JPH07113146A - 高耐食性オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 - Google Patents
高耐食性オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法Info
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- JPH07113146A JPH07113146A JP5280695A JP28069593A JPH07113146A JP H07113146 A JPH07113146 A JP H07113146A JP 5280695 A JP5280695 A JP 5280695A JP 28069593 A JP28069593 A JP 28069593A JP H07113146 A JPH07113146 A JP H07113146A
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- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高耐食性、即ち、耐粒界腐食性および耐粒界
応力腐食割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼
およびその製造方法を目的とする。 【構成】 Ｂを30ｗｔｐｐｍ以下を含有するオーステナ
イト系ステンレス鋼であって、そのオーステナイト粒径
をｄ（μｍ）とするとき、Ｂ（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μ
ｍ）≦700 であるオーステナイト系ステンレス鋼であ
る。その製造方法は、Ｂを30ｗｔｐｐｍ以下を含有する
オーステナイト系ステンレス鋼を用意し、目的とするオ
ーステナイト粒径をｄ（μｍ）とするとき、Ｂ（ｗｔｐ
ｐｍ）×ｄ（μｍ）を関数とする所定の温度以上の温度
に加熱し、固溶化処理を行なう。
応力腐食割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼
およびその製造方法を目的とする。 【構成】 Ｂを30ｗｔｐｐｍ以下を含有するオーステナ
イト系ステンレス鋼であって、そのオーステナイト粒径
をｄ（μｍ）とするとき、Ｂ（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μ
ｍ）≦700 であるオーステナイト系ステンレス鋼であ
る。その製造方法は、Ｂを30ｗｔｐｐｍ以下を含有する
オーステナイト系ステンレス鋼を用意し、目的とするオ
ーステナイト粒径をｄ（μｍ）とするとき、Ｂ（ｗｔｐ
ｐｍ）×ｄ（μｍ）を関数とする所定の温度以上の温度
に加熱し、固溶化処理を行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高耐食性、即ち耐粒界
腐食性および耐粒界応力腐食割れ性に優れたオーステナ
イト系ステンレス鋼およびその製造方法に関するもので
ある。
腐食性および耐粒界応力腐食割れ性に優れたオーステナ
イト系ステンレス鋼およびその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来から、Ｂの添加はオーステナイト系
ステンレス鋼の高温延性を向上させることが知られてい
る。たとえば、特開昭63-69947号公報では、6 〜25ｗｔ
ｐｐｍ（以下単にｐｐｍとする）のＢをオーステナイト
系ステンレス鋼に添加することによってクリープ破断延
性を改善する技術が提案されている（以下「従来技術
1」と呼ぶ）。さらには、２ｐｐｍ以上のＢの添加によ
ってオーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工性が改善
されることが「Ｉｒｏｎ Ａｇｅ」Ｖｏｌ．179 （195
7），Ｐ．95（以下「従来技術2 」と呼ぶ）に報告され
ている。
ステンレス鋼の高温延性を向上させることが知られてい
る。たとえば、特開昭63-69947号公報では、6 〜25ｗｔ
ｐｐｍ（以下単にｐｐｍとする）のＢをオーステナイト
系ステンレス鋼に添加することによってクリープ破断延
性を改善する技術が提案されている（以下「従来技術
1」と呼ぶ）。さらには、２ｐｐｍ以上のＢの添加によ
ってオーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工性が改善
されることが「Ｉｒｏｎ Ａｇｅ」Ｖｏｌ．179 （195
7），Ｐ．95（以下「従来技術2 」と呼ぶ）に報告され
ている。
【０００３】このように、Ｂは高温延性や熱間加工性の
向上に対して有効な元素である。ところで、通常のオー
ステナイト系ステンレス鋼の溶製時には合金鉄およびス
クラップ等の原料から、2 〜5 ｐｐｍ程度混入するのが
現状であり、予め設定したＢ含有量を製品に含有させる
ことが若干困難な状況である。
向上に対して有効な元素である。ところで、通常のオー
ステナイト系ステンレス鋼の溶製時には合金鉄およびス
クラップ等の原料から、2 〜5 ｐｐｍ程度混入するのが
現状であり、予め設定したＢ含有量を製品に含有させる
ことが若干困難な状況である。
【０００４】他方、Ｂの添加によりオーステナイト系ス
テンレス鋼の耐食性が劣化することが報告されている。
オーステナイト系ステンレス鋼にＢを約25ｐｐｍ添加す
ると、通常の固溶化処理温度においても粒界にＣｒ硼素
化物が析出して耐粒界腐食性が劣化することが、「Ｓｔ
ａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ '87」，Ｔｈｅ Ｉｎｓｔ
ｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｅｔａｌｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，（19
87），ｐ．234 に報告されている（以下「従来技術3 」
と呼ぶ）。
テンレス鋼の耐食性が劣化することが報告されている。
オーステナイト系ステンレス鋼にＢを約25ｐｐｍ添加す
ると、通常の固溶化処理温度においても粒界にＣｒ硼素
化物が析出して耐粒界腐食性が劣化することが、「Ｓｔ
ａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ '87」，Ｔｈｅ Ｉｎｓｔ
ｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｅｔａｌｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，（19
87），ｐ．234 に報告されている（以下「従来技術3 」
と呼ぶ）。
【０００５】この報告は、耐粒界腐食性を維持するため
にできるだけＢ含有量を低減することが提唱されてい
る。また、上記の「従来技術1 」においても、同様に、
粒界の耐食性劣化を抑えるために、Ｂ含有量を25ｐｐｍ
以下に抑える必要があることが明記されている。さら
に、「材料とプロセス」，鉄と鋼，Ｖｏｌ．6 （199
3），ｐ．732 では、高温高濃度硝酸中におけるオース
テナイト系ステンレス鋼の耐粒界腐食性を高水準に維持
するためには、Ｂ含有量を9 ｐｐｍ以下に低減する必要
があることが報告されている。（以下「従来技術4 」と
呼ぶ）。
にできるだけＢ含有量を低減することが提唱されてい
る。また、上記の「従来技術1 」においても、同様に、
粒界の耐食性劣化を抑えるために、Ｂ含有量を25ｐｐｍ
以下に抑える必要があることが明記されている。さら
に、「材料とプロセス」，鉄と鋼，Ｖｏｌ．6 （199
3），ｐ．732 では、高温高濃度硝酸中におけるオース
テナイト系ステンレス鋼の耐粒界腐食性を高水準に維持
するためには、Ｂ含有量を9 ｐｐｍ以下に低減する必要
があることが報告されている。（以下「従来技術4 」と
呼ぶ）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、Ｂは高
温延性や熱間加工性の向上に対して有効な元素であり、
また、通常のオーステナイト系ステンレス鋼の溶製時
に、合金鉄およびスクラップ等の原料から混入するもの
であるから、Ｂの含有量によらず、高耐食性が確保でき
る技術を確立することは重要である。
温延性や熱間加工性の向上に対して有効な元素であり、
また、通常のオーステナイト系ステンレス鋼の溶製時
に、合金鉄およびスクラップ等の原料から混入するもの
であるから、Ｂの含有量によらず、高耐食性が確保でき
る技術を確立することは重要である。
【０００７】これに対して、前記の「従来技術１」、
「従来技術3 」および「従来技術4 」は、高温延性や熱
間加工性の向上に対して有効な元素であるが、いずれも
高耐食性を得るためにＢ含有量に制限を加えるという内
容のものである。しかし、本発明者らの研究により、Ｂ
含有量に制限を加えただけでは、種々の製造条件におい
て十分な効果が得られないことが判明した。
「従来技術3 」および「従来技術4 」は、高温延性や熱
間加工性の向上に対して有効な元素であるが、いずれも
高耐食性を得るためにＢ含有量に制限を加えるという内
容のものである。しかし、本発明者らの研究により、Ｂ
含有量に制限を加えただけでは、種々の製造条件におい
て十分な効果が得られないことが判明した。
【０００８】たとえば、ステンレス鋼の肉厚部材の肉厚
中心部においては熱間加工中に結晶粒が粗大化すると、
不純物として混入し得る水準であるＢ含有量を５ｐｐｍ
以下に低減しても、十分な耐粒界腐食性および耐粒界応
力腐食割れ性を得ることができない場合がある。さら
に、この場合、固溶化熱処理条件によって、十分な耐食
性を得るためのＢの許容濃度は変化する。したがって、
Ｂ含有量と結晶粒径の粗大化の程度に合わせた固溶化熱
処理条件を選択する必要がある。
中心部においては熱間加工中に結晶粒が粗大化すると、
不純物として混入し得る水準であるＢ含有量を５ｐｐｍ
以下に低減しても、十分な耐粒界腐食性および耐粒界応
力腐食割れ性を得ることができない場合がある。さら
に、この場合、固溶化熱処理条件によって、十分な耐食
性を得るためのＢの許容濃度は変化する。したがって、
Ｂ含有量と結晶粒径の粗大化の程度に合わせた固溶化熱
処理条件を選択する必要がある。
【０００９】また、固溶化熱処理を省略して制御圧延等
によって結晶粒の微細化を図ると、制御圧延等によりオ
ーステナイト粒度が細粒化しているためＢ含有量の許容
限度を高めることができる。
によって結晶粒の微細化を図ると、制御圧延等によりオ
ーステナイト粒度が細粒化しているためＢ含有量の許容
限度を高めることができる。
【００１０】更に、熱間加工の仕上温度によっても、高
耐食性を得るためのＢの許容濃度は変化するので、細粒
化の程度と必要なＢ含有量に合わせて固溶化熱処理条件
を選定する必要がある。このように、高耐食性を得るた
めにはＢ含有量を規制するだけでは不十分であり、した
がって、Ｂ含有量、結晶粒径および固溶化熱処理温度ま
たは熱間加工の仕上温度のいずれについても制御し、高
耐食性を得る技術の必要性がある。
耐食性を得るためのＢの許容濃度は変化するので、細粒
化の程度と必要なＢ含有量に合わせて固溶化熱処理条件
を選定する必要がある。このように、高耐食性を得るた
めにはＢ含有量を規制するだけでは不十分であり、した
がって、Ｂ含有量、結晶粒径および固溶化熱処理温度ま
たは熱間加工の仕上温度のいずれについても制御し、高
耐食性を得る技術の必要性がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｂ含有量、結
晶粒径および最終の固溶化熱処理度又は加熱温度の関係
を限定することにより、例えば、オーステナイト系ステ
ンレス鋼材の厚肉部材の肉厚中心部のように結晶粒の粗
大化が生じる場合でも、耐粒界腐食性および耐粒界応力
腐食割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼を製
造でき、また、加工熱処理材のように結晶粒を微細化す
る場合については、Ｂの許容限度を的確に把握すれば、
低コストで耐粒界腐食性および耐粒界応力腐食割れ性に
優れたオーステナイト系ステンレス鋼を製造出来ること
を見いだしたもので、以下の通りである。
晶粒径および最終の固溶化熱処理度又は加熱温度の関係
を限定することにより、例えば、オーステナイト系ステ
ンレス鋼材の厚肉部材の肉厚中心部のように結晶粒の粗
大化が生じる場合でも、耐粒界腐食性および耐粒界応力
腐食割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼を製
造でき、また、加工熱処理材のように結晶粒を微細化す
る場合については、Ｂの許容限度を的確に把握すれば、
低コストで耐粒界腐食性および耐粒界応力腐食割れ性に
優れたオーステナイト系ステンレス鋼を製造出来ること
を見いだしたもので、以下の通りである。
【００１２】（１）請求項１の発明は下記の特徴を備え
た高耐食性オーステナイト系ステンレス鋼（成分組成は
ｗｔ％、または、ｗｔｐｐｍである）である。 （ａ）オーステナイト系ステンレス鋼であって、（ｂ）
そのＢ含有量が 30 ｗｔｐｐｍ以下であり、（ｃ）その
オーステナイト結晶粒径をｄ（μｍ）とするとき、Ｂ
（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μｍ）≦700 である。
た高耐食性オーステナイト系ステンレス鋼（成分組成は
ｗｔ％、または、ｗｔｐｐｍである）である。 （ａ）オーステナイト系ステンレス鋼であって、（ｂ）
そのＢ含有量が 30 ｗｔｐｐｍ以下であり、（ｃ）その
オーステナイト結晶粒径をｄ（μｍ）とするとき、Ｂ
（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μｍ）≦700 である。
【００１３】（２）請求項２の発明は下記の特徴を備え
たの高耐食性オーステナイト系ステンレス鋼（成分組成
はｗｔ％、または、ｗｔｐｐｍである）である。 （ａ）主成分として、Ｃｒ:15 ％以上、 Ｎｉ:3％以
上、Ｃ：0.15％以下、 Ｎ：0.15％以下、Ｂ： 30 ｗｔ
ｐｐｍ以下を含有するオーステナイト系ステンレス鋼で
あって、（ｂ）そのオーステナイト結晶粒度をｄ（μ
ｍ）とするとき、Ｂ（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μｍ）≦700
である。
たの高耐食性オーステナイト系ステンレス鋼（成分組成
はｗｔ％、または、ｗｔｐｐｍである）である。 （ａ）主成分として、Ｃｒ:15 ％以上、 Ｎｉ:3％以
上、Ｃ：0.15％以下、 Ｎ：0.15％以下、Ｂ： 30 ｗｔ
ｐｐｍ以下を含有するオーステナイト系ステンレス鋼で
あって、（ｂ）そのオーステナイト結晶粒度をｄ（μ
ｍ）とするとき、Ｂ（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μｍ）≦700
である。
【００１４】（３）請求項３の発明は下記の工程を備え
た高耐食性オーステナイト系ステンレス鋼（成分組成は
ｗｔ％、または、ｗｔｐｐｍである）の製造方法であ
る。 （ａ）Ｂ:30 ｗｔｐｐｍ以下を含有するオーステナイト
系ステンレス鋼を用意し、（ｂ）前記オーステナイト系
ステンレス鋼の目的とする固溶化処理後のオーステナイ
ト結晶粒度をｄ（μｍ）とするとき、下式により定めら
れる温度Ｔ0（℃）以上の温度Ｔに加熱し、固溶化処理
をおこなう。Ｔ0 （℃）≦1150℃の場合、 ２×Ｔ0 （℃）＝Ｂ（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μｍ）＋1600 Ｔ0 （℃）＞1150℃の場合、 53 ×Ｔ0 （℃）＝Ｂ（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μｍ）＋602
50
た高耐食性オーステナイト系ステンレス鋼（成分組成は
ｗｔ％、または、ｗｔｐｐｍである）の製造方法であ
る。 （ａ）Ｂ:30 ｗｔｐｐｍ以下を含有するオーステナイト
系ステンレス鋼を用意し、（ｂ）前記オーステナイト系
ステンレス鋼の目的とする固溶化処理後のオーステナイ
ト結晶粒度をｄ（μｍ）とするとき、下式により定めら
れる温度Ｔ0（℃）以上の温度Ｔに加熱し、固溶化処理
をおこなう。Ｔ0 （℃）≦1150℃の場合、 ２×Ｔ0 （℃）＝Ｂ（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μｍ）＋1600 Ｔ0 （℃）＞1150℃の場合、 53 ×Ｔ0 （℃）＝Ｂ（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μｍ）＋602
50
【００１５】（４）請求項４の発明は下記の工程を備え
た高耐食性オーステナイト系ステンレス鋼（成分組成は
ｗｔ％、または、ｗｔｐｐｍである）の製造方法であ
る。 （ａ）Ｂ:30 ｗｔｐｐｍ以下を含有するオーステナイト
系ステンレス鋼を用意し、（ｂ）前記オーステナイト系
ステンレス鋼の目的とする最終のオーステナイト結晶粒
度をｄ（μｍ）とするとき、下式により定められる温度
Ｔ0 （℃）以上の温度Ｔで熱間加工し、その後急冷す
る。Ｔ0 （℃）≦1150℃の場合、 ２×Ｔ0 （℃）＝Ｂ（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μｍ）＋1600 Ｔ0 （℃）＞1150℃の場合、 53 ×Ｔ0 （℃）＝Ｂ（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μｍ）＋602
50
た高耐食性オーステナイト系ステンレス鋼（成分組成は
ｗｔ％、または、ｗｔｐｐｍである）の製造方法であ
る。 （ａ）Ｂ:30 ｗｔｐｐｍ以下を含有するオーステナイト
系ステンレス鋼を用意し、（ｂ）前記オーステナイト系
ステンレス鋼の目的とする最終のオーステナイト結晶粒
度をｄ（μｍ）とするとき、下式により定められる温度
Ｔ0 （℃）以上の温度Ｔで熱間加工し、その後急冷す
る。Ｔ0 （℃）≦1150℃の場合、 ２×Ｔ0 （℃）＝Ｂ（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μｍ）＋1600 Ｔ0 （℃）＞1150℃の場合、 53 ×Ｔ0 （℃）＝Ｂ（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μｍ）＋602
50
【作用】本研究者らは、結晶粒径とＢ含有量のいずれも
が耐粒界腐食性に影響するものと考え、種々の結晶粒径
およびＢ含有量を持つオーステナイト系ステンレス鋼に
ついて、種々の熱処理条件で耐食性の変化を調べた。図
１は、本研究で得られた成果の一部を示したものであ
る。
が耐粒界腐食性に影響するものと考え、種々の結晶粒径
およびＢ含有量を持つオーステナイト系ステンレス鋼に
ついて、種々の熱処理条件で耐食性の変化を調べた。図
１は、本研究で得られた成果の一部を示したものであ
る。
【００１６】用いたのは2 〜12ｐｐｍのＢを含有するＳ
ＵＳ304 Ｌステンレス鋼で、950 〜1050℃で10分加熱
し、水冷して固溶化熱処理を施した後、電気化学的再活
性化法（ＪＩＳ Ｇ 0580による）を用いて粒界腐食感
受性を調べた。電気化学的再活性化法は、ステンレス鋼
の電位を活性態領域から不働態領域へ掃引して表面を不
働態化した後に、活性態電位領域に逆掃引して再活性化
し、この再活性化過程における最大再活性化電流密度と
往路の活性態での最大電流密度の比（再活性化率：Ｒｅ
ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ）を取って耐粒界腐
食性および耐粒界応力腐食割れ性を評価する方法であ
る。
ＵＳ304 Ｌステンレス鋼で、950 〜1050℃で10分加熱
し、水冷して固溶化熱処理を施した後、電気化学的再活
性化法（ＪＩＳ Ｇ 0580による）を用いて粒界腐食感
受性を調べた。電気化学的再活性化法は、ステンレス鋼
の電位を活性態領域から不働態領域へ掃引して表面を不
働態化した後に、活性態電位領域に逆掃引して再活性化
し、この再活性化過程における最大再活性化電流密度と
往路の活性態での最大電流密度の比（再活性化率：Ｒｅ
ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ）を取って耐粒界腐
食性および耐粒界応力腐食割れ性を評価する方法であ
る。
【００１７】オーステナイト粒界のＣｒ欠乏の程度が大
きく、そのため粒界腐食および応力腐食割れ感受性高い
ほど再活性化率は大きくなる。ここでは、結晶粒径が20
〜400 μｍの範囲で大きく異なる試料が含まれるため、
再活性化率を単位粒界長さ（ＬA ) 当たりに換算し、Ｂ
含有量（ｐｐｍ）と結晶粒径ｄ（μｍ）の積で整理し
た。
きく、そのため粒界腐食および応力腐食割れ感受性高い
ほど再活性化率は大きくなる。ここでは、結晶粒径が20
〜400 μｍの範囲で大きく異なる試料が含まれるため、
再活性化率を単位粒界長さ（ＬA ) 当たりに換算し、Ｂ
含有量（ｐｐｍ）と結晶粒径ｄ（μｍ）の積で整理し
た。
【００１８】単位粒界長さとは、試料の単位面積当たり
の粒界長さ（ＬA ) であり、線分法で求めた結晶粒径を
ｄとするとき、ＬA ＝π／２ｄである。Ｂ含有量および
結晶粒径によらず、この固溶化熱処理温度ではＢ（ｐｐ
ｍ）×ｄ（μｍ）≦700 とすることにより、再活性化率
は問題のない水準まで低下することが明らかである。
の粒界長さ（ＬA ) であり、線分法で求めた結晶粒径を
ｄとするとき、ＬA ＝π／２ｄである。Ｂ含有量および
結晶粒径によらず、この固溶化熱処理温度ではＢ（ｐｐ
ｍ）×ｄ（μｍ）≦700 とすることにより、再活性化率
は問題のない水準まで低下することが明らかである。
【００１９】図１のような関係が得られるのはオーステ
ナイト系ステンレス鋼の固溶化熱処理温度領域における
Ｂの拡散が速く、短時間で大半が粒界に偏析するため、
結晶粒径が粗大になるほど単位粒界面積当たりのＢ含有
量が増大し、Ｃｒ硼素化物の粒界析出が促進され、粒界
のＣｒ欠乏の程度が増大するためと推定されるからであ
る。
ナイト系ステンレス鋼の固溶化熱処理温度領域における
Ｂの拡散が速く、短時間で大半が粒界に偏析するため、
結晶粒径が粗大になるほど単位粒界面積当たりのＢ含有
量が増大し、Ｃｒ硼素化物の粒界析出が促進され、粒界
のＣｒ欠乏の程度が増大するためと推定されるからであ
る。
【００２０】また、固溶化熱処理温度の上昇に伴い結晶
粒内のＢの固溶度が増加するため、Ｃｒ硼素化物の粒界
析出は抑制されることも見いだした。本発明者らは、こ
のような知見に基づき、さらに種々の温度で固溶化熱処
理あるいは仕上げの熱間加工を施したオーステナイト系
ステンレス鋼についても同様な検討を行った結果、Ｂ含
有量、結晶粒径（ｄ）および最終固溶化熱処理温度また
は熱間加工の仕上温度Ｔの間に、一定の関係があれば高
耐食性、オーステナイト系ステンレス鋼が得られること
が明らかとなった。
粒内のＢの固溶度が増加するため、Ｃｒ硼素化物の粒界
析出は抑制されることも見いだした。本発明者らは、こ
のような知見に基づき、さらに種々の温度で固溶化熱処
理あるいは仕上げの熱間加工を施したオーステナイト系
ステンレス鋼についても同様な検討を行った結果、Ｂ含
有量、結晶粒径（ｄ）および最終固溶化熱処理温度また
は熱間加工の仕上温度Ｔの間に、一定の関係があれば高
耐食性、オーステナイト系ステンレス鋼が得られること
が明らかとなった。
【００２１】ここで、オーステナイト系ステンレス鋼
は、少なくともＪＩＳ．Ｇ．4304．の表1 に規定するＳ
ＵＳ201 ，202, 301 ，301 Ｌ，301 ＪＩ，302 ，302
Ｂ，304 ，304 Ｌ，304 Ｎ1 ，304 ＬＮ，304 Ｎ2, 304
ＬＮ，304 Ｊ1 ，304J2 ，305，309 Ｓ，310 Ｓ，316
，316 Ｌ，316 Ｎ，316 ＬＮ，316 Ｔｉ．316 Ｊ1 ，3
16 ＪＩＬ，317 ，317 Ｌ，317 ＬＮ，317 Ｊ1 ，317
Ｊ2 , 317 Ｊ3 Ｌ，317 Ｊ4 Ｌ，317 Ｊ5 Ｌ，321 ，34
7 ，ＸＭ15ＪＩは含まれる（請求項１）。
は、少なくともＪＩＳ．Ｇ．4304．の表1 に規定するＳ
ＵＳ201 ，202, 301 ，301 Ｌ，301 ＪＩ，302 ，302
Ｂ，304 ，304 Ｌ，304 Ｎ1 ，304 ＬＮ，304 Ｎ2, 304
ＬＮ，304 Ｊ1 ，304J2 ，305，309 Ｓ，310 Ｓ，316
，316 Ｌ，316 Ｎ，316 ＬＮ，316 Ｔｉ．316 Ｊ1 ，3
16 ＪＩＬ，317 ，317 Ｌ，317 ＬＮ，317 Ｊ1 ，317
Ｊ2 , 317 Ｊ3 Ｌ，317 Ｊ4 Ｌ，317 Ｊ5 Ｌ，321 ，34
7 ，ＸＭ15ＪＩは含まれる（請求項１）。
【００２２】Ｂ含有量については、下限は少ない方がよ
いが、現実には少なくとも1 〜2 ｗｔｐｐｍが鋼中に含
まれる。他方上限としては30ｐｐｍを超えると、10μｍ
以下の微細結晶粒を得ても十分な耐粒界腐食性および耐
粒界応力腐食割れ性を得ることが困難になるので、上限
を30ｐｐｍとする必要がある。
いが、現実には少なくとも1 〜2 ｗｔｐｐｍが鋼中に含
まれる。他方上限としては30ｐｐｍを超えると、10μｍ
以下の微細結晶粒を得ても十分な耐粒界腐食性および耐
粒界応力腐食割れ性を得ることが困難になるので、上限
を30ｐｐｍとする必要がある。
【００２３】Ｂ以外の元素を個別的に限定すると以下の
通りである。ＣおよびＮは、高強度を得るためには必要
であるが、いずれも0 ．15% を超えて含有させると、炭
化物の析出によって耐食性が劣化するので0 ．15% 以下
とした。
通りである。ＣおよびＮは、高強度を得るためには必要
であるが、いずれも0 ．15% を超えて含有させると、炭
化物の析出によって耐食性が劣化するので0 ．15% 以下
とした。
【００２４】Ｃｒは、耐食性を確保するためには最低15
% 必要であるが、30% を超えると、高価になるので、15
〜30% が望ましい。Ｎｉは、オーステナイト組織を得る
ためには最低３% は必要であるが、30% を超えると高価
になるため、３% 以上が望ましい。
% 必要であるが、30% を超えると、高価になるので、15
〜30% が望ましい。Ｎｉは、オーステナイト組織を得る
ためには最低３% は必要であるが、30% を超えると高価
になるため、３% 以上が望ましい。
【００２５】以上が、本発明に係る高耐食性オーステナ
イト系ステンレス鋼の主成分であるであるが、オーステ
ナイト系ステンレス鋼の本質を変えない範囲で、Ｍｏ，
Ｔｉ，Ｎｂ，Ｃｕを含有することができる。また、残部
は実質的にＦｅであり、Ｐ，Ｓ等の不可避的不純物を含
有してもよい（請求項２）。次に、本発明に係る高耐食
性オーステナイト系ステンレス鋼の製造方法を説明す
る。
イト系ステンレス鋼の主成分であるであるが、オーステ
ナイト系ステンレス鋼の本質を変えない範囲で、Ｍｏ，
Ｔｉ，Ｎｂ，Ｃｕを含有することができる。また、残部
は実質的にＦｅであり、Ｐ，Ｓ等の不可避的不純物を含
有してもよい（請求項２）。次に、本発明に係る高耐食
性オーステナイト系ステンレス鋼の製造方法を説明す
る。
【００２６】熱間加工材の場合には下記の製造態様があ
る。 （１）熱間圧延 → 急冷 → 固溶化処理（加熱＋急
冷） → 製品 （２）加工熱処理 → 急冷 → 製品 ここで加工熱処理とは、圧延や鍛造等の熱間加工工程に
おいて、適切な温度と加工条件を組み合わせて組織を制
御する方法であり、結晶粒の微細化に有効な加工方法で
ある。
る。 （１）熱間圧延 → 急冷 → 固溶化処理（加熱＋急
冷） → 製品 （２）加工熱処理 → 急冷 → 製品 ここで加工熱処理とは、圧延や鍛造等の熱間加工工程に
おいて、適切な温度と加工条件を組み合わせて組織を制
御する方法であり、結晶粒の微細化に有効な加工方法で
ある。
【００２７】冷間加工材の場合には下記の製造態様があ
る。 （１）上記による熱間圧延材 → 冷間圧延 → 固溶
化処理 → 製品 本発明の製造方法においては以下の点が重要である。上
記製造工程における最終の固溶化熱処理条件、又は加工
熱処理の場合には、加工熱処理の仕上温度を次のように
決定する。当該ステンレス鋼のＢ含有量は化学分析によ
り与えられ、またオーステナイト結晶粒度は顧客から、
あるいは製品の用途により定められる。
る。 （１）上記による熱間圧延材 → 冷間圧延 → 固溶
化処理 → 製品 本発明の製造方法においては以下の点が重要である。上
記製造工程における最終の固溶化熱処理条件、又は加工
熱処理の場合には、加工熱処理の仕上温度を次のように
決定する。当該ステンレス鋼のＢ含有量は化学分析によ
り与えられ、またオーステナイト結晶粒度は顧客から、
あるいは製品の用途により定められる。
【００２８】従って、固溶化熱処理温度、又は加工熱処
理の仕上温度を下式により定められた温度Ｔ0 より高い
温度Ｔで固溶化熱処理を行う。Ｔ≦1150℃の場合； 2 Ｔ0(℃）＝Ｂ（ｐｐｍ）×ｄ（μｍ）＋1600 Ｔ＞1150℃の場合； 53Ｔ0 （℃）＝Ｂ（ｐｐｍ）×ｄ（μｍ）＋60250
理の仕上温度を下式により定められた温度Ｔ0 より高い
温度Ｔで固溶化熱処理を行う。Ｔ≦1150℃の場合； 2 Ｔ0(℃）＝Ｂ（ｐｐｍ）×ｄ（μｍ）＋1600 Ｔ＞1150℃の場合； 53Ｔ0 （℃）＝Ｂ（ｐｐｍ）×ｄ（μｍ）＋60250
【００２９】このＴの上限は、例えば大気中では１２５
０℃であり、高温酸化による表面状態の劣化および結晶
粒の粗大化による強度低下を防止するためでる。このよ
うな温度Ｔに加熱し、固溶化熱処理を行うことにより、
高耐食性オーステナイト系ステンレス鋼が製造できる。
０℃であり、高温酸化による表面状態の劣化および結晶
粒の粗大化による強度低下を防止するためでる。このよ
うな温度Ｔに加熱し、固溶化熱処理を行うことにより、
高耐食性オーステナイト系ステンレス鋼が製造できる。
【００３０】
【実施例】表１に示すＮｏ．1 〜15の化学組成を有する
オーステナイト系ステンレス鋼を、真空高周波溶解炉で
各10Ｋｇ溶製した。Ｎｏ1 〜3 、5 〜7 、9 、10、13〜
15については、10ｍｍ厚まで熱間圧延後、表中に示すよ
うに、930 〜1220℃で10分加熱し、水冷の熱処理を施し
た。Ｎｏ．4 、8 、11、12については、表中に示すよう
に、熱間圧延の仕上温度を930 〜1030℃とし、熱間圧延
後、ミスト冷却を行った。
オーステナイト系ステンレス鋼を、真空高周波溶解炉で
各10Ｋｇ溶製した。Ｎｏ1 〜3 、5 〜7 、9 、10、13〜
15については、10ｍｍ厚まで熱間圧延後、表中に示すよ
うに、930 〜1220℃で10分加熱し、水冷の熱処理を施し
た。Ｎｏ．4 、8 、11、12については、表中に示すよう
に、熱間圧延の仕上温度を930 〜1030℃とし、熱間圧延
後、ミスト冷却を行った。
【００３１】Ｎｏ．1 〜9 は本発明鋼で、Ｎｏ．10〜15
は比較鋼である。これらの供試鋼について、電気化学的
再活性化法を用いて耐粒界腐食性および耐粒界応力腐食
割れ性を評価した。表１に、得られた再活性化率を試験
表面中の単位粒界面積当たりに換算した値を示す。
は比較鋼である。これらの供試鋼について、電気化学的
再活性化法を用いて耐粒界腐食性および耐粒界応力腐食
割れ性を評価した。表１に、得られた再活性化率を試験
表面中の単位粒界面積当たりに換算した値を示す。
【００３２】Ｎｏ．1 〜9 は本発明鋼は、Ｎｏ．10〜15
の比較鋼に比べ一桁近く低い再活性化率を示しており、
本開発鋼野耐粒界腐食性および耐粒界応力腐食割れ性が
優れていることが分かる。また、本開発鋼Ｎｏ．5 〜7
の結果に示されているように、Ｍｏを含有する場合につ
いても、同様な効果が得られることは明らかである。
の比較鋼に比べ一桁近く低い再活性化率を示しており、
本開発鋼野耐粒界腐食性および耐粒界応力腐食割れ性が
優れていることが分かる。また、本開発鋼Ｎｏ．5 〜7
の結果に示されているように、Ｍｏを含有する場合につ
いても、同様な効果が得られることは明らかである。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【発明の効果】本発明は、Ｂを含有するオーステナイト
系ステンレス鋼の耐食性劣化を、その製造過程によらず
本質的に防止する手段を提供するものである。たとえ
ば、高温延性を改善する目的等でＢを添加する必要があ
る場合においても、耐食性の劣化を招かないオーステナ
イト系ステンレス鋼を提供するもので、産業上、非常に
有用な発明である。
系ステンレス鋼の耐食性劣化を、その製造過程によらず
本質的に防止する手段を提供するものである。たとえ
ば、高温延性を改善する目的等でＢを添加する必要があ
る場合においても、耐食性の劣化を招かないオーステナ
イト系ステンレス鋼を提供するもので、産業上、非常に
有用な発明である。
【００３５】
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｂ含有量（ｗｔｐｐｍ）とオーステナイト結晶
粒径（ｄ，μｍ）との積と単位粒界長さ当たりの再活性
化率との関係を示す図である。
粒径（ｄ，μｍ）との積と単位粒界長さ当たりの再活性
化率との関係を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 下記の特徴を備えた高耐食性オーステナ
イト系ステンレス鋼（成分組成はｗｔ％、または、ｗｔ
ｐｐｍである）。 （ａ）オーステナイト系ステンレス鋼であって、（ｂ）
そのＢ含有量が 30 ｗｔｐｐｍ以下であり、（ｃ）その
オーステナイト結晶粒径をｄ（μｍ）とするとき、Ｂ
（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μｍ）≦700 である。 - 【請求項２】 下記の特徴を備えたの高耐食性オーステ
ナイト系ステンレス鋼（成分組成はｗｔ％、または、ｗ
ｔｐｐｍである）。 （ａ）主成分として、 Ｃｒ:15 ％以上、 Ｎｉ:3％以上、 Ｃ：0.15％以下、 Ｎ：0.15％以下、 Ｂ： 30 ｗｔｐｐｍ以下を含有するオーステナイト系ス
テンレス鋼であって、（ｂ）そのオーステナイト結晶粒
度をｄ（μｍ）とするとき、Ｂ（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μ
ｍ）≦700 である。 - 【請求項３】 下記の工程を備えた高耐食性オーステナ
イト系ステンレス鋼（成分組成はｗｔ％、または、ｗｔ
ｐｐｍである）の製造方法。 （ａ）Ｂ:30 ｗｔｐｐｍ以下を含有するオーステナイト
系ステンレス鋼を用意し、（ｂ）前記オーステナイト系
ステンレス鋼の目的とする固溶化処理後のオーステナイ
ト結晶粒度をｄ（μｍ）とするとき、下式により定めら
れる温度Ｔ0（℃）以上の温度Ｔに加熱し、固溶化処理
をおこなう。Ｔ0 （℃）≦1150℃の場合、 ２×Ｔ0 （℃）＝Ｂ（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μｍ）＋1600 Ｔ0 （℃）＞1150℃の場合、 53 ×Ｔ0 （℃）＝Ｂ（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μｍ）＋602
50 - 【請求項４】 下記の工程を備えた高耐食性オーステナ
イト系ステンレス鋼（成分組成はｗｔ％、または、ｗｔ
ｐｐｍである）の製造方法。 （ａ）Ｂ:30 ｗｔｐｐｍ以下を含有するオーステナイト
系ステンレス鋼を用意し、（ｂ）前記オーステナイト系
ステンレス鋼の目的とする最終のオーステナイト結晶粒
度をｄ（μｍ）とするとき、下式により定められる温度
Ｔ0 （℃）以上の温度Ｔで熱間加工し、その後急冷す
る。Ｔ0 （℃）≦1150℃の場合、 ２×Ｔ0 （℃）＝Ｂ（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μｍ）＋1600 Ｔ0 （℃）＞1150℃の場合、 53 ×Ｔ0 （℃）＝Ｂ（ｗｔｐｐｍ）×ｄ（μｍ）＋602
50
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5280695A JPH07113146A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 高耐食性オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5280695A JPH07113146A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 高耐食性オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07113146A true JPH07113146A (ja) | 1995-05-02 |
Family
ID=17628664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5280695A Pending JPH07113146A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 高耐食性オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07113146A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008136354A1 (ja) | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Japan Atomic Energy Agency | 耐粒界腐食性および耐応力腐食割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼およびオーステナイト系ステンレス鋼材の製造方法 |
| CN107130087A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-05 | 江苏金基特钢有限公司 | 一种弱化奥氏体不锈钢晶间脆化的热处理工艺 |
| CN113881830A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-01-04 | 太原理工大学 | 一种提升超级奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀性能的方法 |
-
1993
- 1993-10-15 JP JP5280695A patent/JPH07113146A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008136354A1 (ja) | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Japan Atomic Energy Agency | 耐粒界腐食性および耐応力腐食割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼およびオーステナイト系ステンレス鋼材の製造方法 |
| CN107130087A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-05 | 江苏金基特钢有限公司 | 一种弱化奥氏体不锈钢晶间脆化的热处理工艺 |
| CN113881830A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-01-04 | 太原理工大学 | 一种提升超级奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀性能的方法 |
| CN113881830B (zh) * | 2021-09-29 | 2022-11-18 | 太原理工大学 | 一种提升超级奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀性能的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040209 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040224 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040423 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040525 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040928 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |