JP2833385B2 - Corrosion resistant austenitic Fe-based alloy - Google Patents

Corrosion resistant austenitic Fe-based alloy

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JP2833385B2
JP2833385B2 JP30540892A JP30540892A JP2833385B2 JP 2833385 B2 JP2833385 B2 JP 2833385B2 JP 30540892 A JP30540892 A JP 30540892A JP 30540892 A JP30540892 A JP 30540892A JP 2833385 B2 JP2833385 B2 JP 2833385B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、塩素、硫黄の化合物を
含有する酸性の水溶液環境において、優れた耐食性を有
する耐食オーステナイト系Fe基合金に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a corrosion-resistant austenitic Fe-based alloy having excellent corrosion resistance in an acidic aqueous environment containing chlorine and sulfur compounds.

【0002】[0002]

【従来の技術】これまで、耐食オーステナイト系Fe基合
金として数多くの材料が開発され、種々の腐食性環境で
使用されている。その代表的かつ最も安価なものはCrを
18%、Niを8%含むSUS 304 である。SUS 304 は淡水や
屋内などの環境では十分な耐食性を有するが、塩素、硫
黄の化合物を含有する酸性の水溶液環境では、孔食、隙
間腐食といった局部腐食や全面腐食を生じ耐食的な材料
であるとはいえない。
2. Description of the Related Art Many materials have been developed as corrosion-resistant austenitic Fe-based alloys and used in various corrosive environments. The representative and cheapest one is Cr
SUS 304 containing 18% and 8% Ni. SUS 304 has sufficient corrosion resistance in freshwater and indoor environments, but it is a corrosion-resistant material that causes local and general corrosion such as pitting and crevice corrosion in acidic aqueous solutions containing chlorine and sulfur compounds. Not really.

【0003】一般に、耐食性はCr、MoおよびNの含有量
の増加により改善されることが知られており、これら合
金元素の添加によって種々の耐食合金が開発されてい
る。例えば、特公昭55−8580号公報では、塩素イオン水
溶液中で使用する熱交換器に好適な、耐孔食性と耐応力
腐食割れ性に優れた、最高値でCr22%、Mo4%、N0.5
%を含むステンレス鋼が、特公昭59− 10426号公報で
は、最高値でCr25%、Mo8%、N0.35%を含む耐隙間腐
食性オーステナイトステンレス鋼が、特開平1−154848
号公報では、最高値でCr35%、Mo13%、N 0.5%を含む
耐海水性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造
方法が、それぞれ示されている。
It is generally known that the corrosion resistance is improved by increasing the contents of Cr, Mo and N, and various corrosion resistant alloys have been developed by adding these alloying elements. For example, Japanese Patent Publication No. 55-8580 discloses that, in a heat exchanger used in a chlorine ion aqueous solution, it has excellent pitting corrosion resistance and stress corrosion cracking resistance and has a maximum value of Cr 22%, Mo 4%, N 0.5
Japanese Patent Publication No. 59-10426 discloses a crevice corrosion-resistant austenitic stainless steel containing a maximum value of 25% Cr, 8% Mo, and 0.35% N.
The publication discloses a method for producing an austenitic stainless steel having excellent seawater resistance containing Cr 35%, Mo 13% and N 0.5% at the highest values, respectively.

【0004】しかし、これらの合金では、熱処理により
合金中のNを固溶状態としたままで使用しており、した
がって減圧下で製鋼時の溶融した合金中へのNの溶解限
界あるいは鋼塊凝固時に気泡が生じる固溶限界から、N
含有量の上限を 0.5%としている。
However, in these alloys, N in the alloy is used in a solid solution state by heat treatment, and therefore, the melting limit of N in the molten alloy during steelmaking under reduced pressure or solidification of ingot From the solid solution limit at which bubbles sometimes occur, N
The upper limit of the content is 0.5%.

【0005】特公昭57− 25633号公報には、最高値でCr
40%、Mo5%、V3%、N1%を含む耐孔食性を兼ね備
えた高強度オーステナイトステンレス鋼が示されてい
る。この鋼では、N含有量の上限は 0.5%を超えている
が、V窒化物の析出効果によって高強度化を図っている
ため、必ずしも含有しているNの全てを固溶状態として
耐食性向上に利用しているものではない。
Japanese Patent Publication No. 57-25633 discloses that the highest value of Cr
A high-strength austenitic stainless steel having pitting resistance, including 40%, Mo 5%, V 3%, and N 1% is shown. In this steel, the upper limit of the N content exceeds 0.5%. However, since the strength of the steel is increased by the precipitation effect of V nitride, all of the N contained is necessarily in a solid solution state to improve the corrosion resistance. Not what you use.

【0006】さらにFe基合金に限らず耐局部腐食性に優
れた合金としては、Ni基合金であるInconel 625(商品
名、22%Cr、9%Mo、残Ni) やHastelloy C276 (商品
名、16%Cr、16%Mo、残Ni) が挙げられるが、これらの
合金では、Nを添加せず主として高いMo含有量により優
れた耐食性を達成している。しかしながら、これらの合
金はNiを多量に含有しているため極めて高価である。
Further, not only Fe-based alloys but also alloys having excellent local corrosion resistance include Ni-based alloys such as Inconel 625 (trade name, 22% Cr, 9% Mo, remaining Ni) and Hastelloy C276 (trade name, 16% Cr, 16% Mo, and residual Ni). In these alloys, excellent corrosion resistance is achieved mainly due to a high Mo content without adding N. However, these alloys are very expensive because they contain a large amount of Ni.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
耐局部腐食性に優れたオーステナイト系Fe基合金におい
ては、Cr、Moの含有量を高め、かつ合金中に固溶したN
の耐食性向上作用を利用しているものの、その場合のN
含有量は高々 0.5%までに留まっており、十分な耐局部
腐食性を備えていない。また、多量のCr、Moを含有する
Ni基合金は極めて高価である。
As described above, in a conventional austenitic Fe-based alloy having excellent local corrosion resistance, the contents of Cr and Mo are increased and N
Uses the effect of improving the corrosion resistance of
The content is at most 0.5% and does not have sufficient local corrosion resistance. Also contains a large amount of Cr and Mo
Ni-based alloys are extremely expensive.

【0008】本発明の目的は、安価なFe基合金で、Nの
耐食性向上作用を最大限に活用した耐食オーステナイト
系合金を実現することにある。
An object of the present invention is to realize a corrosion-resistant austenitic alloy which is an inexpensive Fe-based alloy and maximizes the effect of improving the corrosion resistance of N.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、次の(1) およ
び(2) の合金をその要旨とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is the following alloys (1) and (2).

【0010】(1) 重量%で、Si:0.1 〜 0.5%、Mn:3.
0 〜 7.0%、Ni:20.0〜30.0%、Cu:0.3 〜3.0%、C
r:25.0〜30.0%、Mo:5.0 〜 9.0%、W:0.3 〜5.0
%、N:0.5 〜1.0%およびAl:0.005 〜 0.1%、さら
にMg、Ca、Bおよび希土類元素(REM)のうちの1種
以上をその合計で0.0005〜0.02%含有し、残部はFeおよ
び不可避的不純物からなり、不純物中のCは0.03%以
下、Pは0.03%以下、Sは0.003 %以下およびOは0.01
%以下で、さらに下記〜式を満足するオーステナイ
ト系Fe基合金。
(1) By weight%, Si: 0.1-0.5%, Mn: 3.
0 to 7.0%, Ni: 20.0 to 30.0%, Cu: 0.3 to 3.0%, C
r: 25.0-30.0%, Mo: 5.0-9.0%, W: 0.3-5.0
%, N: 0.5 to 1.0% and Al: 0.005 to 0.1%, and further contains at least one of Mg, Ca, B and a rare earth element (REM) in a total amount of 0.0005 to 0.02%, with the balance being Fe And unavoidable impurities, C in the impurities is 0.03% or less, P is 0.03% or less, S is 0.003% or less, and O is 0.01% or less.
% Or less, and an austenitic Fe-based alloy further satisfying the following formulas.

【0011】PI≧50.0・・・・・・・・・ 4.0 ≧Ni-bal. ≧0・・・・・ 0.005 ≧HF≧−0.005 ・・・ ただし、 PI=Cr (%) +3Mo (%) + 1.5W (%) +10N
(%) Ni-bal. =Ni eq.−1.2Cr eq. Ni eq.=Ni (%) +Cu (%) + 0.3Mn (%) +30 C
(%) +N (%) Cr eq.=Cr (%) + 1.5Si (%) +Mo (%) +W (%) HF=2S (%) +O (%) −B (%) −Ca (%) −Mg
(%) −REM(%)(2) 上記(1) の合金に加えてさら
に、Pd、PtおよびRuのうちの1種以上をその合計で 0.0
01〜0.03%含有するオーステナイト系Fe基合金。
PI ≧ 50.0... 4.0 ≧ Ni-bal. ≧ 0... 0.005 ≧ HF ≧ −0.005 where PI = Cr (%) + 3Mo (%) + 1.5W (%) + 10N
(%) Ni-bal. = Ni eq. -1.2Cr eq. Ni eq. = Ni (%) + Cu (%) + 0.3Mn (%) + 30 C
(%) + N (%) Cr eq. = Cr (%) + 1.5Si (%) + Mo (%) + W (%) HF = 2S (%) + O (%)-B (%)-Ca (%)- Mg
(%)-REM (%) (2) In addition to the alloy of (1), one or more of Pd, Pt, and Ru are added in a total amount of 0.0%.
Austenitic Fe-based alloy containing 01-0.03%.

【0012】本発明者らは、前記の目的を達成するた
め、種々の化学組成を有する合金を調製し、それらの性
能を調査した。その結果、適正量のMn、NiおよびCrを含
有する合金では、 0.5%を超える高いNを含有させるこ
とが可能であり、同時に優れた耐局部腐食性が得られる
こと、また、酸性水溶液中での耐食性向上には、Pt、P
d、Ruの微量含有が有効であることが明らかとなった。
さらに、高Cr、Moのオーステナイト系合金で問題となる
熱間加工性に対しては、合金組成で与えられるNi-bal.
値の適正化とMg、Ca、Bおよび希土類元素の含有などが
有効であることが判明した。
The present inventors have prepared alloys having various chemical compositions and investigated their performance in order to achieve the above object. As a result, alloys containing appropriate amounts of Mn, Ni and Cr can contain high N exceeding 0.5%, and at the same time provide excellent local corrosion resistance. To improve the corrosion resistance of Pt, P
It became clear that the inclusion of trace amounts of d and Ru was effective.
Furthermore, for hot workability, which is a problem in high Cr, Mo austenitic alloys, Ni-bal.
It has been found that optimization of the values and the inclusion of Mg, Ca, B and rare earth elements are effective.

【0013】[0013]

【作用】以下に、本発明のオーステナイト系Fe基合金の
化学組成を前記のように限定した理由を述べる。
The reason why the chemical composition of the austenitic Fe-based alloy of the present invention is limited as described above will be described below.

【0014】Si:Siは合金中のO(酸素)含有量を低減
する脱酸元素として必要である。そのためには少なくと
も0.1 %の含有量を確保しなければならない。一方、0.
5 %を超えると、熱間加工および溶接部において炭化
物、金属間化合物の析出を助長し、耐食性、靱性の低下
をもたらす。従って、Si含有量は0.1 〜 0.5%の範囲と
した。
Si: Si is necessary as a deoxidizing element for reducing the O (oxygen) content in the alloy. For this purpose, a content of at least 0.1% must be ensured. On the other hand, 0.
If it exceeds 5%, precipitation of carbides and intermetallic compounds is promoted in hot working and in welds, and the corrosion resistance and toughness are reduced. Therefore, the Si content is set in the range of 0.1 to 0.5%.

【0015】Mn:Mnは合金中のN固溶量を高める作用を
有し、高N化の実現に不可欠な成分である。この効果を
得るには3.0 %以上の含有量が必要である。しかし、7.
0 %を超えると耐食性、熱間加工性の低下をもたらす。
よって、Mn含有量は3.0 〜 7.0%の範囲とした。好まし
いのは3.0 〜5.0%の範囲である。
Mn: Mn has an effect of increasing the amount of N dissolved in the alloy, and is an essential component for realizing high N. To obtain this effect, a content of 3.0% or more is required. But 7.
If it exceeds 0%, the corrosion resistance and the hot workability are reduced.
Therefore, the Mn content is set in the range of 3.0 to 7.0%. Preferred is a range of 3.0 to 5.0%.

【0016】Ni:Niはオーステナイト生成元素として重
要であり、さらに酸性水溶液中での耐食性をも向上させ
る。このためには、20.0%以上の含有量が必要である。
しかし、30.0%を超えて過剰に含有させると、Nの固溶
量を低下させる。よって、Ni含有量は20.0〜30.0%の範
囲とした。好ましくは20.0〜25.0%の範囲である。
Ni: Ni is important as an austenite forming element, and also improves corrosion resistance in an acidic aqueous solution. For this purpose, a content of 20.0% or more is required.
However, if it is contained in excess of 30.0%, the solid solution amount of N decreases. Therefore, the Ni content is in the range of 20.0 to 30.0%. Preferably it is in the range of 20.0 to 25.0%.

【0017】Cu:CuはNiと同様、酸性水溶液中での耐食
性を向上させる。Cuの場合、この効果は0.3 %以上で現
れる。一方、3.0%を超えると耐局部腐食性が劣化す
る。よって、Cu含有量は0.3 〜3.0%の範囲とした。
Cu: Like Ni, Cu improves corrosion resistance in an acidic aqueous solution. In the case of Cu, this effect appears above 0.3%. On the other hand, if it exceeds 3.0%, the local corrosion resistance deteriorates. Therefore, the Cu content is set in the range of 0.3 to 3.0%.

【0018】Cr:Crは耐食性向上およびNの固溶度上昇
に有効である。後述するN含有量を 0.5%以上とし優れ
た耐局部腐食性を得るには、Crは25.0%以上の含有量が
必要である。一方、30.0%を超えると窒化物および金属
間化合物の析出を加速し、靱性、耐食性が劣化するの
で、30%.0を上限とした。よって、Cr含有量は25.0〜3
0.0%の範囲が適正である。
Cr: Cr is effective for improving corrosion resistance and increasing the solid solubility of N. In order to obtain an excellent local corrosion resistance by setting the N content described below to 0.5% or more, the content of Cr must be 25.0% or more. On the other hand, if it exceeds 30.0%, the precipitation of nitrides and intermetallic compounds is accelerated, and toughness and corrosion resistance deteriorate. Therefore, the upper limit is set to 30% .0. Therefore, the Cr content is 25.0-3
A range of 0.0% is appropriate.

【0019】Mo:Moは耐局部腐食性向上に極めて有効で
あり、本発明の目的である優れた耐食性を得るには5.0
%以上の含有量が必要である。しかし、9.0 %を超えて
過剰に含有させると過剰なCrの場合と同様に靱性、耐食
性を劣化させる。よって、Mo含有量は5.0 〜 9.0%の範
囲とした。
Mo: Mo is extremely effective for improving the local corrosion resistance. To obtain the excellent corrosion resistance, which is the object of the present invention, 5.0%
% Or more is required. However, if the content exceeds 9.0%, the toughness and the corrosion resistance deteriorate as in the case of excessive Cr. Therefore, the Mo content is set in the range of 5.0 to 9.0%.

【0020】W:WもMoと同様、耐局部腐食性向上に有
効であり、そのためには、 0.3%以上の含有量が必要で
ある。しかし、5.0%を超えるとその効果は飽和し、さ
らに靱性、耐食性を劣化させる。よって、Mo含有量は0.
3 〜5.0%の範囲とした。好ましくは0.5 〜3.0%の範
囲である。
W: Like Mo, W is also effective in improving the local corrosion resistance, and for that purpose, a content of 0.3% or more is required. However, if it exceeds 5.0%, the effect is saturated, and the toughness and corrosion resistance are further deteriorated. Therefore, the Mo content is 0.
The range was 3 to 5.0%. Preferably, it is in the range of 0.5 to 3.0%.

【0021】N:Nはオーステナイト安定化と耐局部腐
食性向上に有効であり、本発明の合金では、従来に比べ
高いNを含有することにより耐局部腐食性の飛躍的な向
上を達成する。
N: N is effective for stabilizing austenite and improving local corrosion resistance. The alloy of the present invention achieves a drastic improvement in local corrosion resistance by containing N higher than before.

【0022】0.5 %未満では優れた耐局部腐食性が得ら
れない。一方、1.0%を超えると本発明の合金において
もNが固溶しきれず凝固時に気泡が生成したり、鋼中に
窒化物として析出したりするため、靱性、耐食性が劣化
する。したがって、Nの適正含有量は0.5 〜1.0%の範
囲である。
If less than 0.5%, excellent local corrosion resistance cannot be obtained. On the other hand, if the content exceeds 1.0%, even in the alloy of the present invention, N cannot be dissolved completely and bubbles are generated during solidification or precipitate as nitride in steel, so that toughness and corrosion resistance deteriorate. Therefore, the proper content of N is in the range of 0.5 to 1.0%.

【0023】Al:極めて高いNを含有する本発明の合金
では、合金中のO(酸素)は、耐食性、熱間加工性に悪
影響を及ぼす。前記Siに加え、Al含有量を適正な範囲と
することにより、Oの悪影響を除去することが可能であ
る。Alはこのために不可欠な成分であり、少なくとも0.
005 %の含有量が必要である。一方、 0.1%を超えると
逆にAl窒化物を生成し、耐局部腐食性を低下させるの
で、Al含有量は0.005 〜 0.1%の範囲とした。より好ま
しくは0.01〜0.07%の範囲である。
Al: In the alloy of the present invention containing extremely high N, O (oxygen) in the alloy adversely affects corrosion resistance and hot workability. By setting the Al content in an appropriate range in addition to the Si, it is possible to remove the adverse effects of O. Al is an essential component for this, at least 0.
A content of 005% is required. On the other hand, when the content exceeds 0.1%, Al nitride is generated, and the local corrosion resistance is reduced. Therefore, the Al content is set in the range of 0.005 to 0.1%. More preferably, it is in the range of 0.01 to 0.07%.

【0024】Mg、Ca、Bおよび希土類元素(REM)の
うちの1種以上:後述するように、Sは不純物として粒
界に偏析し、耐食性、熱間加工性に悪影響を及ぼす。M
g、CaおよびLa、Ce等の希土類元素はSと化合し易い元
素であり、またBは優先的に粒界に偏析してSの粒界へ
の偏析を阻止、抑制するので、これらの成分のうちから
選んで1種以上を含有させることにより、Sの悪影響を
抑制することが可能である。Mg、Ca、BおよびLa、Ce等
の希土類元素は、その合計量として 0.005%未満では、
その効果が十分ではない。一方、0.02%を超えると逆に
耐局部腐食性を劣化させる。よって、これらの合計含有
量で 0.005〜0.02%の範囲に限定した。
One or more of Mg, Ca, B and a rare earth element (REM): As described later, S segregates as an impurity at a grain boundary and adversely affects corrosion resistance and hot workability. M
Rare earth elements such as g, Ca and La and Ce are elements that easily combine with S, and B segregates preferentially at the grain boundaries to prevent and suppress the segregation of S to the grain boundaries. By including one or more selected from the above, it is possible to suppress the adverse effect of S. Rare earth elements such as Mg, Ca, B and La, Ce, etc., when their total amount is less than 0.005%,
The effect is not enough. On the other hand, if it exceeds 0.02%, on the contrary, the local corrosion resistance deteriorates. Therefore, the total content was limited to the range of 0.005 to 0.02%.

【0025】Pd、PtおよびRuのうちの1種以上:本発明
の合金では、酸性水溶液中での耐食性を改善するため
に、さらにPd、Pt、Ruのうちの1種以上を選んで含有さ
せるのが有効である。これらの成分の合計含有量が 0.0
05%未満ではその効果が発現せず、一方、0.03%を超え
るとその効果が飽和する。これら貴金属元素は極めて高
価であるので、必要量以上の添加は経済的ではない。よ
って、これらの合計含有量で 0.005〜0.03%の範囲に限
定した。
One or more of Pd, Pt and Ru: In the alloy of the present invention, one or more of Pd, Pt and Ru are further selectively contained in order to improve the corrosion resistance in an acidic aqueous solution. Is effective. The total content of these components is 0.0
If it is less than 05%, the effect is not exhibited, while if it exceeds 0.03%, the effect is saturated. Since these precious metal elements are extremely expensive, it is not economical to add more than the required amount. Therefore, the total content was limited to the range of 0.005 to 0.03%.

【0026】本発明の合金では、優れた耐食性と靱性、
熱間加工性の両立を達成するため、さらに合金中の不純
物含有量を次のように限定する。
The alloy of the present invention has excellent corrosion resistance and toughness,
In order to achieve both hot workability, the content of impurities in the alloy is further limited as follows.

【0027】C:Cは熱間加工中および溶接部で主とし
てCr炭化物を生成し、耐食性を劣化させるため0.03%以
下とした。
C: Since C mainly forms Cr carbide during hot working and in a welded portion and deteriorates corrosion resistance, C is set to 0.03% or less.

【0028】P:Pは熱間加工性、耐溶接高温割れ性を
劣化させるため、0.03%以下とした。
P: P is set to 0.03% or less because P deteriorates hot workability and resistance to hot cracking during welding.

【0029】S Sは熱間加工性、耐局部腐食性を劣化させるため、0.00
3 %以下とした。
Since S degrades hot workability and local corrosion resistance, S is 0.00%.
3% or less.

【0030】O:Oは、Sの悪影響を抑制する目的で含
有させるCa、MgおよびLa、Ceなどの希土類元素と化合し
てその効果を減じるため、0.01%以下とした。好ましく
は、0.006 %以下である。
O: O is limited to 0.01% or less because O combines with rare earth elements such as Ca, Mg and La and Ce to suppress the adverse effect of S and reduces its effect. Preferably, it is 0.006% or less.

【0031】本発明の合金では、耐局部腐食性、熱間加
工性を得るため、さらに合金成分に下記の限定を与え
る。
In the alloy of the present invention, in order to obtain the local corrosion resistance and the hot workability, the following restrictions are further given to the alloy components.

【0032】PI値、 Ni-bal.値、HF値:PI値は、 PI=Cr (%) +3Mo (%) + 1.5W (%) +10N
(%) で表される耐食性に係わる指数である。ここで、Crは不
動態皮膜の基本構成元素であり、不動態を強化させる。
また、Mo、WおよびNは不動態皮膜そのものには関与し
ないものの、局部腐食のように不動態皮膜が局部的に破
壊する腐食に対しては、不動態皮膜の修復を加速し、局
部腐食を抑制する効果を有する。
PI value, Ni-bal. Value, HF value: PI value: PI = Cr (%) + 3Mo (%) + 1.5W (%) + 10N
It is an index related to corrosion resistance expressed in (%). Here, Cr is a basic constituent element of the passivation film and strengthens the passivation.
In addition, although Mo, W and N do not contribute to the passive film itself, the corrosion of the passive film which is locally destroyed, such as local corrosion, accelerates the repair of the passive film and reduces local corrosion. Has the effect of suppressing.

【0033】Ni-bal.値は、 Ni-bal. =Ni eq.−1.2Cr eq. Ni eq.=Ni (%) +Cu (%) + 0.3Mn (%) +30 C
(%) +N (%) Cr eq.=Cr (%) + 1.5Si (%) +Mo (%) +W (%) で、HF値は、 HF=2S (%) +O (%) −B (%) −Ca (%) −Mg
(%) −REM(%) で、それぞれ表される熱間加工性に係わる指数である。
本発明の合金では、耐局部腐食性および熱間加工性を同
時に得るために、これらの指数を用いる。
Ni-bal. Value is Ni-bal. = Ni eq.-1.2 Cr eq. Ni eq. = Ni (%) + Cu (%) + 0.3Mn (%) + 30 C
(%) + N (%) Cr eq. = Cr (%) + 1.5Si (%) + Mo (%) + W (%), and the HF value is HF = 2S (%) + O (%)-B (%) −Ca (%) −Mg
(%)-REM (%), each of which is an index related to hot workability.
In the alloy of the present invention, these indices are used to simultaneously obtain local corrosion resistance and hot workability.

【0034】PI値が50.0未満では、所望の局部耐食性
が得られない。また、Ni-bal. 値が4.0 を超えると鋼塊
に内部割れが生じ、鍛造および熱間圧延などの熱間加工
時に割れを助長しやすい。一方、0未満では均一なオー
ステナイト組織が得られない。さらに、HF値が0.005
を超えるとSの粒界偏析の抑制が不十分で、熱間加工時
に割れが生じやすく、一方、−0.005 未満では、Mg、C
a、REMおよびBが過剰となることにより、耐食性が
劣化する。
If the PI value is less than 50.0, the desired local corrosion resistance cannot be obtained. On the other hand, if the Ni-bal. Value exceeds 4.0, internal cracks occur in the steel ingot, which tends to promote cracking during hot working such as forging and hot rolling. On the other hand, if it is less than 0, a uniform austenite structure cannot be obtained. Furthermore, the HF value is 0.005
If S exceeds 400, the suppression of grain boundary segregation of S is insufficient, and cracks are likely to occur during hot working. On the other hand, if it is less than -0.005, Mg, C
a, REM and B become excessive, thereby deteriorating the corrosion resistance.

【0035】よって、PI値、Ni-bal. 値およびHF値
を下記の〜式で限定される範囲とし、同時に満足さ
せるものとした。
Therefore, the PI value, the Ni-bal. Value and the HF value were set within the ranges defined by the following formulas (1) and (2), and were satisfied at the same time.

【0036】PI≧50.0・・・・・・・・・ 4.0 ≧Ni-bal. ≧0・・・・・ 0.005 ≧HF≧−0.005 ・・・PI ≧ 50.0 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 4.0 ≧ Ni-bal. ≧ 0 ・ ・ ・ 0.005 ≧ HF ≧ −0.005 ・ ・ ・

【0037】[0037]

【実施例】表1−1、表1−2、表2−1および表2−
2に示す化学組成を有する合金を真空誘導加熱炉により
溶解し、25kg鋼塊を調製した。この鋼塊を、1250℃に加
熱した後、幅 100mm×厚さ30mmに熱間鍛造し、さらに12
50℃に加熱して厚さ9mmの板材に熱間圧延した。このよ
うにして製造された板材を、1150℃に1時間加熱した後
水冷する方法で固溶化処理を施した。
EXAMPLES Table 1-1, Table 1-2, Table 2-1 and Table 2-
An alloy having the chemical composition shown in No. 2 was melted by a vacuum induction heating furnace to prepare a 25 kg steel ingot. After heating this ingot to 1250 ° C, it was hot forged to a width of 100 mm x a thickness of 30 mm,
The sheet was heated to 50 ° C. and hot-rolled into a sheet having a thickness of 9 mm. The plate thus manufactured was subjected to a solution treatment by heating to 1150 ° C. for 1 hour and then cooling with water.

【0038】性能評価は以下の方法により行った。The performance evaluation was performed by the following method.

【0039】(1)熱間加工性 熱間圧延された板材の端部の最大割れ長さを測定した。(1) Hot workability The maximum crack length at the end of the hot-rolled sheet was measured.

【0040】(2)耐孔食性 脱気した20%NaCl+0.005mol/lチオ硫酸カリウム水溶液
中、 100℃でJIS G 0577に規定される方法により、採取
した試験片の孔食電位を測定した。
(2) Pitting Corrosion Resistance The pitting potential of the test specimen was measured in a degassed 20% NaCl + 0.005 mol / l aqueous potassium thiosulfate solution at 100 ° C. according to the method specified in JIS G 0577.

【0041】(3)耐酸性 試験片を60℃の20%HCl 中に2時間浸漬し、重量減少か
ら腐食速度を求めた。
(3) Acid Resistance The test piece was immersed in 20% HCl at 60 ° C. for 2 hours, and the corrosion rate was determined from the weight loss.

【0042】以上の評価試験結果を表3−1と表3−2
に示す。
The results of the above evaluation tests are shown in Tables 3-1 and 3-2.
Shown in

【0043】表からわかるように、本発明で定める化学
組成の範囲にある供試材 No.1〜11では、孔食電位は全
て 0.8V以上で腐食速度も小さく、また熱延板の耳割れ
も2mm以下の良好な性能を示した。一方、本発明で定め
る化学組成の範囲外の、高Mn(No.12) 、高S(No.13) 、
高Ni(No.15) 、低N(No.16) 、低Ni(No.14) では、孔食
電位、腐食速度、耳割れ長さのいずれかで性能が劣って
いた。また、PI値、Ni-bal. 値あるいはHF値のいず
れかが本発明で定める範囲外の供試材(No.17〜21) で
も、上記性能のいずれかが明らかに劣っていた。
As can be seen from the table, in the test materials Nos. 1 to 11 in the range of the chemical composition specified in the present invention, the pitting potential is all 0.8 V or more, the corrosion rate is low, and Also showed good performance of 2 mm or less. On the other hand, outside the range of the chemical composition defined by the present invention, high Mn (No. 12), high S (No. 13),
High Ni (No. 15), low N (No. 16) and low Ni (No. 14) were inferior in any of pitting potential, corrosion rate, and edge crack length. Further, any of the test materials (Nos. 17 to 21) whose PI value, Ni-bal. Value or HF value was out of the range defined by the present invention was clearly inferior in any of the above properties.

【0044】[0044]

【表1−1】 [Table 1-1]

【0045】[0045]

【表1−2】 [Table 1-2]

【0046】[0046]

【表2−1】 [Table 2-1]

【0047】[0047]

【表2−2】 [Table 2-2]

【0048】[0048]

【表3−1】 [Table 3-1]

【0049】[0049]

【表3−1】 [Table 3-1]

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明によれば、耐孔食性および耐酸性
に優れたオーステナイト系Fe基の安価な合金を得ること
ができる。
According to the present invention, an inexpensive austenitic Fe-based alloy having excellent pitting corrosion resistance and acid resistance can be obtained.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C22C 38/00 - 38/60Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C22C 38/00-38/60

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】重量%で、Si:0.1 〜 0.5%、Mn:3.0 〜
7.0%、Ni:20.0〜30.0%、Cu:0.3 〜3.0%、Cr:2
5.0〜30.0%、Mo:5.0 〜 9.0%、W:0.3 〜5.0%、
N:0.5 〜1.0%およびAl:0.005 〜 0.1%、さらにM
g、Ca、Bおよび希土類元素(REM)のうちの1種以
上をその合計で0.0005〜0.02%含有し、残部はFeおよび
不可避的不純物からなり、不純物中のCは0.03%以下、
Pは0.03%以下、Sは0.003 %以下およびOは0.01%以
下で、さらに下記〜式を満足するオーステナイト系
Fe基合金。 PI≧50.0・・・・・・・・・ 4.0 ≧Ni-bal. ≧0・・・・・ 0.005 ≧HF≧−0.005 ・・・ ただし、 PI=Cr (%) +3Mo (%) + 1.5W (%) +10N
(%) Ni-bal. =Ni eq.−1.2Cr eq. Ni eq.=Ni (%) +Cu (%) + 0.3Mn (%) +30 C
(%) +N (%) Cr eq.=Cr (%) + 1.5Si (%) +Mo (%) +W (%) HF=2S (%) +O (%) −B (%) −Ca (%) −Mg
(%) −REM(%)
(1) Si: 0.1-0.5%, Mn: 3.0-% by weight.
7.0%, Ni: 20.0-30.0%, Cu: 0.3-3.0%, Cr: 2
5.0-30.0%, Mo: 5.0-9.0%, W: 0.3-5.0%,
N: 0.5 to 1.0% and Al: 0.005 to 0.1%, and M
g, one or more of Ca, B and rare earth elements (REM) are contained in a total amount of 0.0005 to 0.02%, and the balance consists of Fe and unavoidable impurities, and C in the impurities is 0.03% or less;
P is 0.03% or less, S is 0.003% or less, and O is 0.01% or less.
Fe-based alloy. PI ≧ 50.0 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 4.0 ≧ Ni-bal. ≧ 0 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 0.005 ≧ HF ≧ −0.005 ・ ・ ・ PI = Cr (%) + 3Mo (%) + 1.5W ( %) + 10N
(%) Ni-bal. = Ni eq. -1.2Cr eq. Ni eq. = Ni (%) + Cu (%) + 0.3Mn (%) + 30 C
(%) + N (%) Cr eq. = Cr (%) + 1.5Si (%) + Mo (%) + W (%) HF = 2S (%) + O (%)-B (%)-Ca (%)- Mg
(%)-REM (%)
【請求項2】重量%で、Si:0.1 〜 0.5%、Mn:3.0 〜
7.0%、Ni:20.0〜30.0%、Cu:0.3 〜3.0%、Cr:2
5.0〜30.0%、Mo:5.0 〜 9.0%、W:0.3 〜5.0%、
N:0.5 〜1.0%およびAl:0.005 〜 0.1%、さらにM
g、Ca、Bおよび希土類元素(REM)のうちの1種以
上をその合計で0.0005〜0.02%、ならびにPd、Ptおよび
Ruのうちの1種以上をその合計で 0.001〜0.03%含有
し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、不純物中
のCは0.03%以下、Pは0.03%以下、Sは0.003 %以下
およびOは0.01%以下で、さらに下記〜式を満足す
るオーステナイト系Fe基合金。 PI≧50.0・・・・・・・・・ 4.0 ≧Ni-bal. ≧0・・・・・ 0.005 ≧HF≧−0.005 ・・・ ただし、 PI=Cr (%) +3Mo (%) + 1.5W (%) +10N
(%) Ni-bal. =Ni eq.−1.2Cr eq. Ni eq.=Ni (%) +Cu (%) + 0.3Mn (%) +30 C
(%) +N (%) Cr eq.=Cr (%) + 1.5Si (%) +Mo (%) +W (%) HF=2S (%) +O (%) −B (%) −Ca (%) −Mg
(%) −REM(%)
2. Si: 0.1-0.5%, Mn: 3.0-% by weight.
7.0%, Ni: 20.0-30.0%, Cu: 0.3-3.0%, Cr: 2
5.0-30.0%, Mo: 5.0-9.0%, W: 0.3-5.0%,
N: 0.5 to 1.0% and Al: 0.005 to 0.1%, and M
g, Ca, B and one or more of the rare earth elements (REMs) in total 0.0005-0.02%, and Pd, Pt and
One or more of Ru are contained in a total amount of 0.001 to 0.03%, the balance being Fe and unavoidable impurities, C in the impurities is 0.03% or less, P is 0.03% or less, S is 0.003% or less and O Is an austenitic Fe-based alloy that is 0.01% or less and further satisfies the following formulas. PI ≧ 50.0 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 4.0 ≧ Ni-bal. ≧ 0 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 0.005 ≧ HF ≧ −0.005 ・ ・ ・ PI = Cr (%) + 3Mo (%) + 1.5W ( %) + 10N
(%) Ni-bal. = Ni eq. -1.2Cr eq. Ni eq. = Ni (%) + Cu (%) + 0.3Mn (%) + 30 C
(%) + N (%) Cr eq. = Cr (%) + 1.5Si (%) + Mo (%) + W (%) HF = 2S (%) + O (%)-B (%)-Ca (%)- Mg
(%)-REM (%)
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