JPH0160539B2

JPH0160539B2 -

Info

Publication number: JPH0160539B2
Application number: JP5547581A
Authority: JP
Inventors: Juichi Ishiguro; Norimitsu Kitajima
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1981-04-15
Filing date: 1981-04-15
Publication date: 1989-12-22
Also published as: JPS57171645A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、オーステナイト系ステンレス鋼部
材を、例えばボルトを用い、パツキンを介して機
械的に接合する場合や、さらに前記部材がわずか
な隙間を介して他の構造部材と隣接する場合など
に形成される隙間面に盛金して、前記オーステナ
イト系ステンレス鋼部材に隙間腐食が発生するの
を防止する方法に関するものである。従来、海
水に接する機器、装置、その他の部材を構成する
金属材料としては、その耐用年数および使用環境
の程度に応じて、鋳鉄、銅合金、ステンレス鋼等
が使用されている。特に、長期の耐用を必要とす
る機器、装置などには、オーステナイテ系ステン
レス鋼が使用されることが多い。しかしながら、オーステナイト系ステンレス鋼
は、流動する海水中においてはすぐれた耐食性を
示すが、海水の流速が低くなつて表面に供給され
る溶存酸素が不足してくると不働態皮膜の維持が
できなくなり、腐食を生じやすくなるという現象
が知られていた。特に、オーステナイト系ステン
レス鋼部材における、構造上不可避的に生ずる隙
間部においては、その隙間部に侵入した海水が隙
間外の海水と入れ替り難いため、該隙間内の海水
は低PH、高Cl―となることが認められており、そ
の結果、ほぼ中性の環境と接している隙間外の部
材表面との間に生ずる電池作用によつて隙間腐食
が発生し、この隙間腐食は、腐間内の海水が入れ
替らない限り進行するという問題があつた。この
ような隙間腐食を起さないようにする対策として
は、部材全体を耐隙間腐食にすぐれた材料とする
ことが考えられるが、これではコストが極めて高
くなり、経済的確点から特殊な場合を除いて実用
として採用されないものであつた。そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、オーステナイト系ステンレス鋼部材の隙間腐
食を、低コストで確実に防止すべく、特に盛金材
に着目し研究を行なつた結果、以下(a)〜(d)に示す
知見を得たのである、すなわち、 (a) オーステナイト系ステンレス鋼部材に形成さ
れる隙間面に盛金して隙間腐食を防止する材料
としては、盛金の作業性から考慮して、融点が
低いもの（母材であるオーステナイト系ステン
レス鋼部材の融点である約1430℃と同等かそれ
以下のもの）であることが好ましく、盛金層に
空隙の発生や酸化物等の不純物が混入しないも
のである必要があり、また経済性の面からは、
盛金層が薄層であつても十分な防食効果を有す
るものが良いのであるが、これらの性質を兼ね
備えている金属材料としてはNi基合金が最適
であること。 (b) Niのみでは、海水中での耐隙間腐食特性が
不十分なため、これにCrおよびMoを適量含有
せしめることにより、すぐれた耐隙間腐食特性
を得ることができること。 (c) Niを基金属として、これにCrおよびMoを添
加含有させた盛金材に、SiおよびＢのうちの１
種または２種を添加含有させると、盛金材の液
相線温度の低下が計れ、盛金に当つての作業性
を著しく向上させることができること。 (d) さらに、盛金材のNiの一部をFeで置換して
も耐隙間腐食特性に悪影響を及ぼさないので、
Feの適量の添加含有によつて盛金材自体の価
格を低減でき、かつ加工性の向上が計れるこ
と。したがつて、この発明は、上記知見にもとづい
てなされたものであつて、盛金材を、重量％で
（以下％は重量％を示す）、 Cr：25〜50％、 Mo：８〜35％、を含有し、 Si：0.5〜4.5％、Ｂ：0.5〜4.5％、のうちの１種または２種を含有し、さらに必要に
応じて、 Fe：0.5〜2.5％、を含有し、残りがNiと不可避不純物かなる組成
を有するNi―Cr―Mo系合金にて構成し、この盛
金材をオーステナイト系ステンレス鋼部材に形成
される隙間面に盛金することによつて、作業性良
く、低コストで、オーステナイト系ステンレス鋼
部材の隙間腐食を防止するようにした点に特徴を
有するものである。なお、この発明の盛金材中に、不可避不純物と
してＣが存在する場合には、所定量のNb，Ta，
およびTi成分の１種以上を添加することにより、
優先的に安定な炭化物を形成し、Cr等の炭化物
生成による耐食性への害を抑えることができるも
のであり、さらに、盛金材中に、不可避不純物と
してＳ分が含まれているときには、所定量のMn
を含有させることによりＳ分による高温割れの発
生を防止することができる。ついで、この発明の方法における盛金材におい
て、Cr，Mo，Fe，Si，およびＢ成分の成分組成
範囲を上述のように限定した理由を説明する。 (a) Cr Cr成分は不働態化性を与える元素であり、Ni
への添加によつて不働態を強化することができる
うえ、融点の低下も図られる。しかし、その含有
量が25％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方、50％を越えて含有させても不働態の強
化に著しい向上がみられないことから、その含有
量を25〜50％と限定した。 (b) Mo Mo成分は、海水中における隙間腐食の防止に
極めて有効に作用するものである。盛金した層に
必要な量は、マトリツクス中で数％以上である
が、この状態を得るために、盛金材としては、盛
金処理中にMoの酸化、蒸発、および母材による
希釈等に起因する減少を考慮せねばならず、ま
た、本盛金材は、マトリツクスと微細な塊状相と
の二相からなつており、耐隙間腐食性に寄与する
相はMoの少ないマトリクスであるので、盛金材
にはマトリツクスに含まれる以上にMoを含有さ
せねばならないこととなる。以上の２点から、
Moの含有量の下限値を８％としたが、実際に、
その含有量が８％未満では上記作用に所望の効果
が得られず、一方、35％を越えて含有させても、
隙間腐食改善に著しい向上がみられないことか
ら、その含有量を８〜35％と限定した。 (c) SiおよびＢ SiおよびＢ成分には、盛金材の融点を低下させ
る作用があり、母材のぬれ性を向上させ、かつ、
酸素との親和力が強いことから、盛金層中の酸素
と結合して酸化物を除去するのに有効な働きをす
るが、これらの作用効果はSiもＢも均等なもので
あるが、その含有量が0.5％未満では、前記作用
に所望の効果が得られず、一方、4.5％を越えて
含有させても、融点を低下させる作用は保持され
るが、その他の前記作用にそれ以上の顕著な改善
の効果がみられないことから、その含有量を、い
ずれも、0.5〜4.5％と限定した。 (d) Fe Fe成分には、上記のように盛金材のコストを
低減する作用のほか、加工性を改善する作用があ
るので、これらの特性が要求される場合に必要に
応じて含有されるが、その含有量が0.5％未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方その含
有量が25％を越えると耐食性が劣化するようにな
ることから、その含有量を0.5〜25％と定めた。なお、この発明の方法における盛金材に、Nb，
Ta，Ti，およびMnを添加する場合、その添加
量の最適範囲について説明する。 (e) Nb，Ta，Ti 盛金材中に不可避不純物として含有されている
Ｃ成分は、盛金材が700℃前後の温度で長時間の
熱履歴を受けた場合に、前記盛金材の主要合金成
分との間で、例えばCr₂₃C₆等の炭化物を生成し、
マトリツクスにCr濃度を低減させるために耐食
性を害する恐れが生ずる。Nb，Ta，Tiは、いず
れも上記のような炭化物の生成を防ぐために有効
な元素である。しかし、その含有量が、Nbおよ
びTaで、10×Ｃ％の値未満、Tiで５×Ｃ％の値
未満では前記作用に所望の効果が得られないの
で、その含有量は、NbおよびTaのうちの１種ま
たは２種で、10×Ｃ％の値以上、Tiで５×Ｃ％
の値以上が適当である。また、その上限は、Nb
およびTaの１種または２種で、15×Ｃ％の値以
下が好ましく、Tiで10×Ｃ％の値以下が好まし
い。 (f) Mn 盛金材中に不可避不純物として含有されている
Ｓ成分は、高温割れ発生の原因となる。これを防
止するためには、盛金材中にMnを2.5％以下の範
囲で含有させることが有効である。なお、Mnの
含有量が2.5％を越えても、よりすぐれた効果の
期待はできない。つぎに、この発明の方法を実施例により比較例
と対比しながら説明する。第１表は本発明盛金材と比較盛金材の成分組成
と、その隙間腐食試験結果とを示したものであ
る。まず、試料の作成に当つては、第１表に示した
各成分組成の盛金材を真空下で溶解し、ルツボ中
において一方向性凝固をさせてインゴツトとな
し、そのインゴツトの底部から試験片を採取し
た。ついで、第１図に正面図で、第２図に縦断側
面図で示す如く、上記方法で採取した１片が30mm
の四角形状試験片１の中央部に、１片が10mmmmの
テフロン板２をポリカーボネートの座金３を介し
てボルト・ナツト５で締めつけ、また前記試験片
１の表面および周囲をエポキシ樹脂４で覆つて試
験体とした。試験に当つては、前記試験片１とテ
フロン板２との間の微細な隙間に侵入した海水に
よる隙間腐食を調べた。試験の方法は、試験体を３％NaCl水溶液中に
浸漬し、繰り返し陽分極挙動を測定することによ
つて行なつた。第３図には、繰り返し陽分極曲線
の代表例が模式図によつて示されている。同図の
Ａ，Ｂ，Ｃはいずれも、電位を自然電極電位から
貴方向に所定の速度で変化（往路）させ、電流値
が6m^Aに達した後、電位を逆転させて卑方向に変
化（復路）させたときの状態を示したものであ
る。第３図において、Ａは上記した往路と復路の
挙動にほとんど変化がない場合で、すぐれた耐隙
間腐食性を示している状態である。Ｃは往路と復
路の挙動が全く異なり、電位を貴から卑に戻して
も腐食電流は低下せず、腐食が発生すると腐食が
停止しないため隙間腐食が生じやすい状態であ
る。ま

【表】

【表】たＢは、上記したＡとＣとの中間的な状態であ
る。そこで、隙間腐食試験に供した前記各種試料に
ついて、それぞれの繰り返し陽分極挙動が上記第
３図のＡ，Ｂ，Ｃのどれに該当するかを評価し
て、その結果を記号Ａ，Ｂ，Ｃによつて第１表に
示した。それとともに、外観検査によつて、隙間
腐食の発生を認めなかつたものに〇印を、隙間腐
食の発生を認めたものに×印を、そして隙間腐食
の発生を認めるときも認めないときもあるものに
△印を付して、第１表にあわせて示した。すなわ
ち、第１表において、〇印は耐隙間腐食性のすぐ
れていることを示しており、×印は耐隙間腐食性
が悪いことを、△印は耐隙間腐食性が悪い場合が
あるということをそれぞれ示しているのである。第１表に示す結果から、本発明盛金材１〜24
は、いずれもすぐれた耐隙間腐食性を示すのに対
して、成分組成がこの発明の範囲から外れた比較
盛金材１〜１４は耐隙間腐食性の劣つたものであ
ることが明らかである。また、本発明盛金材１〜２４を用いて、オース
テナイト系ステンレス鋼部材の表面に盛金して外
観を観察したところ、いずれもすぐれた盛金性を
示し、平滑な盛金表面が得られるものであつた。
ここで、盛金性が良いということは、極めて少量
の盛金材によつてもオーステナイト系ステテンレ
ス鋼部材の表面を盛金でき、かつその表面が平滑
なことをいい、盛金性が悪いということは、表面
に盛金するために多量の盛金材を要し、かつ盛金
処理だけでは表面が平滑とならず、機械加工を必
要とするような状態でしか盛金ができない場合を
意味するものである。上述のように、この発明の方法によれば、オー
ステナイト系ステンレス鋼部材の隙間を形成する
部分の表面に、薄い盛金を施すだけで、海水中に
おける隙間腐食を確実に防止することができ、部
分的な盛金で良いから極めて経済的であり、海水
に接触する機器、装置、その他の部材の腐食を防
ぎ長時間にわたる使用が可能となり、盛金材の融
点も低いので作業性が良好であるなど工業上有用
な効果がもたらされるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は試験体の正面図、第２図は同じく断面
図、第３図は繰り返し陽分極曲線の代表例を示す
模式図である。図面において、１……試験片、２……テフロン、３……座金、
４……エポキシ樹脂、５……ボルト・ナツト。

Claims

【特許請求の範囲】１ Cr：25〜50％、 Mo：８〜35％、を含有し、 Si：0.5〜4.5％、Ｂ：0.5〜4.5％、のうちの１種または２種を含有し、残りがNiと
不可避不純物からなる組成（以上重量％）を有す
るNi―Cr―Mo系合金を盛金材として用い、これ
をオーステナイト系ステンレス鋼部材に形成され
る隙間面に盛金することを特徴とするオーステナ
イト系ステンレス鋼部材の隙間腐食防止方法。２ Cr：25〜50％、 Mo：８〜35％、を含有し、 Si：0.5〜4.5％、 BB ：0.5〜4.5％、のうちの１種または２種を含有し、さらに、 Fe：0.5〜25％、を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有するNi―Cr―Mo系合金を
盛金材として用い、これをオーステナイト系ステ
ンレス鋼部材に形成される隙間面に盛金すること
を特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼部材
の隙間腐食防止方法。