JPS5922785B2 - 耐変色性に優れた高温環境用フエライト - Google Patents
耐変色性に優れた高温環境用フエライトInfo
- Publication number
- JPS5922785B2 JPS5922785B2 JP4913781A JP4913781A JPS5922785B2 JP S5922785 B2 JPS5922785 B2 JP S5922785B2 JP 4913781 A JP4913781 A JP 4913781A JP 4913781 A JP4913781 A JP 4913781A JP S5922785 B2 JPS5922785 B2 JP S5922785B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel
- oxidation
- discoloration
- steels
- test
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、高温下での耐変色性に優れ、たとえば暖
房機器の燃焼部品など、高温用部品の素材として適する
フェライトステンレス鋼に関する。
房機器の燃焼部品など、高温用部品の素材として適する
フェライトステンレス鋼に関する。
この種の高温環境に使用される部材には、まず第１に
高温での耐酸化性が要求される。従来かかる用途に多用
されている材料に、フェライト系のＳＵＳ４３０鋼があ
る。この鋼は、Ｆｅ、Ｃｒを含有するスケールを生成す
るため、８００℃程度までの酸化量は少ないものの、４
００℃以上に熱されると表面が激しく着色する。着色は
、例えば石油ストーブなどの暖房機器の部品の場合、美
観的には勿論のこと、燃焼条件を安定に維持する上で大
きな問題となる。また、光みレーザーの高温反射板に用
いた場合にも、着色が起こると反射効率が落ち使用寿命
の低下を来たす。 耐酸化性の良好な材料としては、上
記ＳＵＳ４３０鋼のほか、ＳＵＳ３１０鋼が挙げられる
が、これも、Ｃｒ２Ｏ３皮膜が生成するため、ＳＵＳ４
３０鋼のＦｅ系スケールに較べれば着色は少ないとはい
え、十分な抑制は不可能である。
高温での耐酸化性が要求される。従来かかる用途に多用
されている材料に、フェライト系のＳＵＳ４３０鋼があ
る。この鋼は、Ｆｅ、Ｃｒを含有するスケールを生成す
るため、８００℃程度までの酸化量は少ないものの、４
００℃以上に熱されると表面が激しく着色する。着色は
、例えば石油ストーブなどの暖房機器の部品の場合、美
観的には勿論のこと、燃焼条件を安定に維持する上で大
きな問題となる。また、光みレーザーの高温反射板に用
いた場合にも、着色が起こると反射効率が落ち使用寿命
の低下を来たす。 耐酸化性の良好な材料としては、上
記ＳＵＳ４３０鋼のほか、ＳＵＳ３１０鋼が挙げられる
が、これも、Ｃｒ２Ｏ３皮膜が生成するため、ＳＵＳ４
３０鋼のＦｅ系スケールに較べれば着色は少ないとはい
え、十分な抑制は不可能である。
また、高温材料については、従来より数多くの開発が
なされてきたが、何れも酸化による肉厚減少を抑えるこ
とに主眼がおかれたもので、高温下での着色を考慮した
例は全く見当らない。
なされてきたが、何れも酸化による肉厚減少を抑えるこ
とに主眼がおかれたもので、高温下での着色を考慮した
例は全く見当らない。
本発明は、酸化による肉厚減少が少ないのは云う迄も
なく、高温環境において表面変色のきわめて小さいフェ
ライト系ステンレス鋼の提供を目的とするものである。
なく、高温環境において表面変色のきわめて小さいフェ
ライト系ステンレス鋼の提供を目的とするものである。
本発明者らは、高温下での酸化とそれに伴う変色を抑
制するに有効な鋼組成について、種々実験、研究の結果
、Ｃｒステンレス鋼をベースに、Ｃ量を低下せしめてＳ
ｉを添加することにより、高温とくに８００℃以下での
耐変色性の改善が達成されるとの知見を得た。
制するに有効な鋼組成について、種々実験、研究の結果
、Ｃｒステンレス鋼をベースに、Ｃ量を低下せしめてＳ
ｉを添加することにより、高温とくに８００℃以下での
耐変色性の改善が達成されるとの知見を得た。
すなわち本発明は、Ｃｏ、０５％以下、５ｉ１．５〜
４．５％、Ｍｎ１％以下、Ｃｒ１５〜２５％を含有し、
さらに場合によってはＴｉ、Ｚｒ、Ｎｂの１種または２
種以上を合計量で１．５％以下含み、残部は実質的にＦ
ｅからなる高温で耐変色性に優れたフエライトステンレ
ス鋼を要旨とする。
４．５％、Ｍｎ１％以下、Ｃｒ１５〜２５％を含有し、
さらに場合によってはＴｉ、Ｚｒ、Ｎｂの１種または２
種以上を合計量で１．５％以下含み、残部は実質的にＦ
ｅからなる高温で耐変色性に優れたフエライトステンレ
ス鋼を要旨とする。
上記本発明鋼では、前記ＳＵＳ３ｌＯ鋼の場合と同様、
表面にはＣｒ２Ｏ３皮膜が生成するが、このＣｒ２Ｏ３
層はきわめて薄《、その下層として強固なＳｉＯ２皮膜
が形成されることとなる。つまり、ＳｉＯ２皮膜が早期
に生成し、これによりＣｒ２Ｏ３の生成量がきわめて少
な《抑えられる形になるのである。
表面にはＣｒ２Ｏ３皮膜が生成するが、このＣｒ２Ｏ３
層はきわめて薄《、その下層として強固なＳｉＯ２皮膜
が形成されることとなる。つまり、ＳｉＯ２皮膜が早期
に生成し、これによりＣｒ２Ｏ３の生成量がきわめて少
な《抑えられる形になるのである。
このため、高温環境下において本発明鋼は、初期の極《
僅かな酸化の後は酸化進行が大巾に遅延され、その結果
鋼表面を長期に亘って僅かな変色のまま維持でき、例え
ば石油ストーブの燃焼筒に用いた場合などは、燃焼条件
の不安定化、燃焼部輝度の劣化の抑制にきわめて有効で
あり、また高温反射板の場合は、酸化によるくもりを防
いて寿命延長を実現することができる等のメリットが期
待できる。また、変色が少ないことからも当然であるが
燃焼器具雰囲気でしばしば発生する赤錆の防止にも有効
である。
僅かな酸化の後は酸化進行が大巾に遅延され、その結果
鋼表面を長期に亘って僅かな変色のまま維持でき、例え
ば石油ストーブの燃焼筒に用いた場合などは、燃焼条件
の不安定化、燃焼部輝度の劣化の抑制にきわめて有効で
あり、また高温反射板の場合は、酸化によるくもりを防
いて寿命延長を実現することができる等のメリットが期
待できる。また、変色が少ないことからも当然であるが
燃焼器具雰囲気でしばしば発生する赤錆の防止にも有効
である。
以下に、本発明鋼の成分を先の如く限定した理由を、各
成分毎に説明する。
成分毎に説明する。
Ｃ：高温での耐酸化性を劣化させ、ひいては高温下での
表面変色を促進すること及びＣが高すぎると鋼の靭性、
加工性が低下するので０．０５％以下に制限する。
表面変色を促進すること及びＣが高すぎると鋼の靭性、
加工性が低下するので０．０５％以下に制限する。
Ｓｉ：本発明鋼においては最も重要な元素の一っであり
、後述のＣｒの添加による作用との関係で、１．５％以
上となるときＳｉＯ２の下地皮膜の形成が得られ、その
効果はあるが、２％以上の添加がより望ましい。
、後述のＣｒの添加による作用との関係で、１．５％以
上となるときＳｉＯ２の下地皮膜の形成が得られ、その
効果はあるが、２％以上の添加がより望ましい。
Ｓｉは多ければ多い程、耐変色性にとって好ましいので
あるが、他方加工性に弊害を及ぼすものであり、このた
め上限としては４．５％に止めお《必要がある。一般に
Ｓｉが高くなると、鋼板の製造段階で冷間加工が困難に
なるなどの弊害が生じ易くなるものであるが、上記の如
＜４５％以下に抑えれば、上記の弊害は現状の生産技術
で十分避げられる。Ｍｎ：通常製鋼上不可避的に含有さ
れるとともに、脱酸上、さらには鋼の熱間加工性改善の
意味から必要な元素であることが、これが１％を越える
と酸化皮膜中に含有されることとなり変色を増長するの
で、１％以下とする。Ｃｒ：Ｓｉとともに本発明鋼の特
徴的な成分であり、ＳｉＯ２下地皮膜を形成させるのに
１５％以上必要である。
あるが、他方加工性に弊害を及ぼすものであり、このた
め上限としては４．５％に止めお《必要がある。一般に
Ｓｉが高くなると、鋼板の製造段階で冷間加工が困難に
なるなどの弊害が生じ易くなるものであるが、上記の如
＜４５％以下に抑えれば、上記の弊害は現状の生産技術
で十分避げられる。Ｍｎ：通常製鋼上不可避的に含有さ
れるとともに、脱酸上、さらには鋼の熱間加工性改善の
意味から必要な元素であることが、これが１％を越える
と酸化皮膜中に含有されることとなり変色を増長するの
で、１％以下とする。Ｃｒ：Ｓｉとともに本発明鋼の特
徴的な成分であり、ＳｉＯ２下地皮膜を形成させるのに
１５％以上必要である。
１５％未満のＣｒ量では、下地としてのＳｉＯ２皮膜が
均一生成せず、Ｃｒ２Ｏ３皮膜の成長を防止できなくな
って、良好な耐変色性が得られない。
均一生成せず、Ｃｒ２Ｏ３皮膜の成長を防止できなくな
って、良好な耐変色性が得られない。
Ｃｒは１５％以上で多ければ多い程ＳｉＯ２皮膜の安定
性に好結果をもたらすが、２５％を越えた含有は加工性
の点で問題がある。Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ：これらは何れも
Ｃ，Ｎを固定して、鋼の加工性を改善する効果があり、
必要に応じ使用される。
性に好結果をもたらすが、２５％を越えた含有は加工性
の点で問題がある。Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ：これらは何れも
Ｃ，Ｎを固定して、鋼の加工性を改善する効果があり、
必要に応じ使用される。
何れか１種でも、また２種以上の複合添加でも同様に有
効である。しかも、これらの元素の添加により耐変色性
は良《なりこそすれ、劣化の懸念は全くない。しかしな
がら、これら成分の量が、合計で１，５％を越えると、
表面性状、溶接性劣化の副作用が顕著となり、好まし《
ない。次に、本発明鋼の実施例を掲げ、本発明の効果に
ついて詳細に説明する。
効である。しかも、これらの元素の添加により耐変色性
は良《なりこそすれ、劣化の懸念は全くない。しかしな
がら、これら成分の量が、合計で１，５％を越えると、
表面性状、溶接性劣化の副作用が顕著となり、好まし《
ない。次に、本発明鋼の実施例を掲げ、本発明の効果に
ついて詳細に説明する。
第１表に示す（１）〜αつの鋼を供試材として用意した
。
。
（１）〜（４）は市販のステンレス鋼を用い、（５）〜
（１つは、実験室にて溶製→鍛造→熱間圧延→焼鈍→冷
間圧延→焼鈍→酸洗、以上の工程を経て製造したもので
ある。これらの供試材より短冊状の試験片を採取し、酸
化試験に供した。
（１つは、実験室にて溶製→鍛造→熱間圧延→焼鈍→冷
間圧延→焼鈍→酸洗、以上の工程を経て製造したもので
ある。これらの供試材より短冊状の試験片を採取し、酸
化試験に供した。
酸化試験は、（１）大気中、（２）灯油燃焼雰囲気中と
しての石油ストーブの燃焼筒の間に吊り下げて、実施し
た。雰囲気温度としては、５００℃と８００℃の２種類
とした。（２）の場合は、燃焼筒内の温度分布を予め測
定し、上記試験温度になる位置を求め、そこに試験片を
位置せしめた。試験中、供試片のい《つかを選びこれに
熱電対を取り付けて、温度の測定を行なったが、その結
果供試片は略目標の温度になっていることが確認された
。第２表に、これら試験前後の供試片の重量変化を調査
した結果を示す。
しての石油ストーブの燃焼筒の間に吊り下げて、実施し
た。雰囲気温度としては、５００℃と８００℃の２種類
とした。（２）の場合は、燃焼筒内の温度分布を予め測
定し、上記試験温度になる位置を求め、そこに試験片を
位置せしめた。試験中、供試片のい《つかを選びこれに
熱電対を取り付けて、温度の測定を行なったが、その結
果供試片は略目標の温度になっていることが確認された
。第２表に、これら試験前後の供試片の重量変化を調査
した結果を示す。
同表において、重量は絶対重量で示してあり、ここでの
測定精度は０．１〜０．２１ｎ９が限度であったため、
（１）の試験では、小数点以下２桁、（２）では小数点
以下１桁の表示とした。上表に明らかな如く、本発明鋼
（１０）〜ＡＯは、大気中、灯油燃焼雰囲気中の何れに
おいても、市販のフエライト鋼（１）、（２）や同じく
オーステナイト鋼（３）、（４）、更には比較鋼（５）
〜（９）と較べて、酸化による重量変化についてきわめ
て小さい値を記録した。上記試験後の各供試片の変色度
合を目視観察したところによれ・ば、本発明鋼α０）〜
α９は、僅かに大気中、８００℃の条件でのみ、若干の
ブルーのテンパーカラーがみられたものの、その他の条
件では稍々黄色味を帯びた程度で、どの条件の場合も金
属光沢は保たれていた。
測定精度は０．１〜０．２１ｎ９が限度であったため、
（１）の試験では、小数点以下２桁、（２）では小数点
以下１桁の表示とした。上表に明らかな如く、本発明鋼
（１０）〜ＡＯは、大気中、灯油燃焼雰囲気中の何れに
おいても、市販のフエライト鋼（１）、（２）や同じく
オーステナイト鋼（３）、（４）、更には比較鋼（５）
〜（９）と較べて、酸化による重量変化についてきわめ
て小さい値を記録した。上記試験後の各供試片の変色度
合を目視観察したところによれ・ば、本発明鋼α０）〜
α９は、僅かに大気中、８００℃の条件でのみ、若干の
ブルーのテンパーカラーがみられたものの、その他の条
件では稍々黄色味を帯びた程度で、どの条件の場合も金
属光沢は保たれていた。
これに対し、市販鋼、比較鋼は全て著しい変色がみられ
た。まず、市販鋼（１）と（２），それに比較鋼（６）
は、大気中、８００℃の場合には、黒色にまで変化し、
５００℃でも灯油燃焼雰囲気中では、赤錆の発生が認め
られた。比較鋼（５）， （７）〜（９）は何れも青一
暗青色を示し、市販鋼、比較鋼を通じて第２表の試験結
果が最も良好な（３）、（４）の市販オーステナイト鋼
でさえ、着色の点では目視による限り上記比較鋼（７）
〜（９）と全く変わりのない、青一暗青色を呈していた
。以上は、目視観察による大まかな変色度合を示したが
、次に、この変色の程度を定量的に把握するため、大気
中、ＳＯＯ℃条件での酸化試験を行なった後の各供試片
について、表面の輻射率の測定を実施した。結果は第３
表に示すとおりであった。先の目視調査の結果から概ね
予想されたとおりの結果になっている。
た。まず、市販鋼（１）と（２），それに比較鋼（６）
は、大気中、８００℃の場合には、黒色にまで変化し、
５００℃でも灯油燃焼雰囲気中では、赤錆の発生が認め
られた。比較鋼（５）， （７）〜（９）は何れも青一
暗青色を示し、市販鋼、比較鋼を通じて第２表の試験結
果が最も良好な（３）、（４）の市販オーステナイト鋼
でさえ、着色の点では目視による限り上記比較鋼（７）
〜（９）と全く変わりのない、青一暗青色を呈していた
。以上は、目視観察による大まかな変色度合を示したが
、次に、この変色の程度を定量的に把握するため、大気
中、ＳＯＯ℃条件での酸化試験を行なった後の各供試片
について、表面の輻射率の測定を実施した。結果は第３
表に示すとおりであった。先の目視調査の結果から概ね
予想されたとおりの結果になっている。
本発明鋼（ＩＯ）〜（Ｌ（ト）は、市販鋼、比較鋼の何
れと較べても、明らかに小さな輻射率が維持されており
、熱吸収が少な《反射率の高いことが証明された。以上
に説明した如く本発明鋼は、高温下での酸化による肉厚
変化量が少ないのみならず、表面変化もきわめて小さい
ものであり、したがって石油ストーブの燃焼部品や光、
レーザー等の高温反射板に適用して美観の劣化防止およ
び耐用寿命の延長に大きな効果を発揮し得る。
れと較べても、明らかに小さな輻射率が維持されており
、熱吸収が少な《反射率の高いことが証明された。以上
に説明した如く本発明鋼は、高温下での酸化による肉厚
変化量が少ないのみならず、表面変化もきわめて小さい
ものであり、したがって石油ストーブの燃焼部品や光、
レーザー等の高温反射板に適用して美観の劣化防止およ
び耐用寿命の延長に大きな効果を発揮し得る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ０．０５％以下、Ｓｉ１．５〜４．５％、Ｍｎ１
％以下、Ｃｒ１５〜２５％を含有し、残部は実質的にＦ
ｅからなる高温での耐変色性に優れたフェライトステン
レス鋼。 ２ Ｃ０．０５％以下、Ｓｉ１．５〜４．５％、Ｍｎ１
％以下、Ｃｒ１５〜２５％を含有し、さらにＴｉ、Ｚｒ
、Ｎｂの１種または２種以上を合計量で１．５％以下含
み、残部は実質的にＦｅからなる高温での耐変色性に優
れたフェライトステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4913781A JPS5922785B2 (ja) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | 耐変色性に優れた高温環境用フエライト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4913781A JPS5922785B2 (ja) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | 耐変色性に優れた高温環境用フエライト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57164967A JPS57164967A (en) | 1982-10-09 |
| JPS5922785B2 true JPS5922785B2 (ja) | 1984-05-29 |
Family
ID=12822678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4913781A Expired JPS5922785B2 (ja) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | 耐変色性に優れた高温環境用フエライト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5922785B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62156253A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-11 | Nippon Kinzoku Kogyo Kk | テンパ−カラ−着色が少ないステンレス鋼 |
-
1981
- 1981-03-31 JP JP4913781A patent/JPS5922785B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57164967A (en) | 1982-10-09 |
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