JP2000297354A - 熱間加工性に優れた高耐食性を有する熱交換器用オーステナイト系ステンレス鋼管 - Google Patents
熱間加工性に優れた高耐食性を有する熱交換器用オーステナイト系ステンレス鋼管Info
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- JP2000297354A JP2000297354A JP11105451A JP10545199A JP2000297354A JP 2000297354 A JP2000297354 A JP 2000297354A JP 11105451 A JP11105451 A JP 11105451A JP 10545199 A JP10545199 A JP 10545199A JP 2000297354 A JP2000297354 A JP 2000297354A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来技術より熱間加工性を悪化させることな
く、安定的な製造ができ、かつ高耐食性を有し、工業的
に生産性に優れた連続式の熱処理炉で固溶化熱処理でき
る熱交換器用オーステナイト系ステンレス鋼管を提供す
る 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．１０％以下、Ｓｉ：
１．５０％以下、Ｍｎ：２．００％以下、Ｐ：０．０４
％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ：８〜２５％、Ｃ
ｒ：１８〜２６％、残部Ｆｅを含有し、かつ熱間加工性
を改善する元素であるＢの含有率を３ｐｐｍ以下とし、
Ｃａを２０〜１５０ｐｐｍ含有させたことを特徴とする
熱間加工性に優れた高耐食性を有する熱交換器用オース
テナイト系ステンレス鋼管にある。
く、安定的な製造ができ、かつ高耐食性を有し、工業的
に生産性に優れた連続式の熱処理炉で固溶化熱処理でき
る熱交換器用オーステナイト系ステンレス鋼管を提供す
る 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．１０％以下、Ｓｉ：
１．５０％以下、Ｍｎ：２．００％以下、Ｐ：０．０４
％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ：８〜２５％、Ｃ
ｒ：１８〜２６％、残部Ｆｅを含有し、かつ熱間加工性
を改善する元素であるＢの含有率を３ｐｐｍ以下とし、
Ｃａを２０〜１５０ｐｐｍ含有させたことを特徴とする
熱間加工性に優れた高耐食性を有する熱交換器用オース
テナイト系ステンレス鋼管にある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間加工性に優れ
た高耐食性を有する発電用ボイラー等に使用される熱交
換器用オーステナイト系ステンレス鋼管に関するもので
ある。
た高耐食性を有する発電用ボイラー等に使用される熱交
換器用オーステナイト系ステンレス鋼管に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、オーステナイト系ステンレス鋼で
の熱間加工性を改善するために、数十ｐｐｍのＢを含有
させる方法や２０〜１００ｐｐｍのＣａを含有させる方
法として、例えば特公平３−３３７７７号公報や特公平
２−９６６５号公報等が知られている。すなわち、特公
平３−３３７７７号公報は、重量％でＣ：０．１％未
満、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：３％以下、Ｎｉ：５〜１６
％、Ｃｒ：１５〜３０％、Ｍｏ：３％以下、Ａｌ：１．
５％以下、Ｎｂ：１．５％以下の成分を含有し、かつ熱
間圧延を開始する段階でデルタフェライトを１０％以
上、４０％未満の範囲で含有し、しかも製品でデルタフ
ェライト量が１５％以下のオーステナイト系ステンレス
鋼において、Ｓ含有量が０．００１５％以下であり、か
つＳ含有量の２倍以上、０．０１％以下のＣａとＳ含有
量の４倍以上０．０８％以下のＲＥＭとのうち少なくと
も１種を含有し、各元素に対する残部がＦｅおよび不可
避的不純物からなる熱間加工性に優れたオーステナイト
系ステンレス鋼である。
の熱間加工性を改善するために、数十ｐｐｍのＢを含有
させる方法や２０〜１００ｐｐｍのＣａを含有させる方
法として、例えば特公平３−３３７７７号公報や特公平
２−９６６５号公報等が知られている。すなわち、特公
平３−３３７７７号公報は、重量％でＣ：０．１％未
満、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：３％以下、Ｎｉ：５〜１６
％、Ｃｒ：１５〜３０％、Ｍｏ：３％以下、Ａｌ：１．
５％以下、Ｎｂ：１．５％以下の成分を含有し、かつ熱
間圧延を開始する段階でデルタフェライトを１０％以
上、４０％未満の範囲で含有し、しかも製品でデルタフ
ェライト量が１５％以下のオーステナイト系ステンレス
鋼において、Ｓ含有量が０．００１５％以下であり、か
つＳ含有量の２倍以上、０．０１％以下のＣａとＳ含有
量の４倍以上０．０８％以下のＲＥＭとのうち少なくと
も１種を含有し、各元素に対する残部がＦｅおよび不可
避的不純物からなる熱間加工性に優れたオーステナイト
系ステンレス鋼である。
【０００３】一方、特公平２−９６６５号公報は、重量
割合にて、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：１超〜５％、Ｍ
ｎ：３超〜１０％、Ｎｉ：１〜７％、Ｃｒ：１７〜２２
％、Ｃｕ：０．５〜３％、Ｎ：０．０４〜０．２０％を
含有し、かつ希土類元素：０．００５〜０．０４０％、
Ｍｇ：０．００５〜０．０４０％、Ｂ：０．００１〜
０．００６％、Ｃａ：０．００２〜０．０１０％のうち
の１種以上をも含むとともに、残部がＦｅ及び不可避的
不純物より成る、ヤング率並びに熱間加工性に優れかつ
溶接部強度の劣化しない車両用高強度２相ステンレス鋼
が知られている。
割合にて、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：１超〜５％、Ｍ
ｎ：３超〜１０％、Ｎｉ：１〜７％、Ｃｒ：１７〜２２
％、Ｃｕ：０．５〜３％、Ｎ：０．０４〜０．２０％を
含有し、かつ希土類元素：０．００５〜０．０４０％、
Ｍｇ：０．００５〜０．０４０％、Ｂ：０．００１〜
０．００６％、Ｃａ：０．００２〜０．０１０％のうち
の１種以上をも含むとともに、残部がＦｅ及び不可避的
不純物より成る、ヤング率並びに熱間加工性に優れかつ
溶接部強度の劣化しない車両用高強度２相ステンレス鋼
が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特公平３−３３７７７号公報や特公平２−９６６５号
公報にあっては、数十ｐｐｍのＢの含有なしでは、圧延
および押出加工の熱間加工時に割れが発生し易くなり、
安定した製造が出来ないという問題がある。また、高耐
食性を必要とする熱交換器用オーステナイト系ステンレ
ス鋼管は、１１００℃以上の高温度からの急速冷却の固
溶化熱処理が必要となる。しかし、工業的に生産性に優
れた連続式の熱処理炉では高温度からの急速冷却は困難
で、結晶粒界に炭化物が析出（鋭敏化）し、ＪＩＳ Ｇ
０５７１（ステンレス鋼の１０％蓚酸エッチ試験）に
代表される熱酸腐食試験に合格できるミクロ組織（段状
組織）が得られないという問題がある。
た特公平３−３３７７７号公報や特公平２−９６６５号
公報にあっては、数十ｐｐｍのＢの含有なしでは、圧延
および押出加工の熱間加工時に割れが発生し易くなり、
安定した製造が出来ないという問題がある。また、高耐
食性を必要とする熱交換器用オーステナイト系ステンレ
ス鋼管は、１１００℃以上の高温度からの急速冷却の固
溶化熱処理が必要となる。しかし、工業的に生産性に優
れた連続式の熱処理炉では高温度からの急速冷却は困難
で、結晶粒界に炭化物が析出（鋭敏化）し、ＪＩＳ Ｇ
０５７１（ステンレス鋼の１０％蓚酸エッチ試験）に
代表される熱酸腐食試験に合格できるミクロ組織（段状
組織）が得られないという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述したような問題を解
消するべく、発明者らは鋭意開発を進めた結果、従来技
術より熱間加工性を悪化させることなく、安定的な製造
ができ、かつ高耐食性を有し、工業的に生産性に優れた
連続式の熱処理炉で固溶化熱処理できる熱交換器用オー
ステナイト系ステンレス鋼管を提供するものである。そ
の発明に要旨とするところは、重量％で、Ｃ：０．１０
％以下、Ｓｉ：１．５０％以下、Ｍｎ：２．００％以
下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ：
８〜２５％、Ｃｒ：１８〜２６％、残部Ｆｅを含有し、
かつ熱間加工性を改善する元素であるＢの含有率を３ｐ
ｐｍ以下とし、Ｃａを２０〜１５０ｐｐｍ含有させたこ
とを特徴とする熱間加工性に優れた高耐食性を有する熱
交換器用オーステナイト系ステンレス鋼管にある。
消するべく、発明者らは鋭意開発を進めた結果、従来技
術より熱間加工性を悪化させることなく、安定的な製造
ができ、かつ高耐食性を有し、工業的に生産性に優れた
連続式の熱処理炉で固溶化熱処理できる熱交換器用オー
ステナイト系ステンレス鋼管を提供するものである。そ
の発明に要旨とするところは、重量％で、Ｃ：０．１０
％以下、Ｓｉ：１．５０％以下、Ｍｎ：２．００％以
下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ：
８〜２５％、Ｃｒ：１８〜２６％、残部Ｆｅを含有し、
かつ熱間加工性を改善する元素であるＢの含有率を３ｐ
ｐｍ以下とし、Ｃａを２０〜１５０ｐｐｍ含有させたこ
とを特徴とする熱間加工性に優れた高耐食性を有する熱
交換器用オーステナイト系ステンレス鋼管にある。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。先ず本発明の鋼の基本成分の限定理由は次の通り
である。 Ｃ：０．１０％以下 Ｃはステンレス鋼本来の耐食性を阻害し、冷間での成形
性を阻害するので低い方が望ましく、０．１０％を超え
ると耐粒界腐食性を悪化させるので０．１０％以下とし
た。
する。先ず本発明の鋼の基本成分の限定理由は次の通り
である。 Ｃ：０．１０％以下 Ｃはステンレス鋼本来の耐食性を阻害し、冷間での成形
性を阻害するので低い方が望ましく、０．１０％を超え
ると耐粒界腐食性を悪化させるので０．１０％以下とし
た。
【０００７】Ｓｉ：１．５０％以下 Ｓｉは耐食性を向上させるが、１．５０％を超えるとＳ
ｉＯ2 系介在物が顕著に生成され、熱間、冷間加工性を
悪化させる。また溶接性の悪化をも招くので１．５０％
以下とした。 Ｍｎ：２．００％以下 Ｍｎはオーステナイト相を安定させるのに必要な元素で
あるが、２．００％を超えると熱間、冷間加工性、耐食
性および溶接性を悪化させる。従って、２．００％以下
とした。
ｉＯ2 系介在物が顕著に生成され、熱間、冷間加工性を
悪化させる。また溶接性の悪化をも招くので１．５０％
以下とした。 Ｍｎ：２．００％以下 Ｍｎはオーステナイト相を安定させるのに必要な元素で
あるが、２．００％を超えると熱間、冷間加工性、耐食
性および溶接性を悪化させる。従って、２．００％以下
とした。
【０００８】Ｐ：０．０４％以下 Ｐは低い方が望ましく、０．０４％を超えると、熱間、
冷間加工性および溶接性を悪化させる。従って、０．０
４％以下とした。 Ｓ：０．００３％以下 ＳもＰと同様に低い方が望ましく、０．０３％を超える
と、熱間、冷間加工性、耐食性および溶接性を悪化させ
る。従って、０．０３％以下とした。
冷間加工性および溶接性を悪化させる。従って、０．０
４％以下とした。 Ｓ：０．００３％以下 ＳもＰと同様に低い方が望ましく、０．０３％を超える
と、熱間、冷間加工性、耐食性および溶接性を悪化させ
る。従って、０．０３％以下とした。
【０００９】Ｎｉ：８〜２５％ Ｎｉは鋼をオーステナイト化させるのに必要な元素で、
最低限８％以上は必要である。完全な耐粒界腐食性を維
持させるには、Ｃｒと併せてさらに含有量を増加させる
必要があるが、２５％を超えて含有させると熱間加工性
の悪化を招き、また、材料が非常に高価となる。従っ
て、８〜２５％とした。 Ｃｒ：１８〜２６％ Ｃｒは１８％以上含有させないとオーステナイト系ステ
ンレス鋼自体の耐食性がない。２６％を超えて含有させ
ると熱間加工性の悪化を招き、またオーステナイト化さ
せるためにＮｉの含有量を増加させる必要があり、材料
が非常に高価となる。従って、１８〜２６％とした。
最低限８％以上は必要である。完全な耐粒界腐食性を維
持させるには、Ｃｒと併せてさらに含有量を増加させる
必要があるが、２５％を超えて含有させると熱間加工性
の悪化を招き、また、材料が非常に高価となる。従っ
て、８〜２５％とした。 Ｃｒ：１８〜２６％ Ｃｒは１８％以上含有させないとオーステナイト系ステ
ンレス鋼自体の耐食性がない。２６％を超えて含有させ
ると熱間加工性の悪化を招き、またオーステナイト化さ
せるためにＮｉの含有量を増加させる必要があり、材料
が非常に高価となる。従って、１８〜２６％とした。
【００１０】Ｂ：３ｐｐｍ以下 Ｂは熱間加工性を改善する元素であるが、この働きの他
に、結晶粒界への炭化物の析出（Ｃｒ欠乏層の生成）を
促進させる温度域（鋭敏化温度域）を広げる働きがあ
り、固溶化熱処理の冷却時に鋭敏化温度域を急速に通過
しないと、結晶粒界近傍の耐食性を著しく悪化させる。
従って、工業的に生産性に優れた連続式の熱処理炉で
は、１１００℃以上の高温度から５００℃付近まで１０
０℃／秒以上の速度で鋼管全体を急速に冷却するのは困
難である。
に、結晶粒界への炭化物の析出（Ｃｒ欠乏層の生成）を
促進させる温度域（鋭敏化温度域）を広げる働きがあ
り、固溶化熱処理の冷却時に鋭敏化温度域を急速に通過
しないと、結晶粒界近傍の耐食性を著しく悪化させる。
従って、工業的に生産性に優れた連続式の熱処理炉で
は、１１００℃以上の高温度から５００℃付近まで１０
０℃／秒以上の速度で鋼管全体を急速に冷却するのは困
難である。
【００１１】鋭敏化感受性の大きいＢの添加を止めれば
（Ｂ含有率は３ｐｐｍ以下）、鋭敏化温度域は狭くな
り、工業的に生産性に優れた連続式の熱処理炉での固溶
化熱処理は可能であるが、熱間加工性が悪くなり安定し
た製造ができない。これを解決するため、鋭敏化温度域
を広げることなく熱間加工性を改善できる元素であるＣ
ａを含有させ、しかも、含有率が２０〜１５０ｐｐｍで
効果が大きいことが判った。Ｃａの含有率が２０ｐｐｍ
未満の場合、熱間加工性改善に効果がなく、また、１５
０ｐｐｍを超える場合は、耐食性が悪化する。このＣａ
の添加により、５０℃／秒以上の冷却速度であれば結晶
粒界近傍の耐食性を悪化させることなく固溶化熱処理が
できる。
（Ｂ含有率は３ｐｐｍ以下）、鋭敏化温度域は狭くな
り、工業的に生産性に優れた連続式の熱処理炉での固溶
化熱処理は可能であるが、熱間加工性が悪くなり安定し
た製造ができない。これを解決するため、鋭敏化温度域
を広げることなく熱間加工性を改善できる元素であるＣ
ａを含有させ、しかも、含有率が２０〜１５０ｐｐｍで
効果が大きいことが判った。Ｃａの含有率が２０ｐｐｍ
未満の場合、熱間加工性改善に効果がなく、また、１５
０ｐｐｍを超える場合は、耐食性が悪化する。このＣａ
の添加により、５０℃／秒以上の冷却速度であれば結晶
粒界近傍の耐食性を悪化させることなく固溶化熱処理が
できる。
【００１２】図１はＳＵＳ３１０ＳのＢ、Ｃａの含有率
に及ぼす熱間加工性の影響を示す図である。この図に示
すように、ＢおよびＣａを添加しない場合、１２００℃
未満の温度域で熱間加工性が著しく低下するが、Ｂを添
加せずＣａを２０ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下添加した
ものは、Ｃａを添加せずＢを添加したものと同様の優れ
た熱間加工性を全温度域に渡って示していることが判
る。すなわち、耐食性を悪化させるＢの添加をやめ、そ
れに伴う熱間加工性の悪化を改善させるために耐食性を
悪化させないＣａを添加することにより、熱間加工性に
優れた高耐食性を有するオーステナイト系ステンレス鋼
管が得られることが判る。
に及ぼす熱間加工性の影響を示す図である。この図に示
すように、ＢおよびＣａを添加しない場合、１２００℃
未満の温度域で熱間加工性が著しく低下するが、Ｂを添
加せずＣａを２０ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下添加した
ものは、Ｃａを添加せずＢを添加したものと同様の優れ
た熱間加工性を全温度域に渡って示していることが判
る。すなわち、耐食性を悪化させるＢの添加をやめ、そ
れに伴う熱間加工性の悪化を改善させるために耐食性を
悪化させないＣａを添加することにより、熱間加工性に
優れた高耐食性を有するオーステナイト系ステンレス鋼
管が得られることが判る。
【００１３】
【実施例】（実施例１）電気炉で製鋼したＢが１ｐｐ
ｍ、Ｃａが８０ｐｐｍのＳＵＳ３１０Ｓの２．６トン鋼
塊を加熱し、φ１７５ｍｍに圧延後、外径１６５ｍｍ、
内径４０ｍｍ、長さ６００ｍｍに切削加工で仕上げ、押
出用母管を製造する。これを熱間押出プレス機を使用し
て、外径６０ｍｍ、肉厚１２ｍｍに押出する。さらに、
冷間圧延機（コールドピルガー）により外径３８．１ｍ
ｍ、肉厚６．０ｍｍに圧伸する。その後、バレル型連続
熱処理炉で１２００℃に加熱後、水冷し、付着したスケ
ールを酸で化学的に除去し、鋼管を得た。ＪＩＳ Ｇ
０５７１に準じ、１０％蓚酸腐食試験を実施した結果、
良好な組織（段状組織）が得られた。
ｍ、Ｃａが８０ｐｐｍのＳＵＳ３１０Ｓの２．６トン鋼
塊を加熱し、φ１７５ｍｍに圧延後、外径１６５ｍｍ、
内径４０ｍｍ、長さ６００ｍｍに切削加工で仕上げ、押
出用母管を製造する。これを熱間押出プレス機を使用し
て、外径６０ｍｍ、肉厚１２ｍｍに押出する。さらに、
冷間圧延機（コールドピルガー）により外径３８．１ｍ
ｍ、肉厚６．０ｍｍに圧伸する。その後、バレル型連続
熱処理炉で１２００℃に加熱後、水冷し、付着したスケ
ールを酸で化学的に除去し、鋼管を得た。ＪＩＳ Ｇ
０５７１に準じ、１０％蓚酸腐食試験を実施した結果、
良好な組織（段状組織）が得られた。
【００１４】（実施例２）鋼塊の成分を変えて実施例１
と同様の条件にて製造した鋼管の１０％蓚酸腐食試験の
結果を表１に示す。なお、Ｂが３ｐｐｍ以下、あるいは
Ｃａが２０ｐｐｍ未満のものは、熱間加工性が悪く、φ
１７５ｍｍの押出用母管の圧延時に割れが発生したの
で、鍛伸により製造した。
と同様の条件にて製造した鋼管の１０％蓚酸腐食試験の
結果を表１に示す。なお、Ｂが３ｐｐｍ以下、あるいは
Ｃａが２０ｐｐｍ未満のものは、熱間加工性が悪く、φ
１７５ｍｍの押出用母管の圧延時に割れが発生したの
で、鍛伸により製造した。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により熱間加
工性に優れているため割れ等の発生なく安定して製造で
き、かつ高耐食性を有する熱交換器用オーステナイト系
ステンレス鋼管製品を提供することが出来る極めて優れ
た効果を奏するものである。
工性に優れているため割れ等の発生なく安定して製造で
き、かつ高耐食性を有する熱交換器用オーステナイト系
ステンレス鋼管製品を提供することが出来る極めて優れ
た効果を奏するものである。
【図１】ＳＵＳ３１０ＳのＢ、Ｃａの含有率に及ぼす熱
間加工性の影響を示す図である。
間加工性の影響を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ：０．１０％以下、 Ｓｉ：１．５０％以下、 Ｍｎ：２．００％以下、 Ｐ：０．０４％以下、 Ｓ：０．０３％以下、 Ｎｉ：８〜２５％、 Ｃｒ：１８〜２６％ 残部Ｆｅを含有し、かつ熱間加工性を改善する元素であ
るＢの含有率を３ｐｐｍ以下とし、Ｃａを２０〜１５０
ｐｐｍ含有させたことを特徴とする熱間加工性に優れた
高耐食性を有する熱交換器用オーステナイト系ステンレ
ス鋼管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11105451A JP2000297354A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 熱間加工性に優れた高耐食性を有する熱交換器用オーステナイト系ステンレス鋼管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11105451A JP2000297354A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 熱間加工性に優れた高耐食性を有する熱交換器用オーステナイト系ステンレス鋼管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000297354A true JP2000297354A (ja) | 2000-10-24 |
Family
ID=14407963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11105451A Withdrawn JP2000297354A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 熱間加工性に優れた高耐食性を有する熱交換器用オーステナイト系ステンレス鋼管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000297354A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017111461A1 (ko) * | 2015-12-23 | 2017-06-29 | 주식회사 포스코 | 주름 저항성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스 강관 |
-
1999
- 1999-04-13 JP JP11105451A patent/JP2000297354A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017111461A1 (ko) * | 2015-12-23 | 2017-06-29 | 주식회사 포스코 | 주름 저항성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스 강관 |
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