JP2003268504A

JP2003268504A - 耐高温塩害腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼

Info

Publication number: JP2003268504A
Application number: JP2002067967A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Utsunomiya; 武志宇都宮; Manabu Oku; 学奥; Yukihiro Nishida; 幸寛西田; Katsuyuki Shiotsuki; 勝幸汐月
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2022-03-13
Also published as: JP3973456B2

Abstract

(57)【要約】【課題】既存鋼より耐高温塩害腐食性を大幅に向上さ
せたフレキシブルチューブ用オーステナイト系ステンレ
ス鋼を提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：0.06％以下，Ｓi:1〜6
％，Ｍn：0.2〜5％，Ｐ：0.04％以下，Ｓ：0.02％以
下，Ｃr：8〜14％未満，Ｎi：7〜15％，Ｍo：1〜5％，
Ｎ：0.2％以下，Ｂ：0（無添加）〜0.01％，REMの１種
以上0（無添加）〜合計0.1％，Ａl：0（無添加）〜0.5
％，Ｃa：0（無添加）〜0.01％，Ｃu：0（無添加）〜2.
5％，Ｎb：0（無添加）〜1.0％，Ｔi：0（無添加）〜1.
0％，Ｖ：0（無添加）〜1.0％であり、残部がＦeおよび
不可避的不純物からなり、下記(1)〜(3)式の関係を満た
す耐高温塩害腐食性に優れたオーステナイト系ステンレ
ス鋼。Ｃr≦3／7（Ｓi＋Ｍo）＋11.25 ……(1) Ｃr≧22.5−5（Ｓi＋Ｍo） ……(2) Ｓi＋Ｍo≦8 ……(3)

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車排ガス経路
部材のフレキシブルチューブなどに好適なオーステナイ
ト系ステンレス鋼であって、特に融雪塩を道路に散布す
る地域で問題となる、ＮaＣl，ＫＣl，ＣaＣl₂などの塩
化物塩による高温塩害腐食に対する腐食抵抗を高めたオ
ーステナイト系ステンレス鋼に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車排ガス経路部材のフレキシブルチ
ューブに要求される特性としては、高温強度，耐高温酸
化性，耐酸化スケール剥離性，加工性および溶接性など
の基本的材料特性に加え、融雪塩を散布した道路上での
使用を考慮すると、ＮaＣl，ＫＣl，ＣaＣl₂などの塩化
物塩に対する耐高温塩害腐食性に優れていることが重要
である。さらに、運転停止時には凝縮水による湿食の問
題もある。このような環境下で使用されるフレキシブル
チューブ用素材として、一般的な耐熱用表面処理鋼板で
は耐久性が十分とは言えず、従来、SUS304に代表される
オーステナイト系ステンレス鋼が用いられていた。

【０００３】ところが、SUS304，SUS316L，SUS316Ti，S
US321，SUS310Sなどのオーステナイト系ステンレス鋼を
用いたフレキシブルチューブといえども、路面凍結防止
剤を散布する地域でしばらく使用すると短期間で著しい
腐食が生じ、さらに長期の使用によってその腐食箇所あ
るいはその周辺で破損してしまう事例が多々見られ、問
題となった。Ｓiを含有したSUS302B，SUS315J1，SUSXM1
5J1などもフレキシブルチューブ用として比較的多く用
いられてきたが、これらの鋼種でも耐久性は必ずしも十
分とは言えない。

【０００４】フレキシブルチューブ破損の主たる原因は
「高温塩害腐食」である。これは、材料表面に付着した
塩化物塩が、排ガスの熱で高温になった材料の粒界を侵
食していくものである。他の原因として「湿食」が挙げ
られる。これは主に孔食によって侵食されるものであ
る。また、これらの腐食を起点として、高温疲労割れや
応力腐食割れに進展した事例もある。いずれにしても、
このような破損を防止して耐久性のあるフレキシブルチ
ューブを得るには、高温塩害腐食に対する耐久性を高め
ることが最も重要である。その上で、湿食に対する抵抗
力を付与する必要がある。

【０００５】一般に高Ｓi，高Ｍoを含むオーステナイト
系ステンレス鋼は、耐高温塩害腐食性の改善に有効であ
ることが知られている。しかし反面、高合金化によって
熱間加工性が劣化するため、歩留り低下・表面性状劣化
といった鋼板製造上の問題が生じ、また造管性や溶接施
工性の低下といったフレキシブルチューブ製造上の問題
も生じた。そこで、これらの問題を解決するために、本
出願人は特許第2530231号として開示される鋼を開発し
た。この鋼は実際に自動車排ガス用のフレキシブルチュ
ーブに適用されている。以下、本明細書では特許第2530
231号に開示の開発鋼を「既開発鋼」という。

【０００６】既開発鋼は、Ｃr：14〜20％レベルのオー
ステナイト系ステンレス鋼において「Ｓi＋Ｍo≧3％」
かつ「2.5Ｓi＋Ｍo≦11％」を満たすようにＳiとＭoを
含有するものである。この鋼は、耐高温塩害腐食性が大
幅に改善され、熱間加工性・溶接性も良好に維持される
ものであり、その性能は、例えば米国カリフォルニア州
で定められる自動車排ガス部材の保証期間「８〜12年12
万マイル」をクリアするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし近年、欧米を中
心に環境問題から自動車の排ガス規制が厳しくなり、そ
れに伴って自動車排ガス部材に要求される耐久性も一段
と厳しいものとなってきた。例えば、上記カリフォルニ
ア州の保証期間「８〜12年12万マイル」は、最長で「15
年15万マイル」に強化されつつある。発明者らが種々調
査したところ、上記の既開発鋼では、この「15年15万マ
イル」の保証を必ずしも余裕をもってクリアできない可
能性があることが判明した。

【０００８】これに対処する手段として、素材の厚肉化
や、スフェリカルジョイントへの移行が考えられる。し
かし、厚肉のフレキシブルチューブを採用するためには
フレキシブルチューブの全長を長くする必要があり、省
スペース化や軽量化のニーズに逆行するので好ましくな
い。また、近年フレキシブルチューブに替わり採用され
ているスフェリカルジョイントに関しては、振動抑制特
性と排ガスのシールド性に劣るため、排ガス規制対策と
して万全とは言えない。

【０００９】このような背景から、昨今、上記の既開発
鋼に対し、少なくとも1.3倍以上、好ましくは1.5倍以上
の耐高温塩害腐食性を有するフレキシブルチューブ用オ
ーステナイト系ステンレス鋼の出現が強く望まれてい
る。加えて、上記「15年15万マイル」の保証期間内での
孔食による板厚貫通状の損傷を防止するには、常温での
耐孔食性を既開発鋼と同等以上に保つ必要がある。本発
明は、このような要求に対応すべく、既開発鋼の耐高温
塩害腐食性をさらに向上させるとともに、優れた耐孔食
性を維持し、かつ熱間加工性や溶接性も良好なオーステ
ナイト系ステンレス鋼を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】発明者らは、既開発鋼を
ベースに、耐高温塩害腐食性を更に大幅に向上させる手
法を種々検討してきた。その結果、既開発鋼をはじめと
するＣr含有量が14〜20％レベルの高耐食鋼において、
耐高温塩害腐食性を既開発鋼の1.3〜1.5倍に向上させる
には、ＳiとＭoを合計約10質量％以上添加しなければな
らないことが明らかになった。このような多量のＳi，
Ｍo添加は、製造性を著しく劣化させ、工業的には無理
があるとの結論に達した。すなわち、Ｍoの過剰添加は
加熱中のσ相生成による製造性劣化を招く。Ｓiの過剰
添加は、σ相の生成に加え、Null点温度の低下による熱
間加工性劣化と溶接割れ感受性の増大を招く。特に、Ｓ
i＋Ｍoの合計含有量が8質量％を超えると現実的に大量
生産現場での製造が非常に難しくなることが判明した。

【００１１】一方で、Ｃrは耐高温塩害腐食性に悪影響
を及ぼすことが確かめられた。そうすると、耐孔食性を
犠牲にしてよいなら、単純にＣrを14％未満に低減する
ことで既開発鋼の耐高温塩害腐食性を改善することは可
能である。しかし耐孔食性を低下させるわけにはいかな
い。そこで、Ｃrが14％未満の領域において、既開発鋼
並みの優れた耐孔食性を具備させることが可能かどう
か、詳細に検討する必要があった。このＣr領域で自動
車排ガス部材のフレキシブルチューブに要求される耐孔
食性を付与する手段は知られておらず、未だ検討の余地
が残されていたのである。鋭意研究の結果、このＣr領
域で耐孔食性を付与するにはＳiとＭoの複合添加が有効
であり、Ｃr≧22.5−5（Ｓi＋Ｍo）の式を満たすようＳ
iとＭoを含有させたとき、例えばＣrが10％未満と通常
のステンレス鋼よりも低い領域においても、十分な耐孔
食性が確保されることがわかった。

【００１２】また、Ｃrを14％未満に低減したからとい
って、耐高温塩害腐食性を既開発鋼の少なくとも1.3倍
以上に向上できるかどうかは不明であった。この点につ
いても詳細に検討した。その結果、、Ｃr≦3／7（Ｓi＋
Ｍo）＋11.25の式を満たすようにＣr量に応じて適量の
ＳiとＭoを添加すれば、これが可能であることを突き止
めた。これらの知見に基づき、発明者らは、上記目的を
達成し得る成分組成上の解が存在することを見出すに至
った。

【００１３】すなわち、上記目的は、質量％で、Ｃ：0.
06％以下，Ｓi:1〜6％，Ｍn：0.2〜5％，Ｐ：0.04％以
下，Ｓ：0.02％以下，Ｃr：8〜14％未満，Ｎi：7〜15
％，Ｍo：1〜5％，Ｎ：0.2％以下，Ｂ：0（無添加）〜
0.01％，REMの１種以上0（無添加）〜合計0.1％，Ａl：
0（無添加）〜0.5％，Ｃa：0（無添加）〜0.01％，Ｃ
u：0（無添加）〜2.5％，Ｎb：0（無添加）〜1.0％，Ｔ
i：0（無添加）〜1.0％，Ｖ：0（無添加）〜1.0％であ
り、残部がＦeおよび不可避的不純物からなり、下記(1)
〜(3)式の関係を満たす耐高温塩害腐食性に優れたオー
ステナイト系ステンレス鋼によって達成される。Ｃr≦3／7（Ｓi＋Ｍo）＋11.25 ……(1) Ｃr≧22.5−5（Ｓi＋Ｍo） ……(2) Ｓi＋Ｍo≦8 ……(3)

【００１４】ここで、REMは希土類元素であり、Ｓc，Ｙ
およびランタノイド（Ｌa，Ｃe，Ｎd等）の各元素を意
味する。Ｂ，REM，Ａl，Ｃa，Ｃu，Ｎb，Ｔi，Ｖの下限
を0％（無添加）としたのは、これらの元素はＣ，Ｐ，
Ｓ，Ｎ等とは異なり、通常の製鋼プロセスにおいては添
加しない限り含有量はゼロ（測定限界以下）となるの
で、無添加の場合を含む点を明確にするためである。
(1)〜(3)式の元素記号の箇所には、質量％で表された各
元素の含有量の値が代入される。

【００１５】また、本発明では、上記の鋼において、特
に、Ｂ：0.0002〜0.01％を含有するもの、REMの１種以
上を合計で0.005〜0.1％含有するもの、Ａl：0.01〜0.5
％を含有するもの、Ｃa：0.001〜0.01％を含有するも
の、Ｃu：0.5〜2.5％を含有するもの、Ｎb：0.01〜1.0
％，Ｔi，0.01〜1.0％，Ｖ：0.01〜1.0％の１種または
２種以上を含有するものを提供する。さらに、上記の鋼
において、特に、用途が自動車排ガス経路部材のフレキ
シブルチューブ用であるものを提供する。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の鋼は、一般的なオーステ
ナイト系ステンレス鋼と同様の方法で溶製することがで
きる。その後、熱間圧延や冷間圧延を経て鋼板にし、こ
れを造管した後、フレキシブルチューブをはじめとする
自動車排ガス経路部材に加工される。以下、本発明を特
定するための事項について説明する。

【００１７】Ｃは、強力なオーステナイト生成元素であ
り、本発明では熱間加工性や造管性を確保するための組
成バランス調整に有用である。また、侵入型元素として
鋼中に固溶し高温強度を向上させる。しかし、0.06質量
％を超えると材料の脆化や加工性低下を招く恐れがあ
る。特に好ましいＣ含有量は0.03〜0.06質量％である。

【００１８】Ｓiは、本発明において重要な元素であ
る。すなわち発明者らの研究の結果、ＳiはＭoと複合添
加することにより、Ｃr含有量が低い領域においてオー
ステナイト系ステンレス鋼の耐孔食性を大幅に改善でき
ることがわかった。通常、汎用鋼種であるSUS304でもＣ
rは17〜18質量％程度含有させ、これにより耐食性を確
保している。しかし、Ｃr含有量を14質量％未満、ある
いは特に10質量％未満に低減したオーステナイト系鋼に
おいても、(2)式；Ｃr≧22.5−5（Ｓi＋Ｍo）、を満た
すようにＳiをＭoと複合添加したとき、SUS304を上回
り、既開発鋼と同等もしくはそれ以上の優れた耐孔食性
が発揮されるのである。この場合、Ｓiは、ステンレス
鋼に特有の孔食型の腐食形態を全面腐食的にする作用を
呈するものと考えられる。これにより、腐食は分散され
て孔食深さが浅くなり、「成長性の孔食」の発生が減る
ことで孔食の成長が抑制される。

【００１９】また、Ｓiは耐高温塩害腐食と耐酸化性を
改善する。この効果は、高温環境において、i) 材料の
表面付近で母相（ステンレス鋼マトリクス）中のＳi
が、母相とＣr₂Ｏ₃皮膜の界面に安定なＳiＯ₂皮膜を形
成させる、ii) Ｓi自体が母相の粒界へ濃化する、とい
う作用を呈することによると考えられる。この効果を十
分に得るには1質量％以上、好ましくは2質量％以上のＳ
i含有が必要である。ただし、多量のＳiはσ相の析出を
促進して靱性低下をきたし、また熱間加工性，溶接性，
成形性を低下させるので、6質量％以下にする必要があ
る。4質量％以下にするのが一層好ましい。なお、本発
明において十分な耐高温塩害腐食性を付与するために
は、後述のように、(1)式；Ｃr≦3／7（Ｓi＋Ｍo）＋1
1.25、を満たすようにＳiとＭoを複合添加する必要があ
る。また、製造性を確保するためには(3)式；Ｓi＋Ｍo
≦8、を満たす必要がある。

【００２０】Ｍnは、溶接高温割れに有害なＳをＭnＳと
して固定し、溶着金属中のＳを除去または減少させる。
Ｍn量が低すぎるとＭnＳは粒界に層状に生成し、高温で
の粒界強度低下を助長する。Ｍn量の増加に伴いＭnＳは
球状化し、粒界強度への影響が少なくなる。検討の結
果、本発明では0.2質量％以上のＭn量を確保する必要が
ある。一方、Ｍnが5質量％を超えてもその効果は向上し
ない。

【００２１】ＰおよびＳは、溶接高温割れに対して有害
である。本発明では、Ｐは0.04質量％まで、Ｓは0.02質
量％まで許容される。ただしＳについては0.005質量％
以下に低減することが望ましい。

【００２２】Ｃrは、ステンレス鋼の耐食性および耐高
温酸化性を維持する上で重要な元素である。しかし、高
温塩化物環境下ではＣrの酸化皮膜は保護性を失い、優
先的に塩化物を形成し、溶出または昇華するので、高温
塩害腐食に対してはむしろ有害である。前述のように、
本発明では既開発鋼より耐塩害腐食性を向上させること
を前提としてＣr含有量が14質量％未満のオーステナイ
ト系ステンレス鋼を対象としている。ただし、単にＣr
量を低減するだけで既開発鋼の少なくとも1.3倍以上の
耐高温塩害腐食性が確保できるとは限らない。それには
ＳiとＭoの作用を利用する必要がある。詳細な検討の結
果、(1)式；Ｃr≦3／7（Ｓi＋Ｍo）＋11.25、を満たす
ようにＳiとＭoを複合で適量添加することでそれが可能
になることが確かめられた。

【００２３】また、Ｃrを減量することによる耐孔食性
の低下も懸念されるところであったが、これは前述のよ
うに(2)式を満たすＳiとＭoの複合添加により解消でき
た。特に注目すべきは、10質量％未満といった低Ｃｒ領
域でも、SUS304を上回り、既開発鋼と同等もしくはそれ
以上の良好な耐孔食性が実現できたことである。ただ
し、Ｃr含有量は最低8質量％は確保しなければならな
い。これを下回ると急激に耐食性が低下する。

【００２４】Ｎiは、オーステナイト系ステンレス鋼の
基本的元素の１つである。本発明では特に溶接高温割れ
防止の点からδフェライトが適量生成するよう組成バラ
ンスを調整する必要があるので、Ｎi含有量の範囲を7〜
15質量％とした。コスト低減の観点から、Ｎi含有量は1
2質量％未満、あるいは特に10質量％未満に規定するこ
とができる。

【００２５】Ｍoは、Ｓiと同様、耐孔食性および耐高温
塩害腐食性を向上させるために重要な元素である。ま
た、Ｍoにはオーステナイト系ステンレス鋼の高温強度
を向上させる効果がある。

【００２６】前述のように、Ｃr含有量が14質量％未
満、特に10質量％未満の領域で十分な耐孔食性を発現さ
せるために、本発明では(2)式；Ｃr≧22.5−5（Ｓi＋Ｍ
o）、を満たすようにＭoをＳiと複合で添加する。ここ
で、Ｍoは不動態皮膜を強化する作用を呈することによ
り耐孔食性の改善に寄与していると考えられる。また、
十分な耐高温塩害腐食性を付与するためには(1)式；Ｃr
≦3／7（Ｓi＋Ｍo）＋11.25、を満たすようにＭoをＳi
と複合で添加する。以上のＭoの作用を得るには1質量％
以上のＭoが必要である。一方、Ｍoは高価であり、ま
た、多量に添加すると熱間加工性が劣化するとともに、
σ相の生成を促し靱性の低下を招くので、5質量％以
下、好ましくは4質量％以下に抑えることが望ましい。

【００２７】Ｎは、高温強度および耐孔食性を向上させ
る。しかし、過度のＮ含有は耐高温酸化性，加工性およ
び熱間加工性を低下させるので、本発明では0.2質量％
以下の含有量とする。

【００２８】Ｂは、結晶粒界強度を高め、熱間加工性や
溶接高温割れ性を改善することが知られている。ところ
が、発明者らの研究によれば、Ｂは、後述のREM，Ｙと
ともに耐高温塩害腐食性を向上させる作用をも有するこ
とが明らかになった。この理由は明確ではないが、粒界
に優先的に析出したＢが何らかのメカニズムにより塩化
物による粒界侵食をくい止めているものと推測される。
この耐高温酸化性向上効果は0.0002質量％以上のＢ添加
で有効に発揮される。ただし、Ｂ含有量が0.01質量％を
超えるとＢの化合物をつくり、粒界強度や熱間延性は逆
に低下する。

【００２９】REM（希土類元素）は、溶接高温割れに有
害なＳを凝固の初期過程において高融点化合物として固
定し、割れ感受性を低下させる。ところが、これに加
え、耐高温塩害腐食性を改善する作用をも呈することが
発明者らの研究により明らかになった。この理由は明確
ではないが、表層に生成するＳi系酸化物の剥離抵抗を
高め、密着性の優れた保護スケールが形成するためでは
ないかと考えられる。この効果は、REMの１種以上を合
計で0.005質量％以上添加することによって現れる。た
だし、REMを多量に添加すると粒界にこれらの酸化物が
大量に析出し、高温における粒界強度を低下させ、高温
割れ感受性を増大させるので、REMを添加する場合は0.0
1質量％以下の範囲で行う。

【００３０】Ａlは、脱酸剤として働くとともに、高温
腐食環境では表層に濃化してＡl₂Ｏ₃皮膜を生成し、耐
高温酸化性を改善する。これらの作用を十分に得るには
0.01質量％以上の含有量となるように添加することが望
ましい。ただし、Ａlは強力なフェライト生成元素であ
り、組成バランスおよび製造性を考慮すると、Ａlを添
加する場合は0.5質量％以下の範囲で行う必要がある。

【００３１】Ｃaは、酸化物中に固溶し、酸化皮膜を強
化する。この作用は0.001質量％以上で明確に現れる。
ただし、Ｃa添加量が多くなると鋼材が過度に硬化する
とともに、製造時に表面疵を生じやすくなるので、Ｃa
を添加する場合は0.01質量％以下の範囲で行う。

【００３２】Ｃuは、ステンレス鋼の耐酸性および耐応
力腐食割れ性を大幅に改善する。しかし、多量に添加す
ると結晶粒界に偏析して熱間加工性の低下を招く。Ｃu
を添加する場合は0.5〜2.5質量％の範囲で行うことが望
ましい。

【００３３】Ｎb，Ｔi，Ｖは、Ｃ，Ｎと結合して微細な
析出物を形成し、耐食性のみならず高温強度、とりわけ
クリープ強度の改善に有効である。Ｎb，Ｔi，Ｖともそ
れぞれ0.01質量％以上の添加で明確な効果を現す。これ
らの元素は１種を単独で添加してもよいし、２種以上を
複合添加してもよい。ただし、いずれも添加量が多くな
ると加工性・靱性を劣化させるので、これらの元素を添
加する場合はそれぞれ1.0質量％以下の範囲で行う。特
に好ましい含有量範囲は、いずれも0.05〜0.4質量％で
ある。

【００３４】Ｃr≦3／7（Ｓi＋Ｍo）＋11.25 ……(1) この式は、既開発鋼の少なくとも1.3倍以上の耐高温塩
害腐食性を確保するためのＳi，Ｍoの含有量範囲を規定
するものである。ただし、Ｃrは14質量％未満に低減し
ていることが前提である。

【００３５】Ｃr≧22.5−5（Ｓi＋Ｍo） ……(2) この式は、Ｃrが14質量％未満と少ない場合に、オース
テナイト系鋼の耐孔食性を既開発鋼と同等もしくはそれ
以上に高めるためのＳi，Ｍoの含有量範囲を規定するも
のである。

【００３６】Ｓi＋Ｍo≦8 ……(3) この式は、工業的生産において、十分な製造性を確保す
るためのＳi，Ｍoの含有量範囲を規定するものである。

【００３７】

【実施例】表１に示す発明鋼および表２に示す比較鋼を
真空溶解し、30kgの鋼塊を作製した。表１中、Ａ１〜Ａ
３はＣr量を変化させたもの、Ａ４〜Ａ11はＡ１をベー
スにＮb，Ｔi，Ｖ，REM，Ｂ，Ｃu，Ｃaを添加または増
量したもの、Ａ12〜Ａ15はＳiおよびＭo量を変化させた
ものである。表２中、Ｂ１〜Ｂ６はＣr，Ｓi，Ｍoのい
ずれかが本発明規定範囲を外れるか(1)〜(3)式の規定を
外れるもの、Ｂ７はSUS304、Ｂ８はSUS316L、Ｂ９はSUS
XM15J1、Ｂ10は特許第253021号の発明に係る既開発鋼で
ある。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】各鋼塊の柱状晶部から30mm厚さのサンプル
を切り出し、これを1200℃に加熱して熱間圧延し、板厚
5mmの熱延板とした。その後、通常の冷間圧延、焼鈍を
経て板厚2mmの冷延焼鈍板を得た。なお、比較鋼Ｂ５，
Ｂ６は熱間圧延時に耳切れが全長にわたって発生したの
で、冷延焼鈍板の作製を行わずに実験を中止した。得ら
れた冷延焼鈍板を用いて、耐高温塩害腐食試験、および
耐孔食性試験を実施した。

【００４１】耐高温塩害腐食試験は、25×35mm，全面＃
400研磨仕上の試験片を用いて、「20℃飽和食塩水溶液
中に5分間浸漬 → 大気中650℃×2時間加熱 → 室温で5
分間空冷」を１サイクルとする処理を10サイクル繰り返
した後、試験片表面のスケールを除去し、腐食減量を測
定する方法で行った。Ｂ10鋼（既開発鋼）の耐高温塩害
腐食性の1.3倍の性能に相当する腐食減量；20mg/cm²、
および同1.5倍の性能に相当する腐食減量；17.5mg/cm²
を基準とし、 ◎：Ｂ10鋼の1.5倍以上の耐高温塩害腐食性を有するも
の、 ○：Ｂ10鋼の1.3倍以上1.5倍未満の耐高温塩害腐食性を
有するもの、 ×：Ｂ10鋼の1.3倍未満の耐高温塩害腐食性を有するも
の、として評価した。

【００４２】耐孔食性試験はＣＣＴ試験により行った。
すなわち、50×100mm，試験面＃500乾式研磨仕上の試験
片を用い、「5％ＮaＣl水溶液を15分間噴霧 → 60℃，
湿度35％で1時間保持 → 50℃，湿度95％で3時間保持」
のサイクルを300サイクル繰り返した後、試験片端面よ
り10mm以上内側に発生した食孔の最深10点の平均深さを
求める方法で行った。Ｂ10鋼（既開発鋼）と同等の耐孔
食性に相当する最深10点平均深さ；40μmを基準とし、 ○：Ｂ10鋼と同等もしくはそれ以上の耐孔食性を有する
もの、 ×：Ｂ10鋼より耐孔食性に劣るもの、として評価した。
これらの結果を表３に示す。

【００４３】

【表３】

【００４４】本発明鋼であるＡ1〜Ａ15はＣr，Ｓi，Ｍo
の適正添加により、耐高温塩害腐食性は既開発鋼の少な
くとも1.3倍以上、耐孔食性は既開発鋼と同等もしくは
それ以上を有していた。これに対し、比較鋼であるＢ
１，Ｂ２，Ｂ８（SUS316L），Ｂ９（SUSXM15J1），B10
（既開発鋼）はＣr含有量が本発明規定より多く、耐高
温塩害腐食性は目標レベルに達しなかった。Ｂ３，Ｂ７
（SUS304）はＳi，Ｍoの添加量が本発明規定より少な
く、耐高温塩害腐食性，耐孔食性とも目標レベルを下回
った。Ｂ４は少ないＣr含有量を補完するＳi，Ｍoの添
加量が不足し、耐孔食性に劣った。

【００４５】図１には、表１のＡ１，Ａ４〜Ａ11につい
て、Ｂ＋REM量と耐高温塩害腐食試験の腐食減量の関係
をプロットした。これらはいずれもＢ10鋼の1.3倍以上
の耐高温塩害腐食性を呈するものであるが、Ｂを0.0002
質量％以上添加した鋼、およびREMを0.005質量％以上添
加した鋼は特にＢ10鋼の1.5倍以上の耐高温塩害腐食性
を示す。Ｎb，Ｔi，Ｖ，Ｃu，Ｃaは高温塩害腐食に悪影
響を及ぼしていない。

【００４６】図２は、表１，表２の鋼（Ｂ５，Ｂ６を除
く）について、耐高温塩害腐食性，耐孔食性および熱間
加工性に及ぼす、Ｓi＋Ｍo量およびＣr量の影響をプロ
ットしたものである。図中にはＣr：8〜14％で前記(1)
〜(3)式を満たす領域をハッチングを付して示してあ
る。なお、Ａ１，Ａ４〜Ａ11はいずれもＳi＋Ｍo：約7
％，Ｃr：約12％であるため、同一プロットとした。本
発明の規定範囲にある鋼のみ、耐高温塩害腐食性，耐孔
食性，熱間加工性とも良好であることがわかる。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、従来、耐高温塩害腐食
性に優れた鋼としてフレキシブルチューブに使用されて
いる既開発鋼に対し、耐高温塩害腐食性を少なくとも1.
3倍以上に向上させる手段、および1.5倍以上に向上させ
る手段を明らかにした。しかも、既開発鋼より低合金化
することにより耐高温腐食性を顕著に向上させ、かつ耐
孔食性を同等もしくはそれ以上に維持する解を見出した
のであるから、本発明はフレキシブルチューブ用オース
テナイト系ステンレス鋼の性能向上とコストダウンを一
挙に達成するものである。なお、本発明鋼はフレキシブ
ルチューブ以外にも塩化物塩による高温腐食が問題とな
る用途、例えば、エキゾーストマニホールドなどの自動
車排ガスシステム部材、廃棄物焼却炉の排ガスに曝され
る炉体，ダクト，熱交換器、加熱調理用のプレート，バ
ーナーなどにも好適に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明鋼について、耐高温塩害腐食試験の腐食
減量に及ぼすＢ＋REM量の影響を示すグラフである。

【図２】オーステナイト系ステンレス鋼について、耐高
温塩害腐食性，耐孔食性および熱間加工性に及ぼす、Ｓ
i＋Ｍo量およびＣr量の影響を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西田幸寛山口県新南陽市野村南町4976番地日新製鋼株式会社内 (72)発明者汐月勝幸山口県新南陽市野村南町4976番地日新製鋼株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】質量％で、Ｃ：0.06％以下，Ｓi:1〜6
％，Ｍn：0.2〜5％，Ｐ：0.04％以下，Ｓ：0.02％以
下，Ｃr：8〜14％未満，Ｎi：7〜15％，Ｍo：1〜5％，
Ｎ：0.2％以下，Ｂ：0（無添加）〜0.01％，REMの１種
以上0（無添加）〜合計0.1％，Ａl：0（無添加）〜0.5
％，Ｃa：0（無添加）〜0.01％，Ｃu：0（無添加）〜2.
5％，Ｎb：0（無添加）〜1.0％，Ｔi：0（無添加）〜1.
0％，Ｖ：0（無添加）〜1.0％であり、残部がＦeおよび
不可避的不純物からなり、下記(1)〜(3)式の関係を満た
す耐高温塩害腐食性に優れたオーステナイト系ステンレ
ス鋼。Ｃr≦3／7（Ｓi＋Ｍo）＋11.25 ……(1) Ｃr≧22.5−5（Ｓi＋Ｍo） ……(2) Ｓi＋Ｍo≦8 ……(3)
【請求項２】Ｂ：0.0002〜0.01％を含有する請求項１
に記載の鋼。
【請求項３】 REMの１種以上を合計で0.005〜0.1％含
有する請求項１に記載の鋼。
【請求項４】Ａl：0.01〜0.5％を含有する請求項１に
記載の鋼。
【請求項５】Ｃa：0.001〜0.01％を含有する請求項１
に記載の鋼。
【請求項６】Ｃu：0.5〜2.5％を含有する請求項１に
記載の鋼。
【請求項７】Ｎb：0.01〜1.0％，Ｔi，0.01〜1.0％，
Ｖ：0.01〜1.0％の１種または２種以上を含有する請求
項１に記載の鋼。
【請求項８】自動車排ガス経路部材のフレキシブルチ
ューブ用である請求項１〜７に記載の鋼。