JP7825802B2 - ステンレス熱延鋼材及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステンレス熱延鋼材及びその製造方法に関する。

ステンレス鋼材は、耐食性などの各種特性に優れるため、自動車用部品、建築用部品、厨房用器具などの広範な用途に用いられている。これらの用途の中には、表面光沢に優れることが要求される場合があり、ステンレス鋼材の表面を研磨することで所望の表面光沢を向上させることが行われている。

ステンレス鋼材は、形状によって、鋼板、条鋼、鋼帯、棒鋼、鋼管などに分類される。一般的なステンレス鋼材であるステンレス鋼板は、次のような工程によって製造される。例えば、熱延鋼板（帯状を含む）は、ステンレス鋼の原料を溶解した溶銑を連続鋳造してステンレス鋼片（スラブ）とし、ステンレス鋼片を熱間圧延した後、焼鈍及び酸洗することによって製造される（例えば、特許文献１～３）。また、光沢性が要求される場合には、焼鈍に続く酸洗後に研磨が施される。このような一般的なステンレス鋼材の製造工程において、酸洗は、ステンレス鋼材の表面に形成されたスケールを除去するために行われている。以下、ステンレス鋼材の表面に形成されたスケールを除去することを「デスケール」と称する。

酸洗以外のデスケール方法としては、例えば、特許文献４には、圧延後のステンレス鋼板を焼鈍した際に該鋼板の表面に生成したスケール層に、レーザ光を照射して該スケールを溶融、蒸発させて除去するデスケール方法が提案されている。

特開平８－２６９５４９号公報 特開平８－０６０２５１号公報 特開２００１－４７１２１号公報 特開平４－１８２０２０号公報

しかしながら、酸洗のみによる特許文献１のデスケール方法では、スケールを十分に除去できない可能性がある。特許文献２及び３では、ショットブラストなどを用いた予備デスケールによって表面に凹凸が生じる。その結果、この凹凸に塩水などの腐食性物質が保持されて銹び易くなるため、耐食性が十分とはいえない。

また、レーザ光を用いた特許文献４のデスケール方法は、レーザ光の種類や条件が明示されていないため、条件によってはスケールを十分に除去できないことがある上、レーザ光の照射後に酸洗を実施した場合であっても、レーザ光によって生じた表面の凹凸によって耐食性が低下することがある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、耐食性に優れるステンレス熱延鋼材及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、様々なデスケール方法によって得られたステンレス熱延鋼材の表面性状（表面粗さ）について鋭意研究を行った結果、二乗平均平方根高さＳｑ及び展開界面面積率Ｓｄｒを所定の範囲に制御することで、上記の課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。また、本発明者らは、このような表面性状を有するステンレス熱延鋼材が、特定の条件でレーザデスケールを行った後に研削を行うことで容易に得られることも見出した。

すなわち、本発明は、二乗平均平方根高さＳｑが５．０μｍ以下、展開界面面積率Ｓｄｒが２５．０％以下の表面粗さを有するステンレス熱延鋼材であって、
塩乾湿繰り返し試験において、前記ステンレス熱延鋼材の耐孔食指数（ＰＲＥＮ）が３０未満の場合は前記ステンレス熱延鋼材の設置角度（表面の傾斜角）を鉛直方向に対して２０°、前記ステンレス熱延鋼材の耐孔食指数（ＰＲＥＮ）が３０以上の場合は前記ステンレス熱延鋼材の設置角度（表面の傾斜角）を鉛直方向に対して水平（０°）とし、５％のＮａＣｌ水溶液の噴霧（３５℃で１５分）、乾燥（相対湿度３０％、温度６０℃で１時間）及び湿潤（相対湿度９５％、温度５０℃で３時間）を１サイクルとして１０サイクル行った後の発銹面積率が１％以下であり、前記耐孔食指数（ＰＲＥＮ）は以下の式（２）によって算出される、ステンレス熱延鋼材である。
耐孔食指数（ＰＲＥＮ）＝Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋１６Ｎ ・・・（２）
式（２）中、各元素記号は、各元素記号の含有量（質量％）を表す。

また、本発明は、前記ステンレス熱延鋼材を製造する方法であって、
ステンレス鋼片を熱間圧延する熱延工程と、
前記熱間圧延された鋼材を焼鈍する焼鈍工程と、
前記焼鈍された鋼材の表面に形成されたスケールを除去するデスケール工程と
を含み、
前記デスケール工程は、パルスレーザ光の照射を行うレーザデスケール工程と、前記レーザデスケール工程後に研削を行う研削工程とを含み、
前記パルスレーザ光は、フルエンスをＦ［Ｊ／ｃｍ²］、パルス幅をτ［ｎｓ］（ただし、τは１０～１０００ｎｓである）とした場合に、以下の式（１）を満たす方法である。
５．０×（τ／１００）^1/2≦Ｆ≦１３．０×（τ／１００）^1/2 ・・・（１）

本発明によれば、耐食性に優れるステンレス熱延鋼材及びその製造方法を提供することができる。

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。
なお、本明細書において成分に関する「％」表示は、特に断らない限り「質量％」を意味する。また、「熱延鋼材」とは、熱間圧延（熱延）及び焼鈍が行われた鋼材のことを意味し、材形や板厚は特に限定されない。材形の例としては、板状（帯状を含む）、棒状、管状などが挙げられる。また、断面形状がＴ形、Ｉ形などの各種形鋼であってもよい。

本発明の実施形態に係るステンレス熱延鋼材は、二乗平均平方根高さＳｑ（以下、「Ｓｑ」と略す）が５．０μｍ以下、好ましくは４．０μｍ以下、より好ましくは３．０μｍ以下の表面粗さを有する。Ｓｑは、ＩＳＯ ２５１７８－２：２０１２に規定される、平均面からの距離の標準偏差に相当するパラメータであり、表面欠陥の多さを表す指標となる。Ｓｑを上記の範囲に制御することにより、表面欠陥が少なく、表面の平滑性を確保することができる。その結果、腐食性物質がステンレス熱延鋼材の表面に保持され難くなるため、耐食性を向上させることができる。ここで、本明細書において「腐食性物質」とは、ステンレス熱延鋼材と反応して腐食を誘発する物質のことを意味し、海水や体液などの塩水の他、二酸化硫黄、二酸化窒素などの大気汚染物質などが挙げられる。例えば、ステンレス熱延鋼材は、屋外環境において飛来した海塩が付着することで腐食が生じることがあるが、表面が平滑なほど海塩の付着が抑制され、また雨により流され易くする効果が得られる。また、表面の平滑性が高いことは研磨性の向上にもつながる。
なお、Ｓｑは、小さいほど表面欠陥が少なくなるため、その下限値は特に限定されないが、製造コストの観点から、その下限値は例えば１．０μｍである。
Ｓｑは、ＩＳＯ ２５１７８－２：２０１２に準拠して測定することができる。

本発明の実施形態に係るステンレス熱延鋼材は、展開界面面積率Ｓｄｒ（以下、「Ｓｄｒ」と略す）が２５．０％以下、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１５．０％以下の表面粗さを有する。Ｓｄｒは、ＩＳＯ ２５１７８－２：２０１２に規定される、表面積の増加割合を表すパラメータであり、表面欠陥の多さを表す指標となる。すなわち、Ｓｄｒは、所定領域の表面を平面視した場合の面積に対する所定領域の実際の表面積の増加割合を表す。Ｓｄｒを上記の範囲に制御することにより、表面欠陥が少なく、表面の平滑性を確保することができるため、耐食性を向上させることができる。また、表面の平滑性が高いことは研磨性の向上にもつながる。以下に記載する塩乾湿繰り返し試験は、屋外環境における耐食性の促進試験の一つである。
なお、Ｓｄｒは、小さいほど表面欠陥が少なくなるため、その下限値は特に限定されないが、製造コストの観点から、その下限値は例えば１０．０％である。
Ｓｄｒは、ＩＳＯ ２５１７８－２：２０１２に準拠して測定することができる。

本発明の実施形態に係るステンレス熱延鋼材は、耐食性に優れる。ここで、本明細書において「耐食性に優れる」とは、塩水噴霧、乾燥及び湿潤を繰り返す塩乾湿繰り返し試験（以下、「複合サイクル試験（ＣＣＴ）」という。）において、塩水噴霧、乾燥及び湿潤を１サイクルとして１０サイクル行った場合に発銹面積率が１％以下であることを意味する。
また、ステンレス熱延鋼材の耐食性は、ステンレス熱延鋼材の表面性状以外にステンレス熱延鋼材の組成とも関係する。そのため、複合サイクル試験は、ステンレス熱延鋼材の組成を考慮して行う。具体的には、ステンレス熱延鋼材の耐孔食指数（ＰＲＥＮ：Pitting Resistance Equivalent Number）が３０未満の場合は、ＪＩＳ Ｈ８５０２：１９９９に規定する中性塩水噴霧サイクル試験を参考に試験条件を設定した。このとき、複合サイクル試験機に設置するステンレス熱延鋼材の設置角度（ステンレス熱延鋼材の表面の傾斜角）は、試験片の試験面の角度を鉛直方向に対して２０°（試験片の試験面を垂直方向から２０°傾斜させて保持するよう）に設定した。また、ステンレス熱延鋼材の耐孔食指数が３０以上の場合は、複合サイクル試験機に設置するステンレス熱延鋼材の設置角度として、試験片の試験面を水平（０°）に設置し、その他の条件はステンレス熱延鋼材の耐孔食指数が３０未満の場合と同様とした。この耐孔食指数が３０以上の場合の設置角度は、ＪＩＳ Ｇ０５９７：２０１７に規定される方法を参考にした。また、耐孔食指数は、以下の式（２）によって算出することができる。
耐孔食指数（ＰＲＥＮ）＝Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋１６Ｎ ・・・（２）
式（２）中、各元素記号は、各元素記号の含有量（％）を表す。

本発明の実施形態に係るステンレス熱延鋼材は、表面のビッカース硬さと厚み方向中心部のビッカース硬さとの差ΔＨＶ（以下、「ΔＨＶ」と略す）が、８０以下であることが好ましく、６０以下であることがより好ましく、４０以下であることが更に好ましい。このような範囲にΔＨＶを制御することができれば、表面の加工硬化が抑制されるため、研磨性を向上させることができる。
なお、ΔＨＶの下限値は、特に限定されないが、例えば２０である。
表面及び厚み方向中心部のビッカース硬さは、ＪＩＳ Ｚ２２４４：２００９に準拠して測定することができる。また、厚み方向中心部のビッカース硬さを測定するための試験片は、ステンレス熱延鋼材を厚み方向に切断したものを用いればよい。

本発明の実施形態に係るステンレス熱延鋼材は、バフ研磨後に表面の４５度鏡面光沢Ｇｓ（以下、「Ｇｓ（４５°）」と略す）が、５００％以上であることが好ましく、６００％以上であることがより好ましい。このような範囲のＧｓ（４５°）を確保することができれば、研磨性に優れるということができる。
Ｇｓ（４５°）は、ＪＩＳ Ｚ８７４１：１９９７に準拠して測定することができる。

本発明の実施形態に係るステンレス熱延鋼材の鋼種は、特に限定されず、ＪＩＳ規格に規定された種々のステンレス鋼種を選択することができる。例えば、鋼種の例として、オーステナイト系、フェライト系、フェライト・オーステナイト二相系、マルテンサイト系などが挙げられる。
典型的なオーステナイト系ステンレス熱延鋼材は、Ｃ：０．００１～０．１００％、Ｓｉ：５．００％以下、Ｍｎ：３．００％以下、Ｃｒ：１５．０～２６．０％、Ｎｉ：６．０～２６．０％、Ｍｏ：０～８．０％、Ｎ：０．３５０％以下、Ｃｕ：０～４．０％であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有する。オーステナイト系ステンレス熱延鋼材は、好ましくは、Ｃ：０．００５～０．０８０％、Ｓｉ：４．００％以下、Ｍｎ：２．００％以下、Ｃｒ：１６．０～２３．０％、Ｎｉ：６．５～２２．０％、Ｍｏ：０．１～７．０％、Ｎ：０．２５０％以下、Ｃｕ：０～２．０％であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有する。
また、典型的なフェライト系ステンレス熱延鋼材は、Ｃ：０．００１～０．１００％、Ｓｉ：２．００％以下、Ｍｎ：２．００％以下、Ｃｒ：１１．０～３０．０％、Ｎｉ：０～２．０％未満、Ｍｏ：０～２．５％、Ｎ：０．０５０％以下、Ｃｕ：０～０．６％、Ｎｂ：０～１．０％、Ｔｉ：０～１．０％、Ｓｎ：０～０．５％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熱延鋼材は、好ましくは、Ｃ：０．００２～０．０２０％、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：１．００％以下、Ｃｒ：１３．５～２３．０％、Ｎｉ：０～０．６％、Ｍｏ：０～２．０％、Ｎ：０．０２０％以下、Ｃｕ：０～０．５％、Ｎｂ：０～０．６％、Ｔｉ：０～０．３％、Ｓｎ：０～０．２％であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有する。

また、典型的なフェライト・オーステナイト二相系ステンレス熱延鋼材は、Ｃ：０．００１～０．１００％、Ｓｉ：１．５０％以下、Ｍｎ：６．００％以下、Ｃｒ：１５．０～３０．０％、Ｎｉ：１．０～９．０％、Ｍｏ：０～５．０％、Ｎ：０．３７０％以下、Ｃｕ：０～２．０％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・オーステナイト二相系ステンレス熱延鋼材は、好ましくは、Ｃ：０．００５～０．０３０％、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：４．００％以下、Ｃｒ：２０．０～２６．０％、Ｎｉ：１．５～７．０％、Ｍｏ：０～４．０％、Ｎ：０．２００％以下、Ｃｕ：０～１．５％であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有する。
また、典型的なマルテンサイト系ステンレス熱延鋼材は、Ｃ：０．０２０～０．４００％、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：１．００％以下、Ｃｒ：１０．５～１４．０％、Ｎｉ：０～０．６％、Ｍｏ：０～１．０％、Ｎ：０．０６０％以下、Ｃｕ：０～１．０％、Ｎｂ：０～１．０％、Ｔｉ：０～１．０％であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有する。マルテンサイト系ステンレス熱延鋼材は、好ましくは、Ｃ：０．１００～０．３００％、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：０．５０％以下、Ｃｒ：１２．０～１３．５％、Ｎｉ：０～０．５％、Ｍｏ：０～０．５％、Ｎ：０．０３０％以下、Ｃｕ：０～０．５％、Ｎｂ：０～０．５％、Ｔｉ：０～０．５％であり、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有する。
なお、本明細書において「不純物」とは、ステンレス熱延鋼材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、ステンレス熱延鋼材は、不純物として、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０３００％以下を含有してもよい。

本発明の実施形態に係るステンレス熱延鋼材の厚さは、特に限定されないが、例えば、板状のステンレス熱延鋼材（ステンレス熱延鋼板）の場合、板厚は３ｍｍ以上であることが好ましい。

本発明の実施形態に係るステンレス熱延鋼材は、耐食性に優れるため、耐食性部材として用いることができる。また、このステンレス熱延鋼材は、研磨性にも優れるものとすることができるため、研磨することで平滑で光沢のある表面を与え、意匠性を向上させることができる。そのため、意匠性が要求される耐食性部材に用いるのに好適である。

本発明の実施形態に係るステンレス熱延鋼材は、熱延工程（Ｓ１）と焼鈍工程（Ｓ２）とデスケール工程（Ｓ３）とを含む方法によって製造することができる。

熱延工程（Ｓ１）は、ステンレス鋼片を熱間圧延する工程である。具体的には、ステンレス鋼片を所定温度まで加熱し、所定温度に達した状態のステンレス鋼片を熱間圧延機によって粗圧延及び仕上げ圧延を何段階も施すことにより、所定の形状になるまで熱間圧延する。
なお、熱間圧延の条件は、ステンレス鋼片の組成などに応じて適宜調整すればよく、特に限定されない。また、ステンレス鋼片は、所定の組成となるように溶製し、鍛造又は鋳造によって得ることができる。

焼鈍工程（Ｓ２）は、熱延工程（Ｓ１）で得られた鋼材を焼鈍する工程である。熱間圧延された鋼材を焼鈍炉で焼鈍することにより、熱間圧延によって硬化して延性が低下した鋼材を軟化させ、当該鋼材の延性を回復させることができる。
なお、焼鈍条件は、ステンレス鋼片の組成などに応じて適宜調整すればよく、特に限定されない。

デスケール工程（Ｓ３）は、焼鈍工程（Ｓ２）で得られた鋼材の表面に形成されたスケールを除去する工程である。デスケール工程（Ｓ３）は、パルスレーザ光の照射を行うレーザデスケール工程（Ｓ３ａ）と、レーザデスケール工程後に研削を行う研削工程（Ｓ３ｂ）とを含む。このようなデスケール工程を行うことにより、酸洗によるデスケールを行う必要がないため、酸洗に起因する環境負荷やコストの問題を解消することができる。

レーザデスケール工程（Ｓ３ａ）では、焼鈍により鋼材の表面に形成されたスケールに対してパルスレーザ光を照射することよってスケールを蒸散させる。パルスレーザ光の照射条件は、フルエンスをＦ［Ｊ／ｃｍ²］、パルス幅をτ［ｎｓ］（ただし、τは１０～１０００ｎｓである）とした場合に、以下の式（１）を満たすように設定される。
５．０×（τ／１００）^1/2≦Ｆ≦１３．０×（τ／１００）^1/2 ・・・（１）
パルスレーザ光のフルエンスを式（１）の範囲とすることにより、表面の平滑性を確保しつつ十分なデスケール効果を得ることができる。パルスレーザ光のフルエンスが式（１）の下限値未満であると、デスケール効果が不十分となる。一方、パルスレーザ光のフルエンスが式（１）の上限値を超えると、表面が粗くなってしまい、研磨性が低下してしまう。なお、式（１）の下限値は、好ましくは６．０×（τ／１００）^1/2である。また、式（１）の上限値は、好ましくは１２．０×（τ／１００）^1/2である。
なお、パルス幅は１０～１０００ｎｓの範囲で設定される。パルス幅は、好ましくは３０～５００ｎｓ、より好ましくは５０～３００ｎｓの範囲で設定するのがよい。

ここで、パルス幅は、パルスレーザ光が照射対象に熱作用する１パルス当りの時間である。また、フルエンスは、パルスレーザ光における単位面積当りのエネルギー密度である。本明細書においてフルエンスは、パルスレーザ光の１パルス当りのエネルギーをパルスレーザ光の照射面積で除した値となる。したがって、他の条件が同じであれば、パルスレーザ光のパルス幅が長くなるほどパルスレーザ光のフルエンスが大きくなる。

パルスレーザ光の照射は、レーザ発振器、レーザヘッド、駆動部及び制御部を備えるレーザ光照射装置を用いて行うことができる。
レーザ発振器は、レーザ光をパルス発振可能なものであれば、その種類は特に限定されない。レーザ発振器は、デスケールの時間短縮の観点から、単位面積当りのレーザ出力が大きい固体レーザであることが好ましい。
レーザヘッドは、レーザ発振器からパルス発振されたパルスレーザ光を集光し、焼鈍後の鋼材の表面に形成されたスケールに照射する。

駆動部は、レーザヘッドと接続されており、レーザヘッドを駆動してパルスレーザ光の照射位置を移動させる。
制御部は、レーザ発振器及びレーザヘッドと接続されており、パルスレーザ光の照射条件を制御する。パルスレーザ光の照射条件としては、例えば、フルエンス、パルス幅、発振周期、レーザ出力、照射速度、照射幅及びビーム径が挙げられる。

パルスレーザ光の発振周期は、特に限定されないが、６０～１２０ｋＨｚであることが好ましい。このような範囲内にパルスレーザ光の発振周期を制御することにより、焼鈍により鋼材の表面に形成されたスケールに対してフルエンスが好適化されたパルスレーザ光を照射することができる。パルスレーザ光の発振周期が６０ｋＨｚより小さいと、スケールへの単位時間当りの照射回数が減少し過ぎてしまう。そのため、デスケールを行うのに十分なフルエンスを有するパルスレーザ光を照射できないおそれがある。また、パルスレーザ光の発振周期が１２０ｋＨｚより大きいと、パルスレーザ光の１パルス当りのフルエンスが小さくなる。そのため、デスケールを行うのに十分なフルエンスを有するパルスレーザ光を照射できないおそれがある。

研削工程（Ｓ３ｂ）では、レーザデスケール工程後の鋼材の表面を研削することによって、レーザデスケール工程で生じる可能性がある焼き付きや、耐食性が低下する原因となるＣｒ欠乏層の除去を行う。
研削方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の研削用具（例えば、研削ブラシなど）を用いて行うことができる。
研削用具は、番手＃８０又はそれよりも粗い砥粒を有することが好ましい。研削をより強める場合には、研削用具は、番手＃６０又はそれよりも粗い砥粒を有することが望ましい。このような番手の砥粒を有する研削工具を用いることにより、表面欠陥の発生を抑制しつつ、焼き付きやＣｒ欠乏層の除去を容易にすることができる。

デスケール工程（Ｓ３）は、レーザデスケール工程（Ｓ３ａ）の前に、予備デスケール工程（Ｓ３ｃ）を更に含んでもよい。例えば、予備デスケール工程（Ｓ３ｃ）として、ショットブラスト、ベンダー、レベラーを用いて鋼材の表面のスケールにひびや亀裂を入れる工程を含んでもよい。このような機械的な予備デスケール工程（Ｓ３ｃ）を行うことにより、スケールが除去され易くなる。
なお、一般に、ショットブラストを用いた予備デスケール工程（Ｓ３ｃ）を行うと、鋼材の表面に大きな凹凸が形成されるため、例えば、研削ブラシで研削を行っても、凹部に研削ブラシが接触せずに研削できない部分が生じることがある。しかしながら、研削ブラシによる研削の前にレーザデスケール工程（Ｓ３ａ）を行うと、ショットブラストによる大きな凹凸が低減されるため、研削ブラシによる研削が可能となり、焼き付きやＣｒ欠乏層の除去を行うことができる。
予備デスケール工程（Ｓ３ｃ）の種類及びその条件は、鋼種や使用する装置などに応じて適宜選択、調整すればよい。また、必要に応じ、予備デスケール工程（Ｓ３ｃ）として、酸性水溶液を用いた酸洗工程を行ってもよい。なお、酸洗工程は、研削工程（Ｓ３ｂ）後に行ってもよい。

以下に、実施例を挙げて本発明の内容を詳細に説明する。

表１に示すＮｏ．Ａ～Ｇの鋼種の組成（残部はＦｅ及び不純物である）を有するステンレス鋼３０ｋｇを真空溶解で溶製し、厚さ３０ｍｍのステンレス鋼片に鍛造した後、１２３０℃で２時間加熱し、厚さ３ｍｍとなるように熱間圧延した。熱間圧延後の鋼板は、切削加工によって５０ｍｍ（圧延方向）×５０ｍｍ（幅方向）に切り出した。次に、切り出された鋼板を、電気炉を用い、大気雰囲気下、表２及び３に示す温度で１分焼鈍した後、空冷した。次に、表２及び３に示すデスケール工程を順次実施することによってステンレス熱延鋼板（試験材）を得た。表２及び３において、デスケール工程は、左側に記載されているほど先に実施したことを意味する。また、「ａ及びｂ」は、実施した工程の種類、「〇」は実施したこと、「－－」は実施しなかったことを表す。さらに、レーザデスケール工程については、パルスレーザ光のフルエンス（括弧内の数値がフルエンスを表す）も併せて示す。
なお、Ｎｏ．Ａ、Ｃ及びＦの鋼種はオーステナイト系、Ｎｏ．Ｂ及びＧの鋼種はフェライト・オーステナイト二相系、Ｎｏ．Ｄ及びＥの鋼種はフェライト系である。

デスケール工程の詳細な条件は以下の通りである。
＜予備デスケールａ＞
ベンダー及び／又はレベラーの代用としてラボ冷間圧延機による予備デスケールを行った。具体的には、このラボ冷間圧延機を用い、焼鈍された鋼板を圧延した。冷間圧延条件は、板厚の伸び率を２％とした。

＜予備デスケールｂ＞
ショットブラストによる予備デスケールを行った。具体的には、直径が約０．３ｍｍの鉄球を、焼鈍された鋼板の表面に向けてインペラーから投射した。投射時間は１０秒とした。

＜レーザ＞
パルスレーザ光を照射することによってレーザデスケールを行った。パルスレーザ光の照射条件（フルエンスを除く）は以下の通りとした。
波長：１０８５ｎｍ
パルス幅：１００ｎｓ
発振周期：１２０ｋＨｚ
照射速度：１００Ｈｚ
レーザのビーム径：９０μｍ

＜研削＞
番手＃８０の砥粒をナイロンに織り込んだホイール状の研削ブラシを用いて研削を行った。研削は、回転速度が約８００ｒｐｍ、押しつけ量２ｍｍ、通板速度２０ｍ／分の条件で行った。

上記のようにして得られたステンレス熱延鋼板（試験材）について以下の評価を行った。
＜デスケール判定＞
ステンレス熱延鋼板の表面におけるスケールの有無を５０倍でルーペ観察することによって評価した。この評価において、スケールが観察されず、スケールを十分に除去できたものを「〇」（デスケール性が良好）、スケールが観察され、スケールを十分に除去できなかったものを「×」（デスケール性が不良）と表す。

＜表面粗さＳｑ及びＳｄｒ＞
ステンレス熱延鋼板の表面について、オリンパス株式会社製のレーザ顕微鏡（ＬＥＸＴ ＯＬＳ４１０）を用いて画像撮影を行った。撮影した画像の解析は、オリンパス株式会社製のレーザ顕微鏡（ＬＥＸＴ ＯＬＳ４１０）の解析ソフトを用いて行った。Ｓｑ及びＳｄｒの測定はＩＳＯ ２５１７８－２：２０１２にそれぞれ準拠して行った。測定時の温度は２３～２５℃とした。また、これらの測定結果は、端部から５ｍｍまでの範囲を除く任意の５箇所で測定した値の平均値を測定結果とした。なお、各測定位置の間は５ｍｍ以上離した。レーザ顕微鏡及び解析ソフトにおける主要な設定条件は下記の通りである。
光学ズーム倍率：２００倍
ビーム径：０．２μｍ
取込み画像サイズ：４６６９μｍ×４７２０μｍ

＜表面のビッカース硬さと厚み方向中心部のビッカース硬さとの差ΔＨＶ＞
ステンレス熱延鋼板から試験片を切り出し、ビッカース硬さ試験機を用い、ＪＩＳ Ｚ２２４４：２００９に準拠して表面及び厚み方向中心部（板厚中心部）のビッカース硬さを求めた。試験力は０．０５Ｎとした。ビッカース硬さは、任意の５箇所で求め、その平均値を結果とした。
なお、厚み方向中心部の測定面は、圧延方向に対して平行な断面とした。

＜耐食性＞
耐食性は、塩水噴霧、乾燥及び湿潤を繰り返す塩乾湿繰り返し試験（複合サイクル試験）によって評価した。複合サイクル試験は、複合サイクル試験機（スガ試験機株式会社製ＣＹＰ－９０）にステンレス熱延鋼材を設置した。サイクル条件はＪＩＳ Ｈ８５０２：１９９９に規定する中性塩水噴霧サイクル試験に準拠し、５％のＮａＣｌ水溶液の噴霧（３５℃で１５分）、乾燥（相対湿度３０％、温度６０℃で１時間）、及び湿潤（相対湿度９５％、温度５０℃で３時間）を１サイクルとして１０サイクル行った。複合サイクル試験機におけるステンレス熱延鋼材の設置角度は、ステンレス熱延鋼材の耐孔食指数（ＰＲＥＮ）が３０未満の場合（鋼Ｎｏ．Ａ～Ｅ）に鉛直方向に対して２０°とし、ステンレス熱延鋼材の耐孔食指数（ＰＲＥＮ）が３０以上の場合（鋼Ｎｏ．Ｆ及びＧ）に水平（０°）とした。その後、ステンレス熱延鋼板を水洗して乾燥させ、ステンレス熱延鋼板の発銹面積率を算出した。
発銹面積率の算出は、次のような手順で行った。複合サイクル試験後のステンレス熱延鋼板の表面を写真撮影し、端面を除いた中央の２５ｍｍ×２５ｍｍの範囲における発銹部分の面積の割合を求めた。発銹部分の面積は、ステンレス熱延鋼板の表面の写真を画像解析により２値化し、１ピクセルあたりの面積を算出した後、発銹部分のピクセル数をカウントして求めた。発銹面積率は、以下の式によって算出した。
発銹面積率（％）＝発銹部分の面積（ｍｍ²）／観察部全体の面積（６２５ｍｍ²）×１００
この評価において、発銹面積率が１％以下であったものを「○」（耐食性が良好）、１％を超えたものを「×」（耐食性が不良）とした。

＜研磨性＞
番手＃４００のアルミナを研磨剤として用い、ステンレス熱延鋼板の表面をバフ研磨することにより、約０．６μｍの表層を除去した。研磨後のステンレス熱延鋼板の表面を、ＪＩＳ Ｚ８７４１：１９９７に準拠し、光沢度計（日本電色工業株式会社製ＰＧ－１Ｍ）を用いて４５度鏡面光沢Ｇｓ（４５°）を測定した。Ｇｓ（４５°）は、端部から５ｍｍまでの範囲を除く５箇所で測定を行い、その平均値を評価結果とした。なお、各測定位置の間は５ｍｍ以上離した。この評価において、Ｇｓ（４５°）が５００％以上であったものを「〇」、５００％未満であったものを「×」と表す。
上記の各評価結果を表４及び５に示す。

表４及び５に示されるように、本発明例のステンレス熱延鋼板は、スケールを十分に除去できたため、デスケール性に優れるとともに、Ｓｑが５．０μｍ以下、Ｓｄｒが２５．０％以下であったため、耐食性にも優れていた。また、ΔＨＶが８０以下である本発明例のステンレス熱延鋼板は、耐食性に加えて研磨性にも優れていた。
これに対して比較例のいくつかのステンレス熱延鋼板は、スケールを十分に除去できなかったため、デスケール性が不十分であった（Ｎｏ．１－５、１－６、２－５、３－５及び４－５）。また、比較例のいくつかのステンレス熱延鋼板は、Ｓｑ及びＳｄｒが上記範囲であったものの、耐食性が十分でなかった（Ｎｏ．１－７、１－９）。これら２つの比較例（Ｎｏ．１－７、１－９）は、オーステナイト系ステンレス鋼を用いたステンレス熱延鋼板であり、レーザデスケール後に研削を行っていないため、Ｃｒ欠乏層が残存して耐食性が劣る結果になったものと推測される。さらに、比較例の残りのステンレス熱延鋼板は、Ｓｑ又はＳｄｒのいずれかが上記範囲から外れていたため、耐食性が十分でなかった。

以上の結果からわかるように、本発明によれば、耐食性に優れるステンレス熱延鋼材及びその製造方法を提供することができる。

Claims (5)

1. 二乗平均平方根高さＳｑが５．０μｍ以下、展開界面面積率Ｓｄｒが２５．０％以下の表面粗さを有するステンレス熱延鋼材であって、
   塩乾湿繰り返し試験において、前記ステンレス熱延鋼材の耐孔食指数（ＰＲＥＮ）が３０未満の場合は前記ステンレス熱延鋼材の設置角度（表面の傾斜角）を鉛直方向に対して２０°、前記ステンレス熱延鋼材の耐孔食指数（ＰＲＥＮ）が３０以上の場合は前記ステンレス熱延鋼材の設置角度（表面の傾斜角）を鉛直方向に対して水平（０°）とし、５％のＮａＣｌ水溶液の噴霧（３５℃で１５分）、乾燥（相対湿度３０％、温度６０℃で１時間）及び湿潤（相対湿度９５％、温度５０℃で３時間）を１サイクルとして１０サイクル行った後の発銹面積率が１％以下であり、前記耐孔食指数（ＰＲＥＮ）は以下の式（２）によって算出される、ステンレス熱延鋼材。
   耐孔食指数（ＰＲＥＮ）＝Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋１６Ｎ ・・・（２）
   式（２）中、各元素記号は、各元素記号の含有量（質量％）を表す。
2. 表面のビッカース硬さと厚み方向中心部のビッカース硬さとの差ΔＨＶが８０以下である、請求項１に記載のステンレス熱延鋼材。
3. 番手＃４００のアルミナを研磨剤として用い、０．６μｍの表層を除去するバフ研磨後に表面の４５度鏡面光沢Ｇｓが５００％以上である、請求項１又は２に記載のステンレス熱延鋼材。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載のステンレス熱延鋼材を製造する方法であって、
   ステンレス鋼片を熱間圧延する熱延工程と、
   前記熱間圧延された鋼材を焼鈍する焼鈍工程と、
   前記焼鈍された鋼材の表面に形成されたスケールを除去するデスケール工程と
   を含み、
   前記デスケール工程は、パルスレーザ光の照射を行うレーザデスケール工程と、前記レーザデスケール工程後に研削を行う研削工程とを含み、
   前記パルスレーザ光は、フルエンスをＦ［Ｊ／ｃｍ²］、パルス幅をτ［ｎｓ］（ただし、τは１０～１０００ｎｓである）とした場合に、以下の式（１）を満たす方法。
   ５．０×（τ／１００）^1/2≦Ｆ≦１３．０×（τ／１００）^1/2 ・・・（１）
5. 請求項１～３のいずれか一項に記載のステンレス熱延鋼材を含む耐食性部材。