JP2000144336A - 耐酸化性および耐粒界腐食性に優れた高耐食性クロム含有鋼 - Google Patents
耐酸化性および耐粒界腐食性に優れた高耐食性クロム含有鋼Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ステンレス鋼の範疇に入らない低いＣｒ含有量
でありながら、低Ｃｒステンレス鋼（Ｃｒ含有量：１１
〜１３重量％）と同等あるいはそれ以上の耐食性および
耐酸化性を持ち、さらに、従来にない優れた耐粒界腐食
性を持つ高耐食性クロム含有鋼の提供。 【解決手段】重量％で、Ｃ：０．０１５％以下、Ｓｉ：
１．０％を超え、２．０％以下、Ｍｎ：０．５％以下、
Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｎｉ：１．
０％以下、Ｃｒ：５．０％以上、１０．４％以下、Ａ
ｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０１５％以下、ただし、
（Ｃ＋Ｎ）の含有量の和：０．０２０％以下、Ｔｉ：
０．３０％を超え、０．５０％以下、を含有し、かつＣ
ｒ、Ｔｉ、ＣおよびＮの含有量が式：［Ｔｉ］／
（［Ｃ］＋［Ｎ］）≧６４−４×［Ｃｒ］を満たす関係
にあり、残部Ｆｅおよびその他不可避的不純物からなる
高耐食性クロム含有鋼。
でありながら、低Ｃｒステンレス鋼（Ｃｒ含有量：１１
〜１３重量％）と同等あるいはそれ以上の耐食性および
耐酸化性を持ち、さらに、従来にない優れた耐粒界腐食
性を持つ高耐食性クロム含有鋼の提供。 【解決手段】重量％で、Ｃ：０．０１５％以下、Ｓｉ：
１．０％を超え、２．０％以下、Ｍｎ：０．５％以下、
Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｎｉ：１．
０％以下、Ｃｒ：５．０％以上、１０．４％以下、Ａ
ｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０１５％以下、ただし、
（Ｃ＋Ｎ）の含有量の和：０．０２０％以下、Ｔｉ：
０．３０％を超え、０．５０％以下、を含有し、かつＣ
ｒ、Ｔｉ、ＣおよびＮの含有量が式：［Ｔｉ］／
（［Ｃ］＋［Ｎ］）≧６４−４×［Ｃｒ］を満たす関係
にあり、残部Ｆｅおよびその他不可避的不純物からなる
高耐食性クロム含有鋼。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼の範
疇に入らない低いクロム（Ｃｒ）含有量でありながら、
低Ｃｒステンレス鋼と同等あるいはそれ以上の耐食性お
よび耐酸化性を持ち、さらに、従来にない優れた耐粒界
腐食性を有する高耐食性クロム含有鋼に関するものであ
る。
疇に入らない低いクロム（Ｃｒ）含有量でありながら、
低Ｃｒステンレス鋼と同等あるいはそれ以上の耐食性お
よび耐酸化性を持ち、さらに、従来にない優れた耐粒界
腐食性を有する高耐食性クロム含有鋼に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】耐食性鋼として代表的なステンレス鋼
は、Ｃｒを１１重量％以上含有している鋼である。しか
し、Ｃｒは高価な元素成分であるため、経済的な面から
Ｃｒ量を減らしてもその特性が劣化しない成分系が求め
られている。Ｃｒ量を低減した鋼の耐食性の劣化を補う
ために、Ｓｉを添加する方法が一般的に知られている。
例えば、特開昭５８−２２４１４８号公報には、５．０
重量％を超え１０．０重量％未満のＣｒ含有量で、Ｓｉ
を１．５重量％を超え３．０重量％未満、Ｔｉを０．３
重量％以下添加した、自動車排気系部材用クロム鋼が提
案されている。また、特許公報第２６８９２０７号に
は、５．５〜９．９重量％のＣｒ含有量の鋼にＳｉを
０．０１重量％以上、１．２重量％未満添加した、湿潤
耐食性の優れた内燃機関排気系用鋼が提案されている。
は、Ｃｒを１１重量％以上含有している鋼である。しか
し、Ｃｒは高価な元素成分であるため、経済的な面から
Ｃｒ量を減らしてもその特性が劣化しない成分系が求め
られている。Ｃｒ量を低減した鋼の耐食性の劣化を補う
ために、Ｓｉを添加する方法が一般的に知られている。
例えば、特開昭５８−２２４１４８号公報には、５．０
重量％を超え１０．０重量％未満のＣｒ含有量で、Ｓｉ
を１．５重量％を超え３．０重量％未満、Ｔｉを０．３
重量％以下添加した、自動車排気系部材用クロム鋼が提
案されている。また、特許公報第２６８９２０７号に
は、５．５〜９．９重量％のＣｒ含有量の鋼にＳｉを
０．０１重量％以上、１．２重量％未満添加した、湿潤
耐食性の優れた内燃機関排気系用鋼が提案されている。
【０００３】しかしながら、これらに提案されているク
ロム鋼では、ＣｒがＣあるいはＮと化合物を作りその周
辺にＣｒ欠乏層を形成することに起因する鋭敏化の防止
が十分ではなかった。例えば、自動車の排気系部材の素
材として用いられる場合には、成形時に溶接されたり、
また、実車に搭載された際に排ガス温度の上昇により加
熱されたりした場合に生じる鋭敏化を防止できず、Ｃｒ
が炭化物あるいは窒化物として析出し、それに伴いＣｒ
濃度が低下した部分で腐食が加速される粒界腐食が発生
し、重度の場合にはその腐食部位が破損する場合があっ
た。
ロム鋼では、ＣｒがＣあるいはＮと化合物を作りその周
辺にＣｒ欠乏層を形成することに起因する鋭敏化の防止
が十分ではなかった。例えば、自動車の排気系部材の素
材として用いられる場合には、成形時に溶接されたり、
また、実車に搭載された際に排ガス温度の上昇により加
熱されたりした場合に生じる鋭敏化を防止できず、Ｃｒ
が炭化物あるいは窒化物として析出し、それに伴いＣｒ
濃度が低下した部分で腐食が加速される粒界腐食が発生
し、重度の場合にはその腐食部位が破損する場合があっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、前記問題を解決し、鋼成分の適正化により、ステン
レス鋼の範疇に入らない低いＣｒ含有量でありながら、
低Ｃｒステンレス鋼（Ｃｒ含有量：１１〜１３重量％）
と同等あるいはそれ以上の耐食性および耐酸化性を持
ち、さらに、従来にない優れた耐粒界腐食性を持つ高耐
食性クロム含有鋼を提供することにある。
は、前記問題を解決し、鋼成分の適正化により、ステン
レス鋼の範疇に入らない低いＣｒ含有量でありながら、
低Ｃｒステンレス鋼（Ｃｒ含有量：１１〜１３重量％）
と同等あるいはそれ以上の耐食性および耐酸化性を持
ち、さらに、従来にない優れた耐粒界腐食性を持つ高耐
食性クロム含有鋼を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、この目的
を達成すべく、クロム含有鋼の耐食性、耐酸化性および
耐粒界腐食性に及ぼす種々の添加元素の影響について詳
細に調査した。その結果、ＳｉおよびＴｉ、必要に応じ
てＭｏ等を添加し、さらにＣｒの含有量に応じてＴｉ／
（Ｃ＋Ｎ）を特定の値以上とすることにより、低Ｃｒス
テンレス鋼と同等あるいはそれ以上の耐食性、耐酸化性
および耐粒界腐食性を有する鋼を得ることができること
を新たに見出した。
を達成すべく、クロム含有鋼の耐食性、耐酸化性および
耐粒界腐食性に及ぼす種々の添加元素の影響について詳
細に調査した。その結果、ＳｉおよびＴｉ、必要に応じ
てＭｏ等を添加し、さらにＣｒの含有量に応じてＴｉ／
（Ｃ＋Ｎ）を特定の値以上とすることにより、低Ｃｒス
テンレス鋼と同等あるいはそれ以上の耐食性、耐酸化性
および耐粒界腐食性を有する鋼を得ることができること
を新たに見出した。
【０００６】すなわち、本発明者らによれば、耐食性お
よび耐酸化性を改善するためには、まず、Ｓｉを特定の
値以上添加し、さらに必要に応じてＭｏ、Ｃｕ、Ｃｏ、
Ｃａ、ＮｂおよびＢから選んだ元素を添加することが有
効である。一方、耐粒界腐食性を改善させるには、ま
ず、上記のＳｉ、Ｍｏなどの添加量を適正の値とするこ
とにより、素材の耐食性を改善し、さらに、充分な量の
Ｔｉを添加するとともに、Ｃｒ含有量［Ｃｒ］に応じ
て、Ｔｉの含有量［Ｔｉ］と、Ｃの含有量［Ｃ］とＮの
含有量［Ｎ］の和の比：［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）
を特定の値以上とすることが有効であることを見出し
た。
よび耐酸化性を改善するためには、まず、Ｓｉを特定の
値以上添加し、さらに必要に応じてＭｏ、Ｃｕ、Ｃｏ、
Ｃａ、ＮｂおよびＢから選んだ元素を添加することが有
効である。一方、耐粒界腐食性を改善させるには、ま
ず、上記のＳｉ、Ｍｏなどの添加量を適正の値とするこ
とにより、素材の耐食性を改善し、さらに、充分な量の
Ｔｉを添加するとともに、Ｃｒ含有量［Ｃｒ］に応じ
て、Ｔｉの含有量［Ｔｉ］と、Ｃの含有量［Ｃ］とＮの
含有量［Ｎ］の和の比：［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）
を特定の値以上とすることが有効であることを見出し
た。
【０００７】そこで、本発明者らは、Ｆｅ−９重量％Ｃ
ｒ−１．２重量％Ｓｉをベースとし、Ｔｉ、ＣおよびＮ
の含有量を変化させたクロム含有鋼板について、粒界腐
食試験を行い、Ｃｒ含有鋼におけるＣｒ含有量［Ｃｒ］
と、Ｔｉの含有量［Ｔｉ］と、Ｃの含有量［Ｃ］とＮの
含有量［Ｎ］の和の比：［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）
との関係について調査した。その結果を、図１に示す。
ｒ−１．２重量％Ｓｉをベースとし、Ｔｉ、ＣおよびＮ
の含有量を変化させたクロム含有鋼板について、粒界腐
食試験を行い、Ｃｒ含有鋼におけるＣｒ含有量［Ｃｒ］
と、Ｔｉの含有量［Ｔｉ］と、Ｃの含有量［Ｃ］とＮの
含有量［Ｎ］の和の比：［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）
との関係について調査した。その結果を、図１に示す。
【０００８】このとき、粒界腐食試験は、２枚の供試材
をＴＩＧ溶接で突き合わせ溶接した試験片を、沸騰させ
た硫酸＋硫酸銅溶液に１６時間浸漬し、その後曲げ試験
を行ったのち、断面組織観察により粒界腐食の有無を確
認して行った。図１において、○は粒界腐食なしを表
し、●は粒界腐食ありを表す。
をＴＩＧ溶接で突き合わせ溶接した試験片を、沸騰させ
た硫酸＋硫酸銅溶液に１６時間浸漬し、その後曲げ試験
を行ったのち、断面組織観察により粒界腐食の有無を確
認して行った。図１において、○は粒界腐食なしを表
し、●は粒界腐食ありを表す。
【０００９】図１に示されるように、９重量％Ｃｒ−
１．２重量％Ｓｉ鋼においては、Ｔｉ添加量を０．３０
重量％を超え，かつ式：［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）
の値を２８以上とすることにより、優れた耐粒界腐食性
が得られることを見出した。また、さらに詳細な調査を
行った結果、優れた耐粒界腐食性を有する鋼を得るため
には、［Ｃｒ］の低下に伴い、より高い［Ｔｉ］／
（［Ｃ］＋［Ｎ］）の値が必要となり、具体的には１．
０重量％を超えるＳｉでかつ［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋
［Ｎ］）はＣｒ含有量［Ｃｒ］に応じ、（６４−４×
［Ｃｒ］）以上必要であることを確認し、本発明に至っ
た。
１．２重量％Ｓｉ鋼においては、Ｔｉ添加量を０．３０
重量％を超え，かつ式：［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）
の値を２８以上とすることにより、優れた耐粒界腐食性
が得られることを見出した。また、さらに詳細な調査を
行った結果、優れた耐粒界腐食性を有する鋼を得るため
には、［Ｃｒ］の低下に伴い、より高い［Ｔｉ］／
（［Ｃ］＋［Ｎ］）の値が必要となり、具体的には１．
０重量％を超えるＳｉでかつ［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋
［Ｎ］）はＣｒ含有量［Ｃｒ］に応じ、（６４−４×
［Ｃｒ］）以上必要であることを確認し、本発明に至っ
た。
【００１０】したがって、前記知見に基づき、本発明
は、重量％で、 Ｃ：０．０１５％以下、 Ｓｉ：１．０％を超え、２．０％以下、 Ｍｎ：０．５％以下、 Ｐ：０．０５％以下、 Ｓ：０．０１％以下、 Ｎｉ：１．０％以下、 Ｃｒ：５．０％以上、１０．４％以下、 Ａｌ：０．１％以下、 Ｎ：０．０１５％以下、 ただし、Ｃの含有量とＮの含有量の和（Ｃ＋Ｎ）：０．
０２０％以下、 Ｔｉ：０．３０％を超え、０．５０％以下、を含有し、
かつＣｒ、Ｔｉ、ＣおよびＮの含有量［Ｃｒ］、［Ｔ
ｉ］、［Ｃ］および［Ｎ］が下記式を満たす関係にあ
り、 ［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）≧６４−４×［Ｃｒ］ 残部Ｆｅおよびその他不可避的不純物からなる高耐食性
クロム含有鋼を提供するものである。
は、重量％で、 Ｃ：０．０１５％以下、 Ｓｉ：１．０％を超え、２．０％以下、 Ｍｎ：０．５％以下、 Ｐ：０．０５％以下、 Ｓ：０．０１％以下、 Ｎｉ：１．０％以下、 Ｃｒ：５．０％以上、１０．４％以下、 Ａｌ：０．１％以下、 Ｎ：０．０１５％以下、 ただし、Ｃの含有量とＮの含有量の和（Ｃ＋Ｎ）：０．
０２０％以下、 Ｔｉ：０．３０％を超え、０．５０％以下、を含有し、
かつＣｒ、Ｔｉ、ＣおよびＮの含有量［Ｃｒ］、［Ｔ
ｉ］、［Ｃ］および［Ｎ］が下記式を満たす関係にあ
り、 ［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）≧６４−４×［Ｃｒ］ 残部Ｆｅおよびその他不可避的不純物からなる高耐食性
クロム含有鋼を提供するものである。
【００１１】また、本発明において、前記の成分に加え
て、さらに、重量％で、 Ｍｏ：０．０２％以上、２．０％以下、 Ｃｕ：０．０２％以上、２．０％以下、および Ｃｏ：０．０２％以上、２．０％以下 から選ばれる少なくとも１種を含有する高耐食性クロム
含有鋼が、好ましい。
て、さらに、重量％で、 Ｍｏ：０．０２％以上、２．０％以下、 Ｃｕ：０．０２％以上、２．０％以下、および Ｃｏ：０．０２％以上、２．０％以下 から選ばれる少なくとも１種を含有する高耐食性クロム
含有鋼が、好ましい。
【００１２】さらに、本発明において、前記の成分に加
えて、さらに、重量％で、 Ｃａ：０．０００５％以上、０．００３０％以下、 Ｎｂ：０．００１％以上、０．０３０％以下、および Ｂ：０．０００２％以上、０．００５０％以下 から選ばれる少なくとも１種を含有する高耐食性クロム
含有鋼が、好ましい。
えて、さらに、重量％で、 Ｃａ：０．０００５％以上、０．００３０％以下、 Ｎｂ：０．００１％以上、０．０３０％以下、および Ｂ：０．０００２％以上、０．００５０％以下 から選ばれる少なくとも１種を含有する高耐食性クロム
含有鋼が、好ましい。
【００１３】以下、本発明の高耐食性クロム含有鋼（以
下、「本発明の鋼」という）について詳細に説明する。
下、「本発明の鋼」という）について詳細に説明する。
【００１４】本発明の鋼において、Ｃは、耐食性および
耐粒界腐食性に悪影響を及ぼす元素成分であり、０．０
１５重量％を超えると、その影響が顕著となるので、
０．０１５重量％以下に限定される。特に、耐食性、耐
酸化性および耐粒界腐食性の向上の観点から、Ｃの含有
量は低いほど良く、０．００８重量％以下が望ましい。
耐粒界腐食性に悪影響を及ぼす元素成分であり、０．０
１５重量％を超えると、その影響が顕著となるので、
０．０１５重量％以下に限定される。特に、耐食性、耐
酸化性および耐粒界腐食性の向上の観点から、Ｃの含有
量は低いほど良く、０．００８重量％以下が望ましい。
【００１５】本発明の鋼において、Ｓｉは、耐食性、耐
酸化性および耐粒界腐食性の向上に有効な元素成分であ
り、これらの効果を発揮するためには１．０重量％を超
える添加量が必要である。２．０重量％を超えるとその
効果が飽和するばかりでなく、鋼を硬化させ成形性を劣
化させる。
酸化性および耐粒界腐食性の向上に有効な元素成分であ
り、これらの効果を発揮するためには１．０重量％を超
える添加量が必要である。２．０重量％を超えるとその
効果が飽和するばかりでなく、鋼を硬化させ成形性を劣
化させる。
【００１６】また、Ｍｎは、脱酸および脱硫作用があ
り、製鋼上必要な元素成分であるが、過剰に添加すると
鋼の耐酸化性、成形性を劣化させるため０．５重量％以
下に限定される。
り、製鋼上必要な元素成分であるが、過剰に添加すると
鋼の耐酸化性、成形性を劣化させるため０．５重量％以
下に限定される。
【００１７】Ｐの含有量は、できる限り低い方が、耐食
性および成形性の向上に有効であるが、製鋼の経済的制
限から０．０５重量％以下に限定される。
性および成形性の向上に有効であるが、製鋼の経済的制
限から０．０５重量％以下に限定される。
【００１８】本発明の鋼において、Ｓの含有量は、低い
方が耐食性が向上するが、製鋼時の脱Ｓ処理にかかる経
済的制限から０．０１重量％以下に限定される。耐食
性、耐酸化性および耐粒界腐食性の観点から、Ｓの含有
量は低いほど良く、０．００５重量％以下であることが
望ましい。本発明の鋼において、Ｎｉは、耐食性を向上
させる元素成分であるが、高価であり積極的な添加はコ
ストの上昇を招くため１．０重量％以下に限定される。
方が耐食性が向上するが、製鋼時の脱Ｓ処理にかかる経
済的制限から０．０１重量％以下に限定される。耐食
性、耐酸化性および耐粒界腐食性の観点から、Ｓの含有
量は低いほど良く、０．００５重量％以下であることが
望ましい。本発明の鋼において、Ｎｉは、耐食性を向上
させる元素成分であるが、高価であり積極的な添加はコ
ストの上昇を招くため１．０重量％以下に限定される。
【００１９】また、本発明の鋼において、Ｃｒは、耐食
性、耐酸化性および耐粒界腐食性の向上に有効な元素成
分であり、ステンレス鋼と同等のあるいはそれ以上の耐
食性を得るためには５．０重量％以上が必要であり、こ
れを下限とするが、耐食性、耐酸化性および耐粒界腐食
性はＣｒ量の増加に伴い向上するため、８．０重量％以
上が望ましい。しかし、Ｃｒは高価な元素成分であり、
過剰な添加はコストの上昇を招くため１０．４重量％以
下に限定される。本発明において、Ｃｒの含有量が１
０．０重量％未満でも、充分な耐食性、耐酸化性および
耐粒界腐食性を得ることができる。
性、耐酸化性および耐粒界腐食性の向上に有効な元素成
分であり、ステンレス鋼と同等のあるいはそれ以上の耐
食性を得るためには５．０重量％以上が必要であり、こ
れを下限とするが、耐食性、耐酸化性および耐粒界腐食
性はＣｒ量の増加に伴い向上するため、８．０重量％以
上が望ましい。しかし、Ｃｒは高価な元素成分であり、
過剰な添加はコストの上昇を招くため１０．４重量％以
下に限定される。本発明において、Ｃｒの含有量が１
０．０重量％未満でも、充分な耐食性、耐酸化性および
耐粒界腐食性を得ることができる。
【００２０】本発明の鋼において、Ａｌは、製鋼時の脱
酸剤として必要であるが、過剰の添加は介在物の生成に
より耐食性および表面性状が劣化する原因となるため、
０．１重量％以下に限定される。また、Ｎは、耐食性お
よび耐粒界腐食性に悪影響を及ぼす元素であり、０．０
１５重量％を超えると、その影響が顕著となるので、
０．０１５重量％以下に限定される。本発明において、
耐食性、耐酸化性および耐粒界腐食性の向上の観点か
ら、Ｎの含有量は低いほど良く、０．００８重量％以下
が望ましい。
酸剤として必要であるが、過剰の添加は介在物の生成に
より耐食性および表面性状が劣化する原因となるため、
０．１重量％以下に限定される。また、Ｎは、耐食性お
よび耐粒界腐食性に悪影響を及ぼす元素であり、０．０
１５重量％を超えると、その影響が顕著となるので、
０．０１５重量％以下に限定される。本発明において、
耐食性、耐酸化性および耐粒界腐食性の向上の観点か
ら、Ｎの含有量は低いほど良く、０．００８重量％以下
が望ましい。
【００２１】さらに、本発明の鋼において、耐食性およ
び耐粒界腐食性の向上の観点から、Ｃの含有量とＮの含
有量の和（Ｃ＋Ｎ）は、０．０２０重量％以下に限定さ
れる。耐食性、耐酸化性および耐粒界腐食性の向上の観
点から、Ｃの含有量とＮの含有量の和（Ｃ＋Ｎ）は低い
ほど良く、０．０１５重量％以下が望ましい。
び耐粒界腐食性の向上の観点から、Ｃの含有量とＮの含
有量の和（Ｃ＋Ｎ）は、０．０２０重量％以下に限定さ
れる。耐食性、耐酸化性および耐粒界腐食性の向上の観
点から、Ｃの含有量とＮの含有量の和（Ｃ＋Ｎ）は低い
ほど良く、０．０１５重量％以下が望ましい。
【００２２】本発明の鋼において、Ｔｉは、鋼中のＣお
よびＮを固定し、耐食性および耐粒界腐食性の向上に有
効な元素成分である。このＴｉによる耐食性および耐粒
界腐食性の向上効果は、本発明の鋼におけるＣｒの含有
量の範囲では、Ｔｉの含有量が０．３０重量％超で得る
ことができる。しかし、Ｔｉを０．５０重量％を超えて
含有しても効果が飽和するばかりでなく、介在物を生成
し、耐食性の劣化あるいは表面疵の原因となるため、Ｔ
ｉ含有量は、０．５０重量％以下である。
よびＮを固定し、耐食性および耐粒界腐食性の向上に有
効な元素成分である。このＴｉによる耐食性および耐粒
界腐食性の向上効果は、本発明の鋼におけるＣｒの含有
量の範囲では、Ｔｉの含有量が０．３０重量％超で得る
ことができる。しかし、Ｔｉを０．５０重量％を超えて
含有しても効果が飽和するばかりでなく、介在物を生成
し、耐食性の劣化あるいは表面疵の原因となるため、Ｔ
ｉ含有量は、０．５０重量％以下である。
【００２３】また、本発明の鋼は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃおよ
びＮの含有量［Ｃｒ］、［Ｔｉ］、［Ｃ］および［Ｎ］
が、［Ｃｒ］が５〜１０．４重量％の範囲で下記式を満
たす関係にあるものである。 ［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）≧６４−４×［Ｃｒ］ この式において、左辺：［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）
の式の値が、右辺：６４−４×［Ｃｒ］の式の値よりも
小であると、Ｃ、ＮがＴｉとの化合物として十分に固定
されず、Ｃｒとの化合物を多く形成するため、粒界にＣ
ｒ欠乏層を生じ、粒界腐食を起こしやすくなる。Ｃｒ含
有量が１１重量％以上のステンレス鋼においては、通
常、［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）の式の値は１１以上
で良いとされている。しかし、本発明者らの発見によれ
ば、１１重量％未満のＣｒ含有量の鋼においては、地鉄
のＣｒが少ないために、鋼はより鋭敏化しやすく、より
［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）の式の値が大のものが必
要であった。さらには、Ｃｒ量の低下に伴い、［Ｔｉ］
／（［Ｃ］＋［Ｎ］）はより大のものが必要とされるこ
とを見出し、上記の式の関係を得た。
びＮの含有量［Ｃｒ］、［Ｔｉ］、［Ｃ］および［Ｎ］
が、［Ｃｒ］が５〜１０．４重量％の範囲で下記式を満
たす関係にあるものである。 ［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）≧６４−４×［Ｃｒ］ この式において、左辺：［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）
の式の値が、右辺：６４−４×［Ｃｒ］の式の値よりも
小であると、Ｃ、ＮがＴｉとの化合物として十分に固定
されず、Ｃｒとの化合物を多く形成するため、粒界にＣ
ｒ欠乏層を生じ、粒界腐食を起こしやすくなる。Ｃｒ含
有量が１１重量％以上のステンレス鋼においては、通
常、［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）の式の値は１１以上
で良いとされている。しかし、本発明者らの発見によれ
ば、１１重量％未満のＣｒ含有量の鋼においては、地鉄
のＣｒが少ないために、鋼はより鋭敏化しやすく、より
［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）の式の値が大のものが必
要であった。さらには、Ｃｒ量の低下に伴い、［Ｔｉ］
／（［Ｃ］＋［Ｎ］）はより大のものが必要とされるこ
とを見出し、上記の式の関係を得た。
【００２４】本発明の鋼において、前記必須成分以外
に、Ｍｏ、ＣｕおよびＣｏから選ばれる少なくとも１種
の元素成分を添加すると、耐食性の向上に有効である。
これらのＭｏ、ＣｕまたはＣｏは、１種のみが添加され
ていてもよいし、２種以上の組み合わせが添加されてい
てもよい。このＭｏ、ＣｕまたはＣｏは、いずれも０．
０２重量％以上の添加により耐食性を向上させる効果を
有する。さらに優れた耐食性の向上効果を得るために
は、０．１重量％以上の添加が好ましい。しかし、この
Ｍｏ、ＣｕまたはＣｏのそれぞれが、２．０重量％を超
えて含有しても効果が飽和するばかりでなく、製造性お
よび経済性を損なう。
に、Ｍｏ、ＣｕおよびＣｏから選ばれる少なくとも１種
の元素成分を添加すると、耐食性の向上に有効である。
これらのＭｏ、ＣｕまたはＣｏは、１種のみが添加され
ていてもよいし、２種以上の組み合わせが添加されてい
てもよい。このＭｏ、ＣｕまたはＣｏは、いずれも０．
０２重量％以上の添加により耐食性を向上させる効果を
有する。さらに優れた耐食性の向上効果を得るために
は、０．１重量％以上の添加が好ましい。しかし、この
Ｍｏ、ＣｕまたはＣｏのそれぞれが、２．０重量％を超
えて含有しても効果が飽和するばかりでなく、製造性お
よび経済性を損なう。
【００２５】さらに、本発明の鋼は、前記の必須成分お
よび必要に応じて添加されるＭｏ、ＣｕおよびＣｏから
選ばれる少なくとも１種の元素成分以外に、Ｃａ、Ｎｂ
およびＢから選ばれる少なくとも１種の元素成分を含む
ものであると、耐酸化性の向上に有効である。このＣ
ａ、ＮｂおよびＢは、１種のみが添加されていてもよい
し、２種以上の組み合わせが添加されていてもよい。特
に、耐酸化性の向上の観点から、Ｃａは０．０００５重
量％以上、Ｎｂは０．００１重量％以上、Ｂは０．００
０２重量％の中から選ばれる１種または２種以上添加さ
せることが有効である。また、これらの元素成分を過剰
に添加すると、鋼の靱性の低下を招くため、添加量の上
限は、それぞれＣａは０．００３重量％、Ｎｂは０．０
３０重量％、Ｂは０．００５０重量％と限定される。
よび必要に応じて添加されるＭｏ、ＣｕおよびＣｏから
選ばれる少なくとも１種の元素成分以外に、Ｃａ、Ｎｂ
およびＢから選ばれる少なくとも１種の元素成分を含む
ものであると、耐酸化性の向上に有効である。このＣ
ａ、ＮｂおよびＢは、１種のみが添加されていてもよい
し、２種以上の組み合わせが添加されていてもよい。特
に、耐酸化性の向上の観点から、Ｃａは０．０００５重
量％以上、Ｎｂは０．００１重量％以上、Ｂは０．００
０２重量％の中から選ばれる１種または２種以上添加さ
せることが有効である。また、これらの元素成分を過剰
に添加すると、鋼の靱性の低下を招くため、添加量の上
限は、それぞれＣａは０．００３重量％、Ｎｂは０．０
３０重量％、Ｂは０．００５０重量％と限定される。
【００２６】本発明の鋼を製造する方法は、特に限定さ
れず、ステンレス鋼等のＣｒ含有鋼の製造に一般的に採
用されている方法をほぼそのまま適用することができ
る。例えば、製鋼は、前記必須成分、および必要に応じ
て添加される成分とを、転炉、電気炉等で溶製し、ＶＯ
Ｄにより２次精錬を行う方法が好適である。溶製した溶
鋼は、通常公知の鋳造方法にしたがって鋼素材とするこ
とができるが、生産性および品質の観点から、連続鋳造
法を適用するのが好ましい。
れず、ステンレス鋼等のＣｒ含有鋼の製造に一般的に採
用されている方法をほぼそのまま適用することができ
る。例えば、製鋼は、前記必須成分、および必要に応じ
て添加される成分とを、転炉、電気炉等で溶製し、ＶＯ
Ｄにより２次精錬を行う方法が好適である。溶製した溶
鋼は、通常公知の鋳造方法にしたがって鋼素材とするこ
とができるが、生産性および品質の観点から、連続鋳造
法を適用するのが好ましい。
【００２７】連続鋳造して得られた鋼素材は、必要に応
じて所定温度に加熱され、次いで熱間圧延により所望の
板厚の熱延板とされる。この熱延板は、必要に応じ好ま
しくは７００〜１０５０℃の焼鈍を施した後、冷間圧延
を施され所定の板厚の冷延板とされる。また、冷延板
は、好ましくは７００〜１０３０℃の焼鈍および酸洗を
施して、冷延焼鈍板とされるのが望ましい。また、用途
によっては、熱延板もしくは熱延焼鈍板のまま使用に供
することも可能である。
じて所定温度に加熱され、次いで熱間圧延により所望の
板厚の熱延板とされる。この熱延板は、必要に応じ好ま
しくは７００〜１０５０℃の焼鈍を施した後、冷間圧延
を施され所定の板厚の冷延板とされる。また、冷延板
は、好ましくは７００〜１０３０℃の焼鈍および酸洗を
施して、冷延焼鈍板とされるのが望ましい。また、用途
によっては、熱延板もしくは熱延焼鈍板のまま使用に供
することも可能である。
【００２８】さらに、本発明の鋼は、その形状および形
態は特に限定されず、板材は勿論のこと、パイプ、プレ
ス品および線材などのあらゆる加工品のどのような形状
および形態にも適用することができる。
態は特に限定されず、板材は勿論のこと、パイプ、プレ
ス品および線材などのあらゆる加工品のどのような形状
および形態にも適用することができる。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の実施例および比較例を挙げ、
本発明をより具体的に説明する。
本発明をより具体的に説明する。
【００３０】（実施例、比較例）表１に示す化学組成を
有するクロム含有鋼を真空溶解炉で溶製し、５０ｋｇ鋼
塊とし、通常の方法により厚さ３ｍｍの板に熱間圧延
し、焼鈍した後、厚さ１ｍｍの板に冷間圧延した。その
後、仕上げ焼鈍および酸洗を行い、厚さ１ｍｍの冷延焼
鈍板を得た。この冷延焼鈍板を供試材とし、下記の方法
にしたがって、耐食性、耐酸化性および耐粒界腐食性を
評価した。結果を表１に示す。
有するクロム含有鋼を真空溶解炉で溶製し、５０ｋｇ鋼
塊とし、通常の方法により厚さ３ｍｍの板に熱間圧延
し、焼鈍した後、厚さ１ｍｍの板に冷間圧延した。その
後、仕上げ焼鈍および酸洗を行い、厚さ１ｍｍの冷延焼
鈍板を得た。この冷延焼鈍板を供試材とし、下記の方法
にしたがって、耐食性、耐酸化性および耐粒界腐食性を
評価した。結果を表１に示す。
【００３１】耐食性 ＪＩＳ Ｚ２３７１に準拠して１時間の塩水噴霧試験を
行い、その発錆面積率より下記の基準で評価した。 ◎ 発錆面積率が５％以下で最も耐食性が良好である ○ 発錆面積率が５％を超え２０％以下で良好な耐食性
を示す × 発錆面積率が２０％超で耐食性の劣化が著しい
行い、その発錆面積率より下記の基準で評価した。 ◎ 発錆面積率が５％以下で最も耐食性が良好である ○ 発錆面積率が５％を超え２０％以下で良好な耐食性
を示す × 発錆面積率が２０％超で耐食性の劣化が著しい
【００３２】耐酸化性 供試材を８５０℃に保持した大気雰囲気の炉内に放置
し、１００時間後に炉から取り出して空冷して重量を測
定し単位面積当たりの酸化増量を耐酸化性の指標とし
た。
し、１００時間後に炉から取り出して空冷して重量を測
定し単位面積当たりの酸化増量を耐酸化性の指標とし
た。
【００３３】耐粒界腐食性 供試材を、ＴＩＧ溶接（電圧：１２Ｖ、電流：１５０
Ａ、シールドガス：表（電極側）１０リットル／分、裏
５リットル／分、移動速度６０ｃｍ／分）により突き合
わせ溶接した後、沸騰させた２％硫酸＋６％硫酸銅溶液
中に１６時間浸漬した。その後、Ｒ＝２ｍｍ、角度１８
０度の曲げ試験を行い、断面組織を観察し、粒界腐食の
有無により評価した。
Ａ、シールドガス：表（電極側）１０リットル／分、裏
５リットル／分、移動速度６０ｃｍ／分）により突き合
わせ溶接した後、沸騰させた２％硫酸＋６％硫酸銅溶液
中に１６時間浸漬した。その後、Ｒ＝２ｍｍ、角度１８
０度の曲げ試験を行い、断面組織を観察し、粒界腐食の
有無により評価した。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】
【表３】
【００３７】
【表４】
【００３８】表１から明らかなごとく、本発明のクロム
含有鋼は、優れた耐食性、耐酸化性および耐粒界腐食性
を有するものであることがわかる。
含有鋼は、優れた耐食性、耐酸化性および耐粒界腐食性
を有するものであることがわかる。
【００３９】
【発明の効果】本発明の鋼は、耐食性、耐酸化性および
耐粒界腐食性に優れたクロム含有鋼である。この鋼は高
価なＣｒを１１重量％以上含有するステンレス鋼に比べ
て経済的でありながら、低Ｃｒステンレス鋼と同等ある
いはそれ以上の耐食性、耐酸化性および耐粒界腐食性を
有するため、現在、低Ｃｒステンレス鋼が用いられてい
る用途への広範囲の適用が可能である。特に、素材およ
び溶接部における耐食性や高温に保持された場合の耐酸
化性が必要な自動車排気系のエキゾーストパイプや消音
器（マフラー）などの素材として好適である。
耐粒界腐食性に優れたクロム含有鋼である。この鋼は高
価なＣｒを１１重量％以上含有するステンレス鋼に比べ
て経済的でありながら、低Ｃｒステンレス鋼と同等ある
いはそれ以上の耐食性、耐酸化性および耐粒界腐食性を
有するため、現在、低Ｃｒステンレス鋼が用いられてい
る用途への広範囲の適用が可能である。特に、素材およ
び溶接部における耐食性や高温に保持された場合の耐酸
化性が必要な自動車排気系のエキゾーストパイプや消音
器（マフラー）などの素材として好適である。
【図１】 Ｆｅ−９重量％Ｃｒ−１．２重量％Ｓｉ鋼を
基本成分とし、さらにＴｉ、ＣおよびＮの含有量を変化
させたクロム含有鋼について、粒界腐食試験を行った結
果を示す図である。
基本成分とし、さらにＴｉ、ＣおよびＮの含有量を変化
させたクロム含有鋼について、粒界腐食試験を行った結
果を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 和秀 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 佐藤 進 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 石塚 晴彦 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内
Claims (3)
- 【請求項１】重量％で、 Ｃ：０．０１５％以下、 Ｓｉ：１．０％を超え、２．０％以下、 Ｍｎ：０．５％以下、 Ｐ：０．０５％以下、 Ｓ：０．０１％以下、 Ｎｉ：１．０％以下、 Ｃｒ：５．０％以上、１０．４％以下、 Ａｌ：０．１％以下、 Ｎ：０．０１５％以下、 ただし、Ｃの含有量とＮの含有量の和（Ｃ＋Ｎ）：０．
０２０％以下、 Ｔｉ：０．３０％を超え、０．５０％以下、 を含有し、かつＣｒ、Ｔｉ、ＣおよびＮの含有量［Ｃ
ｒ］、［Ｔｉ］、［Ｃ］および［Ｎ］が下記式を満たす
関係にあり、 ［Ｔｉ］／（［Ｃ］＋［Ｎ］）≧６４−４×［Ｃｒ］ 残部Ｆｅおよびその他不可避的不純物からなる高耐食性
クロム含有鋼。 - 【請求項２】前記の成分に加えて、さらに、重量％で、 Ｍｏ：０．０２％以上、２．０％以下、 Ｃｕ：０．０２％以上、２．０％以下、および Ｃｏ：０．０２％以上、２．０％以下 から選ばれる少なくとも１種を含有する請求項１に記載
の高耐食性クロム含有鋼。 - 【請求項３】前記の成分に加えて、さらに、重量％で、 Ｃａ：０．０００５％以上、０．００３０％以下、 Ｎｂ：０．００１％以上、０．０３０％以下、および Ｂ：０．０００２％以上、０．００５０％以下 から選ばれる少なくとも１種を含有する請求項１または
２に記載の高耐食性クロム含有鋼。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31229298A JP3941267B2 (ja) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | 耐酸化性および耐粒界腐食性に優れた高耐食性クロム含有鋼 |
| US09/431,171 US6168756B1 (en) | 1998-11-02 | 1999-11-01 | Highly corrosion-resistant chromium-containing steel with excellent oxidation resistance and intergranular corrosion resistance |
| EP99121680A EP0999289B1 (en) | 1998-11-02 | 1999-11-02 | Highly corrosion-resistant chromium-containing steel with excellent oxidation resistance and intergranular corrosion resistance |
| DE69915000T DE69915000T2 (de) | 1998-11-02 | 1999-11-02 | Hochkorrosionsbeständiger chromhaltiger Stahl mit hervorragender Oxidationsbeständigkeit und Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31229298A JP3941267B2 (ja) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | 耐酸化性および耐粒界腐食性に優れた高耐食性クロム含有鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000144336A true JP2000144336A (ja) | 2000-05-26 |
| JP3941267B2 JP3941267B2 (ja) | 2007-07-04 |
Family
ID=18027503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31229298A Expired - Fee Related JP3941267B2 (ja) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | 耐酸化性および耐粒界腐食性に優れた高耐食性クロム含有鋼 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6168756B1 (ja) |
| EP (1) | EP0999289B1 (ja) |
| JP (1) | JP3941267B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2811683B1 (fr) * | 2000-07-12 | 2002-08-30 | Ugine Savoie Imphy | Acier inoxydable ferritique utilisable pour des pieces ferromagnetiques |
| DE112008001635B4 (de) * | 2007-06-18 | 2014-07-31 | Exxonmobil Upstream Research Co. | Niedriglegierte Stähle mit überlegener Korrosionsbeständigkeit für röhrenförmige Öllandwaren |
| UA111115C2 (uk) | 2012-04-02 | 2016-03-25 | Ейкей Стіл Пропертіс, Інк. | Рентабельна феритна нержавіюча сталь |
| CN103542184B (zh) * | 2013-09-19 | 2017-02-22 | 宁波钢汇不锈钢有限公司 | 一种大口径不锈钢薄壁管 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3770394A (en) | 1970-09-14 | 1973-11-06 | Crucible Inc | Stainless steel tubing with a maximum titanium to carbon ratio of 6 |
| JPS5554550A (en) | 1978-10-12 | 1980-04-21 | Daido Steel Co Ltd | Heat resistant steel with high thermal fatigue and corrosion resistance |
| JPS591783B2 (ja) | 1979-06-01 | 1984-01-13 | 住友金属工業株式会社 | 暖房機燃焼部品用耐熱ステンレス鋼およびその製造方法 |
| JPS58224148A (ja) | 1982-06-19 | 1983-12-26 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | 自動車排気系部材用クロム鋼 |
| JPS6013057A (ja) | 1983-07-01 | 1985-01-23 | Nisshin Steel Co Ltd | 高温強度と耐熱性に優れたアルミニウムめっき鋼板 |
| EP0145471B1 (en) | 1983-12-12 | 1989-11-29 | Armco Advanced Materials Corporation | High temperature ferritic steel |
| US5049210A (en) * | 1989-02-18 | 1991-09-17 | Nippon Steel Corporation | Oil Country Tubular Goods or a line pipe formed of a high-strength martensitic stainless steel |
| JPH06248394A (ja) | 1993-02-26 | 1994-09-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐高温塩害腐食性に優れた自動車排気系機器用フェライトステンレス鋼 |
| JPH0835010A (ja) | 1994-07-22 | 1996-02-06 | Nippon Steel Corp | 高温特性の優れた鋼及び鋼管の製造方法 |
-
1998
- 1998-11-02 JP JP31229298A patent/JP3941267B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-11-01 US US09/431,171 patent/US6168756B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-02 EP EP99121680A patent/EP0999289B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-02 DE DE69915000T patent/DE69915000T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0999289B1 (en) | 2004-02-25 |
| DE69915000D1 (de) | 2004-04-01 |
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| US6168756B1 (en) | 2001-01-02 |
| JP3941267B2 (ja) | 2007-07-04 |
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