JP3271262B2 - 耐食性にすぐれた二相ステンレス鋼 - Google Patents

耐食性にすぐれた二相ステンレス鋼

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JP3271262B2 JP51860496A JP51860496A JP3271262B2 JP 3271262 B2 JP3271262 B2 JP 3271262B2 JP 51860496 A JP51860496 A JP 51860496A JP 51860496 A JP51860496 A JP 51860496A JP 3271262 B2 JP3271262 B2 JP 3271262B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、石油精製、化学工業などのプラントにおけ
る配管や熱交換器等の用途に適した、安価でかつ耐食性
にすぐれた二相ステンレス鋼に関する。
背景技術 石油精製や化学工業などのプラントにおける工業用水
や中間製品などの流体用に用いられる配管や熱交換器の
構成材料には、通常、炭素鋼が多く使用されている。し
かし、炭素鋼の工業用水に対する耐食性は必ずしも十分
ではないので、腐食の進行程度によるが３〜10年毎に取
替えが必要である。近年、増大する補修や取替の費用を
低減するため、プラントの定期点検の期間の延長や機器
の長寿命化が要求されており、従来炭素鋼が使用されて
いた機器にもステンレス鋼を代表とする耐食材料が使用
される傾向にある。
ステンレス鋼としては、JIS規格のSUS304、SUS316、S
US304L、SUS316Lなどオーステナイト系ステンレス鋼
が、耐食性および溶接性にすぐれている点から多用され
ている。しかし、オーステナイト系ステンレス鋼は、孔
食や隙間腐食に対してはすぐれた耐食性を有していて
も、応力腐食割れ（以下SCCと記述）を起こしやすい欠
点がある。石油精製や化学工業などのプラントには、冷
却用などに工業用水が多用されるが、工業用水に含まれ
る程度の300ppm以下の微量の塩化物によってもSCCが発
生する危険性がある。
フェライト系ステンレス鋼は耐SCC性は非常にすぐれ
ているが、オーステナイト系ステンレス鋼に比較して溶
接性や靭性が劣るので、代替に用いるには十分でない。
このような問題に対して、オーステナイト系ステンレス
鋼に比べてすぐれた耐SCC性を有し、かつ溶接性、靭性
にもすぐれた材質としてフェライトとオーステナイトの
二相が混在した組織を有する二相ステンレス鋼が開発さ
れた。この鋼は、耐食性が優れているばかりでなくフェ
ライト系ステンレス鋼やオーステナイト系ステンレス鋼
よりも強度が高いという大きな特徴を有している。
二相ステンレス鋼としては、18％Cr−３％Mo系のASTM
−UNS−S31500、23％Cr−0.4％Mo系のASTM−UNS−S3230
4、22％Cr−３％Mo系のSUS329J3L（UNS−S31803）、25
％Sr−３％Mo系のSUS329J4L（UNS−S31260、S32550）等
がASTM規格やJIS規格で規格化されている。これらの鋼
はCrおよびMoの含有量が多いほど耐食性が向上する。そ
の中でCrやMoの含有量の低いUNS−S32304は、安価な二
相ステンレス鋼であり、耐食性もSUS316やSUS316Lとい
ったオーステナイト系ステンレス鋼とほぼ同程度であ
る。
二相ステンレス鋼は、上述のような特徴からその適用
範囲が拡大されつつある。そして、さらにその性能改良
に関する発明として、特開昭52−716号公報には、Cr:20
％を超え35％以下、Ni:3〜12％、Mo:0.5〜5.0％、Cu:0.
2〜1.5％にＷとＶを含有させた、海水よる粒間腐食の耐
性にすぐれた、UNS−S31260系の二相ステンレス鋼が提
示され、特開昭56−142855号公報には、Cr:20〜35％、N
i:3〜10％、Mo:0.5〜6.0％にＷまたはＶを含有し、さら
にＢを含有させることで熱間加工性と耐局部腐食性にす
ぐれた二相ステンレス鋼が開示されている。また、特開
昭61−56267号公報には、Cr:21〜24.5％、Ni:2〜5.5
％、Mo:0.01〜1.0％にCuを0.01〜1.0％含有する耐食性
および溶接性にすぐれた二相ステンレス鋼が開示されて
いる。さらにヨーロッパ特許公告EP 0 337 846 B1（198
9年10月18日公開）には、UNS−S32304に類似の、23％Cr
−0.4％Mo系の鋼にCuを１〜3.5％添加した、硫酸中での
摩耗腐食に対する抵抗性を増した鋼の発明が示されてい
る。
二相ステンレス鋼は熱間加工性が悪く、鋼塊の分塊圧
延や熱間の製管圧延時に表面疵が発生しやすい。これは
変形挙動の異るフェライト相とオーステナイト相が混在
した組織であることによる。熱間加工性の改善のため
に、Ｓ量やＯ量を規制し、Ca、Mg、REM等を微量添加す
る発明が特開平３−82739号公報に提示されている。こ
のように、二相ステンレス鋼は、そのすぐれた耐食性と
耐SCC性を効果的に利用すべく、用途に応じて種々の改
良が加えられてきた。
石油精製や化学工業では、工業用水以外の流体として
途中製品である炭化水素系ガスを多く取り扱う。これら
のガスは、十分脱水処理されていないため水分を含んで
おり、さらに、塩化物や塩化水素あるいは硫化水素など
が含まれる場合も多い。このため、プラント内でその温
度が低下した場合に生成する凝結水は、塩化物や塩化水
素あるいは硫化水素を含有する。したがって、プラント
の機器用材料としては、塩化物と塩化水素や硫化水素を
含有する水溶液中での腐食、すなわち孔食や隙間腐食に
対して耐食性がすぐれていることが要求される。このよ
うな環境下での耐食性に加えて、耐久性のため強度も十
分高く、製造が容易でかつ経済性まで配慮した使いやす
い二相ステンレス鋼が要望される。
発明の開示 本発明の目的は、石油精製、化学工業における配管や
熱交換器用材料として、塩化物単独の腐食環境に加え、
塩化水素、硫化水素を含有する環境に対してもすぐれた
耐食性を有し、かつ高強度であって、熱間加工性もすぐ
れた製造が容易でより安価な二相ステンレス鋼を提供す
ることにある。
本明細書らは、二相ステンレス鋼に関して、塩化物単
独の腐食環境に加え、塩化水素や硫化水素をも含有する
環境での腐食におよぼす化学組成や組織の影響を詳細に
調査した。まず、炭素鋼に代えて最も安価に二相ステン
レス鋼とするには、前述のUNS−S32304がある。しかし
ながら、この鋼は耐SCC性や溶接性、靭性など二相ステ
ンレス鋼としての特徴は有しているが、本発明が対象と
する腐食環境では耐食性が不十分であり、強度も他の二
相ステンレス鋼より低いので、この鋼の適用による機器
の寿命延長の効果は期待できない。強度が高くないの
は、強化元素としても効果のあるMo含有量が少ないため
である。
そこで、種々の添加元素による耐食性の改善および強
度の向上を検討の結果、CuおよびＮの添加に加えてＶ、
NbおよびTiの添加が重要であると推測された。
従来、Cuの添加は耐酸性、耐隙間腐食性の改善に有効
であることが知られており、SUS316J1等のオーステナイ
ト系ステンレス鋼には2.5％までの含有が許容されてい
る。しかし、中性環境での使用を前提とするUNS−S3230
4、SUS329J4Lなどの二相ステンレス鋼では、Cuの含有は
耐食性を劣化させることがあるため、1.0％未満しか許
容されていない。
ところが本発明者らは、酸性環境における酸化水素や
硫化水素を含む水溶液中での二相ステンレス鋼の耐食性
が、Cuを多量に含有させることにより著しく向上するこ
とを見出した。すなわち、本発明が対象とする腐食環境
での耐食性を確保するには、Cuが極めて有効であり、具
体的にはCuを1.0％を超えて含有させたところ、他の性
能を劣化させることなく耐食性にすぐれた二相ステンレ
ス鋼が得られることを知ったのである。
さらにこのCu含有に加え、高Cr、高Ｎ含有鋼とするこ
とによって、その耐食性を従来の高Ni、高Mo含有二相ス
テンレス鋼と同等にまで改善できることがわかった。Ｎ
は強力なオーステナイト生成元素であり、オーステナイ
ト生成効果のために含有させるNiの代替として、二相ス
テンレス鋼の組成制御に利用できる。このＮの多量の含
有は、耐孔食性の改善にも有効であった。孔食の抑制に
はMoの添加が有効であることが知られているが、Ｎを多
量に含有させるとMoを含有させないか、含させても少量
で、同等の効果がえられる。
Ｖ、NbおよびTiは、フェライト系ステンレス鋼または
オーステナイト系ステンレス鋼において、鋭敏化による
耐食性や靭性の劣化を抑制するため、ＣやＮの固定を目
的として添加されることがある。しかし、二相ステンレ
ス鋼においては、これらの元素の添加により強度の大幅
向上ができることがわかった。これは一つには炭化物や
窒化物の微細析出による析出硬化のためと考えられる。
また、熱間加工性の改善対策を検討した結果、Ｂまたは
Caを添加することが有効であることも明らかになり、必
要に応じて含有させる。
以上のような各知見に基づいてさらに検討を進め、本
発明を完成させるに至った。本発明の要旨は以下のとお
りである。なお、以下に「％」としているのはすべて
「重量％」である。
（１）Si:0.05〜2.0％、Mn:0.1〜4.0％、Ni:1.0〜4.0
％、Cr:20.0〜26.0％、Cu:1.0％を超え3.0％以下、Al:
0.002〜0.05％、N:0.10〜0.40％で、Ｖ、TiおよびNbの
１種以上を合計量にて0.05〜0.50％含み、残部がFe及び
不可避的不純物からなり、不純物の中では、C:0.05％以
下、P:0.03％以下、S:0.005％以下、O:0.01％以下なる
化学組成を有しかつ、下記式で表されるNibal値が−1
1.0〜−8.0であることを特徴とする耐食性にすぐれた二
相ステンレス鋼。
ただし、 Nibal＝Nieq−1.1×Creq＋8.2 ・・・・・・・ ここで、 Nieq＝Ni（％）＋0.5×Cu（％）＋30×｛Ｃ（％）＋Ｎ（％）｝ ・・・・・・・ Creq＝Cr（％）＋1.5×Si（％） ・・・・・・・ とする。
（２）Si:0.05〜2.0％、Mn:0.1〜4.0％、Ni:1.0〜4.0
％、Cr:20.0〜26.0％、Cu:1.0％を超え3.0％以下、Al:
0.002〜0.05％、N:0.10〜0.40％で、Ｖ、TiおよびNbの
１種以上を合計量にて0.05〜0.50％と、さらにMo:0.05
〜0.50％（ただし、0.50％を除く）およびW:0.05〜0.50
％の１種以上を含み、残部がFe及び不可避的不純物から
なり、不純物の中では、C:0.05％以下、P:0.03％以下、
S:0.005％以下、O:0.01％以下であって、かつ、上記
式で表されるNibal値が−11.0〜−8.0であることを特徴
とする耐食性にすぐれた二相ステンレス鋼。
ただし、上記式中のCreqは下記式で求められる値と
する。
Creq＝Cr（％）＋1.5×Si（％）＋Mo（％）＋Ｗ（％） ・・・・・・・ （３）Si:0.05〜2.0％、Mn:0.1〜4.0％、Ni:1.0〜4.0
％、Cr:20.0〜26.0％、Cu:1.0％を超え3.0％以下、Al:
0.002〜0.05％、N:0.10〜0.40％で、Ｖ、TiおよびNbの
１種以上を合計量にて0.05〜0.50％と、さらにB:0.0005
〜0.0030％およびCa:0.0005〜0.0030％の１種以上を含
み、残部がFe及び不可避的不純物からなり、不純物の中
では、C:0.05％以下、P:0.03％以下、S:0.005％以下、
O:0.01％以下であって、かつ、上記式で表されるNi
bal値が−11.0〜−8.0であることを特徴とする耐食性に
すぐれた二相ステンレス鋼。
ただし、上記式中のCreqは上記の式で求められる値
とする。
（４）Si:0.05〜2.0％、Mn:0.1〜4.0％、Ni:1.0〜4.0
％、Cr:20.0〜26.0％、Cu:1.0％を超え3.0％以下、Al:
0.002〜0.05％、N:0.10〜0.40％で、Ｖ、TiおよびNbの
１種以上を合計量にて0.05〜0.50％と、さらにMo:0.05
〜0.50％（ただし、0.50％を除く）およびW:0.05〜0.50
％の１種以上、並びにB:0.0005〜0.0030％およびCa:0.0
005〜0.0030％の１種以上を含み、残部がFe及び不可避
的不純物からなり、不純物の中では、C:0.05％以下、P:
0.03％以下、S:0.005％以下、O:0.01％以下であって、
かつ、上記式で表されるNibal値が−11.0〜−8.0であ
ることを特徴とする耐食性にすぐれた二相ステンレス
鋼。
ただし、上記式中のCreqは上記の式で求められる値
とする。
図面の簡単な説明 図１は鋼の化学組成を示す表であり、実施例として試
作した本発明範囲の鋼のものである。
図２は鋼の化学組成を示す表であり、実施例として比
較のため試作した本発明範囲外の鋼である。
図３は鋼の腐食試験の条件を示す表である。
図４はは試作した鋼の引張り試験による降伏強さ、お
よび腐食試験の結果を示す表である。
図５はＢおよびCaの含有量の、950℃での引張り試験
の絞り率に対する影響を示す図である。
発明を実施するための形態 本発明における化学組成の限定理由を以下に詳細に述
べる。なお、以下に述べる「％」はすべて「重量％」の
ことである。
Si:0.05％〜2.0％ Siは、耐孔食性、耐SCC性改善に有効なので、0.05％
以上含有させる。ただし、その量が2.0％を超えると熱
間加工性が劣化すると共に、Crと同様に金属間化合物の
析出を加速し靭性を悪くする。そこでSi含有量は0.05％
以上2.0％以下とする。
Mn:0.1〜4.0％ Mnは、オーステナイトを安定化させ、Crと同様にＮの
固溶度を増加させる効果があるので0.1％以上含有させ
る。しかし、耐食性の観点からは、孔食の起点となるMn
硫化物を生成させるので量が増すのは好ましくない。こ
とに4.0％を超えると耐食性への悪影響が顕著になる。
そこで、Mn含有量を0.1〜4.0％とする。
Ni:1.0〜4.0％ Niの含有量はオーステナイト相の安定化と耐食性向上
に効果がある。Ni含有量が1.0％未満ではその効果は不
十分である。一方、NiはMoと同様に高価な合金元素であ
るため、多量に含有させると材料のコストアップにな
り、そのオーステナイト生成効果は、後述するＮで十分
補えるので、上限を4.0％とした。したがって、Ni含有
量は1.0〜4.0％とする。また、本発明の目的の一つの安
価な材料であるということを考慮すると、上限は3.0％
未満とするのが望ましい。
Cr:20.0〜26.0％ Crは耐食性を維持するために必要な基本元素であり、
かつフェライト生成元素である。Crは鋼中Ｎの固溶度を
増加させる効果を有するため、Ｎを有効に活用する本発
明では20.0％以上の含有が必要である。一方、含有量が
26.0％を超えるとシグマ相などの金属間化合物の析出を
加速し、製造時の熱間加工性、溶接部靭性さらには耐食
性をも劣化させる。したがってCr含有量を20.0〜26.0％
とした。
Cu:1.0％を超え3.0％以下 CuはＮと並んで本発明における重要な合金元素であ
り、耐食性を大幅に向上させる効果がある。塩化物に加
えて塩化水素や硫化水素を含有する環境での耐食性向上
には1.0％を超えての含有が必要である。一方、3.0％を
超えて含有させてもその効果が飽和する。したがって、
Cu含有量は、1.0％を超え3.0％以下とした。さらに安定
した効果を得るには、1.5％を超えて含有させるのが好
ましい。
Al:0.002〜0.05％ Alは健全な鋳片を得るための脱酸剤として用いるの
で、0.002％以上の含有が必要である。しかし、Ｎ含有
量が高い場合、鋼中のＮと窒化物を生成しやすく、それ
により耐食性が劣化するので、含有量を制限する必要が
ある。すなわちAl含有量は0.05％以下とする。したがっ
て、Al含有量は0.002〜0.05％である。
N:0.10〜0.40％ Ｎは本発明の一つの特徴となる合金元素であり、オー
ステナイトを安定化させるので二相ステンレス鋼の組織
を制御するために重要である。また、耐孔食性の改善に
も有効であり、これらの効果を得るためには含有量を0.
10％以上にする必要がある。一方、Ｎ含有量が0.40％を
超えるとＮが固溶しきれずCr窒化物として析出するた
め、耐食性を逆に劣化させる。したがって、Ｎ含有量は
0.10〜0.40％とする。
Ｖ、Nb、Ti:合計量で0.05〜0.5％ Ｖ、Nb、およびTiの添加はいずれも強度の向上に効果
があり、少なくとも１種を含有させる。添加する元素は
１種でも２種または３種でもかまわないが、強度上昇の
効果を得るために合計量として少なくとも0.05％以上の
含有が必要である。ただし、0.5％を超えると金属間化
合物が生成し溶接部の耐食性や靭性が劣化してくる。し
たがって、合計の含有量を0.05％〜0.5％とする。
Mo、W:いずれも0.05〜0.50％（ただし、Moは0.50％を
除く） MoおよびＷは添加しなくてもよいが、耐食性を改善さ
せる元素であり、必要により１種または２種を含有させ
る。これらの元素の添加は高価になるので、本発明で
は、その代替にCrおよびＮの含有量を増加させている。
しかし、MoおよびＷの添加を排除するものではなく、必
要に応じ含有させればよい。その場合、いずれの元素も
0.05％以上の含有量が必要である。しかし、0.50％を超
えて含有させても効果が飽和するので、添加含有させる
場合の含有量はいずれの元素も0.05〜0.50％（ただし、
Moは0.50％を除く）とする。
B:0.0005〜0.0030％ Ｂは添加しなくてもよいが、含有させると熱間加工性
を改善する効果がある。これは、結晶粒界に偏析し、結
晶粒界を強化して加工性を改善することによると考えら
れる。添加する場合、多く含有させると溶接部の耐孔食
性を悪くするので0.0030％以下とする。ただし、0.0005
％未満の含有では効果が小さいので、添加含有させる場
合の含有量は0.0005〜0.0030％とする。
Ca:0.0005〜0.0030％ Caは、添加しなくてもよいが熱間加工性を改善する効
果があり、必要により添加する。これは、結晶粒界に偏
析して粒界強度を低下させ加工割れを誘発するＳを、Ca
硫化物として無害な形に安定化させるためと考えられ
る。添加する場合、多すぎると耐孔食性が劣化してくる
ので、上限を0.0030％とする。また、添加する場合は、
少なければ効果が小さいので、添加含有させる場合の含
有量は0.0005〜0.0030％とする。
以下は、不純物として含まれる元素である。
C:0.05％以下 Ｃは、含有量が0.05％を超えるとCr炭化物が析出し、
靭性や耐食性を劣化させる。したがって、Ｃ含有量を0.
05％以下とする。
P:0.03％以下 Ｐが多いと溶接時に割れが生じやすくなり、溶接部の
耐食性も劣化させる。その含有量が0.03％を超えると、
割れの発生や耐食性の劣化が顕著となるため0.03％以下
とする。
S:0.005％以下 Ｓは、Mnの項で述べたように孔食の起点となるMn硫化
物を生成しやすく、熱間加工性も悪くするので、極力低
減する必要がある。Ｓが0.005％以下になると、MnSのMn
が一部Crに転換してCrSとなり耐食性の劣化が抑制され
る。そこで、Ｓ含有量を0.005％以下とした。望ましく
は0.0001％以下である。
Ｏ（酸素）:0.01％以下 Ｏは鋼中で酸化物系介在物を生成しこれが孔食の起点
となるので、できるだけ少なくする。その含有量が増す
と、耐食性の劣化が顕著となるため0.01％以下とする。
Nibal値：−11.0〜−8.0 本発明鋼の合金元素の含有量から計算されるNibal値
は、二相ステンレス鋼のオーステナイト相とフェライト
相の比率を予測する指標である。Nibal値が−11.0未満
では、フェライト生成元素が過剰となり耐食性や靭性が
劣化する。一方、Nibal値が−8.0を超えるとオーステナ
イトが過剰となり耐食性、ことに耐SCC性が劣化する。
そこで、フェライト系ステンレス鋼とオーステナイト系
ステンレス鋼が有するすぐれた耐食性、および靭性の両
方の性能を確保できるように、本発明の二相ステンレス
鋼ではオーステナイト相とフェライト相の比率を、それ
ぞれ、面積率で35〜65％、65〜35％とする。そのため
に、Nibal値を−11.0〜−8.0とした。望ましいのは、−
11.0〜−9.0である。
（実施例１） 図１および図１の化学組成を有する鋼を真空誘導加熱
炉により溶製し、熱間鍛造、熱間圧延により厚さ5mmの
鋼板として、1050℃にて15分の加熱後水冷する固溶化熱
処理を施した。これらの鋼板より、平行部の直径4mm、
長さ30mmの引張り試験片を機械加工により作製し、引張
り試験をおこなった。またこれらの鋼板から、幅10mm、
長さ75mm、厚さ2mmの試験片を機械加工により作製し、
表面を湿式エメリーにて600番まで研磨し、アセトンで
洗浄した後、Ｕ字型に曲げ、Ｕ字の脚部をチタン製ボル
トとナットにより拘束して腐食試験に供した。
腐食試験は、図３に示すように塩化物と塩化水素を含
む水溶液中に浸漬する条件Ｉと、さらに硫化水素を含有
させた水溶液の条件IIとの２種類とした。試験前後の重
量変化から腐食速度を求めるとともに、試験片表面の目
視観察により孔食や応力腐食割れ（SCC）の発生状況を
調査した。
図４に引取り試験の耐力および腐食試験結果を示す。
同時に試験した比較鋼のうち、No.21はオーステナイト
系ステンレス鋼、No.22はフェライト系ステンレス鋼で
ある。また、No.14、No.23およびNo.24は、それぞれUNS
−32304相当、SUS329J3L相当、およびUNS−S31500相当
の二相ステンレス鋼である。これらの鋼の試験結果か
ら、No.21は局部腐食すなわち耐SCC性や耐孔食性が劣
り、No.22は環境条件によっては著しく腐食速度が大き
いことがわかる。それらに対して、二相ステンレス鋼の
No.23は腐食速度、局部腐食ともすぐれているが、Niお
よびMoを多量に含有している。二相ステンレス鋼でもMo
量の少ないNo.14やCrがやや低いNo.24では、腐食条件に
よっては耐食性が不十分である。
ところが、本発明の定める化学組成範囲に入るNo.1〜
13の鋼は、Moを含有しないか、含有していてもその量は
少なく、Niも少ない含有量で、Mo含有量やNi含有量の高
いNo.23の鋼と同等ないしはそれ以上の耐食性を示し
た。また、0.2％耐力として示した強度も、Mo含有量の
高いNo.23およびNo.24の二相ステンレス鋼と同等であ
る。また、他の化学組成が本発明の定める範囲にあって
も、Ｎ含有量またはNi含有量が本発明範囲を外れるNo.1
5、No.16は、Mo量の少ないNo.14やCrがやや低いNo.24と
同程度の耐食性であった。さらに、No.17とNo.18〜20の
３鋼種との比較からわかるように、Ｖ、NbおよびTiなど
炭窒化物形成元素を含まない場合、耐局部腐食性がやや
劣り、これらの元素を含んでいると耐食性が良好であ
る。しかし、その量が少なければ十分な強度が得られな
い。
（実施例２） 本発明の定める範囲である0.02％Ｃ−0.5％Si−1.5％
Mn−24％Cr−４％Ni−1.4％Cu−0.01％Al−0.15％Ｎ−
0.2％Mo−0.2％Ｗの化学組成で、これにＢ、Caを種々の
量含有させた鋼を真空誘誘導式加熱炉により溶製した。
得られた鋳塊から直径10mm、長さ130mmの丸棒試験片を
削り出し、これらの試験片により950℃にて歪み速度1.0
/sで引張り破断させ、その時の絞り値を測定して、鋼の
熱間加工性を比較した。この場合、絞り値の大きいほど
熱間加工性がすぐれている。950℃の試験における絞り
値が80％を超える鋼、75〜80％の鋼、および75％未満の
鋼について、ＢおよびCaの含有量との関係で調べた結
果、図５が得られた。この図からわかるように、Ｂでも
Caでも0.0005％以上含有させることにより、熱間加工性
が改善される。
産業上の利用可能性 本発明鋼は、既存のオーステナイトステンレス鋼、フ
ェライトステンレス鋼および二相ステンレス鋼に比べ、
塩化物に加えて塩化水素が硫化水素を含有する水溶液中
で、それらと同等かそれ以上のすぐれた耐食性を有し、
強度も十分高く、かつ熱間加工性が良好である。しか
も、Moを含有しないか、または含有しても少量であり、
安価である。このような特徴ある性能を持つ鋼は、石油
精製、化学プラントの配管および熱交換器用材料として
適している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−142855（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−229839（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−82739（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−224155（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−258956（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/50 C22C 38/54 C22C 38/58

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】Si:0.05〜2.0％、Mn:0.1〜4.0％、Ni:1.0
    〜4.0％、Cr:20.0〜26.0％、Cu:1.0％を超え3.0％以
    下、Al:0.002〜0.05％、N:0.10〜0.40％で、Ｖ、Tiおよ
    びNbの１種以上を合計量にて0.05〜0.50％含み、残部が
    Fe及び不可避的不純物からなり、不純物の中では、C:0.
    05％以下、P:0.03％以下、S:0.005％以下、O:0.01％以
    下なる化学組成を有し、かつ下記式で表されるNibal
    値が−11.0〜−8.0であることを特徴とする耐食性にす
    ぐれた二相ステンレス鋼。 ただし、 Nibal＝Nieq−1.1×Creq＋8.2 ・・・・・・・ ここで、 Nieq＝Ni（％）＋0.5×Cu（％）＋30×｛Ｃ（％）＋Ｎ（％）｝ ・・・・・・・
    Creq＝Cr（％）＋1.5×Si（％） ・・・・・・・ とする。
  2. 【請求項２】Si:0.05〜2.0％、Mn:0.1〜4.0％、Ni:1.0
    〜4.0％、Cr:20.0〜26.0％、Cu:1.0％を超え3.0％以
    下、Al:0.002〜0.05％、N:0.10〜0.40％で、Ｖ、Tiおよ
    びNbの１種以上を合計量にて0.05〜0.50％と、さらにM
    o:0.05〜0.50％（ただし、0.50％を除く）およびW:0.05
    〜0.50％の１種以上を含み、残部がFe及び不可避的不純
    物からなり、不純物の中では、C:0.05％以下、P:0.03％
    以下、S:0.005％以下、O:0.01％以下であって、かつ、
    下記式で表されるNibal値が−11.0〜−8.0であること
    を特徴とする耐食性にすぐれた二相ステンレス鋼。 ただし、 Nibal＝Nieq−1.1×Creq＋8.2 ・・・・・・・ ここで、 Nieq＝Ni（％）＋0.5×Cu（％）＋30×｛Ｃ（％）＋Ｎ（％）｝ ・・・・・・・ Creq＝Cr（％）＋1.5×Si（％）のMo（％）＋Ｗ（％）
    ・・・・・・・
  3. 【請求項３】Si:0.05〜2.0％、Mn:0.1〜4.0％、Ni:1.0
    〜4.0％、Cr:20.0〜26.0％、Cu:1.0％を超え3.0％以
    下、Al:0.002〜0.05％、N:0.10〜0.40％で、Ｖ、Tiおよ
    びNbの１種以上を合計量にて0.05〜0.50％と、さらにB:
    0.0005〜0.0030％およびCa:0.0005〜0.0030％の１種以
    上を含み、残部がFe及び不可避的不純物からなり、不純
    物の中では、C:0.05％以下、P:0.03％以下、S:0.005％
    以下、O:0.01％以下であって、かつ、下記式で表され
    るNibal値が−11.0〜−8.0であることを特徴とする耐食
    性にすぐれた二相ステンレス鋼。 ただし、 Nibal＝Nieq−1.1×Creq＋8.2 ・・・・・・・ ここで、 Nieq＝Ni（％）＋0.5×Cu（％）＋30×｛Ｃ（％）＋Ｎ（％）｝ ・・・・・・・ Creq＝Cr（％）＋1.5×Si（％） ・・・・・・・
  4. 【請求項４】Si:0.05〜2.0％、Mn:0.1〜4.0％、Ni:1.0
    〜4.0％、Cr:20.0〜26.0％、Cu:1.0％を超え3.0％以
    下、Al:0.002〜0.05％、N:0.10〜0.40％で、Ｖ、Tiおよ
    びNbの１種以上を合計量にて0.05〜0.50％と、さらにM
    o:0.05〜0.50％（ただし、0.50％を除く）およびW:0.05
    〜0.50％の１種以上、並びにB:0.0005〜0.0030％および
    Ca:0.0005〜0.0030％の１種以上を含み、残部がFe及び
    不可避的不純物からなり、不純物の中では、C:0.05％以
    下、P:0.03％以下、S:0.005％以下、O:0.01％以下であ
    って、かつ、下記式で表されるNibal値が−11.0〜−
    8.0であることを特徴とする耐食性にすぐれた二相ステ
    ンレス鋼。 ただし、 Nibal＝Nieq−1.1×Creq＋8.2 ・・・・・・・ ここで、 Nieq＝Ni（％）＋0.5×Cu（％）＋30×｛Ｃ（％）＋Ｎ（％）｝ ・・・・・・・ Creq＝Cr（％）＋1.5×Si（％）＋Mo（％）＋Ｗ（％） ・・・・・・・
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