JP3011723B2 - 耐応力腐食割れ性と耐孔食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 - Google Patents
耐応力腐食割れ性と耐孔食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、温水環境たとえば石油ボイラー型給湯機、
電気温水器等の部品に用いられる耐食性に優れたオース
テナイト系ステンレス鋼に関するものである。
電気温水器等の部品に用いられる耐食性に優れたオース
テナイト系ステンレス鋼に関するものである。
＜従来の技術＞ 近年石油ボイラー型給湯機や電気温水器の小型化のた
め、従来のホーロー缶体からステンレス缶体への切替え
が行われている。この際採用されるステンレス鋼として
は、応力腐食割れを生じにくいフェライト系ステンレス
鋼であるSUS444（18Cr−2Mo鋼）が一般的となってい
る。しかしSUS444はフェライト系ステンレス鋼であるが
故に溶接性が悪く、溶接部での耐食性に問題がある。
め、従来のホーロー缶体からステンレス缶体への切替え
が行われている。この際採用されるステンレス鋼として
は、応力腐食割れを生じにくいフェライト系ステンレス
鋼であるSUS444（18Cr−2Mo鋼）が一般的となってい
る。しかしSUS444はフェライト系ステンレス鋼であるが
故に溶接性が悪く、溶接部での耐食性に問題がある。
特に石油ボイラー型給湯機などは溶接箇所が多く問題
となっている。またSUS444は温水中の気液界面において
孔食を生じやすく、十分な耐食性を有しているとはいい
がたい。
となっている。またSUS444は温水中の気液界面において
孔食を生じやすく、十分な耐食性を有しているとはいい
がたい。
一方、オーステナイト系ステンレス鋼であるSUS316
は、溶接性と耐孔食性には優れているものの、耐応力腐
食割れ性に劣るため温水環境には適していない。
は、溶接性と耐孔食性には優れているものの、耐応力腐
食割れ性に劣るため温水環境には適していない。
一般に、温水環境のようなマイルドな環境での応力腐
食割れは、孔食や隙間腐食を起点として発生するため、
その環境で孔食や隙間腐食を発生してないほど耐食性に
優れた高合金ステンレス鋼とすれば応力腐食割れも発生
しなくなる。しかし、そのような鋼種は当然非常に高価
である。
食割れは、孔食や隙間腐食を起点として発生するため、
その環境で孔食や隙間腐食を発生してないほど耐食性に
優れた高合金ステンレス鋼とすれば応力腐食割れも発生
しなくなる。しかし、そのような鋼種は当然非常に高価
である。
＜発明が解決しようとする課題＞ そこで価格はSUS316程度と安く、しかも耐応力腐食割
れ性と耐孔食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼
が好ましい。
れ性と耐孔食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼
が好ましい。
オーステナイト系ステンレス鋼にCuを添加すると、マ
イルドな環境における耐応力腐食割れ性が改善されるこ
とが知られており、その効果はCu添加量が多いほど強
い。しかしCuを添加しただけでは耐孔食性が不十分であ
り、気液界面等で孔食が発生しやすい。特にCuの添加量
が多くなるとその傾向が強くなる。ところが耐孔食性改
善のためにMo,Nを多く添加すると、こんどは耐応力腐食
割れ性の方が低下すると云う問題を生じる。このよう
に、一般に耐応力腐食割れ性と耐孔食性は相反する傾向
にあり、一方を良くすると一方が悪くなる場合が多い。
イルドな環境における耐応力腐食割れ性が改善されるこ
とが知られており、その効果はCu添加量が多いほど強
い。しかしCuを添加しただけでは耐孔食性が不十分であ
り、気液界面等で孔食が発生しやすい。特にCuの添加量
が多くなるとその傾向が強くなる。ところが耐孔食性改
善のためにMo,Nを多く添加すると、こんどは耐応力腐食
割れ性の方が低下すると云う問題を生じる。このよう
に、一般に耐応力腐食割れ性と耐孔食性は相反する傾向
にあり、一方を良くすると一方が悪くなる場合が多い。
本発明において、適度な量のMoの添加とMn含有量の低
減が、Cu含有オーステナイト系ステンレス鋼の耐応力腐
食割れ性と耐孔食性の双方を向上させることを見い出し
た。さらにCuの多量添加と適量のMo添加、Mnの低減を複
合すると著しい耐応力腐食割れ性及び耐孔食性の向上が
実現する。しかし、このような複合添加鋼種はMn含有量
が少いことに起因した熱間加工性の低下が生じる。熱間
加工性の低下は熱延コイルの耳割れ等を発生させ、結局
歩留低下によるコストアップを招く。特性は良くとも、
高価格となるのであれば本発明の目的は達成されない。
そのため耐食性を劣化させずに熱間加工性を改善する方
法を検討した。
減が、Cu含有オーステナイト系ステンレス鋼の耐応力腐
食割れ性と耐孔食性の双方を向上させることを見い出し
た。さらにCuの多量添加と適量のMo添加、Mnの低減を複
合すると著しい耐応力腐食割れ性及び耐孔食性の向上が
実現する。しかし、このような複合添加鋼種はMn含有量
が少いことに起因した熱間加工性の低下が生じる。熱間
加工性の低下は熱延コイルの耳割れ等を発生させ、結局
歩留低下によるコストアップを招く。特性は良くとも、
高価格となるのであれば本発明の目的は達成されない。
そのため耐食性を劣化させずに熱間加工性を改善する方
法を検討した。
既に特開昭57−16153において熱間圧延において瑕疵
発生を少くする方法が示されている。この方法を本発明
鋼に適用した結果かなりの改善が見られたものの、特に
800〜900℃の比較的低温域における熱間加工性について
は十分な改善が得られなかった。
発生を少くする方法が示されている。この方法を本発明
鋼に適用した結果かなりの改善が見られたものの、特に
800〜900℃の比較的低温域における熱間加工性について
は十分な改善が得られなかった。
そこで本発明は、このような低温域における熱間加工
性をも改善され、なおかつ耐応力腐食割れ性および耐孔
食性も優れたステンレス鋼を提供することを目的とす
る。
性をも改善され、なおかつ耐応力腐食割れ性および耐孔
食性も優れたステンレス鋼を提供することを目的とす
る。
＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成すべく、鋭意検討の結果、さらに微量
のＢを添加することが非常に有効であることを見い出し
た。
のＢを添加することが非常に有効であることを見い出し
た。
すなわち、本発明は、 C/0.06wt％以下、 Si/1.0〜4.0wt％、 Mn/0.3wt％以下、 Cr/18〜23wt％、 Ni/8〜18wt％、 Cu/2.0wt％超、3.0wt％以下、 Mo/0.3〜0.7wt％、 N/0.05wt％以下、 B/0.001〜0.005wt％ を含み、残部はFeおよび不可避的不純物の組成であるこ
とを特徴とする耐応力腐食割れ性と耐孔食性に優れたオ
ーステナイト系ステンレス鋼を提供する。
とを特徴とする耐応力腐食割れ性と耐孔食性に優れたオ
ーステナイト系ステンレス鋼を提供する。
以下に本発明について詳細に説明する。
本発明のステンレス鋼は、C,Si,Mn,Cr,Ni,Cu,Mo,N,お
よびＢを必須成分とする。
よびＢを必須成分とする。
本発明のステンレス鋼において、Ｃは0.06wt％以下で
あるのが好ましい。Ｃが0.06wt％を超えるときは、Cr炭
化物生成量が増大し、耐食性を害する。
あるのが好ましい。Ｃが0.06wt％を超えるときは、Cr炭
化物生成量が増大し、耐食性を害する。
Siはマイルドな環境では耐応力腐食割れ性を改善する
効果はさいが、耐孔食性、特に溶接部の耐孔食性を改善
する効果が大きいので、本発明が対象となるような用途
では1.0wt％以上添加することが好ましい。しかし、4.0
wt％を超えると熱間加工性と溶接性が低下する。
効果はさいが、耐孔食性、特に溶接部の耐孔食性を改善
する効果が大きいので、本発明が対象となるような用途
では1.0wt％以上添加することが好ましい。しかし、4.0
wt％を超えると熱間加工性と溶接性が低下する。
Mnは本発明の根本をなす元素であり、その含有量の低
減により、耐応力腐食割れ性と耐孔食性が著しく向上す
る。第１図および第２図にCu含有オーステナイト系ステ
ンレス鋼の耐応力腐食割れ性と耐孔食性に及ぼすMnの影
響を示す。Mnを0.3wt％以下とすることにより著しい向
上効果が得られる。
減により、耐応力腐食割れ性と耐孔食性が著しく向上す
る。第１図および第２図にCu含有オーステナイト系ステ
ンレス鋼の耐応力腐食割れ性と耐孔食性に及ぼすMnの影
響を示す。Mnを0.3wt％以下とすることにより著しい向
上効果が得られる。
Crはステンレス鋼に不可欠な耐食性に有効な元素であ
り、本発明鋼の場合18〜23wt％とするのが好ましい。18
wt％未満のときは耐食性が十分ではなく、23wt％を超え
るときは耐食性は良いが高価格となり、本発明の目的に
反することになる。
り、本発明鋼の場合18〜23wt％とするのが好ましい。18
wt％未満のときは耐食性が十分ではなく、23wt％を超え
るときは耐食性は良いが高価格となり、本発明の目的に
反することになる。
Niはオーステナイト系ステンレス鋼であることから８
〜18wt％とするのが好ましい。8wt％未満のときは組織
がオーステナイト相とならず、18wt％を超えるときは高
価格なステンレス鋼となってしまう。
〜18wt％とするのが好ましい。8wt％未満のときは組織
がオーステナイト相とならず、18wt％を超えるときは高
価格なステンレス鋼となってしまう。
Cuは本発明に不可欠の元素であり、2.0wt％を超えて
含有させることにより耐応力腐食割れ性を改善する。オ
ーステナイト系ステンレス鋼の耐応力腐食割れ性と耐孔
食性に及ぼすCuの影響を第３図および第４図に示す。但
し、Cuが3.0wt％を超えると熱間加工性が劣化する。
含有させることにより耐応力腐食割れ性を改善する。オ
ーステナイト系ステンレス鋼の耐応力腐食割れ性と耐孔
食性に及ぼすCuの影響を第３図および第４図に示す。但
し、Cuが3.0wt％を超えると熱間加工性が劣化する。
Moは本発明の根本をなす元素であり、その適量の添加
により耐応力腐食割れ性と耐孔食性が著しく向上する。
第１図および第２図にCu含有オーステナイト系ステンレ
ス鋼の耐応力腐食割れ性と耐孔食性に及ぼすMoの影響を
示す。Moを0.3〜0.7wt％とすることにより著しい耐応力
腐食割れ性の向上効果が得られる。
により耐応力腐食割れ性と耐孔食性が著しく向上する。
第１図および第２図にCu含有オーステナイト系ステンレ
ス鋼の耐応力腐食割れ性と耐孔食性に及ぼすMoの影響を
示す。Moを0.3〜0.7wt％とすることにより著しい耐応力
腐食割れ性の向上効果が得られる。
Ｎは耐孔食性を向上させるが、一方、耐応力腐食割れ
性を著しく害する元素でもあるので0.05wt％以下とする
ことが好ましい。
性を著しく害する元素でもあるので0.05wt％以下とする
ことが好ましい。
Ｂは本発明に不可欠の元素であり、0.001〜0.005wt％
含有させることにより熱間加工性を改善する。本発明鋼
のような低Mn鋼ではMnSの生成量が少なく、そのため熱
間で粒界にフィルム状に析出すると考えられるFeSの生
成量が多くなり熱間加工性が低下する。0.001wt％以上
のＢ添加によりこのような熱間加工性の低下が改善され
るが、0.005wt％を超えると耐孔食性が劣化してくるた
め好適範囲を0.001〜0.005wt％とした。
含有させることにより熱間加工性を改善する。本発明鋼
のような低Mn鋼ではMnSの生成量が少なく、そのため熱
間で粒界にフィルム状に析出すると考えられるFeSの生
成量が多くなり熱間加工性が低下する。0.001wt％以上
のＢ添加によりこのような熱間加工性の低下が改善され
るが、0.005wt％を超えると耐孔食性が劣化してくるた
め好適範囲を0.001〜0.005wt％とした。
なお、残部は鉄であるが、本発明鋼は上記化学種以外
にP,S,Al等の不可避的不純物を含有していてもよい。
にP,S,Al等の不可避的不純物を含有していてもよい。
以上のように成分限定されたステンレス鋼は熱間加工
性も改善されているため、一般のオーステナイト系ステ
ンレス鋼と同様の製造プロセスで生産することができ
る。また製造プロセス時における温度、雰囲気等も一般
的な方法で行なえばよい。すなわち、溶銑を転炉、AOD
（正式名Argon Oxygen DecarburizationProcess）、VOD
（Vacuum Oxygen Decarburization Process）等により
精錬したものを造塊または連続鋳造し、その後熱間圧延
と焼鈍・酸洗を行い、更に冷間圧延と焼鈍・酸洗のプロ
セスを経ることにより、冷延焼鈍板が製造される。
性も改善されているため、一般のオーステナイト系ステ
ンレス鋼と同様の製造プロセスで生産することができ
る。また製造プロセス時における温度、雰囲気等も一般
的な方法で行なえばよい。すなわち、溶銑を転炉、AOD
（正式名Argon Oxygen DecarburizationProcess）、VOD
（Vacuum Oxygen Decarburization Process）等により
精錬したものを造塊または連続鋳造し、その後熱間圧延
と焼鈍・酸洗を行い、更に冷間圧延と焼鈍・酸洗のプロ
セスを経ることにより、冷延焼鈍板が製造される。
＜実施例＞ 以下本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
（実施例） 第１表に示す化学組成を有する鋼を高周波真空溶解炉
で溶製し、50kg鋼塊を得た。No.1〜５を本発明例とし、
化学組成が本発明範囲をはずれるNo.6〜11およびSUS361
を比較例とした。
で溶製し、50kg鋼塊を得た。No.1〜５を本発明例とし、
化学組成が本発明範囲をはずれるNo.6〜11およびSUS361
を比較例とした。
本発明例および比較例の上記鋼塊の側面から10mm厚の
鋼板を切り出し、その鋼板から熱間加工性の評価用とし
て、6.4mmφの丸棒試験片を作製した。
鋼板を切り出し、その鋼板から熱間加工性の評価用とし
て、6.4mmφの丸棒試験片を作製した。
上記鋼塊は以下の条件で厚さ2mmの冷延焼鈍鋼板に製
造した。
造した。
（１）1200℃の加熱温度で熱間圧延し、厚さ30mmのスラ
ブを製造した。
ブを製造した。
（２）1250℃の加熱温度で熱間圧延し、厚さ4mmの熱延
鋼板を製造した。
鋼板を製造した。
（３）1100℃で焼鈍した。
（４）ショット酸洗による脱スケールを行なった。
（５）冷間圧延で厚さ2mmの冷延鋼板を製造した。
（６）1100℃で焼鈍した。
（７）ソルト処理、酸洗による脱スケールを行なった。
耐応力腐食割れ性の評価方法として、JIS−G0576に準
拠した沸騰塩化マグネシウム試験を行なった。すなわち
先に示した2mm厚の冷延焼鈍鋼板より1.5t×15w×75lmm
の試験片を作製し、湿式＃500研磨仕上の後内側半径8mm
のＵ字曲げを行った。
拠した沸騰塩化マグネシウム試験を行なった。すなわち
先に示した2mm厚の冷延焼鈍鋼板より1.5t×15w×75lmm
の試験片を作製し、湿式＃500研磨仕上の後内側半径8mm
のＵ字曲げを行った。
この試験片を沸騰試験溶液の中に300時間まで浸漬
し、割れが発生するまでの時間により耐応力腐食割れ性
を評価した。
し、割れが発生するまでの時間により耐応力腐食割れ性
を評価した。
但し塩化マグネシウムの濃度は、温水中における応力
腐食割れとほぼ同じ割れ形態となる低濃度の32.5％とし
た。
腐食割れとほぼ同じ割れ形態となる低濃度の32.5％とし
た。
耐孔食性の評価として、JIS−G0578に示す塩化第２鉄
腐食試験を行った。先に示した2mm厚の冷延焼鈍板より2
t×30w×30lmmの試験片を作製し、湿式＃320研磨仕上の
後に、35℃の６％塩化第２鉄溶液に24時間浸漬した。浸
漬試験後の単位面積、単位時間当たりの腐食減量により
耐孔食性を評価した。
腐食試験を行った。先に示した2mm厚の冷延焼鈍板より2
t×30w×30lmmの試験片を作製し、湿式＃320研磨仕上の
後に、35℃の６％塩化第２鉄溶液に24時間浸漬した。浸
漬試験後の単位面積、単位時間当たりの腐食減量により
耐孔食性を評価した。
熱間加工性の評価として、高温高速引張試験を下記の
容量で実施した。先に示した丸棒試験片を1200℃×50秒
保持後、100℃/minの冷却速度で800℃まで冷却し、さら
に800℃×10秒保持後その温度で引張速度100mm/secの速
さで熱間引張試験を行った。熱間引張試験後の試験片の
断面収縮率により熱間加工性を評価した。断面収縮率が
大きいほど熱間加工性は良好である。
容量で実施した。先に示した丸棒試験片を1200℃×50秒
保持後、100℃/minの冷却速度で800℃まで冷却し、さら
に800℃×10秒保持後その温度で引張速度100mm/secの速
さで熱間引張試験を行った。熱間引張試験後の試験片の
断面収縮率により熱間加工性を評価した。断面収縮率が
大きいほど熱間加工性は良好である。
結果を第２表に示す。本発明例は比較例に比べて著し
く優れた耐応力腐食割れ性と良好な耐孔食性及び熱間加
工性を有している。比較例はNo.6を除いて全般的に耐応
力腐食割れ性が悪く、特に耐孔食性の良いものにその傾
向が強い。またNo.6,7のMn含有量が低く、Ｂを添加して
いないものは熱間加工性に劣る。
く優れた耐応力腐食割れ性と良好な耐孔食性及び熱間加
工性を有している。比較例はNo.6を除いて全般的に耐応
力腐食割れ性が悪く、特に耐孔食性の良いものにその傾
向が強い。またNo.6,7のMn含有量が低く、Ｂを添加して
いないものは熱間加工性に劣る。
＜発明の効果＞ 本発明鋼は、比較的マイルドな環境における耐応力腐
食割れ性に極めて優れており、同時に耐孔食性も良好で
ある。また、オーステナイト系ステンレス鋼であるため
溶接性も良い。更に熱間加工性も良好であるため歩留低
下によるコストアップが生じることもない。
食割れ性に極めて優れており、同時に耐孔食性も良好で
ある。また、オーステナイト系ステンレス鋼であるため
溶接性も良い。更に熱間加工性も良好であるため歩留低
下によるコストアップが生じることもない。
以上のように本発明による鋼種は、従来使用されてい
たSUS444やSUS316の欠点を改善した温水環境に極めて適
したステンレス鋼である。
たSUS444やSUS316の欠点を改善した温水環境に極めて適
したステンレス鋼である。
第１図は、Mo,Mnの含有率と、耐応力腐食割れ性との関
係を示すグラフである。 第２図は、Mo,Mnの含有率と耐孔食性との関係を示すグ
ラフである。 第３図は、Cuの含有率と耐応力腐食割れ性との関係を示
すグラフである。 第４図は、Cuの含有率と耐孔食性との関係を示すグラフ
である。
係を示すグラフである。 第２図は、Mo,Mnの含有率と耐孔食性との関係を示すグ
ラフである。 第３図は、Cuの含有率と耐応力腐食割れ性との関係を示
すグラフである。 第４図は、Cuの含有率と耐孔食性との関係を示すグラフ
である。
フロントページの続き (72)発明者 曽根 雄二 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社技術研究本部内 (72)発明者 橋本 修 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社技術研究本部内 (72)発明者 木下 昇 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川崎製鉄株式会社東京本社内 (56)参考文献 特開 昭59−185763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−149316（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−149515（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】C/0.06wt％以下、 Si/1.0〜4.0wt％、 Mn/0.3wt％以下、 Cr/18〜23wt％、 Ni/8〜18wt％、 Cu/2.0wt％超、3.0wt％以下、 Mo/0.3〜0.7wt％、 N/0.05wt％以下、 B/0.001〜0.005wt％ を含み、残部はFeおよび不可避的不純物の組成であるこ
とを特徴とする耐応力腐食割れ性と耐孔食性に優れたオ
ーステナイト系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1009361A JP3011723B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 耐応力腐食割れ性と耐孔食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1009361A JP3011723B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 耐応力腐食割れ性と耐孔食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1190182A Division JPH02192543A (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | ステンレス鋼製の器体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02190451A JPH02190451A (ja) | 1990-07-26 |
| JP3011723B2 true JP3011723B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=11718336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1009361A Expired - Fee Related JP3011723B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 耐応力腐食割れ性と耐孔食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3011723B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4836505B2 (ja) * | 2005-07-04 | 2011-12-14 | 日新製鋼株式会社 | 自動車給油系部材用オーステナイト系ステンレス鋼材および製造法 |
| CN102330033B (zh) * | 2010-07-15 | 2013-07-31 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种耐腐蚀性能优良的低成本奥氏体不锈钢 |
| CN115558852B (zh) * | 2022-09-23 | 2023-05-26 | 福建青拓特钢技术研究有限公司 | 耐缝隙腐蚀和耐点蚀优于317l的高强度奥氏体不锈钢及其制造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59185763A (ja) * | 1983-04-04 | 1984-10-22 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | 中性塩環境における耐食性に優れたオ−ステナイトステンレス鋼 |
-
1989
- 1989-01-18 JP JP1009361A patent/JP3011723B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02190451A (ja) | 1990-07-26 |
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