JPH01165750A - 高耐食性二相ステンレス鋳鋼 - Google Patents
高耐食性二相ステンレス鋳鋼Info
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- JPH01165750A JPH01165750A JP32380287A JP32380287A JPH01165750A JP H01165750 A JPH01165750 A JP H01165750A JP 32380287 A JP32380287 A JP 32380287A JP 32380287 A JP32380287 A JP 32380287A JP H01165750 A JPH01165750 A JP H01165750A
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Landscapes
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、海水を取扱うポンプのインペラーのような
、塩化物を含有する環境で用いられるバルブやフィンテ
ィング類に適用する耐食性の高いニド目ステンレス鋳鋼
に関する。
、塩化物を含有する環境で用いられるバルブやフィンテ
ィング類に適用する耐食性の高いニド目ステンレス鋳鋼
に関する。
（従来の技術）
海水を取扱うポンプのインペラーやバルブなどには従来
Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｏ系のオーステナイト鋳鋼、すなわち５
Ｃ３１４や５Ｃ３Ｉ４Ａ （以下ＳＣ３Ｉ４Ａも含めて
５Ｃ３１４と記す）が適用されているが、ＭＯを多く含
むことからコストの高いものとなっていた。
Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｏ系のオーステナイト鋳鋼、すなわち５
Ｃ３１４や５Ｃ３Ｉ４Ａ （以下ＳＣ３Ｉ４Ａも含めて
５Ｃ３１４と記す）が適用されているが、ＭＯを多く含
むことからコストの高いものとなっていた。
一方、Ｍｏを含有しないＣｒ−Ｎｉ系の５Ｃ３１３やＳ
［：５１３Ａ （以下５Ｃ３１３Ａも含めて５Ｃ３１３
と記す）はコストは低いものの海水にさらされる部品に
用いると孔食、すき間腐食あるいは応力腐食割れが懸念
されるため、充分な信頼性がなく、実用に供せられるこ
とは少ない。
［：５１３Ａ （以下５Ｃ３１３Ａも含めて５Ｃ３１３
と記す）はコストは低いものの海水にさらされる部品に
用いると孔食、すき間腐食あるいは応力腐食割れが懸念
されるため、充分な信頼性がなく、実用に供せられるこ
とは少ない。
そこでコスト増をまねくが、５Ｃ３Ｉ３に比し、λ１゜
を含有することがら孔食やすき間腐食に対しては浸れた
性能を示す５Ｃ３Ｉ４を適用していた。しかし５Ｃ５Ｉ
４においても応力腐食割れに対する耐性が不十分である
ところに問題が残っている。
を含有することがら孔食やすき間腐食に対しては浸れた
性能を示す５Ｃ３Ｉ４を適用していた。しかし５Ｃ５Ｉ
４においても応力腐食割れに対する耐性が不十分である
ところに問題が残っている。
このような背景から、耐応力腐食割れ性に優れたフェラ
イトを目と耐局部腐食性にすぐれたオーステナイト相が
適度に共存する二相ステンレス鋳鋼が提案されるに至り
、例えばＪＩＳ ５Ｃ５ＩＯあるいは９．４４６２ （
Ｄｕｐｌｅｘ ５ｔａｉｎｌｅｓｓ ５ｔｅｅｌ ’８
６． ｐａｐｅｒ Ｎα５１、ハーグ・オランダ）に開
示されている。しかし、これら二相ステンレス鋳鋼の成
分組成を表１に示すように、Ｎ１含有量が５Ｃ３Ｉ４よ
りも少ないとはいえ、コストの高いＭＯを２．５〜４．
０％含むため５Ｃ３Ｉ３よりもはるかにコストの高いも
のになることは避けられない。
イトを目と耐局部腐食性にすぐれたオーステナイト相が
適度に共存する二相ステンレス鋳鋼が提案されるに至り
、例えばＪＩＳ ５Ｃ５ＩＯあるいは９．４４６２ （
Ｄｕｐｌｅｘ ５ｔａｉｎｌｅｓｓ ５ｔｅｅｌ ’８
６． ｐａｐｅｒ Ｎα５１、ハーグ・オランダ）に開
示されている。しかし、これら二相ステンレス鋳鋼の成
分組成を表１に示すように、Ｎ１含有量が５Ｃ３Ｉ４よ
りも少ないとはいえ、コストの高いＭＯを２．５〜４．
０％含むため５Ｃ３Ｉ３よりもはるかにコストの高いも
のになることは避けられない。
（発明が解決しようとする問題点）
例えば海水などのＣＩ−を含む環境に対し５Ｃ３１３の
代替として５Ｃ３１４や、さらに５Ｃ３１４の応力腐食
割れ抵抗性を改良した二相系のステレンス鋳鋼があるが
、これらはいずれもコストの増加がきわめて大きく、耐
食ステンレス鋳鋼の広い普及の妨げとなっている。
代替として５Ｃ３１４や、さらに５Ｃ３１４の応力腐食
割れ抵抗性を改良した二相系のステレンス鋳鋼があるが
、これらはいずれもコストの増加がきわめて大きく、耐
食ステンレス鋳鋼の広い普及の妨げとなっている。
この発明は、５Ｃ３１４や上記した二相ステンレス鋳鋼
程コストが高くなく、かつ５Ｃ３１３よりもＣＩ−環境
での耐局部腐食性に優れた５Ｃ３１４程度の耐食性を有
する鋳鋼を提供することが目的である。
程コストが高くなく、かつ５Ｃ３１３よりもＣＩ−環境
での耐局部腐食性に優れた５Ｃ３１４程度の耐食性を有
する鋳鋼を提供することが目的である。
（問題点を解決するための手段）
この発明は、
Ｃ：０．０１〜０． Ｑ５ｗｔ％ （以下車に％と示す
）Ｓｉ：０．２０〜１．０％ ！、Ｉｎ ： １．００〜２．００％、Ｎｉ：１．Ｏ〜
５．０％、 Ｃｕ ：０．２〜１．０％、 Ｐ：０．０３％以下および Ｓ：０．旧％以下を含み、さらに Ｃｒ ： ２０〜２５％およびＮ ： ０．１０〜０．
２５％をＣｒ （％〕＋１６Ｎ Ｃ％〕が２４〜２９
の範囲で含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からな
る高耐食性二相ステンレス鋳鋼である。
）Ｓｉ：０．２０〜１．０％ ！、Ｉｎ ： １．００〜２．００％、Ｎｉ：１．Ｏ〜
５．０％、 Ｃｕ ：０．２〜１．０％、 Ｐ：０．０３％以下および Ｓ：０．旧％以下を含み、さらに Ｃｒ ： ２０〜２５％およびＮ ： ０．１０〜０．
２５％をＣｒ （％〕＋１６Ｎ Ｃ％〕が２４〜２９
の範囲で含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からな
る高耐食性二相ステンレス鋳鋼である。
二相ステンレス鋳鋼が応力腐食割れ抵抗性に優れる点に
着目し、基本系として二相ステンレス鋳鋼を選びそのコ
ストを下げる手段、即ち、コスト増の要因をなすＭｏを
添加しないこと、次いでＮＩＯの省略、を他の廉価な元
素で代替えし、５Ｃ３１４とほぼ同程度の耐局部腐食性
を確保することについて検討したところ、次のことを知
見するに至った。
着目し、基本系として二相ステンレス鋳鋼を選びそのコ
ストを下げる手段、即ち、コスト増の要因をなすＭｏを
添加しないこと、次いでＮＩＯの省略、を他の廉価な元
素で代替えし、５Ｃ３１４とほぼ同程度の耐局部腐食性
を確保することについて検討したところ、次のことを知
見するに至った。
すなわち、まず、オーステナイトとフェライトの適正な
二相組織（オーステナイト量３０〜７０％、残部フェラ
イト）とするには、オーステナイト生成元素Ｃ，Ｌｌｎ
、 Ｎｉ、 ＣｕおよびＮとフェライト生成元素Ｓｉ、
ＣｒおよびＭＯの適正な含有が必要で、従って従来の
二相ステンレス鋳鋼からＭｏを省略すると、それに見合
うだけのオーステナイト生成元素の減少が必要であり、
ＣＩ−環境中の耐局部腐食性にはあまり有効に作用しな
いＮｉ含有量を減少させることが有利である。なおこれ
に伴いＭｏだけでなくＮｉについてもコスト低減がはか
れることになる。
二相組織（オーステナイト量３０〜７０％、残部フェラ
イト）とするには、オーステナイト生成元素Ｃ，Ｌｌｎ
、 Ｎｉ、 ＣｕおよびＮとフェライト生成元素Ｓｉ、
ＣｒおよびＭＯの適正な含有が必要で、従って従来の
二相ステンレス鋳鋼からＭｏを省略すると、それに見合
うだけのオーステナイト生成元素の減少が必要であり、
ＣＩ−環境中の耐局部腐食性にはあまり有効に作用しな
いＮｉ含有量を減少させることが有利である。なおこれ
に伴いＭｏだけでなくＮｉについてもコスト低減がはか
れることになる。
次にＭＯ省略に対する耐局部腐食性の確保については耐
局部腐食抵抗性を表わすパラメータＣｒ＋３！、Ｉｏ
＋１６Ｎ （％） （ＮＡＣＥ−ＣＯＲＲＯ３ＩＯ
Ｎ／８６ ｐａｐｅｒＮｏ、３３３参照）に従うことに
した。
局部腐食抵抗性を表わすパラメータＣｒ＋３！、Ｉｏ
＋１６Ｎ （％） （ＮＡＣＥ−ＣＯＲＲＯ３ＩＯ
Ｎ／８６ ｐａｐｅｒＮｏ、３３３参照）に従うことに
した。
上記パラメータＣｒ＋３λｔｏ ＋ １５Ｎはフェライ
ト生成元素のＣｒ ＋ Ｍ ｏおよびオーステナイト生
成元素のＮから成り、したがって同じパラメータ量であ
っても、オーステナイト量は大きく変化するわけである
。ゆえにＭＯ−０とすると、パラメータはＣｒ＋１６Ｎ
となり、パラメータをＣｒで確保するとフェライト量
が増加し、Ｎて確保するとオーステナイト量が増加する
のでＣｒおよびＮの両方でパラメータ量を確保し二相組
織バランスを適正に保つことにした。
ト生成元素のＣｒ ＋ Ｍ ｏおよびオーステナイト生
成元素のＮから成り、したがって同じパラメータ量であ
っても、オーステナイト量は大きく変化するわけである
。ゆえにＭＯ−０とすると、パラメータはＣｒ＋１６Ｎ
となり、パラメータをＣｒで確保するとフェライト量
が増加し、Ｎて確保するとオーステナイト量が増加する
のでＣｒおよびＮの両方でパラメータ量を確保し二相組
織バランスを適正に保つことにした。
（作 用）
Ｃ：０．０１〜０．０５％
Ｃは粒界腐食性の観点からは少ない方が良いが、強力な
オーステナイト生成元素であること、過剰の低減はコス
トの増大を招くため、０．０１％以上０．０５％以下と
した。
オーステナイト生成元素であること、過剰の低減はコス
トの増大を招くため、０．０１％以上０．０５％以下と
した。
Ｓｉ：０．２０〜１．０％
Ｓｉは０．２０％未満では渦流れが悪くなり、一方１．
０％を越えるとＳｉを多く含む析出物が生成しやすくな
りじん性が劣化する。
０％を越えるとＳｉを多く含む析出物が生成しやすくな
りじん性が劣化する。
Ｍｎ ： １．００〜２．００％
Ｍｎは強度とオーステナイト相の安定化のため含有させ
、１．０％未満では脱酸効果はあっても強度元素とはな
らず、一方２．０％を越えて含有させても強度向上効果
が飽和するため、１．００〜２．００％の範囲とした。
、１．０％未満では脱酸効果はあっても強度元素とはな
らず、一方２．０％を越えて含有させても強度向上効果
が飽和するため、１．００〜２．００％の範囲とした。
Ｎｉ：１．０〜５．０％
Ｎ＋はオーステナイト生成元素として中心的な役割をな
し、１．０％未満では他のオーステナイト元素（Ｃ，Ｎ
、 ！ＪｎおよびＣｕ）を含有してもバランスの良い二
相ステンレス系となしえず、また、５．０％を越えると
、低部な鋳鋼を提供することが難しくなるので１．０〜
５．０％の範囲とした。
し、１．０％未満では他のオーステナイト元素（Ｃ，Ｎ
、 ！ＪｎおよびＣｕ）を含有してもバランスの良い二
相ステンレス系となしえず、また、５．０％を越えると
、低部な鋳鋼を提供することが難しくなるので１．０〜
５．０％の範囲とした。
Ｃｕ ：０．２〜１．０ ％
Ｃｕは基地を強化するために含有させるが、１．０％を
越える含有は析出相の生成によりじん性が劣化しやすく
、一方０．２％未満では強化効果はないため、０．２〜
１．０％とした。
越える含有は析出相の生成によりじん性が劣化しやすく
、一方０．２％未満では強化効果はないため、０．２〜
１．０％とした。
Ｐ：０．０３％以下
Ｓ；０．旧％以下
Ｐ、Ｓについては低ければ低い程良いが、工業的レベル
でとくにコスト上昇をきたさない範囲としてそれぞれ０
．０３％以下、０．０１％以下とした。
でとくにコスト上昇をきたさない範囲としてそれぞれ０
．０３％以下、０．０１％以下とした。
Ｃｒ：２０〜２５％
Ｎ：０．１０〜０．２５％
かつ、Ｃｒ Ｃ％ｌ］＋１６Ｎ〔％〕＝２４〜２９ＪＩ
Ｓ Ｇ５１２１ ＋：よれば５Ｃ３１４のＣｒは１７〜
２０％、Ｍ。
Ｓ Ｇ５１２１ ＋：よれば５Ｃ３１４のＣｒは１７〜
２０％、Ｍ。
は２．０〜３．０％でＮは規定されていないが通常０．
０２〜０．０３％であることを考慮すれば、耐局部腐食
性のパラメータＣｒ＋ＢＭｏ ＋１６Ｎは２３．３２〜
２９．４８（％）となるので、パラメータＣｒ＋１６Ｎ
は２４〜２９とする。一方、ＭＯを省略してＣｒ（！
：Ｎで代替とするときＮの含有は現在の製鋼技術で大き
なコスト増につながらない範囲に抑える必要があり、し
たがって０．２５％が上限となる。とするとパラメータ
から逆算してＣｒの下限は２０％は必要になり、一方Ｃ
ｒの上限が２５％を越えると相バランスを確保するには
Ｎ量だけでは足りずＮｉ量を増加しなくてはならないた
め、コストの増加の面から好ましくない。
０２〜０．０３％であることを考慮すれば、耐局部腐食
性のパラメータＣｒ＋ＢＭｏ ＋１６Ｎは２３．３２〜
２９．４８（％）となるので、パラメータＣｒ＋１６Ｎ
は２４〜２９とする。一方、ＭＯを省略してＣｒ（！
：Ｎで代替とするときＮの含有は現在の製鋼技術で大き
なコスト増につながらない範囲に抑える必要があり、し
たがって０．２５％が上限となる。とするとパラメータ
から逆算してＣｒの下限は２０％は必要になり、一方Ｃ
ｒの上限が２５％を越えると相バランスを確保するには
Ｎ量だけでは足りずＮｉ量を増加しなくてはならないた
め、コストの増加の面から好ましくない。
Ｎ量の下限については、溶接熱影響部のように１３００
℃以上の高温に急熱急冷された際の相バランスを確保す
るため、０．１０％は必要である。
℃以上の高温に急熱急冷された際の相バランスを確保す
るため、０．１０％は必要である。
（実施例）
表２にＮｏ、 １〜１３として示す成分組成およびオー
ステナイト量の供試材を無機自硬性鋳型で製造し、それ
ぞれ耐食性試験を実施した。鋼Ｎ０１１〜６は発明鋼、
Ｎｏ、 ７〜１３は比較鋼で、なおＮｏ、１４は市販の
５Ｃ３１４Ａである。
ステナイト量の供試材を無機自硬性鋳型で製造し、それ
ぞれ耐食性試験を実施した。鋼Ｎ０１１〜６は発明鋼、
Ｎｏ、 ７〜１３は比較鋼で、なおＮｏ、１４は市販の
５Ｃ３１４Ａである。
耐食性試験は、
■１００℃、４０％塩化カルシウム溶液（Ｃａ［：１２
＞中での応力腐食割れ試験、すなわち供試材を長さ７５
ｍｍ、幅１５祁、厚さ２［１１１１１の試験片に加工し
、第１図に示すように曲率半径Ｒ＝ ８ ｍｍでＵ字形
に曲げてから試験液に５００時間浸漬して割れの有無を
調べた。
＞中での応力腐食割れ試験、すなわち供試材を長さ７５
ｍｍ、幅１５祁、厚さ２［１１１１１の試験片に加工し
、第１図に示すように曲率半径Ｒ＝ ８ ｍｍでＵ字形
に曲げてから試験液に５００時間浸漬して割れの有無を
調べた。
■３０℃、２％塩化第２鉄溶液（ＦｅＣｌ２）中での孔
食試験、すなわち供試材を長さ４０ｍｍ、幅３０ｍｍ、
厚さ３ｍｍの試験片とし、この試験片を＃３２０のエメ
リー紙で研磨してから試験液に２４時間浸漬し、その後
の腐食減量にて評価した。
食試験、すなわち供試材を長さ４０ｍｍ、幅３０ｍｍ、
厚さ３ｍｍの試験片とし、この試験片を＃３２０のエメ
リー紙で研磨してから試験液に２４時間浸漬し、その後
の腐食減量にて評価した。
表３に各試験の結果を示すように、比較鋼のＮ。
７〜１２は試験■の応力腐食割れ試験において割れは発
生しなかったものの、孔食が発生し、試験■の孔食試験
においては深い孔食が発生した。
生しなかったものの、孔食が発生し、試験■の孔食試験
においては深い孔食が発生した。
また、比較ｎＮｏ、１３は試験の、■のいずれにおいて
も発明鋼Ｎ０１１〜６と同様の良好な性能を示したが、
ＮｉおよびＣｒの増量が多くコスト高となる不利がある
。
も発明鋼Ｎ０１１〜６と同様の良好な性能を示したが、
ＮｉおよびＣｒの増量が多くコスト高となる不利がある
。
さらにＮα１４は市販の５Ｃ３１４Ａであるが、Ｍｏを
多く含むため耐孔食性は優れるものの、オーステナイト
系であるため応力腐食割れが発生した。
多く含むため耐孔食性は優れるものの、オーステナイト
系であるため応力腐食割れが発生した。
表３
（発明の効果）
この発明によれば、とくに海水などの腐食環境で使用す
る部品に適したステンレス鋳鋼を低コストで提供するこ
とができる。
る部品に適したステンレス鋳鋼を低コストで提供するこ
とができる。
第１図は応力腐食割れ試験の試験片を示す説明図である
。
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．０１〜０．０５ｗｔ％、 Ｓｉ：０．２０〜１．０ｗｔ％、 Ｍｎ：１．００〜２．００ｗｔ％、 Ｎｉ：１．０〜５．０ｗｔ％、 Ｃｕ：０．２〜１．０ｗｔ％、 Ｐ：０．０３ｗｔ％以下および Ｓ：０．０１ｗｔ％以下を含み、さらに Ｃｒ：２０〜２５ｗｔ％およびＮ：０．１０〜０．２５
ｗｔ％をＣｒ〔ｗｔ％〕＋１６Ｎ〔ｗｔ％〕が２４〜２
９の範囲で含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物から
なる高耐食性二相ステンレス鋳鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32380287A JPH01165750A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 高耐食性二相ステンレス鋳鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32380287A JPH01165750A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 高耐食性二相ステンレス鋳鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01165750A true JPH01165750A (ja) | 1989-06-29 |
Family
ID=18158773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32380287A Pending JPH01165750A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 高耐食性二相ステンレス鋳鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01165750A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1867748A1 (fr) * | 2006-06-16 | 2007-12-19 | Industeel Creusot | Acier inoxydable duplex |
| EP2025770A1 (en) * | 2007-08-09 | 2009-02-18 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Ni-reduced austenite stainless steel |
| WO2009093652A1 (ja) * | 2008-01-22 | 2009-07-30 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | 加工性と衝撃吸収特性に優れた構造部材用フェライト・オーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 |
| JP2011236491A (ja) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 回転機械部品用素材の製造方法及び回転機械部品の製造方法、回転機械部品用素材、回転機械部品並びに遠心圧縮機 |
-
1987
- 1987-12-23 JP JP32380287A patent/JPH01165750A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1867748A1 (fr) * | 2006-06-16 | 2007-12-19 | Industeel Creusot | Acier inoxydable duplex |
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