JPH0613746B2 - 耐海水性にすぐれた高耐食性高強度オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼 - Google Patents
耐海水性にすぐれた高耐食性高強度オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼Info
- Publication number
- JPH0613746B2 JPH0613746B2 JP63264036A JP26403688A JPH0613746B2 JP H0613746 B2 JPH0613746 B2 JP H0613746B2 JP 63264036 A JP63264036 A JP 63264036A JP 26403688 A JP26403688 A JP 26403688A JP H0613746 B2 JPH0613746 B2 JP H0613746B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stainless steel
- corrosion resistance
- resistance
- duplex stainless
- high strength
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
本発明は、耐食性とくに海水による腐食に対する耐性が
すぐれ、かつ強度も高い、オーステナイト・フェライト
二相ステンレス鋼に関する。
すぐれ、かつ強度も高い、オーステナイト・フェライト
二相ステンレス鋼に関する。
たとえば海水ポンプとその関連機器のような、海水と接
触したり、海洋、海浜の環境で使用する機械、装置の材
料は、海水による腐食によく耐えるものでなければなら
ない。また、機械構造部品としては、それぞれに必要な
レベルの強度をもつことが要求される。 従来、このような用途には、ＳＵＳ３１６系またはＳＵ
Ｓ３０４系のステンレス鋼が使用されていた。たとえ
ば、海岸に立地する発電所において海水を冷却水として
利用する場合、ポンプの主軸やインペラーにはＳＵＳ３
１６相当品またはＳＵＳ３１６Ｌ相当品は、ポンプケー
シングにはＳＵＳ３０４相当品が使われている。しか
し、滞溜する海水中や、潮の干満によって海水に浸った
り乾いたりが繰り返される、いわゆる干満帯では、孔食
や隙間腐食が発生しやすく、上記の材料では不満足であ
る。 耐食性とともに、機器類の軽量化、高性能化は常に要請
されているから、それにこたえられるよう、材料の強度
もいっそう高めることが望ましい。
触したり、海洋、海浜の環境で使用する機械、装置の材
料は、海水による腐食によく耐えるものでなければなら
ない。また、機械構造部品としては、それぞれに必要な
レベルの強度をもつことが要求される。 従来、このような用途には、ＳＵＳ３１６系またはＳＵ
Ｓ３０４系のステンレス鋼が使用されていた。たとえ
ば、海岸に立地する発電所において海水を冷却水として
利用する場合、ポンプの主軸やインペラーにはＳＵＳ３
１６相当品またはＳＵＳ３１６Ｌ相当品は、ポンプケー
シングにはＳＵＳ３０４相当品が使われている。しか
し、滞溜する海水中や、潮の干満によって海水に浸った
り乾いたりが繰り返される、いわゆる干満帯では、孔食
や隙間腐食が発生しやすく、上記の材料では不満足であ
る。 耐食性とともに、機器類の軽量化、高性能化は常に要請
されているから、それにこたえられるよう、材料の強度
もいっそう高めることが望ましい。
本発明の目的は、上記のような技術の現状を一歩進め、
比較的廉価であって強度も高いオーステナイト・フェラ
イト二相スレンレス鋼（オーステナイト相とフェライト
相との相比が１：１付近のもの）において、耐食性とく
に耐海水性を向上させるとともに強度も高めたステンレ
ス鋼を提供することにある。
比較的廉価であって強度も高いオーステナイト・フェラ
イト二相スレンレス鋼（オーステナイト相とフェライト
相との相比が１：１付近のもの）において、耐食性とく
に耐海水性を向上させるとともに強度も高めたステンレ
ス鋼を提供することにある。
本発明の耐海水性にすぐれた高耐食性高強度オーステナ
イト・フェライト二相ステンレス鋼は、Ｃ：0.05％以
下、Ｓｉ：0.2〜1.0％、Ｍｎ：0.2〜1.0％、Ｎｉ：5.0
〜8.5％、Ｃｒ：16.0〜20.0％、Ｍｏ：6.0％超過〜10.0
％およびＮ：0.08〜0.15％を含有し、残部が実質上Ｆｅ
からなる合金組成を有し、γ相が４０〜６０％を占め、
かつ Ｃｒ＋3.3Ｍｏ＋１６Ｎ で規定される耐食性指数が３７以上であることを特徴と
する。
イト・フェライト二相ステンレス鋼は、Ｃ：0.05％以
下、Ｓｉ：0.2〜1.0％、Ｍｎ：0.2〜1.0％、Ｎｉ：5.0
〜8.5％、Ｃｒ：16.0〜20.0％、Ｍｏ：6.0％超過〜10.0
％およびＮ：0.08〜0.15％を含有し、残部が実質上Ｆｅ
からなる合金組成を有し、γ相が４０〜６０％を占め、
かつ Ｃｒ＋3.3Ｍｏ＋１６Ｎ で規定される耐食性指数が３７以上であることを特徴と
する。
本発明の二相ステンレス鋼において、合金組成を上記の
ように定めた理由は、つぎのとおりである。 Ｃ：0.05％以下 炭化物を形成して孔食の起点になるから、少ない方がよ
い。耐海水性が十分といえる材料は、後記の実施例で述
べる孔食電位８００ｍＶ以上の性能をもつ必要があり、
このために上記の限界を設けた。 Ｓｉ：0.2〜1.0％ 脱酸剤として0.2％以上は必要であるが、1.0％を超える
と鍛造性が低くなる。前記の海水ポンプ主軸をはじめと
して、この二相ステンレス鋼の用途には、鍛造をへて製
品にするものが多い。 Ｍｎ：0.2〜1.0％ 脱酸剤として役立つほか、靱性を改善するはたらきもあ
り、0.2％以上を添加する。しかし、不純物中のＳとＭ
ｎＳを形成しやすく、析出した介在物が炭化物と同様に
孔食の起点となるから、1.0％を上限とした。 Ｎｉ：5.0〜8.5％ オーステナイト生成元素として必要であり、５％以上の
適当な量存在すれば、安定な二相系を与えて高強度の目
的にもかなう。しかし、8.5％を超えて添加しても、効
果が飽和して意味がなくなる。コストの点からは、6.5
％までの添加に止めるのが得策である。 Ｃｒ：16.0〜20.0％ 高い耐食性を確保するうえで、１６％以上の添加が必要
である。一方、多量の存在は製造性にとってマイナスで
あり、鍛造や熱処理を困難にするから、２０％を上限と
する。製造性への影響はＭｏと共通であり、Ｍｏの添加
量を低目にしたときはＣｒが比較的多量に存在してもよ
く、Ｍｏが多いときはＣｒ量を抑えた方がよい。 Ｍｏ：6.0％超過〜10.0％ 耐食性とくに耐局部腐食性にとって不可欠の元素であ
り、6.0％を超える量を添加する。よく知られていると
おり、Ｍｏには固溶強化のはたらきもあり、強度の向上
にも寄与する。ただし、Ｃｒについて述べたように、多
量の添加は製造性を低くするから、10.0％の限界内で、
Ｃｒの添加量に配慮して適切な量を決定すべきである。 Ｎ：0.08〜0.15％ 耐食性と強度の確保に役立つから、0.08％以上存在させ
る。強力なオーステナイト形成元素としてＮｉに代るは
たらきをするが、多量に加えようとするとブローホール
の発生をみるなど製造上の問題が生じてくるから、0.15
％が実際上の限界になる。 γ相（オーステナイト）がα相（フェライト）基地中４
０〜６０％存在することは、安定な二相ステンレス鋼を
形成する上で必要である。 耐食性指数Ｃｒ＋3.3Ｍｏ＋１６Ｎが３７以上であると
の要件は、所期の耐食性を実現するのに欠かせない。
ように定めた理由は、つぎのとおりである。 Ｃ：0.05％以下 炭化物を形成して孔食の起点になるから、少ない方がよ
い。耐海水性が十分といえる材料は、後記の実施例で述
べる孔食電位８００ｍＶ以上の性能をもつ必要があり、
このために上記の限界を設けた。 Ｓｉ：0.2〜1.0％ 脱酸剤として0.2％以上は必要であるが、1.0％を超える
と鍛造性が低くなる。前記の海水ポンプ主軸をはじめと
して、この二相ステンレス鋼の用途には、鍛造をへて製
品にするものが多い。 Ｍｎ：0.2〜1.0％ 脱酸剤として役立つほか、靱性を改善するはたらきもあ
り、0.2％以上を添加する。しかし、不純物中のＳとＭ
ｎＳを形成しやすく、析出した介在物が炭化物と同様に
孔食の起点となるから、1.0％を上限とした。 Ｎｉ：5.0〜8.5％ オーステナイト生成元素として必要であり、５％以上の
適当な量存在すれば、安定な二相系を与えて高強度の目
的にもかなう。しかし、8.5％を超えて添加しても、効
果が飽和して意味がなくなる。コストの点からは、6.5
％までの添加に止めるのが得策である。 Ｃｒ：16.0〜20.0％ 高い耐食性を確保するうえで、１６％以上の添加が必要
である。一方、多量の存在は製造性にとってマイナスで
あり、鍛造や熱処理を困難にするから、２０％を上限と
する。製造性への影響はＭｏと共通であり、Ｍｏの添加
量を低目にしたときはＣｒが比較的多量に存在してもよ
く、Ｍｏが多いときはＣｒ量を抑えた方がよい。 Ｍｏ：6.0％超過〜10.0％ 耐食性とくに耐局部腐食性にとって不可欠の元素であ
り、6.0％を超える量を添加する。よく知られていると
おり、Ｍｏには固溶強化のはたらきもあり、強度の向上
にも寄与する。ただし、Ｃｒについて述べたように、多
量の添加は製造性を低くするから、10.0％の限界内で、
Ｃｒの添加量に配慮して適切な量を決定すべきである。 Ｎ：0.08〜0.15％ 耐食性と強度の確保に役立つから、0.08％以上存在させ
る。強力なオーステナイト形成元素としてＮｉに代るは
たらきをするが、多量に加えようとするとブローホール
の発生をみるなど製造上の問題が生じてくるから、0.15
％が実際上の限界になる。 γ相（オーステナイト）がα相（フェライト）基地中４
０〜６０％存在することは、安定な二相ステンレス鋼を
形成する上で必要である。 耐食性指数Ｃｒ＋3.3Ｍｏ＋１６Ｎが３７以上であると
の要件は、所期の耐食性を実現するのに欠かせない。
表に示す合金組成の鋼を真空誘導炉で溶製して５０kgの
インゴットにした。比較例ＣおよびＤは、従来から使用
されていたオーステナイト系ステンレス鋼ＳＵＳ３１６
およびＳＵＳ３１６Ｌであり、比較例ＡおよびＢは、他
の比較例である。 インゴットを鍛造して直径２０mmの丸棒にし、１１００
℃に加熱して１時間保持する溶体化処理を施したのち水
冷した。 各供試材について、つぎの試験を行なった。 硬さ…マイクロビッカース硬度測定器、 Ｐ＝１kg 引張試験…ＪＩＳ４号試験片 孔食電位…人工海水（ＡＳＴＭ−１４４１−５２に従っ
て調整）にＡｒガスを吹き込む脱気を１時間行ない、６
０℃に加温保持した中に試験片を浸し、対極との間に直
流電圧を印加して掃引速度２０ｍＶ／minでこれを変化
させ、１０μＡ／cm2以上の電流が流れたとき不働態被
覆が破れて孔食が開始したと判断し、このときの飽和カ
ロメル電極基準の電位をもって孔食電位Ｅｐとした。 以上の結果を表にあわせて示し、孔食電位を図にプロッ
トした。孔食電位として＞８００ｍＶの値を記した場合
は、これが酸素過電圧であることから、供試材の表面に
酸素ガスの発生をみるまで孔食が開始しなかったことを
意味する。
インゴットにした。比較例ＣおよびＤは、従来から使用
されていたオーステナイト系ステンレス鋼ＳＵＳ３１６
およびＳＵＳ３１６Ｌであり、比較例ＡおよびＢは、他
の比較例である。 インゴットを鍛造して直径２０mmの丸棒にし、１１００
℃に加熱して１時間保持する溶体化処理を施したのち水
冷した。 各供試材について、つぎの試験を行なった。 硬さ…マイクロビッカース硬度測定器、 Ｐ＝１kg 引張試験…ＪＩＳ４号試験片 孔食電位…人工海水（ＡＳＴＭ−１４４１−５２に従っ
て調整）にＡｒガスを吹き込む脱気を１時間行ない、６
０℃に加温保持した中に試験片を浸し、対極との間に直
流電圧を印加して掃引速度２０ｍＶ／minでこれを変化
させ、１０μＡ／cm2以上の電流が流れたとき不働態被
覆が破れて孔食が開始したと判断し、このときの飽和カ
ロメル電極基準の電位をもって孔食電位Ｅｐとした。 以上の結果を表にあわせて示し、孔食電位を図にプロッ
トした。孔食電位として＞８００ｍＶの値を記した場合
は、これが酸素過電圧であることから、供試材の表面に
酸素ガスの発生をみるまで孔食が開始しなかったことを
意味する。
本発明のオーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼
は、高い耐食性とくに耐海水性と高い強度とをあわせて
実現したものであって、在来のＳＵＳ３１６ステンレス
鋼などと比較するとき、その性能が格段の向上をみたこ
とがわかる。 合金組成としては、ある量のＭｏを使用するが、Ｎｉも
Ｃｒも含有量が低目であって、全体として製造性が低下
したりコストが高くなったりすることは避けられてい
る。 従って本発明の二相ステンレス鋼は、例に挙げた海水ポ
ンプの主軸をはじめとし、苛酷な環境で使用される機器
の材料として、その性能を発揮することができる。
は、高い耐食性とくに耐海水性と高い強度とをあわせて
実現したものであって、在来のＳＵＳ３１６ステンレス
鋼などと比較するとき、その性能が格段の向上をみたこ
とがわかる。 合金組成としては、ある量のＭｏを使用するが、Ｎｉも
Ｃｒも含有量が低目であって、全体として製造性が低下
したりコストが高くなったりすることは避けられてい
る。 従って本発明の二相ステンレス鋼は、例に挙げた海水ポ
ンプの主軸をはじめとし、苛酷な環境で使用される機器
の材料として、その性能を発揮することができる。
図面は、本発明の実施例において測定した各供試材の孔
食電位をプロットしたグラフである。
食電位をプロットしたグラフである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−179802（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−222050（ＪＰ，Ａ) 長谷川正義監修「ステンレス鋼便覧」 （昭55−12−25），日刊工業新聞社，Ｐ. 425
Claims (1)
- 【請求項１】Ｃ：0.05％以下、Ｓｉ：0.2〜1.0％、Ｍ
ｎ：0.2〜1.0％、Ｎｉ：5.0〜8.5％、Ｃｒ：16.0〜20.0
％、Ｍｏ：6.0％超過10.0％以下およびＮ：0.08〜0.15
％を含有し、残部が実質上Ｆｅからなる合金組成を有
し、γ相が４０〜６０％を占め、かつ Ｃｒ＋3.3Ｍｏ＋１６Ｎ で規定される耐食性指数が４０以上であることを特徴と
する、耐海水性にすぐれた高耐食性高強度オーステナイ
ト・フェライト二相ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63264036A JPH0613746B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 耐海水性にすぐれた高耐食性高強度オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63264036A JPH0613746B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 耐海水性にすぐれた高耐食性高強度オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02111845A JPH02111845A (ja) | 1990-04-24 |
| JPH0613746B2 true JPH0613746B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=17397658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63264036A Expired - Lifetime JPH0613746B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 耐海水性にすぐれた高耐食性高強度オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0613746B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5693028B2 (ja) * | 2010-03-17 | 2015-04-01 | 株式会社クボタ | 伝動軸連結部及び立形ポンプ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62179802A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 二相ステンレス厚鋼板の製造方法 |
| EP0233437B1 (de) * | 1986-02-21 | 1990-02-07 | MANNESMANN Aktiengesellschaft | Aus zwei Schichten bestehendes korrosionsbeständiges Rohr oder dergleichen Behälter |
-
1988
- 1988-10-21 JP JP63264036A patent/JPH0613746B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 長谷川正義監修「ステンレス鋼便覧」（昭５５−１２−２５），日刊工業新聞社，Ｐ．４２５ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02111845A (ja) | 1990-04-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |