JP2021091938A - 土木用フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法ならびに前記鋼板を用いてなる土木構造物 - Google Patents
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Abstract
【課題】通気差腐食の抑制効果に優れ、土木用として適したフェライト系ステンレス鋼板を提供すること。【解決手段】質量％で、Ｃ：０．００１〜０．０３０％、Ｓｉ：０．０１〜１．００％、Ｍｎ：０．０１〜０．３０％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａｌ：０．０１〜１．００％、Ｃｒ：１８．０〜３５．０％、Ｎｉ：０．０１〜２．００％、およびＮ：０．００１〜０．０３０％を含有し、さらに、Ｔｉ：０．１０〜０．５０％、Ｎｂ：０．１０〜０．５０％のうちから選ばれた１種または２種と、Ｍｏ：０．０５〜３．００％、Ｃｕ：０．０５〜０．８０％のうちから選ばれた１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物である成分組成を有し、表面に存在する表面皮膜におけるＣｒのカチオン分率が０．３０以上であり、かつ、Ｍｎのカチオン分率に対するＳｉのカチオン分率およびＡｌのカチオン分率の合計の比が２．０以上であることを特徴とする土木用フェライト系ステンレス鋼板。【選択図】なし
Description
本発明は、土木用フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法ならびに前記鋼板を用いてなる土木構造物に関し、特に、水路や柵など鋼を用いた構造物の一部を地中に埋めて使用する用途に好適な土木用フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法に関する。
土木用途の鋼材には、強度や耐食性が求められることから、普通鋼や普通鋼にめっきや塗装を施したものが使用されてきた。これらの鋼はあらかじめ腐食速度を想定して、必要な腐食代を板厚に加味したうえで、長期間必要な特性を確保する設計となっている。そのため、これらの鋼を土木用途に使用した場合、数十年の間隔では保守や取り替えが必要となる。この設備保守に係るコストは決して安価なものではなく、特に大規模な構造物ほどその費用は高額となる。そこで、近年では鋼材の耐食性を向上させて保守点検の費用を抑えるというライフサイクルコストの観点から、腐食が軽微なステンレス鋼、特に、フェライト系ステンレス鋼の土木用途への適用が検討されている。
このような土木用ステンレス鋼としては、たとえば、特許文献１、特許文献２に開示されたステンレス鋼がある。特許文献１には、Ａ系およびＢ１系の介在物密度が１０個／ｃｍ２以下である加工性および耐食性に優れた、板厚３．０ｍｍ以下の、特に一般住宅用等に適用できる安価な土木建築用ステンレス鋼板が開示されている。特許文献２には、重量％でＣｒを１６％以上２５％以下含むフェライト系ステンレス鋼において、金属部最表層から０．５μｍ以上１０μｍ以下の深さ部分のＣｒ量が１６％未満である孔食を発生しにくい構造用フェライト系ステンレス鋼が開示されている。
しかしながら、土木構造物の使用環境においては、地上と地中とにまたがった部材において、酸素濃度の違いから、通気差腐食が発生し、地中における腐食が急速に進行する場合がある。これらのステンレス鋼では、通気差腐食が発生する使用環境においては耐食性が不足するという問題があった。
上記のように地上部分と地中部分にまたがった鋼構造物では、酸素濃度の違いから地上−地中間で通気差腐食が発生し、地中部分で迅速に腐食が進展するという問題があった。
この問題に鑑み、本発明では、通気差腐食の抑制効果に優れ、土木用として適したフェライト系ステンレス鋼板を提供することを目的とする。
本発明では、上記課題を解決するために、フェライト系ステンレス鋼の成分および表面皮膜と通気差腐食の関係について鋭意検討を行った。通気差腐食の抑制には、地上付近で発生する溶存酸素の還元によるカソード反応の抑制と地中内の環境である低酸化性環境における表面皮膜の維持能力の向上が有効であると本発明者らは考えた。そこで、低酸化性環境における表面皮膜の維持能力の観点から、ステンレス鋼の成分を種々検討したところ、１８質量％以上のＣｒを含有したうえで、ＣｕとＭｏの少なくとも１種を含有する成分組成を有するステンレス鋼板において、表面皮膜に含まれるＣｒ、Ｓｉ、Ｍｎ、ＡｌおよびＦｅの原子存在量の合計に対するＣｒの原子存在量の比（Ｃｒのカチオン分率）が０．３０以上であると低酸化性環境において良好な表面皮膜が維持されることが明らかとなった。さらに、前記成分組成を有するステンレス鋼板に関して、種々の表面皮膜を形成し、通気差腐食の発生を検討した結果、表面皮膜にＳｉ、Ａｌを含み、Ｍｎが少ない表面皮膜では通気差腐食が起こりにくいことが明らかとなった。
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、下記の構成を要旨とするものである。
［１］質量％で、
Ｃ：０．００１〜０．０３０％、
Ｓｉ：０．０１〜１．００％、
Ｍｎ：０．０１〜０．３０％、
Ｐ：０．０５％以下、
Ｓ：０．０１％以下、
Ａｌ：０．０１〜１．００％、
Ｃｒ：１８．０〜３５．０％、
Ｎｉ：０．０１〜２．００％、および
Ｎ：０．００１〜０．０３０％を含有し、
さらに、Ｔｉ：０．１０〜０．５０％、Ｎｂ：０．１０〜０．５０％のうちから選ばれた１種または２種と、
Ｍｏ：０．０５〜３．００％、Ｃｕ：０．０５〜０．８０％のうちから選ばれた１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物である成分組成を有し、
表面に存在する表面皮膜におけるＣｒのカチオン分率が０．３０以上であり、かつ、Ｍｎのカチオン分率に対するＳｉのカチオン分率およびＡｌのカチオン分率の合計の比が２．０以上であることを特徴とする土木用フェライト系ステンレス鋼板。
ここで、上記Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌのカチオン分率は、それぞれ前記表面皮膜に含まれるＣｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、ＡｌおよびＦｅの原子存在量の合計に対するＣｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌの原子存在量の比である。
［２］前記成分組成が、さらに、質量％で、
Ｗ：０〜１．００％、Ｃｏ：０〜０．５０％のうちから選ばれた１種または２種を含有することを特徴とする［１］に記載の土木用フェライト系ステンレス鋼板。
［３］前記成分組成が、さらに、質量％で、
Ｚｒ：０〜０．５０％、
Ｖ：０〜０．５０％、
ＲＥＭ：０〜０．１０％、
Ｂ：０〜０．０１００％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有することを特徴とする［１］または［２］に記載の土木用フェライト系ステンレス鋼板。
［４］前記［１］〜［３］のいずれかに記載の土木用フェライト系ステンレス鋼板の製造方法であって、
フェライト系ステンレス鋼冷延板に、３０体積％以下の水素を含む露点−３０℃以下の雰囲気中で、７００〜１１００℃の温度で焼鈍を行う冷延板焼鈍工程と、
前記冷延板焼鈍工程後のフェライト系ステンレス鋼冷延焼鈍板に、５〜２０質量％のＨＮＯ３を含む溶液中で電気量が１０〜３０Ｃ／ｄｍ２となる電解処理を行う電解処理工程とを有することを特徴とする土木用フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
［５］前記［１］〜［３］のいずれかに記載の土木用フェライト系ステンレス鋼板を用いてなる土木構造物。
Ｃ：０．００１〜０．０３０％、
Ｓｉ：０．０１〜１．００％、
Ｍｎ：０．０１〜０．３０％、
Ｐ：０．０５％以下、
Ｓ：０．０１％以下、
Ａｌ：０．０１〜１．００％、
Ｃｒ：１８．０〜３５．０％、
Ｎｉ：０．０１〜２．００％、および
Ｎ：０．００１〜０．０３０％を含有し、
さらに、Ｔｉ：０．１０〜０．５０％、Ｎｂ：０．１０〜０．５０％のうちから選ばれた１種または２種と、
Ｍｏ：０．０５〜３．００％、Ｃｕ：０．０５〜０．８０％のうちから選ばれた１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物である成分組成を有し、
表面に存在する表面皮膜におけるＣｒのカチオン分率が０．３０以上であり、かつ、Ｍｎのカチオン分率に対するＳｉのカチオン分率およびＡｌのカチオン分率の合計の比が２．０以上であることを特徴とする土木用フェライト系ステンレス鋼板。
ここで、上記Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌのカチオン分率は、それぞれ前記表面皮膜に含まれるＣｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、ＡｌおよびＦｅの原子存在量の合計に対するＣｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌの原子存在量の比である。
［２］前記成分組成が、さらに、質量％で、
Ｗ：０〜１．００％、Ｃｏ：０〜０．５０％のうちから選ばれた１種または２種を含有することを特徴とする［１］に記載の土木用フェライト系ステンレス鋼板。
［３］前記成分組成が、さらに、質量％で、
Ｚｒ：０〜０．５０％、
Ｖ：０〜０．５０％、
ＲＥＭ：０〜０．１０％、
Ｂ：０〜０．０１００％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有することを特徴とする［１］または［２］に記載の土木用フェライト系ステンレス鋼板。
［４］前記［１］〜［３］のいずれかに記載の土木用フェライト系ステンレス鋼板の製造方法であって、
フェライト系ステンレス鋼冷延板に、３０体積％以下の水素を含む露点−３０℃以下の雰囲気中で、７００〜１１００℃の温度で焼鈍を行う冷延板焼鈍工程と、
前記冷延板焼鈍工程後のフェライト系ステンレス鋼冷延焼鈍板に、５〜２０質量％のＨＮＯ３を含む溶液中で電気量が１０〜３０Ｃ／ｄｍ２となる電解処理を行う電解処理工程とを有することを特徴とする土木用フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
［５］前記［１］〜［３］のいずれかに記載の土木用フェライト系ステンレス鋼板を用いてなる土木構造物。
本発明によれば、通気差腐食の抑制効果に優れ、土木用として適したフェライト系ステンレス鋼板を提供することができる。
本発明によれば、鋼構造物の一部を地中に埋めて使用する用途に好適なフェライト系ステンレス鋼板が得られる。本発明の土木用フェライト系ステンレス鋼板を用いてなる土木構造物は、一部が地中に埋められて設置された状態における通気差腐食による損傷が抑制される。そのため、設備保守や保守点検等に要する費用の抑制等を通じてライフサイクルコスト低減を図ることが可能である。
以下に本発明を詳細に説明する。
まず、本発明で成分組成を限定した理由について説明する。なお、各元素の含有量を示す「％」は、特に断らない限り質量％を意味する。
Ｃ：０．００１〜０．０３０％
Ｃは鋼に不可避的に含まれる元素である。Ｃの含有量が多いと強度が向上し、少ないと加工性が向上する。土木用途に使用するうえで適度な強度を得るためには０．００１％以上のＣの含有が適当である。一方で、過剰のＣの含有は耐食性の低下が顕著となるため、０．０３０％以下の含有が適当である。よって、Ｃ含有量は０．００１〜０．０３０％とした。Ｃ含有量は、好ましくは０．００２％以上である。また、Ｃ含有量は、好ましくは０．０２０％以下である。
Ｃは鋼に不可避的に含まれる元素である。Ｃの含有量が多いと強度が向上し、少ないと加工性が向上する。土木用途に使用するうえで適度な強度を得るためには０．００１％以上のＣの含有が適当である。一方で、過剰のＣの含有は耐食性の低下が顕著となるため、０．０３０％以下の含有が適当である。よって、Ｃ含有量は０．００１〜０．０３０％とした。Ｃ含有量は、好ましくは０．００２％以上である。また、Ｃ含有量は、好ましくは０．０２０％以下である。
Ｓｉ：０．０１〜１．００％
Ｓｉは本発明において重要な元素である。ＳｉをＡｌとともに表面皮膜中に濃化させることで、酸素の還元によるカソード反応を抑制し、酸素濃度の差によって生じる通気差腐食の発生を抑制する効果が得られる。その効果は鋼中のＳｉ含有量が０．０１％以上で得られる。しかし、Ｓｉ含有量が１．００％を超えると鋼の靭性が低下する。よって、Ｓｉ含有量は０．０１〜１．００％とした。Ｓｉ含有量は、好ましくは０．０８％以上である。また、Ｓｉ含有量は、好ましくは０．８０％以下であり、より好ましくは０．４０％以下である。
Ｓｉは本発明において重要な元素である。ＳｉをＡｌとともに表面皮膜中に濃化させることで、酸素の還元によるカソード反応を抑制し、酸素濃度の差によって生じる通気差腐食の発生を抑制する効果が得られる。その効果は鋼中のＳｉ含有量が０．０１％以上で得られる。しかし、Ｓｉ含有量が１．００％を超えると鋼の靭性が低下する。よって、Ｓｉ含有量は０．０１〜１．００％とした。Ｓｉ含有量は、好ましくは０．０８％以上である。また、Ｓｉ含有量は、好ましくは０．８０％以下であり、より好ましくは０．４０％以下である。
Ｍｎ：０．０１〜０．３０％
Ｍｎは鋼の強度を高める効果がある。その効果は０．０１％以上のＭｎの含有で得られる。一方、鋼中のＭｎ含有量が０．３０％を超えると、表面皮膜中にＭｎが多量に含まれるようになって、通気差腐食が進行しやすくなる。よって、Ｍｎ含有量は０．０１〜０．３０％とした。Ｍｎ含有量は、好ましくは０．０２％以上である。また、Ｍｎ含有量は、好ましくは０．２０％以下である。
Ｍｎは鋼の強度を高める効果がある。その効果は０．０１％以上のＭｎの含有で得られる。一方、鋼中のＭｎ含有量が０．３０％を超えると、表面皮膜中にＭｎが多量に含まれるようになって、通気差腐食が進行しやすくなる。よって、Ｍｎ含有量は０．０１〜０．３０％とした。Ｍｎ含有量は、好ましくは０．０２％以上である。また、Ｍｎ含有量は、好ましくは０．２０％以下である。
Ｐ：０．０５％以下
Ｐは鋼に不可避的に含まれる元素であり、ステンレス鋼の耐食性を低下させる元素である。よって、Ｐ含有量は少ないほど好ましく、０．０５％以下とした。Ｐ含有量は、好ましくは０．０４％以下であり、さらに好ましくは０．０３％以下である。下限については特に限定されるものではないが、過度の脱Ｐは製造コストの増加を招くので、Ｐ含有量の下限は０．０１％程度とすることが好適である。
Ｐは鋼に不可避的に含まれる元素であり、ステンレス鋼の耐食性を低下させる元素である。よって、Ｐ含有量は少ないほど好ましく、０．０５％以下とした。Ｐ含有量は、好ましくは０．０４％以下であり、さらに好ましくは０．０３％以下である。下限については特に限定されるものではないが、過度の脱Ｐは製造コストの増加を招くので、Ｐ含有量の下限は０．０１％程度とすることが好適である。
Ｓ：０．０１％以下
Ｓを０．０１％超えて含有するとＣａＳやＭｎＳなどの水溶性硫化物が生成し、耐食性が低下する。よって、Ｓ含有量は０．０１％以下とした。下限については特に限定されるものではないが、過度の脱Ｓは製造コストの増加を招くので、Ｓ含有量の下限は０．０００５％程度とすることが好適である。
Ｓを０．０１％超えて含有するとＣａＳやＭｎＳなどの水溶性硫化物が生成し、耐食性が低下する。よって、Ｓ含有量は０．０１％以下とした。下限については特に限定されるものではないが、過度の脱Ｓは製造コストの増加を招くので、Ｓ含有量の下限は０．０００５％程度とすることが好適である。
Ａｌ：０．０１〜１．００％
Ａｌは本発明において重要な元素である。ＡｌをＳｉとともに表面皮膜中に濃化させることで、酸素の還元によるカソード反応を抑制し、通気差腐食の発生を抑制する効果が得られる。その効果は鋼中のＡｌ含有量が０．０１％以上で得られる。一方で、Ａｌ含有量が１．００％を超えると加工性が低下する。よって、Ａｌ含有量は０．０１〜１．００％とした。Ａｌ含有量は、好ましくは０．０２％以上であり、より好ましくは０．０５％以上である。また、Ａｌ含有量は、好ましくは０．５０％以下であり、より好ましくは０．１５％以下である。
Ａｌは本発明において重要な元素である。ＡｌをＳｉとともに表面皮膜中に濃化させることで、酸素の還元によるカソード反応を抑制し、通気差腐食の発生を抑制する効果が得られる。その効果は鋼中のＡｌ含有量が０．０１％以上で得られる。一方で、Ａｌ含有量が１．００％を超えると加工性が低下する。よって、Ａｌ含有量は０．０１〜１．００％とした。Ａｌ含有量は、好ましくは０．０２％以上であり、より好ましくは０．０５％以上である。また、Ａｌ含有量は、好ましくは０．５０％以下であり、より好ましくは０．１５％以下である。
Ｃｒ：１８．０〜３５．０％
Ｃｒはフェライト系ステンレス鋼の優れた耐食性を発揮するためには必須の元素であり、本発明において通気差腐食を抑制するための重要な役割を持つ元素である。ステンレス鋼の表面皮膜は主にＣｒとＦｅの酸化物・水酸化物を主体とした皮膜であるが、表面皮膜に含まれるＣｒ、Ｓｉ、Ｍｎ、ＡｌおよびＦｅの原子存在量の合計に対するＣｒの原子存在量の比（Ｃｒのカチオン分率）が０．３０以上である表面皮膜を形成するためには鋼中に１８．０％以上のＣｒの含有が必要である。一方で、３５．０％を超えてＣｒを含有すると熱間加工性が低下し、製造が困難となる。よって、Ｃｒ含有量は１８．０〜３５．０％とした。Ｃｒ含有量は、好ましくは２０．０％以上である。また、Ｃｒ含有量は、好ましくは３３．０％以下であり、より好ましくは２６．０％以下であり、さらに好ましくは２４．０％以下である。
Ｃｒはフェライト系ステンレス鋼の優れた耐食性を発揮するためには必須の元素であり、本発明において通気差腐食を抑制するための重要な役割を持つ元素である。ステンレス鋼の表面皮膜は主にＣｒとＦｅの酸化物・水酸化物を主体とした皮膜であるが、表面皮膜に含まれるＣｒ、Ｓｉ、Ｍｎ、ＡｌおよびＦｅの原子存在量の合計に対するＣｒの原子存在量の比（Ｃｒのカチオン分率）が０．３０以上である表面皮膜を形成するためには鋼中に１８．０％以上のＣｒの含有が必要である。一方で、３５．０％を超えてＣｒを含有すると熱間加工性が低下し、製造が困難となる。よって、Ｃｒ含有量は１８．０〜３５．０％とした。Ｃｒ含有量は、好ましくは２０．０％以上である。また、Ｃｒ含有量は、好ましくは３３．０％以下であり、より好ましくは２６．０％以下であり、さらに好ましくは２４．０％以下である。
Ｎｉ：０．０１〜２．００％
Ｎｉは鋼中の金属成分のイオン化を抑制し、耐食性を向上する元素である。その効果は０．０１％のＮｉの含有で得られる。一方で、２．００％を超えるＮｉの含有は応力腐食割れが発生するようになり、耐食性を低下させる。よって、Ｎｉ含有量は０．０１〜２．００％とした。Ｎｉ含有量は、好ましくは０．０２％以上である。また、Ｎｉ含有量は、好ましくは１．００％以下であり、より好ましくは０．４０％以下である。
Ｎｉは鋼中の金属成分のイオン化を抑制し、耐食性を向上する元素である。その効果は０．０１％のＮｉの含有で得られる。一方で、２．００％を超えるＮｉの含有は応力腐食割れが発生するようになり、耐食性を低下させる。よって、Ｎｉ含有量は０．０１〜２．００％とした。Ｎｉ含有量は、好ましくは０．０２％以上である。また、Ｎｉ含有量は、好ましくは１．００％以下であり、より好ましくは０．４０％以下である。
Ｎ：０．００１〜０．０３０％
Ｎは、Ｃと同様に固溶強化により鋼の強度を上昇させる効果がある。その効果はＮ含有量が０．００１％以上で得られる。しかし、０．０３０％を超えてＮを含有すると加工性の低下が顕著となる。よって、Ｎ含有量は０．００１〜０．０３０％とした。Ｎ含有量は、好ましくは０．００２％以上である。また、Ｎ含有量は、好ましくは０．０２０％以下である。
Ｎは、Ｃと同様に固溶強化により鋼の強度を上昇させる効果がある。その効果はＮ含有量が０．００１％以上で得られる。しかし、０．０３０％を超えてＮを含有すると加工性の低下が顕著となる。よって、Ｎ含有量は０．００１〜０．０３０％とした。Ｎ含有量は、好ましくは０．００２％以上である。また、Ｎ含有量は、好ましくは０．０２０％以下である。
Ｔｉ：０．１０〜０．５０％、Ｎｂ：０．１０〜０．５０％のうちから選ばれた１種または２種
Ｔｉは鋼中のＣ、Ｎと結合して、Ｃｒ炭窒化物の生成による耐食性の低下を抑制する作用がある。その効果は０．１０％以上のＴｉの含有で得られる。一方で、０．５０％を超えてＴｉを含有させると、鋼の靭性が低下する。よって、Ｔｉ含有量は０．１０〜０．５０％とした。Ｔｉ含有量は、好ましくは０．１５％以上である。また、Ｔｉ含有量は、好ましくは０．４０％以下である。
Ｔｉは鋼中のＣ、Ｎと結合して、Ｃｒ炭窒化物の生成による耐食性の低下を抑制する作用がある。その効果は０．１０％以上のＴｉの含有で得られる。一方で、０．５０％を超えてＴｉを含有させると、鋼の靭性が低下する。よって、Ｔｉ含有量は０．１０〜０．５０％とした。Ｔｉ含有量は、好ましくは０．１５％以上である。また、Ｔｉ含有量は、好ましくは０．４０％以下である。
Ｎｂは、Ｔｉと同様に鋼中のＣ、Ｎと結合して、Ｃｒ炭窒化物の生成による耐食性の低下を抑制する作用がある。その効果は０．１０％以上のＮｂの含有で得られる。一方で、Ｎｂ含有量が０．５０％を超えると加工性が低下し、成形が困難となる。よって、Ｎｂ含有量は０．１０〜０．５０％とした。Ｎｂ含有量は、好ましくは０．１５％以上である。また、Ｎｂ含有量は、好ましくは０．４０％以下である。
Ｍｏ：０．０５〜３．００％、Ｃｕ：０．０５〜０．８０％のうちから選ばれた１種または２種
Ｍｏは本発明における重要な元素のひとつである。Ｍｏを鋼中に含有させることで表面皮膜へのＣｒの濃化を促進し、低酸化性環境における表面皮膜の維持能力を向上させる作用がある。その効果は０．０５％以上のＭｏの含有で得られる。一方で、３．００％を超えるＭｏの含有は加工性を低下させる。よって、Ｍｏ含有量は０．０５〜３．００％とした。Ｍｏ含有量は、好ましくは０．１０％以上であり、より好ましくは０．４０％以上である。また、Ｍｏ含有量は、好ましくは２．００％以下である。
Ｍｏは本発明における重要な元素のひとつである。Ｍｏを鋼中に含有させることで表面皮膜へのＣｒの濃化を促進し、低酸化性環境における表面皮膜の維持能力を向上させる作用がある。その効果は０．０５％以上のＭｏの含有で得られる。一方で、３．００％を超えるＭｏの含有は加工性を低下させる。よって、Ｍｏ含有量は０．０５〜３．００％とした。Ｍｏ含有量は、好ましくは０．１０％以上であり、より好ましくは０．４０％以上である。また、Ｍｏ含有量は、好ましくは２．００％以下である。
Ｃｕは本発明における重要な元素のひとつである。ＣｕはＭｏと同様に鋼中に含有させることで表面皮膜へのＣｒの濃化を促進し、低酸化性環境における表面皮膜の維持能力を向上させる作用がある。その効果は０．０５％以上のＣｕの含有で得られる。一方で、０．８０％を超えるＣｕの含有は金属Ｃｕの析出が発生し耐食性を低下させる。よって、Ｃｕ含有量は０．０５〜０．８０％とした。Ｃｕ含有量は、好ましくは０．１０％以上である。また、Ｃｕ含有量は、好ましくは０．６０％以下である。
本発明の土木用フェライト系ステンレス鋼板（以下、単に、フェライト系ステンレス鋼板ともいう。）は、上記成分を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有することが好ましい。
また、本発明のフェライト系ステンレス鋼板は、上記成分組成に加えて、さらに下記のＡ群、Ｂ群のうちから選ばれた１種または２種を含有することができる。
（Ａ群）Ｗ：０〜１．００％、Ｃｏ：０〜０．５０％のうちから選ばれた１種または２種
（Ｂ群）Ｚｒ：０〜０．５０％、Ｖ：０〜０．５０％、ＲＥＭ：０〜０．１０％、Ｂ：０〜０．０１００％のうちから選ばれた１種または２種以上
（Ａ群）Ｗ：０〜１．００％、Ｃｏ：０〜０．５０％のうちから選ばれた１種または２種
（Ｂ群）Ｚｒ：０〜０．５０％、Ｖ：０〜０．５０％、ＲＥＭ：０〜０．１０％、Ｂ：０〜０．０１００％のうちから選ばれた１種または２種以上
Ｗ：０〜１．００％
ＷはＭｏと同様に鋼の耐食性を向上する効果がある。しかし、過剰のＷの含有は鋼の強度を上昇させ、加工性を低下させる。よって、Ｗを含有する場合、Ｗ含有量は１．００％以下とした。Ｗ含有量は、好ましくは０．０１％以上である。また、Ｗ含有量は、好ましくは０．５０％以下である。
ＷはＭｏと同様に鋼の耐食性を向上する効果がある。しかし、過剰のＷの含有は鋼の強度を上昇させ、加工性を低下させる。よって、Ｗを含有する場合、Ｗ含有量は１．００％以下とした。Ｗ含有量は、好ましくは０．０１％以上である。また、Ｗ含有量は、好ましくは０．５０％以下である。
Ｃｏ：０〜０．５０％
Ｃｏは鋼の靭性を向上させる元素である。しかし、０．５０％を超えてＣｏを含有すると加工性が低下する。よって、Ｃｏを含有する場合、Ｃｏ含有量は０．５０％以下とした。Ｃｏ含有量は、好ましくは０．０１％以上である。また、Ｃｏ含有量は、好ましくは０．３０％以下である。
Ｃｏは鋼の靭性を向上させる元素である。しかし、０．５０％を超えてＣｏを含有すると加工性が低下する。よって、Ｃｏを含有する場合、Ｃｏ含有量は０．５０％以下とした。Ｃｏ含有量は、好ましくは０．０１％以上である。また、Ｃｏ含有量は、好ましくは０．３０％以下である。
Ｚｒ：０〜０．５０％
ＺｒはＣ、Ｎと結合して、鋭敏化を抑制する効果がある。しかし、過剰のＺｒの含有は加工性を低下させるうえ、Ｚｒは非常に高い元素であるためコストの増大を招く。よって、Ｚｒを含有する場合、Ｚｒ含有量は０．５０％以下とした。Ｚｒ含有量は、好ましくは０．０１％以上である。また、Ｚｒ含有量は、好ましくは０．２０％以下である。
ＺｒはＣ、Ｎと結合して、鋭敏化を抑制する効果がある。しかし、過剰のＺｒの含有は加工性を低下させるうえ、Ｚｒは非常に高い元素であるためコストの増大を招く。よって、Ｚｒを含有する場合、Ｚｒ含有量は０．５０％以下とした。Ｚｒ含有量は、好ましくは０．０１％以上である。また、Ｚｒ含有量は、好ましくは０．２０％以下である。
Ｖ：０〜０．５０％
Ｖは、ＶＮを形成することでＣｒ窒化物の析出による鋼の耐食性の低下を抑制する元素である。しかし、０．５０％を超える過剰なＶの含有は、加工性を低下させる。よって、Ｖを含有する場合、Ｖ含有量は０．５０％以下とした。Ｖ含有量は、好ましくは０．０１％以上である。また、Ｖ含有量は、好ましくは０．３０％以下である。
Ｖは、ＶＮを形成することでＣｒ窒化物の析出による鋼の耐食性の低下を抑制する元素である。しかし、０．５０％を超える過剰なＶの含有は、加工性を低下させる。よって、Ｖを含有する場合、Ｖ含有量は０．５０％以下とした。Ｖ含有量は、好ましくは０．０１％以上である。また、Ｖ含有量は、好ましくは０．３０％以下である。
ＲＥＭ：０〜０．１０％
ＲＥＭ（希土類金属;Rare Earth Metals）は耐酸化性を向上する元素である。しかし、過剰のＲＥＭの含有は酸洗性などの製造性を低下させるうえ、コストの増大を招く。よって、ＲＥＭを含有する場合、ＲＥＭ含有量は０．１０％以下とした。ＲＥＭ含有量は、好ましくは０．０１％以上である。
ＲＥＭ（希土類金属;Rare Earth Metals）は耐酸化性を向上する元素である。しかし、過剰のＲＥＭの含有は酸洗性などの製造性を低下させるうえ、コストの増大を招く。よって、ＲＥＭを含有する場合、ＲＥＭ含有量は０．１０％以下とした。ＲＥＭ含有量は、好ましくは０．０１％以上である。
Ｂ：０〜０．０１００％
Ｂは二次加工脆性を改善する元素である。しかし、過剰のＢの添加は、固溶強化による加工性低下を引き起こす。よって、Ｂを含有する場合、Ｂ含有量は０．０１００％以下とした。Ｂ含有量は、好ましくは０．０００３％以上である。また、Ｂ含有量は、好ましくは０．００３０％以下である。
Ｂは二次加工脆性を改善する元素である。しかし、過剰のＢの添加は、固溶強化による加工性低下を引き起こす。よって、Ｂを含有する場合、Ｂ含有量は０．０１００％以下とした。Ｂ含有量は、好ましくは０．０００３％以上である。また、Ｂ含有量は、好ましくは０．００３０％以下である。
表面皮膜におけるＣｒのカチオン分率が０．３０以上
ステンレス鋼の耐食性はその表面に形成される皮膜（一般的には不動態皮膜と呼ばれる）によって担保される。この鋼表面に存在する表面皮膜は、Ｃｒ含有量が多いほど、緻密で良好な皮膜になるとされている。本発明が想定する使用環境は、鋼の一部を地中に埋めて使用する環境であり、地中部分では酸素などの酸化性物質が不十分となる。そのため、表面皮膜の維持電流による皮膜の溶解が、酸化による皮膜の生成より優勢となり、表面皮膜が緩やかに溶解しやすい環境となる。表面皮膜に含まれるＣｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、ＡｌおよびＦｅの原子存在量の合計に対するＣｒの原子存在量の比であるＣｒのカチオン分率を０．３０以上とすることで、維持電流の小さい溶解しにくい表面皮膜が得られ、低酸化性環境である地中において表面皮膜の維持が可能となる。よって、表面皮膜に含まれるＣｒのカチオン分率を０．３０以上とする。前記カチオン分率は、好ましくは０．３５以上である。また、前記カチオン分率は、高くなりすぎると皮膜にクラックが入り欠陥となるおそれがあるため、０．８０以下が好ましく、０．７０以下がより好ましい。
ステンレス鋼の耐食性はその表面に形成される皮膜（一般的には不動態皮膜と呼ばれる）によって担保される。この鋼表面に存在する表面皮膜は、Ｃｒ含有量が多いほど、緻密で良好な皮膜になるとされている。本発明が想定する使用環境は、鋼の一部を地中に埋めて使用する環境であり、地中部分では酸素などの酸化性物質が不十分となる。そのため、表面皮膜の維持電流による皮膜の溶解が、酸化による皮膜の生成より優勢となり、表面皮膜が緩やかに溶解しやすい環境となる。表面皮膜に含まれるＣｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、ＡｌおよびＦｅの原子存在量の合計に対するＣｒの原子存在量の比であるＣｒのカチオン分率を０．３０以上とすることで、維持電流の小さい溶解しにくい表面皮膜が得られ、低酸化性環境である地中において表面皮膜の維持が可能となる。よって、表面皮膜に含まれるＣｒのカチオン分率を０．３０以上とする。前記カチオン分率は、好ましくは０．３５以上である。また、前記カチオン分率は、高くなりすぎると皮膜にクラックが入り欠陥となるおそれがあるため、０．８０以下が好ましく、０．７０以下がより好ましい。
表面皮膜におけるＭｎのカチオン分率に対するＳｉのカチオン分率およびＡｌのカチオン分率の合計の比が２．０以上
ステンレス鋼の表面皮膜は半導体的な性質を有しており、その導電性は不純物原子に依存する。種々検討の結果、表面皮膜におけるＭｎのカチオン分率に対するＳｉのカチオン分率およびＡｌのカチオン分率の合計の比が２．０以上の場合に、表面皮膜を通した酸素の還元によるカソード反応が抑制されることが明らかとなった。この原因は明確にはなっていないが、価数変化の起こりやすいＭｎに対して、安定した酸化物を形成するＳｉ、Ａｌが相対的に増えることで表面皮膜の半導体的な性質が変化し、溶存酸素の還元反応に必要な電子の授受が抑制されたものと考えられる。よって、表面皮膜におけるＭｎのカチオン分率に対するＳｉのカチオン分率およびＡｌのカチオン分率の合計の比を２．０以上とした。好ましくは、前記の比は２．５以上である。また、表面皮膜の変形性能の点からは、前記の比は、１０．０以下が好ましく、５．０以下がより好ましい。
ステンレス鋼の表面皮膜は半導体的な性質を有しており、その導電性は不純物原子に依存する。種々検討の結果、表面皮膜におけるＭｎのカチオン分率に対するＳｉのカチオン分率およびＡｌのカチオン分率の合計の比が２．０以上の場合に、表面皮膜を通した酸素の還元によるカソード反応が抑制されることが明らかとなった。この原因は明確にはなっていないが、価数変化の起こりやすいＭｎに対して、安定した酸化物を形成するＳｉ、Ａｌが相対的に増えることで表面皮膜の半導体的な性質が変化し、溶存酸素の還元反応に必要な電子の授受が抑制されたものと考えられる。よって、表面皮膜におけるＭｎのカチオン分率に対するＳｉのカチオン分率およびＡｌのカチオン分率の合計の比を２．０以上とした。好ましくは、前記の比は２．５以上である。また、表面皮膜の変形性能の点からは、前記の比は、１０．０以下が好ましく、５．０以下がより好ましい。
ここで、上記Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌのカチオン分率は、それぞれ表面皮膜に含まれるＣｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、ＡｌおよびＦｅの原子存在量の合計に対するＣｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌの原子存在量の比である。すなわち、表面皮膜に含まれるＣｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅの原子存在量をそれぞれ［Ｃｒ］、［Ｍｎ］、［Ｓｉ］、［Ａｌ］、［Ｆｅ］としたとき、Ｃｒのカチオン分率は、［Ｃｒ］／（［Ｃｒ］＋［Ｍｎ］＋［Ｓｉ］＋［Ａｌ］＋［Ｆｅ］）で算出され、Ｍｎのカチオン分率は、［Ｍｎ］／（［Ｃｒ］＋［Ｍｎ］＋［Ｓｉ］＋［Ａｌ］＋［Ｆｅ］）で算出され、Ｓｉのカチオン分率は、［Ｓｉ］／（［Ｃｒ］＋［Ｍｎ］＋［Ｓｉ］＋［Ａｌ］＋［Ｆｅ］）で算出され、Ａｌのカチオン分率は、［Ａｌ］／（［Ｃｒ］＋［Ｍｎ］＋［Ｓｉ］＋［Ａｌ］＋［Ｆｅ］）で算出される。また、本発明では、後述する実施例に記載の方法により、前記カチオン分率、Ｍｎのカチオン分率に対するＳｉのカチオン分率およびＡｌのカチオン分率の合計の比を求める。
次に、本発明のフェライト系ステンレス鋼板の好適な製造方法の一例を以下に示す。上記の成分組成を有する鋼スラブを、熱間圧延して熱延板とし、該熱延板に必要に応じて熱延板焼鈍、酸洗を施す。その後、該熱延板に冷間圧延を施しフェライト系ステンレス鋼冷延板とする。一例として前記鋼スラブを１１００〜１３００℃に加熱後、板厚２．０〜１５．０ｍｍになるように熱間圧延を施す。こうして作製した熱延板を８００〜１１００℃の温度で熱延板焼鈍し酸洗を行い、スケールを除去する。熱延板焼鈍前または酸洗前には、ショットブラストなどの機械的作用による脱スケール処理、グラインダや研磨ベルトによる研削・研磨処理を行ってもよい。次に、上記のようにして得た熱延板に、冷間圧延を施しフェライト系ステンレス鋼冷延板とする。この際、板厚０．３〜５．０ｍｍになるように冷間圧延を行うことが好ましい。
その後、上記のようにして得たフェライト系ステンレス鋼冷延板に、３０体積％以下の水素を含む露点−３０℃以下の雰囲気中で、７００〜１１００℃の温度で焼鈍を行う冷延板焼鈍を行う（冷延板焼鈍工程）。冷延板焼鈍の焼鈍時間は１０〜１８０ｓが好ましい。この冷延板焼鈍によってスケール内層付近へのＡｌ、Ｓｉの濃化を促進する。なお、前記冷延板焼鈍の雰囲気において、水素は２５体積％以下が好ましい。また、前記冷延板焼鈍の雰囲気において、水素は１体積％以上が好ましく、５体積％以上がより好ましい。前記冷延板焼鈍の雰囲気において、水素以外の残部は窒素であることが好ましい。また、前記冷延板焼鈍の雰囲気において、露点は−４０℃以下が好ましい。冷延板焼鈍の温度は８００℃以上が好ましい。また、冷延板焼鈍の温度は１０００℃以下が好ましい。
冷延板焼鈍後のフェライト系ステンレス鋼冷延焼鈍板には、必要に応じて、酸洗を施し、スケールを除去する。酸洗には、硫酸、塩酸、弗酸などの無機酸を用いる。酸への浸漬と合わせて電解処理を行ってもよい。
さらに、フェライト系ステンレス鋼冷延焼鈍板に、５〜２０質量％のＨＮＯ３を含む溶液中で電気量が１０〜３０Ｃ／ｄｍ２となる電解処理を行う（電解処理工程）。前記溶液としては水溶液が好ましい。なお、フェライト系ステンレス鋼冷延焼鈍板に酸洗を施す場合、この電解処理は、酸洗の最終工程で施される。この電解処理によって、表面皮膜中のＦｅ、Ｍｎを溶解し、その濃度を低減するとともに、表面皮膜中の相対的なＣｒ、Ａｌ、Ｓｉの濃度を増加させる。これらのフェライト系ステンレス鋼冷延板の焼鈍、電解処理により、表面皮膜におけるＭｎのカチオン分率に対するＳｉのカチオン分率およびＡｌのカチオン分率の合計の比を２．０以上とし、かつ、表面皮膜におけるＣｒのカチオン分率を０．３０以上とする。
本発明のフェライト系ステンレス鋼板は、適宜加工が施されて土木構造物とされる。前記土木構造物としては、例えば、水路、井戸、ガードレール、防護柵等が挙げられる。本発明のフェライト系ステンレス鋼板を用いてなる土木構造物は、一部が地中に埋められて設置された状態における通気差腐食による損傷が抑制される。そのため、設備保守や保守点検等に要する費用の抑制等を通じてライフサイクルコストの低減を図ることが可能である。
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
表１に示す成分組成のステンレス鋼を実験室において真空溶製し、分解圧延、熱間圧延を行い板厚３．０ｍｍの熱延板を作製した。得られた熱延板に９５０〜１０５０℃の温度で熱延板焼鈍し酸洗を行い、スケールを除去した。その後、板厚１．０ｍｍまで冷間圧延を行った。得られたフェライト系ステンレス鋼冷延板に、９００〜１０５０℃の温度で冷延板焼鈍を行った。均熱時間は２０〜６０ｓとした。焼鈍雰囲気は水素５体積％、窒素９５体積％、露点−５０℃とした。冷延板焼鈍後には５０℃の１０質量％ＨＮＯ３溶液中で電気量が１０Ｃ／ｄｍ２となる電解処理を行い、供試材とした。
表１に示す成分組成のステンレス鋼を実験室において真空溶製し、分解圧延、熱間圧延を行い板厚３．０ｍｍの熱延板を作製した。得られた熱延板に９５０〜１０５０℃の温度で熱延板焼鈍し酸洗を行い、スケールを除去した。その後、板厚１．０ｍｍまで冷間圧延を行った。得られたフェライト系ステンレス鋼冷延板に、９００〜１０５０℃の温度で冷延板焼鈍を行った。均熱時間は２０〜６０ｓとした。焼鈍雰囲気は水素５体積％、窒素９５体積％、露点−５０℃とした。冷延板焼鈍後には５０℃の１０質量％ＨＮＯ３溶液中で電気量が１０Ｃ／ｄｍ２となる電解処理を行い、供試材とした。
本発明では、表面皮膜におけるＣｒのカチオン分率、および、表面皮膜におけるＭｎのカチオン分率に対するＳｉのカチオン分率およびＡｌのカチオン分率の合計の比をＡＥＳ測定により求める。上記得られた供試材の表面からＡＥＳ（Auger Electron Spectroscopy、PHISICAL ELECTONICS社製「PHI MODEL 660」）により深さ方向の成分プロファイルを測定し、酸素濃度が最大値の５０％となった深さまでを表面皮膜として、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅを検出対象として前記表面皮膜中のＣｒ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅの各元素の原子存在量を測定した。そして、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｍｎ、ＡｌおよびＦｅの原子存在量の合計に対するＣｒの原子存在量の比であるＣｒのカチオン分率を求めた。さらに、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｍｎ、ＡｌおよびＦｅの原子存在量の合計に対するＳｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅそれぞれの原子存在量の比であるＳｉのカチオン分率、Ｍｎのカチオン分率、Ａｌのカチオン分率、Ｆｅのカチオン分率を求め、Ｍｎのカチオン分率に対するＳｉのカチオン分率およびＡｌのカチオン分率の合計の比を算出した。加速電圧は５ｋＶ、測定領域は１０μｍ２とした。結果を表１に示す。
通気差腐食に対する耐食性を評価するため、半土中環境（一部を地中に埋めて使用する環境）における腐食試験を実施した。供試材より長さ３００ｍｍ×幅５０ｍｍの試験片を採取した。トールビーカーに、粒の直径が６〜１２ｍｍとなる鹿沼土を前記トールビーカーの底面から２００ｍｍの高さまで満たし、前記試験片を長さ２００ｍｍまで前記鹿沼土中に埋設し、長さ１００ｍｍは地上に位置するように前記試験片を設置した後、Ｃｌ−濃度が２０００ｐｐｍのＮａＣｌ水溶液を液面の高さが前記トールビーカーの底面から１００ｍｍになるまで加えて、大気中にて１か月放置する腐食試験を行った。前記ＮａＣｌ水溶液は１週間ごとに液面高さが前記トールビーカーの底面から１００ｍｍになるまで継ぎ足した。この腐食試験で、試験片の表面から深さ５０μｍを超える腐食が観察されなかったものを合格とし、深さ５０μｍを超える腐食が観察されたものを不合格とした。腐食の深さとしては、腐食試験後の試験片を、１０質量％硝酸で洗浄して錆を除去し、前記洗浄後の試験片表面からの腐食の深い箇所５か所を目視にて選定した後、前記５か所の腐食箇所について、光学顕微鏡を用いて焦点深度法で測定し、前記５か所の腐食箇所の測定値のなかで最大となる腐食の深さ（最大腐食深さ）を採用した。なお、前記５か所の腐食箇所は、いずれも鹿沼土中に埋設した領域から選定された。結果を表１に示す。
本発明例であるＮｏ．１〜１６はいずれも最大腐食深さが５０μｍ以下であり、通気差腐食に対する耐食性が良好であった。一方、比較例であるＮｏ．１７は鋼中のＣｒ含有量が本発明の範囲外であり、通気差腐食に対する耐食性が不合格であった。Ｎｏ．１８は鋼中にＣｕ、Ｍｏを含有しておらず、通気差腐食に対する耐食性が不合格であった。Ｎｏ．１９は鋼中のＴｉ含有量が本発明の範囲外であり、通気差腐食に対する耐食性が不合格であった。Ｎｏ．２０は鋼中のＭｎ含有量が本発明の範囲外であり、通気差腐食に対する耐食性が不合格であった。
以上の結果から、本発明によれば、酸素濃度の差によって生じる通気差腐食の抑制効果に優れ、一部を地中に埋めた環境において優れた耐食性を有するフェライト系ステンレス鋼が得られる。
（実施例２）
表１のＮｏ．２に示す成分組成のステンレス鋼を実験室において真空溶製し、分解圧延、熱間圧延を行い板厚３．０ｍｍの熱延板を作製した。得られた熱延板に９５０〜１０５０℃の温度で熱延板焼鈍し酸洗を行い、スケールを除去した。その後、板厚１．０ｍｍまで冷間圧延を行った。得られたフェライト系ステンレス鋼冷延板に、表２に示す条件で、冷延板焼鈍と、電解処理を施し、供試材とした。
表１のＮｏ．２に示す成分組成のステンレス鋼を実験室において真空溶製し、分解圧延、熱間圧延を行い板厚３．０ｍｍの熱延板を作製した。得られた熱延板に９５０〜１０５０℃の温度で熱延板焼鈍し酸洗を行い、スケールを除去した。その後、板厚１．０ｍｍまで冷間圧延を行った。得られたフェライト系ステンレス鋼冷延板に、表２に示す条件で、冷延板焼鈍と、電解処理を施し、供試材とした。
供試材表面のＡＥＳ分析、供試材の腐食試験を実施例１と同様に実施した。結果を表２に示す。
Ｎｏ．Ａ〜Ｅまでは本発明の範囲内であり、通気差腐食に対する耐食性が良好であった。一方、１００体積％Ｈ２雰囲気で冷延板焼鈍を施したＮｏ．Ｆでは、表面皮膜におけるＣｒのカチオン分率が低くなり、通気差腐食に対する耐食性が不合格であった。露点−２０℃の雰囲気で冷延板焼鈍を施したＮｏ．Ｇでは、表面皮膜におけるＭｎのカチオン分率に対するＳｉのカチオン分率およびＡｌのカチオン分率の合計の比が小さくなり、通気差腐食に対する耐食性が不合格であった。１０質量％Ｎａ２ＳＯ４溶液（水溶液）中で電解処理したＮｏ．Ｈでは、表面皮膜におけるＣｒのカチオン分率が低くなり、かつ表面皮膜におけるＭｎのカチオン分率に対するＳｉのカチオン分率およびＡｌのカチオン分率の合計の比が小さくなり、通気差腐食に対する耐食性が不合格であった。電解電気量５０Ｃ／ｄｍ２で電解処理したＮｏ．Ｉでは、表面皮膜におけるＭｎのカチオン分率に対するＳｉのカチオン分率およびＡｌのカチオン分率の合計の比が小さくなり、通気差腐食に対する耐食性が不合格であった。冷延板焼鈍後に電解処理を行わなかったＮｏ．Ｊでは表面皮膜におけるＭｎのカチオン分率に対するＳｉのカチオン分率およびＡｌのカチオン分率の合計の比が小さくなり、通気差腐食に対する耐食性が不合格であった。
以上の結果から、本発明によれば、酸素濃度の差によって生じる通気差腐食の抑制効果に優れ、一部を地中に埋めた環境において優れた耐食性を有するフェライト系ステンレス鋼板が得られる。
本発明によれば、たとえば、水路、井戸、ガードレール、防護柵などの土木構造物の、鋼構造材の一部を地中に埋めて使用する用途に好適な土木用フェライト系ステンレス鋼板が得られる。
Claims (5)
- 質量％で、
Ｃ：０．００１〜０．０３０％、
Ｓｉ：０．０１〜１．００％、
Ｍｎ：０．０１〜０．３０％、
Ｐ：０．０５％以下、
Ｓ：０．０１％以下、
Ａｌ：０．０１〜１．００％、
Ｃｒ：１８．０〜３５．０％、
Ｎｉ：０．０１〜２．００％、および
Ｎ：０．００１〜０．０３０％を含有し、
さらに、Ｔｉ：０．１０〜０．５０％、Ｎｂ：０．１０〜０．５０％のうちから選ばれた１種または２種と、
Ｍｏ：０．０５〜３．００％、Ｃｕ：０．０５〜０．８０％のうちから選ばれた１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物である成分組成を有し、
表面に存在する表面皮膜におけるＣｒのカチオン分率が０．３０以上であり、かつ、Ｍｎのカチオン分率に対するＳｉのカチオン分率およびＡｌのカチオン分率の合計の比が２．０以上であることを特徴とする土木用フェライト系ステンレス鋼板。
ここで、上記Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌのカチオン分率は、それぞれ前記表面皮膜に含まれるＣｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、ＡｌおよびＦｅの原子存在量の合計に対するＣｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌの原子存在量の比である。 - 前記成分組成が、さらに、質量％で、
Ｗ：０〜１．００％、
Ｃｏ：０〜０．５０％のうちから選ばれた１種または２種を含有することを特徴とする請求項１に記載の土木用フェライト系ステンレス鋼板。 - 前記成分組成が、さらに、質量％で、
Ｚｒ：０〜０．５０％、
Ｖ：０〜０．５０％、
ＲＥＭ：０〜０．１０％、
Ｂ：０〜０．０１００％のうちから選ばれた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または２に記載の土木用フェライト系ステンレス鋼板。 - 請求項１〜３のいずれかに記載の土木用フェライト系ステンレス鋼板の製造方法であって、
フェライト系ステンレス鋼冷延板に、３０体積％以下の水素を含む露点−３０℃以下の雰囲気中で、７００〜１１００℃の温度で焼鈍を行う冷延板焼鈍工程と、
前記冷延板焼鈍工程後のフェライト系ステンレス鋼冷延焼鈍板に、５〜２０質量％のＨＮＯ３を含む溶液中で電気量が１０〜３０Ｃ／ｄｍ２となる電解処理を行う電解処理工程とを有することを特徴とする土木用フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。 - 請求項１〜３のいずれかに記載の土木用フェライト系ステンレス鋼板を用いてなる土木構造物。
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