JPH03285049A - 高純度ガス用フェライトステンレス鋼管 - Google Patents

高純度ガス用フェライトステンレス鋼管

Info

Publication number
JPH03285049A
JPH03285049A JP8519290A JP8519290A JPH03285049A JP H03285049 A JPH03285049 A JP H03285049A JP 8519290 A JP8519290 A JP 8519290A JP 8519290 A JP8519290 A JP 8519290A JP H03285049 A JPH03285049 A JP H03285049A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stainless steel
less
ferritic stainless
tube
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8519290A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2952949B2 (ja
Inventor
Shigeki Azuma
茂樹 東
Hideaki Yuki
英昭 幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP8519290A priority Critical patent/JP2952949B2/ja
Publication of JPH03285049A publication Critical patent/JPH03285049A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2952949B2 publication Critical patent/JP2952949B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超LSI製造プロセスに使用される゛高純度
ガス配管等に用いられる高純度ガス用フェライトステン
レス鋼管に関する。
〔従来の技術〕
半導体製造分野においては、近年、高集積化が進み、例
えば[LSIと称されるデイバイスでは、1μm以下の
微細パターンが必要とされている。
このような超LSI製造プロセスでは、微妙な塵や微量
不純物ガスが配線パターンに付着、吸着し回路不良の原
因となるため、使用する反応ガス及びキャリヤーガスは
、高純度であること、すなわちガス中の微粒子および不
純物ガスの少ないことが必要とされる。従って、その高
純度ガス配管においては、管内面からの微粒子およびガ
スの放出が極力少ないことが要求される。
従来、このような半導体製造用ガス配管には、オーステ
ナイト系ステンレス鋼(SUS316鋼)からなる鋼管
が使用されており、特開昭63161145号公報には
、M n 、S iXA l sOを低減し、酸化物系
非金属介在物の生成を抑制した高清浄オーステナイト鋼
管も開示されている。
一方、半導体製造プロセス等での超純水用として、純水
中での耐食性に優れるフェライトステンレス鋼管が特開
平1−180946号公報に示されている。これらの鋼
管の内面は、塵や水分などの付着および吸着を低減する
ため、通常機械研磨や電解研磨あるいはそれらの複合処
理によってR1,81μ園程度まで平滑化されている。
〔発明が解決しようとする!11!l!り高純度ガス配
管における管内面からの微粒子放出は、表面の非金属介
在物や付着した塵に起因し、またガス放出は、表面吸着
した水分、炭酸ガス及び鋼中の水素に起因すると考えら
れているが、オーステナイト系ステンレス鋼からなる高
純度ガス用鋼管は、鋼中水素の拡散係数が極めて小さい
ため、鋼管製造時に鋼中に固溶した水素が製品に残留し
、使用時に放出される問題のあることが明らかになった
。また、超純水用のフェライトステンレス鋼管は、純水
中での耐食性すなわち管内表面からの金属イオンの溶出
は低減されているものの、高純度ガス用として必要な微
粒子放出や吸着不純物ガスに対しては考慮されていない
。従って、高純度ガス用鋼管としての性能は十分とは言
えない。
本発明の目的は、内面からの微粒子放出および不純物ガ
ス放出が少ない高純度ガス用鋼管を提供することにある
(m1題を解決するための手段〕 最近の清浄化された高純度ガス用鋼管(オーステナイト
ステンレス鋼管)におけるガス汚染は、水素ガス放出の
占める比率が大きくなってきている。また、超純水用の
フェライトステンレス鋼管は、ガス中への微粒子放出が
問題になる。本発明者らは、種々のステンレス鋼管の水
素ガス放出挙動及び表面介在物を調査した結果、次の知
見を得た。
■ 鋼管からの水素放出量は鋼中に固溶している水素量
と相関があり、鋼中水素量が多いほど水素ガスの放出量
も多い。
■ フェライト系ステンレス鋼とオーステナイト系ステ
ンレス鋼を比較すると、鋼管製品ではオーステナイト系
ステンレス鋼の方が固溶水素が多い。
その理由として、オーステナイト系ステンレス鋼はフェ
ライト系ステンレス鋼に比して水素拡散係数が約100
0分の1であることが考えられる。
■ 非金属介在物は製品鋼管の内表面から脱落し微粒子
となると共に、脱落した後の小孔や亀裂は平滑化の障害
となり、微粒子及び水分、不純物ガスの付着および吸着
サイトを提供することになる。
■ ■のようなことから、微粒子放出抑制には、0NI
II限による酸化物低減だけでは不十分であり、sl制
限による硫化物系介在物の低減が必要となる。
■ 特開平1−180946号公報に開示された超純水
用フェライトステンレス鋼管は、0.Sが過剰なために
、高純度ガス用鋼管として適さない。
本発明は上記知見に基づきなされたもので、重量%で、 C:0.03%以下、   5ilo、5%以下、Mn
:0.5%以下、   p:0.03%以下、S:0.
001%未満、  Ni:2.0%以下、Cr:16〜
30%、  O:0.005%以下、N:0.03%以
下、   A1:0.01%以下、M o  :0.1
〜3.5% を含有し、さらに必要に応じて Ti:O11〜0.8%、  Nb:0.1〜1.5%
の1種または2種を含有し、残部実質的にFeよりなる
フェライト系ステンレス鋼からなり、内面粗さRmix
が0.5μm以下であることを特徴とする高純度ガス用
フェライトステンレス鋼管を要旨とする。
[作  用] 本発明のフェライトステンレス鋼管における限定理由を
詳述し、その作用を明らかにする。
(1)w4成分 Cはフェライト系ステンレス鋼の靭性を低下させる有害
元素であり、極力少ない方が好ましく、0.03%以下
とする。
Stは脱酸元素であるが、0.5%を超えて添加すると
酸化物系介在物を生成し微粒子放出の原因となるので、
0.5%以下とする。
Mnは脱酸剤としである程度は必要である。しかし、そ
の一方ではMn硫化物あるいは酸化物を形成し微粒子発
生の原因となるので、脱酸を阻害しない範囲で可能な限
り少ないことが好ましい。
よって、0.5%以下とする。
Pは溶接性確保の観点から有害な元素であり、極力少な
い方がよく、また0、03%を超えると耐溶接高温割れ
性が劣化する。そのため0.03%以下とする。
Sは非金属介在物のMnSを形成し、微粒子放出の観点
から有害である。0.001%未満にすることで微粒子
放出が著しく低減されるため0.001%未満に限定す
る。
Niはオーステナイト生成元素であり、フェライト単相
とするためには少ない方がよい6本発明では工業規模で
の不純物Ni量を考慮して2%以下とする。
Crは耐食性を維持する基本元素であり、表面にCr!
O,等からなる不働態膜を形成する。耐食性の維持には
16%以上の添加を必要とするが、30%を超えて添加
すると、熱間加工性が劣化するため、16〜30%の範
囲とする。
0は鋼中で酸化物系介在物を生成するため、微粒子放出
低減の観点から低い方がよ<、0.005%を超えると
介在物が多くなることがらo、oos%以下とする。
Nはフェライトステンレス鋼にとってはCと同様に靭性
に有害な元素であり、極力少なくする必要がある。0.
03%を超えると極度に靭性が低下するため、0.03
%以下とする。
/lは脱酸元素で゛あるが、0.01%を超えて添加す
ると酸化物系介在物を生成した微粒子放出の原因となる
ので0.01%以下とする。
MoはCrと同様に耐食性に寄与する有効元素であるが
、0.1未満の1添加では効果は明確でなく、一方3.
5%を超えると熱間加工性が劣化する。そのためMeは
0.1〜3.5%とする。
Ti及びNbはC及びNを安定化させる元素であり、そ
れぞれの安定化作用を発揮させるためには、001%以
上必要である。しかし、Tiは0.8%以上添加しても
安定化作用が飽和する。このためTiについては0.1
〜0.8%に限定する。一方NbはTiと異なり、安定
化作用以外にNb、O。
被膜を形成し、耐食性を向上させる作用があるため1.
5%までの添加が有効である。従って、Nbは0.1〜
−1.5%に限定する。
(2)管内面の状態 上記組成のフェライトステンレス鋼管における管内面の
状態と、微粒子及びガス放出量の関係についても本発明
者らは種々検討した。その結果、管内面が粗さR1□0
.5μm以下であると微粒子、ガス(水素ガス以外のガ
ス)の付着・吸着が少ないことが明らかとなった0表面
粗さをR,□0.5μm以下とすることについては、必
要な表面粗さが確保できれば、その手段は問わない、す
なわちアルミナ粉等の研磨剤を用いた機械研磨や電解研
磨あるいはそれらの複合研磨など如何なる方法でも構わ
ない、また平滑化後に湿式あるいは乾式の酸化処理によ
って内面に酸化物被膜を生成させてもよい。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を比較例、従来例と対比さゼて説
明する。
第1表に1−15で示す化学組成の鋼を真空溶解した後
、鍛造、熱間押出製管、冷間圧延、冷間抽伸ニヨリ98
! 10 wa、肉’N−1,0m(D継目@@管とし
た。管内面は、光輝焼鈍、機械研磨、電解研磨の組合せ
によって種々の表面粗さに調整した。
微粒子発生の原因となる管内面の非金属介在物は走査型
電子U微鏡によって観察し、長さあるいは直径が2μm
以上の介在物数を測定した。また鋼管からの水素放出は
、4m綱管内面を純水(18MΩ・cm以上)で清浄し
、精製A「ガスで乾燥後10−’torrに減圧し、4
時間後の残留ガス量を質量分析器によって測定した。内
面粗さ、介在物数及び残留ガス量を第2表に示す。
*:本発明の範囲外 鋼成分が本発明範囲内で管内面粗さR1,8が0゜5μ
m以下である本発明例(No1〜6)は、介在物個数、
及び残留水素やその他のガスはいずれも低レベルであり
、高純度ガス配管用として適した特性を有していること
がわかる。
これに対し比較例(N[R7,8,9,10,11)は
、それぞれSi、Mn、S、O,Al量が本発明外であ
るため、内面に非金属介在物が残存している。従って、
高純度ガス用鋼管として実際に使用した場合には、ガス
中への微粒子放出が懸念される。比較例(N[112)
は鋼成分が適正なため、介在物および水素ガス放出は少
ないが、内面粗さRam、が大きいために、水素以外の
ガス放出が多い。
従来例(No、13および14)はオーステナイトステ
ンレス鋼管であり、介在物を低減したNn13でも、本
発明鋼管に比べると水素放出量が多い。
従来例(N(R15)は、特開平1−180946号公
報に開示された超純水用フェライトステンレス鋼管であ
る。0.Sが本発明外のために、介在物量が多く、管内
表面からの微粒子放出が多いことが考えられるため高純
度ガス用としては不適である。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明の高純度ガス用
鋼管は、オーステナイトステンレス鋼に比べ安価なフェ
ライトステンレス鋼を使用し、しかも管内面からの微粒
子、不純物ガス放出特性において現用オーステナイトス
テンレス鋼管を凌ぐものである。従って、本発明の鋼管
は半導体分野はもとより、高純度ガスあるいは超高真空
が必要な種々分野で大きなガス汚染防止効果を発揮し、
その産業上の利用価値は大きい。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で C:0.03%以下、Si:0.5%以下 Mn:0.5%以下、P:0.03%以下 S:0.001%未満、Ni:2.0%以下Cr:16
    〜30%、O:0.005%以下N:0.03%以下、
    Al:0.01%以下Mo:0.1〜3.5% を含有し、残部実質的にFeよりなるフェライト系ステ
    ンレス鋼からなり、内面粗さR_m_a_xが0.5μ
    m以下であることを特徴とする高純度ガス用フェライト
    ステンレス鋼管。
  2. (2)上記フェライト系ステンレス鋼が、さらに重量%
    で Ti:0.1〜0.8%、Nb:0.1〜1.5%の1
    種または2種を含有する請求項1に記載の高純度ガス用
    フェライトステンレス鋼管。
JP8519290A 1990-03-30 1990-03-30 高純度ガス用フェライトステンレス鋼管 Expired - Lifetime JP2952949B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8519290A JP2952949B2 (ja) 1990-03-30 1990-03-30 高純度ガス用フェライトステンレス鋼管

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8519290A JP2952949B2 (ja) 1990-03-30 1990-03-30 高純度ガス用フェライトステンレス鋼管

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03285049A true JPH03285049A (ja) 1991-12-16
JP2952949B2 JP2952949B2 (ja) 1999-09-27

Family

ID=13851790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8519290A Expired - Lifetime JP2952949B2 (ja) 1990-03-30 1990-03-30 高純度ガス用フェライトステンレス鋼管

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2952949B2 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995011321A1 (fr) * 1993-10-20 1995-04-27 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Acier inoxydable pour gaz haute purete
WO1995018247A1 (fr) * 1993-12-30 1995-07-06 Tadahiro Ohmi Procede de constitution d'une pellicule oxydee passive, acier inoxydable a systeme de ferrite, systeme d'alimentation en fluide et composant pour contact avec le fluide
JPH07243000A (ja) * 1994-03-08 1995-09-19 Sumitomo Metal Ind Ltd 高純度ガス用高Crステンレス鋼
US5916388A (en) * 1997-03-26 1999-06-29 Anelva Corporation Method and apparatus for the treatment of stainless steel surfaces
JP2013011437A (ja) * 2005-12-21 2013-01-17 Exxonmobil Research & Engineering Co ファウリングを抑制させるための耐食材料、改良された耐食性およびファウリング抵抗性を有する伝熱装置、およびファウリングを抑制させるための方法
US8671727B2 (en) * 2009-12-21 2014-03-18 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Methods for producing blank tube for cold drawing and for producing cold drawn tube
JP2021123790A (ja) * 2020-02-05 2021-08-30 Jfeスチール株式会社 薄肉管用フェライト系ステンレス鋼板およびこれを用いてなる薄肉管

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002103002A (ja) * 2000-09-25 2002-04-09 Sumitomo Metal Ind Ltd 鋳片および継目無鋼管の製造方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995011321A1 (fr) * 1993-10-20 1995-04-27 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Acier inoxydable pour gaz haute purete
US5830408A (en) * 1993-10-20 1998-11-03 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Stainless steel for high-purity gases
WO1995018247A1 (fr) * 1993-12-30 1995-07-06 Tadahiro Ohmi Procede de constitution d'une pellicule oxydee passive, acier inoxydable a systeme de ferrite, systeme d'alimentation en fluide et composant pour contact avec le fluide
US5951787A (en) * 1993-12-30 1999-09-14 Tadahiro Ohmi Method of forming oxide-passivated film, ferrite system stainless steel, fluid feed system and fluid contact component
JPH07243000A (ja) * 1994-03-08 1995-09-19 Sumitomo Metal Ind Ltd 高純度ガス用高Crステンレス鋼
US5916388A (en) * 1997-03-26 1999-06-29 Anelva Corporation Method and apparatus for the treatment of stainless steel surfaces
JP2013011437A (ja) * 2005-12-21 2013-01-17 Exxonmobil Research & Engineering Co ファウリングを抑制させるための耐食材料、改良された耐食性およびファウリング抵抗性を有する伝熱装置、およびファウリングを抑制させるための方法
US8671727B2 (en) * 2009-12-21 2014-03-18 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Methods for producing blank tube for cold drawing and for producing cold drawn tube
EP2517801A4 (en) * 2009-12-21 2016-05-18 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp COLD STRETCH BASE TUBE, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND METHOD OF MANUFACTURING COLD STRETCH TUBE
JP2021123790A (ja) * 2020-02-05 2021-08-30 Jfeスチール株式会社 薄肉管用フェライト系ステンレス鋼板およびこれを用いてなる薄肉管

Also Published As

Publication number Publication date
JP2952949B2 (ja) 1999-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3045576B2 (ja) ステンレス鋼の不動態膜形成方法及びステンレス鋼
WO1995011321A1 (fr) Acier inoxydable pour gaz haute purete
JP3433452B2 (ja) フェライト系ステンレス鋼管の内面酸化処理方法
KR100227571B1 (ko) 오존함유수용 스테인리스 강재 및 그 제조방법
JPH03285049A (ja) 高純度ガス用フェライトステンレス鋼管
JPS6033337A (ja) 電子部品用高Νi−Fe合金
JP2004090045A (ja) 耐塩酸性および耐硫酸性に優れた低合金鋼のガスシールドアーク溶接用ワイヤおよびそれを用いたガスシールドアーク溶接方法
JP3596234B2 (ja) オゾン含有水用ステンレス鋼材およびその製造方法
JP2991050B2 (ja) 高純度ガス用ステンレス鋼管
JP2783128B2 (ja) クリーンルーム用ステンレス鋼部材およびその製造方法
JP2720716B2 (ja) 耐食性に優れる高純度ガス用オーステナイト系ステンレス鋼材及びその製造方法
JPS648694B2 (ja)
JP2000176643A (ja) 溶接部に酸化不動態膜を形成する方法
JPH09143614A (ja) 耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼
JP2992977B2 (ja) 高純度ガス用高Crステンレス鋼
JP3227805B2 (ja) 高純度ガス用高耐食ステンレス鋼
JP3864585B2 (ja) ステンレス鋼管内面の酸化処理方法
JP3119165B2 (ja) 高純度ガス用ステンレス鋼材の製造方法
JPH03277761A (ja) 耐食性の優れたエンジン排ガス系材料用アルミめっき鋼板
JP2737551B2 (ja) 耐食性に優れる高純度ガス用オーステナイト系ステンレス鋼材の製造方法
JP2932966B2 (ja) 高純度ガス用フェライト系ステンレス鋼材
JPH01180946A (ja) 超純水用配管材料及びその製造方法
JP3257492B2 (ja) 耐オゾン含有水性に優れるステンレス鋼材の製造方法
JPH07180088A (ja) 鋼材の表面改質方法
JPH0673507A (ja) 高純度ガス配管用オーステナイト・ステンレス鋼管

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070716

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080716

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080716

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090716

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090716

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100716

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100716

Year of fee payment: 11