JP7679186B2 - Ferritic Stainless Steel - Google Patents
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Description
本発明は、フェライト系ステンレス鋼に関し、特に、モータケースやモータ部品に使用されるフェライト系ステンレス鋼に関する。 The present invention relates to ferritic stainless steel, and in particular to ferritic stainless steel used for motor cases and motor parts.
フェライト系ステンレス鋼は、家電製品、電子機器、自動車等の幅広い分野で使用されている。特に、暖房機器、厨房機器、自動車分野等のような、材料が高温になる分野では、適用されるステンレス鋼には耐酸化性や耐食性などが要求される。 Ferritic stainless steels are used in a wide range of fields, including home appliances, electronic devices, and automobiles. In particular, in fields where materials are exposed to high temperatures, such as heating equipment, kitchen appliances, and the automotive field, the stainless steels used are required to have oxidation resistance and corrosion resistance.
また、ステッピングモータやヒステリシスモータ等を収容するモータケースや、モータコア等のモータ部品、電子スロットルセンサやEPSセンサのようなセンサ類、リレーや電磁弁、さらにそれらのコア、ヨーク、コネクタやハウジングなどでは、磁気特性が重要となる。特にモータケースやモータ部品では内部の電極のプラスマイナスが頻繁に切り替わることから、交流磁界での磁気特性が重要となる。 Magnetic properties are also important for motor cases that house stepping motors and hysteresis motors, motor components such as motor cores, sensors such as electronic throttle sensors and EPS sensors, relays and solenoid valves, and their cores, yokes, connectors and housings. In particular, magnetic properties in an AC magnetic field are important for motor cases and motor components, as the positive and negative internal electrodes frequently switch.
磁気特性とは、具体的には、飽和磁束密度(Bs)、透磁率(μ)、残留磁束密度(Br)、保磁力(Hc)の値から判断される。飽和磁束密度Bsとは、材料の磁気力の絶対値を示す指標であり、十分大きな磁界H(A/m)で収束する飽和磁化である。飽和磁束密度Bsが大きいほど、強い磁気含容力で強磁界をシールドする。また、透磁率μとは、磁場に対する敏感さの指標であり、磁界H(A/m)に対する磁化B(T)の勾配(μ=B/H)で算出される。透磁率μが高いほど、磁界に敏感に反応して磁化し易い材料である。更に、残留磁束密度Brとは、飽和磁束密度Bsの状態から磁界Hを0にした際に、材料に残留した磁束密度である。更にまた、保磁力Hcとは、この状態からさらに減磁し、磁束密度が0になった時の磁界値である。残留磁束密度Br及び保磁力Hcが共に小さいほど、磁化の解消が容易である。 The magnetic properties are determined from the values of saturation magnetic flux density (Bs), magnetic permeability (μ), residual magnetic flux density (Br), and coercive force (Hc). Saturation magnetic flux density Bs is an index showing the absolute value of the magnetic force of the material, and is the saturation magnetization that converges at a sufficiently large magnetic field H (A/m). The larger the saturation magnetic flux density Bs, the stronger the magnetic capacity to shield a strong magnetic field. Furthermore, magnetic permeability μ is an index of sensitivity to magnetic fields, and is calculated by the gradient (μ = B/H) of magnetization B (T) relative to the magnetic field H (A/m). The higher the magnetic permeability μ, the more sensitive the material is to magnetic fields and the easier it is to magnetize. Furthermore, residual magnetic flux density Br is the magnetic flux density remaining in the material when the magnetic field H is set to 0 from the state of saturation magnetic flux density Bs. Furthermore, coercive force Hc is the magnetic field value when the material is further demagnetized from this state and the magnetic flux density becomes 0. The smaller the residual magnetic flux density Br and the coercive force Hc, the easier it is to eliminate magnetization.
加えて交流磁界での磁気特性については、各周波数での最大磁束密度(Bm)及び当該値に影響を与える鉄損(W)が重要となる。最大磁束密度の増加にはFe、Ni、Coの含有量を増やすことが有効であり、ステンレス鋼においてはCr含有量を低下させることで相対的にFeの含有量を増加させることが出来る。しかし、Cr含有量を低下させるとステンレス鋼の最も重要な特性である耐食性が低下してしまう。
また、鉄損が増加する原因となるのは磁性材料内で誘起される渦電流である。渦電流による損失を小さくするためには電気抵抗率を増加させることが効果的である。例えば高Cr含有フェライト系ステンレス鋼はCr含有量が高いために電気抵抗率が増加し鉄損が低減するため、高周波数域での磁束密度が高くなる傾向にあるが、それでも1kHz以上の周波数域では磁束密度の低下を防ぐことが難しい。電気抵抗率をさらに増加させるにはAlやSiの添加が有効であるが、高Cr含有フェライト系ステンレス鋼にAlやSiを添加すると製造性や加工性が低下してしまう。
In addition, for the magnetic properties in an AC magnetic field, the maximum magnetic flux density (Bm) at each frequency and the iron loss (W) that affects this value are important. Increasing the content of Fe, Ni, and Co is effective for increasing the maximum magnetic flux density, and in stainless steel, the Fe content can be relatively increased by decreasing the Cr content. However, decreasing the Cr content decreases the corrosion resistance, which is the most important property of stainless steel.
Moreover, the cause of the increase in iron loss is eddy currents induced in the magnetic material. Increasing the electrical resistivity is effective in reducing the loss caused by eddy currents. For example, high Cr-containing ferritic stainless steel has a high Cr content, which increases the electrical resistivity and reduces the iron loss, so the magnetic flux density tends to be high in the high frequency range, but it is still difficult to prevent the magnetic flux density from decreasing in the frequency range of 1 kHz or more. Adding Al or Si is effective in further increasing the electrical resistivity, but adding Al or Si to high Cr-containing ferritic stainless steel reduces manufacturability and workability.
特許文献1には、磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板として、重量%にて、C≦0.01%、Si:0.1~0.6%、Mn:0.1~1.0%、S≦0.004%、Cr:5~13%、Ti:0.05~0.5%、O≦0.004%、N≦0.015%を含有し、かつC+N≦0.015%であり、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、表層および中心層における(111)面強度の和が10以下であり、最大比透磁率≧4000であるフェライト系ステンレス鋼板が記載されている。銅、銅合金またはセラミックスに比べると、耐衝撃性及び磁気特性に優れるが、AlやSiの含有量が低く、高周波域での十分な磁束密度を確保できない。 Patent Document 1 describes a ferritic stainless steel sheet with excellent magnetic properties, which contains, by weight, C≦0.01%, Si: 0.1-0.6%, Mn: 0.1-1.0%, S≦0.004%, Cr: 5-13%, Ti: 0.05-0.5%, O≦0.004%, N≦0.015%, C+N≦0.015%, and the balance is Fe and unavoidable impurities, and has a sum of (111) plane intensities in the surface layer and center layer of 10 or less and a maximum relative magnetic permeability of ≧4000. Compared to copper, copper alloys, or ceramics, it has excellent impact resistance and magnetic properties, but the content of Al and Si is low, and sufficient magnetic flux density cannot be ensured in the high frequency range.
特許文献2には、磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板として、重量%で、C:0.015%以下、N:0.015%以下、Si:1.5%以下、Mn:1.0%以下、Cr:10~14%、Ti:0.05~0.30%を含有するスラブを熱間圧延により熱延板としたのち、該熱延板に圧下率:20~60%の冷間圧延を施し、ついで、800~930℃で焼鈍することによって製造されるフェライト系ステンレス鋼板が記載されている。銅、銅合金またはセラミックスに比べると、耐衝撃性及び磁気特性に優れるが、AlやSiの含有量が低く、高周波域での十分な磁束密度を確保できない。 Patent Document 2 describes a ferritic stainless steel sheet with excellent magnetic properties, which is produced by hot rolling a slab containing, by weight, C: 0.015% or less, N: 0.015% or less, Si: 1.5% or less, Mn: 1.0% or less, Cr: 10-14%, and Ti: 0.05-0.30%, into a hot-rolled sheet, which is then cold-rolled at a rolling reduction of 20-60%, and then annealed at 800-930°C. Compared to copper, copper alloys, or ceramics, this has excellent impact resistance and magnetic properties, but the Al and Si content is low, making it impossible to ensure sufficient magnetic flux density in the high frequency range.
特許文献3には、C:0.015wt%以下、Si:0.30wt%以下、Mn:0.30wt%以下、Cr:10.0~20.0wt%、Mo:0.5~2.0wt%、Ti:0.05~0.30wt%、Cu:0.3~1.5wt%およびAl:0.05~1.5wt%を含有し、残部は実質的にFeの組成になる高耐食電磁ステンレス鋼が開示されているが、耐食性をMo、Cu添加により確保している。 Patent Document 3 discloses a highly corrosion-resistant magnetic stainless steel that contains C: 0.015 wt% or less, Si: 0.30 wt% or less, Mn: 0.30 wt% or less, Cr: 10.0-20.0 wt%, Mo: 0.5-2.0 wt%, Ti: 0.05-0.30 wt%, Cu: 0.3-1.5 wt%, and Al: 0.05-1.5 wt%, with the balance being essentially Fe, but corrosion resistance is ensured by the addition of Mo and Cu.
特許文献4には、C:0.02%以下、Si:0.01~0.50%、Mn:0.01~0.50%、Cr:7.00~20.00%、Mo:0.30~2.00%、Cu:0.10~2.00%、Ti:0.05~0.50%、Al:0.05~3.00%、B:0.0005~0.05%およびN:0.05%以下を含み、残部は実質的Feの組成からなる高冷鍛電磁ステンレス鋼が開示されているが、耐食性をTi、B、Mo、Cu複合添加により確保している。 Patent Document 4 discloses a highly cold forged magnetic stainless steel containing C: 0.02% or less, Si: 0.01-0.50%, Mn: 0.01-0.50%, Cr: 7.00-20.00%, Mo: 0.30-2.00%, Cu: 0.10-2.00%, Ti: 0.05-0.50%, Al: 0.05-3.00%, B: 0.0005-0.05%, N: 0.05% or less, with the balance being essentially Fe, and corrosion resistance is ensured by the combined addition of Ti, B, Mo, and Cu.
特許文献5には、質量%で、C:0.020%以下、Si:1.00%以下、Mn:1.00%以下、P:0.035%以下、S:0.0030%以下、Cr:10.0~18.0%、N:0.020%以下、Nb:0.5%以下、Ti:0.5%以下、Al:0.10%以下を含み、残部がFeおよび不純物からなり、板表面における集合組織が下記の(i)および(ii)を満たすことを特徴とする磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板が開示されている。
(i)板表面における鋼板表面の法線方向と{110}面方位との角度差が15°以内で
ある{110}±15°方位粒の面積率が3.0%超30%未満。
(ii)板表面において{110}±15°方位粒の面積率をA、{111}±15°方
位粒の面積率をBとしたとき、0.10<A/B<0.80。
結晶方位制御により磁気特性を担保しているが、Al含有量が低い。
Patent Document 5 discloses a ferritic stainless steel sheet with excellent magnetic properties which contains, by mass%, C: 0.020% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.035% or less, S: 0.0030% or less, Cr: 10.0 to 18.0%, N: 0.020% or less, Nb: 0.5% or less, Ti: 0.5% or less, Al: 0.10% or less, with the balance being Fe and impurities, and which has a texture on the sheet surface that satisfies the following (i) and (ii):
(i) The area ratio of {110}±15° orientation grains on the sheet surface, in which the angle difference between the normal direction to the steel sheet surface and the {110} plane orientation is within 15°, is more than 3.0% and less than 30%.
(ii) When the area ratio of grains oriented in {110}±15° on the plate surface is A and the area ratio of grains oriented in {111}±15° is B, 0.10<A/B<0.80.
Although the magnetic properties are ensured by controlling the crystal orientation, the Al content is low.
特許文献6には、質量%で、C:0.020%以下、Si:1.00%以下、Mn:1.00%以下、P:0.035%以下、S:0.0030%以下、Cr:10.0~18.0%、N:0.020%以下、Nb:0.5%以下、Ti:0.5%以下、Al:0.10%以下、Sn:0.001~0.5%、B:0.005%以下を含み、残部がFeおよび不純物からなることを特徴とする磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼が開示されている。
粒界偏析元素であるSnを添加することでPやS等の粒界偏析を抑制して磁気特性を改善しているが、Al含有量が低く、高周波域での十分な磁束密度を確保できない。
Patent Document 6 discloses a ferritic stainless steel with excellent magnetic properties, which contains, by mass%, C: 0.020% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, P: 0.035% or less, S: 0.0030% or less, Cr: 10.0 to 18.0%, N: 0.020% or less, Nb: 0.5% or less, Ti: 0.5% or less, Al: 0.10% or less, Sn: 0.001 to 0.5%, B: 0.005% or less, and the balance being Fe and impurities.
The addition of Sn, which is a grain boundary segregation element, suppresses the grain boundary segregation of P, S, etc., and improves the magnetic properties. However, the Al content is low, and sufficient magnetic flux density cannot be ensured in the high frequency range.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、耐食性と加工性に優れ、かつ交流磁界での優れた磁気特性を発現させることが可能なフェライト系ステンレス鋼を提供することを課題とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a ferritic stainless steel that has excellent corrosion resistance and workability, and is capable of exhibiting excellent magnetic properties in an AC magnetic field.
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
[1]質量%で、
C:0.001~0.030%、
Si:0.01~3.00%、
Mn:0.01~2.00%、
P:0.030%以下、
S:0.0050%以下、
Ni:0.01~3.00%、
Cr:5.0~14.7%、
Al:0.001~5.000%、
V:0.001~1.00%、
B:0.0001~0.0100%、
N:0.001~0.030%、
Nb:0.001~0.30%
を含有し、
下記式(1)を満たし、
残部がFeおよび不純物であり、
結晶粒度番号が6.0以上9.0以下であり、
平均r値が1.0以上であり、
800~1000℃、1~10時間で磁気焼鈍した場合、
電気抵抗率が60μΩcm以上、
磁界波高値0.8kA/m、測定周波数1.0kHzでの最大磁束密度が0.80T以上になることを特徴とするフェライト系ステンレス鋼。
Cr+15Al+20Si≧20.00 … (1)
ただし、式(1)におけるCr、Al、Siはそれぞれの元素の質量%である。
[2]さらに、Feの一部に替えて、質量%で、
Ti:0.01~0.30%、
Mo:0.01~3.00%、
Sn:0.001~3.00%、
Cu:0.01~3.00%、
W:0.001~1.00%、
Sb:0.001~0.100%、
Co:0.001~0.500%、
Ca:0.0001~0.0050%、
Mg:0.0001~0.0050%、
Zr:0.0001~0.0300%、
Ga:0.0001~0.0100%、
Ta:0.001~0.050%、
REM:0.001~0.100%
の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。
[3]モータケースおよびモータ部品に適用されることを特徴とする[1]または[2]に記載のフェライト系ステンレス鋼。
[4]前記モータケースが、ステッピングモータまたはヒステリシスモータを収容するケースであることを特徴とする[3]に記載のフェライト系ステンレス鋼。
[5]前記モータ部品が、モータコアであることを特徴とする[3]または[4]に記載のフェライト系ステンレス鋼。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
[1] In mass%,
C: 0.001-0.030%,
Si: 0.01-3.00%,
Mn: 0.01 to 2.00%,
P: 0.030% or less,
S: 0.0050% or less,
Ni: 0.01 to 3.00%,
Cr: 5.0-14.7 %,
Al: 0.001-5.000%,
V: 0.001-1.00%,
B: 0.0001 to 0.0100%,
N: 0.001-0.030%,
Nb: 0.001-0.30%
Contains
The following formula (1) is satisfied:
The balance is Fe and impurities,
The grain size number is 6.0 or more and 9.0 or less,
The average r value is 1.0 or more,
When magnetically annealed at 800 to 1000°C for 1 to 10 hours,
Electrical resistivity is 60 μΩcm or more,
A ferritic stainless steel characterized in that the maximum magnetic flux density is 0.80 T or more at a magnetic field peak value of 0.8 kA/m and a measurement frequency of 1.0 kHz .
Cr+15Al+20Si≧20.00… (1)
In the formula (1), Cr, Al, and Si are the mass percentages of the respective elements .
[2 ] Further, in place of a part of Fe,
Ti: 0.01 to 0.30%,
Mo: 0.01-3.00%,
Sn: 0.001 to 3.00%,
Cu: 0.01-3.00%,
W: 0.001-1.00%,
Sb: 0.001 to 0.100%,
Co: 0.001 to 0.500%,
Ca: 0.0001-0.0050%,
Mg: 0.0001 to 0.0050%,
Zr: 0.0001 to 0.0300%,
Ga: 0.0001-0.0100%,
Ta: 0.001 to 0.050%,
REM: 0.001~0.100%
The ferritic stainless steel according to [1] , characterized in that it contains one or more of the following:
[ 3 ] The ferritic stainless steel according to [1] or [2] , which is applied to a motor case and a motor component.
[ 4 ] The ferritic stainless steel according to [ 3 ], characterized in that the motor case is a case for housing a stepping motor or a hysteresis motor.
[ 5 ] The ferritic stainless steel according to [ 3 ] or [ 4 ], characterized in that the motor part is a motor core.
本発明によれば、耐食性と加工性に優れ、かつ交流磁界での優れた磁気特性を発現させることが可能なフェライト系ステンレス鋼を提供できる。
さらに本発明のフェライト系ステンレス鋼は、ステッピングモータやヒステリシスモータ等を収容するモータケースや、モータコア等のモータ部品、電子スロットルセンサやEPSセンサのようなセンサ類、リレーや電磁弁、さらにそれらのコア、ヨーク、コネクタやハウジングなどに好適に用いることができる。
According to the present invention, it is possible to provide a ferritic stainless steel that is excellent in corrosion resistance and workability, and is capable of exhibiting excellent magnetic properties in an AC magnetic field.
Furthermore, the ferritic stainless steel of the present invention can be suitably used for motor cases that house stepping motors, hysteresis motors, and the like, motor parts such as motor cores, sensors such as electronic throttle sensors and EPS sensors, relays and solenoid valves, as well as their cores, yokes, connectors, housings, and the like.
本発明者らは、耐食性および加工性に優れ、かつ交流磁界での優れた磁気特性を発現させることが可能なフェライト系ステンレス鋼を提供することを目的として鋭意検討を重ねた。その結果、下記知見を見出した。 The inventors of the present invention have conducted extensive research with the aim of providing a ferritic stainless steel that is excellent in corrosion resistance and workability, and is capable of exhibiting excellent magnetic properties in an AC magnetic field. As a result, they have discovered the following:
第一に、Cr含有量が5~18%と比較的低いステンレス鋼(低Cr含有鋼)において、Al、Si含有量を高くするほど耐食性が向上することを見出した。これにより製造性及び加工性に優れる低Cr含有鋼に、電気抵抗率の向上にも有効に作用するAl及びSiを多量に含有させることで、ある程度の製造性及び加工性を担保しつつ低Cr含有鋼の課題である電気抵抗率と耐食性を向上させることが出来る。すなわち、Al及びSiを所定量含有させることより、従来よりも交流磁界での磁気特性に優れ、かつ耐食性も良好なフェライト系ステンレス鋼を提供することが出来る。具体的には、Cr、Al及びSiの合計量を一定以上含有させ電気抵抗率を60μΩcm以上とすることで本発明に係るフェライト系ステンレス鋼を得ることが出来る。より具体的には、Cr、Al及びSi添加量のしきい値はCr+15Al+20Si≧20.00である。ただし、当該式におけるCr、Al及びSiはそれぞれの元素の質量%である。より望ましくはCr+15Al+20Si≧30.00、さらに望ましくはCr+15Al+20Si≧40.00である。 First, it was found that in stainless steels with a relatively low Cr content of 5 to 18% (low Cr steels), the corrosion resistance improves as the Al and Si contents increase. This allows low Cr steels with excellent manufacturability and workability to contain large amounts of Al and Si, which also effectively improve electrical resistivity, and improves electrical resistivity and corrosion resistance, which are issues with low Cr steels, while ensuring a certain level of manufacturability and workability. In other words, by containing a predetermined amount of Al and Si, it is possible to provide a ferritic stainless steel that has better magnetic properties in an AC magnetic field and good corrosion resistance than conventional steels. Specifically, the ferritic stainless steel according to the present invention can be obtained by containing a certain amount of Cr, Al, and Si in total and making the electrical resistivity 60 μΩcm or more. More specifically, the threshold value of the amount of Cr, Al, and Si added is Cr+15Al+20Si≧20.00. However, in the formula, Cr, Al, and Si are the mass% of each element. More preferably, Cr+15Al+20Si≧30.00, and even more preferably, Cr+15Al+20Si≧40.00.
加えて、C、P、S、N含有量を低く抑え、かつ磁気焼鈍前の結晶粒を細粒とすることで、平均r値を向上させて良好な加工性を確保でき、さらに磁気焼鈍の際に結晶粒径を粗大化させることで磁気特性を向上させることができる。すなわち、磁気焼鈍前において結晶粒をある程度細粒としておくことで平均r値を向上させて加工性を確保し、その後、磁気焼鈍によって結晶粒の成長が促され、結果、磁気特性を向上させることができる。ただし、結晶粒が成長する際にはr値向上に優位な結晶方位が優先的に成長し加工性を向上させうるが、過度に細粒とするとr値が低くなってしまう。そのため、磁気焼鈍前における鋼の結晶粒度番号は9.0以下とする。また、過度に粗粒とすると加工性が低下するため、結晶粒度番号は6.0以上とする。そして、このような結晶粒度番号を有する鋼に磁気焼鈍を施すことで、結晶粒径を粗大化させ、磁気特性を向上させることができる。 In addition, by keeping the C, P, S, and N contents low and making the crystal grains fine before magnetic annealing, the average r value can be improved to ensure good workability, and the magnetic properties can be improved by coarsening the crystal grain size during magnetic annealing. In other words, by making the crystal grains fine to a certain extent before magnetic annealing, the average r value can be improved to ensure workability, and then magnetic annealing promotes the growth of the crystal grains, resulting in improved magnetic properties. However, when the crystal grains grow, the crystal orientation that is advantageous for improving the r value grows preferentially, which can improve workability, but if the grains are made too fine, the r value will be low. Therefore, the grain size number of the steel before magnetic annealing is set to 9.0 or less. Also, if the grains are made too coarse, workability will decrease, so the grain size number is set to 6.0 or more. Then, by subjecting steel having such a grain size number to magnetic annealing, the grain size can be coarsened and the magnetic properties can be improved.
耐食性に関して、Alは、発生初期の孔食内部でイオンとして溶け出してから表面に吸着することで、孔食成長の抑制及び再不動態化を促進していると考えられる。また、Siは、孔食内部で酸化物を形成し、孔食成長の抑制及び再不動態化を促進していると考えられる。 Regarding corrosion resistance, it is believed that Al dissolves as ions inside the early stages of pitting and then adsorbs to the surface, thereby inhibiting pitting growth and promoting repassivation. In addition, Si forms an oxide inside the pit, which is believed to inhibit pitting growth and promote repassivation.
さらに、磁気焼鈍による酸化時に、Al、Si含有量が高いことで、耐食性の低いFe主体の酸化物が表面に形成され難く、耐食性担保に寄与していると考えられる。 Furthermore, during oxidation by magnetic annealing, the high Al and Si content makes it difficult for Fe-based oxides, which have low corrosion resistance, to form on the surface, which is thought to contribute to ensuring corrosion resistance.
以下に、本実施形態について説明する。
本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼は、質量%で、C:0.001~0.030%、Si:0.01~3.00%、Mn:0.01~2.00%、P:0.030%以下、S:0.0050%以下、Ni:0.01~3.00%、Cr:5.0~18.0%、Al:0.001~5.000%、V:0.001~1.00%、B:0.0001~0.0100%、N:0.001~0.030%を含有し、更に、Ti:0.01~0.30%およびNb:0.001~0.30%のいずれか1種または2種を含有し、下記式(1)を満たし、残部がFeおよび不純物であり、結晶粒度番号が6.0以上9.0以下であり、平均r値が1.0以上である。
Cr+15Al+20Si≧20.00 … (1)
ただし、式(1)におけるCr、Al、Siはそれぞれの元素の質量%である。
また、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼は、800~1000℃、1~10時間で磁気焼鈍した場合、電気抵抗率が60μΩcm以上であり、磁界波高値0.8kA/m、測定周波数1.0kHzでの最大磁束密度が0.80T以上になってもよい。
以下に、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼の化学組成について説明する。なお、各元素の含有量の「%」表示は質量%を意味する。
This embodiment will be described below.
The ferritic stainless steel according to this embodiment has, in mass %, C: 0.001 to 0.030%, Si: 0.01 to 3.00%, Mn: 0.01 to 2.00%, P: 0.030% or less, S: 0.0050% or less, Ni: 0.01 to 3.00%, Cr: 5.0 to 18.0%, Al: 0.001 to 5.000%, V: 0.001 to 1.00 %, B: 0.0001-0.0100%, N: 0.001-0.030%, and further contains one or two of Ti: 0.01-0.30% and Nb: 0.001-0.30%, and satisfies the following formula (1), with the balance being Fe and impurities. The grain size number is 6.0 or more and 9.0 or less, and the average r-value is 1.0 or more.
Cr+15Al+20Si≧20.00… (1)
In the formula (1), Cr, Al, and Si are the mass percentages of the respective elements.
Furthermore, when the ferritic stainless steel according to this embodiment is magnetically annealed at 800 to 1000° C. for 1 to 10 hours, the electrical resistivity may be 60 μΩcm or more, and the maximum magnetic flux density may be 0.80 T or more at a magnetic field peak value of 0.8 kA/m and a measurement frequency of 1.0 kHz.
The chemical composition of the ferritic stainless steel of this embodiment will be described below. Note that the "%" for the content of each element means mass %.
C:0.001~0.030%
Cは、磁気特性、耐粒界腐食性、加工性を低下させるため、その含有量を低く抑える必要がある。そのため、Cの含有量を0.030%以下とする。しかしながら、C含有量を過度に低めることは精練コストを上昇させるため、C含有量を0.001%以上とする。C含有量の好ましい範囲は、0.002~0.020%、より好ましい範囲は0.003~0.010%である。
C: 0.001-0.030%
C reduces magnetic properties, intergranular corrosion resistance, and workability, so its content must be kept low. Therefore, the C content is set to 0.030% or less. However, an excessively low C content increases refining costs, so the C content is set to 0.001% or more. The preferred range of C content is 0.002 to 0.020%, and the more preferred range is 0.003 to 0.010%.
Si:0.01~3.00%
Siは、磁気特性、電気抵抗率、中低温(500~700℃)の耐酸化性及び高温(700℃以上)の耐酸化性を飛躍的に向上させる。また表面に濃縮して腐食発生を抑制するのみならず、母材の腐食速度も低減する非常に有益な元素である。そのため、Siの含有量を0.01%以上とする。ただし、Siの過度な含有は製造性や加工性、溶接溶け込み性を低下させるため、Siの含有量を3.00%以下とする。Si量のより好ましい範囲は0.10~2.00%、更に好ましい範囲は0.30~1.50%、更に好ましい範囲は0.80~1.20%である。
Si: 0.01-3.00%
Silicon dramatically improves magnetic properties, electrical resistivity, oxidation resistance at low and medium temperatures (500-700°C) and oxidation resistance at high temperatures (700°C or higher). Silicon is also a very beneficial element that not only suppresses corrosion by concentrating on the surface, but also reduces the corrosion rate of the base material. Therefore, the silicon content is set to 0.01% or more. However, since excessive silicon content reduces manufacturability, workability, and weld penetration, the silicon content is set to 3.00% or less. The more preferable range of silicon content is 0.10-2.00%, the even more preferable range is 0.30-1.50%, and the even more preferable range is 0.80-1.20%.
Mn:0.01~2.00%
Mnは、脱酸元素として有用であるが、過剰量のMnを含有させると、耐食性を劣化させる。そのため、Mn含有量を0.01~2.00%とする。Mn含有量の好ましい範囲は、0.05~1.00%、より好ましい範囲は0.02~0.50%である。
Mn: 0.01-2.00%
Mn is useful as a deoxidizing element, but excessive Mn content deteriorates corrosion resistance. Therefore, the Mn content is set to 0.01 to 2.00%. The preferred range of the Mn content is 0.05 to 1.00%, and the more preferred range is 0.02 to 0.50%.
P:0.030%以下
Pは、磁気特性、加工性・溶接性を劣化させる元素であるため、その含有量を制限する必要がある。そのため、P含有量を0.030%以下とする。P含有量の好ましい範囲は、0.025%以下である。しかしながら、P含有量を過度に低めることは精練コストを上昇させるため、P含有量を0.001%以上としてもよい。
P: 0.030% or less P is an element that deteriorates magnetic properties, workability, and weldability, so its content must be limited. Therefore, the P content is set to 0.030% or less. The preferred range of the P content is 0.025% or less. However, excessively lowering the P content increases refining costs, so the P content may be set to 0.001% or more.
S:0.0050%以下
Sは、耐食性を劣化させる元素であるため、その含有量を制限する必要がある。そのため、S含有量を0.0050%以下とする。S含有量の好ましい範囲は、0.0030%以下である。しかしながら、S含有量を過度に低めることは精練コストを上昇させるため、S含有量を0.0001%以上としてもよい。
S: 0.0050% or less S is an element that deteriorates corrosion resistance, so its content must be limited. Therefore, the S content is set to 0.0050% or less. The preferred range of the S content is 0.0030% or less. However, excessively lowering the S content increases refining costs, so the S content may be set to 0.0001% or more.
Ni:0.01~3.00%
Niは、磁気特性や耐食性を向上させるため、0.01%以上の含有が必要である。ただし、多量の含有は合金コスト増加に繋がるため、Ni含有量を3.00%以下とする。Ni含有量の好ましい範囲は0.05~1.00%、より好ましい範囲は0.10~0.50%である。
Ni: 0.01-3.00%
Ni must be present in an amount of 0.01% or more to improve magnetic properties and corrosion resistance. However, a large amount of Ni increases the cost of the alloy, so the Ni content is set to 3.00% or less. The Ni content is preferably in the range of 0.05 to 1.00%, and more preferably in the range of 0.10 to 0.50%.
Cr:5.0~18.0%
Crは、耐酸化性及び塩害環境での耐食性を確保するために、5.0%以上の含有が必要である。Crの含有量を増加させるほど、耐酸化性及び耐食性は向上し電気抵抗率も増加するが、溶接溶け込み性、熱伝導率、加工性、製造性を低下させるため、Cr含有量は18.0%以下とする。Cr含有量の好ましい範囲は、5.5~15.0%、より好ましい範囲は9.0~13.0%である。
Cr:5.0~18.0%
Cr content must be 5.0% or more to ensure oxidation resistance and corrosion resistance in salt damage environments. As the Cr content increases, the oxidation resistance and corrosion resistance improve and the electrical resistivity also increases, but the Cr content decreases the weld penetration, thermal conductivity, workability, and manufacturability, so the Cr content is set to 18.0% or less. The preferred range of Cr content is 5.5 to 15.0%, and the more preferred range is 9.0 to 13.0%.
Al:0.001~5.000%
Alは、本実施形態における重要な元素である。Alは、特に高温(700℃以上)の耐酸化性を飛躍的に向上させる。加えて鋼表面に濃縮して腐食発生を抑制するのみならず、母材の腐食速度も低減する非常に有益な元素である。またAlは、電気抵抗率を増加させる作用も有する。この効果は特に低Cr系ステンレス鋼で顕著である。そのため、Alの含有量を0.001%以上とする。ただし、Alの過度な含有は材料の靭性や伸び減少を引き起こし、製造性や加工性を低下させるため、Alの含有量を5.0%以下とする。Al含有量の好ましい範囲は、0.800~3.000%、より好ましい範囲は1.000~2.000%である。
Al: 0.001-5.000%
Al is an important element in this embodiment. Al dramatically improves oxidation resistance, especially at high temperatures (700°C or higher). In addition, it is a very beneficial element that not only suppresses corrosion by concentrating on the steel surface, but also reduces the corrosion rate of the base material. Al also has the effect of increasing electrical resistivity. This effect is particularly noticeable in low Cr stainless steels. Therefore, the Al content is set to 0.001% or more. However, since excessive Al content causes a decrease in the toughness and elongation of the material and reduces manufacturability and workability, the Al content is set to 5.0% or less. The preferred range of the Al content is 0.800 to 3.000%, and the more preferred range is 1.000 to 2.000%.
V:0.001~1.00%
Vは、耐食性を向上させるため、0.001%以上の含有が必要である。ただし、多量の含有は合金コスト増加に繋がるため、V含有量を1.00%以下とする。V含有量の好ましい範囲は、0.005~0.80%、より好ましい範囲は0.010~0.50%である。
V:0.001~1.00%
V must be present in an amount of 0.001% or more to improve corrosion resistance. However, a large content of V increases the alloy cost, so the V content is set to 1.00% or less. The preferred range of V content is 0.005 to 0.80%, and the more preferred range is 0.010 to 0.50%.
B:0.0001~0.0100%
Bは、2次加工性を向上させるのに有用な元素であり、0.0100%以下の含有が必要である。B含有量の下限を、安定した効果が得られる0.0001%以上とする。B含有量の好ましい範囲は0.0005~0.0050%、より好ましい範囲は0.0010~0.0030%である。
B: 0.0001-0.0100%
B is an element useful for improving secondary workability, and must be contained in an amount of 0.0100% or less. The lower limit of the B content is set to 0.0001% or more, at which a stable effect can be obtained. The preferred range of the B content is 0.0005 to 0.0050%, and the more preferred range is 0.0010 to 0.0030%.
N:0.001~0.030%
Nは、耐孔食性に有用な元素であるが、磁気特性、耐粒界腐食性、加工性を低下させる。そのため、Nの含有量を低く抑える必要がある。そのため、N含有量を0.030%以下とする。しかしながら、N含有量を過度に低めることは精練コストを上昇させるため、N含有量を0.001%以上とする。N含有量の好ましい範囲は、0.002~0.020%である。
N: 0.001-0.030%
N is a useful element for pitting corrosion resistance, but it reduces magnetic properties, intergranular corrosion resistance, and workability. Therefore, it is necessary to keep the N content low. Therefore, the N content is set to 0.030% or less. However, an excessively low N content increases refining costs, so the N content is set to 0.001% or more. The preferred range of the N content is 0.002 to 0.020%.
Ti:0.01~0.30%およびNb:0.001~0.30%の1種又は2種
Ti及びNbは、ステンレス鋼の鋭敏化を防止するために、Tiの場合は0.01%以上、Nbの場合は0.001%以上を含有する必要がある。ただし、多量の含有は合金コスト増加や靭性の低下、鋼中介在物増加による耐食性低下、製造性低下に繋がるため、Ti量またはNb含有量はそれぞれ0.30%以下とする。Ti含有量及びNb含有量の好ましい範囲はそれぞれ、0.03~0.25%、より好ましい範囲はそれぞれ、0.04~0.20%である。Ti及びNbは、何れか一方が含有されていればよく、Ti及びNbの両方が含有されていてもよい。
One or both of Ti: 0.01-0.30% and Nb: 0.001-0.30% In order to prevent sensitization of stainless steel, Ti and Nb must be contained at 0.01% or more for Ti and 0.001% or more for Nb. However, since a large content leads to an increase in alloy cost, a decrease in toughness, a decrease in corrosion resistance due to an increase in inclusions in the steel, and a decrease in manufacturability, the Ti content or Nb content is set to 0.30% or less. The preferred ranges of the Ti content and the Nb content are 0.03-0.25%, and the more preferred ranges are 0.04-0.20%, respectively. It is sufficient that either Ti or Nb is contained, and both Ti and Nb may be contained.
特に、Tiに関しては、2Al+Si-10Ti≧0(Al、Si及びTiは、フェライト系ステンレス鋼におけるそれぞれの元素の質量%)を満たすことで、耐食性が大幅に向上するため好ましい。 In particular, with regard to Ti, it is preferable to satisfy the condition 2Al+Si-10Ti≧0 (Al, Si, and Ti are the mass % of each element in ferritic stainless steel), as this significantly improves corrosion resistance.
以上が、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼の基本となる化学組成であるが、本実施形態では、更に、次のような元素を必要に応じて含有させることができる。 The above is the basic chemical composition of the ferritic stainless steel of this embodiment, but in this embodiment, the following elements can also be added as necessary.
Mo、Sn、Cu、W、Sb、Co、Ca、Mg、Zr、Ga、Ta、REMは、目的に応じて、これらの1種または2種以上が含有されていてもよい。これらの元素の下限は、0%以上、好ましくは0%超である。 Mo, Sn, Cu, W, Sb, Co, Ca, Mg, Zr, Ga, Ta, and REM may be contained alone or in combination depending on the purpose. The lower limit of these elements is 0% or more, and preferably more than 0%.
Mo:0.01~3.00%
Moは、耐食性を向上させるため、0.01%以上含有することができる。しかし、過剰の含有は、加工性を劣化させると共に、高価であるためコストアップに繋がる。そのため、Mo含有量を3.00%以下とする。Mo含有量の好ましい範囲は、0.05~2.00%であり、より好ましい範囲は0.05~1.00%である。
Mo: 0.01~3.00%
Mo can be contained in an amount of 0.01% or more to improve corrosion resistance. However, excessive content of Mo deteriorates workability and is expensive, leading to increased costs. Therefore, the Mo content is set to 3.00% or less. The preferred range of Mo content is 0.05 to 2.00%, and the more preferred range is 0.05 to 1.00%.
Sn:0.001~3.00%
Snは、耐食性を向上させるため、0.001%以上含有することができる。しかし、過剰の含有はコスト増加に繋がる。そのため、Sn含有量を3.00%以下とする。Sn含有量の好ましい範囲は、0.005~1.00%であり、より好ましくは0.010~1.00%である。
Sn: 0.001-3.00%
Sn can be contained in an amount of 0.001% or more to improve corrosion resistance. However, excessive content leads to increased costs. Therefore, the Sn content is set to 3.00% or less. The preferred range of Sn content is 0.005 to 1.00%, and more preferably 0.010 to 1.00%.
Cu:0.01~3.00%
Cuは、耐食性を向上させるため、0.01%以上含有することができる。しかし、過剰の含有はコスト増加に繋がる。そのため、Cu含有量を3.00%以下とする。Cu含有量の好ましい範囲は0.02~1.00%、より望ましい範囲は0.05~0.09%である。
Cu: 0.01~3.00%
Cu can be contained in an amount of 0.01% or more to improve corrosion resistance. However, excessive content leads to increased costs. Therefore, the Cu content is set to 3.00% or less. The preferred range of Cu content is 0.02 to 1.00%, and the more preferred range is 0.05 to 0.09%.
W:0.001~1.00%
Wは、耐食性を向上させるため、1.00%以下を含有することができる。安定した効果を得るためには、W含有量を0.001%以上とする。W含有量の好ましい範囲は、0.005~0.80%である。
W: 0.001-1.00%
W can be contained in an amount of 1.00% or less in order to improve corrosion resistance. In order to obtain a stable effect, the W content is set to 0.001% or more. The preferred range of the W content is 0.005 to 0.80%.
Sb:0.001~0.100%
Sbは、耐全面腐食性を向上させるため、0.100%以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Sb含有量を0.001%以上とする。Sb含有量の好ましい範囲は、0.010~0.080%である。
Sb: 0.001-0.100%
Sb can be contained in an amount of 0.100% or less in order to improve general corrosion resistance. In order to obtain a stable effect, the Sb content is set to 0.001% or more. The preferred range of the Sb content is 0.010 to 0.080%.
Co:0.001~0.500%
Coは、二次加工性と靭性を向上させるために、0.500%以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Co含有量を0.001%以上とする。Co含有量の好ましい範囲は、0.010~0.300%である。
Co:0.001~0.500%
Co can be contained in an amount of 0.500% or less in order to improve secondary workability and toughness. In order to obtain a stable effect, the Co content is set to 0.001% or more. The preferred range of the Co content is 0.010 to 0.300%.
Ca:0.0001~0.0050%
Caは、脱硫のために含有されるが、過剰に含有すると、水溶性の介在物CaSが生成して耐食性を低下させる。そのため、0.0001~0.0050%の範囲でCaを含有することができる。Ca含有量の好ましい範囲は、0.0005~0.0030%である。
Ca: 0.0001-0.0050%
Ca is contained for desulfurization, but if contained in excess, water-soluble inclusions CaS are formed, which reduces corrosion resistance. Therefore, Ca can be contained in the range of 0.0001 to 0.0050%. The preferred range of Ca content is 0.0005 to 0.0030%.
Mg:0.0001~0.0050%
Mgは、組織を微細化し、加工性、靭性の向上にも有用である。そのため、0.0050%以下の範囲でMgを含有することができる。安定した効果を得るためには、Mg含有量を0.0001%以上とする。Mg含有量の好ましい範囲は、0.0005~0.0030%である。
Mg: 0.0001-0.0050%
Mg is useful for refining the structure and improving workability and toughness. Therefore, Mg can be contained in a range of 0.0050% or less. To obtain a stable effect, the Mg content is set to 0.0001% or more. The preferred range of Mg content is 0.0005 to 0.0030%.
Zr:0.0001~0.0300%
Zrは、耐食性を向上させるために、0.0300%以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Zr含有量を0.0001%以上とする。Zr含有量の好ましい範囲は、0.0010~0.0100%である。
Zr: 0.0001-0.0300%
Zr can be contained up to 0.0300% in order to improve corrosion resistance. In order to obtain a stable effect, the Zr content is set to 0.0001% or more. The preferred range of the Zr content is 0.0010 to 0.0100%.
Ga:0.0001~0.0100%
Gaは、耐食性と耐水素脆化性を向上させるために、0.0100%以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ga含有量を0.0001%以上とする。Ga含有量の好ましい範囲は、0.0005~0.0050%である。
Ga: 0.0001-0.0100%
Ga can be contained in an amount of 0.0100% or less in order to improve corrosion resistance and hydrogen embrittlement resistance. In order to obtain a stable effect, the Ga content is set to 0.0001% or more. The preferred range of the Ga content is 0.0005 to 0.0050%.
Ta:0.001~0.050%
Taは、耐食性を向上させるために、0.050%以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ta含有量を0.001%以上とする。Ta含有量の好ましい範囲は、0.005~0.030%である。
Ta: 0.001-0.050%
Ta can be contained in an amount of 0.050% or less in order to improve corrosion resistance. In order to obtain a stable effect, the Ta content is set to 0.001% or more. The preferred range of the Ta content is 0.005 to 0.030%.
REM:0.001~0.100%
REMは、脱酸効果等を有するので、精練で有用な元素であるため、0.100%以下含有することができる。安定した効果を得るためには、REM量を0.001%以上とする。REM含有量の好ましい範囲は、0.003~0.050%である。
ここで、REM(希土類元素)は、一般的な定義に従い、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)の2元素と、ランタン(La)からルテチウム(Lu)までの15元素(ランタノイド)の総称を指す。REMは、これら希土類元素から選択される1種以上であり、REMの含有量とは、希土類元素の合計量である。
REM: 0.001~0.100%
REM has a deoxidizing effect and is useful in refining, so it can be contained in an amount of 0.100% or less. In order to obtain a stable effect, the REM content is set to 0.001% or more. The preferred range of the REM content is 0.003 to 0.050%.
Here, REM (rare earth element) is a general term for two elements, scandium (Sc) and yttrium (Y), and 15 elements (lanthanoids) from lanthanum (La) to lutetium (Lu), according to the general definition. REM is one or more elements selected from these rare earth elements, and the content of REM is the total amount of rare earth elements.
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼は、上述してきた元素以外は、Fe及び不純物(不純物には不可避的不純物も含む)からなる。また、以上説明した各元素の他にも、本発明の効果を損なわない範囲で含有させることが出来る。本実施形態では、例えばBi、Pb、Se、H等を含有させてもよいが、その場合は可能な限り低減することが好ましい。一方、これらの元素は、本発明の課題を解決する限度において、その含有割合が制御され、必要に応じて、Biは0.01%以下、Pbは0.01%以下、Seは0.01%以下、Hは0.01%以下を含有してもよい。 The ferritic stainless steel of this embodiment is composed of Fe and impurities (including unavoidable impurities) in addition to the elements described above. In addition to the elements described above, other elements may be contained within a range that does not impair the effects of the present invention. In this embodiment, for example, Bi, Pb, Se, H, etc. may be contained, but in this case, it is preferable to reduce the amount as much as possible. On the other hand, the content ratio of these elements is controlled to the extent that the problem of the present invention is solved, and Bi may be contained at 0.01% or less, Pb at 0.01% or less, Se at 0.01% or less, and H at 0.01% or less, as necessary.
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼の結晶粒度番号は6.0以上9.0以下である。平均r値を高めて加工性を向上させるためには、結晶粒度番号6.0以上とし細粒とすることが重要である。この効果をより発揮させるためには結晶粒度番号は7.0以上とすることが好ましい。一方、結晶粒が成長する際にはr値向上に優位な結晶方位が優先的に成長し加工性を向上させうるが、過度に細粒とするとr値が低くなってしまう。そのため、結晶粒度番号は9.0以下とする。好ましくは、8.5以下である。 The grain size number of the ferritic stainless steel of this embodiment is 6.0 or more and 9.0 or less. In order to increase the average r-value and improve workability, it is important to make the grains fine with a grain size number of 6.0 or more. To maximize this effect, it is preferable to make the grain size number 7.0 or more. On the other hand, when the grains grow, the crystal orientation that is advantageous for improving the r-value grows preferentially, which can improve workability, but if the grains are made too fine, the r-value will be low. Therefore, the grain size number is 9.0 or less. Preferably, it is 8.5 or less.
結晶粒度番号は、鋼板から長さが30mm、幅が20mmである試験片を切り出し、圧延方向の断面組織が観察できるように樹脂に埋め込み、鏡面研磨とエッチングを施す。その後、JIS G 0551:2013に準拠し、圧延方向の断面組織の粒度番号を測定する。測定は板厚中心部から試験n数5で行い、その平均値を採用する。 The grain size number is determined by cutting a test piece 30 mm long and 20 mm wide from the steel plate, embedding it in resin so that the cross-sectional structure in the rolling direction can be observed, and then mirror polishing and etching it. The grain size number of the cross-sectional structure in the rolling direction is then measured in accordance with JIS G 0551:2013. Measurements are performed from the center of the plate thickness for five tests, and the average value is used.
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼は、平均r値(ランクフォード値)が1.0以上である。平均r値を1.0以上とすることで、フェライト系ステンレス鋼の加工性を向上させ、より厳しい加工を行うことができる。平均r値は好ましくは1.1以上であり、より好ましくは1.2以上である。 The ferritic stainless steel of this embodiment has an average r-value (Lankford value) of 1.0 or more. By making the average r-value 1.0 or more, the workability of the ferritic stainless steel is improved and more severe processing can be performed. The average r-value is preferably 1.1 or more, and more preferably 1.2 or more.
平均r値は、JIS Z 2254(2008)の塑性ひずみ比試験方法により測定することができ、下記式(A)によって求めることができる。 The average r value can be measured using the plastic strain ratio test method of JIS Z 2254 (2008) and can be calculated using the following formula (A).
平均r値=(r0+2r45+r90)/4 ・・・(A)
但し、(A)式中のr0は圧延方向のr値、r90は圧延直角方向のr値、r45は圧延45度方向のr値を示す。
Average r value = (r 0 + 2r 45 + r 90 ) / 4 (A)
In the formula (A), r0 represents the r value in the rolling direction, r90 represents the r value in the direction perpendicular to the rolling direction, and r45 represents the r value in the 45 degree direction to the rolling direction.
ここで、以上説明してきた本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼に対し磁気焼鈍を施した場合の特性について説明する。
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼は、800~1000℃、1~10時間で磁気焼鈍した場合、電気抵抗率が60μΩcm以上、磁界波高値0.8kA/m、測定周波数1.0kHzでの最大磁束密度が0.8T(テスラ)以上を示す。なお本実施形態に係る鋼は、上記の焼鈍条件の範囲内であればどのような条件であっても電気抵抗率が60μΩcm以上、磁界波高値0.8kA/m、測定周波数1.0kHzでの最大磁束密度が0.8T以上を示すものとなる。
交流磁界での磁気特性については、各周波数での最大磁束密度(Bm)及び当該値に影響を与える鉄損(W)が重要となる。鉄損が増加する原因となるのは磁性材料内で誘起される渦電流である。渦電流による損失を小さくするためには電気抵抗率を増加させることが効果的である。そのため、本実施形態では、上述のような化学成分となるよう制御し、かつ結晶粒度を制御することによって、十分な電気抵抗率および最大磁束密度を確保することができる。具体的には、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼を用いて磁気焼鈍を行うことで、電気抵抗率が60μΩcm以上、かつ磁界波高値0.8kA/m、測定周波数1.0kHzでの最大磁束密度が0.8T(テスラ)以上を発現させうるフェライト系ステンレス鋼を得ることができる。またこれにより、ステッピングモータやヒステリシスモータ等を収容するモータケースや、モータコア等のモータ部品、電子スロットルセンサやEPSセンサのようなセンサ類、リレーや電磁弁、さらにそれらのコア、ヨーク、コネクタやハウジングなどに好適に用いることができる。なお、本実施形態において電気抵抗率は、電気抵抗測定装置を用い、いわゆる4端子法によって測定することができる。
Here, the characteristics of the ferritic stainless steel according to the present embodiment described above when it is subjected to magnetic annealing will be described.
The ferritic stainless steel of this embodiment exhibits an electrical resistivity of 60 μΩcm or more, a magnetic field peak value of 0.8 kA/m, and a maximum magnetic flux density of 0.8 T (tesla) or more at a measurement frequency of 1.0 kHz when magnetically annealed at 800 to 1000° C. for 1 to 10 hours. Note that the steel according to this embodiment exhibits an electrical resistivity of 60 μΩcm or more, a magnetic field peak value of 0.8 kA/m, and a maximum magnetic flux density of 0.8 T or more at a measurement frequency of 1.0 kHz under any conditions within the above-mentioned range of annealing conditions.
Regarding the magnetic properties in an AC magnetic field, the maximum magnetic flux density (Bm) at each frequency and the iron loss (W) that affects the value are important. The cause of the increase in iron loss is the eddy current induced in the magnetic material. Increasing the electrical resistivity is effective in reducing the loss due to eddy current. Therefore, in this embodiment, sufficient electrical resistivity and maximum magnetic flux density can be ensured by controlling the chemical composition as described above and controlling the crystal grain size. Specifically, by performing magnetic annealing using the ferritic stainless steel of this embodiment, a ferritic stainless steel can be obtained that can exhibit an electrical resistivity of 60 μΩcm or more, a magnetic field peak value of 0.8 kA/m, and a maximum magnetic flux density of 0.8 T (tesla) or more at a measurement frequency of 1.0 kHz. In addition, this can be suitably used for motor cases that house stepping motors, hysteresis motors, and the like, motor parts such as motor cores, sensors such as electronic throttle sensors and EPS sensors, relays and solenoid valves, and further their cores, yokes, connectors, and housings. In this embodiment, the electrical resistivity can be measured by a so-called four-terminal method using an electrical resistance measuring device.
また、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼の形態は特に限定されないが、鋼板であることが好ましい。 The form of the ferritic stainless steel in this embodiment is not particularly limited, but it is preferably a steel plate.
次に、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼の製造方法について、形態が「鋼板」である場合を例に挙げて説明する。 Next, the manufacturing method of the ferritic stainless steel of this embodiment will be explained using an example in which the form is "steel plate."
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼の製造方法は、製鋼-熱間圧延-熱延板焼鈍・酸洗-冷間圧延-冷延板焼鈍の各工程よりなり、各工程の製造条件については、本発明の効果を損なわない範囲で適宜決定してよいが、結晶粒度番号および平均r値の制御の観点から、熱延板焼鈍、冷間圧延の圧下率および冷延板焼鈍それぞれの条件を適切に制御する必要がある。
以下、製造方法の各工程および条件について詳述する。
The method for producing a ferritic stainless steel of this embodiment comprises the steps of steelmaking-hot rolling-hot-rolled sheet annealing/pickling-cold rolling-cold-rolled sheet annealing, and the production conditions for each step may be appropriately determined within a range that does not impair the effects of the present invention. However, from the viewpoint of controlling the grain size number and the average r-value, it is necessary to appropriately control the conditions for the hot-rolled sheet annealing, the cold rolling reduction, and the cold-rolled sheet annealing.
Each step and the conditions of the production method will be described in detail below.
製鋼においては、前記必須成分および必要に応じて添加される成分を含有する鋼を、転炉溶製し続いて2次精錬を行う方法が好適である。溶製した溶鋼は、鋳造(連続鋳造)することによりスラブとする。スラブは、所定の温度に加熱され、所定の板厚に連続圧延で熱間圧延される。最終製品の結晶粒度及び結晶方位を考慮すると、スラブ加熱温度は1190℃以上1300℃以下、スラブ厚さは3.0mm以上300.0mm以下が望ましい。 In steelmaking, a suitable method is to melt steel containing the above essential components and components added as necessary in a converter, followed by secondary refining. The molten steel is cast (continuous casting) into slabs. The slabs are heated to a specified temperature and hot rolled to a specified plate thickness by continuous rolling. Considering the crystal grain size and crystal orientation of the final product, the slab heating temperature is preferably 1190°C to 1300°C, and the slab thickness is preferably 3.0 mm to 300.0 mm.
熱間圧延後の焼鈍工程(熱延板焼鈍工程)は、結晶粒度の適正を図り、磁気特性に優れる組織を得るために重要な工程である。具体的には、熱延板焼鈍における均熱温度を850℃~1000℃とする。熱延板焼鈍の均熱温度が850℃未満であると再結晶不良のおそれがあるため、均熱温度は850℃以上とする。また熱延板焼鈍の均熱温度が1000℃超であると結晶粒粗大化による靭性低下のおそれがあるため、均熱温度は1000℃以下とする。好ましくは、熱延板焼鈍の均熱温度は880℃~980℃である。なお、熱延板焼鈍における均熱時間(保持時間)は特に限定しないが、再結晶完了の観点から10秒~120秒とすることが好ましい。 The annealing process after hot rolling (hot-rolled sheet annealing process) is an important process for optimizing the crystal grain size and obtaining a structure with excellent magnetic properties. Specifically, the soaking temperature in hot-rolled sheet annealing is set to 850°C to 1000°C. If the soaking temperature in hot-rolled sheet annealing is less than 850°C, there is a risk of poor recrystallization, so the soaking temperature is set to 850°C or higher. If the soaking temperature in hot-rolled sheet annealing is more than 1000°C, there is a risk of reduced toughness due to grain coarsening, so the soaking temperature is set to 1000°C or lower. Preferably, the soaking temperature in hot-rolled sheet annealing is 880°C to 980°C. The soaking time (holding time) in hot-rolled sheet annealing is not particularly limited, but it is preferably set to 10 seconds to 120 seconds from the viewpoint of completing recrystallization.
熱延板焼鈍後は酸洗、冷間圧延が順次実施される。このとき冷間圧延の圧下率は、40%以上とすることが好ましい。圧下率が40%未満であると後の冷延板焼鈍時に再結晶不良のおそれがあるため、圧下率は40%以上が好ましく、より好ましくは50%以上である。一方、圧下率が高くなりすぎると生産性が劣化するおそれがあるため、圧下率は95%以下とすることが好ましい。 After the hot-rolled sheet annealing, pickling and cold rolling are carried out in sequence. At this time, the reduction ratio of the cold rolling is preferably 40% or more. If the reduction ratio is less than 40%, there is a risk of poor recrystallization during the subsequent cold-rolled sheet annealing, so the reduction ratio is preferably 40% or more, and more preferably 50% or more. On the other hand, if the reduction ratio is too high, there is a risk of productivity deteriorating, so the reduction ratio is preferably 95% or less.
酸洗後の冷間圧延は、通常のゼンジミアミル、タンデムミルのいずれで圧延してもよいが、鋼板の加工性を考慮するとタンデムミル圧延の方が望ましく、磁気特性に優れる組織を得るためにはゼンジミアミル圧延の方が望ましい。冷間圧延においては、ロール粗度、ロール径、圧延油、圧延パス回数、圧延速度、圧延温度などは一般的な範囲内で適宜選択すればよい。冷間圧延の途中に中間焼鈍を入れてもよい。 Cold rolling after pickling can be done using either a normal Sendzimir mill or a tandem mill, but tandem mill rolling is more preferable when considering the workability of the steel sheet, and Sendzimir mill rolling is more preferable for obtaining a structure with excellent magnetic properties. In cold rolling, the roll roughness, roll diameter, rolling oil, number of rolling passes, rolling speed, rolling temperature, etc. may be appropriately selected within normal ranges. Intermediate annealing may be performed during cold rolling.
冷間圧延後の最終焼鈍(冷延板焼鈍)は、結晶粒度および平均r値を制御する観点から重要となる。特に、均熱温度は880℃~1000℃とする必要がある。冷延板焼鈍の均熱温度が880℃未満であると再結晶不良のおそれがあるため、均熱温度は880℃以上とする。また冷延板焼鈍の均熱温度が1000℃超であると結晶粒粗大化のおそれがあるため、均熱温度は1000℃以上とする。好ましくは、冷延板焼鈍の均熱温度は900℃~950℃である。なお、冷延板焼鈍における均熱時間(保持時間)は特に限定しないが、再結晶促進の観点から10秒~120秒とすることが好ましい。 The final annealing after cold rolling (cold-rolled sheet annealing) is important from the viewpoint of controlling the grain size and average r-value. In particular, the soaking temperature must be 880°C to 1000°C. If the soaking temperature for cold-rolled sheet annealing is less than 880°C, there is a risk of poor recrystallization, so the soaking temperature must be 880°C or higher. If the soaking temperature for cold-rolled sheet annealing is more than 1000°C, there is a risk of grain coarsening, so the soaking temperature must be 1000°C or higher. Preferably, the soaking temperature for cold-rolled sheet annealing is 900°C to 950°C. The soaking time (holding time) for cold-rolled sheet annealing is not particularly limited, but it is preferably 10 seconds to 120 seconds from the viewpoint of promoting recrystallization.
なお、冷間圧延途中で行う中間焼鈍および冷間圧延後の最終焼鈍はバッチ式焼鈍でも連続式焼鈍でも構わない。また、各焼鈍の雰囲気は、必要であれば水素ガスあるいは窒素ガスなどの無酸化雰囲気で焼鈍する光輝焼鈍でもよく、大気中で焼鈍しても構わない。最終焼鈍後は、ソルト処理、酸洗、電解酸洗等を行うとよい。 The intermediate annealing performed during cold rolling and the final annealing after cold rolling can be either batch annealing or continuous annealing. The atmosphere for each annealing can be bright annealing in a non-oxidizing atmosphere such as hydrogen gas or nitrogen gas, if necessary, or annealing in air. After the final annealing, salt treatment, pickling, electrolytic pickling, etc. can be performed.
以上説明した製造方法によって本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼を製造することができるが、上記以外の工程についても、本発明の効果を損なわない範囲で適宜実施してもよく、例えば、最終焼鈍後に、形状矯正のためのテンションレベラー工程を実施してもよく、また通板しても構わない。 The ferritic stainless steel according to this embodiment can be manufactured by the manufacturing method described above, but other processes may also be carried out as appropriate as long as they do not impair the effects of the present invention. For example, after final annealing, a tension leveler process may be carried out to correct the shape, and the sheet may also be threaded.
なお、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼はモータケースやモータ部品に好適に使用できる。その場合、部品への加工後に磁気焼鈍を施すことで磁気特性に優れた製品とすることが可能である。磁気焼鈍の条件については、適用製品、用途等に応じて適宜決定すればよいが、例えば、1×10-2~9×10-2Paの真空中で、昇温速度1~100℃/min、均熱温度800~1000℃、均熱時間を1~10時間、好ましくは1~3時間の条件で行うことが望ましい。このような熱処理後はArガス等による冷却を行っても良いし、空冷や炉冷としてもよい。このような磁気焼鈍を行うことで、加工歪みの除去及び結晶粒の粗大化が起こり、磁気特性が良好となり、磁束密度を向上させることができる。具体的には、このような磁気焼鈍の実施によって結晶粒度番号が4.0以下の粗大な結晶粒を有するフェライト系ステンレス鋼を得ることができ、その結果、交流磁界での磁気特性を向上させることができる。 The ferritic stainless steel according to the present embodiment can be suitably used for motor cases and motor parts. In that case, it is possible to obtain a product with excellent magnetic properties by performing magnetic annealing after processing into parts. The conditions of magnetic annealing may be appropriately determined according to the applied product, use, etc., but it is desirable to perform the annealing under the conditions of, for example, a temperature rise rate of 1 to 100°C/min, a soaking temperature of 800 to 1000°C, and a soaking time of 1 to 10 hours, preferably 1 to 3 hours, in a vacuum of 1 x 10 -2 to 9 x 10 -2 Pa. After such heat treatment, cooling with Ar gas or the like may be performed, or air cooling or furnace cooling may be performed. By performing such magnetic annealing, the removal of processing strain and the coarsening of crystal grains occur, the magnetic properties become good, and the magnetic flux density can be improved. Specifically, by performing such magnetic annealing, a ferritic stainless steel having coarse crystal grains with a crystal grain size number of 4.0 or less can be obtained, and as a result, the magnetic properties in an AC magnetic field can be improved.
以上、本実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼およびその好適な製造方法について説明してきたが、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼によれば、耐食性と加工性に優れ、かつ交流磁界での優れた磁気特性を発現させることが可能なフェライト系ステンレス鋼を提供できる。さらに、当該フェライト系ステンレス鋼に最適な磁気焼鈍を施すことで、ステッピングモータやヒステリシスモータ等のモータケースやモータコア等のモータ部品に好適な、耐食性と交流磁界での磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提供できる。 The above describes the ferritic stainless steel according to this embodiment and a suitable manufacturing method thereof. According to the ferritic stainless steel of this embodiment, it is possible to provide a ferritic stainless steel that is excellent in corrosion resistance and workability, and is capable of exhibiting excellent magnetic properties in an AC magnetic field. Furthermore, by subjecting the ferritic stainless steel to an optimal magnetic annealing, it is possible to provide a ferritic stainless steel that is excellent in corrosion resistance and magnetic properties in an AC magnetic field, and is suitable for motor parts such as motor cases and motor cores for stepping motors and hysteresis motors.
以下、実施例に基づいて、本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例で用いた条件に限定されるものではない。なお、表中の下線は本発明範囲から外れるものを示す。 The present invention will be described in more detail below based on examples, but the present invention is not limited to the conditions used in the following examples. Note that underlines in the table indicate conditions outside the scope of the present invention.
表1A及び表1Bに示す組成の鋼を溶製し、厚さ200mmのスラブを板厚3mmになるまで熱間圧延を施した。次いで、熱間圧延後の鋼板に表2に示す温度で60秒の熱処置(熱延板焼鈍)を行い、さらにショット・酸洗を施した。その後、板厚が0.8mmになるまで冷間圧延(圧下率:73%)を施し、表2に示す温度で1分間の熱処理(冷延板焼鈍)を行い、次いでソルト処理及び酸洗を施した。酸洗は、硝酸濃度が150g/Lの溶液中で電解酸洗を行った。このようにしてフェライト系ステンレス鋼板を製造した。 Steel with the composition shown in Tables 1A and 1B was melted and hot rolled into a 200 mm thick slab until the sheet thickness reached 3 mm. The hot rolled steel sheet was then heat treated for 60 seconds at the temperature shown in Table 2 (hot rolled sheet annealing), and then shot and pickled. It was then cold rolled (reduction rate: 73%) until the sheet thickness reached 0.8 mm, and then heat treated for 1 minute at the temperature shown in Table 2 (cold rolled sheet annealing), followed by salt treatment and pickling. Pickling was performed by electrolytic pickling in a solution with a nitric acid concentration of 150 g/L. In this way, ferritic stainless steel sheets were produced.
また作製した鋼板の幅方向中央付近から、長さ30mm、幅20mmの試験片を切り出し、圧延方向の断面組織が観察できるように樹脂に埋め込み、鏡面研磨とエッチングを施した。その後JIS G 0551:2013に準拠して線分法によって、圧延方向の断面組織の粒度番号を測定した。測定は板厚中心部から試験n数5で行い、その平均値を採用した。 A test piece measuring 30 mm in length and 20 mm in width was cut from near the center of the width of the prepared steel plate, embedded in resin so that the cross-sectional structure in the rolling direction could be observed, and mirror-polished and etched. The grain size number of the cross-sectional structure in the rolling direction was then measured using the line segment method in accordance with JIS G 0551:2013. Measurements were performed from the center of the plate thickness for five tests, and the average value was used.
また作製した鋼板の幅方向中央付近からJIS Z 2241:2011の附属書Bに記載の13B号の引張試験片を作製し、試験片の寸法や標点距離などを測定した。その後、JIS Z 2254:2008の塑性ひずみ比試験方法に準拠し、引張試験によって14.4%の歪を付与した後の試験片寸法や標点距離などを測定し、両測定結果から平均r値を算出した。算出する際は、上記式(A)を用いた。なお、加工性の判定基準として、平均r値が1.0以上の鋼種を合格とした。 A tensile test piece No. 13B described in Appendix B of JIS Z 2241:2011 was also prepared from near the center of the width direction of the prepared steel plate, and the dimensions and gauge length of the test piece were measured. Then, in accordance with the plastic strain ratio test method of JIS Z 2254:2008, the dimensions and gauge length of the test piece were measured after applying a strain of 14.4% by tensile testing, and the average r value was calculated from both measurement results. The above formula (A) was used for the calculation. Note that as a criterion for machinability, steel types with an average r value of 1.0 or more were deemed to pass.
さらに、磁気特性、耐食性を評価すべく、以下の試験を行った。
まず、1.3×10-2Paの真空中で昇温速度1~100℃/minの速度で昇温し、表2に示す磁気焼鈍温度にて2時間の磁気焼鈍を行い、その後、空冷した。
Furthermore, the following tests were carried out to evaluate the magnetic properties and corrosion resistance.
First, the temperature was increased at a rate of 1 to 100° C./min in a vacuum of 1.3×10 −2 Pa, and magnetic annealing was performed for 2 hours at the magnetic annealing temperature shown in Table 2, followed by air cooling.
磁気焼鈍後の鋼板の幅方向中央付近から、長さ30mm、幅20mmの試験片を切り出し、圧延方向の断面組織が観察できるように樹脂に埋め込み、鏡面研磨とエッチングを施した。その後JIS G 0551:2013に準拠して線分法によって、圧延方向の断面組織の粒度番号を測定した。測定は板厚中心部から試験n数5で行い、その平均値を採用した。 A test piece 30 mm long and 20 mm wide was cut from near the center of the width of the steel sheet after magnetic annealing, embedded in resin so that the cross-sectional structure in the rolling direction could be observed, and mirror polished and etched. The grain size number of the cross-sectional structure in the rolling direction was then measured using the line segment method in accordance with JIS G 0551:2013. Measurements were performed from the center of the sheet thickness for five tests, and the average value was used.
磁気焼鈍後の鋼板の幅方向中央付近から、幅75mm、長さ150mmの試験片を切り出し、JASO-CCT試験用試験片とした。JASO-CCT試験は、JASO M 610-92に準拠して12サイクル行った。JASO-CCT試験の判定基準として、JIS G 0595:2004に準拠する方法でレイティングナンバを判定し、「3」を境界値とした。レイティングナンバが4~9の鋼種は耐食性に優れるものと判定し、表2中に符号「○」で示した。一方、レイティングナンバが0~3の鋼種は耐食性が劣るものと判定し、表2中に符号「×」で示した。 Test pieces with a width of 75 mm and a length of 150 mm were cut from near the center of the width direction of the steel plate after magnetic annealing to prepare test pieces for the JASO-CCT test. The JASO-CCT test was performed for 12 cycles in accordance with JASO M 610-92. As the judgment standard for the JASO-CCT test, the rating number was determined using a method in accordance with JIS G 0595:2004, with "3" being the boundary value. Steel types with rating numbers of 4 to 9 were judged to have excellent corrosion resistance, and are indicated by the symbol "○" in Table 2. On the other hand, steel types with rating numbers of 0 to 3 were judged to have poor corrosion resistance, and are indicated by the symbol "X" in Table 2.
また磁気焼鈍後の鋼の幅方向中央付近から、4mm×60mmの試験片を切り出し、電気抵抗測定装置(アルバック理工株式会社製 TER-2000RH型)を用いて4端子法で電気抵抗率を測定した。測定電流は0.4A、電圧降下距離は40mm、測定温度は室温とし、60μΩcm以上の場合を合格と判定した。 In addition, a 4 mm x 60 mm test piece was cut from near the center of the width of the steel after magnetic annealing, and the electrical resistivity was measured by the four-terminal method using an electrical resistance measuring device (TER-2000RH model, manufactured by ULVAC-RIKO Inc.). The measurement current was 0.4 A, the voltage drop distance was 40 mm, and the measurement temperature was room temperature, and a value of 60 μΩcm or more was judged to be acceptable.
また磁気焼鈍後の鋼の幅方向中央付近から、外径45mm、内径33mm、高さ0.8mmのリング試料を放電加工で切り出した。このリング試料をカプトンフィルムで養生し、二次巻き線を100ターン巻いた後にアクリルケースに収納し、さらに一次巻き線を200ターン巻くことで、交流磁気測定用のリング状試験試料とした。このリング状試験試料を用いて、交流磁気測定装置(岩通計測株式会社製 B-HアナライザSY-8258)により交流磁気測定を行った。測定条件として磁界波高値を0.8kA/m、測定周波数を1.0kHzとした。最大磁束密度が0.80T以上の場合を合格と判定した。最大磁束密度が、0.80T未満の場合は不合格と判定した。 After magnetic annealing, a ring sample with an outer diameter of 45 mm, an inner diameter of 33 mm, and a height of 0.8 mm was cut out by electrical discharge machining from near the center of the width of the steel. This ring sample was covered with Kapton film, and after 100 turns of secondary winding were wound around it, it was stored in an acrylic case, and then 200 turns of primary winding were wound around it to create a ring-shaped test sample for AC magnetic measurement. Using this ring-shaped test sample, AC magnetic measurement was performed using an AC magnetic measurement device (Iwatsu Measurement Co., Ltd., B-H Analyzer SY-8258). The measurement conditions were a magnetic field peak value of 0.8 kA/m and a measurement frequency of 1.0 kHz. A maximum magnetic flux density of 0.80 T or more was judged to be a pass. A maximum magnetic flux density of less than 0.80 T was judged to be a fail.
表2に結果を示す。組成、結晶粒度の本発明を満たし、かつCr+15Al+20Si≧20(Cr、Al、Siはそれぞれの元素の質量%濃度を示す)を満たす場合は、平均r値(加工性)、電気抵抗率、交流での磁束密度及びJASO-CCT試験結果が合格(「○」)となることがわかる。ただし、No.A2,6,7,16,20,21,24および28は参考例とした。 The results are shown in Table 2. It can be seen that when the composition and grain size of the present invention are satisfied and Cr+15Al+20Si≧20 (Cr, Al, and Si indicate the mass% concentration of each element) is satisfied, the average r value (workability), electrical resistivity, AC magnetic flux density, and JASO-CCT test results are passed ("○"). However, Nos. A2, 6, 7, 16, 20, 21, 24, and 28 are used as reference examples.
比較例B1~9においては、Cr+15Al+20Si≧20(Cr、Al、Siはそれぞれの元素の質量%濃度を示す)を満たさず、磁気特性、耐食性ともに評価結果は「×」であった。
比較例B10~12においては、冷延板焼鈍の焼鈍温度が低かったため、磁気焼鈍前の結晶粒が過度に細粒となり(結晶粒度番号を満たさず)、平均r値(加工性)が劣った。
比較例B13~15においては、冷延板焼鈍の焼鈍温度が高かったため、磁気焼鈍前の結晶粒が粗大となり、結果、平均r値(加工性)が劣った。
Comparative Examples B1 to B9 did not satisfy Cr+15Al+20Si≧20 (where Cr, Al, and Si indicate the mass percent concentration of each element), and the evaluation results for both the magnetic properties and corrosion resistance were “x”.
In Comparative Examples B10 to B12, since the annealing temperature of the cold-rolled sheet annealing was low, the crystal grains before magnetic annealing were excessively fine (not satisfying the crystal grain size number), and the average r value (workability) was poor.
In Comparative Examples B13 to B15, the annealing temperature of the cold-rolled sheet annealing was high, so that the crystal grains before the magnetic annealing became coarse, and as a result, the average r value (workability) was poor.
本発明のフェライト系ステンレス鋼は、加工性に優れ、かつ耐食性と交流磁界での磁気特性を両立することができるので、ステッピングモータやヒステリシスモータ等のモータケースやモータコア等のモータ部品、電子スロットルセンサやEPSセンサのようなセンサ類、リレーや電磁弁、さらにそれらのコア、ヨーク、コネクタやハウジングなどに好適に用いることができる。即ち、本発明は産業上極めて有益である。 The ferritic stainless steel of the present invention has excellent workability and is able to combine corrosion resistance with magnetic properties in an AC magnetic field, and can therefore be suitably used for motor parts such as motor cases and motor cores for stepping motors and hysteresis motors, sensors such as electronic throttle sensors and EPS sensors, relays and solenoid valves, as well as their cores, yokes, connectors and housings. In other words, the present invention is extremely useful industrially.
Claims (5)
C:0.001~0.030%、
Si:0.01~3.00%、
Mn:0.01~2.00%、
P:0.030%以下、
S:0.0050%以下、
Ni:0.01~3.00%、
Cr:5.0~14.7%、
Al:0.001~5.000%、
V:0.001~1.00%、
B:0.0001~0.0100%、
N:0.001~0.030%、
Nb:0.001~0.30%
を含有し、
下記式(1)を満たし、
残部がFeおよび不純物であり、
結晶粒度番号が6.0以上9.0以下であり、
平均r値が1.0以上であり、
800~1000℃、1~10時間で磁気焼鈍した場合、
電気抵抗率が60μΩcm以上、
磁界波高値0.8kA/m、測定周波数1.0kHzでの最大磁束密度が0.80T以上になることを特徴とするフェライト系ステンレス鋼。
Cr+15Al+20Si≧20.00 … (1)
ただし、式(1)におけるCr、Al、Siはそれぞれの元素の質量%である。 In mass percent,
C: 0.001-0.030%,
Si: 0.01-3.00%,
Mn: 0.01 to 2.00%,
P: 0.030% or less,
S: 0.0050% or less,
Ni: 0.01 to 3.00%,
Cr: 5.0-14.7 %,
Al: 0.001-5.000%,
V: 0.001-1.00%,
B: 0.0001 to 0.0100%,
N: 0.001-0.030%,
Nb: 0.001-0.30%
Contains
The following formula (1) is satisfied:
The balance is Fe and impurities.
The grain size number is 6.0 or more and 9.0 or less,
The average r value is 1.0 or more,
When magnetically annealed at 800 to 1000°C for 1 to 10 hours,
Electrical resistivity is 60 μΩcm or more,
A ferritic stainless steel characterized in that the maximum magnetic flux density is 0.80 T or more at a magnetic field peak value of 0.8 kA/m and a measurement frequency of 1.0 kHz .
Cr+15Al+20Si≧20.00… (1)
In the formula (1), Cr, Al, and Si are the mass percentages of the respective elements.
Ti:0.01~0.30%、
Mo:0.01~3.00%、
Sn:0.001~3.00%、
Cu:0.01~3.00%、
W:0.001~1.00%、
Sb:0.001~0.100%、
Co:0.001~0.500%、
Ca:0.0001~0.0050%、
Mg:0.0001~0.0050%、
Zr:0.0001~0.0300%、
Ga:0.0001~0.0100%、
Ta:0.001~0.050%、
REM:0.001~0.100%
の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。 Further, replacing a part of Fe, by mass%,
Ti: 0.01 to 0.30%,
Mo: 0.01-3.00%,
Sn: 0.001 to 3.00%,
Cu: 0.01-3.00%,
W: 0.001-1.00%,
Sb: 0.001 to 0.100%,
Co: 0.001 to 0.500%,
Ca: 0.0001-0.0050%,
Mg: 0.0001 to 0.0050%,
Zr: 0.0001 to 0.0300%,
Ga: 0.0001 to 0.0100%,
Ta: 0.001 to 0.050%,
REM: 0.001~0.100%
2. The ferritic stainless steel according to claim 1 , further comprising one or more of the following:
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