JPS6039118A - 耐粒界腐食性及び耐粒界応力腐食割れ性にすぐれた含ホウ素オ−ステナイト系ステンレス鋼の製造方法 - Google Patents
耐粒界腐食性及び耐粒界応力腐食割れ性にすぐれた含ホウ素オ−ステナイト系ステンレス鋼の製造方法Info
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- JPS6039118A JPS6039118A JP14846383A JP14846383A JPS6039118A JP S6039118 A JPS6039118 A JP S6039118A JP 14846383 A JP14846383 A JP 14846383A JP 14846383 A JP14846383 A JP 14846383A JP S6039118 A JPS6039118 A JP S6039118A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (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】
本発明は耐粒界腐食性及び耐粒界応力腐食割れ性にすぐ
れた含ホウ素オーステナイト系ステンレス鋼の製造方法
に関する。
れた含ホウ素オーステナイト系ステンレス鋼の製造方法
に関する。
Ｂを含有するオーステナイト系ステンレス鋼は、中性子
吸収断面積が大きいために、既に熱中性子吸収用材料と
して原子炉の制御棒或いは遮蔽材として使用されている
が、上記の特性に加えて、一般に耐食性にすぐれるとこ
ろから、最近では使用済み核燃料棒保管用冷却プールの
中性子遮蔽材や使用済み核燃料棒の輸送容器構成材料と
して使用され始めている。
吸収断面積が大きいために、既に熱中性子吸収用材料と
して原子炉の制御棒或いは遮蔽材として使用されている
が、上記の特性に加えて、一般に耐食性にすぐれるとこ
ろから、最近では使用済み核燃料棒保管用冷却プールの
中性子遮蔽材や使用済み核燃料棒の輸送容器構成材料と
して使用され始めている。
一般に構造物を製作する過程において、鋼は溶接された
り、或いは４００〜７５０℃の温度に加熱されることが
多い。このような熱履歴を受けた場合において、Ｂを含
有しないオーステナイト系ステンレス鋼が粒界腐食や粒
界応力腐食割れを起こすことが既に知られている。そこ
で、本発明者らは、Ｂを０．５重量％以上含有する含Ｂ
オーステナイト系ステンレス鋼に上記のような熱履歴を
与えて、種々研究したところ、含Ｂ鋼は、Ｂを含有しな
いステンレス鋼に比べて、粒界腐食感受性が著しく高い
ことを見出し、更に、従来、Ｂを含有しないオーステナ
イト系ステンレス鋼の場合は、鋼中のＣ含量を低下させ
ることによって粒界腐食感受性を低め得ることが知られ
ているが、含Ｂオ−ステナイト系ステンレス鋼の場合に
は、かかる手段によっては粒界腐食を有効に防止するこ
とができないことを見出した。
り、或いは４００〜７５０℃の温度に加熱されることが
多い。このような熱履歴を受けた場合において、Ｂを含
有しないオーステナイト系ステンレス鋼が粒界腐食や粒
界応力腐食割れを起こすことが既に知られている。そこ
で、本発明者らは、Ｂを０．５重量％以上含有する含Ｂ
オーステナイト系ステンレス鋼に上記のような熱履歴を
与えて、種々研究したところ、含Ｂ鋼は、Ｂを含有しな
いステンレス鋼に比べて、粒界腐食感受性が著しく高い
ことを見出し、更に、従来、Ｂを含有しないオーステナ
イト系ステンレス鋼の場合は、鋼中のＣ含量を低下させ
ることによって粒界腐食感受性を低め得ることが知られ
ているが、含Ｂオ−ステナイト系ステンレス鋼の場合に
は、かかる手段によっては粒界腐食を有効に防止するこ
とができないことを見出した。
本発明者らは、上記した問題を解決するために鋭意研究
した結果、Ｂを０．５重量％以上含有するオーステナイ
ト系ステンレス鋼を最終加工工程の後、所定の温度条件
下に所定時間加熱することによって、その後に上記のよ
うな＠履歴を受けた場合にも、その耐粒界腐食性及び耐
粒界応力腐食割れ性を著しく改善し得ることを見出して
本発明に至ったものである。
した結果、Ｂを０．５重量％以上含有するオーステナイ
ト系ステンレス鋼を最終加工工程の後、所定の温度条件
下に所定時間加熱することによって、その後に上記のよ
うな＠履歴を受けた場合にも、その耐粒界腐食性及び耐
粒界応力腐食割れ性を著しく改善し得ることを見出して
本発明に至ったものである。
−本発明による耐粒界腐食性及び耐粒界応力腐食割れ性
にすぐれた含ホウ素オーステナイト系ステンレス鋼の製
造方法は、重量％でＢＯ３５〜４．０％、Ｃ０１１％以
下、Ｓｉ２％以下、Ｍｎ４％以下、Ｃｒ１６〜２５％及
びＮｉ８〜１５％を含有するオーステナイト系ステンレ
ス鋼を７００〜８００℃の温度に少なくとも５時間以上
加熱することを特徴とする。
にすぐれた含ホウ素オーステナイト系ステンレス鋼の製
造方法は、重量％でＢＯ３５〜４．０％、Ｃ０１１％以
下、Ｓｉ２％以下、Ｍｎ４％以下、Ｃｒ１６〜２５％及
びＮｉ８〜１５％を含有するオーステナイト系ステンレ
ス鋼を７００〜８００℃の温度に少なくとも５時間以上
加熱することを特徴とする。
本発明において用いるオーステナイト系ステンレス鋼は
、重量％でＣ０，１％以下、Ｓｉ２％以下、Ｍｎ４％以
下、Ｃｒ１６〜２５％、Ｎｉ８〜１５％及びＢＯ６５〜
４．０％を含有し、更に必要に応じて、Ｍｏｌ、０〜３
．０％、及び／又はＴｉ、Ｎｂ。
、重量％でＣ０，１％以下、Ｓｉ２％以下、Ｍｎ４％以
下、Ｃｒ１６〜２５％、Ｎｉ８〜１５％及びＢＯ６５〜
４．０％を含有し、更に必要に応じて、Ｍｏｌ、０〜３
．０％、及び／又はＴｉ、Ｎｂ。
Ｔａ％ Ｚｒ、Ｖ及びＷよりなる群から選ばれる少なく
とも１種の元素０．１〜１重量％を含有することができ
、残部は鉄及び不可避的不純物からなる。
とも１種の元素０．１〜１重量％を含有することができ
、残部は鉄及び不可避的不純物からなる。
上記したオーステナイト系ステンレス鋼における各成分
元素の限定理由は次のとおりである。
元素の限定理由は次のとおりである。
Ｃは含量が少ないほど好ましいが、本発明の方法による
処理を施した鋼の場合には、０．１重量％までの含量は
、粒界腐食及び粒界応力腐食割れ感受性を高めることが
ないので上限を０．１重量％とする。尚、後述するよう
に、ステンレス鋼がＴ ｉ ％Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｖ及
びＷよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を所
定量含有するときは、これらを含有しない鋼に比べてＣ
含量の許容範囲を広くすることができ、その上限は０．
２重量％である。
処理を施した鋼の場合には、０．１重量％までの含量は
、粒界腐食及び粒界応力腐食割れ感受性を高めることが
ないので上限を０．１重量％とする。尚、後述するよう
に、ステンレス鋼がＴ ｉ ％Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｖ及
びＷよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を所
定量含有するときは、これらを含有しない鋼に比べてＣ
含量の許容範囲を広くすることができ、その上限は０．
２重量％である。
Ｓ：及びＭｎは脱酸剤として用いられ、清浄な鋼を製造
するのに有用であるが、Ｓｉを２重量％を越えて多量に
、また、Ｍｎを４重量％を越えて多量に添加するときは
、得られる鋼の加工性や靭性を損なうこととなるので好
ましくない。
するのに有用であるが、Ｓｉを２重量％を越えて多量に
、また、Ｍｎを４重量％を越えて多量に添加するときは
、得られる鋼の加工性や靭性を損なうこととなるので好
ましくない。
鋼における熱中性子吸収能は、鋼中のＢ含量と鋼の厚み
に依存する。従って、Ｂ含量は多いほど好ましいが、４
．０重量％を越えて多量に添加すると、一方において鋼
の熱間加工性が極めて低下するので、実用鋼としては製
造することが回能である。一方、０．５重量％よりも少
ないときは、鋼の熱中性子吸収能が小さいので、鋼材料
に所要の熱中性子吸収能をもたせるためには、厚みを著
しく大きくする必要があり、実用性に劣ることとなる。
に依存する。従って、Ｂ含量は多いほど好ましいが、４
．０重量％を越えて多量に添加すると、一方において鋼
の熱間加工性が極めて低下するので、実用鋼としては製
造することが回能である。一方、０．５重量％よりも少
ないときは、鋼の熱中性子吸収能が小さいので、鋼材料
に所要の熱中性子吸収能をもたせるためには、厚みを著
しく大きくする必要があり、実用性に劣ることとなる。
また、Ｃｒは鋼の一般耐食性を向上させるために必須の
合金成分であるが、Ｃｒは一般にＢと結合してホウ化物
を多量に析出して、オーステナイト組織におけるＣｒ濃
度が低下する。従って、鋼の一般耐食性を確保するため
には１６重量％以上を含有させることが必要である。し
かし、２５重量％を越えて多量に添加するときは、Ｃ「
添加による一般耐食性の効果が飽和すると共に、加工性
も低下するので好ましくない。
合金成分であるが、Ｃｒは一般にＢと結合してホウ化物
を多量に析出して、オーステナイト組織におけるＣｒ濃
度が低下する。従って、鋼の一般耐食性を確保するため
には１６重量％以上を含有させることが必要である。し
かし、２５重量％を越えて多量に添加するときは、Ｃ「
添加による一般耐食性の効果が飽和すると共に、加工性
も低下するので好ましくない。
Ｎｉはオーステナイト組織を安定させ、加工性を付与す
る元素として必須の合金元素であり、フェライト生成元
素であるＣ ｒ ％ Ｍ ０１Ｓ１量等に対する成分の
平衡上、８重量％以上の添加を要する。しかし、過度の
添加は、鋼の粒界腐食性或いは粒界応力腐食割れ性につ
いて却って有害な影響を与えるので、上限を１５重量％
とする。
る元素として必須の合金元素であり、フェライト生成元
素であるＣ ｒ ％ Ｍ ０１Ｓ１量等に対する成分の
平衡上、８重量％以上の添加を要する。しかし、過度の
添加は、鋼の粒界腐食性或いは粒界応力腐食割れ性につ
いて却って有害な影響を与えるので、上限を１５重量％
とする。
本発明において、鋼がＭｏを１．０〜３．０重量％の範
囲で含有するときは、特に、鋼自体が耐粒界腐食性及び
耐粒界応力腐食割れ性にすぐれるので、これを本発明の
方法に従って熱処理することにより、その耐粒界腐食性
及び耐粒界応力腐食割れ性を一層高めることができる。
囲で含有するときは、特に、鋼自体が耐粒界腐食性及び
耐粒界応力腐食割れ性にすぐれるので、これを本発明の
方法に従って熱処理することにより、その耐粒界腐食性
及び耐粒界応力腐食割れ性を一層高めることができる。
しかし、３．０重量％を越えて多量に添加するときは、
上記効果が飽和するのみならず、製造費用を高くし、更
に、Ｍ。
上記効果が飽和するのみならず、製造費用を高くし、更
に、Ｍ。
の含量増加に見合って、高価なＮｉ含量を増加させる必
要が生じるので上限を３．０重量％とする。
要が生じるので上限を３．０重量％とする。
更に、本発明において、オーステナイト系ステンレス鋼
は、上記した元素以外に、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｖ
及びＷよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を
０．１％以−ヒ含有することができる。このような鋼に
おいては、粒界腐食及び粒界応力腐食割れを生じさせる
ことなく、Ｃ含量を０．２重量％まで高めることができ
る。尚、上記合金元素の添加量の」二重は１重量％であ
り、これより多量に添加すると、ステンレス鋼製造時に
疵が発生しやすく、また、製造費用を高価にするので好
ましくない。
は、上記した元素以外に、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｖ
及びＷよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を
０．１％以−ヒ含有することができる。このような鋼に
おいては、粒界腐食及び粒界応力腐食割れを生じさせる
ことなく、Ｃ含量を０．２重量％まで高めることができ
る。尚、上記合金元素の添加量の」二重は１重量％であ
り、これより多量に添加すると、ステンレス鋼製造時に
疵が発生しやすく、また、製造費用を高価にするので好
ましくない。
尚、Ａｎは、強力な脱酸剤として、鋼の加工性を向上さ
せるために、０．５重量％までの範囲であれば、本発明
の目的とする効果を何ら損なうことなく添加することが
できる。しかし、０．５重量％を越えて添加すると、加
工性を却って低下させるので上限を０．５重量％とする
。
せるために、０．５重量％までの範囲であれば、本発明
の目的とする効果を何ら損なうことなく添加することが
できる。しかし、０．５重量％を越えて添加すると、加
工性を却って低下させるので上限を０．５重量％とする
。
以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。
参考例
第１表に示す化学成分組成のステンレス鋼を電弧炉にて
溶製し、通常のステンレス鋼板の製造工程によって、最
終的に冷間圧延して、４Ｎ厚さの鋼板を製造し、１０５
０℃で３０分間加熱した後、水冷する所謂溶体化処理を
施した。この通常の溶体化熱処理材を７５０°Ｃに５分
間保持した後、４００℃まで約り０℃／秒の冷却速度で
冷却して試験片を得、これについてＪＩＳ Ｇ ０５７
５に規定する粒界腐食試験を行なった。鋼の粒界腐食感
受性を粒界侵食深さく龍）で評価し、結果を第１表に示
す。
溶製し、通常のステンレス鋼板の製造工程によって、最
終的に冷間圧延して、４Ｎ厚さの鋼板を製造し、１０５
０℃で３０分間加熱した後、水冷する所謂溶体化処理を
施した。この通常の溶体化熱処理材を７５０°Ｃに５分
間保持した後、４００℃まで約り０℃／秒の冷却速度で
冷却して試験片を得、これについてＪＩＳ Ｇ ０５７
５に規定する粒界腐食試験を行なった。鋼の粒界腐食感
受性を粒界侵食深さく龍）で評価し、結果を第１表に示
す。
上の結果から含Ｂオーステナイトステンレス鋼の粒界腐
食感受性は、Ｂを含有しないステンレス鋼について既に
知られているように、鋼中のＣ含量を低下させることに
よって、ある程度は低下させることができる（組番号４
）。しかし、Ｂを含有しないステンレス鋼（組番号５）
が粒界腐食感受性を示さないＣ含量約０．０２重量％以
下の場合でも、Ｂを約１重量％含有する鋼（ｍ番号３〉
の感受性は依然として高いことが理解できる。
食感受性は、Ｂを含有しないステンレス鋼について既に
知られているように、鋼中のＣ含量を低下させることに
よって、ある程度は低下させることができる（組番号４
）。しかし、Ｂを含有しないステンレス鋼（組番号５）
が粒界腐食感受性を示さないＣ含量約０．０２重量％以
下の場合でも、Ｂを約１重量％含有する鋼（ｍ番号３〉
の感受性は依然として高いことが理解できる。
実施例１
第１表の組番号３の組成を有し、上記参考例と同様にし
て製作した溶体化処理鋼板を６５０〜８５０℃の温度で
１．５．１５又は３０時間熱処理した。次に、７５０℃
に５分間保持した後、４００℃の温度まで約り０℃／秒
の冷却速度で冷却して、熱履歴を与えた。
て製作した溶体化処理鋼板を６５０〜８５０℃の温度で
１．５．１５又は３０時間熱処理した。次に、７５０℃
に５分間保持した後、４００℃の温度まで約り０℃／秒
の冷却速度で冷却して、熱履歴を与えた。
この材料を機械加工により厚み４ｍｍ、幅１５顛及び長
さ６５龍に採取し、試験片として、ＪＩＳ ＧＯ５７５
に規定する粒界腐食試験を行なった。その結果を粒界侵
食深さで第２表に示す。
さ６５龍に採取し、試験片として、ＪＩＳ ＧＯ５７５
に規定する粒界腐食試験を行なった。その結果を粒界侵
食深さで第２表に示す。
また、上と同じ熱履歴を与えた材料から厚み２鶴、幅１
５鰭及び長さ６５ｍの試験片を採取し、これを２枚重ね
て０字曲げ加工し、Ｓ［ｌＳ ３１６製のボルト及びナ
ツトにより試験片両端を固定して、二重Ｕ字状試験片を
調製し、これを非脱気の２５０℃の純水中に２週間浸漬
して、応力腐食割れの発生の有無を調べた。結果を第３
表に示す。
５鰭及び長さ６５ｍの試験片を採取し、これを２枚重ね
て０字曲げ加工し、Ｓ［ｌＳ ３１６製のボルト及びナ
ツトにより試験片両端を固定して、二重Ｕ字状試験片を
調製し、これを非脱気の２５０℃の純水中に２週間浸漬
して、応力腐食割れの発生の有無を調べた。結果を第３
表に示す。
上の結果から、本発明の方法に従って、７００〜８００
℃に５時間以上保持する熱処理を施した材料は、その後
に７５０℃に５分間保持後、４００℃まで約り０℃／秒
で冷却する熱履歴を受けても、耐粒界腐食性及び耐粒界
応力腐食割れ性に著しくすぐれていることが明らかであ
る。
℃に５時間以上保持する熱処理を施した材料は、その後
に７５０℃に５分間保持後、４００℃まで約り０℃／秒
で冷却する熱履歴を受けても、耐粒界腐食性及び耐粒界
応力腐食割れ性に著しくすぐれていることが明らかであ
る。
実施例２
第１表の組番号３の鋼の溶体化処理鋼板を、（イ）溶接
熱影響部を模擬して６５０℃で２時間の熱処理を施した
場合、 （ロ）６５０℃で２時間の熱処理を施した後、更に７５
０℃に１５時間保持する熱処理を施した場合、及び （ハ）７５０℃で１５時間保持する熱処理を施した後、
６５０℃で２時間保持する熱処理を施した場合、 のそれぞれについて試験片を得、ＪＩＳ Ｇ ０５７５
に規定する粒界腐食試験を行なった。結果を第４表に示
す。
熱影響部を模擬して６５０℃で２時間の熱処理を施した
場合、 （ロ）６５０℃で２時間の熱処理を施した後、更に７５
０℃に１５時間保持する熱処理を施した場合、及び （ハ）７５０℃で１５時間保持する熱処理を施した後、
６５０℃で２時間保持する熱処理を施した場合、 のそれぞれについて試験片を得、ＪＩＳ Ｇ ０５７５
に規定する粒界腐食試験を行なった。結果を第４表に示
す。
この結果、粒界侵食深さは、（イ）の場合に０゜６４ｍ
、（ロ）の場合に０．０１ｍ、（ハ）の場合に０．０２
ｍであって、（イ）の場合に明らかに示されるように、
鋼は溶接熱影響部を模擬した熱履０ 歴を受けた場合に粒界腐食感受性が高まるが、本発明の
方法に従って、かかる熱履歴を受ける前又は後に所定の
熱処理を施すことにより、（ロ）及び（ハ）の場合に示
されるように、粒界腐食感受性が著しく改善される。
、（ロ）の場合に０．０１ｍ、（ハ）の場合に０．０２
ｍであって、（イ）の場合に明らかに示されるように、
鋼は溶接熱影響部を模擬した熱履０ 歴を受けた場合に粒界腐食感受性が高まるが、本発明の
方法に従って、かかる熱履歴を受ける前又は後に所定の
熱処理を施すことにより、（ロ）及び（ハ）の場合に示
されるように、粒界腐食感受性が著しく改善される。
１
第２表
１３
１０１−
Claims (1)
- （１） 重量％でＢ ０．５〜４．０％、Ｃ００１％以
下、Ｓｉ２％以下、Ｍｎ４％以下、Ｃｒ１６〜２５％及
びＮｉ８〜１５％を含有するオーステナイト系ステンレ
ス鋼を７００〜８００℃の温度に少なくとも５時間以上
加熱することを特徴とする耐粒界腐食性及び耐粒界応力
腐食割れ性にすぐれた含ホウ素オーステナイト系ステン
レス鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14846383A JPS6039118A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 耐粒界腐食性及び耐粒界応力腐食割れ性にすぐれた含ホウ素オ−ステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14846383A JPS6039118A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 耐粒界腐食性及び耐粒界応力腐食割れ性にすぐれた含ホウ素オ−ステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6039118A true JPS6039118A (ja) | 1985-02-28 |
Family
ID=15453310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14846383A Pending JPS6039118A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 耐粒界腐食性及び耐粒界応力腐食割れ性にすぐれた含ホウ素オ−ステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6039118A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62164236A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学的情報再生装置 |
| JPS62222049A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-30 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐食性に優れたｂ含有ステンレス鋼 |
| JPH02170947A (ja) * | 1988-12-21 | 1990-07-02 | Nkk Corp | 耐食性および延性に優れたｂ含有オーステナイト系ステンレス鋼 |
-
1983
- 1983-08-12 JP JP14846383A patent/JPS6039118A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62164236A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学的情報再生装置 |
| JPS62222049A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-30 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐食性に優れたｂ含有ステンレス鋼 |
| JPH057455B2 (ja) * | 1986-03-24 | 1993-01-28 | Sumitomo Metal Ind | |
| JPH02170947A (ja) * | 1988-12-21 | 1990-07-02 | Nkk Corp | 耐食性および延性に優れたｂ含有オーステナイト系ステンレス鋼 |
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