JPS5915976B2 - 耐酸化性の優れたフエライト系ステンレス鋼 - Google Patents
耐酸化性の優れたフエライト系ステンレス鋼Info
- Publication number
- JPS5915976B2 JPS5915976B2 JP10742975A JP10742975A JPS5915976B2 JP S5915976 B2 JPS5915976 B2 JP S5915976B2 JP 10742975 A JP10742975 A JP 10742975A JP 10742975 A JP10742975 A JP 10742975A JP S5915976 B2 JPS5915976 B2 JP S5915976B2
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- ferritic stainless
- stainless steel
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、耐酸化性の優れたフェライト系ステンレス鋼
、特にＦｅ−Ｃｒ系合金鋼に関する。
、特にＦｅ−Ｃｒ系合金鋼に関する。
従来、Ｆｅ−Ｃｒ系合金鋼は、耐熱鋼のうちの主要成分
系鋼として広（用いられており、例えば、ＪＩＳ規格の
ＳＵＳ４１０鋼、ＳＵＳ４３０鋼、あるいは、ＡＳＴＭ
規格の４０９鋼などがそれである。しかしながら、これ
らの規格を満足する成分組成の鋼でも、耐熱性ないしは
耐酸化性は不安定ｆあり、同じ組成範囲の鋼であっても
、その特性にかなりの異同が認められる。本発明者らは
、これらの点に鑑み、従来の鋼に比べ、安定して優れた
耐酸化性を有する鋼を開発したものである。本発明に係
る鋼の特徴を概説すれば、Ｆｅ−Ｃｒ系合金鋼に含有さ
れるＭｎ、Ｎｉ及び特にＣの量を比較的少量にとどめ、
５ｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｙなどの元素を
添加し、しかも、成分相互間に一定の関係をもたせたと
ころにあり、更にその特徴を詳述すればＣＯ．Ｏ２％以
下，ＳｉＯ．ｌ〜３．０％．Ｍｎｌ．６％以下、ＮｉＯ
．Ｏ５〜０．４０％、Ｃｒ９．Ｏ〜２５．０％を含有し
，これにさらにＴｉ，Ｎｂ，Ｚｒの１種１たは２種以上
を０．００３〜１．５％と、Ｌａ，Ｃｅ，Ｙの１種また
は２種以上を０．００５〜１．０係のいずれか一方また
は両方を添加し，残部が実質的にＦｅよりなる鋼であっ
て、しかも，各成分組成が重量％で次の関係式（１）を
満足するものである。ｕ ＜ ０、７Ｘｖ十ｗ ・・
・・・・・・・・・・ Ｃｌ）ここでｕ＝Ｎｉ＋Ｍｎ＋
３０Ｘｃ−０．４ ｖ＝Ｃｒ＋２．５Ｓｉ＋３Ｘ（Ｔｉ十Ｚｒ十Ｎｂ）＋３
０Ｘ（ Ｌａ＋Ｃｅ十Ｙ ）−１１ｗ＝−０．０１４Ｘ
（Ｔ−８５０） ０．８Ｔ：鋼材の使用温度（℃）た
だし、上式において，含有されない元素のところは零と
する。
系鋼として広（用いられており、例えば、ＪＩＳ規格の
ＳＵＳ４１０鋼、ＳＵＳ４３０鋼、あるいは、ＡＳＴＭ
規格の４０９鋼などがそれである。しかしながら、これ
らの規格を満足する成分組成の鋼でも、耐熱性ないしは
耐酸化性は不安定ｆあり、同じ組成範囲の鋼であっても
、その特性にかなりの異同が認められる。本発明者らは
、これらの点に鑑み、従来の鋼に比べ、安定して優れた
耐酸化性を有する鋼を開発したものである。本発明に係
る鋼の特徴を概説すれば、Ｆｅ−Ｃｒ系合金鋼に含有さ
れるＭｎ、Ｎｉ及び特にＣの量を比較的少量にとどめ、
５ｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｙなどの元素を
添加し、しかも、成分相互間に一定の関係をもたせたと
ころにあり、更にその特徴を詳述すればＣＯ．Ｏ２％以
下，ＳｉＯ．ｌ〜３．０％．Ｍｎｌ．６％以下、ＮｉＯ
．Ｏ５〜０．４０％、Ｃｒ９．Ｏ〜２５．０％を含有し
，これにさらにＴｉ，Ｎｂ，Ｚｒの１種１たは２種以上
を０．００３〜１．５％と、Ｌａ，Ｃｅ，Ｙの１種また
は２種以上を０．００５〜１．０係のいずれか一方また
は両方を添加し，残部が実質的にＦｅよりなる鋼であっ
て、しかも，各成分組成が重量％で次の関係式（１）を
満足するものである。ｕ ＜ ０、７Ｘｖ十ｗ ・・
・・・・・・・・・・ Ｃｌ）ここでｕ＝Ｎｉ＋Ｍｎ＋
３０Ｘｃ−０．４ ｖ＝Ｃｒ＋２．５Ｓｉ＋３Ｘ（Ｔｉ十Ｚｒ十Ｎｂ）＋３
０Ｘ（ Ｌａ＋Ｃｅ十Ｙ ）−１１ｗ＝−０．０１４Ｘ
（Ｔ−８５０） ０．８Ｔ：鋼材の使用温度（℃）た
だし、上式において，含有されない元素のところは零と
する。
本発明に係る鋼において，上記のように成分を限定した
理由について説明する。
理由について説明する。
まず．Ｃｒは本発明鋼の主要な合金元素”Ｑり，耐酸化
性を満足させるとともに，フエライト相を維持するため
９係以上を含有させることが必要であるが，２５％を超
えると靭性が劣化するので好ましくない。Ｃは多量に含
有すると．冷間加工性，耐食性が低下するので高度の加
工性，耐食性，耐酸化性が要求される用途に供するもの
は低《おさえる必要があり，これらの要求を満すには許
容上限値を０．０２％としなければならない。Ｓｉは耐
酸化性の向上に有効な元素であるが，０．１％未満の含
有ではその効果が十分でな《、３．０係を超えると冷間
加工性を劣化させるので０．１〜３．０係とした。
性を満足させるとともに，フエライト相を維持するため
９係以上を含有させることが必要であるが，２５％を超
えると靭性が劣化するので好ましくない。Ｃは多量に含
有すると．冷間加工性，耐食性が低下するので高度の加
工性，耐食性，耐酸化性が要求される用途に供するもの
は低《おさえる必要があり，これらの要求を満すには許
容上限値を０．０２％としなければならない。Ｓｉは耐
酸化性の向上に有効な元素であるが，０．１％未満の含
有ではその効果が十分でな《、３．０係を超えると冷間
加工性を劣化させるので０．１〜３．０係とした。
Ｍｎは１．６％超えて含有させると鋼が硬化し，冷間加
工などが困難となる。
工などが困難となる。
Ｎｉはフエライト系ステンレス鋼において靭性を得るの
に有効な元素で０．０５〜０．４０％必要である。
に有効な元素で０．０５〜０．４０％必要である。
特に、鋼材が加熱と冷却を繰返す環境で使用される場合
には，母材部及び溶接部の靭性が極めて重要でありＨＮ
ｉはこのような場合の靭性確保に有効である。しかしそ
の含有量が０．０５％未満であれば十分な靭性は得られ
ず．０．４０％を超えると却って靭性は低下する。また
，Ｎｉ量が多量になると、前記（１）式からわかるよう
にＣｒなどのフエライト形成元素を増量する必要が生ず
る。なおＮｉの含有量と靭性との関係を調査した結果を
示せば第３図の如《である。この調査に供した試験片は
、仕上焼鈍（８５０℃×５分→ＡＣ）した厚さ３．２朋
の鋼板の一部を切取り、切削加工したものである。試験
片のサイズは、ｌ／４サイズで厚さ２．５ｍｖｎ，幅Ｉ
ＱｍｍＳ長さ５５朋である。Ｔｉ，Ｎｂ，Ｚｒの１種ま
たは２種以上を鋼へ添加すると、耐酸化性の向上に有効
であるが、その添加総量が０．００３％未満では十分効
果を発揮することができず，一方１．５％を超えると靭
性が低下するので０．００３〜１．５％に限定した。Ｌ
ａ，Ｃｅ，Ｙの１種または２種以上を添加することも耐
酸化性を向上させる。その添加総量を０．００５〜１．
０係とした理由は，０．００５係未満であると耐酸化性
向上の効果が十分発揮されず，一方１％を超えて添加す
ると熱間加工性の劣化やコストの上昇など好ましくない
傾向をもたらすからである。つぎに，本発明忙係る鋼の
成分元素間における前記ｌ）式の関係について説明する
。
には，母材部及び溶接部の靭性が極めて重要でありＨＮ
ｉはこのような場合の靭性確保に有効である。しかしそ
の含有量が０．０５％未満であれば十分な靭性は得られ
ず．０．４０％を超えると却って靭性は低下する。また
，Ｎｉ量が多量になると、前記（１）式からわかるよう
にＣｒなどのフエライト形成元素を増量する必要が生ず
る。なおＮｉの含有量と靭性との関係を調査した結果を
示せば第３図の如《である。この調査に供した試験片は
、仕上焼鈍（８５０℃×５分→ＡＣ）した厚さ３．２朋
の鋼板の一部を切取り、切削加工したものである。試験
片のサイズは、ｌ／４サイズで厚さ２．５ｍｖｎ，幅Ｉ
ＱｍｍＳ長さ５５朋である。Ｔｉ，Ｎｂ，Ｚｒの１種ま
たは２種以上を鋼へ添加すると、耐酸化性の向上に有効
であるが、その添加総量が０．００３％未満では十分効
果を発揮することができず，一方１．５％を超えると靭
性が低下するので０．００３〜１．５％に限定した。Ｌ
ａ，Ｃｅ，Ｙの１種または２種以上を添加することも耐
酸化性を向上させる。その添加総量を０．００５〜１．
０係とした理由は，０．００５係未満であると耐酸化性
向上の効果が十分発揮されず，一方１％を超えて添加す
ると熱間加工性の劣化やコストの上昇など好ましくない
傾向をもたらすからである。つぎに，本発明忙係る鋼の
成分元素間における前記ｌ）式の関係について説明する
。
第１表は，フエライト系ステンレス鋼の各鋼種につき，
酸化増量を測定することによって耐酸化性を調査した結
果を示したものである。この調査に用いられた試験片は
，厚さ１間，幅２Ｑｍｍ長さ２５ＩＩ１１Ｉｔの鋼板片
を提供材とし，その鋼板片は各鋼種についてそれぞれ６
枚を準備し，それらを管状の電気炉内に装入して，大気
中における所定温度の繰返し加熱を行った。加熱温度は
，各鋼種の試験片のうち３枚は８５０℃とし，他の３枚
は９５０℃とし，いずれもその温度で５０時間保持した
後常温まで放冷する加熱サイクルを４回繰返した。加熱
放冷を繰返すことによる各試験片の酸化度合を，単位表
面積あたりの増量分／ＣｒＡで表わし，それを第１表の
右側２欄に示した。同欄において（ロ）は８５０℃で繰
返し加熱を施したもの，＠は９５０℃で繰返し加熱を施
したものの結果である。なお，表記の酸化増量値は供試
鋼板片３枚の平均値である。また，第１図は第１表の８
５０℃で繰返し加熱した試験結果を鋼種毎に図示したも
のであり，第ｉζず２図は９５０℃で繰返し加熱した場
合のものを同様に図示したものである。
酸化増量を測定することによって耐酸化性を調査した結
果を示したものである。この調査に用いられた試験片は
，厚さ１間，幅２Ｑｍｍ長さ２５ＩＩ１１Ｉｔの鋼板片
を提供材とし，その鋼板片は各鋼種についてそれぞれ６
枚を準備し，それらを管状の電気炉内に装入して，大気
中における所定温度の繰返し加熱を行った。加熱温度は
，各鋼種の試験片のうち３枚は８５０℃とし，他の３枚
は９５０℃とし，いずれもその温度で５０時間保持した
後常温まで放冷する加熱サイクルを４回繰返した。加熱
放冷を繰返すことによる各試験片の酸化度合を，単位表
面積あたりの増量分／ＣｒＡで表わし，それを第１表の
右側２欄に示した。同欄において（ロ）は８５０℃で繰
返し加熱を施したもの，＠は９５０℃で繰返し加熱を施
したものの結果である。なお，表記の酸化増量値は供試
鋼板片３枚の平均値である。また，第１図は第１表の８
５０℃で繰返し加熱した試験結果を鋼種毎に図示したも
のであり，第ｉζず２図は９５０℃で繰返し加熱した場
合のものを同様に図示したものである。
即ち、各鋼種毎にＵ，Ｖを求め，その値の異常酸化状態
の有無をｕ − ｖ座標軸上にプロットし夕。ここで異
常酸化とは、鋼板片表面に，単位面積あたり１９以上の
酸化増量があったものをいり。なお、各鋼種のＵ，Ｖ値
は、同じ鋼種内における鋼板圧の値を平均したものであ
る。図中で×印は異常酸化があったもの，○印は異常酸
化がなかったものを示している。第１図および第２図よ
り明らかなように，供試鋼の耐酸化性能は．関係式（１
）により明瞭に区別されることがわかる。即ち，第１図
では直線ｕ一０．７Ｘｖ−０．８より下方の領域に属す
る成分組成の鋼、および第２図では直線ｕ＝０．７Ｘｖ
−２２より下方の領域に属する成分組成鋼には，１９７
１１ｔｉ／Ｃ４以上の異常酸化増量の発生は認められな
い。これらの直線は（１）式の不等号を等号におきかえ
，同式中の加熱温成ＴクＣ）に実験加熱温度を代入して
求められるものである。第１表の調査に用いられた鋼の
うちの本発明鋼に該当するものを，従来のＳＵＳ４ｌＯ
，ＳＵＳ４Ｏ９，ＳＵＳ４３Ｏに相当する比較鋼と併記
して示したのが第２表である。
の有無をｕ − ｖ座標軸上にプロットし夕。ここで異
常酸化とは、鋼板片表面に，単位面積あたり１９以上の
酸化増量があったものをいり。なお、各鋼種のＵ，Ｖ値
は、同じ鋼種内における鋼板圧の値を平均したものであ
る。図中で×印は異常酸化があったもの，○印は異常酸
化がなかったものを示している。第１図および第２図よ
り明らかなように，供試鋼の耐酸化性能は．関係式（１
）により明瞭に区別されることがわかる。即ち，第１図
では直線ｕ一０．７Ｘｖ−０．８より下方の領域に属す
る成分組成の鋼、および第２図では直線ｕ＝０．７Ｘｖ
−２２より下方の領域に属する成分組成鋼には，１９７
１１ｔｉ／Ｃ４以上の異常酸化増量の発生は認められな
い。これらの直線は（１）式の不等号を等号におきかえ
，同式中の加熱温成ＴクＣ）に実験加熱温度を代入して
求められるものである。第１表の調査に用いられた鋼の
うちの本発明鋼に該当するものを，従来のＳＵＳ４ｌＯ
，ＳＵＳ４Ｏ９，ＳＵＳ４３Ｏに相当する比較鋼と併記
して示したのが第２表である。
同表によると，本発明の成分組成は一見比較鋼と類似し
ているような感を受けるが，しかし，前記（１）式に示
す条件を満足している本発明鋼には異常酸化はな《，他
方，前記（１）式の条件を満足していない比較鋼のすべ
てには、明らかに異常酸化を起していることが認められ
る。なお、第１表には、本発明で規定する成分組成の範
囲以外のもので、本発明゛鋼と同等の耐酸化性を有する
ものが示されているが、しかしそれらは、本発明鋼にお
いて予定されている用途に使用されるには不適当である
。
ているような感を受けるが，しかし，前記（１）式に示
す条件を満足している本発明鋼には異常酸化はな《，他
方，前記（１）式の条件を満足していない比較鋼のすべ
てには、明らかに異常酸化を起していることが認められ
る。なお、第１表には、本発明で規定する成分組成の範
囲以外のもので、本発明゛鋼と同等の耐酸化性を有する
ものが示されているが、しかしそれらは、本発明鋼にお
いて予定されている用途に使用されるには不適当である
。
即ち，本発明鋼は，前記の加熱サイクル試験からも明ら
かな如＜．ＳＯＯ℃以上の高温と常温とが繰返される加
熱サイクル環境で使用される装置，例えば自動車排気ガ
ス浄化装置に使用されるものであるが，このような装置
には、その性質上、複雑に曲折加工された部分や溶接加
工された部分が多い。従って本発明鋼は，加工性と溶接
部の靭性とを確保し得るものでなければならない。とこ
ろが，第１表中本発明以外の鋼は、Ｃの含有量が規定量
を越えるために加工性が劣り，またＮｉの含有量が規定
量の上下限から外れているため靭性が劣るものばかりで
あり，いずれも本発明鋼と同じ用途に充分供し得るもの
ではない。以上のように，本発明に係る鋼は，各成分元
素が互いに関連しあい，安定して優れた耐酸化性を示し
ている。
かな如＜．ＳＯＯ℃以上の高温と常温とが繰返される加
熱サイクル環境で使用される装置，例えば自動車排気ガ
ス浄化装置に使用されるものであるが，このような装置
には、その性質上、複雑に曲折加工された部分や溶接加
工された部分が多い。従って本発明鋼は，加工性と溶接
部の靭性とを確保し得るものでなければならない。とこ
ろが，第１表中本発明以外の鋼は、Ｃの含有量が規定量
を越えるために加工性が劣り，またＮｉの含有量が規定
量の上下限から外れているため靭性が劣るものばかりで
あり，いずれも本発明鋼と同じ用途に充分供し得るもの
ではない。以上のように，本発明に係る鋼は，各成分元
素が互いに関連しあい，安定して優れた耐酸化性を示し
ている。
このようにして、本発明は工業的価値の大きいフエライ
ト系ステンレス鋼を提供することができるものである。
ト系ステンレス鋼を提供することができるものである。
第１図は８５０℃で繰返し加熱試験を行ったものでの耐
酸化性の比較図であり，第２図は９５０℃で繰返し加熱
試験を行ったものの耐酸化性の比較図．第３図は靭性と
Ｎｉ含有量の関係を表わした図である。
酸化性の比較図であり，第２図は９５０℃で繰返し加熱
試験を行ったものの耐酸化性の比較図．第３図は靭性と
Ｎｉ含有量の関係を表わした図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％でＣ：０．０２％以下、Ｓｉ０．１〜３．０
％、Ｍｎ：１．６％以下％Ｎｉ：０．０５〜０．４０％
、Ｃｒ：９．０〜２５．０％を含有し、さらにＬａ、Ｃ
ｅ、Ｙの１種または２種以上を０．００５〜１．０％添
加し、残部は実質的にＦｅよりなる鋼であって、しかも
各成分組成が下記の（１）式を満足する耐酸化性の優れ
たフェライト系ステンレス鋼。 ｕ＜０．７×ｖ＋ｗ・・・（１） ここで ｕ＝Ｎｉ＋Ｍｎ＋３０×Ｃ−０．４ ｖ＝Ｃｒ＋２．５Ｓｉ＋３０×（Ｌａ＋Ｃｅ＋Ｙ）−１
１ｗ＝０．０１４×（Ｔ−８５０）−０．８Ｔ：鋼材の
使用温度（℃） ２ 重量％でＣ：０．０２％以下、Ｓｉ０．１〜３．０
％、Ｍｎ：１．６％以下、Ｎｉ０．０５〜０．４０％、
Ｃｒ：９．０〜２５．０％を含有し、さらにＴｉ、Ｎｂ
、Ｚｒの１種または２種以上を０．００３〜１．５％お
よびＬａ、Ｃｅ、Ｙの１種または２種以上を０．００５
〜１．０％添加し、残部は実質的にＦｅよりなる鋼であ
って、しかも各成分組成が下記の（１）式を満足する耐
酸化性の優れたフェライト系ステンレス鋼。 ｕ＜０．７×ｖ＋ｗ・・・（１）ここで ｕ＝Ｎｉ＋Ｍｎ＋３０×Ｃ−０．４ ｖ＝Ｃｒ＋２．５Ｓｉ＋３×（Ｔｉ＋Ｚｒ＋Ｎｂ）＋３
０×（Ｌａ＋Ｃｅ＋Ｙ）−１１ｗ＝−０．０１４×（Ｔ
−８５０）−０．８Ｔ：鋼材の使用温度（℃）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10742975A JPS5915976B2 (ja) | 1975-09-03 | 1975-09-03 | 耐酸化性の優れたフエライト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10742975A JPS5915976B2 (ja) | 1975-09-03 | 1975-09-03 | 耐酸化性の優れたフエライト系ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5230213A JPS5230213A (en) | 1977-03-07 |
| JPS5915976B2 true JPS5915976B2 (ja) | 1984-04-12 |
Family
ID=14458909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10742975A Expired JPS5915976B2 (ja) | 1975-09-03 | 1975-09-03 | 耐酸化性の優れたフエライト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5915976B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5559976A (en) * | 1978-10-31 | 1980-05-06 | Canon Inc | Liquid injection recorder |
| US4374680A (en) * | 1979-11-05 | 1983-02-22 | Azbukin Vladimir G | Corrosion-resistant weldable martensitic stainless steel, process for the manufacture thereof and articles |
| US4299623A (en) * | 1979-11-05 | 1981-11-10 | Azbukin Vladimir G | Corrosion-resistant weldable martensitic stainless steel, process for the manufacture thereof and articles |
| JPS5743958A (en) * | 1980-08-30 | 1982-03-12 | Nippon Steel Corp | Steel material for line pipe with excellent carbon dioxide corrosion resistance |
| JPS61235542A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-20 | Nippon Steel Corp | 断続的加熱時の耐久性にすぐれたフエライト系ステンレス鋼 |
| EP0246939B1 (en) * | 1986-04-21 | 1992-07-01 | Kawasaki Steel Corporation | Fe-cr-al stainless steel having high oxidation resistance and spalling resistance and fe-cr-al steel foil for catalyst substrate of catalytic converter |
| JP2501941B2 (ja) * | 1990-07-24 | 1996-05-29 | 松下電工株式会社 | Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ａ▲ｌ▼系フェライト合金 |
| DE102009031576A1 (de) * | 2008-07-23 | 2010-03-25 | V&M Deutschland Gmbh | Stahllegierung für einen ferritischen Stahl mit ausgezeichneter Zeitstandfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit bei erhöhten Einsatztemperaturen |
-
1975
- 1975-09-03 JP JP10742975A patent/JPS5915976B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5230213A (en) | 1977-03-07 |
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