JPH0841600A - 耐食性デュプレックスステンレス鋼 - Google Patents
耐食性デュプレックスステンレス鋼Info
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- JPH0841600A JPH0841600A JP7122568A JP12256895A JPH0841600A JP H0841600 A JPH0841600 A JP H0841600A JP 7122568 A JP7122568 A JP 7122568A JP 12256895 A JP12256895 A JP 12256895A JP H0841600 A JPH0841600 A JP H0841600A
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- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
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- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 塩素イオンにより発生される応力腐食割れ及
び孔食に対する抵抗性の高いオーステナイト−フェライ
トの２相生地組織のデュプレックスステンレス鋼を提供
する。 【構成】 クロム19〜35重量％、ニッケル２〜12重量
％、モリブデン2.5 〜８重量％、炭素0.20重量％以下、
珪素0.4 〜2.0 重量％、マンガン3.5 重量％以下、窒素
0.2 〜0.6 重量％及び残部鉄を含んで構成されることを
特徴とする耐食性デュプレックスステンレス鋼。
び孔食に対する抵抗性の高いオーステナイト−フェライ
トの２相生地組織のデュプレックスステンレス鋼を提供
する。 【構成】 クロム19〜35重量％、ニッケル２〜12重量
％、モリブデン2.5 〜８重量％、炭素0.20重量％以下、
珪素0.4 〜2.0 重量％、マンガン3.5 重量％以下、窒素
0.2 〜0.6 重量％及び残部鉄を含んで構成されることを
特徴とする耐食性デュプレックスステンレス鋼。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐食性デュプレックス
ステンレス鋼に係るもので、詳しくは、オーステナイト
及びフェライトの２相生地組織でなり、応力腐食割れ
（stress corrosion cracking : SCC)及び孔食(pittin
g) に対する耐食性の高いデュプレックスステンレス鋼
に関する。一層詳しくは、海水の冷却水用の熱交換器、
海水／淡水化設備用のタンク及び配管材、火力発電所用
の脱硫設備材、精油配管、化学製品工場設備、廃水処理
施設、高強度を要するプロペラシャフト、パルプ及び製
紙工場用耐食材料に利用し得るステンレス鋼に関するも
のである。
ステンレス鋼に係るもので、詳しくは、オーステナイト
及びフェライトの２相生地組織でなり、応力腐食割れ
（stress corrosion cracking : SCC)及び孔食(pittin
g) に対する耐食性の高いデュプレックスステンレス鋼
に関する。一層詳しくは、海水の冷却水用の熱交換器、
海水／淡水化設備用のタンク及び配管材、火力発電所用
の脱硫設備材、精油配管、化学製品工場設備、廃水処理
施設、高強度を要するプロペラシャフト、パルプ及び製
紙工場用耐食材料に利用し得るステンレス鋼に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ステンレス鋼は他の合金に比べ、
比較的耐食性が良好であるが、塩素イオン（Cl- ) に対
する応力腐食、孔食及び隙間腐食にはそれ程の効果を奏
しないため、高濃度の塩素イオンを含む環境ではチタン
合金またはニッケル生地の超合金(superalloy)を使用し
ていた。しかし、それらチタン合金及び超合金はステン
レス鋼に比べ高価であり、生産量が限定されているの
で、ステンレス鋼の合金元素を調節しステンレス鋼の耐
食性を向上させる研究が行われていた。
比較的耐食性が良好であるが、塩素イオン（Cl- ) に対
する応力腐食、孔食及び隙間腐食にはそれ程の効果を奏
しないため、高濃度の塩素イオンを含む環境ではチタン
合金またはニッケル生地の超合金(superalloy)を使用し
ていた。しかし、それらチタン合金及び超合金はステン
レス鋼に比べ高価であり、生産量が限定されているの
で、ステンレス鋼の合金元素を調節しステンレス鋼の耐
食性を向上させる研究が行われていた。
【０００３】例えば、オーステナイト生地のＡＩＳＩ３
０４（韓国三美特殊鋼（株））に２〜３重量％のモリブ
デンを添加したＡＩＳＩ３１６（韓国三美特殊鋼
（株））や、窒素を多量に含有するＡＩＳＩ３１７ＬＭ
Ｎ（ Creusot-Loire Industrie社；フランス) のような
ステンレス鋼は、通常の耐食性は良好であるが、塩素イ
オンを含有する溶液の環境下で引張応力が存在すると
き、応力腐食割れに対する耐性が低下していた。
０４（韓国三美特殊鋼（株））に２〜３重量％のモリブ
デンを添加したＡＩＳＩ３１６（韓国三美特殊鋼
（株））や、窒素を多量に含有するＡＩＳＩ３１７ＬＭ
Ｎ（ Creusot-Loire Industrie社；フランス) のような
ステンレス鋼は、通常の耐食性は良好であるが、塩素イ
オンを含有する溶液の環境下で引張応力が存在すると
き、応力腐食割れに対する耐性が低下していた。
【０００４】このような欠点を補完するためオーステナ
イト及びフェライトの二相でなるデュプレックスステン
レス鋼が開発されている。
イト及びフェライトの二相でなるデュプレックスステン
レス鋼が開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このデュプレ
ックスステンレス鋼は使用中、溶接等により加熱される
と、耐食性が低下するという欠点がある。即ち、デュプ
レックスステンレス鋼のフェライト相が時効により変態
されクロム及びモリブデンの濃縮されたシグマ相になる
ためである。
ックスステンレス鋼は使用中、溶接等により加熱される
と、耐食性が低下するという欠点がある。即ち、デュプ
レックスステンレス鋼のフェライト相が時効により変態
されクロム及びモリブデンの濃縮されたシグマ相になる
ためである。
【０００６】また、米国特許 4,500,351号明細書記載の
ケストデュプレックスステンレス鋼においては、１M-Na
Cl溶液中、50〜78℃下の陽極分極実験の結果、孔食は生
成されなかったが、10％ FeCl3・6H2O 以上になると、
47.5℃で隙間腐食が生成したと報告されている。このよ
うな従来のデュプレックスステンレス鋼においては、使
用中に修繕作業等により加熱されると耐食性が急に低下
したり、又は、ある温度以上になると隙間腐食が生成さ
れるので、耐食性デュプレックスステンレス鋼として安
心して広範囲に使用することができないという問題点が
あった。
ケストデュプレックスステンレス鋼においては、１M-Na
Cl溶液中、50〜78℃下の陽極分極実験の結果、孔食は生
成されなかったが、10％ FeCl3・6H2O 以上になると、
47.5℃で隙間腐食が生成したと報告されている。このよ
うな従来のデュプレックスステンレス鋼においては、使
用中に修繕作業等により加熱されると耐食性が急に低下
したり、又は、ある温度以上になると隙間腐食が生成さ
れるので、耐食性デュプレックスステンレス鋼として安
心して広範囲に使用することができないという問題点が
あった。
【０００７】本発明は、このような従来の問題点を解決
するために、時効熱処理の影響を抑え、塩素イオンを含
有した環境下でも応力腐食割れや孔食に対して優れた抵
抗性を有する耐食性デュプレックスステンレス鋼を提供
することを目的とする。
するために、時効熱処理の影響を抑え、塩素イオンを含
有した環境下でも応力腐食割れや孔食に対して優れた抵
抗性を有する耐食性デュプレックスステンレス鋼を提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】このため、請求
項１に係る発明では、クロム19〜35重量％、ニッケル２
〜12重量％、モリブデン2.5 〜８重量％、炭素0.20重量
％以下、珪素0.4 〜2.0 重量％、マンガン3.5 重量％以
下、窒素0.2 〜0.6 重量％及び残部鉄を含んで構成され
ることを特徴とする。
項１に係る発明では、クロム19〜35重量％、ニッケル２
〜12重量％、モリブデン2.5 〜８重量％、炭素0.20重量
％以下、珪素0.4 〜2.0 重量％、マンガン3.5 重量％以
下、窒素0.2 〜0.6 重量％及び残部鉄を含んで構成され
ることを特徴とする。
【０００９】また、時効熱処理による影響を減らし耐食
性を向上させるため、請求項２に係る発明では、チタン
２重量％以下、タングステン３重量％以下、銅２重量％
以下及びバナジウム２重量％以下の元素群から少なくと
も一つ以上追加含有することを特徴とする。また、請求
項３に係る発明では、チタン２重量％以下を追加含有す
ることを特徴とする。
性を向上させるため、請求項２に係る発明では、チタン
２重量％以下、タングステン３重量％以下、銅２重量％
以下及びバナジウム２重量％以下の元素群から少なくと
も一つ以上追加含有することを特徴とする。また、請求
項３に係る発明では、チタン２重量％以下を追加含有す
ることを特徴とする。
【００１０】また、請求項４に係る発明では、銅2.0 重
量％以下を追加含有することを特徴とする。また、熱間
加工性を向上させるため、請求項５に係る発明では、ホ
ウ素0.001〜0.01重量％、マグネシウム0.001 〜0.1 重
量％、カルシウム0.001 〜0.1 重量％及びアルミニウム
0.001 〜0.2 重量％の元素群から少なくとも一つ以上追
加含有することを特徴とする。
量％以下を追加含有することを特徴とする。また、熱間
加工性を向上させるため、請求項５に係る発明では、ホ
ウ素0.001〜0.01重量％、マグネシウム0.001 〜0.1 重
量％、カルシウム0.001 〜0.1 重量％及びアルミニウム
0.001 〜0.2 重量％の元素群から少なくとも一つ以上追
加含有することを特徴とする。
【００１１】本発明に係るデュプレックスステンレス鋼
は、従来のステンレス鋼に比べ、塩素イオンを含む溶液
中の臨界孔食温度が95〜90℃程度に高く、陽極分極試験
の結果、不動態区域が1,000mV 以上に極めて高く、孔食
が殆ど生成されない優秀な耐食性を有するので、チタン
合金またはニッケル生地の超合金と代替して使用するこ
とができる。
は、従来のステンレス鋼に比べ、塩素イオンを含む溶液
中の臨界孔食温度が95〜90℃程度に高く、陽極分極試験
の結果、不動態区域が1,000mV 以上に極めて高く、孔食
が殆ど生成されない優秀な耐食性を有するので、チタン
合金またはニッケル生地の超合金と代替して使用するこ
とができる。
【００１２】そして、本発明に係るステンレス鋼は、時
効熱処理後の腐食速度が殆ど増加しないので、時効熱処
理の影響が少ないという長所がある。このように、時効
熱処理の影響が少ない理由は、オーステナイト及びフェ
ライトの相比率が適宜に調節された結果であると推測さ
れ、チタンが追加含有される場合は、時効熱処理により
チタン化合物が形成され、フェライトからシグマ＋オー
ステナイト(II)への変態が遅延されるためであると推測
される。
効熱処理後の腐食速度が殆ど増加しないので、時効熱処
理の影響が少ないという長所がある。このように、時効
熱処理の影響が少ない理由は、オーステナイト及びフェ
ライトの相比率が適宜に調節された結果であると推測さ
れ、チタンが追加含有される場合は、時効熱処理により
チタン化合物が形成され、フェライトからシグマ＋オー
ステナイト(II)への変態が遅延されるためであると推測
される。
【００１３】また、本発明に係る合金はフェライト含有
が40〜50％の場合、耐食性が最大になる。フェライト含
有が40〜50％付近で耐食性が最大になる理由は、低い応
力または中間の応力下で機械的に硬いフェライト相が塩
化物環境下でオーステナイト相に対し陽極に作用するの
で、該オーステナイト相が陰極になり、フェライト相の
溶解する間、割れを遅延させるためである。また、オー
ステナイト相は、応力分担がフェライト相よりも低く、
高温下の熱膨張係数が大きいため、冷却時の収縮が大き
くなって相界面外方側に圧縮残留応力を生成して割れを
抑制し、生地組織に分布された各相が割れの伝播を抑制
するため、相比率がフェライト50％付近で最大の耐食性
を有すると判断される。
が40〜50％の場合、耐食性が最大になる。フェライト含
有が40〜50％付近で耐食性が最大になる理由は、低い応
力または中間の応力下で機械的に硬いフェライト相が塩
化物環境下でオーステナイト相に対し陽極に作用するの
で、該オーステナイト相が陰極になり、フェライト相の
溶解する間、割れを遅延させるためである。また、オー
ステナイト相は、応力分担がフェライト相よりも低く、
高温下の熱膨張係数が大きいため、冷却時の収縮が大き
くなって相界面外方側に圧縮残留応力を生成して割れを
抑制し、生地組織に分布された各相が割れの伝播を抑制
するため、相比率がフェライト50％付近で最大の耐食性
を有すると判断される。
【００１４】以下、本発明に係る耐食性デュプレックス
ステンレス鋼の各組成元素の役割及びその成分限定理由
を詳細に説明する。 (a) クロム クロムは、フェライトを安定化する元素として最も重要
な耐食作用を行う。本発明に係る合金においては、オー
ステナイト−フェライトの二相の組織を得るため、炭
素、窒素、ニッケル、モリブデン、珪素及びマンガンの
バランスを考慮し、19％以上のクロムを含有している。
しかし、オーステナイト−フェライトの相比率と機械的
性質及びコストとの面からクロムを35％以上含有させる
ことは好ましくない。好ましくは、20〜30％である。
ステンレス鋼の各組成元素の役割及びその成分限定理由
を詳細に説明する。 (a) クロム クロムは、フェライトを安定化する元素として最も重要
な耐食作用を行う。本発明に係る合金においては、オー
ステナイト−フェライトの二相の組織を得るため、炭
素、窒素、ニッケル、モリブデン、珪素及びマンガンの
バランスを考慮し、19％以上のクロムを含有している。
しかし、オーステナイト−フェライトの相比率と機械的
性質及びコストとの面からクロムを35％以上含有させる
ことは好ましくない。好ましくは、20〜30％である。
【００１５】(b) ニッケル ニッケルは、強力なオーステナイト安定化用元素であっ
て、耐食の面から２％以上含有することが好ましく、他
の成分とのバランス、オーステナイト−フェライトの相
比率及び製造原価のため、含有上限値を12％に制限し、
好ましくは３〜９％、さらに好ましくは４〜８％が最適
である。
て、耐食の面から２％以上含有することが好ましく、他
の成分とのバランス、オーステナイト−フェライトの相
比率及び製造原価のため、含有上限値を12％に制限し、
好ましくは３〜９％、さらに好ましくは４〜８％が最適
である。
【００１６】(c) モリブデン モリブデンは、フェライトの安定化用元素としてステン
レス鋼の耐食性を左右する主要元素の一つであるが、加
工性と熱処理による相安定性のため、含有上限値を８％
に制限し、4.5 〜７％が最適である。 (d) 炭素 炭素は、強力なオーステナイト安定化用元素であるが、
重要な元素の耐食性及び熱加工性を低下させるので、0.
20％以下に含有量を制限するのが好ましく、含有量を0.
03％以下に制限することが最適である。
レス鋼の耐食性を左右する主要元素の一つであるが、加
工性と熱処理による相安定性のため、含有上限値を８％
に制限し、4.5 〜７％が最適である。 (d) 炭素 炭素は、強力なオーステナイト安定化用元素であるが、
重要な元素の耐食性及び熱加工性を低下させるので、0.
20％以下に含有量を制限するのが好ましく、含有量を0.
03％以下に制限することが最適である。
【００１７】(e) 珪素 珪素は、フェライト安定化用元素として溶解精錬のと
き、脱酸効果を発揮し耐酸化性を増加させるが、過量添
加すると靱性及び展性を低下させるため、0.4 〜2.0 ％
が好ましく、耐食性の面では1.0 ％以下が好ましい。 (f) 窒素 窒素は、強力なオーステナイト安定化用元素であって、
耐食性の面で重要な元素の一つである。特に、モリブデ
ンと一緒に存在すると不動態皮膜の特性を改善する効果
を奏する。且つ、耐食性を向上させるために炭素含有量
を減らすとき窒素を添加すると機械的性質が補償される
利点がある。他の成分とのバランス及びオーステナイト
−フェライト相比率を考慮し、添加量を0.6 ％以下とす
ることが好ましく、耐食性の面で0.15％以上が好まし
い。
き、脱酸効果を発揮し耐酸化性を増加させるが、過量添
加すると靱性及び展性を低下させるため、0.4 〜2.0 ％
が好ましく、耐食性の面では1.0 ％以下が好ましい。 (f) 窒素 窒素は、強力なオーステナイト安定化用元素であって、
耐食性の面で重要な元素の一つである。特に、モリブデ
ンと一緒に存在すると不動態皮膜の特性を改善する効果
を奏する。且つ、耐食性を向上させるために炭素含有量
を減らすとき窒素を添加すると機械的性質が補償される
利点がある。他の成分とのバランス及びオーステナイト
−フェライト相比率を考慮し、添加量を0.6 ％以下とす
ることが好ましく、耐食性の面で0.15％以上が好まし
い。
【００１８】(g) 銅 銅は、オーステナイト安定化用元素として生地組織を強
化し、強度を向上させる役割をするが、過量添加する
と、塩化物環境下で耐食性を低下させる。また、硫酸の
含有された環境下で耐食性が増加するので添加量を２％
以下とすることが好ましい。
化し、強度を向上させる役割をするが、過量添加する
と、塩化物環境下で耐食性を低下させる。また、硫酸の
含有された環境下で耐食性が増加するので添加量を２％
以下とすることが好ましい。
【００１９】(h) チタン チタンは、溶解精錬の際、脱酸効果を奏する元素として
腐食に対する耐食性を向上させるため、炭素量との関係
を考慮して添加する。時効熱処理後の塩化イオンを包含
した環境下での耐食性向上のため２％以下とし、好まし
くは0.5 〜1.5％添加する。本発明に係る合金試片は、
次のように製造することができる。即ち、窒素の影響を
考慮したクロム当量とニッケル当量とを計算し、所望の
フェライト含量を予測した後、純粋な市販の電解鉄（純
度99.9％) 、クロム (純度99.6％) 、モリブデン (純度
99.8％) 、ニッケル (純度99.9％) 、Fe-Si 及び Fe-Cr
-Nを主材料とし、高周波誘導溶解炉を用い、窒素ガス雰
囲気下でマグネシア坩堝で溶解し、充分に予熱した砂型
または金型に溶湯を注入してインゴットを製造する。
腐食に対する耐食性を向上させるため、炭素量との関係
を考慮して添加する。時効熱処理後の塩化イオンを包含
した環境下での耐食性向上のため２％以下とし、好まし
くは0.5 〜1.5％添加する。本発明に係る合金試片は、
次のように製造することができる。即ち、窒素の影響を
考慮したクロム当量とニッケル当量とを計算し、所望の
フェライト含量を予測した後、純粋な市販の電解鉄（純
度99.9％) 、クロム (純度99.6％) 、モリブデン (純度
99.8％) 、ニッケル (純度99.9％) 、Fe-Si 及び Fe-Cr
-Nを主材料とし、高周波誘導溶解炉を用い、窒素ガス雰
囲気下でマグネシア坩堝で溶解し、充分に予熱した砂型
または金型に溶湯を注入してインゴットを製造する。
【００２０】使用するクロム当量Creqとニッケル当量Ni
eqとは、次の式（１）及び（２）により計算される。 Creq＝Cr＋1.5 Si＋Mo＋Nb−4.99 （％） （１） Nieq＝Ni＋30C ＋ 0.5Mn＋26(N−0.02）＋2.77 （％） （２） また、熱間圧延を行う鍛練材の場合は、インゴットを製
造して延削または機械加工をした後、1050〜1230℃で１
インチ当り１時間の間ソーキング（soaking)を行い、熱
間圧延をして水冷する。この場合、熱間圧延仕上温度が
低いと、シグマ相が析出して割れが発生するおそれがあ
るので、熱間圧延仕上温度は最小1000℃が好ましい。熱
間圧延のとき表面に生成された酸化物を除去するため、
66℃の10％HNO3＋３％HF溶液で酸洗いをした後、１〜２
mm厚さまで冷間圧延を行う。本発明に係るステンレス鋼
の鋳造品または熱間圧延材が最適の性質を有するように
するためには、合金成分に従い、1100〜1150℃で厚さ1m
m 当り１〜２分の間焼鈍し処理を行うことが望ましい。
この焼鈍しにより生成された表面の酸化物は66℃の10％
HNO3＋３％HF溶液で再び酸洗いをする。
eqとは、次の式（１）及び（２）により計算される。 Creq＝Cr＋1.5 Si＋Mo＋Nb−4.99 （％） （１） Nieq＝Ni＋30C ＋ 0.5Mn＋26(N−0.02）＋2.77 （％） （２） また、熱間圧延を行う鍛練材の場合は、インゴットを製
造して延削または機械加工をした後、1050〜1230℃で１
インチ当り１時間の間ソーキング（soaking)を行い、熱
間圧延をして水冷する。この場合、熱間圧延仕上温度が
低いと、シグマ相が析出して割れが発生するおそれがあ
るので、熱間圧延仕上温度は最小1000℃が好ましい。熱
間圧延のとき表面に生成された酸化物を除去するため、
66℃の10％HNO3＋３％HF溶液で酸洗いをした後、１〜２
mm厚さまで冷間圧延を行う。本発明に係るステンレス鋼
の鋳造品または熱間圧延材が最適の性質を有するように
するためには、合金成分に従い、1100〜1150℃で厚さ1m
m 当り１〜２分の間焼鈍し処理を行うことが望ましい。
この焼鈍しにより生成された表面の酸化物は66℃の10％
HNO3＋３％HF溶液で再び酸洗いをする。
【００２１】本発明に係るステンレス鋼の応力腐食割れ
に対する耐性はＡＳＴＭ(AmericanSociety for Testing
and Materials)Ｇ３６−７５に記載された一定延伸率
法(constant extension rate test)により応力腐食割れ
試験を行って検証した。即ち、42％MgCl2 を注入し154
℃にした容器に合金試片を入れ、破断時間を測定し、破
断時間が長い程耐食性が大きいと評価した。
に対する耐性はＡＳＴＭ(AmericanSociety for Testing
and Materials)Ｇ３６−７５に記載された一定延伸率
法(constant extension rate test)により応力腐食割れ
試験を行って検証した。即ち、42％MgCl2 を注入し154
℃にした容器に合金試片を入れ、破断時間を測定し、破
断時間が長い程耐食性が大きいと評価した。
【００２２】また、孔食や隙間腐食に対する耐性は、重
量減量試験と陽極分極試験とにより検証した。重量減量
試験は、ＡＳＴＭＧ４８に記載された方法またはこれを
応用して行った。例えば、50℃の10重量％ FeCl3・6H2O
溶液に試料を24時間浸漬した後の重量の減少によって腐
食速度を評価し、重量の減少が少ない程耐食性が大きい
ものであると評価する。
量減量試験と陽極分極試験とにより検証した。重量減量
試験は、ＡＳＴＭＧ４８に記載された方法またはこれを
応用して行った。例えば、50℃の10重量％ FeCl3・6H2O
溶液に試料を24時間浸漬した後の重量の減少によって腐
食速度を評価し、重量の減少が少ない程耐食性が大きい
ものであると評価する。
【００２３】また、陽極分極試験は、一定温度下で 0.5
N-HCl ＋ 1N-NaCl混合溶液または22％NaCl容液を試験溶
液に用い、ポテンシオスタット(potentiostat)を利用し
て電位を腐食電位から陽極方向に走査しながら電位−電
流曲線を求め、その曲線から臨界電流密度、不動態電流
密度、孔食発生電位を評価する。臨界電流密度及び不動
態電流密度が小さい程耐食性が大きく、孔食発生電位が
高い程抵抗が大きいので、曲線が左側に移動するほど、
耐食性が大きいものであると判断する。
N-HCl ＋ 1N-NaCl混合溶液または22％NaCl容液を試験溶
液に用い、ポテンシオスタット(potentiostat)を利用し
て電位を腐食電位から陽極方向に走査しながら電位−電
流曲線を求め、その曲線から臨界電流密度、不動態電流
密度、孔食発生電位を評価する。臨界電流密度及び不動
態電流密度が小さい程耐食性が大きく、孔食発生電位が
高い程抵抗が大きいので、曲線が左側に移動するほど、
耐食性が大きいものであると判断する。
【００２４】
ステンレス鋼の製造 本実施例の合金１〜30を表１に記載した組成により、市
販の純粋な電解鉄、クロム、ニッケル、モリブデン、Fe
-Si 及びFe-Cr-N を主材料とし、窒素雰囲気で高周波誘
導溶解炉を用いて、それぞれ12kgずつ製造した。このと
き、気泡発生部分をラジオグラフィーで確認し、除去し
た。次いで、インゴットを1150℃で30分間ソーキングし
た後、熱間圧延仕上温度を1100℃にし、３mmの厚さまで
熱間圧延を行った。熱間圧延により表面に生成された酸
化物を除去するため66℃の10％HNO3＋３％HF溶液で酸洗
いを施した。その後、１mmの厚さに冷間圧延を行って11
00〜1150℃で５分間焼鈍しをし、そのとき表面上に生成
した酸化物を前述と同様の方法で除去した。
販の純粋な電解鉄、クロム、ニッケル、モリブデン、Fe
-Si 及びFe-Cr-N を主材料とし、窒素雰囲気で高周波誘
導溶解炉を用いて、それぞれ12kgずつ製造した。このと
き、気泡発生部分をラジオグラフィーで確認し、除去し
た。次いで、インゴットを1150℃で30分間ソーキングし
た後、熱間圧延仕上温度を1100℃にし、３mmの厚さまで
熱間圧延を行った。熱間圧延により表面に生成された酸
化物を除去するため66℃の10％HNO3＋３％HF溶液で酸洗
いを施した。その後、１mmの厚さに冷間圧延を行って11
00〜1150℃で５分間焼鈍しをし、そのとき表面上に生成
した酸化物を前述と同様の方法で除去した。
【００２５】
【表１】
【００２６】応力腐食割れ試験 本実施例で製造した合金１〜12に対し、ＡＳＴＭＧ−３
６−７５により一定延伸率法で応力腐食割れ試験を行っ
た。試験条件はクロス−ヘッド(cross-head)速度が4.41
×10-6cm/secで、初期変形率は1.35×10-5cm/secであっ
た。合金はSiC研磨紙 120番〜 600番により研磨し、ア
セトンで脱脂した後、蒸留水で洗浄して乾燥し、最終の
研磨方向は圧延方向と平行になるようにした。１l の容
器に42％MgCl2 を入れて154 ℃に維持し、本実施例で製
造した合金１〜12を入れて破断時間を測定した。比較合
金として、市販のＡＩＳＩ３０４（韓国三美特殊鋼
（株））を使用した。図１に合金１〜６、図２（Ａ）に
合金７〜９、図２（Ｂ）に合金10〜12の応力腐食割れ試
験の結果を示す。本実施例の合金１〜12は、比較合金の
ＡＩＳＩ３０４に比べ、応力腐食割れに対する抵抗が極
めて高いことがわかる。
６−７５により一定延伸率法で応力腐食割れ試験を行っ
た。試験条件はクロス−ヘッド(cross-head)速度が4.41
×10-6cm/secで、初期変形率は1.35×10-5cm/secであっ
た。合金はSiC研磨紙 120番〜 600番により研磨し、ア
セトンで脱脂した後、蒸留水で洗浄して乾燥し、最終の
研磨方向は圧延方向と平行になるようにした。１l の容
器に42％MgCl2 を入れて154 ℃に維持し、本実施例で製
造した合金１〜12を入れて破断時間を測定した。比較合
金として、市販のＡＩＳＩ３０４（韓国三美特殊鋼
（株））を使用した。図１に合金１〜６、図２（Ａ）に
合金７〜９、図２（Ｂ）に合金10〜12の応力腐食割れ試
験の結果を示す。本実施例の合金１〜12は、比較合金の
ＡＩＳＩ３０４に比べ、応力腐食割れに対する抵抗が極
めて高いことがわかる。
【００２７】孔食実験と重量減量実験 本実施例で製造された合金１〜６に対しＡＳＴＭＧ４８
により重量減量実験を行った。50℃の10重量％ FeCl3・
6H2O溶液に各合金１〜６を24時間浸漬し、重さの減少に
より腐食速度を評価した。比較合金として、市販のＡＩ
ＳＩ３１６Ｌ（韓国三美特殊鋼（株））及びＳＵＳＭ３
２９（韓国三美特殊鋼（株））を使用した。図３に示し
たように、合金１〜６のステンレス鋼はＡＩＳＩ３１６
Ｌ合金よりも耐食性が優秀であり、特に市販の二相ステ
ンレスのＳＵＳＭ３２９よりは格段に耐食性が大きいこ
とがわかる。
により重量減量実験を行った。50℃の10重量％ FeCl3・
6H2O溶液に各合金１〜６を24時間浸漬し、重さの減少に
より腐食速度を評価した。比較合金として、市販のＡＩ
ＳＩ３１６Ｌ（韓国三美特殊鋼（株））及びＳＵＳＭ３
２９（韓国三美特殊鋼（株））を使用した。図３に示し
たように、合金１〜６のステンレス鋼はＡＩＳＩ３１６
Ｌ合金よりも耐食性が優秀であり、特に市販の二相ステ
ンレスのＳＵＳＭ３２９よりは格段に耐食性が大きいこ
とがわかる。
【００２８】孔食実験：0.5N-HCl＋1N-NaCl 試験溶液中
の陽極分極試験 本実施例で製造した合金１〜６、19、20及び22〜30に対
し、50℃、0.5N-HCl＋1N-NaCl の混合溶液を使用し、ポ
テンシオスタットを用いて電位を腐食電位から陽極方向
に走査しながら電位−電流曲線を求めた。比較合金とし
て市販のＡＩＳＩ３１６Ｌ及びＳＵＳＭ３２９を使用
し、その結果を表２と図４とに示した。合金６を除いた
本実施例の合金は全て広い不動態領域を示しているが、
ＡＩＳＩ３１６Ｌ及びＳＵＳＭ３２９は孔食が甚だしく
発生し、電位の増加により急激に腐食されている。試験
後の合金１〜６の表面を観察した結果、不動態皮膜の破
壊は見られなかった。本実施例の合金は高価なチタンの
陽極分極抵抗性と同様な抵抗性を示している。
の陽極分極試験 本実施例で製造した合金１〜６、19、20及び22〜30に対
し、50℃、0.5N-HCl＋1N-NaCl の混合溶液を使用し、ポ
テンシオスタットを用いて電位を腐食電位から陽極方向
に走査しながら電位−電流曲線を求めた。比較合金とし
て市販のＡＩＳＩ３１６Ｌ及びＳＵＳＭ３２９を使用
し、その結果を表２と図４とに示した。合金６を除いた
本実施例の合金は全て広い不動態領域を示しているが、
ＡＩＳＩ３１６Ｌ及びＳＵＳＭ３２９は孔食が甚だしく
発生し、電位の増加により急激に腐食されている。試験
後の合金１〜６の表面を観察した結果、不動態皮膜の破
壊は見られなかった。本実施例の合金は高価なチタンの
陽極分極抵抗性と同様な抵抗性を示している。
【００２９】
【表２】
【００３０】孔食実験：ＡＳＴＭＤ−１１４１−５２規
定による人工海水試験溶液中の陽極分極試験 本実施例で製造した合金25〜27に対し、ＡＳＴＭＤ−１
１４１−５２規定により人工海水を製造して試験溶液に
使用した。比較合金として、市販のステンレス鋼ＡＩＳ
Ｉ３０４及びＡＩＳＩ３１６を用い、結果を表３に示
す。
定による人工海水試験溶液中の陽極分極試験 本実施例で製造した合金25〜27に対し、ＡＳＴＭＤ−１
１４１−５２規定により人工海水を製造して試験溶液に
使用した。比較合金として、市販のステンレス鋼ＡＩＳ
Ｉ３０４及びＡＩＳＩ３１６を用い、結果を表３に示
す。
【００３１】
【表３】
【００３２】機械的性質及び耐食性 本実施例で製造した合金13〜17のクロム当量／ニッケル
当量はそれぞれ25.96／19.2、 22.26／18.21 、 26.13
／21.98 、 26.22／21.56 、 26.23／22.65 である。50
℃、0.5N-HCl＋1N-NaCl の溶液で陽極分極試験を行い、
得られた曲線から耐食性に関するデータを求めた。合金
13〜17と市販の二相ステンレス鋼ＳＵＳ３２９Ｊ１との
機械的性質及び耐食性の試験結果を表４に示した。
当量はそれぞれ25.96／19.2、 22.26／18.21 、 26.13
／21.98 、 26.22／21.56 、 26.23／22.65 である。50
℃、0.5N-HCl＋1N-NaCl の溶液で陽極分極試験を行い、
得られた曲線から耐食性に関するデータを求めた。合金
13〜17と市販の二相ステンレス鋼ＳＵＳ３２９Ｊ１との
機械的性質及び耐食性の試験結果を表４に示した。
【００３３】
【表４】
【００３４】上記表４に示したように、本実施例の合金
は市販の合金ＳＵＳ３２９Ｊ１よりも機械的性質と、塩
化物イオンを含む溶液中での耐食性とが極めて良好であ
ることが分かる。 時効熱処理の影響 １． 本実施例に係る合金の時効熱処理を確認するた
め、本実施例で製造した合金13及び15をそれぞれBaCl2
＋NaClの混合溶液中700 〜950 ℃で熱処理し、各合金の
組織観察、フェライト含有測定、腐食試験（ＡＳＴＭ２
６２ PRACTICE Ｃ）及び孔食試験（50℃、0.5N-HCl＋1N
-NaCl 溶液中の陽極分極試験）を行い、表５にその結果
を示した。
は市販の合金ＳＵＳ３２９Ｊ１よりも機械的性質と、塩
化物イオンを含む溶液中での耐食性とが極めて良好であ
ることが分かる。 時効熱処理の影響 １． 本実施例に係る合金の時効熱処理を確認するた
め、本実施例で製造した合金13及び15をそれぞれBaCl2
＋NaClの混合溶液中700 〜950 ℃で熱処理し、各合金の
組織観察、フェライト含有測定、腐食試験（ＡＳＴＭ２
６２ PRACTICE Ｃ）及び孔食試験（50℃、0.5N-HCl＋1N
-NaCl 溶液中の陽極分極試験）を行い、表５にその結果
を示した。
【００３５】合金のフェライト含量は、光学顕微鏡で撮
影した写真から分析して測定した結果、850 ℃及び900
℃でフェライト含量が15％程度であった。時効時間(10
分〜３時間）は、フェライト含量には影響が無いものと
みられる。腐食試験の結果、700 ℃で腐食速度が最高
で、時効温度が上昇するほど腐食速度は減少した。この
ように温度の上昇に従い腐食速度が減少するのは、生地
組織のクロムが容易に再拡散されないためであると考え
られる。陽極分極試験前後に合金表面を観察した結果、
孔食の開始はフェライト相で開始され、オーステナイ
ト、フェライトの区分なしに伝播していた。
影した写真から分析して測定した結果、850 ℃及び900
℃でフェライト含量が15％程度であった。時効時間(10
分〜３時間）は、フェライト含量には影響が無いものと
みられる。腐食試験の結果、700 ℃で腐食速度が最高
で、時効温度が上昇するほど腐食速度は減少した。この
ように温度の上昇に従い腐食速度が減少するのは、生地
組織のクロムが容易に再拡散されないためであると考え
られる。陽極分極試験前後に合金表面を観察した結果、
孔食の開始はフェライト相で開始され、オーステナイ
ト、フェライトの区分なしに伝播していた。
【００３６】２． 本実施例で製造した合金18をCaCl2
＋NaClの混合溶液で550 、650 、750 、850 、950 ℃に
て、それぞれ10分、30分、60分、 180分の時効熱処理を
した。その後、合金組織を観察してフェライト含量を測
定し、ＡＳＴＭ２６２ PRACTICE Ｃにより腐食試験を行
った。650 ℃で時効熱処理したときの腐食速度が最高で
あった。ＡＳＴＭＧ４８により浸漬実験をして孔食速度
を測定し、50℃、0.5N-HCl＋1N-NaCl 溶液で陽極分極試
験を行った。その結果を表６に示した。
＋NaClの混合溶液で550 、650 、750 、850 、950 ℃に
て、それぞれ10分、30分、60分、 180分の時効熱処理を
した。その後、合金組織を観察してフェライト含量を測
定し、ＡＳＴＭ２６２ PRACTICE Ｃにより腐食試験を行
った。650 ℃で時効熱処理したときの腐食速度が最高で
あった。ＡＳＴＭＧ４８により浸漬実験をして孔食速度
を測定し、50℃、0.5N-HCl＋1N-NaCl 溶液で陽極分極試
験を行った。その結果を表６に示した。
【００３７】３． 本実施例で製造した合金19、20を時
効熱処理した。時効熱処理はCaCl2＋NaCl混合溶液で550
、650 、750 、850 、950 ℃にて、それぞれ10分、30
分、180 分の間行った。時効熱処理をした後、合金組織
を観察してフェライト含量を測定し、腐食試験、孔食試
験を行った。合金19で腐食速度の最も高い時効熱処理温
度は850 ℃であった。結果を表６に示した。
効熱処理した。時効熱処理はCaCl2＋NaCl混合溶液で550
、650 、750 、850 、950 ℃にて、それぞれ10分、30
分、180 分の間行った。時効熱処理をした後、合金組織
を観察してフェライト含量を測定し、腐食試験、孔食試
験を行った。合金19で腐食速度の最も高い時効熱処理温
度は850 ℃であった。結果を表６に示した。
【００３８】４． 本実施例で製造した合金22〜24を時
効熱処理した。即ち、CaCl2 ＋NaCl混合溶液で550 、65
0 、750 、850 、950 ℃にて、それぞれ10分、30分、18
0 分の時効熱処理をした後、合金のフェライト含量を測
定し、腐食試験、孔食試験を行った。合金22〜24の全て
で、腐食速度の最も速い時効熱処理温度は750 ℃であっ
た。結果を表５に示した。
効熱処理した。即ち、CaCl2 ＋NaCl混合溶液で550 、65
0 、750 、850 、950 ℃にて、それぞれ10分、30分、18
0 分の時効熱処理をした後、合金のフェライト含量を測
定し、腐食試験、孔食試験を行った。合金22〜24の全て
で、腐食速度の最も速い時効熱処理温度は750 ℃であっ
た。結果を表５に示した。
【００３９】
【表５】
【００４０】
【表６】
【００４１】冷間加工の影響 市販の純粋電解鉄、クロム、ニッケル、モリブデン、Fe
-Si 及びFe-Cr-N を主材料とし、窒素雰囲気下で高周波
誘導溶解炉を用いて、表１に示した組成の本実施例合金
21を12kgずつ製造した。このとき、気泡発生部分は、ラ
ジオグラフィーで確認して除去した。それらインゴット
を1200℃で30分間ソーキングした後、熱間圧延仕上温度
1100℃で、３mmの厚さまで熱間圧延を行った。熱間圧延
により表面に生成された酸化物を除去するため66℃の10
％HNO3＋３％HF溶液で酸洗いをした。その後、1150℃で
10分間の熱処理を行い、常温まで急冷して、厚さの減少
率がそれぞれ、０％、10％、30％、60％の冷間加工を行
った後、1000℃で再結晶処理を行った。合金21のクロム
当量／ニッケル当量値は22.76 ／24.90 であった。
-Si 及びFe-Cr-N を主材料とし、窒素雰囲気下で高周波
誘導溶解炉を用いて、表１に示した組成の本実施例合金
21を12kgずつ製造した。このとき、気泡発生部分は、ラ
ジオグラフィーで確認して除去した。それらインゴット
を1200℃で30分間ソーキングした後、熱間圧延仕上温度
1100℃で、３mmの厚さまで熱間圧延を行った。熱間圧延
により表面に生成された酸化物を除去するため66℃の10
％HNO3＋３％HF溶液で酸洗いをした。その後、1150℃で
10分間の熱処理を行い、常温まで急冷して、厚さの減少
率がそれぞれ、０％、10％、30％、60％の冷間加工を行
った後、1000℃で再結晶処理を行った。合金21のクロム
当量／ニッケル当量値は22.76 ／24.90 であった。
【００４２】合金21をCaCl2 ＋NaCl混合塩で650 、750
、850 、950 ℃で、それぞれ10分、30分、60分、180
分の時効熱処理をした。腐食試験（ＡＳＴＭ基準２６２
PRACTICE Ｃ）、陽極分極試験（50℃、0.5N-HCl＋1N-N
aCl 溶液、走査速度20mV／min）を行った。腐食速度は
時効温度が750 ℃で最も速く、950 ℃で最も遅かった。
Ｘ線回折分析結果、850 ℃、950 ℃で時効熱処理した合
金からはシグマ相が検出された。
、850 、950 ℃で、それぞれ10分、30分、60分、180
分の時効熱処理をした。腐食試験（ＡＳＴＭ基準２６２
PRACTICE Ｃ）、陽極分極試験（50℃、0.5N-HCl＋1N-N
aCl 溶液、走査速度20mV／min）を行った。腐食速度は
時効温度が750 ℃で最も速く、950 ℃で最も遅かった。
Ｘ線回折分析結果、850 ℃、950 ℃で時効熱処理した合
金からはシグマ相が検出された。
【００４３】冷間加工と熱処理とを行ったとき、加工率
が大きいほど粒子の大きさは減少された。このような結
晶粒子による腐食速度を観察すると、650 ℃、750 ℃で
粒子の大きさが最大のとき腐食速度も最高であり、粒子
が小さくなるほど腐食速度も減少した。これは粒子の大
きさが粗大になるほど鋭敏化度が増加するからである。
陽極分極試験で、時効熱処理を行わない場合は、加工熱
処理により粒子の大きさが少なくなる程腐食速度が増加
し、時効熱処理を行った場合( 例えば、650 ℃、30分)
は、粒子の大きさが最小の場合に最も優秀な陽極分極抵
抗を表した。
が大きいほど粒子の大きさは減少された。このような結
晶粒子による腐食速度を観察すると、650 ℃、750 ℃で
粒子の大きさが最大のとき腐食速度も最高であり、粒子
が小さくなるほど腐食速度も減少した。これは粒子の大
きさが粗大になるほど鋭敏化度が増加するからである。
陽極分極試験で、時効熱処理を行わない場合は、加工熱
処理により粒子の大きさが少なくなる程腐食速度が増加
し、時効熱処理を行った場合( 例えば、650 ℃、30分)
は、粒子の大きさが最小の場合に最も優秀な陽極分極抵
抗を表した。
【００４４】次に、本実施例の合金２、３、４、５、６
に対し、冷間加工効果に対する試験を行った。即ち、本
実施例で製造した焼鈍合金に対し、厚さの減少率が、
０、10、30、40、50、60％の冷間加工を加えた後、応力
腐食割れ試験（42％ MgCl2、ＡＳＴＭＧ３６−７５）、
機械的強度試験を行った。応力腐食割れ抵抗性に及ぼす
冷間加工の影響に関しては、オーステナイトの量が多い
合金２は、冷間加工量が増加するほど耐食性も増加し、
フェライト量の多い他の合金は冷間加工量が増加するほ
ど耐食性が減少した。このような傾向は、外部から加え
られた応力は軟質のオーステナイトを加工硬化させる役
割をし、その加工硬化されたオーステナイトが転位の移
動を妨害して割れの伝播を抑制するためと思われる。こ
れに対し、フェライトが多くなると、外部から加えた応
力がフェライト内部を変形させ、割れの伝播を促進する
ようになるものと考えられる。
に対し、冷間加工効果に対する試験を行った。即ち、本
実施例で製造した焼鈍合金に対し、厚さの減少率が、
０、10、30、40、50、60％の冷間加工を加えた後、応力
腐食割れ試験（42％ MgCl2、ＡＳＴＭＧ３６−７５）、
機械的強度試験を行った。応力腐食割れ抵抗性に及ぼす
冷間加工の影響に関しては、オーステナイトの量が多い
合金２は、冷間加工量が増加するほど耐食性も増加し、
フェライト量の多い他の合金は冷間加工量が増加するほ
ど耐食性が減少した。このような傾向は、外部から加え
られた応力は軟質のオーステナイトを加工硬化させる役
割をし、その加工硬化されたオーステナイトが転位の移
動を妨害して割れの伝播を抑制するためと思われる。こ
れに対し、フェライトが多くなると、外部から加えた応
力がフェライト内部を変形させ、割れの伝播を促進する
ようになるものと考えられる。
【００４５】本実施例の合金４に対し、冷間加工を行
い、機械的性質を測定した結果、０％加工材の場合、降
伏強度が50kg／mm2 、引張強度75kg／mm2 、ビッカース
硬度280 で、60％加工材の場合、降伏強度が100kg ／mm
2 、引張強度120kg ／mm2 、ビッカース硬度395 であっ
た。 〔実施例２〕 ステンレス鋼の製造 市販の純粋電解鉄、クロム、ニッケル、モリブデン、Fe
-Si 及びFe-Cr-N を材料とし、表７に示した組成により
真空下の高周波誘導溶解炉を用い、合金31〜47をそれぞ
れ30kgずつ製造した。それらのインゴットを1250℃で30
分間ソーキングした後、４mmの厚さまで熱間圧延した。
熱間圧延により表面に生成された酸化物を除去するため
66℃の10％HNO3＋３％HF溶液で酸洗いを施した。その
後、１mmの厚さに冷間圧延を行い、1125℃で５分間焼鈍
しをして水冷した。焼鈍しにより表面上に生じた酸化物
を上記と同様に除去した。
い、機械的性質を測定した結果、０％加工材の場合、降
伏強度が50kg／mm2 、引張強度75kg／mm2 、ビッカース
硬度280 で、60％加工材の場合、降伏強度が100kg ／mm
2 、引張強度120kg ／mm2 、ビッカース硬度395 であっ
た。 〔実施例２〕 ステンレス鋼の製造 市販の純粋電解鉄、クロム、ニッケル、モリブデン、Fe
-Si 及びFe-Cr-N を材料とし、表７に示した組成により
真空下の高周波誘導溶解炉を用い、合金31〜47をそれぞ
れ30kgずつ製造した。それらのインゴットを1250℃で30
分間ソーキングした後、４mmの厚さまで熱間圧延した。
熱間圧延により表面に生成された酸化物を除去するため
66℃の10％HNO3＋３％HF溶液で酸洗いを施した。その
後、１mmの厚さに冷間圧延を行い、1125℃で５分間焼鈍
しをして水冷した。焼鈍しにより表面上に生じた酸化物
を上記と同様に除去した。
【００４６】
【表７】
【００４７】本実施例で製造した合金と比較すると、ホ
ウ素、アルミニウム、カルシウム、マグネシウムまたは
それらの組合せを含有する合金38〜42は、熱間圧延時に
インゴットの両方側隅部に表れるエッジ割れの発生が大
幅に減少しており、熱間加工性が向上していることがわ
かる。。 耐食性特性比較 本実施例で製造した合金中31及び37に対し、6 ％FeCl3
（ＡＳＴＭＧ４８）と、７％H2SO4 ＋３％HCl ＋１％Fe
Cl3 ＋１％CuCl2 とをそれぞれ浸漬溶液に使用し、臨界
孔食温度を測定した。合金試片を浸漬溶液の温度を５℃
ずつ上昇させながらそれぞれ24時間浸漬させ、重量の減
少を測定して孔食発生温度を求め、その結果を表８に表
示した。
ウ素、アルミニウム、カルシウム、マグネシウムまたは
それらの組合せを含有する合金38〜42は、熱間圧延時に
インゴットの両方側隅部に表れるエッジ割れの発生が大
幅に減少しており、熱間加工性が向上していることがわ
かる。。 耐食性特性比較 本実施例で製造した合金中31及び37に対し、6 ％FeCl3
（ＡＳＴＭＧ４８）と、７％H2SO4 ＋３％HCl ＋１％Fe
Cl3 ＋１％CuCl2 とをそれぞれ浸漬溶液に使用し、臨界
孔食温度を測定した。合金試片を浸漬溶液の温度を５℃
ずつ上昇させながらそれぞれ24時間浸漬させ、重量の減
少を測定して孔食発生温度を求め、その結果を表８に表
示した。
【００４８】また、70℃、0.5N-HCl＋1N-NaCl 及び80
℃、22％ NaCl を試験溶液とし、ポテンシオスタットを
利用し、電位を腐食電位から陽極方向に走査しながら電
位−電流曲線を求めた。比較合金としては市販のオース
テナイト鋼ＳＡＦ２５０７を使用し、結果を表８、図５
及び図６に示した。本実施例の合金31及び37は、低い不
動態電流密度を維持しながら酸素発生電位（１V 以上）
まで安定な不動態を表したが、比較合金は低い電位で孔
食が発生し、電流密度が急激に増加した。
℃、22％ NaCl を試験溶液とし、ポテンシオスタットを
利用し、電位を腐食電位から陽極方向に走査しながら電
位−電流曲線を求めた。比較合金としては市販のオース
テナイト鋼ＳＡＦ２５０７を使用し、結果を表８、図５
及び図６に示した。本実施例の合金31及び37は、低い不
動態電流密度を維持しながら酸素発生電位（１V 以上）
まで安定な不動態を表したが、比較合金は低い電位で孔
食が発生し、電流密度が急激に増加した。
【００４９】
【表８】
【００５０】時効熱処理の影響 時効熱処理に及ぼすチタンの影響を究明するため、本実
施例で製造した合金31〜33及び37を800 ℃で１時間の時
効熱処理をした後、腐食実験（Huey実験) を行った。腐
食速度はそれぞれ、131 、667 、635 、159 mg／m2hrで
あった。その結果、適量のチタンが添加された合金31
は、添加されない合金32、33に比べ、時効熱処理後の腐
食抵抗が優れていることがわかる。また、本実施例の合
金は、比較合金よりも時効熱処理による影響を受けにく
いということが、図７〜９により確認される。
施例で製造した合金31〜33及び37を800 ℃で１時間の時
効熱処理をした後、腐食実験（Huey実験) を行った。腐
食速度はそれぞれ、131 、667 、635 、159 mg／m2hrで
あった。その結果、適量のチタンが添加された合金31
は、添加されない合金32、33に比べ、時効熱処理後の腐
食抵抗が優れていることがわかる。また、本実施例の合
金は、比較合金よりも時効熱処理による影響を受けにく
いということが、図７〜９により確認される。
【００５１】本実施例で製造した合金37、43〜47を、80
℃、10％の硫酸溶液及び25℃、10％の塩酸溶液にそれぞ
れ24時間浸漬させながら腐食速度を測定し、その結果を
表９に示した。銅を添加すると酸溶液中の耐食性が向上
された。
℃、10％の硫酸溶液及び25℃、10％の塩酸溶液にそれぞ
れ24時間浸漬させながら腐食速度を測定し、その結果を
表９に示した。銅を添加すると酸溶液中の耐食性が向上
された。
【００５２】
【表９】
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明係る耐食性
デュプレックスステンレス鋼は、従来のデュプレックス
ステンレス鋼よりも耐食性が優れているため、海水冷却
水用の熱交換器または脱硫設備等の耐食材に安心して使
用することができるという効果がある。
デュプレックスステンレス鋼は、従来のデュプレックス
ステンレス鋼よりも耐食性が優れているため、海水冷却
水用の熱交換器または脱硫設備等の耐食材に安心して使
用することができるという効果がある。
【００５４】また、従来のチタン合金またはニッケル生
地の超合金材に代替し得る廉価な耐食性デュプレックス
ステンレス鋼を供給することができるという効果があ
る。
地の超合金材に代替し得る廉価な耐食性デュプレックス
ステンレス鋼を供給することができるという効果があ
る。
【図１】 本発明の一実施例である合金試片のフェライ
ト含有量変化に従う42％MgCl2 沸騰溶液中の応力腐食割
れ試験結果を表すグラフ
ト含有量変化に従う42％MgCl2 沸騰溶液中の応力腐食割
れ試験結果を表すグラフ
【図２】 本発明の一実施例である合金試片と比較合金
との42％MgCl2 沸騰溶液中の応力腐食割れ試験結果を表
すグラフ
との42％MgCl2 沸騰溶液中の応力腐食割れ試験結果を表
すグラフ
【図３】 本発明の一実施例である合金試片と比較合金
との孔食試験（浸漬試験）結果を表すグラフ
との孔食試験（浸漬試験）結果を表すグラフ
【図４】 本発明の一実施例である合金試片と比較合金
との孔食試験（陽極分極試験）結果を表すグラフ
との孔食試験（陽極分極試験）結果を表すグラフ
【図５】 本発明の一実施例である合金試片と比較合金
との孔食試験（陽極分極試験：70℃、0.5N-HCl＋1N-NaC
l ）結果を表すグラフ
との孔食試験（陽極分極試験：70℃、0.5N-HCl＋1N-NaC
l ）結果を表すグラフ
【図６】 本発明の一実施例である合金試片と比較合金
との孔食試験（陽極分極試験：80℃、22％ NaCl)結果を
表すグラフ
との孔食試験（陽極分極試験：80℃、22％ NaCl)結果を
表すグラフ
【図７】 本発明の一実施例である合金試片の時効熱処
理に従う孔食試験（陽極分極試験：50℃、0.5N-HCl＋1N
-NaCl ）結果を表すグラフ
理に従う孔食試験（陽極分極試験：50℃、0.5N-HCl＋1N
-NaCl ）結果を表すグラフ
【図８】 本発明の一実施例である合金試片の時効熱処
理に従う孔食試験（陽極分極試験：50℃、0.5N-HCl＋1N
-NaCl ）結果を表すグラフ
理に従う孔食試験（陽極分極試験：50℃、0.5N-HCl＋1N
-NaCl ）結果を表すグラフ
【図９】 ＵＲ５２Ｎ＋ステンレス鋼の時効熱処理後の
孔食試験（陽極分極試験：50℃、0.5N-HCl＋1N-NaCl ）
結果を表すグラフ
孔食試験（陽極分極試験：50℃、0.5N-HCl＋1N-NaCl ）
結果を表すグラフ
Claims (5)
- 【請求項１】 クロム19〜35重量％、ニッケル２〜12重
量％、モリブデン2.5 〜８重量％、炭素0.20重量％以
下、珪素0.4 〜2.0 重量％、マンガン3.5 重量％以下、
窒素0.2 〜0.6 重量％及び残部鉄を含んで構成されるこ
とを特徴とする耐食性デュプレックスステンレス鋼。 - 【請求項２】 チタン２重量％以下、タングステン３重
量％以下、銅２重量％以下及びバナジウム２重量％以下
の元素群から少なくとも一つ以上追加含有することを特
徴とする請求項１記載の耐食性デュプレックスステンレ
ス鋼。 - 【請求項３】 チタン２重量％以下を追加含有すること
を特徴とする請求項１記載の耐食性デュプレックスステ
ンレス鋼。 - 【請求項４】 銅2.0 重量％以下を追加含有することを
特徴とする請求項１記載の耐食性デュプレックスステン
レス鋼。 - 【請求項５】 ホウ素0.001 〜0.01重量％、マグネシウ
ム0.001 〜0.1 重量％、カルシウム0.001 〜0.1 重量％
及びアルミニウム0.001 〜0.2 重量％の元素群から少な
くとも一つ以上追加含有することを特徴とする請求項１
または請求項２記載の耐食性デュプレックスステンレス
鋼。
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