JPH06336656A - 優れた耐高温塩害特性を有するオーステナイト系ステンレス鋼 - Google Patents
優れた耐高温塩害特性を有するオーステナイト系ステンレス鋼Info
- Publication number
- JPH06336656A JPH06336656A JP12744193A JP12744193A JPH06336656A JP H06336656 A JPH06336656 A JP H06336656A JP 12744193 A JP12744193 A JP 12744193A JP 12744193 A JP12744193 A JP 12744193A JP H06336656 A JPH06336656 A JP H06336656A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 優れた耐高温塩害特性を有するオーステナイ
ト系ステンレス鋼を提供する。 【構成】 オーステナイト系ステンレス鋼にＺｒを添加
する。
ト系ステンレス鋼を提供する。 【構成】 オーステナイト系ステンレス鋼にＺｒを添加
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】自動車の排気系に使用される材料
には、従来から耐高温腐食特性に優れていることが求め
られている。最近はそれに加えて路上に散布する融雪の
ための塩化物による高温塩害が生じることに対する対策
が求められている。本発明は優れた耐高温塩害特性を有
するオーステナイト系ステンレス鋼に関する。
には、従来から耐高温腐食特性に優れていることが求め
られている。最近はそれに加えて路上に散布する融雪の
ための塩化物による高温塩害が生じることに対する対策
が求められている。本発明は優れた耐高温塩害特性を有
するオーステナイト系ステンレス鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の排気系など大量生産による製造
される部品では、コストに対する要求は厳しい。耐高温
腐食性を有し、しかも低コストの金属材料としては、Ｃ
ｒとＮｉを含有するオーステナイト系ステンレス鋼が従
来よく用いられている。
される部品では、コストに対する要求は厳しい。耐高温
腐食性を有し、しかも低コストの金属材料としては、Ｃ
ｒとＮｉを含有するオーステナイト系ステンレス鋼が従
来よく用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、最近
の自動車の排気系材料においては、エンジンからの高温
の排気ガスにより加熱されるうえ、融雪のために路上に
散布される塩化物が外表面に付着した状態で使用され
る。そのため塩化物付着状態での高温腐食が問題とな
り、従来のオーステナイト系ステンレス鋼に比べ耐高温
塩害特性が優れた材料が求められるようになってきた。
の自動車の排気系材料においては、エンジンからの高温
の排気ガスにより加熱されるうえ、融雪のために路上に
散布される塩化物が外表面に付着した状態で使用され
る。そのため塩化物付着状態での高温腐食が問題とな
り、従来のオーステナイト系ステンレス鋼に比べ耐高温
塩害特性が優れた材料が求められるようになってきた。
【０００４】本発明は、低コストで耐高温塩害特性に優
れた材料を提供することを目的とする。
れた材料を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】高温塩害では、全面腐食
と粒界浸食の両方が進行する。高温で塩化物付着状態下
では、塩化物が金属表面の酸化被膜と反応するため耐酸
化性を維持するのに必要な安定な酸化皮膜が形成されな
いため金属の酸化が進行していく。また、塩素は粒界を
通して金属中に侵入し、粒界が浸食されていく。
と粒界浸食の両方が進行する。高温で塩化物付着状態下
では、塩化物が金属表面の酸化被膜と反応するため耐酸
化性を維持するのに必要な安定な酸化皮膜が形成されな
いため金属の酸化が進行していく。また、塩素は粒界を
通して金属中に侵入し、粒界が浸食されていく。
【０００６】本発明者らは、オーステナイト系ステンレ
ス鋼の高温塩害性におよぼす合金元素の影響を調査して
Ｚｒ添加が耐高温塩害性改善効果が大きいことを見出し
た。その理由はＺｒは粒界でのＣｒ炭化物の析出を阻止
するため、Ｃｒ炭化物と塩素との反応による粒界浸食を
防止できるためと思われる。図１は１４Ｃｒ−１０Ｎｉ
鋼においてＣ量を変化させたステンレス鋼で、飽和食塩
水浸漬後大気中で５５０℃または７５０℃加熱、の繰り
返し試験１０サイクル後の重量減を測定したもので、図
１に見られるようにＣ量の増加にともなって重量減が大
きくなることがわかる。これはＣ量の増加にともない粒
界浸食量が増大するためである。図３には１４Ｃｒ−１
０Ｎｉ鋼にＺｒを１％まで添加した鋼の飽和食塩水浸漬
−大気中で７５０℃加熱の繰り返し試験１０サイクル後
の重量減を示している。これを見ると、Ｃ量が同一の場
合、Ｚｒ添加により著しく重量減が小さくなっているこ
とがわかる。
ス鋼の高温塩害性におよぼす合金元素の影響を調査して
Ｚｒ添加が耐高温塩害性改善効果が大きいことを見出し
た。その理由はＺｒは粒界でのＣｒ炭化物の析出を阻止
するため、Ｃｒ炭化物と塩素との反応による粒界浸食を
防止できるためと思われる。図１は１４Ｃｒ−１０Ｎｉ
鋼においてＣ量を変化させたステンレス鋼で、飽和食塩
水浸漬後大気中で５５０℃または７５０℃加熱、の繰り
返し試験１０サイクル後の重量減を測定したもので、図
１に見られるようにＣ量の増加にともなって重量減が大
きくなることがわかる。これはＣ量の増加にともない粒
界浸食量が増大するためである。図３には１４Ｃｒ−１
０Ｎｉ鋼にＺｒを１％まで添加した鋼の飽和食塩水浸漬
−大気中で７５０℃加熱の繰り返し試験１０サイクル後
の重量減を示している。これを見ると、Ｃ量が同一の場
合、Ｚｒ添加により著しく重量減が小さくなっているこ
とがわかる。
【０００７】また、Ｃｒは耐酸化性、高温腐食に対して
は有効な元素であるが、塩化物存在下での高温腐食に対
しては悪影響をおよぼす。図２は飽和食塩水浸漬−大気
中で７５０℃加熱の繰り返し試験１０サイクル後の重量
減をＣｒ量を変化させた鋼について測定した結果であ
る。同図よりＣｒ量の増加とともに重量減が大きくなる
のがわかる。その原因は、Ｃｒ量の高い合金では生成す
る酸化スケールが剥離しやすいため、合金表面に塩分が
残存しやすくなり、その結果高温腐食が促進されること
による。そのため、高温塩害に対してはＣｒ量を減らす
必要があるが、Ｃｒ量を減少させると耐酸化性を確保で
きない。しかし、Ｚｒの添加はＣｒの共存下でも高温塩
害特性を向上させるとともに、耐酸化性の向上にも効果
を示すことが発見された。本発明は、この知見をもとに
なされたものである。
は有効な元素であるが、塩化物存在下での高温腐食に対
しては悪影響をおよぼす。図２は飽和食塩水浸漬−大気
中で７５０℃加熱の繰り返し試験１０サイクル後の重量
減をＣｒ量を変化させた鋼について測定した結果であ
る。同図よりＣｒ量の増加とともに重量減が大きくなる
のがわかる。その原因は、Ｃｒ量の高い合金では生成す
る酸化スケールが剥離しやすいため、合金表面に塩分が
残存しやすくなり、その結果高温腐食が促進されること
による。そのため、高温塩害に対してはＣｒ量を減らす
必要があるが、Ｃｒ量を減少させると耐酸化性を確保で
きない。しかし、Ｚｒの添加はＣｒの共存下でも高温塩
害特性を向上させるとともに、耐酸化性の向上にも効果
を示すことが発見された。本発明は、この知見をもとに
なされたものである。
【０００８】すなわち本発明のうち第１発明は、重量％
にて、Ｃ：０．１％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：
２．０％以下、Ｎｉ：１０．０〜２０．０％、Ｃｒ：１
０．０〜１７．０％、Ｚｒ：０．１５〜１．０％、Ｂ：
０．００１５〜０．００３％を含有し、残部がＦｅおよ
び製造上の不可避的混入不純物からなる優れた耐高温塩
害特性を有するオーステナイト系ステンレス鋼であり、
また第２発明は、第１発明においてさらにＣｕ：４．０
％以下を含有することをと特徴とする優れた耐高温塩害
特性を有するオーステナイト系ステンレス鋼であり、第
３発明は第１発明においてさらにＭｏ：４．０％以下、
Ｗ：４．０％以下のうち１種または２種を含有すること
を特徴とする優れた耐高温塩害特性を有するオーステナ
イト系ステンレス鋼であり、第４発明は第２発明におい
てさらにＭｏ：４．０％以下、Ｗ：４．０％以下のうち
１種または２種を含有することを特徴とする優れた耐高
温塩害特性を有するオーステナイト系ステンレス鋼であ
る。
にて、Ｃ：０．１％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：
２．０％以下、Ｎｉ：１０．０〜２０．０％、Ｃｒ：１
０．０〜１７．０％、Ｚｒ：０．１５〜１．０％、Ｂ：
０．００１５〜０．００３％を含有し、残部がＦｅおよ
び製造上の不可避的混入不純物からなる優れた耐高温塩
害特性を有するオーステナイト系ステンレス鋼であり、
また第２発明は、第１発明においてさらにＣｕ：４．０
％以下を含有することをと特徴とする優れた耐高温塩害
特性を有するオーステナイト系ステンレス鋼であり、第
３発明は第１発明においてさらにＭｏ：４．０％以下、
Ｗ：４．０％以下のうち１種または２種を含有すること
を特徴とする優れた耐高温塩害特性を有するオーステナ
イト系ステンレス鋼であり、第４発明は第２発明におい
てさらにＭｏ：４．０％以下、Ｗ：４．０％以下のうち
１種または２種を含有することを特徴とする優れた耐高
温塩害特性を有するオーステナイト系ステンレス鋼であ
る。
【０００９】
【作用】以下に本発明鋼の成分限定理由を述べる。 Ｃ：Ｃは高温強度を得るのに重要な元素であるが、多す
ぎると熱間加工、冷間加工が困難となるので０．１％を
上限とした。 Ｓｉ：Ｓｉは耐酸化性を維持するのに必要であるが、多
すぎると加工性を低下させるので１％を上限とする。 Ｍｎ：Ｍｎは高温塩害特性を低下させるので２％を上限
とする。 Ｎｉ：Ｎｉはオーステナイト組織を確保するために必要
な元素で１０％以上の添加とする。しかし、多量の添加
はコストの増大を招くので２０％を上限とする。 Ｃｒ：Ｃｒは耐高温酸化性を確保するのに必要な元素で
あるため１０％以上の添加とする。しかし、過剰の添加
は高温塩害性に悪影響をおよぼすのみならず、加工性低
下、コスト増大を招くため１７％を上限とする。 Ｂ：Ｂは粒界強化に有効な元素であり、高温での粒界破
壊を抑制し、クリープ特性を向上させるために０．００
１５％以上とする。しかし、過剰添加すると熱間加工、
冷間加工が困難となるため０．００３％を上限とする。 Ｚｒ：Ｚｒは耐高温塩害特性を確保するために必要な元
素であるため、０．１５％以上の添加を必要とする。し
かし、過剰の添加は鋼の破壊靱性を低下させるため、
１．０％を上限とする。 Ｃｕ：Ｃｕは耐食性を向上させるのに有効な元素である
ため、必要に応じて添加する。しかし、過剰の添加は熱
間加工性を著しく損ねるため４％を上限とする。 Ｍｏ、Ｗ：ＭｏおよびＷは耐高温塩害特性を向上させる
うえ、鋼の高温強度を向上させるのに効果があるため、
必要に応じて添加する。しかし、過剰添加するとオース
テナイト組織の安定性を損ねるため４％を上限とする。
ぎると熱間加工、冷間加工が困難となるので０．１％を
上限とした。 Ｓｉ：Ｓｉは耐酸化性を維持するのに必要であるが、多
すぎると加工性を低下させるので１％を上限とする。 Ｍｎ：Ｍｎは高温塩害特性を低下させるので２％を上限
とする。 Ｎｉ：Ｎｉはオーステナイト組織を確保するために必要
な元素で１０％以上の添加とする。しかし、多量の添加
はコストの増大を招くので２０％を上限とする。 Ｃｒ：Ｃｒは耐高温酸化性を確保するのに必要な元素で
あるため１０％以上の添加とする。しかし、過剰の添加
は高温塩害性に悪影響をおよぼすのみならず、加工性低
下、コスト増大を招くため１７％を上限とする。 Ｂ：Ｂは粒界強化に有効な元素であり、高温での粒界破
壊を抑制し、クリープ特性を向上させるために０．００
１５％以上とする。しかし、過剰添加すると熱間加工、
冷間加工が困難となるため０．００３％を上限とする。 Ｚｒ：Ｚｒは耐高温塩害特性を確保するために必要な元
素であるため、０．１５％以上の添加を必要とする。し
かし、過剰の添加は鋼の破壊靱性を低下させるため、
１．０％を上限とする。 Ｃｕ：Ｃｕは耐食性を向上させるのに有効な元素である
ため、必要に応じて添加する。しかし、過剰の添加は熱
間加工性を著しく損ねるため４％を上限とする。 Ｍｏ、Ｗ：ＭｏおよびＷは耐高温塩害特性を向上させる
うえ、鋼の高温強度を向上させるのに効果があるため、
必要に応じて添加する。しかし、過剰添加するとオース
テナイト組織の安定性を損ねるため４％を上限とする。
【００１０】
【実施例】表１、表２にそれぞれ組成を示す１０％Ｎｉ
鋼と１６％Ｎｉ鋼の供試鋼各５０ｋｇを真空溶解により
溶製し、熱間圧延および冷間圧延により厚さ２ｍｍの鋼
板とした後、溶体化処理を施し、しかる後に各鋼板より
厚さ２ｍｍ×幅２０ｍｍ×３０ｍｍの試験片を採取し
た。試験片を飽和食塩水５分浸漬−７５０℃大気中加熱
後２時間保持−５分空冷の繰り返しを行い１０サイクル
後の重量減を測定した。表１、表２より本発明鋼は高温
塩害特性に著しく優れていることがわかる。図３には１
４Ｃｒ−１０Ｎｉ鋼にＢ、Ｍｏ、Ｗをそれぞれ添加した
ときの８００℃でのクリープ特性を示す。同図よりＢ、
Ｍｏ、Ｗ添加によりクリープ特性が向上することがわか
る。
鋼と１６％Ｎｉ鋼の供試鋼各５０ｋｇを真空溶解により
溶製し、熱間圧延および冷間圧延により厚さ２ｍｍの鋼
板とした後、溶体化処理を施し、しかる後に各鋼板より
厚さ２ｍｍ×幅２０ｍｍ×３０ｍｍの試験片を採取し
た。試験片を飽和食塩水５分浸漬−７５０℃大気中加熱
後２時間保持−５分空冷の繰り返しを行い１０サイクル
後の重量減を測定した。表１、表２より本発明鋼は高温
塩害特性に著しく優れていることがわかる。図３には１
４Ｃｒ−１０Ｎｉ鋼にＢ、Ｍｏ、Ｗをそれぞれ添加した
ときの８００℃でのクリープ特性を示す。同図よりＢ、
Ｍｏ、Ｗ添加によりクリープ特性が向上することがわか
る。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】
【発明の効果】以上の結果から明らかなように、本発明
鋼は耐酸化性、高温強度を維持しつつ高温塩害特性に著
しく優れるため、自動車の排気系に融雪材が付着する場
合でも材料の初期特性を長期にわたって維持できるもの
である。
鋼は耐酸化性、高温強度を維持しつつ高温塩害特性に著
しく優れるため、自動車の排気系に融雪材が付着する場
合でも材料の初期特性を長期にわたって維持できるもの
である。
【図１】１４Ｃｒ−１０Ｎｉ−０．４Ｓｉー０．５Ｍｏ
−０．００２Ｂ鋼の高温塩害特性に及ぼすＣの影響を示
す特性図
−０．００２Ｂ鋼の高温塩害特性に及ぼすＣの影響を示
す特性図
【図２】１０Ｎｉ−０．４Ｓｉ−０．５ＭｎーＣｒ鋼に
おける高温塩害特性に及ぼすＣｒの影響を示す特性図
おける高温塩害特性に及ぼすＣｒの影響を示す特性図
【図３】１４Ｃｒ−１０Ｎｉ−０．４Ｓｉー０．５Ｍｎ
−ＢーＭｏーＷ鋼におけるクリープ特性に及ぼすＭｏ、
Ｗ、Ｂの効果を示す特性図
−ＢーＭｏーＷ鋼におけるクリープ特性に及ぼすＭｏ、
Ｗ、Ｂの効果を示す特性図
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％にて、Ｃ：０．１％以下、Ｓｉ：
１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｎｉ：１０．０〜
２０．０％、Ｃｒ：１０．０〜１７．０％、Ｚｒ：０．
１５〜１．０％、Ｂ：０．００１５〜０．００３％を含
有し、残部がＦｅおよび製造上の不可避的混入不純物か
らなる優れた耐高温塩害特性を有するオーステナイト系
ステンレス鋼 - 【請求項２】 重量％にて、Ｃ：０．１％以下、Ｓｉ：
１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｎｉ：１０．０〜
２０．０％、Ｃｒ：１０．０〜１７．０％、Ｚｒ：０．
１５〜１．０％、Ｂ：０．００１５〜０．００３％、Ｃ
ｕ：４．０％以下を含有し、残部がＦｅおよび製造上の
不可避的混入不純物からなる優れた耐高温塩害特性を有
するオーステナイト系ステンレス鋼 - 【請求項３】 重量％にて、Ｃ：０．１％以下、Ｓｉ：
１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｎｉ：１０．０〜
２０．０％、Ｃｒ：１０．０〜１７．０％、Ｚｒ：０．
１５〜１．０％、Ｂ：０．００１５〜０．００３％、Ｍ
ｏ：４．０％以下、Ｗ：４．０％以下のうち１種または
２種を含有し、残部がＦｅおよび製造上の不可避的混入
不純物からなる優れた耐高温塩害特性を有するオーステ
ナイト系ステンレス鋼 - 【請求項４】 重量％にて、Ｃ：０．１％以下、Ｓｉ：
１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｎｉ：１０．０〜
２０．０％、Ｃｒ：１０．０〜１７．０％、Ｚｒ：０．
１５〜１．０％、Ｂ：０．００１５〜０．００３％、Ｃ
ｕ：４．０％以下、さらにＭｏ：４．０％以下、Ｗ：
４．０％以下のうち１種または２種を含有し、残部がＦ
ｅおよび製造上の不可避的混入不純物からなる優れた耐
高温塩害特性を有するオーステナイト系ステンレス鋼
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12744193A JPH06336656A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 優れた耐高温塩害特性を有するオーステナイト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12744193A JPH06336656A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 優れた耐高温塩害特性を有するオーステナイト系ステンレス鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06336656A true JPH06336656A (ja) | 1994-12-06 |
Family
ID=14960025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12744193A Pending JPH06336656A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 優れた耐高温塩害特性を有するオーステナイト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06336656A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007224425A (ja) * | 2007-05-17 | 2007-09-06 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐高温塩害腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
-
1993
- 1993-05-28 JP JP12744193A patent/JPH06336656A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007224425A (ja) * | 2007-05-17 | 2007-09-06 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐高温塩害腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
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