JPH1072645A - オゾン含有水用ステンレス鋼材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】オゾン含む超純水等のオゾン含有水に対する耐
食性に優れたステンレス鋼材およびその製造方法の提
供。 【解決手段】本発明の鋼材は、Ｃｒ：１２〜３０％、Ｎ
ｉ：０〜３５％、ＡｌとＳｉを合わせて１〜６％含み、
こららの合金元素以外の元素の含有率をできるだけ低く
制限したステンレス鋼の母材の表面に、Ａｌ酸化物およ
びＳｉ酸化物のうちの少なくとも一方を主体とする酸化
物皮膜を備えている。また、この鋼材を製造する場合の
母材表面への酸化物皮膜の形成方法は、高温酸化法と湿
式酸化法のいずれかによればよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造プロセ
スなどで使用されるオゾン含有超純水等のオゾン含有水
に対する耐食性（以下、耐オゾン含有水性という）に優
れたステンレス鋼材およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造分野においては、近年高集積
化が進んでいる。そのために、超ＬＳＩと称されるデバ
イスでは、シリコンウエハ等の基板に対して、幅が１μ
ｍ以下のような微細な配線パターンの加工が必要になっ
てきている。

【０００３】このような微細な配線パターンに、微小な
塵が付着したり、微量の不純物ガスが付着すると、回路
のショート等が起こり回路不良の原因となる。したがっ
て、超ＬＳＩの製造プロセスにおいては、基板を加工す
る際に、このような汚染が起こらないようにさまざまな
対策が採られている。

【０００４】作業環境から基板が汚染されるころを防止
するために、基板の加工はクリーンルーム内で行われ
る。クリーンルームの清浄さを確保するためには、室内
の空気が清浄でなければならないことはむろんのこと、
そこで使用されるガスおよび水なども高純度でなければ
ならない。このため、微粒子や不純物成分の少ない高純
度ガス、純水などが用いられる。特に純水は、通常、純
度の高い超純水が用いられている。

【０００５】さらに、このような高純度ガスや超純水を
供給するための配管、配管部材および超ＬＳＩ製造装置
の部材に対しては、それらの材料の表面や内部からの微
粒子や不純物成分の放出（以下、発塵と記す）およびガ
ス成分の放出が極力少ないことが要求されている。

【０００６】従来、半導体製造プロセスに用いられる配
管および部材には、フェライト系またはオーステナイト
系のステンレス鋼が使用されてきた。これらのステンレ
ス鋼材を高純度ガス用の配管として使用する場合には、
高純度ガスが汚染されないように、ステンレス鋼材にも
発塵を起こさないこと、水分の付着および吸着を起こさ
ないことが要求される。また、超純水用の配管等として
使用される場合には、金属イオンが溶出しにくいことも
要求される。

【０００７】このため、高純度ガスや超純水と接触する
ステンレス鋼材には、通常、表面積ができるだけ少なく
なるように、その表面を平滑にする処置が施されてい
る。例えば、配管用の鋼管の内面は、ＪＩＳ Ｂ ０６
０１に規定されている表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ、
以下最大粗さと記す）が１μｍ以下程度に平滑化される
ことが多い。この内面の平滑処理には、通常、冷間抽伸
された鋼管や機械研磨した部材に、さらに電解研磨を施
す方法が採られている。しかし、この電解研磨法には、
研磨の際に電解液および電解条件の管理が難しいこと、
生産性が低いことといった問題点があり、その結果、鋼
材の製造コストの上昇を招いている。

【０００８】また、内面に平滑処理が施されたステンレ
ス鋼材であっても、その構成元素であるＦｅ、Ｃｒ、Ｎ
ｉなどの金属イオンが超純水等の純水中で溶出すること
がある。この金属イオンの溶出を防止するために、以下
に示すようなさまざまな提案がなされてきた。

【０００９】その有力な対策は、ステンレス鋼の母材の
表面に酸化物等の皮膜を設けることである。

【００１０】特開平１−８７７６０号公報には、電解研
磨処理された母材の表面に膜厚７５オングストローム以
上の非晶質酸化皮膜を備える半導体製造装置用ステンレ
ス鋼材が提案されている。また、特開平１−１８０９４
６号公報には、特定の化学組成のフェライト系ステンレ
ス鋼管の内表面に、最大粗さ（Ｒｍａｘ）５μｍ以下の
不働態膜を備える超純水用配管材料が開示されている。

【００１１】さらに、特開平６−３３２６４号公報に
は、本発明者らのうちの一部の者によって、重量％で、
Ｔｉ：０．０２〜１．０％およびＡｌ：０．０２〜１．
０％のうちの少なくとも１種を含み、最大粗さ（Ｒｍａ
ｘ）が１μｍ以下に平滑化処理された母材の表面に、Ｔ
ｉ酸化物とＡｌ酸化物の少なくとも一方を主体とする酸
化物皮膜を備える高純度ガス用オーステナイト系ステン
レス鋼材が提案されている。また、特開平７−６２５２
０号公報には、Ｓｉを０．５〜５．０重量％含有する母
材の表面に、Ｓｉ酸化物を主体とする酸化物皮膜を備え
るクリーンルーム用オーステナイト系ステンレス鋼材が
提案されている。

【００１２】酸化物皮膜を備える鋼材としては、特開平
７−６００９９号公報に、１〜６重量％のＡｌを含有す
るステンレス鋼を母材とし、その母材の表面に膜厚１０
〜１５０オングストロームの緻密なＡｌ酸化物皮膜を備
える超真空用材料が提案されている。このほか、本発明
者らは、特定の化学組成の母材の表面にＡｌ系酸化物を
主体とする皮膜を生成させた耐酸化性に優れたオーステ
ナイト系ステンレス鋼を提案した（特開平６−２７１９
９２号公報）。

【００１３】上記のような対策が採られたステンレス鋼
材は、超純水の配管用、装置部材用、高純度ガス用、高
温用などの材料としては、ほぼ実用に耐えるものであっ
た。

【００１４】しかし、最近、半導体製造工程などにおけ
るシリコンウエハ等の基板の洗浄には、オゾンを含有す
る洗浄水が用いられるようになってきた。

【００１５】通常、半導体製造工程においては、シリコ
ンウエハ等の洗浄には、超純水または界面活性剤、酸、
アルカリ成分などを含有する超純水が用いられている。
しかし、このような洗浄水を用いる洗浄方法には、金属
成分は除去できても、有機物、なかでも薬品に対して比
較的安定な特性を持っている脂肪分が除去されにくいと
いう難点がある。また、洗浄水中の界面活性剤、酸およ
びアルカリ成分は、それ自体が不純物である。したがっ
て、シリコンウエハの表面に残留した洗浄水中の不純物
を除去するために、さらに高純度の超純水による”すす
ぎ”を行わなければならない。

【００１６】この”すすぎ”工程を省略するために、最
近、オゾン（Ｏ₃ ）を含有する超純水（オゾン含有超純
水）によってシリコンウエハを洗浄する方法が試みられ
ている。オゾンは、漂白剤、殺菌剤として使用されてい
ることからもわかるように、強い酸化力を持っているの
で、金属をイオン化し、有機物を分解する作用がある。
そのため、オゾン含有超純水で洗浄すると、付着してい
る金属はイオン化されて除去され、有機物は分解されて
除去される。さらにオゾンは、洗浄後自己分解するた
め、シリコンウエハ上に汚染物として残留することがな
い。したがって、オゾン含有超純水で洗浄した場合に
は、”すすぎ”工程を省略することができるという利点
がある。

【００１７】このようにオゾン含有超純水はシリコンウ
エハの洗浄に極めて有効である。しかし、オゾン含有超
純水による洗浄の場合には、オゾン含有超純水の供給な
どに用いられる配管や装置部材によって、オゾン含有超
純水が汚染されるという問題がある。このオゾン含有超
純水の汚染は、配管や装置部材として使用されるステン
レス鋼材がオゾン含有超純水によって腐食され、鋼材か
らＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉなどの金属イオンが溶出することに
起因している。

【００１８】オゾンを含まない通常の超純水用、高純度
ガス用に開発されている前述のステンレス鋼材は、超純
水への金属イオンの溶出または発塵の防止にはほぼ良好
な性能を持っている。しかし、オゾン含有水への適用を
考慮して開発されたものではないので、オゾン含有水用
の材料として用いた場合、どの鋼材についても、Ｆｅ、
Ｃｒ、Ｎｉなどの金属イオンの溶出が起こり、実用に耐
えるものではなかった。

【００１９】さらに、特開平１−８７７６０号公報、特
開平６−３３２６４号公報などに提案されている鋼材の
場合には、その製造過程で電解研磨法による研磨処理が
必要である。そのために、前述のように、研磨処理に起
因する生産性の低下および鋼材の製造コストの上昇とい
う問題を避けることができない。

【００２０】このような観点から、耐オゾン含有水性に
優れ、かつ安価に製造できるオゾン含有水用ステンレス
鋼材の開発の必要性が高まっている。このような鋼材
は、半導体製造以外の分野、例えば医薬品、医療などの
分野においても必要である。

【００２１】ステンレス鋼は、半導体製造プロセスなど
で使用される超純水の配管用および装置部材用の素材と
して必要な強度を持っており、加工性にも優れている。
しかし、上述のように、現状では、オゾンを含む水に対
する耐食性（耐オゾン含有水性）に劣るという欠点があ
る。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、オゾン含有
水用の部材として使用されても金属イオンの溶出を起こ
すことがなく、安価に製造することができる耐オゾン含
有水性に優れたステンレス鋼材とその製造方法を提供す
ることを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
（１）のオゾン含有水用ステンレス鋼材および下記
（２）のその製造方法にある。

【００２４】（１）下記の化学組成で構成される母材の
表面に、Ａｌ酸化物およびＳｉ酸化物のうちの少なくと
も一方を主体とする酸化物皮膜を備えているステンレス
鋼材。重量％で、Ｃｒ：１２〜３０％、Ｎｉ：０〜３５
％、Ａｌ＋Ｓｉ：１〜６％、Ｍｏ：０〜３％、Ｂ＋Ｌａ
＋Ｃｅ：０〜０．０１％、Ｃｕ：０．１％以下、Ｎｂ＋
Ｔｉ＋Ｚｒ：０．１％以下、Ｃ：０．０３％以下、Ｍ
ｎ：０．２％以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１
％以下、Ｎ：０．０５％以下、Ｏ：０．０１％以下、残
部：Ｆｅおよび不可避的不純物。

【００２５】すなわち、本発明のステンレス鋼材は、母
材がステンレス鋼であるとともに、ＡｌとＳｉを合わせ
て１〜６％含み、その他の合金元素ができるだけ低く制
限されている。さらに、母材の表面に、母材中のＡｌと
Ｓｉによって形成されたＡｌ酸化物とＳｉ酸化物のうち
の少なくとも一方を主体とする酸化物皮膜を備えること
を特徴としている。

【００２６】上記のステンレス鋼材のなかでも、母材の
Ｎｉ含有率が重量％で０〜５％のフェライト系ステンレ
ス鋼材、母材のＣｒ、ＮｉおよびＳｉ含有率が重量％で
Ｃｒ：１２〜２５％、Ｎｉ：１４〜３５％、Ｓｉ：０．
２％以下で、酸化物皮膜がＡｌ酸化物であるオーステナ
イト系ステンレス鋼材などが実用上もっとも好適であ
る。

【００２７】本発明のステンレス鋼材は上記の条件で十
分な性能を持っているが、さらに好ましい条件は、ＪＩ
Ｓ Ｂ ０６０１に規定されている表面の最大高さ（Ｒ
ｍａｘ、最大粗さと記す）が３μｍ未満、酸化物皮膜の
厚さが５ｎｍ以上５００ｎｍ以下および皮膜の酸化物が
Ａｌ酸化物、特にαＡｌ₂Ｏ₃であることである。

【００２８】（２）本発明のステンレス鋼材を製造する
場合、母材の表面への酸化物皮膜の形成は、つぎの(a)
〜(c)のいずれかの方法によればよい。

【００２９】(a) 母材を、酸素ガスおよび水蒸気を合わ
せたガスの分圧が１０^-11 ＭＰａ以上１０^-5ＭＰａ以下
の弱酸化性雰囲気下で、６００℃以上１２００℃以下に
加熱する。

【００３０】(b) 母材を、重量％で濃度５％以上５０％
以下の硝酸水溶液に浸漬する。

【００３１】(c) 母材を、ｐＨが１以下の溶液中で陽極
電解する。

【００３２】本発明のステンレス鋼材および本発明の製
造方法によって得られるステンレス鋼材は、オゾン含有
水中への母材の金属イオンの溶出を防止する効果が大き
いＡｌ酸化物とＳｉ酸化物の少なくとも一方を主体とす
る皮膜を備えている。本発明の酸化物皮膜が、特に耐オ
ゾン含有水性に有効なのは、これらの酸化物がオゾン含
有水の特徴である高い酸化還元電位においても安定であ
ることが挙げられる。さらに、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ
等必要な元素以外の合金元素が低く制限されているの
で、Ａｌ酸化物とＳｉ酸化物以外の金属イオンの溶出防
止効果をさげるような酸化物が形成されにくいことがあ
げられる。

【００３３】また、金属イオンの溶出防止以外の点で
も、腐食の起点および微粒子の発生等の原因になるＳ、
Ｃ、Ｍｎ、Ｎ、Ｐなどの元素が少ない。したがって、本
発明の鋼材は、耐食性に優れるほか、発塵も少ないとい
う特長を持っている。

【００３４】本発明者らは、さまざまな化学組成のステ
ンレス鋼を母材として、その表面に酸化物皮膜を形成さ
せた鋼材を作製し、それらの鋼材について、オゾンを含
む超純水中での金属イオンの溶出挙動を調査した。その
結果得られた下記の〜の知見を基に本発明を完成さ
せた。

【００３５】なお、上記調査においては、母材を酸化処
理する条件を変えて酸化させることにより、組成の異な
る酸化物皮膜を形成させた。

【００３６】 金属イオンの溶出の抑制に有効な酸化
物皮膜は、鋼中に含有されるＡｌまたはＳｉを優先的に
酸化させることによって形成されるＡｌ酸化物とＳｉ酸
化物のいずれかまたは両者で構成された皮膜である。こ
の酸化物皮膜は、オゾン含有水に対して化学的に安定で
あり、ほとんど反応しない。また、母材の合金元素がオ
ゾン含有水中へ溶出するのを防止する効果が特に顕著で
ある。そのために、鋼材がオゾン含有水に接しても、金
属イオンの溶出が起こりにくい。

【００３７】 鋼材からの金属イオンの溶出および微
粒子の発生（発塵）を抑制するためには、Ｃ、Ｓｉ、Ｍ
ｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｎ、Ｏ（酸素）などの少量含まれる
元素（以下、これらの元素をまとめて不純物元素と記
す）の含有率を低く制限する必要がある。上記の酸化物
皮膜と不純物元素の含有率の制限の組み合わせが、オゾ
ン含有水中における鋼材からの金属イオンの溶出および
発塵の防止に特に有効である。

【００３８】 上記およびは、フェライト系、オ
ーステナイト系等のいずれのステンレス鋼に対しても有
効である。

【００３９】 上記の酸化物皮膜は、所定の条件の
酸化性雰囲気下での加熱によって容易に形成させること
ができる。このほか、硝酸溶液への浸漬、陽極電解等の
処理によっても形成させることができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】

（Ａ）鋼材表面の酸化物皮膜 本発明のステンレス鋼材の特徴は、母材のステンレス鋼
の表面に、母材中に含有されているＡｌとＳｉの少なく
とも一方が酸化されて形成されたＡｌ酸化物とＳｉ酸化
物のいずれかまたは両者を主体とする酸化物皮膜［以
下、単に（Ａｌ、Ｓｉ）酸化物皮膜と記す］を備えてい
ることである。

【００４１】この酸化物皮膜は、おもにＳｉ酸化物とＡ
ｌ酸化物で構成されているのが望ましい。酸化物中のＳ
ｉ酸化物とＡｌ酸化物の割合が多いほど、耐オゾン含有
水性がよい。したがって、Ａｌ酸化物とＳｉ酸化物を合
わせた酸化物の割合は、（Ａｌ、Ｓｉ）酸化物中のＡｌ
とＳｉの合計が、酸化物皮膜中の全金属元素に対して６
０原子％以上に相当することが好ましい。さらに好まし
いのは８０原子％以上である。Ａｌ酸化物とＳｉ酸化物
以外の酸化物には、Ｃｒ酸化物、Ｆｅ酸化物などが挙げ
られる。ただし、上述のように、これらの酸化物はでき
るだけ少ない方がよい。

【００４２】Ａｌ酸化物とＳｉ酸化物は、いずれも鋼材
の耐オゾン含有水性を向上させるのに優れた効果を持っ
ている。ただし、両者を比較すると、Ａｌ酸化物の方が
その効果が大きい。したがって、酸化物皮膜中の酸化物
としては、Ｓｉ酸化物を含まないＡｌ酸化物主体の方が
より好ましい。Ａｌ酸化物、すなわちアルミナ（Ａｌ₂
Ｏ₃）には、α、θ、γおよびδ型があるが、そのなか
でも、特にα型（αＡｌ₂Ｏ₃）がもっとも好ましい。

【００４３】本発明のステンレス鋼材の表面粗さ、すな
わち酸化物皮膜の表面粗さは、最大粗さ（Ｒｍａｘ）で
３μｍ未満が望ましい。Ｒｍａｘが３μｍ以上の場合に
は、ステンレス鋼材の製造過程および鋼材を製品に加工
し使用するまでの間で、海塩粒子、塵などの異物が表面
に付着しやすいためである。鋼材の表面にこれらの異物
が付着すると、発塵の原因になるほか、鋼材の耐オゾン
含有水性を悪くする原因にもなる可能性がある。

【００４４】酸化物皮膜の厚さは、５〜５００ｎｍ程度
が望ましい。厚さが５ｎｍに満たない場合には、十分な
耐オゾン含有水性が得られない。また、厚さが５００ｎ
ｍを超えると皮膜が厚くなるとともに膜質が低下するた
め、十分な耐オゾン含有水性が得られない。酸化物皮膜
のさらに好ましい厚さは、１０〜３００ｎｍである。

【００４５】（Ｂ）母材の化学組成 本発明のステンレス鋼材の母材の化学組成はつぎのとお
りである。なお、各元素の含有率の％表示は、重量％を
意味する。

【００４６】Ｃｒ：Ｃｒは、母材にとって必要不可欠な
元素である。Ｃｒは鋼材が使用される環境下でのステン
レス鋼としての耐食性を確保するために必要である。さ
らに、Ｃｒを含有させることによって、純水等の中性の
水溶液中およびクリーンルームの雰囲気中での錆の発生
を防止することができる。このようなＣｒの効果を発揮
させるためには、１２％以上含有させる必要がある。

【００４７】一方、Ｃｒの含有率が３０％を超えると、
母材の熱間加工性が悪くなる。また、ステンレス鋼材を
溶接した際に、溶接部にシグマ相などのＣｒを含む金属
間化合物が析出しやすいため靭性が低下する。したがっ
て、Ｃｒの含有率は、１２〜３０％とした。好ましく
は、１８〜２５％である。

【００４８】なお、母材がＮｉを１４〜３５％含むオー
ステナイト系ステンレス鋼の場合には、熱間加工性と溶
接部の靱性の観点から、Ｃｒの含有率の上限は２５％と
するのが好ましい。

【００４９】Ｎｉ：Ｎｉは、母材の耐食性を向上させる
作用があり、また、安定なオーステナイト組織を得るの
にも有効な元素である。本発明のステンレス鋼材では、
必要に応じてＮｉを含有させる。

【００５０】母材は、フェライト系、２相系、オーステ
ナイト系のいずれでもよい。ただし、フェライト系およ
びオーステナイト系のような単一相の方が、２相系より
均一な酸化物皮膜を生成させやすいという特長がある。

【００５１】母材をフェライト系とする場合には、耐食
性を向上させるために、Ｎｉを０〜５％含有させるのが
よい。Ｎｉ含有率が５％を超えると母材は２相系になる
ので、酸化物皮膜を形成させる際に、処理条件の管理を
より正確に行う必要があるからである。

【００５２】母材をオーステナイト系とする場合には、
安定なオーステナイト組織を得るために、Ｎｉは１４％
以上含有させるのが好ましい。一方、３５％を超えて含
有させると、ＮｉとＡｌからなる金属間化合物が析出す
るため、母材の熱間加工性および靭性が低下する。した
がって、Ｎｉ含有率は１４〜３５％がよい。オーステナ
イト系の場合の好ましい含有率は１８〜２５％である。

【００５３】ＡｌおよびＳｉ：ＡｌとＳｉは、本発明の
ステンレス鋼材にとって、もっとも特徴的で重要な合金
元素である。すなわち、本発明のステンレス鋼材の特徴
は、母材のステンレス鋼の表面に、母材中に含有するＡ
ｌとＳｉの少なくとも一方が酸化されて形成された（Ｓ
ｉ、Ａｌ）酸化物皮膜を備えている。

【００５４】すでに述べたように、この酸化物皮膜は、
酸化物皮膜中の全金属元素に占めるＡｌとＳｉを合わせ
た割合が、６０原子％以上であることが望ましい。母材
のＡｌとＳｉの含有率の合計が１％未満の場合には、酸
化物中に占めるＡｌ酸化物とＳｉ酸化物の割合が少なす
ぎて、上記の条件を満足させることができない。そのた
めに、ステンレス鋼材に十分な耐オゾン含有水性を持た
せることができない。

【００５５】一方、ＡｌとＳｉの含有率の合計が６％を
超えると、母材の靱性が低下する傾向がある。また、オ
ーステナイト系の場合には、ＮｉとＡｌからなる金属間
化合物が析出するため、母材の熱間加工性と靭性が低下
する。

【００５６】したがって、ＳｉとＡｌの含有率の合計を
１〜６％とした。なお、耐オゾン含有水性を高めるとと
もに良好な熱間加工性と靭性を確保するために、Ａｌと
Ｓｉの含有率の合計を１〜４％とすることが好ましい。
さらに好ましくは、２〜４％である。

【００５７】なお、Ａｌ酸化物とＳｉ酸化物の皮膜を比
較した場合、Ａｌ酸化物の方がさらに耐オゾン含有水性
に優れている。したがって、酸化物皮膜としては、Ａｌ
酸化物の方がより好ましい。皮膜中にＳｉ酸化物を含め
ない場合には、Ｓｉ含有率は低い方がよい。この場合の
Ｓｉ含有率は０．２％以下とするのが好ましい。

【００５８】Ｍｏ：Ｍｏは必要に応じて添加する元素で
ある。Ｍｏは耐オゾン含有水性を高める作用を持ってい
るので、この効果をいっそう高める場合に添加する。Ｍ
ｏの効果を発揮させるためには、０．３％以上の含有さ
せるのが好ましい。しかし、含有率が３％を超えると、
ＭｏとＳｉとの金属間化合物が析出しやすくなるので、
母材の靭性が低下する。したがって、Ｍｏの含有率は０
〜３％とした。Ｍｏを添加する場合には、含有率を０．
０１〜３％とするのがよい。

【００５９】Ｂ、ＬａおよびＣｅ：Ｂ、ＬａおよびＣｅ
は、必要に応じて添加する元素である。これらの元素
は、母材の靱性や熱間加工性を向上させる作用をもって
いる。本発明のステンレス鋼材では、ＡｌおよびＳｉ含
有率が高めで、Ｎｉが高めな場合には、靱性や熱間加工
性をさらに向上させる方が熱間加工が容易な場合があ
る。このような場合には、Ｂ、ＬａおよびＣｅのうちの
少なくともひとつの元素を添加するのがよい。これらの
元素が添加されると、ＰやＳの結晶粒界への偏析および
結晶粒の粗大化が抑制されるので、靱性および熱間加工
性が改善される。

【００６０】これらの元素の効果を発揮させるために
は、Ｂ、ＬａおよびＣｅを合わせて０．００３％以上含
有させるのがよい。ただし、Ｂが過剰な場合はＣｒ炭化
物の析出が多くなるため、鋭敏化が進み母材の耐食性が
低下する。また、ＬａおよびＣｅが過剰な場合には、こ
れらの酸化物が増加するため熱間加工性が低下する。し
たがって、Ｂ、ＬａおよびＣｅの含有率の合計の上限は
０．０１％とするのがよい。

【００６１】上記の理由から、Ｂ、ＬａおよびＣｅの含
有率の合計は０〜０．０１％とした。添加する場合の好
ましい含有率は、０．００３〜０．０１％、さらに好ま
しくは０．００３〜０．００８％である。

【００６２】Ｃｕ：Ｃｕは、オゾン含有水中でＣｕイオ
ン溶出の一因となることがあるので、Ｃｕの含有率は低
く制限するのがよい。したがって、Ｃｕは０．１％以下
とするのがよい。

【００６３】Ｎｂ、ＴｉおよびＺｒ：Ｎｂ、Ｔｉおよび
Ｚｒはいずれも酸化されやすい元素である。そのため、
これらの元素が鋼中に存在すると、これらの元素の酸化
物が生成し、その酸化物が鋼材の酸化物皮膜中に混入す
る。すなわち、生成する酸化物皮膜中の全金属元素に占
めるＡｌとＳｉの割合が６０原子％を下回るようにな
る。その場合には、鋼材の耐オゾン含有水性が悪くな
る。特に、Ｎｂ、ＴｉおよびＺｒの含有率の合計が０．
１％を超える場合には、耐オゾン含有水性の低下が著し
い。

【００６４】したがって、Ｎｂ、ＴｉおよびＺｒの含有
率の合計を０．１％以下とした。好ましくは０．０５％
以下である。

【００６５】Ｃ：Ｃの含有率が高すぎる場合には、ステ
ンレス鋼材を溶接した際に、溶接部にＣｒ炭化物が生成
しやすいので、結晶粒界近傍のＣｒ含有率が低下する。
そのため、耐錆性および耐粒界腐食性が著しく低下す
る。また、酸化物皮膜を形成させるための処理の１つで
ある加熱処理の際に、炭化物を生成し、耐錆性および耐
粒界腐食性が著しく低下することがある。Ｃはできるだ
け少ない方がよいので、Ｃの含有率は０．０３％以下と
した。好ましくは０．０２％以下である。

【００６６】Ｍｎ：Ｍｎは、Ａｌ酸化物とＳｉ酸化物の
皮膜の生成を阻害し、耐オゾン含有水性を悪くする。ま
た、Ｍｎは、鋼材が溶接された際に、溶接部の表面に優
先的に濃化し、鋼材の耐錆性および耐孔食性を著しく悪
くする。したがって、Ｍｎ含有率は低い方がよい。ただ
し、Ｍｎはステンレス鋼の熱間加工性を向上させる作用
を持っているので、その効果を得る場合には少量添加し
てもよい。

【００６７】本発明のステンレス鋼材では、上記の点を
考慮して、Ｍｎの含有率を０．２％以下とした。好まし
くは、０．０５％以下である。

【００６８】Ｐ：Ｐは、鋼材の溶接性を悪くするので、
含有率は低い方がよい。特に、Ｐ含有率が０．０３％を
超えると、溶接性が著しく悪くなる。したがって、Ｐ含
有率を０．０３％以下とした。好ましくは、０．０２％
以下である。

【００６９】Ｓ：Ｓは硫化物を形成し、硫化物は鋼中の
非金属介在物となる。硫化物系の非金属介在物が酸化物
皮膜中に存在すると皮膜の欠陥となり、耐オゾン含有水
性を低下させる。また、この非金属介在物は、母材表面
の平滑度を低下させる一因になるとともに、鋼材の腐食
の起点にもなる。さらに、この非金属介在物は、鋼材が
半導体製造装置の配管などとして使用された際に微粒子
（塵）となり、シリコンウエハ等の基板を汚染させる原
因にもなる。このように、Ｓはできるだけ低い方がよい
ので、Ｓ含有率は０．０１％以下とした。好ましくは、
０．００５％以下、さらに好ましくは０．００２％以下
である。

【００７０】Ｎ：Ｎは、鋼中のＡｌ結合してＡｌ窒化物
を形成するほか、ＣとともにＣｒ、Ｔｉ、Ｎｂなどと結
合して炭窒化物を形成しやすい。これらの非金属介在物
は、硫化物系の非金属介在物と同様に、微粒子を発生さ
せる原因となる。また、Ａｌ酸化物皮膜の形成に必要な
Ａｌの量を減少させるので、耐オゾン含有水性の低下を
招く。このように、Ｎ含有率はできるだけ低い方がよい
ので、Ｎ含有率は０．０５％以下とした。好ましくは
０．０３％以下である。

【００７１】Ｏ（酸素）：Ｏは、鋼中ではおもに酸化物
系の非金属介在物として存在する。酸化物系の非金属介
在物は、前述の硫化物系の非金属介在物と同様に、酸化
物皮膜の欠陥となり、耐オゾン含有水性を低下させる。
また、この非金属介在物は、配管等として使用される際
の鋼材からの微粒子の発生（発塵）の原因にもなる。こ
のように、Ｏ含有率は低い方がよいので、０．０１％以
下とした。好ましくは、０．００２％以下である。

【００７２】（Ｃ）母材の研磨処理 鋼材の表面は、異物の付着を防止するために、できるだ
け平滑であることが好ましい。酸化物皮膜の厚さは前述
のように、５００ｎｍ以下程度で極めて薄いので、鋼材
の表面を平滑にするためには、酸化物皮膜を形成させる
前に、母材の表面を平滑にしておけばよい。

【００７３】したがって、酸化物皮膜を形成させる処理
を行う前に、母材の表面に研磨処理を施すのがよい。こ
の場合、前述のように、酸化物皮膜が形成された鋼材の
表面粗さがＲｍａｘで３μｍ未満が好ましいので、母材
の表面の最大粗さ（Ｒｍａｘ）も３μｍ未満にしておく
のがよい。

【００７４】この母材の研磨には、研磨後の表面粗さが
Ｒｍａｘで３μｍ未満程度でよいので、Ｒｍａｘで１μ
ｍ以下に仕上げる場合に用いられる電解研磨法を用いる
必要はない。ホーニング、ラッピングなどの機械研磨法
やバフ研磨法によって研磨することができる。

【００７５】（Ｄ）酸化物皮膜の形成方法 本発明のステンレス鋼材は、鋼中のＡｌ、Ｓｉを他の酸
化されやすい合金元素より優先的に酸化させることによ
って形成された（Ｓｉ、Ａｌ）酸化物皮膜を備えること
を特徴としている。鋼中の他の合金元素の酸化を抑制し
て、Ａｌ、Ｓｉを優先的に酸化させる本発明の製造方法
には、高温酸化法と湿式酸化法がある。

【００７６】以下に、この２つの酸化法について説明す
る。

【００７７】（高温酸化法）高温酸化法によって、鋼中
のＡｌとＳｉを優先的に酸化させるためには、酸素と水
蒸気を分圧の和で１０^-11 〜１０^-5ＭＰａ含有する不活
性ガス雰囲気、水素雰囲気または真空雰囲気等の弱酸化
性雰囲気中で、６００〜１２００℃に加熱するのがよ
い。酸素と水蒸気のいずれか一方のみを含む場合も、そ
の分圧は１０^-11 〜１０^-5ＭＰａでよい。

【００７８】高温酸化の条件を、酸素と水蒸気を分圧の
和で１０^-11 〜１０^-5ＭＰａ含有する不活性ガス、水素
または真空等の弱酸化性雰囲気とする理由はつぎのとお
りである。

【００７９】酸素と水蒸気の分圧の和が１０^-11 ＭＰａ
未満の場合には、ＡｌとＳｉが十分に酸化しないので、
耐オゾン含有水性を発揮させるのに必要な酸化物皮膜が
形成されない。一方、酸素と水蒸気の分圧の和が１０^-5
ＭＰａを超えると、Ｃｒ、ＦｅなどＡｌとＳｉ以外の元
素が酸化されやすくなる。そのために、酸化物皮膜中の
Ｃｒ酸化物、Ｆｅ酸化物等の割合が増加し、耐オゾン含
有水性が悪くなる。また、表面の平滑性も悪くなる傾向
があり、Ｒｍａｘで３μｍ未満の表面粗さが得られな
い。なお、酸素と水蒸気の分圧の和の好ましい範囲は１
０^-8 〜１０^-5ＭＰａである。

【００８０】加熱温度が６００℃未満の場合には、Ａｌ
とＳｉが十分に酸化されない。一方、加熱温度が１２０
０℃を超えると、ＣｒやＦｅなどのＡｌ、Ｓｉ以外の元
素も酸化されるので、酸化物皮膜中のＣｒ酸化物および
Ｆｅ酸化物の割合が増加する。さらに、表面の平滑性も
低下する。したがって、加熱温度が６００℃未満の場
合、１２００℃を超える場合のいずれにおいても、鋼材
に良好な耐オゾン含有水性を持たせることができる酸化
物皮膜を形成させることができない。なお、加熱温度は
８５０〜１１００℃の範囲とすることが好ましい。

【００８１】加熱時間は、５分〜２時間とすることが好
ましい。上記の条件で加熱を行った場合でも、加熱時間
が５分に満たない場合には、酸化物皮膜を十分に形成さ
せにくい。一方、加熱時間が２時間を超えると、生産性
の低下を招く。加熱時間は５分〜１時間とすることがよ
り好ましい。

【００８２】上記の高温酸化条件は、本発明で規定する
範囲の化学組成のステンレス鋼に対して、同じ条件で適
用することが可能である。

【００８３】（湿式酸化法）湿式酸化法には、浸漬法と
陽極電解法がある。

【００８４】浸漬法に用いる溶液としては、硝酸溶液が
適当である。この場合の溶液中の硝酸の濃度は、５〜５
０重量％とするのがよい。この濃度範囲の場合には、鋼
中のＡｌとＳｉを優先的に酸化させることができる。

【００８５】硝酸溶液の硝酸濃度が５重量％未満の場合
には、Ａｌ、Ｓｉ以外のＣｒ、Ｆｅなどの元素も酸化さ
れやすい。したがって、酸化物皮膜中のこれらの元素の
酸化物の割合が高くなる。一方、硝酸の濃度が５０重量
％を超えると、鋼材が硝酸によって腐食される。そのた
め、表面の平滑性が悪くなり、Ｒｍａｘで３μｍ以上に
なることがある。

【００８６】硝酸溶液の温度は２０〜９０℃、処理時間
は１０分〜５時間とすることが好ましい。硝酸溶液の温
度が２０℃未満の場合には、酸化物皮膜の形成速度が遅
く、酸化処理に長時間を要する。一方、溶液の温度が９
０℃を超えると、硝酸溶液から硝酸の蒸気が激しく放散
されるようになるので、硝酸溶液の硝酸濃度が低くな
る。さらに、作業環境が極めて悪くなる。なお、硝酸溶
液の温度は４０〜７０℃とすることがより好ましい。

【００８７】硝酸溶液への浸漬時間が１０分未満の場合
には、酸化物皮膜が十分に生成しない。一方、硝酸溶液
への浸漬時間が５時間を超える場合は、生産性の低下を
招く。なお、硝酸溶液への浸漬時間は３０分〜３時間と
することがより好ましい。

【００８８】陽極電解法の場合には、例えば濃度１０重
量％の硫酸水溶液のようなｐＨが１以下の酸性溶液中で
陽極電解するのがよい。

【００８９】陽極電解法に用いられる電解液のｐＨが１
を超える場合には、Ｃｒ、ＦｅなどＡｌおよびＳｉ以外
の元素も酸化されやすい。そのため、酸化物皮膜中のＣ
ｒ酸化物、Ｆｅ酸化物等の割合が高くなる。

【００９０】なお、陽極電解は電極の表面積が変化して
も溶解速度が一定となるように電位制御をすることが好
ましい。この電位制御は、例えば、基準電極として飽和
カロメル電極（ＳＣＥ）を用い、基準電極に対する電位
を制御することによって実施できる。この場合、電位は
０．２〜１．５Ｖ（vsＳＣＥ）、電解液の温度は２０〜
９０℃、処理時間は１０分〜５時間とすることが好まし
い。

【００９１】上記のようにｐＨが１以下の電解液であっ
ても、ＳＣＥに対する電位が０．２Ｖ未満の場合には、
鋼中のＳｉおよびＡｌの溶解速度が小さいため、十分な
酸化物皮膜が得られない場合がある。一方、ＳＣＥに対
する電位が１．５Ｖを超えると、酸化物皮膜が多孔質と
なる。また、酸化物皮膜中のＳｉ酸化物およびＡｌ酸化
物の割合が低くなる。なお、ＳＣＥに対する電位は０．
４〜１．０Ｖとすることがより好ましい。

【００９２】電解液の温度は２０〜９０℃が好ましい。
２０℃未満の場合には酸化物皮膜が十分に形成されな
い。一方、９０℃を超えると、電解液から硫酸等の溶媒
の蒸気が激しく放散するようになるので、電解液のｐＨ
が低下する。さらに、作業環境が極めて悪くなる。な
お、電解液の温度は４０〜７０℃とすることがより好ま
しい。

【００９３】陽極電解の処理時間は１０分〜５時間がよ
い。１０分未満の場合には、酸化物皮膜を十分に形成さ
せることができない。一方、５時間を超えると、生産性
の低下を招く。なお、陽極電解の処理時間は３０分〜３
時間とすることがより好ましい。

【００９４】

【実施例】フェライト系ステンレス鋼とオーステナイト
系ステンレス鋼をおもな母材とするステンレス鋼材につ
いて調査を行った。

【００９５】（実施例１）母材として、表１に示す化学
組成を備えたステンレス鋼ａ〜ｌそれぞれ５０ｋｇを真
空溶解炉を用いて溶解し、鋼塊に鋳造した。鋼ａ〜ｈは
本発明例であり、そのうち鋼ａ〜ｇはフェライト系、鋼
ｈは２相系である。また、鋼ｉ〜ｌは化学成分のいずれ
かが本発明で規定する含有率の範囲から外れた比較例で
あり、そのうち鋼ｉ〜ｋはフェライト系、鋼ｌはＪＩＳ
Ｇ ４３０３に規定されているオーステナイト系のＳ
ＵＳ３１６Ｌ相当材である。

【００９６】

【表１】

【００９７】つぎに、これらの鋼塊を熱間鍛造および熱
間圧延し、その後、冷間圧延を行って厚さ２ｍｍの板材
に加工した。さらに、この母材である板材に９６０℃で
１０分間保持した後水冷する溶体化熱処理を施した。

【００９８】これらの板材から、機械加工により幅５０
ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ１ｍｍの試験片を採取し、全
面にバフ研磨を施して、鏡面（Ｒｍａｘで０．３〜０．
５μｍ）に仕上げた。さらに、この試験片に高温酸化法
または湿式酸化法によって酸化処理を行い、母材である
板材の表面に酸化物皮膜を形成させた。高温酸化法の場
合の雰囲気条件を表２に示す。高温酸化法の加熱時間
は、いずれの場合も２時間とした。また、湿式酸化法の
場合の処理条件を表３に示す。なお、湿式酸化法につい
ては、酸溶液浸漬法および陽極電解法の２つの方法を試
験した。陽極電解法による酸化処理の場合には、電極の
表面積が変化しても溶解速度が一定となるように電位制
御を行った。すなわち、基準電極として飽和カロメル電
極（ＳＣＥ）を用いて、この電極に対する電位を制御し
て陽極電解した。湿式酸化法の場合、処理後の試験片を
超純水で洗浄し、その後９９．９９９体積％のアルゴン
ガスにより乾燥させた。

【００９９】

【表２】

【０１００】

【表３】

【０１０１】酸化処理後の試験片について、酸化物皮膜
中の酸化物の種類、酸化物皮膜中の全金属元素に占める
ＡｌおよびＳｉの割合と皮膜厚さおよび耐オゾン含有水
性を調査した。

【０１０２】酸化物の種類は、レーザーラマン分光法を
用いて、皮膜中に含まれる化合物のの結晶構造を調べる
ことによってＡｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂ 等の存在を判断する方
法で調査した。

【０１０３】酸化物皮膜中の全金属元素に占めるＡｌお
よびＳｉの割合と皮膜厚さは、２次イオン質量分析法に
よって、表面から深さ方向の各位置での元素分析を行う
方法によって調査した。スパッタリングには窒素ガスイ
オンを用いた。

【０１０４】耐オゾン含有水性はつぎの方法で調査し
た。まず、比抵抗１６ＭΩｃｍの超純水５０ｍｌに試験
片を浸漬した状態で、オゾン１１０ｇ／ｍ³ 含む８０℃
の酸素雰囲気中で１００時間保持した。この場合、超純
水は約７ｍｇ／ｌのオゾンを含むオゾン含有水になる。
つぎに、このオゾン含有水を誘導結合プラズマイオン質
量分析法により定量分析し、オゾン含有水中に溶出した
金属イオン量（Ｆｅイオン、Ｃｒイオン、Ｎｉイオン、
ＳｉイオンおよびＡｌイオンの総和）を求めた。この結
果を基に、試験片の端面を含む見かけ上の表面積当たり
の金属イオン溶出量に換算し、耐オゾン含有水性を評価
した。溶出量が０．５ｍｇ／ｍ² 未満の場合は良好、
０．５ｍｇ／ｍ² 以上２．０ｍｇ／ｍ² 未満の場合は普
通、２．０ｍｇ／ｍ² 以上の場合は不良とした。なお、
表２には、それぞれ、○、△、×で表示した。

【０１０５】表４に酸化処理条件、酸化物皮膜の性状お
よび耐オゾン含有水性の調査結果をまとめて表４に示
す。なお、表４における酸化処理条件Ａ〜Ｋは、表２に
示した高温酸化雰囲気条件（Ａ〜Ｆ）と表３に示した湿
式酸化法による処理条件（Ｇ〜Ｋ）を意味する。

【０１０６】

【表４】

【０１０７】本発明例の試験Ｎｏ．１〜３は鋼中のＳｉ
含有率が１％以上、試験Ｎｏ．４〜７は鋼中のＡｌ含有
率が１％以上で、いずれもＳｉとＡｌを合わせた含有率
が本発明で規定する１〜６％を満足している。さらに、
酸化物皮膜の形成条件も、本発明の製造方法で規定する
条件を満足している。したがって、酸化物皮膜中の酸化
物の種類がＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂Ｏ₃またはその両者となって
おり、その両者を合わせた割合が、皮膜中の全金属元素
に対して６２〜９２原子％と高かった。また、耐オゾン
含有水性にも優れていた。なお、酸化物皮膜の厚さ（酸
化物皮膜中の全金属元素の占めるＳｉおよびＡｌを合わ
せた割合が６０原子％以上の領域）は、本発明例の場合
は１６〜４３ｎｍの範囲であった。

【０１０８】試験Ｎｏ．６および試験Ｎｏ．８〜１０
は、酸化処理温度を６５０℃から１０８０℃の範囲で変
えた場合、試験Ｎｏ．１１および１２は、雰囲気を酸素
および水蒸気が存在するアルゴンまたは真空雰囲気とし
た場合である。いずれの試験においても、上述のよう
に、酸化物皮膜、耐オゾン含有水性ともに良好であっ
た。

【０１０９】試験Ｎｏ．１３は、鋼中のＮｉ含有率が
６．０３％とフェライト系よりやや高めの例である。ま
た、試験Ｎｏ．１４と１５は湿式法によって酸化物皮膜
を形成させた場合である。これらの場合には、酸化物皮
膜、耐オゾン含有水性ともに良好であった。

【０１１０】上記の本発明例に対して、比較例の試験Ｎ
ｏ．１８を除く１６〜２４については、いずれも、酸化
物皮膜中のＳｉとＡｌの割合が少なく、耐オゾン含有水
性に劣っていた。その原因は、試験Ｎｏ．１６、１７お
よび１９はＳｉとＡｌの含有率が低くすぎたためであ
り、試験Ｎｏ．２０〜２４は、酸化物皮膜の形成条件が
本発明で規定する条件を満足していないためである。試
験Ｎｏ．１８は、母材のＳｉとＡｌを合わせた含有率が
高すぎる例である。この場合には、母材の熱間加工性が
悪く、熱間加工の際に割れが発生したため、その後の試
験を行うことができなかった。

【０１１１】（実施例２）母材として、表５に示す化学
組成を備えたオーステナイト系のステンレス鋼ａ〜ｏ
を、真空溶解炉を用いてそれぞれ５０ｋｇを溶解し、鋼
塊に鋳造した。鋼ａ〜ｊは本発明例であり、いずれもオ
ーステナイト系ステンレス鋼である。また、鋼ｋ〜ｏは
いずれかの化学成分が本発明で規定する含有率の範囲か
ら外れた比較例であり、いずれもオーステナイト系ステ
ンレス鋼である。そのうち鋼ｏはＪＩＳ Ｇ ４３０３
に規定されているＳＵＳ３１６Ｌ相当材である。

【０１１２】

【表５】

【０１１３】上記の鋼塊を実施例１の場合と同じ方法で
板材に加工し、固溶化熱処理を施した。ただし、溶体化
熱処理温度は１１５０℃とした。

【０１１４】これらの板材から、機械加工により幅５０
ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ１ｍｍの試験片を採取し、全
面にバフ研磨を施して、鏡面（Ｒｍａｘで１．６μｍ）
に仕上げた。さらに、この試験片に高温酸化法または湿
式酸化法によって酸化処理を行い、母材である板材の表
面に酸化物皮膜を形成させた。高温酸化法の場合の雰囲
気条件は表２に、湿式酸化法の場合の処理条件は表３に
示した。それぞれの場合の酸化処理方法は、実施例１の
場合と同じである。

【０１１５】酸化処理後の試験片について、酸化物皮膜
中の酸化物の種類、酸化物皮膜中の全金属元素に占める
ＡｌおよびＳｉの割合と皮膜厚さおよび耐オゾン含有水
性を調査した。調査方法は、ほぼ実施例１の場合と同じ
である。実施例１の場合と相違する点は、耐オゾン含有
水性の試験条件のうち、超純水の比抵抗が１７ＭΩｃｍ
であること、試験片を超純水に浸漬した状態で保持する
条件がオゾンを１１０ｍｇ／ｍ³ 含む４０℃の酸素雰囲
気中で２４０時間であることの２点である。

【０１１６】表６に酸化処理条件、酸化物皮膜の性状お
よび耐オゾン含有水性の調査結果をまとめて示す。な
お、表６における酸化処理条件Ａ〜Ｋは、表２に示した
高温酸化雰囲気条件（Ａ〜Ｆ）と表３に示した湿式酸化
法による処理条件（Ｇ〜Ｋ）を意味する。

【０１１７】

【表６】

【０１１８】本発明例の試験Ｎｏ．１〜７および９は鋼
中のＡｌ含有率が１％以上、試験Ｎｏ．８および１０は
鋼中のＳｉ含有率が１％以上で、いずれもＳｉとＡｌを
合わせた含有率が本発明で規定する１〜６％を満足して
いる。さらに、酸化物皮膜の形成条件も、本発明の製造
方法で規定する条件を満足している。したがって、酸化
物皮膜中の酸化物の種類がＡｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂ またはそ
の両者となっており、その両者を合わせた割合が、皮膜
中の全金属元素に対して６８〜９３原子％と高かった。
また、耐オゾン含有水性にも優れていた。なお、酸化物
皮膜の厚さ（酸化物皮膜中の全金属元素に対するＳｉお
よびＡｌを合わせた割合が６０原子％以上の領域）は、
１５〜２６ｎｍであった。

【０１１９】試験Ｎｏ．１１〜１３は、酸化処理温度を
６５０℃から１０８０℃の範囲で変えた場合の高温酸化
法、試験Ｎｏ．１４および１５は硝酸浸漬法、試験Ｎ
ｏ．１６は陽極電解法によって酸化物皮膜を形成させた
場合である。いずれの試験においても、酸化処理条件が
本発明で規定する条件を満足しているので、酸化物皮膜
の酸化物の種類と厚さおよび耐オゾン含有水性が良好で
あった。

【０１２０】上記の本発明例に対して、比較例の試験Ｎ
ｏ．２１を除く１７〜２７については、いずれも、酸化
物皮膜中のＳｉとＡｌの割合が少なく、耐オゾン含有水
性に劣っていた。その原因は、試験Ｎｏ．１７〜２１は
母材のいずれかの化学成分が、本発明で規定する範囲を
外れているためである。また、試験Ｎｏ．２２〜２７
は、酸化物皮膜の形成条件が本発明で規定する条件を満
足していないためである。試験Ｎｏ．２１は、母材のＳ
ｉとＡｌを合わせた含有率が高すぎる例である。この場
合には、母材の熱間加工性が悪く、熱間加工の際に割れ
が発生したため、その後の試験を行うことができなかっ
た。

【０１２１】

【発明の効果】本発明のステンレス鋼材および本発明の
製造方法によって得られるステンレス鋼材は、耐オゾン
含有水性に優れているとともに、鋼材からの微粒子の発
生（初塵）が少ない。さらに、安いコストで製造するこ
とができる。したがって、本発明のステンレス鋼材は、
オゾンを含む超純水等が使用される半導体製造、医薬品
製造等の分野で使用される配管、装置用の部材として極
めて好適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 8/14 Ｃ２３Ｃ 8/14 10/50 10/50 22/62 22/62 30/00 30/00 Ｃ Ｃ２５Ｄ 11/34 ３０１ Ｃ２５Ｄ 11/34 ３０１ (72)発明者 松田 恭司 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住 友金属工業株式会社内 (72)発明者 樽谷 芳男 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住 友金属工業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記の化学組成で構成される母材の表面
   に、Ａｌ酸化物およびＳｉ酸化物のうちの少なくとも一
   方を主体とする酸化物皮膜を備えるオゾン含有水用ステ
   ンレス鋼材。重量％で、Ｃｒ：１２〜３０％、Ｎｉ：０
   〜３５％、Ａｌ＋Ｓｉ：１〜６％、Ｍｏ：０〜３％、Ｂ
   ＋Ｌａ＋Ｃｅ：０〜０．０１％、Ｃｕ：０．１％以下、
   Ｎｂ＋Ｔｉ＋Ｚｒ：０．１％以下、Ｃ：０．０３％以
   下、Ｍｎ：０．２％以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：
   ０．０１％以下、Ｎ：０．０５％以下、Ｏ：０．０１％
   以下、残部：Ｆｅおよび不可避的不純物。
2. 【請求項２】母材のＮｉ含有率が重量％で０〜５％であ
   る請求項１に記載のオゾン含有水用ステンレス鋼材。
3. 【請求項３】母材のＣｒ、ＮｉおよびＳｉ含有率が、重
   量％で、Ｃｒ：１２〜２５％、Ｎｉ：１４〜３５％、Ｓ
   ｉ：０．２％以下であり、酸化物皮膜がＡｌ酸化物であ
   る請求項１に記載のオゾン含有水用ステンレス鋼材。
4. 【請求項４】請求項１から３のいずれかに記載の化学組
   成で構成される母材を、酸素ガスおよび水蒸気を合わせ
   たガスの分圧が１０^-11 ＭＰａ以上１０^-5ＭＰａ以下の
   弱酸化性雰囲気下で、６００℃以上１２００℃以下に加
   熱することにより、母材の表面に、Ａｌ酸化物およびＳ
   ｉ酸化物のうちの少なくとも一方を主体とする酸化物皮
   膜を形成させるオゾン含有水用ステンレス鋼材の製造方
   法。
5. 【請求項５】請求項１から３のいずれかに記載の化学組
   成で構成される母材を、重量％で濃度５％以上５０％以
   下の硝酸水溶液に浸漬することにより、母材の表面にＡ
   ｌ酸化物およびＳｉ酸化物のうちの少なくとも一方を主
   体とする酸化物皮膜を形成させるオゾン含有水用ステン
   レス鋼材の製造方法。
6. 【請求項６】請求項１から３のいずれかに記載の化学組
   成で構成される母材を、ｐＨが１以下の溶液中で陽極電
   解することにより、母材の表面にＡｌ酸化物およびＳｉ
   酸化物のうちの少なくとも一方を主体とする酸化物皮膜
   を形成させるオゾン含有水用ステンレス鋼材の製造方
   法。