JP3202895B2 - 高Ａｌ含有Ｚｎメッキ浴での耐食性にすぐれる合金 - Google Patents
高Ａｌ含有Ｚｎメッキ浴での耐食性にすぐれる合金Info
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- JP3202895B2 JP3202895B2 JP20429795A JP20429795A JP3202895B2 JP 3202895 B2 JP3202895 B2 JP 3202895B2 JP 20429795 A JP20429795 A JP 20429795A JP 20429795 A JP20429795 A JP 20429795A JP 3202895 B2 JP3202895 B2 JP 3202895B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ａｌ含有量の多い
Ｚｎメッキ浴において使用される部材の材料として好適
な合金に関する。
Ｚｎメッキ浴において使用される部材の材料として好適
な合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｚｎメッキ浴に使用されるシンクロール
等の部材は、一般的に、１３Ｃｒステンレス鋼が使用さ
れている。また、Ａｌ含有量の多いＺｎメッキ浴では、
比較的安価なＳＵＳ３１６Ｌ相当材も広く使用されてい
る。
等の部材は、一般的に、１３Ｃｒステンレス鋼が使用さ
れている。また、Ａｌ含有量の多いＺｎメッキ浴では、
比較的安価なＳＵＳ３１６Ｌ相当材も広く使用されてい
る。
【０００３】Ａｌ濃度が約５％以下の一般的なＺｎメッ
キ浴では、操業温度が比較的低温(５００℃以下)で行な
われることもあり、メッキ液による部材の腐食は比較的
緩慢で、ある程度のロール寿命が得られる。これに対
し、Ａｌ濃度が例えば約５０％にも達するＺｎメッキに
おいては、約５５０℃以上の高温で操業されるため、メ
ッキ浴による部材の腐食進行が速く、ロール寿命が短く
なる。耐食性を改善するために、溶射等により、ロール
表面に高耐食性材料の層を形成して表面改質を施したシ
ンクロールも提案されているが、構造的に、ロールの内
面とメッキ浴の接触を避けることはできず、ロール内面
からの腐食によってロールの廃却径が大きくなり、結果
的にロール寿命が短くなる。このように、ロール寿命は
表面改質の有無に拘わらず、ロール本体材料の耐食性に
支配されることになるから、ロール本体材料の耐食性の
改善を図ることが極めて重要なものとなる。
キ浴では、操業温度が比較的低温(５００℃以下)で行な
われることもあり、メッキ液による部材の腐食は比較的
緩慢で、ある程度のロール寿命が得られる。これに対
し、Ａｌ濃度が例えば約５０％にも達するＺｎメッキに
おいては、約５５０℃以上の高温で操業されるため、メ
ッキ浴による部材の腐食進行が速く、ロール寿命が短く
なる。耐食性を改善するために、溶射等により、ロール
表面に高耐食性材料の層を形成して表面改質を施したシ
ンクロールも提案されているが、構造的に、ロールの内
面とメッキ浴の接触を避けることはできず、ロール内面
からの腐食によってロールの廃却径が大きくなり、結果
的にロール寿命が短くなる。このように、ロール寿命は
表面改質の有無に拘わらず、ロール本体材料の耐食性に
支配されることになるから、ロール本体材料の耐食性の
改善を図ることが極めて重要なものとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、Ａｌ
含有量の多いＺｎメッキ浴の如き腐食環境の厳しい環境
下での使用において、高耐食性を具備するシンクロール
用材料を提供することである。
含有量の多いＺｎメッキ浴の如き腐食環境の厳しい環境
下での使用において、高耐食性を具備するシンクロール
用材料を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の合金は、重量％
にて、Ｃ：０.１〜１.０％、Ｓｉ：０.５〜２.０％、Ｍ
ｎ：０.５〜２.０％、Ｃｒ：２０〜３０％、Ｎｉ：１５
〜３０％、Ｂ：０.５〜３.０％、Ｍｏ：０.５〜３.０％
を含有し、残部実質的にＦｅからなる。この合金は、必
要に応じて、Ａｌ：０.０１〜１.０％をさらに含有させ
ることができる。
にて、Ｃ：０.１〜１.０％、Ｓｉ：０.５〜２.０％、Ｍ
ｎ：０.５〜２.０％、Ｃｒ：２０〜３０％、Ｎｉ：１５
〜３０％、Ｂ：０.５〜３.０％、Ｍｏ：０.５〜３.０％
を含有し、残部実質的にＦｅからなる。この合金は、必
要に応じて、Ａｌ：０.０１〜１.０％をさらに含有させ
ることができる。
【０００６】本発明の合金は、適量のＢの含有によっ
て、粒界に金属硼化物を析出させて粒界を強化した点に
最大の特徴を有しており、Ａｌ及びＺｎによる腐食に対
して高い抵抗性を具備している。
て、粒界に金属硼化物を析出させて粒界を強化した点に
最大の特徴を有しており、Ａｌ及びＺｎによる腐食に対
して高い抵抗性を具備している。
【０００７】
Ｃ：０.１〜１.０％ Ｃは、耐食性に有効な炭化物の形成に必要な元素であ
り、０.１％以上含有させる。しかし、１.０％を超えて
含有すると材料の脆化を招き、ロール組立て時の溶接作
業が困難になる虞れがある。このため、Ｃの含有量は
０.１〜１.０％に規定する。
り、０.１％以上含有させる。しかし、１.０％を超えて
含有すると材料の脆化を招き、ロール組立て時の溶接作
業が困難になる虞れがある。このため、Ｃの含有量は
０.１〜１.０％に規定する。
【０００８】Ｓｉ：０.５〜２.０％ Ｓｉは、中、高温域で安定な酸化物を形成し、マトリッ
クスを強化することにより耐食性の向上に寄与する。こ
のため、少なくとも０.５％を含有させる。しかし、含
有量が２.０％を超えると、耐食性向上効果は飽和する
だけでなく、フェライトの生成を促進し、材料の脆化を
招く虞れがある。このため、上限は２.０％に規定す
る。
クスを強化することにより耐食性の向上に寄与する。こ
のため、少なくとも０.５％を含有させる。しかし、含
有量が２.０％を超えると、耐食性向上効果は飽和する
だけでなく、フェライトの生成を促進し、材料の脆化を
招く虞れがある。このため、上限は２.０％に規定す
る。
【０００９】Ｍｎ：０.５〜２.０％ Ｍｎは、鋳造性の確保と組織の安定化のために少なくと
も０.５％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虞れがあるので、上限
は２.０％に規定する。
も０.５％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虞れがあるので、上限
は２.０％に規定する。
【００１０】Ｃｒ：２０〜３０％ Ｃｒは、耐食性の向上に有効な元素である。Ｃｒはマト
リックスに固溶するか、或は炭化物として存在し、材料
の寿命向上に寄与する。このため、２０％以上含有させ
る。しかし、３０％を超えて含有しても、含有量の増加
に対応する効果が得られず、材料としての安定性を損な
う虞れがあるため、３０％を上限とする。
リックスに固溶するか、或は炭化物として存在し、材料
の寿命向上に寄与する。このため、２０％以上含有させ
る。しかし、３０％を超えて含有しても、含有量の増加
に対応する効果が得られず、材料としての安定性を損な
う虞れがあるため、３０％を上限とする。
【００１１】Ｎｉ：１５〜３０％ Ｎｉは、オーステナイト生成元素であり、Ａｌに対する
耐食性の向上に寄与する。また、約５５０℃を超える高
温での操業を考えると、４７５oC脆性による脆性破壊を
防止して部材の安定性確保するために、フェライト量を
多くすることは好ましくない。これらの理由からオース
テナイト生成元素であるＮｉを１５％以上含有させる。
しかし、Ｎｉの含有量があまりに多くなると、Ｚｎとの
反応が活発になり耐食性が損なわれるので、上限は３０
％とする。
耐食性の向上に寄与する。また、約５５０℃を超える高
温での操業を考えると、４７５oC脆性による脆性破壊を
防止して部材の安定性確保するために、フェライト量を
多くすることは好ましくない。これらの理由からオース
テナイト生成元素であるＮｉを１５％以上含有させる。
しかし、Ｎｉの含有量があまりに多くなると、Ｚｎとの
反応が活発になり耐食性が損なわれるので、上限は３０
％とする。
【００１２】Ｂ：０.５〜３.０％ Ｂは、ＭＢ、ＭＢ2等の金属硼化物の形態(Ｍは、Ｆｅ、
Ｃｒ等)で粒界に存在し、結晶粒界を強化して耐食性を
向上させる。本発明合金のようなオーステナイト組織を
有する材料のＡｌ、Ｚｎによる腐食は、炭化物の析出に
よって耐食性向上元素の濃度が低下した粒界近傍(例え
ば、Ｃｒ炭化物が粒界に析出すると、粒界近傍のマトリ
ックス中のＣｒ濃度が不足する)において優先的に進行
する。この腐食は、量的にはあまり多くないが、浸食深
さが深いという特徴を有しており、高Ａｌ含有Ｚｎメッ
キ浴に使用されるシンクロールの寿命は、浸食深さに支
配されてしまう。そこで、粒界強化を図り、所望の耐食
性を確保するために、本発明においては、Ｂを０.５％
以上含有させる。一方、３.０％を超えると割れ感受性
が高くなり、固液相間隔が大きくなって鋳造欠陥を内在
し易くなるため、３.０％を上限とする。
Ｃｒ等)で粒界に存在し、結晶粒界を強化して耐食性を
向上させる。本発明合金のようなオーステナイト組織を
有する材料のＡｌ、Ｚｎによる腐食は、炭化物の析出に
よって耐食性向上元素の濃度が低下した粒界近傍(例え
ば、Ｃｒ炭化物が粒界に析出すると、粒界近傍のマトリ
ックス中のＣｒ濃度が不足する)において優先的に進行
する。この腐食は、量的にはあまり多くないが、浸食深
さが深いという特徴を有しており、高Ａｌ含有Ｚｎメッ
キ浴に使用されるシンクロールの寿命は、浸食深さに支
配されてしまう。そこで、粒界強化を図り、所望の耐食
性を確保するために、本発明においては、Ｂを０.５％
以上含有させる。一方、３.０％を超えると割れ感受性
が高くなり、固液相間隔が大きくなって鋳造欠陥を内在
し易くなるため、３.０％を上限とする。
【００１３】Ｍｏ：０.５〜３.０％ Ｍｏは、Ｃｒと同様に耐食性の向上に有効な元素であ
る。Ｍｏはマトリックスに固溶するか、或は炭化物とし
て存在し、材料の寿命向上に寄与する。このため、０.
５％以上含有させる。一方、Ｍｏは強力なフェライト形
成元素であり、３.０％を超えて含有すると、材料の脆
化を引き起こす虞れがあるので、上限は３.０％に規定
する。
る。Ｍｏはマトリックスに固溶するか、或は炭化物とし
て存在し、材料の寿命向上に寄与する。このため、０.
５％以上含有させる。一方、Ｍｏは強力なフェライト形
成元素であり、３.０％を超えて含有すると、材料の脆
化を引き起こす虞れがあるので、上限は３.０％に規定
する。
【００１４】Ａｌ：０.０１〜１.０％ Ａｌは、Ｓｉと同様、中、高温域で安定な酸化物を形成
し、マトリックスを強化して耐食性の向上に寄与する作
用を有する。しかし、含有量が多くなると鋳造性の低下
を招く虞れがある。このため、０.０１〜１.０％の範囲
で、必要に応じて含有させる。
し、マトリックスを強化して耐食性の向上に寄与する作
用を有する。しかし、含有量が多くなると鋳造性の低下
を招く虞れがある。このため、０.０１〜１.０％の範囲
で、必要に応じて含有させる。
【００１５】本発明の合金は、上記各成分を含有し、残
部は、不可避的に混入するＰ、Ｓ等の不純物及びＦｅか
らなる。
部は、不可避的に混入するＰ、Ｓ等の不純物及びＦｅか
らなる。
【００１６】
【実施例】表１に示す各成分組成の供試材を溶製し、遠
心力鋳造にて鋳造管を作製した後、遠心鋳造管から供試
片(２０×３０×５mm)を切り出した。供試片を、５０％
Ａｌを含有するＺｎメッキ浴(温度６００oC)の中に７２
時間浸漬後、供試片を切断し、その断面を顕微鏡により
観察して、腐食による浸食深さを測定した。その試験結
果を、表１に併せて示す。
心力鋳造にて鋳造管を作製した後、遠心鋳造管から供試
片(２０×３０×５mm)を切り出した。供試片を、５０％
Ａｌを含有するＺｎメッキ浴(温度６００oC)の中に７２
時間浸漬後、供試片を切断し、その断面を顕微鏡により
観察して、腐食による浸食深さを測定した。その試験結
果を、表１に併せて示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１中、供試No.１及びNo.２は本発明の実
施例、No.３〜No.５は比較例であり、No.３は１３Ｃｒ
相当材、No.４はＳＵＳ３１６Ｌ相当材及びNo.５はＳＵ
Ｓ３１０Ｓ相当材である。表１の結果から明らかなよう
に、約６００oCもの高温における高Ａｌ含有Ｚｎメッキ
浴中において、腐食による浸食深さは、本発明の実施例
は比較例に比べて非常に軽微であることがわかる。
施例、No.３〜No.５は比較例であり、No.３は１３Ｃｒ
相当材、No.４はＳＵＳ３１６Ｌ相当材及びNo.５はＳＵ
Ｓ３１０Ｓ相当材である。表１の結果から明らかなよう
に、約６００oCもの高温における高Ａｌ含有Ｚｎメッキ
浴中において、腐食による浸食深さは、本発明の実施例
は比較例に比べて非常に軽微であることがわかる。
【００１９】
【発明の効果】本発明の合金は、Ａｌ含有量の多いＺｎ
メッキ浴の如き高温の苛酷な腐食環境下で使用しても、
すぐれた耐食性を具備している。このため、高Ａｌ含有
Ｚｎメッキ浴に使用されるシンクロール、その他の構造
部材の材料として好適である。
メッキ浴の如き高温の苛酷な腐食環境下で使用しても、
すぐれた耐食性を具備している。このため、高Ａｌ含有
Ｚｎメッキ浴に使用されるシンクロール、その他の構造
部材の材料として好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 C22C 38/54
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％にて、Ｃ：０.１〜１.０％、Ｓ
ｉ：０.５〜２.０％、Ｍｎ：０.５〜２.０％、Ｃｒ：２
０〜３０％、Ｎｉ：１５〜３０％、Ｂ：０.５〜３.０
％、Ｍｏ：０.５〜３.０％を含有し、残部実質的にＦｅ
からなる高Ａｌ含有Ｚｎメッキ浴での耐食性にすぐれる
合金。 - 【請求項２】 重量％にて、Ｃ：０.１〜１.０％、Ｓ
ｉ：０.５〜２.０％、Ｍｎ：０.５〜２.０％、Ｃｒ：２
０〜３０％、Ｎｉ：１５〜３０％、Ｂ：０.５〜３.０
％、Ｍｏ：０.５〜３.０％、Ａｌ：０.０１〜１.０％を
含有し、残部実質的にＦｅからなる高Ａｌ含有Ｚｎメッ
キ浴での耐食性にすぐれる合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20429795A JP3202895B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 高Ａｌ含有Ｚｎメッキ浴での耐食性にすぐれる合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20429795A JP3202895B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 高Ａｌ含有Ｚｎメッキ浴での耐食性にすぐれる合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0949058A JPH0949058A (ja) | 1997-02-18 |
| JP3202895B2 true JP3202895B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=16488155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20429795A Expired - Fee Related JP3202895B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 高Ａｌ含有Ｚｎメッキ浴での耐食性にすぐれる合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3202895B2 (ja) |
-
1995
- 1995-08-10 JP JP20429795A patent/JP3202895B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0949058A (ja) | 1997-02-18 |
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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: 20010612 |
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