JPH07252631A - 不動態膜形成用オーステナイト系ステンレス鋼および不動態膜形成方法 - Google Patents
不動態膜形成用オーステナイト系ステンレス鋼および不動態膜形成方法Info
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- JPH07252631A JPH07252631A JP4613394A JP4613394A JPH07252631A JP H07252631 A JPH07252631 A JP H07252631A JP 4613394 A JP4613394 A JP 4613394A JP 4613394 A JP4613394 A JP 4613394A JP H07252631 A JPH07252631 A JP H07252631A
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/10—Oxidising
- C23C8/16—Oxidising using oxygen-containing compounds, e.g. water, carbon dioxide
- C23C8/18—Oxidising of ferrous surfaces
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鉄分を含まない酸化クロムを主成分とする酸
化不動態膜を１．５ｎｍ以上確実に形成できる不動態膜
形成用オーステナイト系ステンレス鋼および不動態膜形
成法を提供することを目的とする。 【構成】 最表面における回折Ｘ線の回折角２θの４２
度から４４度未満の範囲にて検出される最大ピークの強
度値（Ｉ1）と４４度から４６度未満の範囲にて検出さ
れる最大ピークの強度値（Ｉ2）との強度比（Ｉ2／
Ｉ1）が、４／１００以上であることを特徴とする。こ
の鋼を不活性ガス中においてべーキングを行いステンレ
ス鋼の表面から水分を除去し、次いで、不活性ガスと、
５００ｐｐｂ〜２％のＨ2Ｏガスとの混合ガス雰囲気中
において、３００℃〜６００℃の温度で熱処理を行うこ
とにより実質的に鉄分を含まない酸化クロムを主成分と
する酸化不動態膜を最表面から少なくとも１．５ｎｍ以
上形成することを特徴とする。
化不動態膜を１．５ｎｍ以上確実に形成できる不動態膜
形成用オーステナイト系ステンレス鋼および不動態膜形
成法を提供することを目的とする。 【構成】 最表面における回折Ｘ線の回折角２θの４２
度から４４度未満の範囲にて検出される最大ピークの強
度値（Ｉ1）と４４度から４６度未満の範囲にて検出さ
れる最大ピークの強度値（Ｉ2）との強度比（Ｉ2／
Ｉ1）が、４／１００以上であることを特徴とする。こ
の鋼を不活性ガス中においてべーキングを行いステンレ
ス鋼の表面から水分を除去し、次いで、不活性ガスと、
５００ｐｐｂ〜２％のＨ2Ｏガスとの混合ガス雰囲気中
において、３００℃〜６００℃の温度で熱処理を行うこ
とにより実質的に鉄分を含まない酸化クロムを主成分と
する酸化不動態膜を最表面から少なくとも１．５ｎｍ以
上形成することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、不動態膜形成用オース
テナイト系ステンレス鋼および不動態膜形成方法に係
る。
テナイト系ステンレス鋼および不動態膜形成方法に係
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、電解研磨（ＥＰ）したステンレス
鋼表面に酸化クロムを主成分とする酸化不動態膜の形成
法としてステンレス鋼を直接、酸素ガスと反応させたの
ち、水素ガスによる酸化鉄の還元及び還元後のアルゴン
等の不活性ガスによる熱処理によって、酸化クロムを主
成分とする不動態膜の形成法がある。
鋼表面に酸化クロムを主成分とする酸化不動態膜の形成
法としてステンレス鋼を直接、酸素ガスと反応させたの
ち、水素ガスによる酸化鉄の還元及び還元後のアルゴン
等の不活性ガスによる熱処理によって、酸化クロムを主
成分とする不動態膜の形成法がある。
【０００３】しかしこの方法では最表面から鉄分を含む
酸化クロム不動態膜を厚く形成することができないとい
う問題がある。ステンレス鋼に確実に鉄分を含まないク
ロム酸化物を主成分とする酸化不動態膜を最表面から
１．５ｎｍ以上形成することが求められている。
酸化クロム不動態膜を厚く形成することができないとい
う問題がある。ステンレス鋼に確実に鉄分を含まないク
ロム酸化物を主成分とする酸化不動態膜を最表面から
１．５ｎｍ以上形成することが求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、鉄分を含ま
ない酸化クロムを主成分とする酸化不動態膜を１．５ｎ
ｍ以上確実に形成できる不動態膜形成用オーステナイト
系ステンレス鋼および不動態膜形成法を提供することを
目的とする。
ない酸化クロムを主成分とする酸化不動態膜を１．５ｎ
ｍ以上確実に形成できる不動態膜形成用オーステナイト
系ステンレス鋼および不動態膜形成法を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の不動態膜形成用オーステナイト系ステンレス鋼は、最
表面における回折Ｘ線の回折角２θの４２度から４４度
未満の範囲にて検出される最大ピークの強度値（Ｉ1）
と４４度から４６度未満の範囲にて検出される最大ピー
クの強度値（Ｉ2）との強度比（Ｉ2／Ｉ1）が、４／１
００以上であることを特徴とする。
の不動態膜形成用オーステナイト系ステンレス鋼は、最
表面における回折Ｘ線の回折角２θの４２度から４４度
未満の範囲にて検出される最大ピークの強度値（Ｉ1）
と４４度から４６度未満の範囲にて検出される最大ピー
クの強度値（Ｉ2）との強度比（Ｉ2／Ｉ1）が、４／１
００以上であることを特徴とする。
【０００６】また、オーステナイト系ステンレス鋼への
酸化不動態膜の形成方法は、最表面における回折Ｘ線の
回折角２θの４２度から４４度未満の範囲にて検出され
る最大ピークの強度値（Ｉ1）と４４度から４６度未満
の範囲にて検出される最大ピークの強度値（Ｉ2）との
強度比（Ｉ2／Ｉ1）が、４／１００以上である不動態膜
形成用オーステナイト系ステンレス鋼を不活性ガス中に
おいてべーキングを行うことによりステンレス鋼の表面
から水分を除去し、次いで、不活性ガスと、５００ｐｐ
ｂ〜２％のＨ2Ｏガスとの混合ガス雰囲気中において、
３００℃〜６００℃の温度で熱処理を行うことにより実
質的に鉄分を含まない酸化クロムを主成分とする酸化不
動態膜を最表面から少なくとも１．５ｎｍ以上形成する
ことを特徴とする。
酸化不動態膜の形成方法は、最表面における回折Ｘ線の
回折角２θの４２度から４４度未満の範囲にて検出され
る最大ピークの強度値（Ｉ1）と４４度から４６度未満
の範囲にて検出される最大ピークの強度値（Ｉ2）との
強度比（Ｉ2／Ｉ1）が、４／１００以上である不動態膜
形成用オーステナイト系ステンレス鋼を不活性ガス中に
おいてべーキングを行うことによりステンレス鋼の表面
から水分を除去し、次いで、不活性ガスと、５００ｐｐ
ｂ〜２％のＨ2Ｏガスとの混合ガス雰囲気中において、
３００℃〜６００℃の温度で熱処理を行うことにより実
質的に鉄分を含まない酸化クロムを主成分とする酸化不
動態膜を最表面から少なくとも１．５ｎｍ以上形成する
ことを特徴とする。
【０００７】
【作用】以下の本発明の作用を説明する。
【０００８】最表面における回折Ｘ線の回折角２θの４
２度から４４度未満の範囲にて検出される最大ピークの
強度値（Ｉ1）と４４度から４６度未満の範囲にて検出
される最大ピークの強度値（Ｉ2）ととの強度比（Ｉ2／
Ｉ1）が、少なくとも４／１００以上であるオーステナ
イト系ステンレス鋼に酸化不動態処理することで、確実
に膜厚１．５ｎｍ以上の鉄分を含まない酸化クロム不動
態膜をオーステナイト系ステンレス鋼の最表面に形成で
きることがわかった。
２度から４４度未満の範囲にて検出される最大ピークの
強度値（Ｉ1）と４４度から４６度未満の範囲にて検出
される最大ピークの強度値（Ｉ2）ととの強度比（Ｉ2／
Ｉ1）が、少なくとも４／１００以上であるオーステナ
イト系ステンレス鋼に酸化不動態処理することで、確実
に膜厚１．５ｎｍ以上の鉄分を含まない酸化クロム不動
態膜をオーステナイト系ステンレス鋼の最表面に形成で
きることがわかった。
【０００９】さらに１０／１００以上であれば酸化クロ
ム不動態膜の成長がより一層促進されるのでより好まし
い。
ム不動態膜の成長がより一層促進されるのでより好まし
い。
【００１０】しかし強度比４／１００未満では、鉄分を
含む酸化膜が形成されてしまうか、あるいは鉄分を含ま
ない酸化クロム不動態膜が、最表面から１．５ｎｍに満
たない程度の膜厚しか形成できないことが多発すること
がわかった。
含む酸化膜が形成されてしまうか、あるいは鉄分を含ま
ない酸化クロム不動態膜が、最表面から１．５ｎｍに満
たない程度の膜厚しか形成できないことが多発すること
がわかった。
【００１１】回折Ｘ線の回折角２θの４２度から４４度
未満の範囲にて検出されるピークは、ステンレス鋼の最
表面の結晶構造が、面心立方体であることを示す。また
４４度から４６度未満の範囲にて検出されるピークは体
心立方体であることを示す。面心立方体構造と体心立方
体構造とで、クロム原子の拡散速度を比較すると、体心
立方体構造のほうが１００倍以上速い。よって体心立方
体の割合が、一定量より大きくなるとオーステナイト系
ステンレス鋼でも、酸化不動態処理により鉄分を含まな
い酸化クロム不動態膜を最表面から１．５ｎｍ以上も形
成できるのではないかと考えられる。
未満の範囲にて検出されるピークは、ステンレス鋼の最
表面の結晶構造が、面心立方体であることを示す。また
４４度から４６度未満の範囲にて検出されるピークは体
心立方体であることを示す。面心立方体構造と体心立方
体構造とで、クロム原子の拡散速度を比較すると、体心
立方体構造のほうが１００倍以上速い。よって体心立方
体の割合が、一定量より大きくなるとオーステナイト系
ステンレス鋼でも、酸化不動態処理により鉄分を含まな
い酸化クロム不動態膜を最表面から１．５ｎｍ以上も形
成できるのではないかと考えられる。
【００１２】また、最表面における回折Ｘ線の回折角２
θの４２度から４４度未満の範囲にて検出される最大ピ
ークの強度値と４４度から４６度未満の範囲にて検出さ
れる最大ピークの強度値との強度比が、同じオーステナ
イト系ステンレス鋼でも異なるのは以下の理由が考えら
れる。
θの４２度から４４度未満の範囲にて検出される最大ピ
ークの強度値と４４度から４６度未満の範囲にて検出さ
れる最大ピークの強度値との強度比が、同じオーステナ
イト系ステンレス鋼でも異なるのは以下の理由が考えら
れる。
【００１３】オーステナイト系ステンレス鋼では、表面
に加わる応力や熱処理により、面心立方体構造から体心
立方体構造へ変態する。例えば、研磨によって応力のか
かり具合が異なると、加工変態の度合に差が生じ、ひい
ては強度比に差が生じると考えられる。
に加わる応力や熱処理により、面心立方体構造から体心
立方体構造へ変態する。例えば、研磨によって応力のか
かり具合が異なると、加工変態の度合に差が生じ、ひい
ては強度比に差が生じると考えられる。
【００１４】最表面のＸ線回折を可能にしたのは、試料
に対するＸ線入射角を０．５度以下の低入射角にするこ
とで、母材まで到達するＸ線を極力カットし、最表面層
からの回折Ｘ線を高感度で分析できたためである。
に対するＸ線入射角を０．５度以下の低入射角にするこ
とで、母材まで到達するＸ線を極力カットし、最表面層
からの回折Ｘ線を高感度で分析できたためである。
【００１５】酸化不動態膜の形成は、不活性ガス中にお
いてべ一キングを行うことによりステンレス鋼の表面か
ら水分を除去し、次いで、水素ガス又は水素と不活性ガ
スの混合ガスと酸素又は水分を１％以下含有する不活性
ガスを混合し、このガス雰囲気中において３００℃から
６００℃の温度で熱処理を行うことにより行う。
いてべ一キングを行うことによりステンレス鋼の表面か
ら水分を除去し、次いで、水素ガス又は水素と不活性ガ
スの混合ガスと酸素又は水分を１％以下含有する不活性
ガスを混合し、このガス雰囲気中において３００℃から
６００℃の温度で熱処理を行うことにより行う。
【００１６】この方法は、酸素または水分濃度の極めて
少ないガス雰囲気で熱酸化することで、ステンレスの母
材から析出してきた酸素親和力の大きいクロム原子を選
択的に酸化することで酸化クロム不動態膜を成長させ
る。酸化温度は、３００℃未満ではクロム原子の拡散速
度は著しく低下し酸化不動態膜を形成しない。逆に６０
０℃以上ではクロム原子の拡散速度が大きくなりすぎて
ポーラスな酸化膜が成長し、不動態膜としては機能しな
い。
少ないガス雰囲気で熱酸化することで、ステンレスの母
材から析出してきた酸素親和力の大きいクロム原子を選
択的に酸化することで酸化クロム不動態膜を成長させ
る。酸化温度は、３００℃未満ではクロム原子の拡散速
度は著しく低下し酸化不動態膜を形成しない。逆に６０
０℃以上ではクロム原子の拡散速度が大きくなりすぎて
ポーラスな酸化膜が成長し、不動態膜としては機能しな
い。
【００１７】なお、不活性ガスと５００ｐｐｂ〜２％の
Ｈ2Ｏガスとの混合ガス雰囲気とするためには、一般的
には、不活性ガスと５００ｐｐｂ〜２％のＨ2Ｏガスと
を予 め混合した状態で、不動態膜を形成するステンレ
ス鋼表面に供給するが、不活性ガスと２５０ｐｐｂ〜１
％の酸素ガスと５００ｐｐｂ〜２％の水素ガスとの混合
ガスを、不動態膜を形成するステンレス鋼表面に供給し
てもよい。後者の場合、ステンレス鋼中のＮｉが触媒と
なり水素ラジカルを発生するとともにこの水素ラジカル
が酸素と反応してＨ2Ｏガスが生成し、所望の弱酸化性
雰囲気が得られることになる。
Ｈ2Ｏガスとの混合ガス雰囲気とするためには、一般的
には、不活性ガスと５００ｐｐｂ〜２％のＨ2Ｏガスと
を予 め混合した状態で、不動態膜を形成するステンレ
ス鋼表面に供給するが、不活性ガスと２５０ｐｐｂ〜１
％の酸素ガスと５００ｐｐｂ〜２％の水素ガスとの混合
ガスを、不動態膜を形成するステンレス鋼表面に供給し
てもよい。後者の場合、ステンレス鋼中のＮｉが触媒と
なり水素ラジカルを発生するとともにこの水素ラジカル
が酸素と反応してＨ2Ｏガスが生成し、所望の弱酸化性
雰囲気が得られることになる。
【００１８】上記雰囲気ガス中に水素を１０％以下添加
することが好ましい。水素ガス添加の効果は前述した通
りである。すなわち、鉄酸化物を還元する作用を担って
いる。特に、ラジカル化した水素はその作用が顕著であ
る。
することが好ましい。水素ガス添加の効果は前述した通
りである。すなわち、鉄酸化物を還元する作用を担って
いる。特に、ラジカル化した水素はその作用が顕著であ
る。
【００１９】ただ、１０％を超えると、不動態膜の緻密
さが減少し始めるため１０％以下が好ましい。また、
０．１ｐｐｍ以上が好ましい。０．１ｐｐｍ未満では上
記作用を十分発揮し得ないことがある。
さが減少し始めるため１０％以下が好ましい。また、
０．１ｐｐｍ以上が好ましい。０．１ｐｐｍ未満では上
記作用を十分発揮し得ないことがある。
【００２０】本発明では、オーステナイト系ステンレス
鋼を対象とする。具体的には、Ｆｅをべースとし例え
ば、Ｃｒ：１７．０〜２４．０％（重量％：以下同
じ）、Ｎｉ：１２．０〜１７．０％、Ｍｏ：０．０５〜
３．５％、Ａｌ≦０．０２０％、Ｍｎ≦０．８０％、Ｐ
≦０．０３０％、Ｓｉ≦０．５０％、Ｓ≦０．００２０
％、Ｃ≦０．０２０％を組成とする鋼種が好適に用いら
れる。
鋼を対象とする。具体的には、Ｆｅをべースとし例え
ば、Ｃｒ：１７．０〜２４．０％（重量％：以下同
じ）、Ｎｉ：１２．０〜１７．０％、Ｍｏ：０．０５〜
３．５％、Ａｌ≦０．０２０％、Ｍｎ≦０．８０％、Ｐ
≦０．０３０％、Ｓｉ≦０．５０％、Ｓ≦０．００２０
％、Ｃ≦０．０２０％を組成とする鋼種が好適に用いら
れる。
【００２１】
【実施例】以下に実施例を示して本発明を詳しく説明す
る。
る。
【００２２】Ｘ線回折の方法を示す原理図を図ｌに示
す。
す。
【００２３】まず試料の最表面からの回折強度を増すた
めに、Ｘ線の入射角（α）を０．５度で固定した。Ｘ線
源のターゲット金属にはＣｕを用いた。またＸ線の発生
のための出力は、電圧４０ｋＶ、電流１００ｍＡとし
た。
めに、Ｘ線の入射角（α）を０．５度で固定した。Ｘ線
源のターゲット金属にはＣｕを用いた。またＸ線の発生
のための出力は、電圧４０ｋＶ、電流１００ｍＡとし
た。
【００２４】試料からの回折Ｘ線は、受光ソーラスリッ
トを通って、回折Ｘ線モノクロメータによって回折さ
れ、検出器のシンチレーション管によって計数される。
受光ソーラスリットは、回折Ｘ線の検出角度分解能を上
げるために用いた。モノクロメータにより、試料からの
散乱Ｘ線、および白色Ｘ線を除去し、Ｓ／Ｎ比のよい回
折Ｘ線を得るようにした。
トを通って、回折Ｘ線モノクロメータによって回折さ
れ、検出器のシンチレーション管によって計数される。
受光ソーラスリットは、回折Ｘ線の検出角度分解能を上
げるために用いた。モノクロメータにより、試料からの
散乱Ｘ線、および白色Ｘ線を除去し、Ｓ／Ｎ比のよい回
折Ｘ線を得るようにした。
【００２５】測定は、ディフラクトメータにより回折Ｘ
線を検出する２θ側を動かし、２θの値とその位置にお
けるＸ線強度を検出した。２θ側の走査速度２．５度／
ｍｉｎで、サンプリングは０．０２度／回でステップス
キャンするように設定した。
線を検出する２θ側を動かし、２θの値とその位置にお
けるＸ線強度を検出した。２θ側の走査速度２．５度／
ｍｉｎで、サンプリングは０．０２度／回でステップス
キャンするように設定した。
【００２６】各種スリットのサイズを次に示す。
【００２７】入射スリット：０．２ｍｍ巾制限受光スリ
ット：５ｍｍ 入射高さ制限スリット：８ｍｍ
ット：５ｍｍ 入射高さ制限スリット：８ｍｍ
【００２８】以上の回折Ｘ線の測定法は、０．５度と極
めて低角でＸ線を試料に入射することで試料の最表面か
らの回折Ｘ線強度を増す一方、受光ソーラスリット、モ
ノクロメータ、シンチレーション計数管を用いたことで
高検出感度を得ることができた。
めて低角でＸ線を試料に入射することで試料の最表面か
らの回折Ｘ線強度を増す一方、受光ソーラスリット、モ
ノクロメータ、シンチレーション計数管を用いたことで
高検出感度を得ることができた。
【００２９】試料のステンレス鋼は、ＳＵＳ３１６Ｌを
基本とし、Ｍｎ：０．６６％、Ｐ：０．０２５％、Ｓ：
０．００ｌ％としたオーステナイト系ステンレス鋼を用
いた。これを、電解研磨（ＥＰ）、砥粒なしの電解
複合研磨（ＥＣＢ）、ＳｉＣ系砥粒＃１５００の電解
複合研磨、ＳｉＣ系砥粒＃２５００の電解複合研磨の
４種類の研磨処理した。これらの表面として、０．７μ
ｍＲmax以下の表面粗度が得られた。なお、〜の試
料はそれぞれ１０個ずつ用意した。
基本とし、Ｍｎ：０．６６％、Ｐ：０．０２５％、Ｓ：
０．００ｌ％としたオーステナイト系ステンレス鋼を用
いた。これを、電解研磨（ＥＰ）、砥粒なしの電解
複合研磨（ＥＣＢ）、ＳｉＣ系砥粒＃１５００の電解
複合研磨、ＳｉＣ系砥粒＃２５００の電解複合研磨の
４種類の研磨処理した。これらの表面として、０．７μ
ｍＲmax以下の表面粗度が得られた。なお、〜の試
料はそれぞれ１０個ずつ用意した。
【００３０】研磨処理下後のこれらの各試料をＸ線回折
装置にて分析した。その結果、表面の違いにより回折Ｘ
線の回折角２θの４２度から４４度未満の範囲にて検出
される最大ピークの強度値と４４度から４６度未満の範
囲にて検出される最大ピークの強度値との強度比が異な
ることがわかった。
装置にて分析した。その結果、表面の違いにより回折Ｘ
線の回折角２θの４２度から４４度未満の範囲にて検出
される最大ピークの強度値と４４度から４６度未満の範
囲にて検出される最大ピークの強度値との強度比が異な
ることがわかった。
【００３１】次に、酸化不動態処理後、不動態膜をＸＰ
Ｓ分析した。不動態酸化膜中の鉄分の検出量はＸＰＳ計
測によった。
Ｓ分析した。不動態酸化膜中の鉄分の検出量はＸＰＳ計
測によった。
【００３２】上記酸化不動態処理は次の条件にて行っ
た。
た。
【００３３】炉内にステンレス鋼を装入し、不純物濃度
が１ｐｐｂ以下のＡｒガスを炉内に流しながら５００℃
で２時間ベーキングを行い表面から付着水分を除去し
た。
が１ｐｐｂ以下のＡｒガスを炉内に流しながら５００℃
で２時間ベーキングを行い表面から付着水分を除去し
た。
【００３４】上記べーキング終了後、アルゴンガスをべ
ースに水素１０％、酸素１００ｐｐｍとなるように水素
および酸素を添加した混合ガス中で、５００℃、１時間
熱処理した。
ースに水素１０％、酸素１００ｐｐｍとなるように水素
および酸素を添加した混合ガス中で、５００℃、１時間
熱処理した。
【００３５】上記Ｘ線回折の結果及びＸＰＳ解析の結果
を図２〜図５に示す。
を図２〜図５に示す。
【００３６】試料 図２ａに示すように、２θの４３．５度に最大ピーク、
強度２５１０ｃｐｓが検出されたが、４４度から４６度
未満の範囲でピークはなかった。よって強度比は０／１
００である。すなわち、４／１００未満の比較例であ
る。
強度２５１０ｃｐｓが検出されたが、４４度から４６度
未満の範囲でピークはなかった。よって強度比は０／１
００である。すなわち、４／１００未満の比較例であ
る。
【００３７】ＸＰＳ解析の結果、試料１０個中８個が図
２ｂのグラフの傾向を示した。
２ｂのグラフの傾向を示した。
【００３８】図２ｂに示すように、最表面からすでに鉄
分を１０％以上含む酸化膜を形成してまっていることが
わかる。なおスパッタによるエッチング速度は７ｎｍ／
ｍｉｎである。なお、後の実験例におけるエッチング速
度も同じである。
分を１０％以上含む酸化膜を形成してまっていることが
わかる。なおスパッタによるエッチング速度は７ｎｍ／
ｍｉｎである。なお、後の実験例におけるエッチング速
度も同じである。
【００３９】試料 図３ａに示すように、２θの４３．６度に最大ピーク、
強度７３２０ｃｐｓが検出され、４４度から４６度未満
の範囲での最大ピークの強度は、４４．２度に２７０ｃ
ｐｓ検出されたが、強度比は４／１００未満であり、比
較例である。
強度７３２０ｃｐｓが検出され、４４度から４６度未満
の範囲での最大ピークの強度は、４４．２度に２７０ｃ
ｐｓ検出されたが、強度比は４／１００未満であり、比
較例である。
【００４０】ＸＰＳ解析の結果、試料１０個中８個が図
３ｂのグラフの傾向を示した。
３ｂのグラフの傾向を示した。
【００４１】図３ｂに示すように、膜厚１．４ｎｍの鉄
分を含まない酸化クロムを主成分とする酸化クロム不動
態膜が最表面から形成されていることがわかる。すなわ
ち、本例においては、鉄分を含まない酸化クロムを主成
分とする酸化クロム不動態膜が１．５ｎｍ以上では形成
されていない。
分を含まない酸化クロムを主成分とする酸化クロム不動
態膜が最表面から形成されていることがわかる。すなわ
ち、本例においては、鉄分を含まない酸化クロムを主成
分とする酸化クロム不動態膜が１．５ｎｍ以上では形成
されていない。
【００４２】試料 図４ａに示すように、２θの４３．６度に最大ピーク、
強度４２５０ｃｐｓが検出され、４４度から４６度未満
の範囲での最大ピークの強度は４４．５度（面間隔２．
０４Ａ）に５３０ｃｐｓ検出された。よって強度比は１
２／１００であり、本発明の実施例である。
強度４２５０ｃｐｓが検出され、４４度から４６度未満
の範囲での最大ピークの強度は４４．５度（面間隔２．
０４Ａ）に５３０ｃｐｓ検出された。よって強度比は１
２／１００であり、本発明の実施例である。
【００４３】ＸＰＳ解析の結果、試料１０個中８個が図
４ｂのグラフの傾向を示した。
４ｂのグラフの傾向を示した。
【００４４】図４ｂに示すように、最表面から２０ｎｍ
以上の鉄分を含まない酸化クロムを主成分とする酸化不
動態膜が形成できた。
以上の鉄分を含まない酸化クロムを主成分とする酸化不
動態膜が形成できた。
【００４５】試料 図５ａに示すように、２θの４３．６度に最大ピークの
強度４３８０ｃｐｓが検出され、４４度から４６度未満
の範囲での最大ピークの強度は４４．５度の位置に１２
８０ｃｐｓ検出された。よって強度比は２９／１００で
ある本発明の実施例である。
強度４３８０ｃｐｓが検出され、４４度から４６度未満
の範囲での最大ピークの強度は４４．５度の位置に１２
８０ｃｐｓ検出された。よって強度比は２９／１００で
ある本発明の実施例である。
【００４６】ＸＰＳ解析の結果、試料１０個中１０個が
図５ｂのグラフの傾向を示した。
図５ｂのグラフの傾向を示した。
【００４７】図５ｂに示すように、最表面から２０ｎｍ
以上の鉄分を含まない酸化クロムを主成分とする酸化不
動態膜が形成されている。
以上の鉄分を含まない酸化クロムを主成分とする酸化不
動態膜が形成されている。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、最表面における回折Ｘ
線の回折角２θの４２度から４４度未満の範囲にて検出
される最大ピークの強度値と４４度から４６度未満の範
囲にて検出される最大ピークの強度値との強度比が、少
なくとも４／１００以上であることを特徴とするオース
テナイト系ステンレス鋼を酸化不動態処理すれば、確実
にオーステナイト系ステンレス鋼の最表面に１．５ｎｍ
以上の鉄分を含まない酸化クロム不動態膜を形成でき
る。
線の回折角２θの４２度から４４度未満の範囲にて検出
される最大ピークの強度値と４４度から４６度未満の範
囲にて検出される最大ピークの強度値との強度比が、少
なくとも４／１００以上であることを特徴とするオース
テナイト系ステンレス鋼を酸化不動態処理すれば、確実
にオーステナイト系ステンレス鋼の最表面に１．５ｎｍ
以上の鉄分を含まない酸化クロム不動態膜を形成でき
る。
【００４９】また強度比が１０／１００以上であれば、
より確実にかつ膜厚からみてより優れた酸化クロム不動
態膜を形成できる。
より確実にかつ膜厚からみてより優れた酸化クロム不動
態膜を形成できる。
【００５０】なお、本発明のオーステナイト系ステンレ
ス鋼は、例えば、配管、プロセス装置、接ガス部品（例
えば、弁のダイヤフラム）、接流体部品等の構成材料に
好適に用いられる。
ス鋼は、例えば、配管、プロセス装置、接ガス部品（例
えば、弁のダイヤフラム）、接流体部品等の構成材料に
好適に用いられる。
【００５１】ここで、プロセス装置とは、半導体製造装
置、超電導薄膜製造装置、磁性薄膜製造装置、金属薄膜
製造装置、誘電体薄膜製造装置等であり、例えばスパッ
タ、真空蒸着，ＣＶＤ、ＰＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ、ＭＢ
Ｅ、ドライエッチング、イオン注入、拡散・酸化炉等の
成膜装置及び処理装置、また、例えばオージェ電子分
光、ＸＰＳ、ＳＩＭＳ、ＲＨＥＥＤ，ＴＲＸＲＦ等の評
価装置である。また、超純水製造供給装置及びその供給
配管系も本発明のプロセス装置に含まれる。
置、超電導薄膜製造装置、磁性薄膜製造装置、金属薄膜
製造装置、誘電体薄膜製造装置等であり、例えばスパッ
タ、真空蒸着，ＣＶＤ、ＰＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ、ＭＢ
Ｅ、ドライエッチング、イオン注入、拡散・酸化炉等の
成膜装置及び処理装置、また、例えばオージェ電子分
光、ＸＰＳ、ＳＩＭＳ、ＲＨＥＥＤ，ＴＲＸＲＦ等の評
価装置である。また、超純水製造供給装置及びその供給
配管系も本発明のプロセス装置に含まれる。
【００５２】また、接流体部品としては、例えば、バル
ブ、マスフローコントローラ、継ぎ手、フィルター、レ
ギュレータ等を構成する本体あるいは構成部品があげら
れる。
ブ、マスフローコントローラ、継ぎ手、フィルター、レ
ギュレータ等を構成する本体あるいは構成部品があげら
れる。
【図１】Ｘ線回折方法を示す原理図である。
【図２】図２ａは、実験例１において電解研磨したオー
ステナイト系ステンレス最表面の回折Ｘ線めグラフであ
る。図２ｂは実験例１において電解研磨したオーステナ
イト系ステンレスに形成した酸化不動態膜のＸＰＳ解析
図である。
ステナイト系ステンレス最表面の回折Ｘ線めグラフであ
る。図２ｂは実験例１において電解研磨したオーステナ
イト系ステンレスに形成した酸化不動態膜のＸＰＳ解析
図である。
【図３】図３ａは、実験例２において砥粒なしで電解複
合研磨したオーステナイト系ステンレス最表面の回折Ｘ
線のグラフである。図３ｂは実験例２において砥粒なし
で電解複合研磨したオーステナィト系ステンレスに形成
した酸化不動態膜のＸＰＳ解析図である。
合研磨したオーステナイト系ステンレス最表面の回折Ｘ
線のグラフである。図３ｂは実験例２において砥粒なし
で電解複合研磨したオーステナィト系ステンレスに形成
した酸化不動態膜のＸＰＳ解析図である。
【図４】図４ａは実験例３において＃１５００砥粒で電
解複合研磨したオーステナイト系ステンレス最表面の回
折Ｘ線のグラフである。図４ｂは実験例３において＃ｌ
５００砥粒で電解複合研磨したオーステナイト系ステン
レスに形成した酸化不動態膜のＸＰＳ解析図である。
解複合研磨したオーステナイト系ステンレス最表面の回
折Ｘ線のグラフである。図４ｂは実験例３において＃ｌ
５００砥粒で電解複合研磨したオーステナイト系ステン
レスに形成した酸化不動態膜のＸＰＳ解析図である。
【図５】図５ａは実験例４において＃２５００砥粒で電
解複合研磨したオーステナイト系ステンレス最表面の回
折Ｘ線のグラフである。図４ｂ実験例４において＃２５
００砥粒で電解複合研磨したオーステナイト系ステンレ
スに形成した酸化不動態膜のＸＰＳ解析図である。
解複合研磨したオーステナイト系ステンレス最表面の回
折Ｘ線のグラフである。図４ｂ実験例４において＃２５
００砥粒で電解複合研磨したオーステナイト系ステンレ
スに形成した酸化不動態膜のＸＰＳ解析図である。
【手続補正書】
【提出日】平成６年４月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｘ線回折方法を示す原理図である。
【図２】図２ａは実験例１において電解研磨したオース
テナイト系ステンレス最表面の回折Ｘ線のグラフであ
る。図２ｂは実験例１において電解研磨したオーステナ
イト系ステンレスに形成した酸化不動態膜のＸＰＳ解析
図である。
テナイト系ステンレス最表面の回折Ｘ線のグラフであ
る。図２ｂは実験例１において電解研磨したオーステナ
イト系ステンレスに形成した酸化不動態膜のＸＰＳ解析
図である。
【図３】図３ａは実験例２において砥粒なしで電解複合
研磨したオーステナイト系ステンレス最表面の回折Ｘ線
のグラフである。図３ｂは実験例２において砥粒なしで
電解複合研磨したオーステナイト系ステンレスに形成し
た酸化不動態膜のＸＰＳ解析図である。
研磨したオーステナイト系ステンレス最表面の回折Ｘ線
のグラフである。図３ｂは実験例２において砥粒なしで
電解複合研磨したオーステナイト系ステンレスに形成し
た酸化不動態膜のＸＰＳ解析図である。
【図４】図４ａは実験例３において＃１５００砥粒で電
解複合研磨したオーステナイト系ステンレス最表面の回
折Ｘ線のグラフである。図４ｂは実験例３において＃１
５００砥粒で電解複合研磨したオーステナイト系ステン
レスに形成した酸化不動態膜のＸＰＳ解析図である。
解複合研磨したオーステナイト系ステンレス最表面の回
折Ｘ線のグラフである。図４ｂは実験例３において＃１
５００砥粒で電解複合研磨したオーステナイト系ステン
レスに形成した酸化不動態膜のＸＰＳ解析図である。
【図５】図５ａは実験例４において＃２５００砥粒で電
解複合研磨したオーステナイト系ステンレス最表面の回
折Ｘ線のグラフである。図５ｂは実験例４において＃２
５００砥粒で電解複合研磨したオーステナイト系ステン
レスに形成した酸化不動態膜のＸＰＳ解析図である。
解複合研磨したオーステナイト系ステンレス最表面の回
折Ｘ線のグラフである。図５ｂは実験例４において＃２
５００砥粒で電解複合研磨したオーステナイト系ステン
レスに形成した酸化不動態膜のＸＰＳ解析図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
Claims (4)
- 【請求項１】 最表面における回折Ｘ線の回折角２θの
４２度から４４度未満の範囲にて検出される最大ピーク
の強度値（Ｉ1）と４４度から４６度未満の範囲にて検
出される最大ピークの強度値（Ｉ2）との強度比（Ｉ2／
Ｉ1）が、４／１００以上であることを特徴とする不動
態膜形成用オーステナイト系ステンレス鋼。 - 【請求項２】 前記、強度比（Ｉ2／Ｉ1）が１０／１０
０以上であることを特徴とする請求項１に記載の不動態
膜形成用オーステナイト系ステンレス鋼。 - 【請求項３】 最表面における回折Ｘ線の回折角２θの
４２度から４４度未満の範囲にて検出される最大ピーク
の強度値（Ｉ1）と４４度から４６度未満の範囲にて検
出される最大ピークの強度値（Ｉ2）との強度比（Ｉ2／
Ｉ1）が、４／１００以上である不動態膜形成用オース
テナイト系ステンレス鋼を不活性ガス中においてべーキ
ングを行うことによりステンレス鋼の表面から水分を除
去し、次いで、不活性ガスと、５００ｐｐｂ〜２％のＨ
2Ｏガスとの混合ガス雰囲気中において、３００℃〜６
００℃の温度で熱処理を行うことにより実質的に鉄分を
含まない酸化クロムを主成分とする酸化不動態膜を最表
面から少なくとも１．５ｎｍ以上形成することを特徴と
するオーステナイト系ステンレス鋼への酸化不動態膜の
形成方法。 - 【請求項４】 前記混合ガス中にさらに水素ガスを１０
％以下添加したことを特徴とする請求項３記載のオース
テナイト系ステンレス鋼への酸化不動態膜の形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4613394A JPH07252631A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 不動態膜形成用オーステナイト系ステンレス鋼および不動態膜形成方法 |
| PCT/JP1995/000451 WO1995025184A1 (fr) | 1994-03-16 | 1995-03-16 | Acier austenitique inoxydable destine a la formation d'une couche de passivation et son procede d'obtention |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4613394A JPH07252631A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 不動態膜形成用オーステナイト系ステンレス鋼および不動態膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07252631A true JPH07252631A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=12738490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4613394A Pending JPH07252631A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 不動態膜形成用オーステナイト系ステンレス鋼および不動態膜形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07252631A (ja) |
| WO (1) | WO1995025184A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001032100A (ja) * | 1999-04-06 | 2001-02-06 | Crucible Materials Corp | 不動態処理表面層を有するオーステナイト系ステンレス鋼製物品 |
| US6220500B1 (en) | 1997-08-08 | 2001-04-24 | Tadahiro Ohmi | Welding method for fluorine-passivated member for welding, fluorine-passivation method after being weld, and welded parts |
| JPWO2023106384A1 (ja) * | 2021-12-10 | 2023-06-15 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2517727B2 (ja) * | 1987-07-25 | 1996-07-24 | 忠弘 大見 | 半導体製造装置用ステンレス鋼部材の製造方法 |
| JPH0559524A (ja) * | 1990-08-31 | 1993-03-09 | Nkk Corp | 超高真空機器用ステンレス鋼部材およびその製造法 |
| JP2541011B2 (ja) * | 1990-11-16 | 1996-10-09 | 住友金属工業株式会社 | 高純度ガス用ステンレス鋼材及びその製造方法 |
| JP3379071B2 (ja) * | 1991-11-20 | 2003-02-17 | 忠弘 大見 | 酸化クロムを主成分とする酸化不動態膜の形成方法及びステンレス鋼 |
| JP2737551B2 (ja) * | 1992-07-14 | 1998-04-08 | 住友金属工業株式会社 | 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 |
-
1994
- 1994-03-16 JP JP4613394A patent/JPH07252631A/ja active Pending
-
1995
- 1995-03-16 WO PCT/JP1995/000451 patent/WO1995025184A1/ja active Application Filing
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6220500B1 (en) | 1997-08-08 | 2001-04-24 | Tadahiro Ohmi | Welding method for fluorine-passivated member for welding, fluorine-passivation method after being weld, and welded parts |
| US6818320B2 (en) | 1997-08-08 | 2004-11-16 | Tadahiro Ohmi | Welding method for welded members subjected to fluoride passivation treatment, fluoride passivation retreatment method, and welded parts |
| US6962283B2 (en) | 1997-08-08 | 2005-11-08 | Tadahiro Ohmi | Welding method for fluorine-passivated member for welding, fluorine-passivated method after being weld, and welded parts priority data |
| JP2001032100A (ja) * | 1999-04-06 | 2001-02-06 | Crucible Materials Corp | 不動態処理表面層を有するオーステナイト系ステンレス鋼製物品 |
| JPWO2023106384A1 (ja) * | 2021-12-10 | 2023-06-15 | ||
| WO2023106384A1 (ja) * | 2021-12-10 | 2023-06-15 | 大日本印刷株式会社 | ベーパーチャンバ用金属板、ベーパーチャンバ用金属条、ベーパーチャンバおよび電子機器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1995025184A1 (fr) | 1995-09-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040107 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |