JPS59193264A - 耐隙間腐食性にすぐれた被膜を有するオ−ステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 - Google Patents
耐隙間腐食性にすぐれた被膜を有するオ−ステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法Info
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- JPS59193264A JPS59193264A JP6763983A JP6763983A JPS59193264A JP S59193264 A JPS59193264 A JP S59193264A JP 6763983 A JP6763983 A JP 6763983A JP 6763983 A JP6763983 A JP 6763983A JP S59193264 A JPS59193264 A JP S59193264A
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- corrosion resistance
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
- C23C4/08—Metallic material containing only metal elements
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- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (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、オーステナイト系ステンレス鋼板上にＣｒお
よびＮｉの混合金属粉を溶射した鋼板およびその製造方
法に関するものである。
よびＮｉの混合金属粉を溶射した鋼板およびその製造方
法に関するものである。
海水や工業用水で代表される塩化物環境下では、耐食性
を得るため、一般にオーステナイト系ステンレス鋼板が
用いられており、これまでに一応の成果を収めている。
を得るため、一般にオーステナイト系ステンレス鋼板が
用いられており、これまでに一応の成果を収めている。
しかしながら、耐食材料であるオーステナイト系ステン
レス鋼にも、塩化物環境下での隙間腐食に弱いという致
命的な欠点があ″る。すなわち、塩化物環境下で使用さ
れる機器、装置などにおいて、例えば、ポンプのフラン
ジの当り面や熱交換器の管板と管との′当り面などでは
隙間腐食が問題となり、機器、装置などの材料の大部分
が健全でありながら、一部の腐食により装置や機器の寿
命が著しく短められていた。
レス鋼にも、塩化物環境下での隙間腐食に弱いという致
命的な欠点があ″る。すなわち、塩化物環境下で使用さ
れる機器、装置などにおいて、例えば、ポンプのフラン
ジの当り面や熱交換器の管板と管との′当り面などでは
隙間腐食が問題となり、機器、装置などの材料の大部分
が健全でありながら、一部の腐食により装置や機器の寿
命が著しく短められていた。
ステンレス鋼の隙間腐食は、隙間内外の間の物質移動が
制限される結果、隙間内部において、（１） 酸化剤
（一般には溶存酸素）の消費（２） 溶出金属イオン
の加水分解によるｐＨの低下（３） 外部からの泳動
によるＣＩ−イオン濃度の上昇 が生じ、隙間内表面の不動態が破壊されるために、不動
態である隙間外自由表面との間に電池を形成して進行す
る腐食であるとされている。
制限される結果、隙間内部において、（１） 酸化剤
（一般には溶存酸素）の消費（２） 溶出金属イオン
の加水分解によるｐＨの低下（３） 外部からの泳動
によるＣＩ−イオン濃度の上昇 が生じ、隙間内表面の不動態が破壊されるために、不動
態である隙間外自由表面との間に電池を形成して進行す
る腐食であるとされている。
このような隙間腐食に対し、これまで材料面からは不動
態破壊を起しにくくするＭＯやＮｉを多量に添加する高
合金化が、また設計面からは隙間をなくすような努力が
行われてきたものの、前者はコストの著しい増加を招く
こと、また後者はプロセス−Ｌ不可能な場合があること
などから、隙間腐食から完全に逃れるには至っていない
。
態破壊を起しにくくするＭＯやＮｉを多量に添加する高
合金化が、また設計面からは隙間をなくすような努力が
行われてきたものの、前者はコストの著しい増加を招く
こと、また後者はプロセス−Ｌ不可能な場合があること
などから、隙間腐食から完全に逃れるには至っていない
。
本発明はこのような実状に鑑み、安価で耐隙間腐食性に
すぐれた被膜を有するオーステナイト系ステンレス鋼板
を提供しようとするものである。
すぐれた被膜を有するオーステナイト系ステンレス鋼板
を提供しようとするものである。
すなわち、従来、炭素鋼や低合金鋼の大気および海水飛
沫環境での耐食性向上のために用いられてきた溶射技術
を、既に耐食材料であるオーステナイト系ステンレス鋼
に適用することにより、上記問題の解決を図るものであ
る。溶射は表面のみに施されるため、耐隙間腐食性向上
に対するコスト増の割合は極めて僅かであり、上述の本
発明目的に合致する。
沫環境での耐食性向上のために用いられてきた溶射技術
を、既に耐食材料であるオーステナイト系ステンレス鋼
に適用することにより、上記問題の解決を図るものであ
る。溶射は表面のみに施されるため、耐隙間腐食性向上
に対するコスト増の割合は極めて僅かであり、上述の本
発明目的に合致する。
本発明の第１の態様によれば、Ｃｒ１Ｏ〜４０重量％、
Ｎｉ６０〜９０重量％からなる金属混合粉の２００１ｍ
以上の厚さの溶射層を有することを特徴とする耐隙間腐
食性にすぐれた被膜を有するオーステナイト系ステンレ
ス鋼板が提供される。
Ｎｉ６０〜９０重量％からなる金属混合粉の２００１ｍ
以上の厚さの溶射層を有することを特徴とする耐隙間腐
食性にすぐれた被膜を有するオーステナイト系ステンレ
ス鋼板が提供される。
本発明の第２の態様によれば、Ｃｒ１Ｏ〜４０重量％、
Ｎｉ６０〜９０重量％からなる金属混合粉を鋼板表面上
に２００−以上の厚さに溶射し、１０００〜１４００℃
の温度で１〜４時間加熱することを特徴とする耐隙間腐
食性にすぐれた被膜を有するオーステナイト系ステンレ
ス鋼板の製造方法が提供される。
Ｎｉ６０〜９０重量％からなる金属混合粉を鋼板表面上
に２００−以上の厚さに溶射し、１０００〜１４００℃
の温度で１〜４時間加熱することを特徴とする耐隙間腐
食性にすぐれた被膜を有するオーステナイト系ステンレ
ス鋼板の製造方法が提供される。
本発明の第３の態様によれば、Ｃｒ１Ｏ〜４０重量％、
Ｎｉ６０〜９０重量％からなる金属混合粉を鋼板表面に
溶射し、１０００−１４００℃の温度で１〜４時間加熱
し、圧延後の溶射層の厚さが２００−以上となるように
熱間圧延することを特徴とする耐隙間腐食性にすぐれた
被膜を有するオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方
法が提供される。
Ｎｉ６０〜９０重量％からなる金属混合粉を鋼板表面に
溶射し、１０００−１４００℃の温度で１〜４時間加熱
し、圧延後の溶射層の厚さが２００−以上となるように
熱間圧延することを特徴とする耐隙間腐食性にすぐれた
被膜を有するオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方
法が提供される。
本発明の第４の態様によれば、Ｃｒ１Ｏ〜４０重量％、
Ｎ１６０〜９０重量％からなる金属混合粉を鋼板表面に
溶射し、圧延後の溶射層の厚さが２００μｓ以上となる
ように熱間圧延することを特徴とする対隙間腐食性にす
ぐれた被膜を有するオーステナイト系ステンレス鋼板の
製造方法が提供される。
Ｎ１６０〜９０重量％からなる金属混合粉を鋼板表面に
溶射し、圧延後の溶射層の厚さが２００μｓ以上となる
ように熱間圧延することを特徴とする対隙間腐食性にす
ぐれた被膜を有するオーステナイト系ステンレス鋼板の
製造方法が提供される。
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明において素材となるオーステナイト系ステンレス
鋼としては、通常市販されて、いる５ＵＳ３０４．３０
４Ｌ、３１６，３１６Ｌなどを挙げることができる。こ
のような既に耐食材料であるオーステナイト系ステンレ
ス鋼においても、なお耐隙間腐食性に重大な欠陥がある
ことは前述の通りである。従って、本発明においては、
オーステナイト系ステンレス鋼上に対隙間腐食性にすぐ
れた溶射被膜を形成することにより、上記問題の解決を
図ろうとするものである。なお、溶射技術は従来一般に
行われているものを利用するものであり、その詳細な説
明は省略する。
鋼としては、通常市販されて、いる５ＵＳ３０４．３０
４Ｌ、３１６，３１６Ｌなどを挙げることができる。こ
のような既に耐食材料であるオーステナイト系ステンレ
ス鋼においても、なお耐隙間腐食性に重大な欠陥がある
ことは前述の通りである。従って、本発明においては、
オーステナイト系ステンレス鋼上に対隙間腐食性にすぐ
れた溶射被膜を形成することにより、上記問題の解決を
図ろうとするものである。なお、溶射技術は従来一般に
行われているものを利用するものであり、その詳細な説
明は省略する。
隙間腐食とは明細書の冒頭で述べた通りの現象を意味し
、耐隙間腐食性を示すパラメータとしては、再不動態化
電位ＥＲ（参考文献として、防食技術３０ （１９８１
）ＰＰ６２〜６９参照）が用いられているが、本発明に
おいてもこれを用いて耐隙間腐食性について説明する。
、耐隙間腐食性を示すパラメータとしては、再不動態化
電位ＥＲ（参考文献として、防食技術３０ （１９８１
）ＰＰ６２〜６９参照）が用いられているが、本発明に
おいてもこれを用いて耐隙間腐食性について説明する。
耐隙間腐食性はＥＲが卑な程劣り、責な程優れているこ
とになる。ここでは、フランジにおける隙間、すなわち
、メタル−アスベスト−メタルについてＥＲで説明する
。第１図に示す如く、溶射を施さない場合のアスベスト
−メタル間の隙間のある塩化物溶液中における再不動態
化電位をＥＲｏとする。つぎに、溶液被膜を施した場合
は、溶射被膜は本質的に多孔性であるため、２箇所で隙
間が生じる。ここで、メタル−溶射被膜および溶射被膜
−アスベストの不動態化電位をそれぞれＥ およびＥ
Ｒ２とする。
とになる。ここでは、フランジにおける隙間、すなわち
、メタル−アスベスト−メタルについてＥＲで説明する
。第１図に示す如く、溶射を施さない場合のアスベスト
−メタル間の隙間のある塩化物溶液中における再不動態
化電位をＥＲｏとする。つぎに、溶液被膜を施した場合
は、溶射被膜は本質的に多孔性であるため、２箇所で隙
間が生じる。ここで、メタル−溶射被膜および溶射被膜
−アスベストの不動態化電位をそれぞれＥ およびＥ
Ｒ２とする。
１
溶射被膜によりオーステナイト系ステンレス鋼の耐隙間
腐食性の向１−を図るためには、ＥＲｏくＥＲｌくＥＲ
２なる条件を満足する必要がある。
腐食性の向１−を図るためには、ＥＲｏくＥＲｌくＥＲ
２なる条件を満足する必要がある。
Ｅ Ｒ，＜ Ｅ Ｒ２＜ Ｅ Ｒ１では、溶射被膜によ
り耐隙間腐食性は向上するものの、メタル−溶射被膜の
方で隙間腐食が生じる可能性があり、完全な対策とはな
り得ない。
り耐隙間腐食性は向上するものの、メタル−溶射被膜の
方で隙間腐食が生じる可能性があり、完全な対策とはな
り得ない。
−１−述したような耐隙間腐食性能を発揮する溶射材料
につき種々検討した結果、後述する実施例からも明らか
なように、Ｃｒ１Ｏ〜４０重量％、Ｎｉ６０〜９０重量
％の金属混合粉が適当であり、そを見出した。また、こ
うして溶射された溶射鋼板を１０００〜１４００℃の温
度に１〜４時間加熱して熱処理すれば、更に性能が向上
することもわかった。さらに、このように、熱処理した
または熱処理しない鋼板を熱間圧延処理すれば、孔の消
滅により一層の性能向上を図ることができることも判明
した。
につき種々検討した結果、後述する実施例からも明らか
なように、Ｃｒ１Ｏ〜４０重量％、Ｎｉ６０〜９０重量
％の金属混合粉が適当であり、そを見出した。また、こ
うして溶射された溶射鋼板を１０００〜１４００℃の温
度に１〜４時間加熱して熱処理すれば、更に性能が向上
することもわかった。さらに、このように、熱処理した
または熱処理しない鋼板を熱間圧延処理すれば、孔の消
滅により一層の性能向上を図ることができることも判明
した。
次に、溶射層および処理条件等についての限定理由につ
き説明する。
き説明する。
溶射材料の内、Ｃｒは不動態化性をグ・える元素で、１
０重量％未満ではその性能が全く現われない。また、４
０重量％を越えて添加すると相対的にＮｉ含有量が下が
り、耐隙間腐食性の十分な効果が得難いので、１０〜４
０重量％が好適である。
０重量％未満ではその性能が全く現われない。また、４
０重量％を越えて添加すると相対的にＮｉ含有量が下が
り、耐隙間腐食性の十分な効果が得難いので、１０〜４
０重量％が好適である。
Ｎｉは溶射被膜のマトリックスとして、Ｃｒの耐隙間腐
食性向上効果を促進するのに適しており、その含有量は
Ｏｒとのバランスで決まる。このようなＯｒとＮｉの混
合金属粉による溶射被膜の厚さは２０〇−以上必要であ
り、２００−未満であれば隙間内の液の移動が容易にな
るため、大きな耐隙間腐食性の改に効果は期待できない
。
食性向上効果を促進するのに適しており、その含有量は
Ｏｒとのバランスで決まる。このようなＯｒとＮｉの混
合金属粉による溶射被膜の厚さは２０〇−以上必要であ
り、２００−未満であれば隙間内の液の移動が容易にな
るため、大きな耐隙間腐食性の改に効果は期待できない
。
このような溶射層を形成したオーステナイト系ステンレ
ス鋼板に上述したような熱処理を施すと、拡散層が形成
されるため耐隙間腐食性は向上するが、１０００℃未満
では拡散に時間がかかりすぎ実用的でなく、また１４０
０℃を越えるとオーステナイト系ステンレス鋼が軟化し
、変形の問題が生じる。加熱時間は１時間未満では熱処
゛理の実質的な効果がなく、４時間を越えても拡散層が
増加するのみで、耐隙間腐食性に変化がない。
ス鋼板に上述したような熱処理を施すと、拡散層が形成
されるため耐隙間腐食性は向上するが、１０００℃未満
では拡散に時間がかかりすぎ実用的でなく、また１４０
０℃を越えるとオーステナイト系ステンレス鋼が軟化し
、変形の問題が生じる。加熱時間は１時間未満では熱処
゛理の実質的な効果がなく、４時間を越えても拡散層が
増加するのみで、耐隙間腐食性に変化がない。
また、］二記の如く熱処理した後または熱処理すること
なく、熱間圧延する場合は、拡散層の形成および孔の消
滅により耐隙間腐食性は向」ニする。
なく、熱間圧延する場合は、拡散層の形成および孔の消
滅により耐隙間腐食性は向」ニする。
ただし、この場合においても、圧延後の溶射被膜厚さは
２００戸以１二は必要である。
２００戸以１二は必要である。
以下、本発明を実施例につき具体的に説明する。
第１表に示す成分を含有する５Ｌ１３３０４を母材とし
て、第２表に示すようにＣｒの含有量を変えた溶射材料
による溶射層を形成した試料を作成後、一部のものは１
０００〜１４００℃の温度で２時間熱処理した。また、
あるものは熱間圧延（１３０００Ｃ、９０分間均熱）し
た。
て、第２表に示すようにＣｒの含有量を変えた溶射材料
による溶射層を形成した試料を作成後、一部のものは１
０００〜１４００℃の温度で２時間熱処理した。また、
あるものは熱間圧延（１３０００Ｃ、９０分間均熱）し
た。
得られた鋼材につき溶射被膜面を＃ｌＯＯで仕上げて次
の試験に供した。すなわち、２５℃、３．５χＮａ（１
：ｌ溶液中で、第２図に示すようにアスベスト板を密着
させ、ＩＫｇの荷量で押さえて隙間を形成した。１力月
毎に上記液を更新し、４力月間の浸漬を行なった。判定
は隙間内の変化を目視観察して調べた。
の試験に供した。すなわち、２５℃、３．５χＮａ（１
：ｌ溶液中で、第２図に示すようにアスベスト板を密着
させ、ＩＫｇの荷量で押さえて隙間を形成した。１力月
毎に上記液を更新し、４力月間の浸漬を行なった。判定
は隙間内の変化を目視観察して調べた。
その結果を第３表に示す。第３表において被膜厚さは２
００μを境にして顕著な効果の差を生じ、２００−以上
では効果に大きな差を生じなかった。この試験結果から
明らかなように、Ｃｒを１０〜４０重量％、Ｘｉを６０
〜９０重量％含有する溶射層を２００−以りの厚さで有
するオーステナイト系ステンレス鋼材は、この範囲をは
ずれる鋼材に比して顕著な耐隙間腐食性を発揮した。
００μを境にして顕著な効果の差を生じ、２００−以上
では効果に大きな差を生じなかった。この試験結果から
明らかなように、Ｃｒを１０〜４０重量％、Ｘｉを６０
〜９０重量％含有する溶射層を２００−以りの厚さで有
するオーステナイト系ステンレス鋼材は、この範囲をは
ずれる鋼材に比して顕著な耐隙間腐食性を発揮した。
第 １ 表
第 ２ 表
第３表試験結果
第１図および第２図はそれぞれ、従来の溶射層を持たな
いものの、および本発明の溶射層を有するオーステナイ
ト系ステンレス鋼材のフランジ面などにおける隙間構造
を示す線図である。 符号の説明 １・・・オーステナイト系ステンレス網、２・・・アス
ベスト、３・・・溶射層
いものの、および本発明の溶射層を有するオーステナイ
ト系ステンレス鋼材のフランジ面などにおける隙間構造
を示す線図である。 符号の説明 １・・・オーステナイト系ステンレス網、２・・・アス
ベスト、３・・・溶射層
Claims (4)
- （１） Ｃｒ１Ｏ〜４０重量％、Ｎｉ６０〜９０重量
％からなる金属混合粉の２００−以上の厚さの溶射層を
有することを特徴とする耐隙間腐食性にすぐれた被膜を
有するオーステナイト系ステンレス鋼板。 - （２） Ｃｒ１Ｏ〜４０重量％、Ｎ１６０−９０重量
％からなる金属混合粉を鋼板表面上に２００μ以」−の
厚さに溶射し、１ｏｏｏ〜１４００℃の温度で１〜４時
間加熱することを特徴とする耐隙間腐食性にすぐれた被
膜を有するオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法
。 - （３）ＣｒｌＯ〜４０重量％、Ｎ１６０〜９０重量％か
らなる金属混合粉を鋼板表面に溶射し、１０００〜１４
００℃の温度で１〜４時間加熱し、圧延後の溶射層の厚
さが２００−以上となるように熱間圧延することを特徴
とする耐隙間腐食性にすぐれた被膜を有するオーステナ
イト系ステンレス鋼板の製造方法。 - （４） ＧｒｌＯ〜４０重量％、Ｎｉ６０〜９０重醍
％からなる金属混合粉を鋼板表面に溶射し、圧延後の溶
射層の厚さが２００−以上となるように熱間圧延するこ
とを特徴とする耐隙間腐食性にすぐれた被膜を有するオ
ーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6763983A JPS59193264A (ja) | 1983-04-16 | 1983-04-16 | 耐隙間腐食性にすぐれた被膜を有するオ−ステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6763983A JPS59193264A (ja) | 1983-04-16 | 1983-04-16 | 耐隙間腐食性にすぐれた被膜を有するオ−ステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59193264A true JPS59193264A (ja) | 1984-11-01 |
Family
ID=13350764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6763983A Pending JPS59193264A (ja) | 1983-04-16 | 1983-04-16 | 耐隙間腐食性にすぐれた被膜を有するオ−ステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59193264A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5807842A (en) * | 1996-02-02 | 1998-09-15 | Chevron Chemical Company | Hydrocarbon processing in equipment having increased halide stree-corrosion cracking resistance |
| US7231714B2 (en) | 2004-05-20 | 2007-06-19 | Fpinnovations | Corrosion-resistant exterior alloy for composite tubes |
| US20190144963A1 (en) * | 2016-04-29 | 2019-05-16 | Arcelormittal | A press hardening method |
-
1983
- 1983-04-16 JP JP6763983A patent/JPS59193264A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5807842A (en) * | 1996-02-02 | 1998-09-15 | Chevron Chemical Company | Hydrocarbon processing in equipment having increased halide stree-corrosion cracking resistance |
| US7231714B2 (en) | 2004-05-20 | 2007-06-19 | Fpinnovations | Corrosion-resistant exterior alloy for composite tubes |
| US20190144963A1 (en) * | 2016-04-29 | 2019-05-16 | Arcelormittal | A press hardening method |
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