JPH07278760A - 建材用フェライト系ステンレス鋼 - Google Patents
建材用フェライト系ステンレス鋼Info
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- JPH07278760A JPH07278760A JP7619694A JP7619694A JPH07278760A JP H07278760 A JPH07278760 A JP H07278760A JP 7619694 A JP7619694 A JP 7619694A JP 7619694 A JP7619694 A JP 7619694A JP H07278760 A JPH07278760 A JP H07278760A
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Abstract
(伸び特性)に優れる建材用フェライト系ステンレス鋼
を提供する。 【構成】 重量%で、C:0.005〜0.020%、
Si:0.1〜1.0%、Mn:0.1〜1.0%、
S:0.001〜0.010%、Cr:21.5〜3
1.0%、Mo:0.3〜4.0%、N:0.005〜
0.020%、Ti:0.10〜0.20%、Nb:
0.15〜0.25%を含み、残部がFeおよび不可避
的不純物からなり、(1)式のPIの値が28以上、か
つ(2)式のHIが31以下で更に、必要に応じてCe
を0.005〜0.050%含有する建材用フェライト
系ステンレス鋼。 PI=Cr+1.7Mo …………………………
……(1) HI=Cr+2.4Mo …………………………
……(2)
Description
銹性に優れかつ延性(伸び特性)に優れる建材用フェラ
イト系ステンレス鋼に関するものである。
鋼は安価であること、塩化物環境において応力腐食割れ
に免疫であることから、化学プラントや建築内外装品に
いたって幅広く使用されている。また、フェライト系ス
テンレス鋼の特徴としてオーステナイト系ステンレス鋼
に比べて熱膨張率が小さい利点がある。
テンレス鋼としては、SUS304やSUS316のオ
ーステナイト系ステンレス鋼が使用されてきたが、ウォ
ータフロントの開発の活発化に伴い耐銹性が必ずしも十
分でなく、長尺の屋根では熱膨張・収縮による疲労の問
題から耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼が望ま
れている。また、施工性から金切りハサミによって切断
し易いこと、すなわち軟質であること、更に曲げ加工な
どの面から冷間加工性が良いことが要望されている。
させる方法には、CrおよびMo量の増加が有効である
が、これらの成分濃度を高めると硬くなり、また、伸び
が低下することが知られている。また、溶接部の耐食性
を向上させるにはCとNの低減やTiやNb等のC,N
の安定化元素を添加することが有効であることが知られ
ている 母材部と共に溶接部の耐食性が優れたTiやNbを添加
したフェライト系ステンレス鋼については、特公昭55
−21102号公報、特公昭62−19972号公報、
特公昭62−22210号公報、特公昭59−5222
6号公報および特公平1−159319に開示されてい
る。該ステンレス鋼は化学工業機器や海水を使用する熱
交換器などの用途に開発されたものであり、また、前記
特公昭55−21102号公報を除く前記公報に示され
た方法ではフェライト系ステンレス鋼の特徴である耐応
力腐食割れ性を阻害するCuあるいはNiが添加されて
いること、本発明者らの研究によるとこれら元素は耐銹
性の向上効果が余り見られないこと、そして特公昭55
−21102号公報に示された方法は耐銹性の不足やT
iおよびNbが多量に添加され、高価であるとともに建
材用、特に屋根材としての必要特性である軟質と冷間加
工性を考慮されたものではなく、冷間加工性と共に耐銹
性を満足するには不十分であるという問題があった。
用ステンレス鋼としてフェライト系ステンレス鋼の特徴
である低熱膨張、耐応力腐食割れ性などを損なうことな
く、建材に要求される特性の冷間加工性を確保するとと
もに、臨海地区、特に屋根軒裏部などでの腐食性の高い
環境における母材部と溶接部の耐銹性を改善するもので
ある。
ト系ステンレス鋼の成分について鋭意研究を行った結果
なし得たものであり、その要旨とするところは、重量%
にて、C :0.005〜0.020%、 Si:0.
1〜1.0%、Mn:0.1〜1.0%、 S
:0.001〜0.010%、Cr:21.5〜3
1.0%、 Mo:0.3〜4.0%、N :0.
005〜0.020%、 Ti:0.10〜0.20
%、Nb:0.15〜0.25%を含み、残部がFeお
よび不可避的不純物からなり(1)式の耐孔食性指数P
I値が28以上および(2)式の軟質性指数HI値が3
1以下である場合に、軟質でかつ母材部と溶接部の耐銹
性に優れる建材用フェライト系ステンレス鋼である。本
発明は上記成分に更にCeを0.005〜0.050%
含有させることにより延性の向上を図ることができる。 PI=Cr+1.7Mo ………………………………(1) HI=Cr+2.4Mo ………………………………(2)
に優れ、かつ、延性を兼ね備えた建材用フェライト系ス
テンレス鋼について鋭意研究した結果、以下の知見を得
た。耐銹性について研究した結果、臨界地区における軒
裏部では屋根上面などの雨水が当たる部位に比し海塩粒
子の飛来により塩素イオンが濃縮し易いことを定量的に
把握した。図1は沖縄の海岸から50m離れた場所で1
年間の屋外暴露試験した材料の発銹状況を示すものであ
る。暴露試験は#500エメリー研磨した材料を屋根構
造を模擬した暴露試験台に設置した。発銹状況は前記の
PI値(Cr+1.7Mo)によって整理でき、PI値
の増加とともに耐銹性は向上し、発銹なしの評点1を得
るにはPI値が28以上であった。
よる孔食電位試験における孔食電位との関係を示す図で
ある。上記暴露試験で発銹を生じないPI値が28以上
を確保するには、孔食電子Vc′100 が1000mV(vs
SCE)を超え孔食を生じない電位であることが必要で
ある。
の材料を金切りハサミにより切断した時の切断の難易性
により評価した。図3に、ビッカース硬さと切断性の関
係を示すように、比較的切断し易いと評価されたビッカ
ース硬さは200以下であった。図4に、ビッカース硬
さと前記軟質性指数HI値(Cr+2.4Mo)との関
係を示した。図にみられるように、HI値とビッカース
硬さには良い相関がみられ、HI値が31以下でビッカ
ース硬さ200以下を得ることができる。
理由について説明する。CおよびNは溶接部の耐粒界腐
食性を劣化させる元素であり低い方が望ましいが、Ti
およびNbの添加によりCおよびNを固定することによ
り無害化し得る。しかしながら、CとN量の増加に応じ
てTi,Nb量を高める必要があり、また、C,Nは靭
性を劣化させることから、通常の製鋼法で容易に到達で
きるC量0.005〜0.02%、N量0.005〜
0.02%とした。好ましくは両元素とも0.015%
以下にすることが望ましい。
ビッカース硬さを増加させ硬くなることから、0.1〜
1.0%とした。望ましい範囲は0.2〜0.5%であ
る。MnはSiと同様に脱酸剤として働くが、1%超の
添加は耐銹性を劣化させるため0.1〜1.0%とし
た。望ましくは0.1〜0.6%である。
る塩素イオンに対する耐孔食性を高めて耐銹性を向上さ
せるに有効な元素であり、これらの量を高めるほど耐銹
性が向上する。軒裏部の発銹を抑制するには(1)式の
耐孔食性指数PIが28以上必要であるが、これら元素
は(2)式の軟質性指数HIに示されるように硬くな
り、Hv200以下を得るにはHI値が31以下となる
ようにしなければならない。これらのことから、Cr,
Mo量はCr:21.5〜31.0%、Mo:0.3〜
4.0%において(1)式と(2)式を満足する範囲と
した。
炭化物の生成による粒界腐食を防止するために添加する
が、Tiは不働態皮膜中への濃縮効果により耐銹性を高
めること、更に非金属介在物がNb添加のみの場合には
MnSの腐食の起点となり易い介在物となるが、Tiを
0.10%以上添加することによって化学的に安定なT
i系介在物となる効果がある反面、過剰の添加は製品表
面に疵を生じ易くなることから、これらを総合してTi
量は0.10〜0.20%とした。Nbは耐粒界腐食性
を高めるとともに、適量添加によって靭性を改善するた
めに0.15%以上添加するが、Nb量が0.25%を
超えて添加してもその効果が飽和すること、かつ高価と
なることから0.15〜0.25%とした。
ることからできるだけ低い方が好ましく、下限を設定し
なくても良いが、工業レベルで達成できる範囲として
0.001〜0.010%とした。好ましくは0.00
6%以下である。
に添加する。図5は23.9Cr−3Mo鋼の延性にお
よぼすCe添加量の影響を示すが、0.005%以上の
Ce添加により、延性が向上し0.05%を超えて添加
しても効果が飽和することから、0.005〜0.05
0%とした。なお、CeはSと非金属介在物を生成する
元素であるが、発銹の起点にならないことから耐銹性を
劣化させない。以上の鋼成分の組み合わせと限定によ
り、建材に要求される軟質で耐銹性に優れ、かつ延性に
優れたフェライト系ステンレス鋼を得ることができる。
本発明鋼(No.1〜7)と比較鋼(No.8〜17)の成
分とHIおよびPI値の計算値、Hv硬さの実測値、孔
食電位および暴露試験による耐銹性の評価結果、引張り
試験による伸びの測定値を示したものである。真空溶解
炉にて溶解後45kgのインゴットを鋳造し、熱間圧延に
て板厚5mmの熱延板とした後、1050℃で3分間保定
後空冷の熱処理を施した。引き続いて酸洗後1mm厚の冷
延板とし、1050℃で1分間保定の加熱後空冷する熱
処理を行い、酸洗した後母材は#500エメリー研磨紙
により研磨を行い、また、溶接材はTIG溶接後に#5
00エメリー研磨仕上げを行い孔食電位試験に供した。
暴露試験は屋根構造を模擬した暴露台に#500エメリ
ー研磨した母材試験片を取り付け、沖縄の海岸から50
m離れた場所で1年間の暴露試験を行い、耐銹性を評価
した。また、Hv硬さは母材部の断面を伸びの測定はJ
IS13号B試験片により測定した。
共に孔食電位が1000mV以上を示し、沖縄における暴
露試験でも発銹なく、また、硬さもHv200以下と両
特性を満足する。また、Ceを添加した鋼種番号5,
6,7は延性が向上している。
ンレス鋼の特徴を損なうことなく、軟質で母材部および
溶接部の耐銹性に優れるとともに延性に優れ、建材に要
求される特性を有しており、工業的な利益は極めて大き
い。
て、1年間の暴露試験結果で得られた発銹程度と耐孔食
性指数PI値との関係を示す図。
よる孔食電位と耐銹性指標PI値との関係を示す図。
関係を示す図。
示す図。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量%で、 C :0.005〜0.02%、 Si:0.1〜1.0%、 Mn:0.1〜1.0%、 S :0.001〜0.010%、 Cr:21.5〜31.0%、 Mo:0.3〜4.0%、 N :0.005〜0.020%、 Ti:0.10〜0.20%、 Nb:0.15〜0.25% を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
(1)式の耐孔食性指数PIの値が28以上、かつ
(2)式の軟質性指数HI値が31以下である軟質でか
つ母材部と溶接部の耐銹性に優れることを特徴とする建
材用フェライト系ステンレス鋼。 PI=Cr+1.7Mo ………………………………(1) HI=Cr+2.4Mo ………………………………(2) - 【請求項2】 前項の鋼に更に重量%でCeを0.00
5〜0.050%含むことを特徴とする請求項1記載の
建材用フェライト系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07619694A JP3411084B2 (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 建材用フェライト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07619694A JP3411084B2 (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 建材用フェライト系ステンレス鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07278760A true JPH07278760A (ja) | 1995-10-24 |
JP3411084B2 JP3411084B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=13598401
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07619694A Expired - Lifetime JP3411084B2 (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 建材用フェライト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3411084B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013509498A (ja) * | 2009-11-02 | 2013-03-14 | エイティーアイ・プロパティーズ・インコーポレーテッド | オーステナイト系薄ステンレス鋼 |
US9617628B2 (en) | 2007-11-29 | 2017-04-11 | Ati Properties Llc | Lean austenitic stainless steel |
US9624564B2 (en) | 2007-12-20 | 2017-04-18 | Ati Properties Llc | Corrosion resistant lean austenitic stainless steel |
US9873932B2 (en) | 2007-12-20 | 2018-01-23 | Ati Properties Llc | Lean austenitic stainless steel containing stabilizing elements |
-
1994
- 1994-04-14 JP JP07619694A patent/JP3411084B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9617628B2 (en) | 2007-11-29 | 2017-04-11 | Ati Properties Llc | Lean austenitic stainless steel |
US10370748B2 (en) | 2007-11-29 | 2019-08-06 | Ati Properties Llc | Lean austenitic stainless steel |
US9624564B2 (en) | 2007-12-20 | 2017-04-18 | Ati Properties Llc | Corrosion resistant lean austenitic stainless steel |
US9822435B2 (en) | 2007-12-20 | 2017-11-21 | Ati Properties Llc | Lean austenitic stainless steel |
US9873932B2 (en) | 2007-12-20 | 2018-01-23 | Ati Properties Llc | Lean austenitic stainless steel containing stabilizing elements |
US10323308B2 (en) | 2007-12-20 | 2019-06-18 | Ati Properties Llc | Corrosion resistant lean austenitic stainless steel |
JP2013509498A (ja) * | 2009-11-02 | 2013-03-14 | エイティーアイ・プロパティーズ・インコーポレーテッド | オーステナイト系薄ステンレス鋼 |
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JP3411084B2 (ja) | 2003-05-26 |
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