TWI715639B - 耐腐蝕性優異的不銹鋼管及其製造方法（二） - Google Patents

耐腐蝕性優異的不銹鋼管及其製造方法（二） Download PDF

Info

Publication number
TWI715639B
TWI715639B TW105131850A TW105131850A TWI715639B TW I715639 B TWI715639 B TW I715639B TW 105131850 A TW105131850 A TW 105131850A TW 105131850 A TW105131850 A TW 105131850A TW I715639 B TWI715639 B TW I715639B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
stainless steel
steel pipe
corrosion resistance
less
oxide film
Prior art date
Application number
TW105131850A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201726978A (zh
Inventor
齋田知明
田井善一
今川一成
Original Assignee
日商日新製鋼股份有限公司
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商日新製鋼股份有限公司 filed Critical 日商日新製鋼股份有限公司
Publication of TW201726978A publication Critical patent/TW201726978A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI715639B publication Critical patent/TWI715639B/zh

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • 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
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • 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
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/32—Alkaline compositions
    • C23F1/40—Alkaline compositions for etching other metallic material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

本發明所欲解決的問題在於提供一種耐腐蝕性優異的不銹鋼管及其製造方法，該不銹鋼管即便在受到海鹽粒子影響的臨海環境，也不會在早期就生銹。 為了解決此問題，本發明提供一種不銹鋼管，其耐腐蝕性優異，在不銹鋼管的表面具有研磨痕，在該表面上不存在有色的氧化皮膜，在該表面上的表面缺陷被抑制，並且，孔蝕電位是0.4V以上。

Description

耐腐蝕性優異的不銹鋼管及其製造方法(二)
本發明關於耐腐蝕性優異的不銹鋼管及其製造方法。
不銹鋼，其耐候性(weather resistance)、加工性、熔接性等優異，所以在屋頂材料、牆壁材料、建築構件等建材用途上被廣泛使用。又，不銹鋼管，其設計性也優異，所以其表面被研磨並使用於扶手、圍欄、格子狀擋門(pipe shutter)等的用途。
此不銹鋼的通常的工業研磨，首先，為了除去研磨前的素材管(原材料管，original pipe)上的痕跡等而進行去除痕跡的研磨，接著進行精研磨(final polishing)及光澤研磨(Bright Polishing)等。在此研磨作業中的粗研磨、精研磨，是使用千葉輪(砂布輪，flap wheel)或研磨帶等來進行乾式研磨。進一步，在上述步驟後，為了得到想要的表面而藉由拋光研磨(buff polishing)來實行濕式研磨。
先前，已知作為素材的不銹鋼具有優異的耐候性，但是依據其研磨精加工狀態的不同，可能有無法發揮素材本來的耐候性而顯著地生銹的情況，這會成為失去不銹鋼的耐候性的穩定性(可靠性)的主要原因之一。例如，在屋外的扶手等進行施工後，可能有在一個月左右的短期間內就生銹的情況。
關於生銹，被認為是以不銹鋼管的在研磨後的表面上殘留的氧化皮膜或研磨痕(polishing marks)作為生銹起點。殘留的氧化皮膜，是指因為當研磨時的發熱所產生的皮膜，在氧化皮膜的正下方形成有Cr(鉻)空乏層。因此，如果殘留有氧化皮膜，則會以該氧化皮膜及其正下方的Cr空乏層作為起點而開始生銹，使得耐腐蝕性容易劣化。又，關於在不銹鋼管的表面上的由於研磨而刻出的痕跡也就是研磨痕(polishing marks)，當研磨痕的凹部越深，則利用拋光研磨來除去由於千葉輪研磨等所產生的氧化皮膜就變得越難，殘留的可能性變高，且由於此研磨痕的凹部會成為生銹起點而開始生銹，使得耐腐蝕性容易劣化。
在專利文獻1中，提出一種不銹鋼管，其表面研磨狀態被作成即便在屋外環境中也不會在短期間內生銹，且能夠長期維持光澤性和耐候性。
在專利文獻1中記載的發明，是一種不銹鋼管，其最終研磨後的表面粗糙度Ry為0.6μm以下，且殘留的氧化皮膜的面積率為7.0%以下。亦即，使最終研磨後的表面粗糙度Ry為0.6μm以下，藉此來減少在研磨痕的凹部中殘留的氧化皮膜。又，使殘留的氧化皮膜的面積率為7.0%以下，藉此來抑制以該氧化皮膜及其正下方的Cr空乏層作為起點而開始生銹的情況、及抑制耐腐蝕性劣化。
然而，參照專利文獻1的實施例，其耐候性合格品的殘留氧化皮膜的面積率是3.1～6.8%，仍然殘留有氧化皮膜。因此，以殘留的氧化皮膜及其正下方的Cr空乏層作為起點而開始生銹所造成的耐腐蝕性劣化的問題仍然存在。
在專利文獻2中，記載將不銹鋼管浸漬在氫氟酸和硝酸之混合液中，以溶解在不銹鋼表面的氧化皮(oxide scale)或皮層正下方的Cr空乏層。
[先前技術文獻] (專利文獻) 專利文獻1：日本特開2003-56755號公報 專利文獻2：日本特開2000-17469號公報
伴隨著近年來都市再開發等的建築需要的增加，在臨海(waterfront)環境中的建築需要也增加。在臨海環境中，會有建築構件容易受到一種在大氣中包含的懸浮粒子(aerosol particle)的影響，亦即受到由來自海水的鹽分所構成的微粒子也就是海鹽粒子的影響這樣的問題。因此進一步提高了高耐腐蝕性建築構件的需求。
在專利文獻1中，舉例SUS304來作為耐候性優異的不銹鋼管的一種鋼種(steel type)。然而，在會受到海鹽粒子的影響的臨海環境中，SUS304仍會在早期就生銹而有需要維修的問題。
在專利文獻2中，使用在5%氫氟酸和15%硝酸之混合液來作為酸洗不銹鋼之溶液，然而，即便利用該溶液來進行酸洗，仍然有早期就生銹的情況，其不銹鋼管的耐腐蝕性並不充分。
本發明的目的在於解決上述問題而提供一種耐腐蝕性優異的不銹鋼管及其製造方法，該不銹鋼管即便在會受到海鹽粒子影響的臨海環境中，也不會在早期就生銹。
本發明人，針對在專利文獻1中記載的不銹鋼管進行檢討。在專利文獻1的實施例中，藉由千葉輪來進行乾式研磨。因此，查明了以下原因都會造成表面缺陷：當進行乾式研磨也就是千葉輪研磨時，不銹鋼管表面會變得高溫而產生氧化皮膜；及，由於乾式研磨的高研磨力(grinding force)而刻出的痕跡也就是研磨痕。此處的表面缺陷，是指當研磨鋼管表面時，研磨材料或研磨紙連續地接觸鋼管表面，使得表面的金屬的一部分被剝離且覆蓋在基材部分上的「毛邊」或「搭疊(overlaps)」。表面缺陷，包含長條狀(strip form)或竹葉狀的金屬捲曲的部分，且是自與基材連結的部分的一方的端部至剝離的前端的另一方的端部為止的最大長度是5μm以上的缺陷。該表面缺陷，因為與不銹鋼管的表面基材部分會形成微小的空隙，所以容易產生空隙腐蝕而成為鋼管的耐腐蝕性降低的主要原因。
本發明人想到，在研磨後的不銹鋼管的表面不存在有色的氧化皮膜，以抑制在表面上的表面缺陷，藉此即便在受到海鹽粒子影響的臨海環境中，也不會在早期就生銹而作成一種耐腐蝕性優異的不銹鋼管。為了得到這種耐腐蝕性優異的不銹鋼管，檢討在酸洗不銹鋼之溶液中的氫氟酸和硝酸的含量，並找出用於抑制氧化皮膜或表面缺陷之最適合的表面處理條件。
亦即，本發明提供以下(1)～(6)的耐腐蝕性優異的不銹鋼管及其製造方法。 (1)一種不銹鋼管，其耐腐蝕性優異，在不銹鋼管的表面具有研磨痕，在該表面上不存在有色的氧化皮膜，在該表面上的表面缺陷被抑制，並且，孔蝕電位是0.4V以上。
本發明的不銹鋼管，由於在不銹鋼管的表面具有研磨痕，所以其設計性和防眩性優異。又，由於在不銹鋼管表面上不存在有色的氧化皮膜，使得以氧化皮膜及其正下方的鉻(Cr)空乏層作為起點的生銹難以進行，所以耐腐蝕性不容易劣化。進一步，由於在不銹鋼管表面上的表面缺陷被抑制，所以能夠作成一種抑制空隙腐蝕且孔蝕電位是0.4V以上的耐腐蝕性優異的不銹鋼管。
(2) 如(1)所述的不銹鋼管，其中，在上述表面上的上述表面缺陷的平均個數被抑制成每0.01mm2 是5個以內，該表面缺陷包含5μm以上的覆蓋在金屬基材上的搭疊。
如果在本發明的不銹鋼管表面上的表面缺陷的平均個數被抑制成每0.01mm2是5個以內，該表面缺陷包含5μm以上的覆蓋在金屬基材上的搭疊，則能夠抑制空隙腐蝕而作成一種耐腐蝕性優異的不銹鋼管，所以較佳。
(3)如(1)或(2)所述的不銹鋼管，其中，上述研磨痕包含長度方向的研磨痕。
具有長度方向的研磨痕之不銹鋼管，其防眩性優異而較佳。先前，如果進行濕式研磨來賦予長度方向的研磨痕，則會使得不銹鋼管太滑而無法搬送，所以有不能夠進行濕式研磨的問題，而必須進行乾式研磨。因此，由於進行上述的乾式研磨，在長度方向具有研磨痕之不銹鋼管的表面上，會有形成氧化皮膜與表面缺陷這樣的問題。相對於此，在本發明中，提供一種具有長度方向的研磨痕之不銹鋼管，其藉由找出在酸洗中的最適合的表面處理條件來抑制氧化皮膜或表面缺陷。
(4)如(1)至(3)中任一項所述的不銹鋼管，其中，不銹鋼管是肥粒鐵(ferrite)系不銹鋼管，其耐孔蝕指數(pitting corrosion resistance number，PI)以質量百分比計是20以上。
其中，PI是利用以下算式而得到。
PI=Cr+3Mo 算式(1)
先前，作為耐候性優異的不銹鋼管的一種鋼種也就是SUS304，在受到海鹽粒子影響的臨海環境中仍然會在早期就生銹。相對於此，本發明的肥粒鐵系不銹鋼管，其耐孔蝕指數(PI)是20以上而具有優異的耐腐蝕性，能夠抑制在早期就生銹的情況。
(5) 如(1)至(4)中任一項所述的不銹鋼管，其中，60度光澤度是75以下。
本發明的不銹鋼管，其60度光澤度是75以下，所以在作成一種防眩性更優異且高耐腐蝕性不銹鋼管這點是較佳的。
(6) 一種不銹鋼管的製造方法，其製造如(1)至(5)中任一項所述的不銹鋼管，且具有浸漬步驟，該浸漬步驟將研磨後的不銹鋼管的表面浸漬在酸性溶液中，該酸性溶液含有質量百分比是3～12%的氫氟酸、及質量百分比是3～12%的硝酸。
依據本發明的不銹鋼管的製造方法，能夠實現抑制氧化皮膜或表面缺陷之最適合的表面處理條件。藉此，在研磨後的不銹鋼管的表面上不存在有色的氧化皮膜而可抑制在表面上的表面缺陷，藉此能夠製造一種耐腐蝕性優異的不銹鋼管，該不銹鋼管即便在受到海鹽粒子影響的臨海環境中，也不會在早期就生銹。
依據本發明，能夠提供一種耐腐蝕性優異的不銹鋼管及其製造方法，該不銹鋼管即便在受到海鹽粒子影響的臨海環境中，也不會在早期就生銹。
以下，針對用以實施本發明的形態來進行說明。另外，本發明並未由於該實施形態而被限定地解釋。
(不銹鋼管) 本發明的不銹鋼管，其在不銹鋼管的表面具有研磨痕，在該表面上不存在有色的氧化皮膜，在該表面上的表面缺陷被抑制，並且，孔蝕電位是0.4V以上，所以是一種耐腐蝕性優異的不銹鋼管。
在本發明中，為了使不銹鋼管的表面具有凹凸和光澤而對表面進行精研磨。藉此，使不銹鋼管具備研磨痕，而作成設計性和防眩性優異的不銹鋼管。研磨痕，是指由於研磨而刻在不銹鋼管表面上的痕跡。
研磨後的表面的研磨痕，如果研磨痕的凹部越深，因為千葉輪研磨等而產生的氧化皮膜殘留的可能性就越高，使得此研磨痕的凹部變成生銹起點而進行生銹，使得耐腐蝕性容易劣化。所以，在本發明中的不銹鋼管表面的研磨後的表面粗糙度Ra，較佳是0.1～1.0μm，更佳是0.2～0.5μm。研磨後的表面粗糙度，是以JIS B 0601作為基準而測定，例如能夠藉由接觸式的表面粗度計來測定。
作為精研磨，以往都是藉由千葉輪等來進行乾式研磨，但是如果進行乾式研磨，會使得不銹鋼管的表面變得高溫而產生氧化皮膜。另一方面，在本發明的不銹鋼管中，其特徵是在表面上不存在有色的氧化皮膜。作為可達成此特徵的理由，本發明人想到藉由使用含有特定範圍的酸性溶液來進行研磨後的酸洗處理，藉此可充分地除去本發明的不銹鋼管的表面的氧化皮膜，該特定範圍的酸性溶液含有質量百分比是3～12%的氫氟酸、及質量百分比是3～12%的硝酸。
研磨痕，較佳是長度方向的研磨痕。具有長度方向的研磨痕之不銹鋼管，其防眩性優異。此處，如果進行濕式研磨來賦予長度方向的研磨痕，會使得不銹鋼管太滑而無法搬送，所以有不能夠進行濕式研磨的問題，而必須進行乾式研磨。因此，由於進行上述的乾式研磨，在長度方向具有研磨痕之不銹鋼管的表面上，會有形成氧化皮膜和表面缺陷這樣的問題。相對於此，在本發明中提供一種具有長度方向的研磨痕之不銹鋼管，其藉由找出在酸洗中的最適合的表面處理條件來抑制氧化皮膜和表面缺陷。
在本發明中，存在有色的氧化皮膜，是指當利用光學顯微鏡以400倍的倍率來觀察不銹鋼管的表面的任意10處時，在邊長50μm的正方形中，有色的污點狀物質也就是氧化皮膜存在的面積比率為5%以上的情況。此處，有色的氧化皮膜的顏色並沒有特別限定，只要能夠利用目視來區別該顏色與不銹鋼管的金屬基材或金屬光澤即可。作為該氧化皮膜的代表顏色，是茶褐色。
又，作為精研磨，如果藉由千葉輪等來進行乾式研磨，會使得研磨材料或研磨紙連續地接觸不銹鋼管表面而產生表面缺陷，該表面缺陷是表面的金屬部分地被剝離而覆蓋在基材部分上的毛邊或搭疊(overlaps)。該表面缺陷，因為會與不銹鋼管的表面基材部分形成微小的空隙，而成為空隙腐蝕的主要原因。
第1圖是利用光學顯微鏡將不銹鋼管的表面放大後的照片，其中，第1(a)圖是表面缺陷被抑制的表面，第1(b)圖是產生表面缺陷的表面。第1(a)圖是本發明的不銹鋼管的表面，其雖然有研磨痕但是表面缺陷受到抑制。另一方面，第1(b)圖是進行乾式研磨後的不銹鋼管的表面，圈起來的符號1～9的部份，是表示表面缺陷，該表面缺陷是表面的金屬的一部分被剝離且覆蓋在基材部分上之表面缺陷。本發明人進行分析後，認為如第1(a)圖所示的本發明的不銹鋼管的表面在研磨後其表面缺陷受到抑制的理由，是在研磨後的酸洗處理中使用含有特定範圍的酸性溶液，藉此可充分地除去研磨後的表面缺陷，該特定範圍的酸性溶液含有質量百分比是3～12%的氫氟酸、及質量百分比是3～12%的硝酸。另外，在第1圖中的白色橫線表示在研磨時產生的凸部，在凸部也就是白色橫線與相鄰的白色橫線之間的凹部，是研磨痕。
在本發明中，表面缺陷，是缺陷中的具有最大的長度部分為5μm以上的尺寸的覆蓋在金屬基材上的搭疊。又，當利用光學顯微鏡以200倍來放大且觀察研磨後的不銹鋼管的表面的任意10處的100μm×100μm(0.01mm2 )的範圍時，將測得的表面缺陷的數量是5個以內的情況，當作是本發明的表面缺陷被抑制的狀態。研磨後的不銹鋼管表面上的表面缺陷的數量，較佳是每100μm×100μm(0.01mm2 )的單位面積在3個以內，更佳是2個以內。另外，表面缺陷的最大的長度部分沒有上限，但是作為測定時的基準，也可以將50μm設為上限。
第2圖及第3圖是表示表面缺陷與電流密度變化的關係的圖，其中，第2(a)圖是表示不銹鋼管的表面缺陷的放大照片，第3(a)圖是表示不銹鋼管的表面缺陷被抑制的表面的放大照片，第2(b)圖及第3(b)圖分別表示第2(a)圖及第3(a)圖的不銹鋼管在孔蝕電位(pitting potential)測定中的電流密度變化的圖表。
不銹鋼的孔蝕電位測定方法，是使用以JIS G 0577作為基準的「B方法」。該「B方法」是藉由在質量百分比是3.5%的氯化鈉水溶液中的動電位法而實行的孔蝕電位測定法。將該氯化鈉的pH值設為7，溫度設為30℃。又，將電位掃描速度設定為20mV/分鐘。
本發明的不銹鋼管，其孔蝕電位是0.4V以上。較佳是0.5V以上，更佳是0.6V以上。第3(a)圖是本發明的不銹鋼管的表面，其表面缺陷被抑制。因此，如第3(b)圖所示的孔蝕電位是約0.5V的高電位，其耐腐蝕性優異。另一方面，如第2(a)圖所示的不銹鋼管，其具有表面缺陷，且如第2(b)圖所示的孔蝕電位是低於0.4V，其耐腐蝕性不佳。
如第3(a)圖及第3(b)圖所示，具有表面缺陷被抑制的表面之不銹鋼管，針對孔蝕電位測定中的電流密度，在未滿孔蝕電位的電位時的電流密度的值的變化小，從自然電位至孔蝕電位之間，亦即在電位0.1～0.5V的範圍(第3(b)圖的B部分)中的電流密度的變化率(最大電流密度/最小電流密度)找不到表示為10以上的部分。
另一方面，如第2(a)圖及第2(b)圖所示，具有表面缺陷的表面之不銹鋼管，針對孔蝕電位測定中的電流密度，在未滿孔蝕電位的電位時的電流密度的值的變化大，從自然電位至孔蝕電位之間，亦即在電位0.1～0.3V的範圍(第2(b)圖的A部分)中的電流密度的變化率超過10的部分有10處以上。此電流密度的變化大，就是腐蝕產生的起因。因此，本發明人推測表面缺陷的存在會造成空隙腐蝕。所以，在本發明中，在孔蝕電位測定中的電流密度，從自然電位至孔蝕電位為止的範圍中的電流密度的變化率(最大電流密度/最小電流密度)超過10的部分，是不到10處，較佳是在5處以下。
本發明的不銹鋼管，較佳是肥粒鐵(ferrite)系不銹鋼。肥粒鐵系不銹鋼的組成：例如，C(碳)是用以得到鋼的強度的有用元素，但是含量太多會有耐腐蝕性降低的傾向，所以碳的質量百分比，較佳是0.02%以下；Si(矽)是在製鋼步驟中作為脫氧劑和熱源之有用元素，但是含量太多會有使鋼硬化的傾向，所以矽的質量百分比，較佳是1.00%以下；Mn(錳)是在製鋼步驟中作為脫氧劑之有用元素，但是含量太多會有形成沃斯田鐵相(austenite phase)的傾向，所以錳的質量百分比，較佳是2.00%以下，更佳是1.00%以下；Cr(鉻)是用以確保耐腐蝕性之有用元素，但是含量太多不僅成本高且會有加工性降低的傾向，所以鉻的質量百分比，較佳是17.00～30.00%，更佳是20.00～24.00%；Mo(鉬)是當鉻存在時用以提昇不銹鋼的耐腐蝕性之有用元素，但是含量太多不僅成本高且會有加工性降低的傾向，所以鉬的質量百分比，較佳是1.00～2.50%，更佳是1.00～1.50%；P(磷)會降低耐腐蝕性而含量少比較好，所以磷的質量百分比，較佳是0.040%以下；S(硫)會降低耐腐蝕性而含量少比較好，所以硫的質量百分比，較佳是0.030%以下；Ni(鎳)具有抑制腐蝕的進行的效果且能夠有效地改善肥粒鐵系不銹鋼管的韌性，但是含量太多會成為生成沃斯田鐵相和成本高的原因，所以鎳的質量百分比，較佳是0.6%以下；較佳是含有Ti(鈦)及Nb(鈮)的其中1種或2種。鈦，與碳和N(氮)的親和力強而能夠抑制肥粒鐵系不銹鋼管的粒界腐蝕(晶間腐蝕)，但是含量太多會有鋼的表面品質降低的傾向，所以鈦的質量百分比，較佳是0.05～0.5%；鈮，與碳和氮的親和力強而能夠抑制肥粒鐵系不銹鋼管的粒界腐蝕，但是含量太多會有妨害韌性的傾向，所以鈮的質量百分比，較佳是0.1～0.6%；氮與碳同樣，含量太多會有使耐腐蝕性降低的傾向，所以氮的質量百分比，較佳是0.025%以下；Al(鋁)作為脫氧劑而是能夠有利於精煉和鑄造的元素，但是含量太多使表面品質劣化並且會使鋼的熔接性和低溫韌性降低，所以鋁的質量百分比，較佳是0.01～0.50%；剩餘部分較佳是Fe(鐵)和不可避免的雜質。又，例如，本發明使用的不銹鋼管，也能夠是碳的質量百分比是0.02%以下，矽的質量百分比是0.40%以下，錳的質量百分比是0.40%以下，鉻的質量百分比是21.00~23.00%，鉬的質量百分比是1.00~1.50%，磷的質量百分比是0.040%以下，硫的質量百分比是0.030%以下，鎳的質量百分比是0.60%以下，鈦的質量百分比是0.05~0.5%，鈮的質量百分比是0.10~0.6%，氮的質量百分比是0.025%以下，鋁的質量百分比是0.15%以下，剩餘部分是鐵。
本發明的不銹鋼管，其耐孔蝕指數(pitting corrosion resistance number，PI)以質量百分比計，較佳是20以上。PI是利用以下算式而得到。
PI=Cr+3Mo 算式(1)
耐孔蝕指數(PI)是20以上的本發明的不銹鋼管，其耐腐蝕性優異。因此，相對於耐孔蝕指數(PI)低於19的SUS304，其在受到海鹽粒子影響的臨海環境中會在早期就生銹，本發明的不銹鋼管能夠抑制生銹。自耐腐蝕性的觀點來看，耐孔蝕指數(PI)較佳是24以上，更佳是30以上。
(製造方法)
本發明的不銹鋼管的製造方法，具有浸漬步驟，該浸漬步驟將研磨後的不銹鋼管的表面浸漬在酸性溶液中，該酸性溶液含有質量百分比是3~12%的氫氟酸、及質量百分比是3~12%的硝酸。酸性溶液，包含氧化性的酸也就是硝酸、及還原性的酸也就是氫氟酸，藉此成為具有強溶解力的混酸。
在酸性溶液中的氫氟酸的質量百分比的含量，較佳是3～12%，更佳是4～10%。如果氫氟酸的質量百分比的含量未滿3%，則不能夠充分地除去研磨後的不銹鋼管表面上的氧化皮膜或表面缺陷。又，如果氫氟酸的質量百分比的含量超過12%，則恐怕會使不銹鋼管表面過度地溶解。
在酸性溶液中的硝酸的質量百分比的含量，較佳是4～11%，更佳是5～10%。如果硝酸的質量百分比的含量未滿3%，則酸性溶液的溶解能力過強而恐怕會使研磨後的不銹鋼管表面上的研磨痕溶解，而使其防眩性和設計性降低。又，如果硝酸的質量百分比的含量超過12%，則會妨礙氫氟酸的溶解能力而恐怕會使除去氧化皮膜或Cr空乏層的能力劣化。
將研磨後的不銹鋼管浸漬在酸性溶液中的處理時間，會隨著酸性溶液中包含的氫氟酸和硝酸的含量而改變，但是較佳是15～90分鐘，更佳是30～60分鐘。如果使研磨後的不銹鋼管浸漬的處理時間未滿15分鐘，會有難以充分地除去研磨後的不銹鋼管表面上的氧化皮膜或表面缺陷的傾向；如果超過90分鐘，則會有使不銹鋼管表面過度地溶解的傾向。
浸漬在酸性溶液中的步驟，該酸性溶液的溫度較佳是30～60℃，更佳是40～50℃。如果將研磨後的不銹鋼管浸漬在溫度未滿30℃的酸性溶液中，會有難以充分地除去研磨後的不銹鋼管表面上的氧化皮膜或表面缺陷的傾向；如果其溫度超過60℃，則會有使不銹鋼管表面過度地溶解的傾向。
在本發明中的不銹鋼管表面的酸洗後的表面粗糙度Ra，較佳是Ra≧0.10μm，更佳是Ra≧0.20μm。如果酸洗後的表面粗糙度Ra未滿0.10μm，則防眩性不佳，進一步會有研磨痕難以殘留且難以確保設計性的傾向。
在本發明中的不銹鋼管表面的酸洗後的光澤度，其60度光澤度，較佳是75以下，更佳是60以下。光澤度，是以JIS Z8741作為基準而測得，例如能夠藉由光澤度計來測定。具體來說，當測定光澤度時，以規定的入射角將規定的開口角(angular aperture)的光束入射至試料面，並利用受光器來測量在反射方向上反射的規定的開口角的光束。60度光澤度，是指規定的入射角是60度時的光澤度。使60度光澤度是75以下，藉此來使不銹鋼管表面具有良好的防眩性。
[實施例] 進行不銹鋼管的管體製造(pipe-making)、形狀修正，並進行裝飾用精研磨。使用以下2種類的不銹鋼管。其組成(質量百分比)及尺寸如下所示。
鋼種1(SUS445J1)的組成是：Cr(22%)、Mo(1.05%)、Ti(0.2%)、Nb(0.2%)、Al(0.09%)、及Fe(剩餘部分)。 鋼種2(SUS304)的組成是：Cr(18%)、Ni(8%)、Si(0.6%)、Mn(0.8%)、及Fe(剩餘部分)。 尺寸是：直徑34mm×厚度1.5mm×長度4000mm。
研磨，是利用將4個千葉輪(#240、#240、#240、#400)以可研磨鋼管表面的長度方向(賦予圓周方向的研磨痕)的方式並排而成之作業線來實行，且所實行的研磨是乾式研磨。另外，「#240」等是表示篩分粒度。
(研磨條件) 作業線速度：1.8m/min 鋼管的轉度：380rpm 千葉輪的轉度：1500rpm 千葉輪的直徑：400mm
進行研磨後，如表1所示進行酸洗(實施例1～6，比較例2、3、4、6)。在比較例1、比較例5中沒有進行酸洗。
(表面缺陷) 使用光學顯微鏡將實施例1～6及比較例1～6的不銹鋼管表面放大200倍並觀察100μm×100μm(0.01mm2 )的範圍。當具有5μm以上覆蓋在金屬基材上的搭疊之表面缺陷是5個以內時，就當作表面缺陷被抑制的狀態而評價為「○」，當比5個更多時就當作表面缺陷沒有被抑制的狀態而評價為「×」(參照表1)。
(氧化皮膜) 利用光學顯微鏡以400倍的倍率來觀察實施例1～6及比較例1～6的不銹鋼管的表面，並算出在邊長50μm的正方形中，茶褐色的污點狀物質也就是氧化皮膜，以面積比率計，存在多少程度。當殘留的氧化皮膜的面積比率是未滿5%時，當作不存在有色的氧化皮膜而評價為「○」；當殘留的氧化皮膜的面積比率是5%以上時，當作存在有色的氧化皮膜而評價為「×」(參照表1)。
(孔蝕電位) 測定實施例1～6及比較例1～6的不銹鋼管的孔蝕電位。具體來說，以JIS G 0577作為基準，並使用「B方法(質量分率是3.5%的氯化鈉水溶液的試驗方法)」來測定，該「B方法」是使用在質量百分比是3.5%的氯化鈉水溶液中的動電位法。將該氯化鈉的pH值設為7，溫度設為30℃。又，將電位掃描速度設定為20mV/分鐘。當孔蝕電位是0.4V以上且未滿0.6V時，當作耐腐蝕性優異而評價為「○」；當孔蝕電位是0.6V以上時，當作耐腐蝕性特優而評價為「◎」；當孔蝕電位是未滿0.4V時，則評價為「×」(參照表1)。
(殘留的研磨痕) 為了評價殘留的研磨痕而測定實施例1～6及比較例1～6的不銹鋼管的表面粗糙度Ra，當Ra≧0.1μm時則評價為「○」；另一方面，當Ra＜0.1μm時則評價為「×」。表面粗糙度，是以JIS B 0601作為基準而測定，並使用接觸式的表面粗度計(參照表1)。
(光澤度) 以JIS Z8741作為基準，使用光澤度計來測定實施例1～6及比較例1～6的不銹鋼管表面的60度光澤度(參照表1)。
(耐腐蝕性試驗) 針對實施例1～6及比較例1～6的不銹鋼管，利用以下條件來進行耐腐蝕性試驗(鹽乾溼複合循環試驗(CCT試驗))。 條件：(1)鹽水噴霧(35℃、5%氯化鈉(NaCl)、15分             鐘)       (2)乾燥(60℃、30%RH(相對溼度)、60分鐘)       (3)濕潤(50℃、95%RH、3小時) 將上述條件(1)～(3)作為1個循環，且重複進行30個循環。 評價：當試驗後的生銹面積是鋼管表面整體的5%以內時，則當作耐腐蝕性良好而評價為「○」；比5%大時，則當作耐腐蝕性不佳為而評價為「×」(參照表1)。
[表1]
Figure 02_image001
如表1所示，在實施例1～6中的不銹鋼管(SUS445J1)，在不銹鋼管的表面具有研磨痕，表面缺陷被抑制，表面上也不存在有色的氧化皮膜，並且，孔蝕電位是0.4V以上。
第5圖是表示實施例1～6及比較例1、3、5的不銹鋼管進行CCT試驗後的外觀的照片。第5A圖至第5F圖，依序表示實施例1～6；第5G圖至第5I圖，依序表示比較例1、3、5。如第5圖所示，證實即便進行CCT試驗後，實施例1～6的不銹鋼管(SUS445J1)的生銹被抑制且具有優異的耐腐蝕性。
1、2、3、4、5、6、7、8、9‧‧‧表面缺陷 A、B‧‧‧電流密度的變化領域
第1圖是利用光學顯微鏡將不銹鋼管的表面放大後的照片，其中，第1(a)圖是表面缺陷被抑制的表面，第1(b)圖是產生表面缺陷的表面。 第2圖是表示表面缺陷與電流密度變化的關係的圖，其中，第2(a)圖是表示不銹鋼管的表面缺陷的放大照片，第2(b)圖是表示在孔蝕電位測定中的電流密度變化的圖表。 第3圖是表示表面缺陷與電流密度變化的關係的圖，其中，第3(a)圖是表示不銹鋼管的表面缺陷被抑制的表面的放大照片，第3(b)圖是表示在孔蝕電位測定中的電流密度變化的圖表。 第4圖是利用光學顯微鏡將不銹鋼管的表面放大後的照片，其中，第4(a)圖是研磨後不進行酸洗之比較例1的表面，第4(b)圖是研磨後進行酸洗之實施例3的表面。 第5圖是表示實施例1～6及比較例1、3、5的不銹鋼管進行鹽乾溼複合循環試驗後的外觀的照片。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
(請換頁單獨記載) 無

Claims (6)

  1. 一種不銹鋼管，其耐腐蝕性優異，在不銹鋼管的表面具有研磨痕，當利用光學顯微鏡以400倍的倍率來觀察前述表面的任意10處時，在邊長50μm的正方形中，有色的氧化皮膜的面積比率未滿5%；當利用光學顯微鏡以200倍來放大且觀察前述表面的任意10處的100μm×100μm的範圍時，具有5μm以上的覆蓋在金屬基材上的搭疊之表面缺陷的平均個數，在前述表面上每0.01mm2是5個以內；孔蝕電位是0.4V以上；並且，具有利用以下算式而得到的耐孔蝕指數(PI)，以質量百分比計是20以上的組成，PI=Cr+3Mo 算式(1)。
  2. 如請求項1所述之不銹鋼管，其中，前述研磨痕包含長度方向的研磨痕。
  3. 如請求項1或2所述之不銹鋼管，其中，前述不銹鋼管是肥粒鐵系不銹鋼管。
  4. 如請求項1或2所述之不銹鋼管，其中，60度光澤度是75以下。
  5. 如請求項3所述之不銹鋼管，其中，60度光澤度是75以下。
  6. 一種不銹鋼管的製造方法，其製造如請求項1至5中任一項所述之不銹鋼管，且具有浸漬步驟，該浸漬步驟將研磨後的不銹鋼管的表面浸漬在酸性溶液中，前述酸性溶液含有質量百分比是3~12%的氫氟酸、及質量百分比是3~12%的硝酸。
TW105131850A 2015-10-05 2016-10-03 耐腐蝕性優異的不銹鋼管及其製造方法（二） TWI715639B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015197979A JP6584900B2 (ja) 2015-10-05 2015-10-05 耐食性に優れたステンレス鋼管及びその製造方法
JP2015-197979 2015-10-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201726978A TW201726978A (zh) 2017-08-01
TWI715639B true TWI715639B (zh) 2021-01-11

Family

ID=58487548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105131850A TWI715639B (zh) 2015-10-05 2016-10-03 耐腐蝕性優異的不銹鋼管及其製造方法（二）

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6584900B2 (zh)
TW (1) TWI715639B (zh)
WO (1) WO2017061217A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111060670B (zh) * 2019-12-18 2022-06-10 江苏隆达超合金股份有限公司 酸洗检验镍基合金荒管内表面裂纹缺陷方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001214286A (ja) * 2000-01-31 2001-08-07 Sumitomo Metal Ind Ltd 通電部品用ステンレス鋼材の製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2997592B2 (ja) * 1991-12-13 2000-01-11 川崎製鉄株式会社 防眩性と耐食性を兼ね備えた外装用ステンレス鋼板の製造方法
WO2002038828A1 (fr) * 2000-11-10 2002-05-16 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Procédé de traitement de surface de produit d'acier inoxydable pour pile à combustible
JP4983379B2 (ja) * 2007-05-07 2012-07-25 愛知製鋼株式会社 意匠性、耐食性に優れた表面処理ステンレス鋼及びその製造方法
JP2011105976A (ja) * 2009-11-13 2011-06-02 Nisshin Steel Co Ltd 排水管

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001214286A (ja) * 2000-01-31 2001-08-07 Sumitomo Metal Ind Ltd 通電部品用ステンレス鋼材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017071814A (ja) 2017-04-13
JP6584900B2 (ja) 2019-10-02
TW201726978A (zh) 2017-08-01
WO2017061217A1 (ja) 2017-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6685160B2 (ja) 耐食性に優れたステンレス鋼板
JP4983379B2 (ja) 意匠性、耐食性に優れた表面処理ステンレス鋼及びその製造方法
CN104160056B (zh) 耐海水不锈钢复合钢
TWI715639B (zh) 耐腐蝕性優異的不銹鋼管及其製造方法（二）
KR20110105400A (ko) 용접 변형이 작고 내식성이 뛰어난 강판
TWI696710B (zh) 耐腐蝕性優異的不銹鋼管
JP6685161B2 (ja) 耐食性に優れたステンレス鋼加工品
JP6778499B2 (ja) 耐食性に優れたステンレス鋼板及びその製造方法
TWI698517B (zh) 耐腐蝕性優異的不銹鋼管及其製造方法（一）
WO2013132838A1 (ja) ステンレスクラッド鋼
JP6833335B2 (ja) 耐食性に優れたステンレス鋼板及びその製造方法
JP2017179521A (ja) 耐食性に優れたステンレス鋼加工品及びその製造方法
JP2008133536A (ja) 耐食性に優れた船舶用鋼材
JP6722489B2 (ja) 耐食性に優れたステンレス鋼加工品及びその製造方法
JP2007197758A (ja) 耐食性と母材靭性に優れた船舶用高張力鋼材
JP2007254807A (ja) シーズヒーター用鋼管およびシーズヒーター
JP4347442B2 (ja) 帯状外観むらの発生防止能に優れた外装建材用高耐食性ステンレス鋼板の製造方法
JP6701792B2 (ja) 塗装耐食鋼材及び耐食鋼材の防食方法
Megahed et al. Characterization and treatment study of a handcraft brass trumpet from dhamar museum, Yemen
JP2021155834A (ja) 建材用オーステナイト系ステンレス鋼板及びその製造方法
JP6526436B2 (ja) 硫酸イオンと塩化物イオンを含んだ環境における耐食性に優れたプラント用途向けフェライト系ステンレス鋼製プラント部材
JP2008106371A (ja) ブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂の１種以上からなる樹脂系塗料を塗装しない状態での耐鉄錆発生性に優れたジンクリッチプライマー塗布鋼材
JP2021161459A (ja) 表面性状および塗装耐食性に優れた構造用鋼材および構造物
JP2003027191A (ja) 耐候性および曲げ加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼製装飾管