JPS59150067A - 耐食性に優れた極低温用ステンレス鋳鋼 - Google Patents
耐食性に優れた極低温用ステンレス鋳鋼Info
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- JPS59150067A JPS59150067A JP58023593A JP2359383A JPS59150067A JP S59150067 A JPS59150067 A JP S59150067A JP 58023593 A JP58023593 A JP 58023593A JP 2359383 A JP2359383 A JP 2359383A JP S59150067 A JPS59150067 A JP S59150067A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- 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
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はＬＮＧプラントのパルプ、ポンプ、コンプレッ
サー等のステンレス鋳鋼部品のように極低温での使用に
耐え、しかも海水等による孔食等の腐食に耐え得るステ
ンレス鋳鋼に関する。
サー等のステンレス鋳鋼部品のように極低温での使用に
耐え、しかも海水等による孔食等の腐食に耐え得るステ
ンレス鋳鋼に関する。
前述のようなＬＮＧプラント等のステンレス鋳鋼部品は
常温から０６Ｋまで、通常は一１６０℃程度の極低温に
さらされるため、極低温において安定な性状を有するこ
とが要求される。従来、極低温用ステンレス鋳鋼として
は主にＪＩＳＳ ＣＳ １３ （１８Ｃｒ −８Ｎｉ
）が用いられているが、この材料は極低温環境にさらさ
れると短時間にマルテンサイト変態による体積変化が生
じ製品が変形して流体がリークする危険性を秘めるもの
であった。そのため加工中に数置の深冷処理（−１９６
℃にて０．５〜１．５ ｈｒ浸漬する）を施す等の対策
が採られているが、いずれも根本的な解決とはなり得々
いものである。
常温から０６Ｋまで、通常は一１６０℃程度の極低温に
さらされるため、極低温において安定な性状を有するこ
とが要求される。従来、極低温用ステンレス鋳鋼として
は主にＪＩＳＳ ＣＳ １３ （１８Ｃｒ −８Ｎｉ
）が用いられているが、この材料は極低温環境にさらさ
れると短時間にマルテンサイト変態による体積変化が生
じ製品が変形して流体がリークする危険性を秘めるもの
であった。そのため加工中に数置の深冷処理（−１９６
℃にて０．５〜１．５ ｈｒ浸漬する）を施す等の対策
が採られているが、いずれも根本的な解決とはなり得々
いものである。
これら従来の低温用ステンレス鋳銅の問題点を解決する
ため、本発明者らの一部は、Ｃ； ０．０３〜０．１５
ｗｔ％ 、 Ｓｔ； ２．００ｗｔ％以下。
ため、本発明者らの一部は、Ｃ； ０．０３〜０．１５
ｗｔ％ 、 Ｓｔ； ２．００ｗｔ％以下。
Ｍｎ ； ２． ＯＯｗｔ％以下、 Ｃｒ ； １８．
０〜２６．Ｏｗｔ％。
０〜２６．Ｏｗｔ％。
Ｎｉ ； ５． ＯＯ〜１３．０ ｗｔ％を含有し残部
が鉄及び不可避不純物からなシ、且つ１０．０〜４０．
Ｏｖｏ１％のデルタフェライト量を含有する、常温以
下の環境で使用するための低温用ステンレス鋳鋼を提案
し、特許を受けている（特公昭５６−３９０２号、特許
第１０６１１３４号）。しかしながら、この発明のステ
ンレス鋳鋼は極低温において安定であってＬＮＧプラン
ト等において使用するのに好適であるが、耐食性、特に
耐候性及び耐孔食性に難があった。
が鉄及び不可避不純物からなシ、且つ１０．０〜４０．
Ｏｖｏ１％のデルタフェライト量を含有する、常温以
下の環境で使用するための低温用ステンレス鋳鋼を提案
し、特許を受けている（特公昭５６−３９０２号、特許
第１０６１１３４号）。しかしながら、この発明のステ
ンレス鋳鋼は極低温において安定であってＬＮＧプラン
ト等において使用するのに好適であるが、耐食性、特に
耐候性及び耐孔食性に難があった。
通常、ＬＮＧ液化及び受入設備は海１岸近くに建設され
、且つ大規模な建設工事のため、通常は２年以上の長期
間に亘って建設が行われる。
、且つ大規模な建設工事のため、通常は２年以上の長期
間に亘って建設が行われる。
従って、パルプ、ポンプ、コンプレッサー等のステンレ
ス鋳鋼部品は建設現場に長期間放置され、□雨水、海水
の飛沫等によシ、サビ、孔食、応力腐食割れ等の腐食が
大きな問題となる。これら鋳鋼部品はその形状が複雑で
あシ、防食することは容易ではなく、ステンレス鋳鋼部
品（ｒ）材料自体に耐食性、特に耐候性、耐孔食性を有
することが望まれる。
ス鋳鋼部品は建設現場に長期間放置され、□雨水、海水
の飛沫等によシ、サビ、孔食、応力腐食割れ等の腐食が
大きな問題となる。これら鋳鋼部品はその形状が複雑で
あシ、防食することは容易ではなく、ステンレス鋳鋼部
品（ｒ）材料自体に耐食性、特に耐候性、耐孔食性を有
することが望まれる。
一方、耐食性に優れたステンレス鋳鋼としてはＳＵＳ
３１６ ｔｙｐｅ 、すなわち１８ Ｃｒ −１０Ｎｉ
−２Ｍｏがあるが、この鋳鋼は耐食性、特に耐孔食性
は優れるが、極低温での安定性に難があるものである。
３１６ ｔｙｐｅ 、すなわち１８ Ｃｒ −１０Ｎｉ
−２Ｍｏがあるが、この鋳鋼は耐食性、特に耐孔食性
は優れるが、極低温での安定性に難があるものである。
また２５Ｃｒ−５Ｎｉ−Ｍｏ（ＳＵＳ３２９Ｊｌ）のよ
うにフェライト相を約６０％晶出させて耐食性（耐孔食
性も含む）を向上させたものもあるが、この鋳鋼ではフ
ェライト相が多すぎて鋳造性に難があり、いずれもＬＮ
Ｇゾラント等の鋳鋼部品として満足し得るものではない
。
うにフェライト相を約６０％晶出させて耐食性（耐孔食
性も含む）を向上させたものもあるが、この鋳鋼ではフ
ェライト相が多すぎて鋳造性に難があり、いずれもＬＮ
Ｇゾラント等の鋳鋼部品として満足し得るものではない
。
本発明はＬＮＧプラント等に使用する＠鋼部品として要
求される極低温での安定性とともに海岸近くで長期に亘
シ放置されることによるも耐食性、特に耐孔食性に優れ
たステンレス鋳銅を提供することを目的とする。
求される極低温での安定性とともに海岸近くで長期に亘
シ放置されることによるも耐食性、特に耐孔食性に優れ
たステンレス鋳銅を提供することを目的とする。
本発明のステンレス鋳鋼は、Ｃ；０．０８ｗｔ％以下、
Ｓｉ ； ２．０ｗｔ％以下、 Ｍｎ ； ２． Ｏ
ｗｔ％以下。
Ｓｉ ； ２．０ｗｔ％以下、 Ｍｎ ； ２． Ｏ
ｗｔ％以下。
Ｃｒ ； １８．０〜２６．０ｖｒｔ％ 、 Ｎｉ ；
５．０〜１６．０ｗｔ％。
５．０〜１６．０ｗｔ％。
Ｍｏ ； ０．５ 〜５．０ ｗｔチ を含有し、残部
が鉄及び不可避不純物からなシ、且つ１０〜４０ ｖｏ
１％のチルタフニライト析を含有し、これにより上記目
的を達成するものである。
が鉄及び不可避不純物からなシ、且つ１０〜４０ ｖｏ
１％のチルタフニライト析を含有し、これにより上記目
的を達成するものである。
このように本発明は各添加元素を所定含量範囲となすと
ともに鋳造組織中に１０〜４０ｖｏ１％のデルタフェラ
イト相を晶出させることに特徴を有するものである。
ともに鋳造組織中に１０〜４０ｖｏ１％のデルタフェラ
イト相を晶出させることに特徴を有するものである。
以下に本発明の各成分元素の限定理由を説明する。
１） Ｃ・・・Ｃは強度および耐食性に影響をおヨホ
し、Ｏ，０１％を越えると耐食性を低下せしめるので不
適幽である。
し、Ｏ，０１％を越えると耐食性を低下せしめるので不
適幽である。
２） Ｓｔ・・・Ｓｔはフェライト生成および脱酸素
元素として必要であるが２．０％を越えると脆化を促進
し、又溶接性を低下せしめるので不適である。
元素として必要であるが２．０％を越えると脆化を促進
し、又溶接性を低下せしめるので不適である。
３） Ｍｎ・・・Ｍｎはオーステナイト生成元素とし
てＮｉと同様に必要であるが、２．０％を越えると耐酸
化性、耐衝撃性及び鋳造性が低下するため、２．０％以
下にする必要がある。
てＮｉと同様に必要であるが、２．０％を越えると耐酸
化性、耐衝撃性及び鋳造性が低下するため、２．０％以
下にする必要がある。
４） Ｃｒ・・・Ｃｒはフェライト生成元素であるが
高クロムを含むデルタフェライト相は溶接時又は熱処理
時に約４００℃以上で長時間加熱されると４７５℃脆化
およびシダマ相脆化を起こすのでクロム濃度は２６．０
％以下とし、一方クロム量が１８０％以下になると鋳造
時の冷却過程でマルテンサイト相を生成させるため打着
しくない。従ってクロム量は１８．０〜２６．０％とす
る必要がある。
高クロムを含むデルタフェライト相は溶接時又は熱処理
時に約４００℃以上で長時間加熱されると４７５℃脆化
およびシダマ相脆化を起こすのでクロム濃度は２６．０
％以下とし、一方クロム量が１８０％以下になると鋳造
時の冷却過程でマルテンサイト相を生成させるため打着
しくない。従ってクロム量は１８．０〜２６．０％とす
る必要がある。
５） Ｎｉ・・・Ｎｉはチルタフエライト量との関係
か太き（、Ｎｉ ｆｚ（が余シ多過ぎるとフェライト童
か不足し、かつ不経済とカる。逆に少な過きるとγ−α
′変態を起こす。従ってＮｉ 量は５０〜１６．０係と
する必要がある。
か太き（、Ｎｉ ｆｚ（が余シ多過ぎるとフェライト童
か不足し、かつ不経済とカる。逆に少な過きるとγ−α
′変態を起こす。従ってＮｉ 量は５０〜１６．０係と
する必要がある。
６） Ｍｏ・・・Ｍｏは耐食性特に孔食性に影臀かあ
りステンレス鋳鋼は０．５係からその効果がみられる。
りステンレス鋳鋼は０．５係からその効果がみられる。
壕だ、５％ｏｖｅｒになると組祇安定の為に、Ｎｉが多
量に必傑となり不経済になる。
量に必傑となり不経済になる。
上記のような各成分組成範囲において、鋳造組織中のデ
ルタフェライト量が１０〜４０ ｖｏ１％となるように
各成分を調整する。デルタフェライト量が１０ ｖｏ１
％未満では鋳造品にブローホール、シュリンケージ等の
鋳造欠陥が多く、また内直にクラックが生じ、デルタフ
ェライト量が４０ ｖｏｌ袈を越えても同様に鋳造欠陥
が多く、またクラックが生ずる。
ルタフェライト量が１０〜４０ ｖｏ１％となるように
各成分を調整する。デルタフェライト量が１０ ｖｏ１
％未満では鋳造品にブローホール、シュリンケージ等の
鋳造欠陥が多く、また内直にクラックが生じ、デルタフ
ェライト量が４０ ｖｏｌ袈を越えても同様に鋳造欠陥
が多く、またクラックが生ずる。
鋳造組織中に１０〜４０ ｖｏ１％のフェライト相を晶
出させることによシ、オーステナイト中のＮ１ 量は合
金中の平均１ｔ−１，ｚの１．２〜１，３倍となる。例
えば合金中の平均Ｎ１１（が８．０多の場合、オーステ
ナイト相中のＮｉ濃ｕは１０，０係となる。従って低い
Ｎｉ 量の添加でγ−α′変態を抑制することができ、
その結果として変形を阻止でき、加えて鋳造性も極めて
良好となる。
出させることによシ、オーステナイト中のＮ１ 量は合
金中の平均１ｔ−１，ｚの１．２〜１，３倍となる。例
えば合金中の平均Ｎ１１（が８．０多の場合、オーステ
ナイト相中のＮｉ濃ｕは１０，０係となる。従って低い
Ｎｉ 量の添加でγ−α′変態を抑制することができ、
その結果として変形を阻止でき、加えて鋳造性も極めて
良好となる。
また１０〜４０ ｖｏ１％のフェライト相の晶出によジ
オ−ステナイト結晶粒が微細化され、さらにγ−α′の
変態を阻止することになシ、シかもフェライト量を多量
に晶出させても、Ｎｉが固溶しているため低温脆性は起
らない。
オ−ステナイト結晶粒が微細化され、さらにγ−α′の
変態を阻止することになシ、シかもフェライト量を多量
に晶出させても、Ｎｉが固溶しているため低温脆性は起
らない。
なおデルタフェライト量をこのような範囲とすることは
当業者であればシエフラー型状態図を勘案して各成分範
囲内でそれら成分を適宜組合せることによシ容易に達成
できるものである。
当業者であればシエフラー型状態図を勘案して各成分範
囲内でそれら成分を適宜組合せることによシ容易に達成
できるものである。
すなわち、実際のステンレス鋳造合金の分析結果並びに
多くの笑験から合金組成比とフェライト量の関係は第１
図のように示され（図中の斜線部が本発明範囲内）、こ
の第１図（シエフラー型状態図）に基づいて各合金成分
の組成からＣｒ当量およびＮ１当量を求め鋳造後のフェ
ライト量を知ることかできる。なお、Ｃｒ当量およびＮ
ｔ当量は次式で示される。
多くの笑験から合金組成比とフェライト量の関係は第１
図のように示され（図中の斜線部が本発明範囲内）、こ
の第１図（シエフラー型状態図）に基づいて各合金成分
の組成からＣｒ当量およびＮ１当量を求め鋳造後のフェ
ライト量を知ることかできる。なお、Ｃｒ当量およびＮ
ｔ当量は次式で示される。
Ｃｒ、 ｅｑ、＝ Ｃｒ＋１．５３ｉ＝１８〜２９Ｎｉ
、 ｅｑ、＝ＮＬ ＋３０ Ｃ＋ ０．５ Ｍｎ 〒
、５．０〜１９．４このことは溶解時に予め第１図に従
って１００〜４０． Ｏｖｏ１％のフェライト魅となる
ように合金組成を調合することにより Ｐｊｉ定のフェ
ライト量とすることができることを意味する。
、 ｅｑ、＝ＮＬ ＋３０ Ｃ＋ ０．５ Ｍｎ 〒
、５．０〜１９．４このことは溶解時に予め第１図に従
って１００〜４０． Ｏｖｏ１％のフェライト魅となる
ように合金組成を調合することにより Ｐｊｉ定のフェ
ライト量とすることができることを意味する。
例えば第４図のＡ点（２５ｖｏ１％フェライト）を目標
とする場合、目標の合金組成例はそれぞれの当量値（Ｃ
ｒ、 ｅｑ、＝２２．８ 、 Ｎｉ、 ｅｑ、 〜１０
．０ ）から次のように求められる。
とする場合、目標の合金組成例はそれぞれの当量値（Ｃ
ｒ、 ｅｑ、＝２２．８ 、 Ｎｉ、 ｅｑ、 〜１０
．０ ）から次のように求められる。
ＣＯ，０７ｗｔ％
Ｓｔ １．００ｗｔ％
Ｍｎ １．００ ｗｔ ％
Ｎｉ ７．５ Ｏｗｔチ
Ｃｒ ２１．３０ｗｔ％
なおまた鋳造後、フェライト州の安定化のため１０００
〜１２００℃で１ ｈｒ以上の固溶化処理を行なうこと
が望ましい。
〜１２００℃で１ ｈｒ以上の固溶化処理を行なうこと
が望ましい。
本発明ではＭｏ含量を０．５〜５． Ｏｗｔ％の範囲に
調整することによシ耐食性、特に耐孔食性を向上させる
ことができる。ここで、ＪＩＳＨ８６１７のＣａｓ ｓ
試験にのっとって２１ Ｃｒ −９Ｎｉ−Ｍｏ系におけ
る塩水噴霧試験の孔食発生に及ぼすＭｏ含量の影響を調
べた。
調整することによシ耐食性、特に耐孔食性を向上させる
ことができる。ここで、ＪＩＳＨ８６１７のＣａｓ ｓ
試験にのっとって２１ Ｃｒ −９Ｎｉ−Ｍｏ系におけ
る塩水噴霧試験の孔食発生に及ぼすＭｏ含量の影響を調
べた。
試験条件は次の通シとした。
溶液 ： ５チＮａＣ１
０，２６ｔ ＣｕＣ１，・２Ｈ２０／７ｐＨ＝ ３．１
〜３．２ （ＣＨｓＣＯＯＨにて）温度：５０℃ 期間 ：４８ｈｒ その結果を第２図に示す。この第２図より明らか々よう
に、ＭＯ無金含有ものに比べてＭｏ ｆＯ，５ｗｔ％〜
５． Ｏｗｔ％含有させた場合には孔食発生数が著しく
低減することがわかる。
〜３．２ （ＣＨｓＣＯＯＨにて）温度：５０℃ 期間 ：４８ｈｒ その結果を第２図に示す。この第２図より明らか々よう
に、ＭＯ無金含有ものに比べてＭｏ ｆＯ，５ｗｔ％〜
５． Ｏｗｔ％含有させた場合には孔食発生数が著しく
低減することがわかる。
以上のような本発明によれば、深冷処理を施さなくとも
極低温において安定であシ、シかも耐食性、特に耐孔食
性に優れたステンレス鋳鋼が得られ、ＬＮＧプラント等
の建設時において海岸近くに長期間放置されてもその間
に孔食等の腐食が防止されて安全性が守られ、従ってゾ
ジント運転中における極低温でも安全性が確保され、Ｌ
ＮＧプラント等のノ々ルブ、ポンプ、コンプレッサー、
容器、配管等の鋳鋼部品として使用するに極めて望まし
いものである。
極低温において安定であシ、シかも耐食性、特に耐孔食
性に優れたステンレス鋳鋼が得られ、ＬＮＧプラント等
の建設時において海岸近くに長期間放置されてもその間
に孔食等の腐食が防止されて安全性が守られ、従ってゾ
ジント運転中における極低温でも安全性が確保され、Ｌ
ＮＧプラント等のノ々ルブ、ポンプ、コンプレッサー、
容器、配管等の鋳鋼部品として使用するに極めて望まし
いものである。
第１図は本発明におけるフェライト量の関係を示すシエ
フラー型状態図である。第２図は本発明実力゛出側にお
けるＭｏ含量と孔食発生数との関係図である。 特許出願人 日揮株式会社 弔１図 Ｃｒ ｅｑ ＝ Ｃｒ＋ １．５ｓｉ 痢２図 ０ ０．５ ＋、０ ２．０ ３．０ ４．
０ ５．ＯＭｏ念角童（Ｗ↑％）
フラー型状態図である。第２図は本発明実力゛出側にお
けるＭｏ含量と孔食発生数との関係図である。 特許出願人 日揮株式会社 弔１図 Ｃｒ ｅｑ ＝ Ｃｒ＋ １．５ｓｉ 痢２図 ０ ０．５ ＋、０ ２．０ ３．０ ４．
０ ５．ＯＭｏ念角童（Ｗ↑％）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 Ｃ； ０．０８ｖｒｔ％以下、 ８１ ； ２
．Ｏｗｔ％以下。 Ｍｎ ； ２．Ｏｗｔ％以下、 Ｃｒ； １８．０〜２
６．０．ｗｔ％。 Ｎｉ； ５．０〜１６．Ｏｗｔ％、 Ｍｏ ； ０．５
〜５． Ｏｗｔ％を含有し、残部が鉄及−び不可避不純
物からなシ、且つ１０〜４０ ｖｏ１％のテルタ、フェ
ライト量を含有する耐食性に優れた極低温用ステンレス
鋳鋼。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58023593A JPS59150067A (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | 耐食性に優れた極低温用ステンレス鋳鋼 |
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