JPS62222049A - 耐食性に優れたｂ含有ステンレス鋼 - Google Patents
耐食性に優れたｂ含有ステンレス鋼Info
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- JPS62222049A JPS62222049A JP6541686A JP6541686A JPS62222049A JP S62222049 A JPS62222049 A JP S62222049A JP 6541686 A JP6541686 A JP 6541686A JP 6541686 A JP6541686 A JP 6541686A JP S62222049 A JPS62222049 A JP S62222049A
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Landscapes
- Heat Treatment Of 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】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、極めて優れた耐食性を有し、原子炉関連設
備の中性子遮蔽材等として好適なり含有ステンレス鋼に
関するものである。
備の中性子遮蔽材等として好適なり含有ステンレス鋼に
関するものである。
〈背景技術〉
数ある合金元素の中でも特にＢ（ホウ素）は中性子吸収
断面積が大きいものとして知られており、従来から、原
子炉の制御棒や遮蔽材等の熱中性子吸収用材料として１
Ｂを１．０％以上添加した５ＵＳ３０４系ステンレス鋼
”が重宝されてきた（例えば特開昭５５−３４６３６号
公報参照）、また、最近では使用済み核燃料棒保管用冷
却プール内における中性子遮蔽板や使用済み核燃料棒の
輸送又は貯蔵用容器等へのＢ添加ステンレス鋼の適用も
検討されるようになり、Ｂ添加ステンレス鋼の使用分野
は更に拡大する傾向を見せ始めている。
断面積が大きいものとして知られており、従来から、原
子炉の制御棒や遮蔽材等の熱中性子吸収用材料として１
Ｂを１．０％以上添加した５ＵＳ３０４系ステンレス鋼
”が重宝されてきた（例えば特開昭５５−３４６３６号
公報参照）、また、最近では使用済み核燃料棒保管用冷
却プール内における中性子遮蔽板や使用済み核燃料棒の
輸送又は貯蔵用容器等へのＢ添加ステンレス鋼の適用も
検討されるようになり、Ｂ添加ステンレス鋼の使用分野
は更に拡大する傾向を見せ始めている。
ところが、Ｂ添加ステンレス鋼を使用済み核燃料棒の保
管用冷却プール部材や輸送・貯蔵用容器等に適用しよう
とする場合、微量のＣＺ−イオンを含む硼酸溶液環境中
等での腐食問題に対する新たな検討を見過ごしにするこ
とは出来なかったのである。何故なら、原子炉関連部材
として使用されてきたＢ添加ステンレス鋼では、これま
でその耐食性に関する格別な考慮がなされることは殆ど
無かったからである。
管用冷却プール部材や輸送・貯蔵用容器等に適用しよう
とする場合、微量のＣＺ−イオンを含む硼酸溶液環境中
等での腐食問題に対する新たな検討を見過ごしにするこ
とは出来なかったのである。何故なら、原子炉関連部材
として使用されてきたＢ添加ステンレス鋼では、これま
でその耐食性に関する格別な考慮がなされることは殆ど
無かったからである。
しかも、本発明者等の検討結果は、「Ｂ添加ステンレス
鋼の耐食性はＢ含有量の増大と共に劣化する」との重大
な事実を示したのである。
鋼の耐食性はＢ含有量の増大と共に劣化する」との重大
な事実を示したのである。
これは、添加されたＢが（Ｃｒ、 Ｆｅ）ｚＢの形で鋼
中に析出・固定されるため耐食性維持に有効な鋼中Ｃｒ
量が減少してしまうからであり、例えば、５ＵＳ３０４
系ステンレス鋼でＢを１％添加するとマトリックス中に
おける実質的なＣｒ量は約３％低下することとなる。こ
のように、ステンレス鋼の耐食性はＢ添加により著しく
劣化してしまうので、例えば前記特開昭５５−３４６３
６号公報に示されたような従来のＢ添 加ステンレス鋼
では、先に述べたような今後に予想される腐食環境用途
で所望される十分な耐食性を発揮しないことが明らかと
なった。現に、上記従来鋼では、使用環境中に極く微量
の０１−イオンが存在しても“孔食”、“隙間腐食”、
“応力腐食割れ”等の局部腐食感受性が増大することが
確認された。
中に析出・固定されるため耐食性維持に有効な鋼中Ｃｒ
量が減少してしまうからであり、例えば、５ＵＳ３０４
系ステンレス鋼でＢを１％添加するとマトリックス中に
おける実質的なＣｒ量は約３％低下することとなる。こ
のように、ステンレス鋼の耐食性はＢ添加により著しく
劣化してしまうので、例えば前記特開昭５５−３４６３
６号公報に示されたような従来のＢ添 加ステンレス鋼
では、先に述べたような今後に予想される腐食環境用途
で所望される十分な耐食性を発揮しないことが明らかと
なった。現に、上記従来鋼では、使用環境中に極く微量
の０１−イオンが存在しても“孔食”、“隙間腐食”、
“応力腐食割れ”等の局部腐食感受性が増大することが
確認された。
上述のように、原子炉関連部材に多用されて来た従来の
Ｂ添加ステンレス鋼も腐食環境での使用と言う観点から
は決して満足出来るものではなく、中性子遮蔽能に優れ
るとともに、使用済み核燃料棒の保管用冷却プール部材
や輸送・貯蔵用容器等への適用にも十分応え得る構造用
材料の開発がこの分野での当面の大きな問題となりつつ
あった。
Ｂ添加ステンレス鋼も腐食環境での使用と言う観点から
は決して満足出来るものではなく、中性子遮蔽能に優れ
るとともに、使用済み核燃料棒の保管用冷却プール部材
や輸送・貯蔵用容器等への適用にも十分応え得る構造用
材料の開発がこの分野での当面の大きな問題となりつつ
あった。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明者等は、ステンレス鋼が有する原子炉関連部材と
しての優れた特性を再認識しつつ、原子力発電量の増大
により中性子吸収構造材としての、しかも優れた耐食性
を備えたステンレス鋼に対する要求が今後径々か高まる
ことを予想して、従来のＢ添加５ＵＳ３０４系よりも格
段に耐食性の優れたステンレス鋼を提供すべく研究を重
ねたところ、以下に示す如き知見を得るに到った。即ち
、（ａｌ Ｂ添加ステンレス鋼における耐食性劣化原
因がｒ （Ｃｒ、 Ｆｅ）！Ｂの形で鋼中に析出・固定
されるＢの挙動に起因し耐食性維持に有効な鋼中Ｃｒ量
を減少してしまう」ことにあるとの研究結果より（Ｃｒ
ＳＦｅ）ｔＢ生成によるマトリックスのＣｒ濃度低下を
考慮してＢ添加ステンレス鋼のＣｒ添加量を高めるとと
もに、特にそのＣ含有量を従来材のオーダーよりも一段
低いレベルにまで大幅に低減すると、耐食性に必要な有
効Ｃｒ量のアップと極低炭素化による鋭敏化抑制効果等
が絡み合って、Ｂ添加ステンレス鋼の耐食性が予想を温
かに越えて向上すること、 山） このようにＣｒ量を高めたＢ添加鋼に更に特定量
のＮを含有せしめると、Ｃｒよりも硼化物を形成し易い
Ｎは優先的にＢと結合してＢＮを生成することでＣｒ量
Ｍ度の低下を防止し、その耐食性が一層向上すること、 （Ｃ） また、Ｃｒ量を増加した極低炭素ステンレス
鋼やこれにＮを添加した極低炭素ステンレス鋼に更にＭ
ｏ又はＣｕの特定量を含有せしめると、その耐食性がよ
り一層改善されること。
しての優れた特性を再認識しつつ、原子力発電量の増大
により中性子吸収構造材としての、しかも優れた耐食性
を備えたステンレス鋼に対する要求が今後径々か高まる
ことを予想して、従来のＢ添加５ＵＳ３０４系よりも格
段に耐食性の優れたステンレス鋼を提供すべく研究を重
ねたところ、以下に示す如き知見を得るに到った。即ち
、（ａｌ Ｂ添加ステンレス鋼における耐食性劣化原
因がｒ （Ｃｒ、 Ｆｅ）！Ｂの形で鋼中に析出・固定
されるＢの挙動に起因し耐食性維持に有効な鋼中Ｃｒ量
を減少してしまう」ことにあるとの研究結果より（Ｃｒ
ＳＦｅ）ｔＢ生成によるマトリックスのＣｒ濃度低下を
考慮してＢ添加ステンレス鋼のＣｒ添加量を高めるとと
もに、特にそのＣ含有量を従来材のオーダーよりも一段
低いレベルにまで大幅に低減すると、耐食性に必要な有
効Ｃｒ量のアップと極低炭素化による鋭敏化抑制効果等
が絡み合って、Ｂ添加ステンレス鋼の耐食性が予想を温
かに越えて向上すること、 山） このようにＣｒ量を高めたＢ添加鋼に更に特定量
のＮを含有せしめると、Ｃｒよりも硼化物を形成し易い
Ｎは優先的にＢと結合してＢＮを生成することでＣｒ量
Ｍ度の低下を防止し、その耐食性が一層向上すること、 （Ｃ） また、Ｃｒ量を増加した極低炭素ステンレス
鋼やこれにＮを添加した極低炭素ステンレス鋼に更にＭ
ｏ又はＣｕの特定量を含有せしめると、その耐食性がよ
り一層改善されること。
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、
ステンレス鋼を
ｃ：ｏ、ｏｔ％以下（以下、成分割合を表す％は重量％
とする）、 Ｓｉ：１．０％以下、 Ｍｎ：５．０％以下、Ｐ ：
０．０１５％以下、 Ｓ ： ０．００７％以下、Ｎ
ｉ ： ８．０〜２５．０％、 Ｃｒ ： ２２．０
〜３０．０％、Ｂ：０．５〜２．５％ を含有するか、更に Ｍｏ ： ０．３〜３．０％、 Ｃｕ ： ０．３〜２．０％ Ｎ：０．０５〜０．５０％ の１種以上をも含むとともに、残部が実質的にＦｅより
成る成分組成に構成することで、良好な中性子遮蔽能、
強度並びに加工性（溶接性も含む）を有することは勿論
、極めて優れた耐食性をも兼備せしめた点、 を特徴とするものである。
とする）、 Ｓｉ：１．０％以下、 Ｍｎ：５．０％以下、Ｐ ：
０．０１５％以下、 Ｓ ： ０．００７％以下、Ｎ
ｉ ： ８．０〜２５．０％、 Ｃｒ ： ２２．０
〜３０．０％、Ｂ：０．５〜２．５％ を含有するか、更に Ｍｏ ： ０．３〜３．０％、 Ｃｕ ： ０．３〜２．０％ Ｎ：０．０５〜０．５０％ の１種以上をも含むとともに、残部が実質的にＦｅより
成る成分組成に構成することで、良好な中性子遮蔽能、
強度並びに加工性（溶接性も含む）を有することは勿論
、極めて優れた耐食性をも兼備せしめた点、 を特徴とするものである。
続いて、この発明にかかるステンレス鋼において、各構
成成分の割合を前記の如くに数値限定した理由を説明す
る。
成成分の割合を前記の如くに数値限定した理由を説明す
る。
Ａ） Ｃ
Ｃは、５００〜９００℃の温度域で結晶粒界にＣｒ炭化
物を析出させ、結果としてその周囲にＣｒ欠乏層を形成
させて粒界の耐食性劣化を招くところの、所謂“鋭敏化
”を引き起こす有害元素であり、とくに溶接ボンド部付
近の耐粒界腐食性を劣化させるためその含有量を極力抑
えなければならないものである。その上、Ｃは鋼の熱間
加工性に極めて有害なものであって、この点からも低減
する必要のある元素でもある。
物を析出させ、結果としてその周囲にＣｒ欠乏層を形成
させて粒界の耐食性劣化を招くところの、所謂“鋭敏化
”を引き起こす有害元素であり、とくに溶接ボンド部付
近の耐粒界腐食性を劣化させるためその含有量を極力抑
えなければならないものである。その上、Ｃは鋼の熱間
加工性に極めて有害なものであって、この点からも低減
する必要のある元素でもある。
もっとも、これまでにもＢ添加ステンレス鋼の熱間加工
性確保のために０．０３〜０．０４％のレベルに調整し
た例はあったが（前記特開昭５５−３４６３６号公報参
照）、この発明に係るステンレス鋼の大きな特徴の一つ
は、特に耐食性向上の観点からＣ含有量を０．０１％以
下と言うこれまでのこの種ステンレス鋼の常識からは考
え及ばない範囲にまで下げたことにある。何故なら、従
来殆ど認識されることのなかったＢ添加ステンレス鋼の
耐食性に及ぼすＣの悪影響は、Ｃ含有量を０．０１％以
下に低減することで事実上消滅してしまうからである。
性確保のために０．０３〜０．０４％のレベルに調整し
た例はあったが（前記特開昭５５−３４６３６号公報参
照）、この発明に係るステンレス鋼の大きな特徴の一つ
は、特に耐食性向上の観点からＣ含有量を０．０１％以
下と言うこれまでのこの種ステンレス鋼の常識からは考
え及ばない範囲にまで下げたことにある。何故なら、従
来殆ど認識されることのなかったＢ添加ステンレス鋼の
耐食性に及ぼすＣの悪影響は、Ｃ含有量を０．０１％以
下に低減することで事実上消滅してしまうからである。
なお、第１図は後で示す実施例の第１表中に示されるＢ
添加ステンレス鋼を鋭敏化処理したものについてのスト
ラウス試験結果であるが、この第１図からも、Ｃ含有量
が０．０１％を越えるものでは数十分の保持によって耐
粒界食性は急激に劣化するのに対して、Ｃ含有量を０．
０１％以下に調整されたものは１８００分までの保持に
よっても耐食性劣化を生じないことが明らかである。
添加ステンレス鋼を鋭敏化処理したものについてのスト
ラウス試験結果であるが、この第１図からも、Ｃ含有量
が０．０１％を越えるものでは数十分の保持によって耐
粒界食性は急激に劣化するのに対して、Ｃ含有量を０．
０１％以下に調整されたものは１８００分までの保持に
よっても耐食性劣化を生じないことが明らかである。
Ｂ） ５ｉ
Ｓｉは脱酸剤として有効な元素であり、またステンレス
鋼の耐酸性を改善する作用をも有しているが、その含有
量が１．０％を越えるとオーステナイト組織の不安定化
を来すばかりか、熱間加工性を害するようにもなること
から、Ｓｉ含有量は０．１％以下と定めた。
鋼の耐酸性を改善する作用をも有しているが、その含有
量が１．０％を越えるとオーステナイト組織の不安定化
を来すばかりか、熱間加工性を害するようにもなること
から、Ｓｉ含有量は０．１％以下と定めた。
Ｃ） Ｍｎ
Ｍｎはオーステナイト生成元素である上、中性子吸収断
面積も比較的太き（、また脱酸剤としても有効な元素で
あるほか、Ｎの固溶量を増大させると言う好ましい作用
をも有しているが、孔食発生の起点となるＭｎＳを生成
する元素でもある。そしてその含有量が５．０％を越え
ると耐食性劣化が著しくなることがらＭｎ含有量は５．
０％以下と定めたが、Ｎの積極添加を行わない場合には
その上限を２．０％にすることが好ましい。
面積も比較的太き（、また脱酸剤としても有効な元素で
あるほか、Ｎの固溶量を増大させると言う好ましい作用
をも有しているが、孔食発生の起点となるＭｎＳを生成
する元素でもある。そしてその含有量が５．０％を越え
ると耐食性劣化が著しくなることがらＭｎ含有量は５．
０％以下と定めたが、Ｎの積極添加を行わない場合には
その上限を２．０％にすることが好ましい。
Ｄ） Ｐ
Ｐはステンレス鋼の溶接性を阻害する有害元素であり少
なければ少ない程好ましいものであるが、その含有量が
０．０１５％を越えると溶接性劣化が特に著しくなるこ
とから、Ｐ含有量を０．０１５％以下と定めた。
なければ少ない程好ましいものであるが、その含有量が
０．０１５％を越えると溶接性劣化が特に著しくなるこ
とから、Ｐ含有量を０．０１５％以下と定めた。
Ｅ） Ｓ
Ｓは、先にも述べたように、ＭｎＳを生成して耐孔食性
を劣化させる元素であるので少ない程好ましいものであ
るが、その含有量が特に０．００７％を越えると耐孔食
性劣化が著しく目立つようになることから、Ｓ含有量を
０．００７％以下と定めた・Ｆ） Ｎｉ Ｎｉはオーステナイト組織安定化のための基本元素であ
り、また孔食や隙間腐食等の局部腐食速度を抑制する作
用をも有しているが、その含有量が８．０％未満ではこ
れら作用に所望の効果を得ることができず、一方、２５
．０％を越えて含有せしめてもコスト上昇を招く割には
その効果が飽和してしまうことから、Ｎｉ含有量は８．
０〜２５．０％と定めた。
を劣化させる元素であるので少ない程好ましいものであ
るが、その含有量が特に０．００７％を越えると耐孔食
性劣化が著しく目立つようになることから、Ｓ含有量を
０．００７％以下と定めた・Ｆ） Ｎｉ Ｎｉはオーステナイト組織安定化のための基本元素であ
り、また孔食や隙間腐食等の局部腐食速度を抑制する作
用をも有しているが、その含有量が８．０％未満ではこ
れら作用に所望の効果を得ることができず、一方、２５
．０％を越えて含有せしめてもコスト上昇を招く割には
その効果が飽和してしまうことから、Ｎｉ含有量は８．
０〜２５．０％と定めた。
Ｇ） Ｃｒ
Ｃｒはステンレス鋼の耐食性を決定する基本元素であり
、ステンレス鋼表面にＣｒ酸化物から成る不働態被膜を
形成させて耐食性を維持する作用がある。ただ、Ｃｒは
Ｂと結合して（（：ｒＳＦｅ）ｔＢから成る硼化物（厳
密には微量のＮｉを含む）を生成し易い元素であり、こ
のような硼化物が形成されると実質的に有効Ｃｒｔ１度
の低下を招くこととなって耐食性の劣化をもたらす（先
にも述べた本発明者等の検討結果ではＢを１％添加する
とＣｒの有効濃度は数％低下する）。また、ＣｒはＣと
反応してＣｒ炭化物を形成し易い元素でもあるので、そ
の性質故に、ステンレス鋼の溶接熱影響部及びボンド部
が炭化物生成により鋭敏化して耐食性劣化を招き易いと
言う原因ともなっている。このようなことや、次に述べ
るＮ添加の影響等も考慮してＣｒ含有量を定めたが、特
にその含有量が２２．０％未満では十分な耐食性（耐孔
食性、耐隙間腐食性、耐応力腐食割れ性）が得られず、
一方、３０．０％を越えて含有させると熱間加工性が著
しく劣化することから、Ｃｒ含有量は２２．０〜３０．
０％と定めた。
、ステンレス鋼表面にＣｒ酸化物から成る不働態被膜を
形成させて耐食性を維持する作用がある。ただ、Ｃｒは
Ｂと結合して（（：ｒＳＦｅ）ｔＢから成る硼化物（厳
密には微量のＮｉを含む）を生成し易い元素であり、こ
のような硼化物が形成されると実質的に有効Ｃｒｔ１度
の低下を招くこととなって耐食性の劣化をもたらす（先
にも述べた本発明者等の検討結果ではＢを１％添加する
とＣｒの有効濃度は数％低下する）。また、ＣｒはＣと
反応してＣｒ炭化物を形成し易い元素でもあるので、そ
の性質故に、ステンレス鋼の溶接熱影響部及びボンド部
が炭化物生成により鋭敏化して耐食性劣化を招き易いと
言う原因ともなっている。このようなことや、次に述べ
るＮ添加の影響等も考慮してＣｒ含有量を定めたが、特
にその含有量が２２．０％未満では十分な耐食性（耐孔
食性、耐隙間腐食性、耐応力腐食割れ性）が得られず、
一方、３０．０％を越えて含有させると熱間加工性が著
しく劣化することから、Ｃｒ含有量は２２．０〜３０．
０％と定めた。
Ｈ） Ｂ
Ｂは中性子吸収のために必要な基本元素であり、中性子
遮蔽部材として所望される特性を確保するためには少な
くとも０．５％の含有量を必要とするが、２．５％を越
えて添加するとステンレス鋼の熱間加工性が低下する上
、Ｃ１−イオン環境での耐応力腐食割れ性の劣化を伴う
ようになることから、Ｓ含有量は０．５〜２．５％と定
めた。ただ、場合によってはＳ含有量が２．０％を越え
ると熱間加工性劣化傾向が見え始めるこ゛ともあるが、
このような場合にはＣ含有量を特に０．００５％以下に
調整することで該弊害を抑えることができる。
遮蔽部材として所望される特性を確保するためには少な
くとも０．５％の含有量を必要とするが、２．５％を越
えて添加するとステンレス鋼の熱間加工性が低下する上
、Ｃ１−イオン環境での耐応力腐食割れ性の劣化を伴う
ようになることから、Ｓ含有量は０．５〜２．５％と定
めた。ただ、場合によってはＳ含有量が２．０％を越え
ると熱間加工性劣化傾向が見え始めるこ゛ともあるが、
このような場合にはＣ含有量を特に０．００５％以下に
調整することで該弊害を抑えることができる。
１） Ｍｏ、及びＣｕ
これらの成分にはステンレス鋼の耐食性を更に改善する
作用があるので、必要により各々単独で或いは複合して
添加されるものであるが、各成分の添加量を特定した理
由を各々の成分に付随する特徴点をも加味しながらより
詳細に説明すると次の通りである。即ち、ＭｏはＣｒ酸
化物から成るステンレス鋼上の不働態被膜を強化してＣ
１−イオン環境での耐食性を改善するのに著効があるが
、その含有量が０．５％未満では耐食性改善効果が十分
でなく、一方、３．０％を越えて含有させるとステンレ
ス鋼の熱間加工性が劣化する上、Ｍｏが硼化物中に含ま
れ（Ｃｒ、 ｒｅ、 Ｍｏ）ｚＢの形で固定されて耐食
性に寄与する割合を減少してしまう。また、ＣｕはＮｉ
と同様に局部アノードにおける腐食の成長抑制や耐酸性
改善に著効があるが、その含有量が０．３％未満では耐
食性改善効果が十分でなく、一方、２．０％を越えて含
有させるとやはりステンレス鋼の熱間加工性劣化を招く
。従って、Ｍｏ含有量は０．３〜３．０％と、そしてＣ
ｕ含有量は０．３７２．％とそれぞれ限定した。
作用があるので、必要により各々単独で或いは複合して
添加されるものであるが、各成分の添加量を特定した理
由を各々の成分に付随する特徴点をも加味しながらより
詳細に説明すると次の通りである。即ち、ＭｏはＣｒ酸
化物から成るステンレス鋼上の不働態被膜を強化してＣ
１−イオン環境での耐食性を改善するのに著効があるが
、その含有量が０．５％未満では耐食性改善効果が十分
でなく、一方、３．０％を越えて含有させるとステンレ
ス鋼の熱間加工性が劣化する上、Ｍｏが硼化物中に含ま
れ（Ｃｒ、 ｒｅ、 Ｍｏ）ｚＢの形で固定されて耐食
性に寄与する割合を減少してしまう。また、ＣｕはＮｉ
と同様に局部アノードにおける腐食の成長抑制や耐酸性
改善に著効があるが、その含有量が０．３％未満では耐
食性改善効果が十分でなく、一方、２．０％を越えて含
有させるとやはりステンレス鋼の熱間加工性劣化を招く
。従って、Ｍｏ含有量は０．３〜３．０％と、そしてＣ
ｕ含有量は０．３７２．％とそれぞれ限定した。
Ｊ） Ｎ
Ｎは（Ｃｒ、 Ｆｅ） ｔ Ｂよりも優先的にＢＮを生
成させることで（（：ｒ、 Ｆｅ） ｚ Ｂの析出を抑
制し、耐食性に寄与する“有効Ｃｒ”の濃度低下を防止
する作用を有している上、固溶したＮはステンレス鋼の
使用時に溶解してアンモニアを形成し局部アノードのｐ
Ｈ低下を抑制することで耐孔食性や耐隙間腐食性を改善
することから、耐食性の更なる改善が望まれる場合に添
加されるものであるが、その含有量が０．０５％未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方、Ｎは通常の
溶解に基づく製造法では０．５０％を越えて添加するこ
とは難しく、例え添加出来たとしてもＢＨの生成が均一
とならずにステンレス鋼の中性子吸収能を不均一化して
しまう。
成させることで（（：ｒ、 Ｆｅ） ｚ Ｂの析出を抑
制し、耐食性に寄与する“有効Ｃｒ”の濃度低下を防止
する作用を有している上、固溶したＮはステンレス鋼の
使用時に溶解してアンモニアを形成し局部アノードのｐ
Ｈ低下を抑制することで耐孔食性や耐隙間腐食性を改善
することから、耐食性の更なる改善が望まれる場合に添
加されるものであるが、その含有量が０．０５％未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方、Ｎは通常の
溶解に基づく製造法では０．５０％を越えて添加するこ
とは難しく、例え添加出来たとしてもＢＨの生成が均一
とならずにステンレス鋼の中性子吸収能を不均一化して
しまう。
従って、Ｎ含有量は０．０５〜０．５０％と限定したが
、出来れば０．１９％以上の添加が好ましい。
、出来れば０．１９％以上の添加が好ましい。
なお、この発明に係るステンレス鋼では、Ｃｒ含有量、
Ｂ含有量及びＣ含有量等を上記の如くに限定したが、硼
化物や炭化物生成による溶接熱影響部及びボンド部の鋭
敏化対策をより一層厳密に行うためには、Ｍｏ及びＣｕ
を含有しないものについては式ｒＣｒ（Ｘ）−２，８８
（χ）−３０Ｇ（χ）−１，４≧１７．ＯＪを満足する
ように、またＭｏ及びＣｕを含むものについては式ｒＣ
ｒ（Ｘ）−２，８Ｂ≧１７．ＯＪを満足するようにそれ
ぞれＣｒ含有量、Ｂ含有量及びＣ含有量の調整を実施す
るのが良い。
Ｂ含有量及びＣ含有量等を上記の如くに限定したが、硼
化物や炭化物生成による溶接熱影響部及びボンド部の鋭
敏化対策をより一層厳密に行うためには、Ｍｏ及びＣｕ
を含有しないものについては式ｒＣｒ（Ｘ）−２，８８
（χ）−３０Ｇ（χ）−１，４≧１７．ＯＪを満足する
ように、またＭｏ及びＣｕを含むものについては式ｒＣ
ｒ（Ｘ）−２，８Ｂ≧１７．ＯＪを満足するようにそれ
ぞれＣｒ含有量、Ｂ含有量及びＣ含有量の調整を実施す
るのが良い。
次に、この発明を実施例によって比較例と対比しながら
説明する。
説明する。
〈実施例〉
実施例 １
まず、第１表に示される如き成分組成のステンレス鋼を
真空溶解し、２０Ｋｇの鋼塊を得た。続いて、これを加
熱温度：１１５０℃で鍛造し２０ｍｍ厚とした後、再度
１１５０℃に加熱して熱間圧延し、５ 、０＋＋ｎ＋厚
の板材を製造した。
真空溶解し、２０Ｋｇの鋼塊を得た。続いて、これを加
熱温度：１１５０℃で鍛造し２０ｍｍ厚とした後、再度
１１５０℃に加熱して熱間圧延し、５ 、０＋＋ｎ＋厚
の板材を製造した。
次いで、このようにして得られた板材に加熱温度：１１
００℃、等温保持時間：２０分、等温保持後水冷の条件
の固溶化処理を施し、その耐食性を調べた。なお、耐食
性試験は「温水浸漬試験（全面腐食傾向、隙間腐食傾向
、応力腐食傾向等、母材の耐食性に関する調査）」と「
粒界腐食試験（溶接部の耐食性に関する調査）」の２種
類について実施したが、その試験条件は次の通りであっ
た。
００℃、等温保持時間：２０分、等温保持後水冷の条件
の固溶化処理を施し、その耐食性を調べた。なお、耐食
性試験は「温水浸漬試験（全面腐食傾向、隙間腐食傾向
、応力腐食傾向等、母材の耐食性に関する調査）」と「
粒界腐食試験（溶接部の耐食性に関する調査）」の２種
類について実施したが、その試験条件は次の通りであっ
た。
試験液： ２０００ｐｐｍＨツＢＯｓ ＋ １００ｐｐ
翔Ｃｊ！−溶液に空気の連続吹き込みを実施、 試験温度二８０℃、 試験時間：１０００ｈｒ。
翔Ｃｊ！−溶液に空気の連続吹き込みを実施、 試験温度二８０℃、 試験時間：１０００ｈｒ。
試験片：全面腐食試験片時第２図の通り、隙間腐食試験
片→第３図の通り、 応力腐食試験片時第４図の通り。
片→第３図の通り、 応力腐食試験片時第４図の通り。
ＪＩＳ Ｇ ０５７５に準拠した硫酸・硫酸銅溶液試験
（ストラウス試験）を、沸騰液にて１６ｈｒ実施、なお
、供試材は６５０℃に２ｈｒ保持後空冷の熱処理材とＴ
ＩＧなめ付は溶接材（入熱量： １０Ｋｃａｊ！／ｃｍ
）の２種類を用い、試験片寸法は第５図に示される通り
とした。
（ストラウス試験）を、沸騰液にて１６ｈｒ実施、なお
、供試材は６５０℃に２ｈｒ保持後空冷の熱処理材とＴ
ＩＧなめ付は溶接材（入熱量： １０Ｋｃａｊ！／ｃｍ
）の２種類を用い、試験片寸法は第５図に示される通り
とした。
なお、いずれの試験片も最終前処理はエメリー紙Ｎｏ、
３２０番研磨とした。
３２０番研磨とした。
耐食性試験の結果を第２表に示す。
第２表に示される結果からも明らかなように、本発明鋼
は比較鋼に比べて耐全面腐食性、耐隙間腐食性並びに耐
応力腐食性がともに優れていることが分かり、またスト
ラウス試験による腐食が小さいことも確認できる。なお
、比較鋼において腐食量が大なのは全面腐食によるもの
であるが、Ｃ含有量の高い比較ｍｌでは粒界腐食の発生
が顕著であつた。また、ストラウス試験によるボンド部
の優先溶解は比較鋼ではかなり大きいのに対して、本発
明鋼では極めて小さいか或いは全く発生しないことも確
認された。
は比較鋼に比べて耐全面腐食性、耐隙間腐食性並びに耐
応力腐食性がともに優れていることが分かり、またスト
ラウス試験による腐食が小さいことも確認できる。なお
、比較鋼において腐食量が大なのは全面腐食によるもの
であるが、Ｃ含有量の高い比較ｍｌでは粒界腐食の発生
が顕著であつた。また、ストラウス試験によるボンド部
の優先溶解は比較鋼ではかなり大きいのに対して、本発
明鋼では極めて小さいか或いは全く発生しないことも確
認された。
そして、先にも触れたが、第１図は比較＃４１及び２並
びに本発明鋼８及び９について６５０℃の温度に各種時
間加熱して鋭敏化処理したもののストラウス試験結果を
グラフ化したものであるが、この第１図からも、Ｃ含有
量が０．０１％を越えると数十分の保持時間で耐粒界腐
食性は急激に劣化することが明らかである。
びに本発明鋼８及び９について６５０℃の温度に各種時
間加熱して鋭敏化処理したもののストラウス試験結果を
グラフ化したものであるが、この第１図からも、Ｃ含有
量が０．０１％を越えると数十分の保持時間で耐粒界腐
食性は急激に劣化することが明らかである。
実施例 ２
第３表に示される如き成分組成のステンレス鋼を真空溶
解し、５０Ｋｇの鋼塊を得た。続いて、これを加熱温度
：１１５０℃で鍛造し２０麟−厚とした後、再度１１５
０℃に加熱して熱間圧延し、７．０ｓｔａｒ厚の板材を
製造した。
解し、５０Ｋｇの鋼塊を得た。続いて、これを加熱温度
：１１５０℃で鍛造し２０麟−厚とした後、再度１１５
０℃に加熱して熱間圧延し、７．０ｓｔａｒ厚の板材を
製造した。
次いで、このようにして得られた板材に加熱温度＝１１
００℃、等温保持時間：３０分、等温保持後水冷の条件
の固溶化処理を施し、その耐食性を調べた。なお、耐食
性試験は実施例１におけると同様条件で実施したが、粒
界腐食試験はＴＩＧなめ付は溶接材（入熱量： １０
Ｋｃａ ｌ ／ｃ＋ｗ）についてのみ行った。
００℃、等温保持時間：３０分、等温保持後水冷の条件
の固溶化処理を施し、その耐食性を調べた。なお、耐食
性試験は実施例１におけると同様条件で実施したが、粒
界腐食試験はＴＩＧなめ付は溶接材（入熱量： １０
Ｋｃａ ｌ ／ｃ＋ｗ）についてのみ行った。
耐食性試験の結果を第４表に示す。
第４表に示される結果からも、本発明鋼は比較鋼に比べ
て全面腐食速度が小さく、耐全面腐食性に優れているこ
とが分かる他、次のことも明らかである。即ち、比較鋼
では隙間腐食の発生が認められるが、本発明鋼では隙間
腐食の発生はない。
て全面腐食速度が小さく、耐全面腐食性に優れているこ
とが分かる他、次のことも明らかである。即ち、比較鋼
では隙間腐食の発生が認められるが、本発明鋼では隙間
腐食の発生はない。
また、比較鋼では何れのものも粒内型の応力腐食割れが
発生したのに対して、本発明鋼には応力腐食割れが全≦
観察されなかった。更にＴＩＣ溶接部の耐食性に関して
も、比較鋼はボンド部の選択腐食が大であるのに対して
本発明鋼では選択腐食深さが小さいか或いは０である。
発生したのに対して、本発明鋼には応力腐食割れが全≦
観察されなかった。更にＴＩＣ溶接部の耐食性に関して
も、比較鋼はボンド部の選択腐食が大であるのに対して
本発明鋼では選択腐食深さが小さいか或いは０である。
以上に挙げた実施例では、耐食性について母材性能を主
とした説明となったが、基本的には溶接部の耐食性もほ
ぼ母材差であることをも確認した。
とした説明となったが、基本的には溶接部の耐食性もほ
ぼ母材差であることをも確認した。
く総括的な効果〉
上述のように、この発明によれば、中性子吸収能に優れ
ることは勿論、ＣＥ−イオン等の存在する環境下におい
ても極めて優れた耐食性を発揮するＢ含有ステンレス鋼
を安定して提供することができ、使用済み核燃料棒保管
用冷却プール内における中性子遮蔽板や使用済み核燃料
棒の輸送又は貯蔵用容器等の原子炉関連設備部材への適
用に際しても十分に満足できる性能と信顛性の保証が可
能となるなど、産業上極めて有用な効果がもたらされる
のである。
ることは勿論、ＣＥ−イオン等の存在する環境下におい
ても極めて優れた耐食性を発揮するＢ含有ステンレス鋼
を安定して提供することができ、使用済み核燃料棒保管
用冷却プール内における中性子遮蔽板や使用済み核燃料
棒の輸送又は貯蔵用容器等の原子炉関連設備部材への適
用に際しても十分に満足できる性能と信顛性の保証が可
能となるなど、産業上極めて有用な効果がもたらされる
のである。
第１図は、各種Ｃ含有量の１．５％Ｂ含有ステンレス鋼
についてストラウス試験を行った結果を示すグラフ、 第２図は、全面腐食試験片の形状・寸法を示す概略斜視
図、 第３図は、隙間腐食試験片の形状・寸法並びに組み立て
状態を示す説明図、 第４図は、ダブルＵベンド応力腐食割れ試験片の形状・
寸法並びに組み立て状態を示す説明図、第５図は、粒界
腐食試験片の形状・寸法を示す概略斜視図である。 図面において、 １・・・試験片、 ２・・・テフロン製ボルト、３・
・・−ｊ−７０ン製ナフト、 ４・・・５ＵＳ３０４製ボルト、 ５・・・５ＵＳ３０４製ナツト、 ６…テフロン製ブツシユ・
についてストラウス試験を行った結果を示すグラフ、 第２図は、全面腐食試験片の形状・寸法を示す概略斜視
図、 第３図は、隙間腐食試験片の形状・寸法並びに組み立て
状態を示す説明図、 第４図は、ダブルＵベンド応力腐食割れ試験片の形状・
寸法並びに組み立て状態を示す説明図、第５図は、粒界
腐食試験片の形状・寸法を示す概略斜視図である。 図面において、 １・・・試験片、 ２・・・テフロン製ボルト、３・
・・−ｊ−７０ン製ナフト、 ４・・・５ＵＳ３０４製ボルト、 ５・・・５ＵＳ３０４製ナツト、 ６…テフロン製ブツシユ・
Claims (4)
- （１）重量割合にて Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：５．
０％以下、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００７％以
下、Ｎｉ：８．０〜２５．０％、Ｃｒ：２２．０〜３０
．０％、Ｂ：０．５〜２．５％を含有するとともに、残
部が実質的にＦｅより成ることを特徴とする高耐食性ス
テンレス鋼。 - （２）重量割合にて Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：５．
０％以下、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００７％以
下、Ｎｉ：８．０〜２５．０％、Ｃｒ：２２．０〜３０
．０％、Ｂ：０．５〜２．５％を含有するとともに、 Ｍｏ：０．３〜３．０％、 Ｃｕ：０．３〜２．０％ のうちの１種又は２種をも含み、残部が実質的にＦｅよ
り成ることを特徴とする高耐食性ステンレス鋼。 - （３）重量割合にて Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：５．
０％以下、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００７％以
下、Ｎｉ：８．０〜２５．０％、Ｃｒ：２２．０〜３０
．０％、Ｂ：０．５〜２．５％、Ｎ：０．０５〜０．５
０％ を含有するとともに、残部が実質的にＦｅより成ること
を特徴とする高耐食性ステンレス鋼。 - （４）重量割合にて Ｃ：０．０１％以下、Ｓ１：１．０％以下、Ｍｎ：５．
０％以下、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００７％以
下、Ｎｉ：８．０〜２５．０％、Ｃｒ：２２．０〜３０
．０％、Ｂ：０．５〜２．５％Ｎ：０．０５〜０．５０
％ を含有するとともに、 Ｍｏ：０．３〜３．０％、 Ｃｕ：０．３〜２．０％ のうちの１種又は２種をも含み、残部が実質的にＦｅよ
り成ることを特徴とする高耐食性ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6541686A JPS62222049A (ja) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | 耐食性に優れたｂ含有ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6541686A JPS62222049A (ja) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | 耐食性に優れたｂ含有ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62222049A true JPS62222049A (ja) | 1987-09-30 |
| JPH057455B2 JPH057455B2 (ja) | 1993-01-28 |
Family
ID=13286417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6541686A Granted JPS62222049A (ja) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | 耐食性に優れたｂ含有ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62222049A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| WO2010134842A1 (ru) * | 2009-05-22 | 2010-11-25 | Osadchy Alexander Ivanovich | Нейтронно-поглощающая сталь |
| JP2012067337A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Nisshin Steel Co Ltd | 核燃料保管ラック用ステンレス鋼角管およびその製造法並びにラック |
| RU2669261C1 (ru) * | 2017-10-16 | 2018-10-09 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Коррозионно-стойкий материал с повышенным содержанием бора |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5259515B2 (ja) * | 2009-07-28 | 2013-08-07 | 株式会社東芝 | 中性子遮蔽材、その製造方法および使用済み燃料用キャスク |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5534636A (en) * | 1978-08-30 | 1980-03-11 | Hitachi Metals Ltd | Boron-containing austenitic stainless steel with superior hot workability for nuclear reactor |
| JPS6039118A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-02-28 | Kobe Steel Ltd | 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 |
-
1986
- 1986-03-24 JP JP6541686A patent/JPS62222049A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5534636A (en) * | 1978-08-30 | 1980-03-11 | Hitachi Metals Ltd | Boron-containing austenitic stainless steel with superior hot workability for nuclear reactor |
| JPS6039118A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-02-28 | Kobe Steel Ltd | 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 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| WO2010134842A1 (ru) * | 2009-05-22 | 2010-11-25 | Osadchy Alexander Ivanovich | Нейтронно-поглощающая сталь |
| JP2012067337A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Nisshin Steel Co Ltd | 核燃料保管ラック用ステンレス鋼角管およびその製造法並びにラック |
| RU2669261C1 (ru) * | 2017-10-16 | 2018-10-09 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Коррозионно-стойкий материал с повышенным содержанием бора |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH057455B2 (ja) | 1993-01-28 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |