JP2962958B2 - 耐溶融亜鉛腐食性にすぐれる合金 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融亜鉛に対する腐食
抵抗力の大きい合金、即ち耐溶融亜鉛腐食性にすぐれる
合金に関する。

【０００２】

【従来技術及び問題点】溶融亜鉛メッキ設備における、
容器、輸送用ポンプ、シンクロール、攪拌用治具等は、
溶融亜鉛による流動摩耗と腐食作用を受けるため、溶融
亜鉛に対する抵抗力の大きい材料が望まれる。

【０００３】従来、この種材料として、高Ｃｒ−高Ｎｉ
鋼合金、13％Ｃｒステンレス鋼等が使用されていたが、
溶融亜鉛に対する腐食抵抗力が十分でなかった。

【０００４】本発明者は、溶融亜鉛と腐食との関係につ
いて鋭意研究した結果、Ｎｉは溶融亜鉛に対する腐食抵
抗性を著しく損なう元素であることを見出した。これま
での材料には、組織の調整を図り、材料の強度を確保す
るために相当量のＮｉを含んでいたため、そのＮｉの含
有によって溶融亜鉛に対する腐食抵抗性が損なわれてい
たわけである。

【０００５】しかし、Ｎｉの含有量を少なくすれば、材
料の強度が損なわれて、部材としての安定性に欠ける不
都合がある。このため、Ｎｉの含有量を少なくしても、
材料の強度を確保できるように合金成分を調整せねばな
らない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、所定の機械
的特性を確保しつつ、耐溶融亜鉛腐食性にすぐれる合金
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の合金は、重量％
にて、Ｃ：０.１％以下、Ｓｉ：１.５〜５.０％、Ｍ
ｎ：２.５〜５.５％、Ｃｒ：１０〜１５％、Ｎｉ：０.
５％以下、並びにＭｏ：２.０％以下、Ｎｂ：２.０％以
下、Ｗ：２.０％以下、Ｔｉ：２.０％以下及びＢ：１.
０％以下からなる群から選択される元素を１種又は２種
以上含有し、残部は実質的にＦｅからなる。

【０００８】

【作用】本発明の合金は、多量のＭｎを含み、かつ、Ｃ
ｒ、Ｓｉの他に、さらにＭｏ、Ｎｂ、Ｗ、Ｔｉ、Ｂの中
から選んだ元素を１種又は２種以上含有しているから、
すぐれた耐溶融亜鉛腐食性を具備することができる。ま
た、従来のこの種合金と比較して、Ｎｉの含有量が少な
いから、前記元素が備えるすぐれた耐溶融亜鉛腐食性は
損なわれない。また、Ｍｎを多量に含んでいるから、Ｎ
ｉ含有量を少なくしても機械的性質は低下せず、所定の
機械的特性が維持される。

【０００９】

【成分限定理由の説明】

Ｃ：０.１％以下 Ｃは合金の強度を確保するために必要な元素である。し
かし、あまりに多く含有すると、Ｃｒと結合して炭化物
を析出し、溶融亜鉛に対する腐食抵抗性が低下する。こ
のため、上限を０.１％に規定する。

【００１０】Ｓｉ：１.５〜５.０％ Ｓｉは溶融亜鉛に対する腐食抵抗性の向上に効果的な元
素である。このため、少なくとも１.５％含有させる。
しかし、多量に含有すると材料の靱性が損なわれるた
め、上限は５.０％に規定する。

【００１１】Ｍｎ：２.５〜５.５％ Ｍｎは合金組織中の脆弱なフェライトを減少させて、伸
び等の機械的性質を改善する効果がある。従って、低Ｎ
ｉ化に伴う材料強度の低下を防ぐことができる。なお、
耐溶融亜鉛腐食性に対しては、一般的にフェライト組織
が有効であると考えられている。Ｍｎはその添加によ
り、フェライト量を減少させるけれども、耐溶融亜鉛腐
食性の向上に寄与する。その理由は次の通りである。一
般的に使用されている溶融亜鉛浴には少量のＡｌが含ま
れており、材料の腐食の進行(Ｆｅ−Ｚｎ合金形成によ
るＦｅの消滅)よりも、Ｆｅ−Ａｌ(−Ｚｎ)の合金化反
応が優先的に生じる。Ｆｅ−Ａｌ(−Ｚｎ)合金層は安定
なバリヤとして作用し、材料の表面に進入してくる亜鉛
の拡散速度を低下させ、材料の腐食の進行を抑制する働
きを有する。この合金層形成の拠点となるのが、マルテ
ンサイトとフェライトとの境界部である。このため、フ
ェライトの分布が不均一であると、局部的にＦｅ−Ａｌ
(−Ｚｎ)合金層が形成されない部位が生じ、当該部位か
ら腐食が進行する。ところで、Ｍｎは、フェライト量の
減少に伴って、フェライトの分布状態を、大きなフェラ
イトが点在する組織から小さなフェライトが数多く均一
に点在した組織に変える働きがあり、この作用によって
耐溶融亜鉛腐食性が向上する。耐溶融亜鉛腐食性に関し
て、フェライト量の減少によるデメリットよりもフェラ
イトの分布状態改善によるメリットを享受すると共に、
機械的性質に関して所望の改善効果を得るために、Ｍｎ
は、少なくとも２.５％以上含有させる。しかし、５.５
％を超えて含有すると、マルテンサイト部の靱性が著し
く低下するだけでなく、フェライトの減少も大きくな
り、耐溶融亜鉛腐食性の低下を招く。このため、上限は
５.５％に規定する。

【００１２】Ｃｒ：１０〜１５％ Ｃｒは、溶融亜鉛に対する腐食抵抗性を大きくするのに
有効な元素であり、少なくとも１０％以上含有させる。
しかし、あまりに多く含有すると、材料の靱性が損なわ
れる。このため、上限は１５％に規定する。

【００１３】Ｎｉ：０.５％以下 上述した如く、Ｎｉは溶融亜鉛に対する腐食抵抗性を著
しく低下させる。このため、Ｎｉの含有量はできるだけ
少なくすることが望ましく、本発明にあっては、０.５
％以下に規定する。

【００１４】Ｍｏ：２.０％以下、Ｎｂ：２.０％以下、
Ｗ：２.０％以下、Ｔｉ：２.０％以下、Ｂ：１.０％以
下 これらの元素は、何れも耐溶融亜鉛腐食性の向上に寄与
する。本発明の合金にあっては、上記の成分範囲内で少
なくとも１種又は２種以上含有させる。

【００１５】本発明の合金は、上記成分元素を含有し、
残部は不可避的に混入する不純物元素及びＦｅからな
る。

【００１６】

【実施例】表１に示す如き成分組成の供試合金を溶製
し、機械的性質及び溶融亜鉛による合金の腐食性を調べ
た。表１において、No.１〜No.５は本発明の供試材であ
り、No.11〜No.18は比較用の供試材である。

【００１７】供試材の機械的性質試験は、熱処理(1000
℃×１時間加熱後空冷、及び700℃×１時間加熱後空冷)
の後に行なった。引張試験片は、直径14mm、ゲージ長さ
70mmのものを使用し、衝撃試験は、ＪＩＳ２号片を使用
した。機械的性質の試験結果を表２に示す。

【００１８】腐食試験は、供試片(直径10mm、長さ40mm)
をＺｎ−0.2％Ａｌ浴中、470℃で72時間浸漬後、酸洗
し、浸漬前の重量と、浸漬後の重量との差を腐食減量と
して求めた。腐食試験の結果を表２に併せて示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】表１及び表２の結果から明らかなように、
本発明の供試材No.１〜No.５は、腐食減量が少なく、溶
融亜鉛に対する腐食性にすぐれており、また機械的性質
も良好である。これに対して、供試材No.11〜No.17はＭ
ｎの含有量がいずれも約１％前後であり、他の合金成分
の含有量の如何に拘わらず、腐食減量が多く、耐溶融亜
鉛腐食性に劣っている。また、機械的性質についても、
No.16を除いて本発明の供試材より劣っている。なお、N
o.16はＮｉの含有量が4.62％と多いため、機械的性質は
良好であるが、腐食減量が著しく多い。供試No.18は、
Ｍｎの含有量が5.5％を超えており、腐食減量が多い。
また、機械的性質についても、伸び、衝撃値が劣ってい
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明の合金は、耐溶融亜鉛腐食性にす
ぐれており、かつ所定の機械的性質を備えているから、
溶融亜鉛メッキラインにおけるシンクロール、サポート
ロール等の用途に好適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C22C 38/00 302 C22C 38/58 C22C 2/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％にて、Ｃ：０.１％以下、Ｓｉ：
   １.５〜５.０％、Ｍｎ：２.５〜５.５％、Ｃｒ：１０〜
   １５％、Ｎｉ：０.５％以下、並びにＭｏ：２.０％以
   下、Ｎｂ：２.０％以下、Ｗ：２.０％以下、Ｔｉ：２.
   ０％以下及びＢ：１.０％以下からなる群から選択され
   る元素を１種又は２種以上含有し、残部実質的にＦｅで
   ある耐溶融亜鉛腐食性にすぐれる合金。