is too high, the workability and surface quality of the stainless steel material will decrease. Therefore, the upper limit of the Ti content is 0.500 mass%, preferably 0.480 mass%, and more preferably 0.450 mass%.

一方、Nb及びTiの含有量の下限値は、耐粒界腐食性を低下させるC及びNの含有量との関係から制御される。具体的には、Nb及びTiの合計含有量の下限値は、6(C+N)、好ましくは7(C+N)、より好ましくは8(C+N)である。ここで、C及びNは、C及びNの含有量をそれぞれ表す。また、Tiの含有量が少なすぎると、上記の効果が十分に得られないことがある。そのため、Tiの含有量の下限値は、0.080質量%、好ましくは0.090質量%以上、より好ましくは0.100質量%である。 On the other hand, the lower limit of the Nb and Ti content is controlled based on the relationship with the C and N contents, which reduce intergranular corrosion resistance. Specifically, the lower limit of the total Nb and Ti content is 6 (C+N), preferably 7 (C+N), and more preferably 8 (C+N). Here, C and N represent the C and N contents, respectively. Also, if the Ti content is too low, the above-mentioned effect may not be sufficiently obtained. Therefore, the lower limit of the Ti content is 0.080 mass%, preferably 0.090 mass% or more, and more preferably 0.100 mass%.

(Zr:1.00質量%以下、Co:1.00質量%以下、V:1.00質量%以下、W:1.00質量%以下)
Zr、Co、V及びWは、ステンレス鋼材の耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。Zr、Co、V及びWの含有量が多すぎると、ステンレス鋼材の加工性及び靭性が低下するとともに、製造コストの上昇につながる。そのため、Zr、Co、V及びWの含有量の上限値はいずれも、1.0質量%、好ましくは0.8質量%、更に好ましくは0.5質量%である。一方、Zr、Co、V及びWの含有量の下限値はいずれも、特に限定されないが、好ましくは0.001質量%、より好ましくは0.01質量%である。
(Zr: 1.00% by mass or less, Co: 1.00% by mass or less, V: 1.00% by mass or less, W: 1.00% by mass or less)
Zr, Co, V and W are elements effective for improving the oxidation resistance of stainless steel materials. If the content of Zr, Co, V and W is too high, the workability and toughness of the stainless steel material will decrease. Therefore, the upper limit of each of the contents of Zr, Co, V and W is set to 1.0 mass %, preferably 0.8 mass %, and more preferably 0.5 mass %. On the other hand, the lower limit of each of the Zr, Co, V and W contents is not particularly limited, but is preferably 0.001 mass %, more preferably 0.01 mass %.

(REM:0.100質量%以下、Ca:0.100質量%以下)
REM及びCaは、ステンレス鋼材の耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。REM及びCaの含有量が多すぎると、ステンレス鋼の製造コストの上昇につながる。そのため、REM及びCaの含有量の上限値はいずれも、0.100質量%、好ましくは0.080質量%、更に好ましくは0.05質量%である。一方、REM及びCaの下限値はいずれも、特に限定されないが、好ましくは0.0001質量%、より好ましくは0.003質量%である。なお、REMは、Sc、Y及びランタノイドの合計17元素の総称であり、希土類金属を意味する。具体的には、La、Ce、Nd等が挙げられ、これらのうち1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて含有させることができる。含有される希土類元素が2種類以上である場合、上記REM含有量は、これら希土類元素の総含有量を意味する。添加の方法としては、例えば、希土類元素の混合物であるミッシュメタル(MM)を用いて、REM含有量が上記の範囲となるように含有させてもよい。
(REM: 0.100% by mass or less, Ca: 0.100% by mass or less)
REM and Ca are elements effective in improving the oxidation resistance of stainless steel materials. If the content of REM and Ca is too high, it leads to an increase in the manufacturing cost of stainless steel. Therefore, the content of REM and Ca is The upper limit of each of the amounts is 0.100% by mass, preferably 0.080% by mass, and more preferably 0.05% by mass. On the other hand, the lower limit of each of the REM and Ca is not particularly limited, but The content is preferably 0.0001 mass%, more preferably 0.003 mass%. REM is a collective term for 17 elements in total, including Sc, Y, and lanthanoids, and means rare earth metals. Specifically, La , Ce, Nd, etc., among which one kind may be contained alone, or two or more kinds may be contained in combination. When two or more kinds of rare earth elements are contained, the above-mentioned REM content is The total content of these rare earth elements is meant. As a method of addition, for example, misch metal (MM), which is a mixture of rare earth elements, may be used so that the REM content falls within the above range. .

(Sn:0.100質量%以下)
Snは、ステンレス鋼材の耐食性を向上させるのに有効な元素である。Snの含有量が多すぎると、Snが偏析し、製造性が低下する。そのため、Snの含有量の上限値は、0.100質量%、好ましくは0.080質量%、より好ましくは0.050質量%である。一方、Snの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは0.001質量%、より好ましくは0.005質量%である。
(Sn: 0.100% by mass or less)
Sn is an element effective for improving the corrosion resistance of stainless steel materials. If the Sn content is too high, Sn segregates and manufacturability decreases. Therefore, the upper limit of the Sn content is set to 0. 100% by mass, preferably 0.080% by mass, and more preferably 0.050% by mass. On the other hand, the lower limit of the Sn content is not particularly limited, but is preferably 0.001% by mass, and more preferably 0.010% by mass. is 0.005 mass%.

(B:0.0100質量%以下)
Bは、ステンレス鋼材の二次加工性を向上させるのに有効な元素である。Bの含有量が多すぎると、ステンレス鋼の疲労強度が低下する。そのため、Bの含有量の上限値は、0.0100質量%、好ましくは0.0080質量%、より好ましくは0.0050質量%である。一方、Bの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは0.0001質量%、より好ましくは0.0005質量%である。
(B: 0.0100% by mass or less)
B is an element effective for improving the secondary workability of stainless steel materials. If the B content is too high, the fatigue strength of the stainless steel decreases. Therefore, the upper limit of the B content is The lower limit of the B content is not particularly limited, but is preferably 0.0001 mass%, more preferably 0.0050 mass%. The content is preferably 0.0005% by mass.

(1.2 ステンレス鋼材の構成)
図1(c)は、後述するように、本実施形態に係るステンレス鋼材の表層近傍を模式的に示す板厚方向の断面図である。図1(c)を参照して、本実施形態に係るステンレス鋼材1は、表面に黒色の色調を有する酸化皮膜4を有し、この黒色の酸化皮膜4を研磨により部分的に除去することで、装飾その他の目的で意図的に形成した模様からなる意匠を有する。本実施形態に係るステンレス鋼材は、フェライト系ステンレス鋼素地3(以下、単に「素地」と記す。)と、素地3の表面に形成された黒色の色調を有する酸化皮膜4とを有する。また、本実施形態に係るステンレス鋼材1は、黒色の酸化皮膜4の一部及びその直下の内部酸化物層5が除去されて部分的に素地が露出した素地露出部7を有する。素地露出部7には不働態皮膜8が形成されている。本実施形態に係るステンレス鋼材1の表面には、黒色の酸化皮膜4が形成された酸化皮膜部41と、黒色の酸化皮膜4が除去されて銀白色の素地3が露出した素地露出部7とにより模様が形成される。模様は、例えば、素地露出部7の幅が0.5~20mmのストライプ(縞模様)や波模様、同程度の幅のチェック柄(格子模様)、あるいは素地露出部の直径が0.5~20mmの水玉模様、及びこれらの組み合わせなどである。
(1.2 Stainless Steel Material Composition)
As described later, FIG. 1(c) is a cross-sectional view in the plate thickness direction that typically shows the vicinity of the surface layer of the stainless steel material according to this embodiment. Referring to FIG. 1(c), the stainless steel material 1 according to this embodiment has an oxide film 4 having a black color tone on the surface, and the black oxide film 4 is partially removed by polishing to have a design consisting of a pattern intentionally formed for decorative or other purposes. The stainless steel material according to this embodiment has a ferritic stainless steel base material 3 (hereinafter simply referred to as "base material") and an oxide film 4 having a black color tone formed on the surface of the base material 3. The stainless steel material 1 according to this embodiment also has a base material exposed portion 7 in which a part of the black oxide film 4 and the internal oxide layer 5 immediately below it have been removed to partially expose the base material. A passive film 8 is formed on the base material exposed portion 7. On the surface of the stainless steel material 1 according to this embodiment, a pattern is formed by an oxide film portion 41 on which the black oxide film 4 is formed, and a base material exposed portion 7 in which the black oxide film 4 has been removed to expose the silver-white base material 3. The pattern may be, for example, a stripe or wave pattern with a width of 0.5 to 20 mm in the exposed base portion 7, a checkered pattern (lattice pattern) of similar width, or a polka dot pattern with a diameter of 0.5 to 20 mm in the exposed base portion, or a combination of these.

(酸化皮膜の色調)
本実施形態に係るステンレス鋼材1は、黒色の酸化皮膜4が形成されている表面(素地露出部以外の表面)の色調に関して、明度指数L、クロマネティクス指数a、bが特定の範囲にある。これらの数値は、JIS Z 8722:2009に準拠する色調測定を任意の5点で行い、平均した数値を、JIS Z 8781-4:2013に準拠するCIELAB(L表色系)である明度指数L、クロマネティクス指数a、bで示した値である。本実施形態に係るステンレス鋼材の酸化皮膜4(酸化皮膜部41)は、その表面が、L≦45.0、-5.0≦a≦5.0、-5.0≦b≦5.0の範囲を有している。
(Oxide film color tone)
The stainless steel material 1 according to this embodiment has a lightness index L * and chromanetics indices a * and b * in specific ranges with respect to the color tone of the surface (surface other than the exposed base portion) on which the black oxide film 4 is formed. These values are values obtained by performing color tone measurement according to JIS Z 8722:2009 at any five points, averaging the values, and expressing the lightness index L * and chromanetics indices a * and b * in CIELAB (L * a * b * color system) according to JIS Z 8781-4:2013. The oxide film 4 (oxide film portion 41) of the stainless steel material according to this embodiment has a surface in the ranges of L * ≦45.0, -5.0≦a * ≦5.0, and -5.0≦b * ≦5.0.

(酸化皮膜の光沢度)
また、本実施形態に係るステンレス鋼材1は、黒色の酸化皮膜4が形成されている表面(素地露出部以外の表面)の光沢度GS(60°)が特定の範囲にある。この数値は、JIS Z8741:1997に準拠する光沢度測定を任意の5点で行い、平均した数値である。なお、光沢度GS(60°)は、入射角度(60°)で光を入射させて測定したことを示している。本実施形態に係るステンレス鋼材の酸化皮膜4(酸化皮膜部41)は、その表面がGS(60°)≦40.0の範囲を有している。これにより、過度の反射光の発生を抑えた黒色とすることができる。
(Glossiness of oxide film)
Furthermore, the stainless steel material 1 according to this embodiment has a glossiness GS (60°) of the surface (surface other than the exposed substrate portion) on which the black oxide film 4 is formed, which is within a specific range. This value is an average value obtained by performing glossiness measurements at any five points in accordance with JIS Z8741:1997. The glossiness GS (60°) indicates that the measurement was performed by irradiating light at an incident angle (60°). The oxide film 4 (oxide film portion 41) of the stainless steel material according to this embodiment has a surface with a GS (60°) of ≦40.0. This allows the black color to be obtained while suppressing the generation of excessive reflected light.

(明度差及び光沢度差)
本実施形態に係るステンレス鋼材1は、素地露出部7において酸化皮膜4及び内部酸化物層5が除去されるように研磨されている。これにより、酸化皮膜部41と素地露出部7の明度差ΔL及び光沢度差ΔGS(60°)が特定の範囲となる。素地露出部7の明度及び光沢度の測定方法は上記酸化皮膜の色調及び光沢度の測定方法と同様である。
(Brightness difference and gloss difference)
The stainless steel material 1 according to this embodiment is polished so as to remove the oxide film 4 and the inner oxide layer 5 in the exposed substrate portion 7. As a result, the lightness difference ΔL * and the gloss difference ΔGS (60°) between the oxide film portion 41 and the exposed substrate portion 7 fall within a specific range. The method for measuring the lightness and gloss of the exposed substrate portion 7 is the same as the method for measuring the color tone and gloss of the oxide film described above.

明度指数の差(以下、単に「明度差」と記載することがある。)ΔLは、酸化皮膜4(酸化皮膜部41)の明度指数L1と、素地露出部7の明度指数L2との差であり、本実施形態において通常L2はL1より大きな数値であるため、ΔL=L2-L1≧30.0を満たす。また好ましくはΔL≧32.0であり、より好ましくはΔL≧35.0である。色調差ΔGS(60°)は、酸化皮膜4(酸化皮膜部41)の光沢度GS(60°)1と、素地露出部7の光沢度GS(60°)2との差であり、本実施形態において通常GS(60°)2はGS(60°)1より大きな数値になるためΔGS(60°)=GS(60°)2-GS(60°)1≧130.0を満たす。また好ましくはΔGS(60°)≧135.0、さらに好ましくはΔGS(60°)≧140.0を満たす。換言すれば、明度差ΔL及び光沢度差ΔGS(60°)が上述した範囲であれば、素地露出部7において酸化皮膜お4よび内部酸化物層5が十分に除去されていることになる。明度差ΔL及び光沢度差ΔGS(60°)が、上述した好ましい範囲、より好ましい範囲であるほど、内部酸化物層5がより確実に除去されていることになる。 The difference in lightness index (hereinafter, sometimes simply referred to as "lightness difference") ΔL * is the difference between the lightness index L * 1 of the oxide coating 4 (oxide coating portion 41) and the lightness index L * 2 of the exposed substrate portion 7. In this embodiment, L * 2 is usually a larger value than L * 1, and therefore ΔL * =L * 2-L * 1≧30.0 is satisfied. Also, preferably ΔL * ≧32.0, and more preferably ΔL * ≧35.0. The color tone difference ΔGS(60°) is the difference between the glossiness GS(60°)1 of the oxide coating 4 (oxide coating portion 41) and the glossiness GS(60°)2 of the exposed substrate portion 7. In this embodiment, GS(60°)2 is usually a larger value than GS(60°)1, and therefore ΔGS(60°)=GS(60°)2-GS(60°)1≧130.0 is satisfied. Preferably, ΔGS(60°)≧135.0, and more preferably ΔGS(60°)≧140.0 are satisfied. In other words, if the lightness difference ΔL * and the gloss difference ΔGS(60°) are within the above-mentioned ranges, the oxide film 4 and the inner oxide layer 5 are sufficiently removed in the exposed substrate portion 7. The closer the lightness difference ΔL * and the gloss difference ΔGS(60°) are to the above-mentioned preferred ranges, or the more preferred ranges, the more reliably the inner oxide layer 5 is removed.

(素地露出部の不働態皮膜組成)
本実施形態に係るステンレス鋼材1の素地露出部7表面には、後述の研磨工程において酸化皮膜4及びその直下の内部酸化物層5が除去された後、自然酸化により不働態皮膜8が形成される。そのため、酸化皮膜4及び内部酸化物層5が除去されて、酸化皮膜4が形成されていない箇所は、素地3の表面が露出しているわけではなく、素地3の表面に形成された不働態皮膜8が露出していることになる。しかしながら、不働態皮膜8は厚さが数nm程度と極めて薄いものであり、上方から表面を見た場合、素地3の銀白色がほぼそのまま見えるため、本明細書においては、研磨により酸化皮膜4及び内部酸化物層5が除去され、不働態皮膜8が形成された箇所を素地露出部7と呼ぶこととする。
(Composition of the passive film on exposed substrate)
On the surface of the substrate exposed portion 7 of the stainless steel material 1 according to this embodiment, the oxide film 4 and the internal oxide layer 5 immediately below the oxide film 4 are removed in a polishing process described later, and then the passive film 8 is formed by natural oxidation. Therefore, in the area where the oxide film 4 and the internal oxide layer 5 are removed and the oxide film 4 is not formed, the surface of the substrate 3 is not exposed, but the passive film 8 formed on the surface of the substrate 3 is exposed. However, the passive film 8 is extremely thin, having a thickness of about several nm, and when the surface is viewed from above, the silver-white color of the substrate 3 is seen almost as it is. Therefore, in this specification, the area where the oxide film 4 and the internal oxide layer 5 are removed by polishing and the passive film 8 is formed is referred to as the substrate exposed portion 7.

この素地露出部7の表面に形成された不働態皮膜8はCr分率30%以上を満たしている。酸化皮膜4及び内部酸化物層5を研磨により除去する際に、ステンレス鋼材表面の温度(素地表面の温度)が400℃を超えないように研磨することで、素地露出部7表面の不働態皮膜8組成をCr分率30%以上とすることができる。素地露出部7表面の不働態皮膜8の組成はグロー放電発光分光法(GDS)により分析でき、JIS K0144:2018に準拠するグロー放電発光分光分析法(GD-OES)(Glow Discharge Optical Emission Spectrometry)により測定する。この際、分析範囲が素地露出部7のみに含まれるように分析範囲を限定する。得られた表面プロファイルにおいてO(酸素)が最大値の4分の3となる点におけるCr濃度/(Fe濃度+Cr濃度+Mn濃度+Ti濃度)×100を素地露出部7表面における不働態皮膜8のCr分率(%)とする。本実施形態に係るステンレス鋼材1は、素地露出部7表面における不働態皮膜8のCr分率が30%以上であるため十分な保護性(耐食性)を有する。そのため、腐食や酸化等により意匠性を損なうことを防止することができる。素地露出部7表面における不働態皮膜8のCr分率は、好ましくは35%以上、より好ましくは40%以上である。これによって、意匠性及び耐食性により優れたステンレス鋼材1を提供することができる。 The passive film 8 formed on the surface of the exposed substrate 7 has a Cr fraction of 30% or more. When removing the oxide film 4 and the internal oxide layer 5 by polishing, the composition of the passive film 8 on the surface of the exposed substrate 7 can be made to have a Cr fraction of 30% or more by polishing so that the temperature of the stainless steel surface (temperature of the substrate surface) does not exceed 400°C. The composition of the passive film 8 on the surface of the exposed substrate 7 can be analyzed by glow discharge optical emission spectrometry (GDS), and is measured by glow discharge optical emission spectrometry (GD-OES) in accordance with JIS K0144:2018. In this case, the analysis range is limited so that it includes only the exposed substrate 7. The Cr fraction (%) of the passive film 8 on the surface of the exposed substrate 7 is calculated by dividing the Cr concentration at the point where O (oxygen) is three-quarters of the maximum value in the obtained surface profile by (Fe concentration + Cr concentration + Mn concentration + Ti concentration) x 100. The stainless steel material 1 according to this embodiment has sufficient protective properties (corrosion resistance) because the Cr fraction of the passive film 8 on the surface of the exposed substrate 7 is 30% or more. Therefore, it is possible to prevent the design from being impaired by corrosion, oxidation, etc. The Cr fraction of the passive film 8 on the surface of the exposed substrate 7 is preferably 35% or more, more preferably 40% or more. This makes it possible to provide a stainless steel material 1 with superior design and corrosion resistance.

本実施形態に係るステンレス鋼材1は、素地の化学組成、酸化皮膜の色調、酸化皮膜部と素地露出部の明度差及び光沢度差、及び素地露出部の不働態皮膜組成が所定の範囲であるため、耐食性の低下を抑制しつつ高い意匠性を有する。そのため、このステンレス鋼材1は、意匠部材に用いるのに適している。意匠部材としては、特に限定されないが、建材(特に、化粧板などの内装部材)、配管など意匠性が要求される各種部材がある。 The stainless steel material 1 according to this embodiment has a high designability while suppressing a decrease in corrosion resistance because the chemical composition of the substrate, the color tone of the oxide film, the difference in brightness and glossiness between the oxide film portion and the exposed substrate portion, and the passive film composition of the exposed substrate portion are all within a specified range. Therefore, this stainless steel material 1 is suitable for use as a design component. Design components include, but are not limited to, building materials (especially interior components such as decorative panels) and various components that require designability, such as piping.

<2.フェライト系ステンレス鋼材の製造方法>
以上説明した本実施形態に係るステンレス鋼材1は、例えば以下に説明する方法により製造することができる。
本実施形態に係る黒色の酸化皮膜4を有するステンレス鋼材1の好ましい製造方法は、
(1)上述した化学組成を有するフェライト系ステンレス鋼素材(素地3)を、酸化性雰囲気において1000℃以上1100℃以下(例えば1050~1080℃)の温度で1分以上5分以下(例えば、2~3分)加熱することにより、酸化皮膜4を形成する酸化処理工程と、
(2)酸化皮膜4が形成されたステンレス鋼材表面を、表面温度が400℃以下を保つように研磨することにより、酸化皮膜4及び酸化皮膜4直下(酸化皮膜4との界面近傍の素地3側)に形成された内部酸化物層5を除去する研磨工程と、を有する。
図1は、模様が形成されるまでの流れを説明するための模式図である。以下、図1を参照して、各工程について説明する。
<2. Manufacturing method of ferritic stainless steel material>
The stainless steel material 1 according to the present embodiment described above can be manufactured, for example, by the method described below.
A preferred method for producing the stainless steel material 1 having the black oxide film 4 according to this embodiment is as follows:
(1) an oxidation treatment step of heating a ferritic stainless steel material (base material 3) having the above-mentioned chemical composition in an oxidizing atmosphere at a temperature of 1000° C. to 1100° C. (e.g., 1050 to 1080° C.) for 1 minute to 5 minutes (e.g., 2 to 3 minutes) to form an oxide film 4;
(2) A polishing process for removing the oxide film 4 and the inner oxide layer 5 formed immediately below the oxide film 4 (on the substrate 3 side near the interface with the oxide film 4) by polishing the surface of the stainless steel material on which the oxide film 4 has been formed while maintaining the surface temperature at 400° C. or less.
1 is a schematic diagram for explaining the flow up to the formation of a pattern. Each step will be explained below with reference to FIG.

(ステンレス鋼素材の準備)
図1(a)は黒色の酸化皮膜が形成される前の素地表層近傍を示す断面図ある。
まず、上述した各工程に先立ち、フェライト系ステンレス鋼素材を準備する。素材としては、上述した元素を含む組成のものを用いることができ、公知の方法により製造されたものを用いることができる。
例えば、上述した化学組成を有するフェライト系ステンレス鋼スラブを熱間圧延し、得られた熱延コイルを焼鈍、酸洗した後に、冷延率50%以上で冷間圧延することにより冷延板を作成する。次に、得られた冷延板の表面を、#180以上の研磨ベルトで仕上げ研磨を施すことにより、図1(a)に示す素地3を得ることができる。このように表面2を研磨した素地3を用いることにより、その後の工程で素地表面2形成される黒色の酸化皮膜4の外観ムラが抑制される。
(Preparation of stainless steel material)
FIG. 1(a) is a cross-sectional view showing the vicinity of the surface layer of a substrate before a black oxide film is formed.
First, prior to each of the above-mentioned steps, a ferritic stainless steel material is prepared. The material may have a composition containing the above-mentioned elements and may be manufactured by a known method.
For example, a cold-rolled sheet is produced by hot-rolling a ferritic stainless steel slab having the above-mentioned chemical composition, annealing and pickling the resulting hot-rolled coil, and then cold-rolling it at a cold rolling rate of 50% or more. Next, the surface of the resulting cold-rolled sheet is finish-polished with an abrasive belt of #180 or more to obtain the base material 3 shown in Fig. 1(a). By using the base material 3 with the surface 2 polished in this manner, the appearance unevenness of the black oxide film 4 formed on the base material surface 2 in the subsequent process is suppressed.

(酸化処理工程)
図1(b)は黒色の酸化皮膜が形成された後の素地表層近傍を示す断面図である。
図1(b)を参照して、本工程は、熱処理により素地3の表面2に黒色の酸化皮膜4を形成する工程である。素地3に、酸化性雰囲気において1050~1080℃の温度で2~3分加熱する酸化処理(焼鈍)を施すことによって、素地表面2に黒色の酸化皮膜4が形成される。なお、この酸化皮膜4の厚さは、200~1000nmであり、250~900nmであることが望ましい。酸化皮膜4の厚さは、焼鈍温度及び焼鈍時間により調整できる。
また、素地3の表層近傍の内面側には内部酸化物層5が形成される。内部酸化物層5は、TiOやAl等の内部酸化物6が多数存在する領域である。内部酸化物層5の厚さは、400~1000nm程度である。
(Oxidation treatment process)
FIG. 1(b) is a cross-sectional view showing the vicinity of the surface layer of the substrate after the black oxide film has been formed.
1(b), this step is a step of forming a black oxide film 4 on the surface 2 of a base material 3 by heat treatment. The base material 3 is subjected to an oxidation treatment (annealing) in which the base material 3 is heated in an oxidizing atmosphere at a temperature of 1050 to 1080°C for 2 to 3 minutes, thereby forming a black oxide film 4 on the base material surface 2. The thickness of this oxide film 4 is 200 to 1000 nm, and preferably 250 to 900 nm. The thickness of the oxide film 4 can be adjusted by the annealing temperature and annealing time.
An inner oxide layer 5 is formed on the inner surface side near the surface layer of the base material 3. The inner oxide layer 5 is a region in which a large number of inner oxides 6 such as TiO2 and Al2O3 exist. The thickness of the inner oxide layer 5 is about 400 to 1000 nm .

(研磨工程)
図1(c)は研磨により模様が形成された後のステンレス鋼材の表層近傍を示す断面図である。換言すると、図1(c)は本実施形態に係るステンレス鋼材を板厚方向に切断した断面における表層近傍を模式的に示す断面図である。
図1(c)を参照して、本工程は、研磨により、黒色の酸化皮膜4の任意の箇所と、この酸化皮膜4直下(酸化皮膜4との界面近傍の素地3側)の内部酸化物層5と、を除去する工程である。素地表面2上の任意箇所における黒色の酸化皮膜4及びその直下の内部酸化物層5を除去して、銀白色の素地3を露出させることによって、ステンレス鋼材1の表面には、黒色の酸化皮膜部41と銀白色の素地露出部7とが形成されることで模様が描かれ、意匠性が付与される。酸化皮膜4及び内部酸化物層5は研磨によって除去することができる。研磨により酸化皮膜4及び内部酸化物層5が除去された後の素地3の表面2は、研磨終了後に大気中に晒されることで、自然酸化により数nm程度の薄い不働態皮膜8が形成される。
(Polishing process)
Fig. 1(c) is a cross-sectional view showing the vicinity of the surface layer of the stainless steel material after a pattern has been formed by polishing. In other words, Fig. 1(c) is a cross-sectional view showing a schematic view of the vicinity of the surface layer in a cross section of the stainless steel material according to this embodiment cut in the plate thickness direction.
1(c), this step is a step of removing an arbitrary portion of the black oxide film 4 and the internal oxide layer 5 immediately below the oxide film 4 (on the substrate 3 side near the interface with the oxide film 4) by polishing. By removing the black oxide film 4 and the internal oxide layer 5 immediately below the black oxide film 4 at an arbitrary portion on the substrate surface 2 to expose the silver-white substrate 3, a pattern is formed on the surface of the stainless steel material 1 by forming a black oxide film portion 41 and a silver-white substrate exposed portion 7, and a design is imparted. The oxide film 4 and the internal oxide layer 5 can be removed by polishing. The surface 2 of the substrate 3 from which the oxide film 4 and the internal oxide layer 5 have been removed by polishing is exposed to the atmosphere after polishing is completed, and a thin passive film 8 of about several nm is formed by natural oxidation.

本実施形態に係るステンレス鋼材1は、素地露出部7において所望の黒色色調を有する酸化皮膜4と内部酸化物層5が除去されているため、酸化皮膜部41と素地露出部7との明度差及び光沢度差が所定の範囲であり、意匠性に優れる。さらに、素地露出部7表面に形成される不働態皮膜8のCr分率が30%以上であるため耐食性に優れる。不働態皮膜8の組成をCr分率30%以上とするには、研磨時の鋼板表面温度(素地表面2の温度)が400℃以下を保つように研磨する必要がある。例えば、冷却(水冷、油冷、空冷等)しながら荷重をかけすぎないように研磨することで、研磨時の鋼板表面温度を400℃以下に保つことができる。研磨時の鋼板表面温度が400℃を超えると、Cr分率が低くFe分率が高い不働態皮膜8が形成され、素地露出部7における耐食性が劣化するおそれがある。 In the stainless steel material 1 according to this embodiment, the oxide film 4 having the desired black color tone and the inner oxide layer 5 are removed from the exposed substrate 7, so that the brightness difference and gloss difference between the oxide film 41 and the exposed substrate 7 are within a predetermined range, and the stainless steel material 1 has excellent design. Furthermore, the Cr fraction of the passive film 8 formed on the surface of the exposed substrate 7 is 30% or more, so that the stainless steel material 1 has excellent corrosion resistance. In order to make the composition of the passive film 8 have a Cr fraction of 30% or more, it is necessary to polish the steel sheet so that the surface temperature of the steel sheet (temperature of the substrate surface 2) during polishing is kept at 400°C or less. For example, by polishing the steel sheet while cooling (water cooling, oil cooling, air cooling, etc.) and not applying too much load, the surface temperature of the steel sheet during polishing can be kept at 400°C or less. If the surface temperature of the steel sheet during polishing exceeds 400°C, a passive film 8 with a low Cr fraction and a high Fe fraction is formed, and the corrosion resistance of the exposed substrate 7 may deteriorate.

以上の工程により、本実施形態に係る表面に模様を有する、意匠性及び耐食性に優れたステンレス鋼材1を製造することができる。また、本実施形態に係るステンレス鋼材1は壁材などの化粧板に用いることができるだけでなく、曲げ加工、プレス成形及び溶接施工に適用できるため、鋼管や加工品などに広く適用可能である。 By the above process, the stainless steel material 1 according to this embodiment can be manufactured, which has a pattern on the surface and has excellent design and corrosion resistance. Furthermore, the stainless steel material 1 according to this embodiment can be used not only for decorative panels such as wall materials, but also for bending, press forming, and welding, and can therefore be widely applied to steel pipes, processed products, etc.

以下に、実施例を挙げて本発明の内容を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention should not be construed as being limited to these.

表1に示す化学組成を有するフェライト系ステンレス鋼を熱間圧延し、板厚3.0mmの熱延板を作製した。この熱延板に1050℃で3分間焼鈍を施した後、ドライホーニングを用いて表面の酸化スケールを除去した。その後、板厚1.0mmまで冷間圧延し、1000℃で1分間の仕上焼鈍を施した後、120番、240番の乾式研磨紙を順次用いて手研磨を行い、鋼板表面の酸化スケールを除去した。表1の化学組成は、質量%で示されており、残部がFe及び不純物である。なお、表中のREMは希土類元素を意味し、ここでは、La、Ce、Ndを含むミッシュメタル(MM)を用いた。 A ferritic stainless steel having the chemical composition shown in Table 1 was hot-rolled to produce a hot-rolled sheet having a thickness of 3.0 mm. This hot-rolled sheet was annealed at 1050°C for 3 minutes, and then the oxide scale on the surface was removed using dry honing. It was then cold-rolled to a thickness of 1.0 mm, and finished annealed at 1000°C for 1 minute. It was then hand-polished using No. 120 and No. 240 dry abrasive papers in sequence to remove the oxide scale on the steel sheet surface. The chemical composition in Table 1 is shown in mass%, with the remainder being Fe and impurities. In addition, REM in the table means rare earth elements, and here, misch metal (MM) containing La, Ce, and Nd was used.

Figure 0007564707000001
Figure 0007564707000001

その後、得られた上記のステンレス鋼板の表面を黒色化するため(ステンレス鋼板表面に黒色の酸化皮膜を形成するため)、大気雰囲気下で表2に示す温度・時間熱処理を施した。その後、幅50mm、長さ100mmの試験片を切り出し、中央の幅10mmに対して、冷却しながら機械研磨を施し、黒色の酸化皮膜を除去して素地露出部を形成し試験片とした。比較例3は、冷却せずに機械研磨を施した。比較例2は実施例1よりも研磨時間が短く、比較例1は、比較例2よりもさらに研磨時間が短かった。 Then, in order to blacken the surface of the above obtained stainless steel plate (to form a black oxide film on the surface of the stainless steel plate), heat treatment was performed in an air atmosphere at the temperature and time shown in Table 2. Then, a test piece 50 mm wide and 100 mm long was cut out, and the central 10 mm wide section was mechanically polished while cooling to remove the black oxide film and form an exposed base material portion, which was used as the test piece. In Comparative Example 3, mechanical polishing was performed without cooling. Comparative Example 2 had a shorter polishing time than Example 1, and Comparative Example 1 had an even shorter polishing time than Comparative Example 2.

(色調及び光沢度)
試験片表面の黒色の酸化皮膜が形成されている酸化皮膜部の5箇所について、測定径3mmφの分光測色計を用いてJIS Z 8722:2009に準拠した色調測定を行い、平均値をJIS Z 8781-4:2013に準拠するCIELAB(L表色系)である明度指数L、クロマネティクス指数a、bで示した。同様に試験片表面の黒色の酸化皮膜が形成されている酸化皮膜部のそれぞれ任意の5箇所について、光沢度計を用いてJIS Z 8741に準拠した光沢度測定を行い、平均値をGS(60°)で示した。同様に素地露出部の任意の5か所について色調測定及び光沢度測定を行い、酸化皮膜(酸化皮膜部)との明度差ΔL及び光沢度差ΔGS(60°)を導出した。明度差ΔLが30以上のときを合格(明度差に優れる)、30以下のときを不合格(明度差が不十分である)と評価した。また、光沢度差ΔGS(60°)が130以上のとき合格を(光沢度差に優れる)、130以下のとき不合格を(光沢度差が不十分)と評価した。
(Color and gloss)
For five points of the oxide film part on the surface of the test piece where the black oxide film is formed, a color measurement was performed in accordance with JIS Z 8722: 2009 using a spectrophotometer with a measurement diameter of 3 mmφ, and the average value was expressed as the lightness index L * and chromanetics indexes a * and b * , which are CIELAB (L * a * b * color system) in accordance with JIS Z 8781-4: 2013. Similarly, for five arbitrary points of the oxide film part on the surface of the test piece where the black oxide film is formed, a gloss measurement was performed in accordance with JIS Z 8741 using a gloss meter, and the average value was expressed as GS (60 °). Similarly, color measurement and gloss measurement were performed for five arbitrary points of the exposed base material, and the lightness difference ΔL * and gloss difference ΔGS (60 °) from the oxide film (oxide film part) were derived. When the lightness difference ΔL * was 30 or more, it was evaluated as pass (excellent lightness difference), and when it was 30 or less, it was evaluated as fail (insufficient lightness difference). In addition, when the gloss difference ΔGS(60°) was 130 or more, it was evaluated as pass (excellent gloss difference), and when it was 130 or less, it was evaluated as fail (insufficient gloss difference).

色調の測定条件は、以下の通りである。
装置:コニカミノルタ 分光測色計 CM-700d
光源:パルスキセノンランプ
受光素子:デュアル36素子シリコンフォトダイオードアレイ
ターゲットマスク:Φ3mm
測定:10°視野
補助イルミナント:D65 昼光、色温度6504K
正反射処理モード:SCI
The conditions for measuring the color tone are as follows.
Equipment: Konica Minolta Spectrophotometer CM-700d
Light source: Pulsed xenon lamp Light receiving element: Dual 36-element silicon photodiode array Target mask: Φ3 mm
Measurement: 10° viewing angle auxiliary Illuminant: D65 daylight, color temperature 6504K
Regular reflection processing mode: SCI

光沢度の測定条件は以下の通りである。
装置:日本電色株式会社 ハンディ光沢計PG1M
光源:タングステンランプ
検出器:フォトダイオード
入射角:60°
The conditions for measuring the gloss level are as follows.
Equipment: Nippon Denshoku Co., Ltd. Handy gloss meter PG1M
Light source: tungsten lamp Detector: photodiode Incident angle: 60°

(不働態皮膜組成)
上記の試験片を用いて、素地露出部の不働態皮膜組成をJIS K 0144:2018に準拠するグロー放電発光分光分析法(GD-OES)にてGDS分析を行い、素地露出部の不働態皮膜のCr分率(%)を測定した。GDS分析(GD-OES)では、Oピーク強度が最大値の3/4となったポイントにおけるCr濃度/(Fe濃度+Cr濃度+Mn濃度+Ti濃度)×100を素地露出部の不働態皮膜のCr分率(%)とした。
(Passive Film Composition)
Using the above test pieces, the composition of the passive film on the exposed substrate was analyzed by glow discharge optical emission spectroscopy (GD-OES) in accordance with JIS K 0144: 2018 to measure the Cr fraction (%) of the passive film on the exposed substrate. In the GDS analysis (GD-OES), the Cr fraction (%) of the passive film on the exposed substrate was determined as the Cr concentration/(Fe concentration+Cr concentration+Mn concentration+Ti concentration)×100 at the point where the O peak intensity was 3/4 of the maximum value.

GDSの測定条件は、以下のとおりである。
装置:株式会社リガク GDA750
分析径(アノード径):Φ4mm
電圧:650V
Ar圧力:2.8hPa
The GDS measurement conditions are as follows.
Equipment: Rigaku Corporation GDA750
Analysis diameter (anode diameter): Φ4mm
Voltage: 650V
Ar pressure: 2.8 hPa

(耐食性)
上記の試験片を用いて図2に示す接着体11を次のようにして作製した。なお、図2(a)は接着体の上面図、図2(b)は側面図である。まず、測定用試験片12の4つの切断端面のうち短辺1箇所を除いた3辺の切断端面を、ゴム13(信越シリコーン株式会社製の一液縮合型RTVゴムKE44)を用いて被覆した。次に、70mm×150mmのベークライト板14の上に20mmφ×10mmのポリエチレン製チューブ15を2個配置して接着し、その上にゴム13で被覆した測定用試験片12を接着した。このようにして得られた接着体11を用いて、JIS Z2371:2015に規定される塩水噴霧試験に準じて耐食性を評価した。具体的には、測定用試験片12が水平面に対して75度の角度となり且つ被覆されていない短辺が下側となるように接着体11を複合サイクル試験機内に設置した後、5%塩水噴霧を48時間行った。塩水噴霧試験後は、接着体11の水洗、乾燥を行って接着体11表面の発銹率をJIS G0595:2004に準じて評価し、素地露出部のレイティングナンバ(RN)が8以上(発銹面積率≦0.062%)の場合を耐食性に優れる(○)と、レイティングナンバ(RN)が8未満(発銹面積率>0.062%)の場合を耐食性が不十分(×)と評価した。
(Corrosion resistance)
The above test piece was used to prepare the bonded body 11 shown in FIG. 2 as follows. FIG. 2(a) is a top view of the bonded body, and FIG. 2(b) is a side view. First, the cut end faces of three sides of the four cut end faces of the test piece 12 except for one short side were covered with rubber 13 (one-liquid condensation type RTV rubber KE44 manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.). Next, two polyethylene tubes 15 of 20 mmφ×10 mm were placed and bonded on a Bakelite plate 14 of 70 mm×150 mm, and the test piece 12 covered with rubber 13 was bonded on the two polyethylene tubes. The thus obtained bonded body 11 was used to evaluate the corrosion resistance in accordance with the salt spray test specified in JIS Z2371:2015. Specifically, the bonded body 11 was placed in a combined cycle tester so that the test piece 12 was at an angle of 75 degrees to the horizontal plane and the uncoated short side was on the lower side, and then 5% salt spray was performed for 48 hours. After the salt spray test, the bonded body 11 was washed with water and dried, and the rust rate of the surface of the bonded body 11 was evaluated in accordance with JIS G0595:2004. When the rating number (RN) of the exposed base material was 8 or more (rust area rate ≦ 0.062%), the corrosion resistance was evaluated as excellent (○), and when the rating number (RN) was less than 8 (rust area rate > 0.062%), the corrosion resistance was evaluated as insufficient (×).

上記の各評価結果を表2に示している。 The results of each of the above evaluations are shown in Table 2.

Figure 0007564707000002
Figure 0007564707000002

表2に示すように、本発明の範囲に含まれる実施例1~7のステンレス鋼板は素地の化学組成を満たし酸化皮膜部の色調基準を満たしていた。また、酸化皮膜部と素地露出部との明度差ΔL及び光沢度差ΔGS(60°)が基準を満たしており(すなわち、酸化皮膜及び内部酸化物層が十分に除去されており)、さらに素地露出部の不働態皮膜のCr分率が30%以上であったことから、耐食性試験においても発銹は認められず、良好な耐食性を示した。 As shown in Table 2, the stainless steel sheets of Examples 1 to 7 within the scope of the present invention met the chemical composition of the substrate and the color tone standard for the oxide film portion. In addition, the lightness difference ΔL * and gloss difference ΔGS (60°) between the oxide film portion and the exposed substrate portion met the standards (i.e., the oxide film and the inner oxide layer were sufficiently removed), and the Cr fraction of the passive film in the exposed substrate portion was 30% or more. Therefore, no rust was observed in the corrosion resistance test and good corrosion resistance was demonstrated.

それに対し、比較例1~7のステンレス鋼板は、色調または素地露出部の不働態皮膜耐食性のいずれかで実施例よりも劣っていた。比較例1は酸化皮膜の色調基準を満たしているが、研磨が不十分であり、酸化皮膜が十分に除去されておらず、明度差ΔL及び光沢度差ΔGS(60°)が基準を満たしていなかった。比較例2は酸化皮膜の色調を満たしているが、研磨が不十分であり、内部酸化物層が十分に除去されていないため、光沢度差ΔGS(60°)が基準を満たしておらず、また、耐食性も不十分であった。なお、内部酸化物層が十分に除去されずに残存したことは、GDS分析でTiピークが現れたことで確認した。比較例3は冷却を行なわずに研磨したため、研磨時の素地表面温度が400℃を超えており、そのため素地露出部の不働態皮膜のCr分率が低く、耐食性が不十分であった。比較例4はCr含有量が少ないため、明度差ΔL、光沢度差ΔGS(60°)、不働態皮膜のCr分率が基準を満たしているものの、耐食性が不十分であった。比較例5はCr含有量が多く、比較例6はTi含有量が少なく、比較例7はMn含有量が少ないため、酸化皮膜の色調基準を満たしていなかった。 In contrast, the stainless steel sheets of Comparative Examples 1 to 7 were inferior to the Examples in either color tone or the corrosion resistance of the passive film at the exposed base. Comparative Example 1 met the color tone standard of the oxide film, but polishing was insufficient, the oxide film was not sufficiently removed, and the lightness difference ΔL * and gloss difference ΔGS (60°) did not meet the standard. Comparative Example 2 met the color tone of the oxide film, but polishing was insufficient, and the inner oxide layer was not sufficiently removed, so the gloss difference ΔGS (60°) did not meet the standard, and the corrosion resistance was also insufficient. The fact that the inner oxide layer was not sufficiently removed and remained was confirmed by the appearance of a Ti peak in the GDS analysis. Comparative Example 3 was polished without cooling, so the surface temperature of the base during polishing exceeded 400° C., and therefore the Cr fraction of the passive film at the exposed base was low, and the corrosion resistance was insufficient. In Comparative Example 4, the Cr content was low, and therefore the lightness difference ΔL * , gloss difference ΔGS (60°), and Cr fraction of the passive film met the standards, but the corrosion resistance was insufficient. Comparative Example 5 had a high Cr content, Comparative Example 6 had a low Ti content, and Comparative Example 7 had a low Mn content, so the oxide film color tone standards were not met.

以上の結果からわかるように、本発明によれば、表面に黒色の酸化皮膜を有し、その酸化皮膜の一部を除去して素地を露出させて模様を形成した、意匠性及び耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼材を提供することができる。 As can be seen from the above results, the present invention can provide a ferritic stainless steel material with excellent design and corrosion resistance, which has a black oxide film on the surface and is patterned by removing part of the oxide film to expose the base material.

1 フェライト系ステンレス鋼材
2 素地表面
3 素地
4 酸化皮膜
41 酸化皮膜部
5 内部酸化物層
6 内部酸化物
7 素地露出部
8 不働態皮膜
11 接着体
12 測定用試験片
13 ゴム
14 ベークライト板
15 ポリエチレン製チューブ
REFERENCE SIGNS LIST 1 Ferritic stainless steel material 2 Substrate surface 3 Substrate 4 Oxide film 41 Oxide film portion 5 Inner oxide layer 6 Inner oxide 7 Exposed substrate portion 8 Passive film 11 Adhesive 12 Test piece for measurement 13 Rubber 14 Bakelite plate 15 Polyethylene tube

Claims (4)

質量%で、C:0.050%以下、Si:1.00%以下、Mn:0.04~1.00%、P:0.050%以下、S:0.030%以下、Cr:16.00~25.00%、Ni:1.00%以下、Cu:0.60%以下、Mo:2.00%以下、N:0.030%以下、Al:0.500%以下、Ti:0.080~0.500%、Nb:0.500%以下かつNb及びTiの合計含有量が6(C+N)以上(C及びNは、C及びNの含有量をそれぞれ表す)であり、残部がFe及び不純物からなる組成を有するフェライト系ステンレス鋼を素地として、
前記素地の表面には、明度指数L≦45.0、クロマネチックス指数-5.0≦a≦5.0、-5.0≦b≦5.0、光沢度GS(60°)≦40.0を満たす黒色の酸化皮膜が形成されている酸化皮膜部と、前記酸化皮膜が形成されていない素地露出部とを有するとともに、前記酸化皮膜部と前記素地露出部とにより模様が形成されており、
前記酸化皮膜部と前記素地露出部とにおいて明度指数の差ΔL≧30.0及び光沢度の差ΔGS(60°)≧130.0を満たし、かつ
前記素地露出部表面に形成された不働態皮膜が、Cr分率≧30%を満たす、
ここで、Cr分率(%)は、JIS K0144:2018に準拠するグロー放電発光分光分析法(GD-OES)(Glow Discharge Optical Emission Spectrometry)により測定して得られた表面プロファイルにおいてO(酸素)が最大値の4分の3となる点におけるCr濃度/(Fe濃度+Cr濃度+Mn濃度+Ti濃度)×100で表される、フェライト系ステンレス鋼材。
a ferritic stainless steel substrate having a composition, in mass%, of C: 0.050% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 0.04 to 1.00%, P: 0.050% or less, S: 0.030% or less, Cr: 16.00 to 25.00%, Ni: 1.00% or less, Cu: 0.60% or less, Mo: 2.00% or less, N: 0.030% or less, Al: 0.500% or less, Ti: 0.080 to 0.500%, Nb: 0.500% or less, and a total content of Nb and Ti of 6(C+N) or more (C and N represent the contents of C and N, respectively), with the balance being Fe and impurities;
a surface of the substrate has an oxide film portion on which a black oxide film satisfying lightness index L * ≦45.0, chromanetics indexes −5.0≦a * ≦5.0, −5.0≦b * ≦5.0, and gloss GS(60°)≦40.0 is formed, and a substrate exposed portion on which the oxide film is not formed, and a pattern is formed by the oxide film portion and the substrate exposed portion,
a difference in lightness index ΔL * between the oxide film portion and the exposed substrate portion satisfies ΔL≧30.0 and a difference in gloss ΔGS(60°) ≧130.0, and the passive film formed on the surface of the exposed substrate portion satisfies a Cr fraction ≧30%.
Here, the Cr fraction (%) is expressed as the Cr concentration at the point where O (oxygen) is three-quarters of the maximum value in a surface profile obtained by measurement using glow discharge optical emission spectrometry (GD-OES) in accordance with JIS K0144:2018/(Fe concentration+Cr concentration+Mn concentration+Ti concentration)×100, which is a ferritic stainless steel material.
前記フェライト系ステンレス鋼は、質量%で、さらに、Zr:1.00%以下、Co:1.00%以下、V:1.00%以下、及びW:1.00%以下からなる群から選択される1種以上の元素を含む、請求項1に記載のフェライト系ステンレス鋼材。 The ferritic stainless steel material according to claim 1, further comprising, by mass%, one or more elements selected from the group consisting of Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1.00% or less, and W: 1.00% or less. 前記フェライト系ステンレス鋼は、さらに、質量%で、REM:0.100%以下及びCa:0.100%以下からなる群から選択される1種以上の元素を含む、請求項1又は2に記載のフェライト系ステンレス鋼材。 The ferritic stainless steel material according to claim 1 or 2, further comprising, by mass%, one or more elements selected from the group consisting of REM: 0.100% or less and Ca: 0.100% or less. 前記フェライト系ステンレス鋼は、さらに、質量%で、Sn:0.100%以下及びB:0.0100%以下からなる群から選択される1種以上の元素を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼材。 The ferritic stainless steel material according to any one of claims 1 to 3, further comprising, by mass%, one or more elements selected from the group consisting of Sn: 0.100% or less and B: 0.0100% or less.
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