JP2726591B2 - 高耐食性高強度高靱性二相ステンレス鋼 - Google Patents
高耐食性高強度高靱性二相ステンレス鋼Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高耐食性、高強度及び高
靱性を備え、製紙機械用サクションロール用の材料とし
て好適な二相ステンレス鋼に関する。
靱性を備え、製紙機械用サクションロール用の材料とし
て好適な二相ステンレス鋼に関する。
【0002】
【従来技術及び問題点】製紙機械のサクションロール
は、苛酷な腐食環境中で大きな負荷を受けるため、すぐ
れた耐食性、高い強度及び高い靱性を具備せねばならな
い。この要求に応える材料として、二相ステンレス鋼、
特に析出強化型の二相ステンレス鋼が広く使用されてい
る。析出強化型の二相ステンレス鋼は、Cuをフェライ
ト相に析出させることによって相の強化を図るもので、
強度、特に腐食雰囲気中における疲労強度にすぐれると
いう特徴がある(特公平2−32342等)。しかし、C
r、Mo等を多く含むため、析出強化処理中にこれらの
元素がCと結合して炭化物を析出し、耐食性の低下及び
靱性の劣化を招いていることがわかった。この炭化物の
析出を防止するために、Nb、Ti等のようにCとの親
和力が強い元素を添加してCを固定化することも行なわ
れている(特公昭62−5988等)が、耐食性の低下を
防止することはできても靱性の劣化は免れない。
は、苛酷な腐食環境中で大きな負荷を受けるため、すぐ
れた耐食性、高い強度及び高い靱性を具備せねばならな
い。この要求に応える材料として、二相ステンレス鋼、
特に析出強化型の二相ステンレス鋼が広く使用されてい
る。析出強化型の二相ステンレス鋼は、Cuをフェライ
ト相に析出させることによって相の強化を図るもので、
強度、特に腐食雰囲気中における疲労強度にすぐれると
いう特徴がある(特公平2−32342等)。しかし、C
r、Mo等を多く含むため、析出強化処理中にこれらの
元素がCと結合して炭化物を析出し、耐食性の低下及び
靱性の劣化を招いていることがわかった。この炭化物の
析出を防止するために、Nb、Ti等のようにCとの親
和力が強い元素を添加してCを固定化することも行なわ
れている(特公昭62−5988等)が、耐食性の低下を
防止することはできても靱性の劣化は免れない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、Cuをフェ
ライト相に析出させて相の強化を図る二相ステンレス鋼
であって、析出強化処理中に炭化物の析出を可及的に防
止できる成分組成の二相ステンレス鋼を提供することを
目的とする。即ち、本発明は、所定の耐食性及び靱性を
確保しつつ、高い強度を備える二相ステンレス鋼を提供
することを目的とする。
ライト相に析出させて相の強化を図る二相ステンレス鋼
であって、析出強化処理中に炭化物の析出を可及的に防
止できる成分組成の二相ステンレス鋼を提供することを
目的とする。即ち、本発明は、所定の耐食性及び靱性を
確保しつつ、高い強度を備える二相ステンレス鋼を提供
することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の二相ステンレス
鋼は、重量%にて、C:0.008%以下、Si:1.0
%以下、Mn:0.1〜2.0%、P:0.01%以下、
S:0.02%以下、Cr:18〜25%、Ni:3.0
〜7.0%、Mo:1.0〜4.0%、Cu:1.0〜4.
0%、Nb:0.1%以下、W:2%以下、N:0.05
〜0.25%、残部実質的にFeからなり、C及びPの
含有量を極めて低く抑えた点に特徴を有する。本発明の
二相ステンレス鋼は、Ti、Al、Zrのいずれか1種
又は2種以上を合計量で0.3%以下含めることができ
る。
鋼は、重量%にて、C:0.008%以下、Si:1.0
%以下、Mn:0.1〜2.0%、P:0.01%以下、
S:0.02%以下、Cr:18〜25%、Ni:3.0
〜7.0%、Mo:1.0〜4.0%、Cu:1.0〜4.
0%、Nb:0.1%以下、W:2%以下、N:0.05
〜0.25%、残部実質的にFeからなり、C及びPの
含有量を極めて低く抑えた点に特徴を有する。本発明の
二相ステンレス鋼は、Ti、Al、Zrのいずれか1種
又は2種以上を合計量で0.3%以下含めることができ
る。
【0005】
【作用】Cuの析出強化処理中に炭化物の析出は伴わな
いから、二相ステンレス鋼が本来的に具備している耐食
性及び靱性を損なうことなく、析出強化処理による強度
の向上を達成することができる。
いから、二相ステンレス鋼が本来的に具備している耐食
性及び靱性を損なうことなく、析出強化処理による強度
の向上を達成することができる。
【0006】
C:0.008%以下 Cはオーステナイト生成元素であり、強度の向上に寄与
する。しかし、Cuの析出処理中にCrと結合してクロ
ム炭化物が析出すると、耐食性及び靱性を損なう不都合
がある。本発明にあっては、強度の向上は主としてCu
の析出処理によって達成するものとし、二相ステンレス
鋼が本来的に備える耐食性及び靱性が析出強化処理によ
って低下するのを可及的に防止するために、Cの含有量
をできるだけ少なくする。かかる見地から、Cの上限は
0.008%と規定する。なお、これまでの二相ステン
レス鋼に実際に含まれているCは、通常、約0.05%
前後であり、本発明の二相ステンレス鋼のC量は極めて
少ないといえる。 Si:1.0%以下 Siは溶鋼の脱酸剤として鋳造の改善に必要である。し
かし、多量に含有すると、靱性が損なわれて脆化を招
く。このため、1.0%を上限とする。 Mn:0.1〜2.0% Mnは、Siと同様に脱酸剤として使用されるが、あま
りに多く含有すると脆化を招くため、0.1〜2.0%の
範囲内で使用する。 P:0.01%以下 不純物元素であり、耐食性及び靱性の低下を招くため、
できるだけ少ないことが望ましい。また、0.01%を
超えて含有すると、靱性の低下が著しい。このため、
0.01%を上限とする。 S:0.02%以下 不純物元素であり、耐食性及び材料特性に悪影響を及ぼ
す。このため、含有量は0.02%を上限とする。 Cr:18〜25% Crは耐食性の向上に寄与し、またフェライト相の形成
により強度を高める。このため、少なくとも18%含有
させる必要がある。一方、あまりに多く含有するとシグ
マ相及び炭化物を析出しやすくなる。これらが析出する
と、靱性及び耐食性が損なわれるため、上限を25%と
する。 Ni:3.0〜7.0% Niはオーステナイト相を安定化する元素であり、靱性
及び耐食性の向上に寄与する。このため、少なくとも
3.0%の含有を要する。一方、あまりに多く含有する
とオーステナイト相が過剰になって二相の量的バランス
を逸する。このため、7.0%を上限とする。 Mo:1.0〜4.0% Moは、Crと同様に強力なフェライト生成元素であ
り、耐食性の向上に寄与する。このため、少なくとも
1.0%含有させる。しかし、多量に加えるとシグマ相
の析出によって脆化を招く。そこで、4.0%を上限と
する。 Cu:1.0〜4.0% Cuは耐食性の向上及びオーステナイト相の固溶強化に
寄与する。また、析出強化処理(加熱温度:約600〜700
℃)によって、フェライト相中に析出し、強度の向上に
著しく寄与する。このため、少なくとも1.0%の含有
を要する。しかし、あまりに多く含むと金属間化合物の
生成に伴って靱性の低下を惹起する。このため、4.0
%を上限とする。 Nb:0.1%以下 Cとの親和力が強く、Cを固定化して耐食性を向上させ
る。一方、Nとの親和力も強いため、Nと結合して脆化
傾向を助長する不都合もある。このため、0.1%を上
限とする。 W:2%以下 フェライト生成元素であり、耐食性の改善に有効である
が、2%を超えて含有しても効果が飽和し、対応する効
果が期待できない。このため、上限は2%と規定する。 N:0.05〜0.25% 強力なオーステナイト生成元素であり、オーステナイト
相を固溶強化し、耐食性の改善に有効である。また、オ
ーステナイトとフェライトの相分配の改善にも寄与す
る。しかし、あまりに多く含有すると、窒化物を析出し
て脆化及び耐食性の劣化を招く。このため、含有量は
0.05〜0.25%とする。
する。しかし、Cuの析出処理中にCrと結合してクロ
ム炭化物が析出すると、耐食性及び靱性を損なう不都合
がある。本発明にあっては、強度の向上は主としてCu
の析出処理によって達成するものとし、二相ステンレス
鋼が本来的に備える耐食性及び靱性が析出強化処理によ
って低下するのを可及的に防止するために、Cの含有量
をできるだけ少なくする。かかる見地から、Cの上限は
0.008%と規定する。なお、これまでの二相ステン
レス鋼に実際に含まれているCは、通常、約0.05%
前後であり、本発明の二相ステンレス鋼のC量は極めて
少ないといえる。 Si:1.0%以下 Siは溶鋼の脱酸剤として鋳造の改善に必要である。し
かし、多量に含有すると、靱性が損なわれて脆化を招
く。このため、1.0%を上限とする。 Mn:0.1〜2.0% Mnは、Siと同様に脱酸剤として使用されるが、あま
りに多く含有すると脆化を招くため、0.1〜2.0%の
範囲内で使用する。 P:0.01%以下 不純物元素であり、耐食性及び靱性の低下を招くため、
できるだけ少ないことが望ましい。また、0.01%を
超えて含有すると、靱性の低下が著しい。このため、
0.01%を上限とする。 S:0.02%以下 不純物元素であり、耐食性及び材料特性に悪影響を及ぼ
す。このため、含有量は0.02%を上限とする。 Cr:18〜25% Crは耐食性の向上に寄与し、またフェライト相の形成
により強度を高める。このため、少なくとも18%含有
させる必要がある。一方、あまりに多く含有するとシグ
マ相及び炭化物を析出しやすくなる。これらが析出する
と、靱性及び耐食性が損なわれるため、上限を25%と
する。 Ni:3.0〜7.0% Niはオーステナイト相を安定化する元素であり、靱性
及び耐食性の向上に寄与する。このため、少なくとも
3.0%の含有を要する。一方、あまりに多く含有する
とオーステナイト相が過剰になって二相の量的バランス
を逸する。このため、7.0%を上限とする。 Mo:1.0〜4.0% Moは、Crと同様に強力なフェライト生成元素であ
り、耐食性の向上に寄与する。このため、少なくとも
1.0%含有させる。しかし、多量に加えるとシグマ相
の析出によって脆化を招く。そこで、4.0%を上限と
する。 Cu:1.0〜4.0% Cuは耐食性の向上及びオーステナイト相の固溶強化に
寄与する。また、析出強化処理(加熱温度:約600〜700
℃)によって、フェライト相中に析出し、強度の向上に
著しく寄与する。このため、少なくとも1.0%の含有
を要する。しかし、あまりに多く含むと金属間化合物の
生成に伴って靱性の低下を惹起する。このため、4.0
%を上限とする。 Nb:0.1%以下 Cとの親和力が強く、Cを固定化して耐食性を向上させ
る。一方、Nとの親和力も強いため、Nと結合して脆化
傾向を助長する不都合もある。このため、0.1%を上
限とする。 W:2%以下 フェライト生成元素であり、耐食性の改善に有効である
が、2%を超えて含有しても効果が飽和し、対応する効
果が期待できない。このため、上限は2%と規定する。 N:0.05〜0.25% 強力なオーステナイト生成元素であり、オーステナイト
相を固溶強化し、耐食性の改善に有効である。また、オ
ーステナイトとフェライトの相分配の改善にも寄与す
る。しかし、あまりに多く含有すると、窒化物を析出し
て脆化及び耐食性の劣化を招く。このため、含有量は
0.05〜0.25%とする。
【0007】なお、本発明の二相ステンレス鋼は、必要
に応じて、Ti、Al、Zrのいずれか1種又は2種以
上を合計量で0.3%以下含めることができる。これら
の元素を二相ステンレス鋼に添加すれば、耐食性に関し
て、より一層の向上が期待できるためであ。なお、0.
3%を超えて含有すると、強度及び衝撃値の低下が著し
く、また耐食性も却って劣化する。このため、上限は
0.3%に規定する。
に応じて、Ti、Al、Zrのいずれか1種又は2種以
上を合計量で0.3%以下含めることができる。これら
の元素を二相ステンレス鋼に添加すれば、耐食性に関し
て、より一層の向上が期待できるためであ。なお、0.
3%を超えて含有すると、強度及び衝撃値の低下が著し
く、また耐食性も却って劣化する。このため、上限は
0.3%に規定する。
【0008】
【実施例】次に、実施例を挙げて、本発明の二相ステン
レス鋼の材料特性について説明する。各種化学成分組成
の供試材を溶製・鋳造し、所定の固溶化熱処理(1100℃
×2時間/1インチ保持後水冷)と、析出強化処理(650
℃×1時間/1インチ保持後空冷)を施した。各供試材
の化学成分組成を表1に示す。供試材のδフェライト量
及び機械的性質(0.2%耐力、衝撃値)の測定結果、並び
に耐孔食試験結果を表2に示す。耐孔食試験は、6%塩
化第2鉄(FeCl3)溶液中に72時間浸漬した後の腐食減量
を測定した。
レス鋼の材料特性について説明する。各種化学成分組成
の供試材を溶製・鋳造し、所定の固溶化熱処理(1100℃
×2時間/1インチ保持後水冷)と、析出強化処理(650
℃×1時間/1インチ保持後空冷)を施した。各供試材
の化学成分組成を表1に示す。供試材のδフェライト量
及び機械的性質(0.2%耐力、衝撃値)の測定結果、並び
に耐孔食試験結果を表2に示す。耐孔食試験は、6%塩
化第2鉄(FeCl3)溶液中に72時間浸漬した後の腐食減量
を測定した。
【0009】
【表1】
【0010】
【表2】
【0011】表1において、供試材No.1〜No.11は本発
明の実施例、供試材No.20〜No.25は比較例である。表2
の結果から明らかなように、本発明の実施例である供試
材No.1〜No.11は、0.2%耐力値が590MPa以上、衝撃値
が90J/cm2以上、耐孔食性を示す腐食減量が0.7g/m2・h
以下であり、高い強度及び靱性、並びにすぐれた耐食性
を備えている。また、供試材No.7〜No.11は、Ti、A
l、Zrのいずれか1種又は2種以上を合計量で0.3
%以下の範囲で含んでいるため、衝撃値に関しては若干
の低下が認められるものの、腐食減量は0.5g/m2・h以下
であり、非常にすぐれた耐食性を示している。
明の実施例、供試材No.20〜No.25は比較例である。表2
の結果から明らかなように、本発明の実施例である供試
材No.1〜No.11は、0.2%耐力値が590MPa以上、衝撃値
が90J/cm2以上、耐孔食性を示す腐食減量が0.7g/m2・h
以下であり、高い強度及び靱性、並びにすぐれた耐食性
を備えている。また、供試材No.7〜No.11は、Ti、A
l、Zrのいずれか1種又は2種以上を合計量で0.3
%以下の範囲で含んでいるため、衝撃値に関しては若干
の低下が認められるものの、腐食減量は0.5g/m2・h以下
であり、非常にすぐれた耐食性を示している。
【0012】供試材 No.20及び No.21は、0.2%耐力値
に関しては本発明の実施例と同程度の強度を備えている
が、Cの含有量が多いため、衝撃値及び耐孔食性に劣っ
ている。供試材No.22は、0.2%耐力値及び耐孔食性に関
しては、本発明の実施例と略同等の特性を備えている
が、Pの含有量が本発明の範囲よりも僅かに多いため、
衝撃値が著しく低下している。供試材No.23は、Pを0.0
24%も含有しているため、衝撃値及び耐孔食性の低下が
著しい。また、供試材No.24及びNo.25は、選択的に1種
又は2種以上添加するTi、Al、Zrの合計含有量が
0.3%を超えているため、0.2%耐力値及び衝撃値の低
下、及び耐孔食性の劣化を招来している。
に関しては本発明の実施例と同程度の強度を備えている
が、Cの含有量が多いため、衝撃値及び耐孔食性に劣っ
ている。供試材No.22は、0.2%耐力値及び耐孔食性に関
しては、本発明の実施例と略同等の特性を備えている
が、Pの含有量が本発明の範囲よりも僅かに多いため、
衝撃値が著しく低下している。供試材No.23は、Pを0.0
24%も含有しているため、衝撃値及び耐孔食性の低下が
著しい。また、供試材No.24及びNo.25は、選択的に1種
又は2種以上添加するTi、Al、Zrの合計含有量が
0.3%を超えているため、0.2%耐力値及び衝撃値の低
下、及び耐孔食性の劣化を招来している。
【0013】
【発明の効果】本発明の二相ステンレス鋼は、高い強度
及び靱性並びにすぐれた耐食性を備えるから、製紙機械
におけるサクションロール用材料として好適である。
及び靱性並びにすぐれた耐食性を備えるから、製紙機械
におけるサクションロール用材料として好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−91292(JP,A) 特開 平1−198425(JP,A) 特開 平1−198432(JP,A) 特開 平1−100248(JP,A) 特開 昭58−52464(JP,A)
Claims (2)
- 【請求項1】 重量%にて、C:0.008%以下、S
i:1.0%以下、Mn:0.1〜2.0%、P:0.01
%以下、S:0.02%以下、Cr:18〜25%、N
i:3.0〜7.0%、Mo:1.0〜4.0%、Cu:
1.0〜4.0%、Nb:0.1%以下、W:2%以下、
N:0.05〜0.25%、残部実質的にFeからなる、
高耐食性高強度高靱性二相ステンレス鋼。 - 【請求項2】 Ti、Al、Zrのいずれか1種又は2
種以上を合計量で0.3%以下含んでいる、請求項1に
記載の二相ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2765292A JP2726591B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 高耐食性高強度高靱性二相ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2765292A JP2726591B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 高耐食性高強度高靱性二相ステンレス鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05302151A JPH05302151A (ja) | 1993-11-16 |
JP2726591B2 true JP2726591B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=12226856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2765292A Expired - Lifetime JP2726591B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 高耐食性高強度高靱性二相ステンレス鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2726591B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012111536A1 (ja) | 2011-02-14 | 2012-08-23 | 住友金属工業株式会社 | 二相ステンレス鋼およびその製造方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI100422B (fi) * | 1994-07-11 | 1997-11-28 | Metso Paper Inc | Telan valmistus |
WO2018131412A1 (ja) * | 2017-01-10 | 2018-07-19 | Jfeスチール株式会社 | 二相ステンレス鋼およびその製造方法 |
-
1992
- 1992-02-14 JP JP2765292A patent/JP2726591B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012111536A1 (ja) | 2011-02-14 | 2012-08-23 | 住友金属工業株式会社 | 二相ステンレス鋼およびその製造方法 |
US9771628B2 (en) | 2011-02-14 | 2017-09-26 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Duplex stainless steel and production method therefor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05302151A (ja) | 1993-11-16 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19971125 |