JPS61147856A - 高強度高耐食性二相ステンレス鋳鋼 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高強度および高耐食性を有する二相ステンレス
鋳鋼に関する。

〔従来の技術〕

オーステナイトとフェライトの二相からなる二相ステン
レス鋳鋼は、強度が高く、かつ耐食性にすぐれた材料で
ある。その代表的な鋼種として、ＪＩＳ　　ＳＣ３ＩＩ
（２５Ｃｒ−６Ｎｉ−２Ｍｏ−Ｆ　ｅ）　、５Ｃ３１４
（１８Ｃｒ　−１２Ｎ　ｉ　−２，５Ｍｏ　−Ｆｅ）が
あり、近年化学プラント、海水機器用材料として広く賞
月されている。

〔解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の二相ステンレス鋳鋼は、その使用
実績が重なるにつれ材質上の問題も明らかになりつつあ
り、耐用寿命の向上、使用条件の苛酷化への対処等の観
点から、強度および耐食性の一層の改善が強く要求され
るに及んでいる。

本発明は上記要請に応えるべく、Ｃｒ−Ｎ１−Ｍ　ｏ　
−Ｆ　ｅ系における鋼成分組成について鋭意研究を重ね
た結果、Ｃｕ、ＷおよびＢの各元素の複合添加が強度お
よび耐食性の改善に著効を有し、またこれに、Ｔｉまた
はＮｂを添加することにより強度、耐食性が更に高めら
れることを見出し本発明を完成するに到った。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の二
相ステンレス鋳鋼は、Ｃ００１％以下、Ｓｉ２．０％以
下、Ｍｎ２．０％以下、Ｐ０．０４％以下、Ｓ０．０４
％以下、Ｎ　ｉ　５．０〜１２．０％、Ｃｒ　２０．０
〜３０゜０％、Ｍ　ｏ　２．０〜７．０％、Ｃｕ４．１
〜８．０％、ＷＯ６２〜２．０％、８０．０００５〜０
．００１５％、残部実質的にＦｅからなる。また、本発
明の二相ステンレス鋳鋼は、所望により、上記各元素と
共に、Ｔｉ０００３〜０．５％、ＮｂＯ，０５〜１．０
％のいずれか１種または２種を含有する成分組成を有す
る。

以下、本発明二相ステンレス鋳鋼の成分限定理由を詳し
く説明する。

Ｃ：０，１％以下 Ｃは強度の向上に有効ではあるが、クロム炭化物（Ｃｒ
ｚｚＣｉ）の析出により耐食性や靭性を劣化させるので
０．１％以下とする。

Ｓｉ：２，０％以下 強力な脱酸剤であり、また鋳造性の改善に必要であるが
、多量に含まれると脆化を招くので２．０％以下とする
。

Ｍｎ：２．０％以下 脱酸・脱硫作用および鋳造性改善効果を有するが、多量
の含有は耐食性の低下を招くので２゜０％以下とする。

Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０４％以下いずれも不純
物元素で、耐食性等の材料特性を劣化させるので可及的
に低いことが望ましいが、工業的製法の観点から、それ
ぞれ０．０４％以下の存在を許容する。

Ｃｒ　：　２０．０〜３０．０％ 強力なフェライト生成元素で、二相組織のフェライトを
与え、高強度と高耐食性をもたらす。なお、本発明鋳鋼
の二相組織におけるフェライト量は、強度や構造材料と
して必要な溶接性などの確保のため約３０％（面積率）
以上、靭性の低下をさけるため約８０％（面積率）以下
であることが好ましい。本発明はこの二相組織の形成、
高強度・高耐食性確保、並びに靭性劣化防止のため、Ｃ
ｒ量を２０．０〜３０．０％に規定する。

Ｎｉ：５．０〜１２．０％ 強力なオーステナイト生成元素で、靭性並びに耐食性の
改善に有効である。このため、少なくとも５．０％を必
要とする。但し、多量に含まれると、オーステナイト量
が過剰になり、二相組織におけるフェライト量３０〜８
０％（面積率）の制御が困難となるので、１２．０％を
上限とする。

Ｍｏ：２．０〜７．０％ 前記Ｃｒと同じく耐食性改善にすぐれた効果を有し、特
に耐局部腐食性、耐孔食性の向上に著効を発揮する。こ
れらの効果を得るには２．０％以上を要する。一方、多
量に含まれると、靭性の劣化等の悪影響が生じるので、
７．０％を上限とする。

Ｃｕ　：　４．１〜８．０％ オーステナイト生成元素であり、オーステナイト相の固
溶強化、並びに非酸化性の酸に対する耐食性の向上効果
を有する。この効果を得るために、少な（とも４．１％
を要する。但し、多量に含まれると、強度や靭性の低下
を招くので、８．０％を上限とする。

Ｗ：０．２〜２．０％ フェライト生成元素であり、耐食性の改善に有効である
。特に、前記Ｃｕと複合添加されるときその効果が大き
く、腐食疲労強度をも高める。これらの効果を得るため
に、０．２％以上必要であるが、約２．０％を超えると
、効果が飽和してくるので、２．０％を上限とする。

Ｂ　：　０．０００５〜０．００１５％耐食性を高め、
また結晶粒微細化をもたらす。

このため、０．０００５％以上を要するが、０．００１
５％を超えると、材料の清浄度が低下し、脆化を招くの
で０．００１５％以下とする。

Ｔ　ｉ　：　０．０３〜０．５％ 炭素との親和力が強く、Ｔ　ｉ　ＣとしてＣの固定化し
、耐食性の改善に寄与する。また、Ｎも固定し、同様の
効果をもたらす。そのほか、結晶粒微細化効果をも有す
る。これらの効果を得るために、０．０３％以上を要す
る。但し、０．５％を超えると、効果が飽和するばかり
か、靭性の低下を引き起こすので０．５％を上限とする
。

Ｎ　ｂ　：　０．０５〜１．０％ 前記Ｔｉと同じく、Ｃ，Ｎとの強い親和力により、炭化
物、窒化物としてＣ，Ｎを固定し、耐食性を高める。ま
た、結晶粒を微細化する。これらの効果を得るために少
なくとも０．０５％を要するが、１．０％を超えると効
果が飽和するので１．０％を上限とする。

〔実施例〕

次に実施例により本発明ステンレス鋳鋼の材料特性につ
いて説明する。

第１表に示す各成分組成のステンレス鋳鋼を溶製・鋳造
し、通常の固溶化処理・水冷を施した。

各供試材の機械的性質の測定並びに耐食試験結果を第２
表に示す、賦香（隘）１〜８は本発明例、磁１０１〜１
０５は比較例であり、比較例−１０４はＪＩＳ　　５Ｃ
３ＩＩ相当の従来材、嵐１０５は５ＣＳ１４相当の従来
材の例である。

なお、第２表中、「耐食性」欄の「耐全面腐食性」は５
％Ｈｚｓ０４試験（Ｊ　Ｉ　Ｓ　　ＧＯ５９１に準拠。

全面腐食試験）における腐食量で示し、同種「耐孔食性
」は３％Ｎ　ａ　Ｃｌ−０，０８規定ＨＣ２孔食試験（
３％ＮａＣ１，０，０８Ｎ−ＨＣ１沸騰溶液中に２４時
間浸漬）における腐食量で示す。

各供試材について、Ｂ量と全面腐食量（ｇ　／　ｒｄｈ
）の関係を第１図に、Ｃｕ量と孔食腐食量（ｇ／ｎｆｈ
）の関係を第２図にそれぞれ示す。

上記試験結果から明らかなように、本発明材阻１〜８は
、機械的性質が良好で、特に耐力が５０ｋｇ／鶴２以上
と高強度を備えると同時に、各腐食試験における腐食量
もわずかで、耐全面腐・食性、耐孔食性が極めて良く、
従来材であるＳＣ５１１（Ｎ１１０４）やＳ　ＣＳ　　
１４　（ｒｌ＆１１０５）およびその他の比較材を凌ぐ
すぐれた材料特性を有している。

〔発明の効果〕

本発明二相ステンレス鋳鋼は、高強度と高耐食性とを兼
備するので、各種化学プラント、海水機器用材料として
好適であり、例えば製紙用サクションロール、耐食性ポ
ンプ部品、その他強度と耐食性が要求される各種部材と
してすぐれた耐久性を保証し、その工業的価値は極めて
大である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は成分元素含有量（％）と腐食量（
ｇ　／　ｒｄ　ｈ　）の関係を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃ０．１％以下、Ｓｉ２．０％以下、Ｍｎ２．０
   ％以下、Ｐ０．０４％以下、Ｓ０．０４％以下、Ｎｉ５
   ．０〜１２．０％、Ｃｒ２０．０〜３０．０％、Ｍｏ２
   ．０〜７．０％、Ｃｕ４．１〜８．０％、Ｗ０．２〜２
   ．０％、Ｂ０．０００５〜０．００１５％、残部実質的
   にＦｅからなる高強度高耐食性二相ステンレス鋳鋼。
2. （２）Ｃ０．１％以下、Ｓｉ２．０％以下、Ｍｎ２．０
   ％以下、Ｐ０．０４％以下、Ｓ０．０４％以下、Ｎｉ５
   ．０〜１２．０％、Ｃｒ２０．０〜３０．０％、Ｍｏ２
   ．０〜７．０％、Ｃｕ４．１〜８．０％、Ｗ０．２〜２
   ．０％、Ｂ０．０００５〜０．００１５％、およびＴｉ
   ０．０３〜０．５％、Ｎｂ０．０５〜１．０％のいずれ
   か１種もしくは２種、残部実質的にＦｅからなる高強度
   高耐食性二相ステンレス鋳鋼。