JP3198681B2 - ステンレス鋼のクラッド法 - Google Patents
ステンレス鋼のクラッド法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ステンレス鋼のクラッ
ド法に係り、特に、高品質のクラッド層を形成する技術
に関するものである。
ド法に係り、特に、高品質のクラッド層を形成する技術
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス鋼の耐食性を向上させる技術
として、特開平０３−０６４４０４号公報（ステンレス
鋼のクラッド用材料）、特開平０３−０６４４８６号公
報（ステンレス鋼の耐食性改善方法）、特開平０３−０
６３１２８号公報（耐食性ステンレス鋼）が提案されて
いる。これらの先行技術では、ステンレス鋼の母材表面
にクロム系複合材からなるクラッド層をレーザ焼成する
ことによって、ステンレス鋼が本来有している耐食性を
飛躍的に向上させるようにしている。
として、特開平０３−０６４４０４号公報（ステンレス
鋼のクラッド用材料）、特開平０３−０６４４８６号公
報（ステンレス鋼の耐食性改善方法）、特開平０３−０
６３１２８号公報（耐食性ステンレス鋼）が提案されて
いる。これらの先行技術では、ステンレス鋼の母材表面
にクロム系複合材からなるクラッド層をレーザ焼成する
ことによって、ステンレス鋼が本来有している耐食性を
飛躍的に向上させるようにしている。
【０００３】また、ステンレス鋼の表面をＣＯ2 レーザ
ー等で溶融させて、表面に微細なミクロ組織を形成する
ことによって、耐食性を向上させる技術も提案されてい
る。
ー等で溶融させて、表面に微細なミクロ組織を形成する
ことによって、耐食性を向上させる技術も提案されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者のクラッ
ド層を形成する技術では、工程の多くの時間が被焼成塗
膜の厚さに依存することが多く、クラッド層の形成作業
性が低下するとともに欠陥等が発生し易くなり、後者の
表面を溶融させる技術では、母材の化学成分（ＣやＮｉ
の多い場合）によっては、処理部に微細割れを発生させ
てしまう恐れがあるという解決すべき課題が残される。
ド層を形成する技術では、工程の多くの時間が被焼成塗
膜の厚さに依存することが多く、クラッド層の形成作業
性が低下するとともに欠陥等が発生し易くなり、後者の
表面を溶融させる技術では、母材の化学成分（ＣやＮｉ
の多い場合）によっては、処理部に微細割れを発生させ
てしまう恐れがあるという解決すべき課題が残される。
【０００５】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、耐食性の改善と微細割れ防止とを同時に達成する
とともに、耐応力腐食割れ特性を向上させることを目的
としているものである。
ので、耐食性の改善と微細割れ防止とを同時に達成する
とともに、耐応力腐食割れ特性を向上させることを目的
としているものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】ステンレス鋼の母材表面
にＭｏ，Ｃｒからなる金属粉末を主成分とする厚さ１０
μｍないし２００μｍの塗膜を形成する工程と、塗膜を
母材表面とともに溶融させた後に十分なフェライトが生
成されるように冷却して、フェライトを含む厚さ０．１
ｍｍないし１ｍｍのクラッド層を形成する工程とを有す
るステンレス鋼のクラッド法としている。
にＭｏ，Ｃｒからなる金属粉末を主成分とする厚さ１０
μｍないし２００μｍの塗膜を形成する工程と、塗膜を
母材表面とともに溶融させた後に十分なフェライトが生
成されるように冷却して、フェライトを含む厚さ０．１
ｍｍないし１ｍｍのクラッド層を形成する工程とを有す
るステンレス鋼のクラッド法としている。
【０００７】
【作用】塗膜を母材表面とともに溶融させてクラッド層
を形成すると、クラッド層のデルタフェライトが３％な
いし６％となって割れ防止効果が高くなる。そして、同
時に、クラッド層に１％ないし５％のＭｏを含有するも
のとなり、耐食性が改善される。
を形成すると、クラッド層のデルタフェライトが３％な
いし６％となって割れ防止効果が高くなる。そして、同
時に、クラッド層に１％ないし５％のＭｏを含有するも
のとなり、耐食性が改善される。
【０００８】
【実施例】以下、本発明に係るステンレス鋼のクラッド
法の実施例について図１ないし図５に基づいて説明す
る。各図において、符号１は母材、２は塗膜、３はクラ
ッド層である。
法の実施例について図１ないし図５に基づいて説明す
る。各図において、符号１は母材、２は塗膜、３はクラ
ッド層である。
【０００９】この場合にあって、母材１は、例えば１８
Ｃｒ−８Ｎｉステンレス鋼とされる。その化学成分例
（重量％）を示すと、Ｃｒ：１８．２，Ｎｉ：１０．
３，Ｍｎ：１．７５，Ｃ：０．０６，残部：Ｆｅであ
る。
Ｃｒ−８Ｎｉステンレス鋼とされる。その化学成分例
（重量％）を示すと、Ｃｒ：１８．２，Ｎｉ：１０．
３，Ｍｎ：１．７５，Ｃ：０．０６，残部：Ｆｅであ
る。
【００１０】塗膜２は、Ｍｏが１００％ないし５０％、
Ｃｒが０％ないし５０％で、かつ粒径が０．５μｍ〜２
μｍ程度の粉末の単独、混合化または合金化したものを
主成分とし、これをアクリル樹脂系塗料等に混合するな
どして、ペースト状とした混合塗料を塗装することによ
り、図１に示すように、塗膜化してなるものである。こ
の場合の塗膜２の厚さは、例えば厚さ１０μｍないし２
００μｍとする。
Ｃｒが０％ないし５０％で、かつ粒径が０．５μｍ〜２
μｍ程度の粉末の単独、混合化または合金化したものを
主成分とし、これをアクリル樹脂系塗料等に混合するな
どして、ペースト状とした混合塗料を塗装することによ
り、図１に示すように、塗膜化してなるものである。こ
の場合の塗膜２の厚さは、例えば厚さ１０μｍないし２
００μｍとする。
【００１１】クラッド層３は、ＹＡＧレーザ等を使用し
て、塗膜２の全部を母材１の表面の一部とともに溶融さ
せることによって、厚さ０．１ｍｍないし１ｍｍのクラ
ッド層３を、図２に示すように形成する。クラッド層３
を形成する場合には、後述するように、母材１を劣化さ
せることなくかつ十分なフェライトが生成されるような
冷却速度（５×１０3〜５×１０2Ｋ／秒）となるよう
に、照射速度及び入熱を選ぶ必要がある。ＹＡＧレーザ
による塗膜２の照射の場合であると、３００Ｗ〜１００
０Ｗの出力、１０ｃｍ／分〜４０ｃｍ／分の速度環境と
する。
て、塗膜２の全部を母材１の表面の一部とともに溶融さ
せることによって、厚さ０．１ｍｍないし１ｍｍのクラ
ッド層３を、図２に示すように形成する。クラッド層３
を形成する場合には、後述するように、母材１を劣化さ
せることなくかつ十分なフェライトが生成されるような
冷却速度（５×１０3〜５×１０2Ｋ／秒）となるよう
に、照射速度及び入熱を選ぶ必要がある。ＹＡＧレーザ
による塗膜２の照射の場合であると、３００Ｗ〜１００
０Ｗの出力、１０ｃｍ／分〜４０ｃｍ／分の速度環境と
する。
【００１２】このような条件下でクラッド層３を形成し
た場合の組織状態や耐食性等の評価は、図３の通りであ
った。つまり、図３に適正範囲として示している範囲で
は、組織状態や耐食性の点で満足な結果が得られるが、
他の範囲では図３に示しているように、デルタフェライ
ト量の不足、ポロシティ（多孔組織）の発生、鋭敏化、
高温乾燥による作業低下等の点で実用性が懸念される結
果となった。
た場合の組織状態や耐食性等の評価は、図３の通りであ
った。つまり、図３に適正範囲として示している範囲で
は、組織状態や耐食性の点で満足な結果が得られるが、
他の範囲では図３に示しているように、デルタフェライ
ト量の不足、ポロシティ（多孔組織）の発生、鋭敏化、
高温乾燥による作業低下等の点で実用性が懸念される結
果となった。
【００１３】また、図４は、別に施工したクラッド層に
ついて、６１５℃の温度で９時間ないし３６時間の熱処
理を行なった試料のＳＣＣ（応力腐食割れ）試験を行な
い、図４に示す結果を得た。図４にあって、○印は合格
（耐ＳＣＣ性が良好であるもの）、●印は不合格（耐Ｓ
ＣＣ性が不十分であるもの）を表わしている。炭素量が
０．０２２ないし０．０６３重量％の範囲にあって、デ
ルタフェライト量（図４にあってはδフェライト量）が
２ないし４％以上の場合には、耐ＳＣＣ性が優れている
と推定される。
ついて、６１５℃の温度で９時間ないし３６時間の熱処
理を行なった試料のＳＣＣ（応力腐食割れ）試験を行な
い、図４に示す結果を得た。図４にあって、○印は合格
（耐ＳＣＣ性が良好であるもの）、●印は不合格（耐Ｓ
ＣＣ性が不十分であるもの）を表わしている。炭素量が
０．０２２ないし０．０６３重量％の範囲にあって、デ
ルタフェライト量（図４にあってはδフェライト量）が
２ないし４％以上の場合には、耐ＳＣＣ性が優れている
と推定される。
【００１４】一方、図５は、ステンレンス鋼のシェフラ
の組織図を示している。前述したように、１８−８ステ
ンレス鋼にＭｏ，Ｃｒの粉末を適量塗布して母材ととも
に溶融してなるクラッド層を形成した場合、前述のよう
な適正条件で処理すれば、オーステナイト相にデルタフ
ェライト相が図４の如く適量含まれることにより、クロ
ム当量とニッケル当量とが図５の安全域の範囲となっ
て、耐微少割れ性が著しく向上するものとなる。
の組織図を示している。前述したように、１８−８ステ
ンレス鋼にＭｏ，Ｃｒの粉末を適量塗布して母材ととも
に溶融してなるクラッド層を形成した場合、前述のよう
な適正条件で処理すれば、オーステナイト相にデルタフ
ェライト相が図４の如く適量含まれることにより、クロ
ム当量とニッケル当量とが図５の安全域の範囲となっ
て、耐微少割れ性が著しく向上するものとなる。
【００１５】なお、図４に示すように、炭素量が増加し
た場合でも、耐食性を改善することができるものの、図
５に示すように、Ｃがニッケル当量に大きな影響を及ぼ
すため、図５の安全域の範囲となるように塗膜厚さと出
力を図３のごとく設定する。
た場合でも、耐食性を改善することができるものの、図
５に示すように、Ｃがニッケル当量に大きな影響を及ぼ
すため、図５の安全域の範囲となるように塗膜厚さと出
力を図３のごとく設定する。
【００１６】
【発明の効果】本発明に係るステンレス鋼のクラッド法
によれば、以下の効果を奏する。 （１） ステンレス鋼の母材表面にＭｏ，Ｃｒの塗膜を
形成して母材表面とともに溶融させてクラッド層を形成
するものであるから、Ｍｏの付加によって耐食性の改善
と微細割れの防止とを同時に達成することができる。 （２） 適量のデルタフェライト相を含ませることによ
って、対応力腐食割れ特性を向上させ、高信頼性が要求
される化学プラント、エネルギプラント等で耐食に関わ
る箇所への適用性を高めることができる。 （３） Ｍｏの付加によって、ステンレス鋼における隙
間腐食の発生を抑制することができる。
によれば、以下の効果を奏する。 （１） ステンレス鋼の母材表面にＭｏ，Ｃｒの塗膜を
形成して母材表面とともに溶融させてクラッド層を形成
するものであるから、Ｍｏの付加によって耐食性の改善
と微細割れの防止とを同時に達成することができる。 （２） 適量のデルタフェライト相を含ませることによ
って、対応力腐食割れ特性を向上させ、高信頼性が要求
される化学プラント、エネルギプラント等で耐食に関わ
る箇所への適用性を高めることができる。 （３） Ｍｏの付加によって、ステンレス鋼における隙
間腐食の発生を抑制することができる。
【図１】本発明に係るステンレス鋼のクラッド法の実施
例における塗膜形成時の実施状況を示す正断面図であ
る。
例における塗膜形成時の実施状況を示す正断面図であ
る。
【図２】本発明に係るステンレス鋼のクラッド法の実施
例におけるクラッド層形成時の実施状況を示す正断面図
である。
例におけるクラッド層形成時の実施状況を示す正断面図
である。
【図３】図２のクラッド層形成時のレーザー出力と塗膜
厚さとの関係線図である。
厚さとの関係線図である。
【図４】図２のクラッド層の熱処理後におけるクラッド
層の評価と炭素量とデルタフェライト量との関係曲線図
である。
層の評価と炭素量とデルタフェライト量との関係曲線図
である。
【図５】ステンレス鋼のシェフラの組織図である。
１ 母材 ２ 塗膜 ３ クラッド層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 27/06 Ｃ２２Ｃ 27/06 38/00 ３０２ 38/00 ３０２Ｚ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 26/00 B22F 7/04 B32B 15/01 C22C 19/05 C22C 27/04 - 27/06 C22C 38/00
Claims (1)
- 【請求項１】 ステンレス鋼の母材表面にＭｏ，Ｃｒか
らなる金属粉末を主成分とする厚さ１０μｍないし２０
０μｍの塗膜を形成する工程と、塗膜を母材表面ととも
に溶融させた後に十分なフェライトが生成されるように
冷却して、フェライトを含む厚さ０．１ｍｍないし１ｍ
ｍのクラッド層を形成する工程とを有することを特徴と
するステンレス鋼のクラッド法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33077192A JP3198681B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | ステンレス鋼のクラッド法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33077192A JP3198681B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | ステンレス鋼のクラッド法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06173031A JPH06173031A (ja) | 1994-06-21 |
| JP3198681B2 true JP3198681B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=18236362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33077192A Expired - Fee Related JP3198681B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | ステンレス鋼のクラッド法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3198681B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6497985B2 (en) * | 1999-06-09 | 2002-12-24 | University Of Tennessee Research Corporation | Method for marking steel and aluminum alloys |
| JP6502775B2 (ja) * | 2015-07-17 | 2019-04-17 | トヨタ自動車株式会社 | 鋼材の表面処理方法 |
-
1992
- 1992-12-10 JP JP33077192A patent/JP3198681B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06173031A (ja) | 1994-06-21 |
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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: 20010515 |
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