WO2019188601A1 - 耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼 - Google Patents

耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼 Download PDF

Info

Publication number
WO2019188601A1
WO2019188601A1 PCT/JP2019/011516 JP2019011516W WO2019188601A1 WO 2019188601 A1 WO2019188601 A1 WO 2019188601A1 JP 2019011516 W JP2019011516 W JP 2019011516W WO 2019188601 A1 WO2019188601 A1 WO 2019188601A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
corrosion resistance
less
amount
stainless steel
ferritic stainless
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/011516
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雅俊 安部
濱田　純一
信彦 平出
篤剛 林
Original Assignee
日鉄ステンレス株式会社
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 日鉄ステンレス株式会社 filed Critical 日鉄ステンレス株式会社
Priority to US16/966,426 priority Critical patent/US11286547B2/en
Priority to CA3085589A priority patent/CA3085589C/en
Priority to MX2020006966A priority patent/MX2020006966A/es
Priority to KR1020207021942A priority patent/KR102442836B1/ko
Publication of WO2019188601A1 publication Critical patent/WO2019188601A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0236—Cold rolling
    • 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1277—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
    • 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
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • 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
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • 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
    • C22C38/008—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
    • 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
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • 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
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • 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
    • C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • 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
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • 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
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • 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
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • 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
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • 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
    • C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
    • 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
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • 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
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
    • 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
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/08—Iron or steel
    • 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
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite
    • 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals

Definitions

  • the present invention relates to a ferritic stainless steel having excellent salt corrosion resistance, which is used for applications requiring salt corrosion resistance.
  • Examples of applications that require salt corrosion resistance include building materials and general furniture home appliances, fuel cells, automobile exhaust system parts, and other automobile parts.
  • Examples of automobile exhaust system parts include automobile mufflers, exhaust manifolds, center pipes, catalytic converters, EGR coolers, flexible pipes, flanges, and the like.
  • Examples of other automotive parts include moldings, fuel supply pipes, battery parts (cases, cells, packs, modules, etc.), fastening parts (clamps, V bands, etc.), and the like.
  • Stainless steel used for automobile exhaust system parts is mainly ferritic stainless steel with a relatively low Cr content.
  • Ferritic stainless steel with a low Cr content does not have high corrosion resistance against the igniting outside the exhaust system parts.
  • the use of ferritic stainless steel having a high Cr content in order to enhance the corrosion resistance leads to an increase in cost. Therefore, there is a need to increase the corrosion resistance of ferritic stainless steel with an element cheaper than Cr.
  • Patent Document 1 C: 0.05% by weight or less, Si: less than 0.10% by weight, Mn: 2.0% by weight or less, P: 0.05% by weight or less, S: 0.03% by weight or less Cr: 11.0 to 23.0 wt%, Co: 0.01 to 3.0 wt%, N: 0.05 wt% or less, Al: 0.005 to 1.0 wt%, and B : 0.005 wt% or less, Ti: 0.05 to 1.0 wt%, Ta: 0.01 to 1.0 wt%, V: 0.05 to 1.0 wt%, Zr: 0.01 to A ferritic stainless steel containing 1.0% by weight or two or more of 1.0% by weight, the balance being made of Fe and impurities, excellent resistance to condensed water corrosion, and low yield strength is disclosed.
  • the condensed water corrosion resistance is improved without increasing the yield strength by addition of Co, no mention is made of the surface film or the salt damage resistance before and after heating.
  • Patent Document 2 in mass%, C: 0.001 to 0.030%, Si: 0.03 to 0.80%, Mn: 0.05 to 0.50%, P: 0.03% or less , S: 0.01% or less, Cr: 19.0 to 28.0%, Ni: 0.01 to less than 0.30%, Mo: 0.2 to 3.0%, Al: more than 0.15 1.2%, V: 0.02 to 0.50%, Cu: less than 0.1%, Ti: 0.05 to 0.50%, N: 0.001 to 0.030%, Nb : Ferritic stainless steel that is less than 0.05%, satisfies the following formula (1), and the balance is Fe and impurities is disclosed.
  • Nb ⁇ P ⁇ 0.0005 In patent document 2, although content of P and Nb is reduced and the prevention of a weld crack and the corrosion resistance of a welding part are ensured, it is not mentioned about a passive film and a scale composition.
  • Patent Document 3 in mass%, C: 0.001 to 0.030%, Si: 0.05 to 0.30%, Mn: 0.05 to 0.50%, P: 0.05% or less S: 0.01% or less, Cr: 18.0 to 19.0%, Ni: 0.05% to less than 0.50%, Cu: 0.30 to 0.60%, N: 0.001 to Contains 0.030%, Al: 0.10 to 1.50%, Ti: 0.05 to 0.50%, Nb: 0.002 to 0.050%, V: 0.01 to 0.50%
  • a ferritic stainless steel that satisfies the following formulas (1) and (2) and the balance of Fe and inevitable impurities is disclosed.
  • Patent Document 3 the corrosion resistance of the weld is obtained by defining the contents of Si, Al, and Ti, but no mention is made of a passive film or a scale composition.
  • Patent Document 4 C: 0.015 mass% or less, Si: 0.5 mass% or less, Cr: 11.0 to 25.0 mass%, N: 0.020 mass% or less, Ti: 0.05 -0.50% by mass, Nb: 0.10-0.50% by mass, B: 0.0100% by mass or less, if necessary, Mo: 3.0% by mass or less, Ni: 2.0 Ferritic stainless steel containing one or more of mass% or less, Cu: 2.0 mass% or less, Al: 4.0 mass% or less, with a breaking elongation of 30% or more when processed by uniaxial tension, rank A ferritic stainless steel sheet having an R min value of Ford value (r value) of 1.3 or more is disclosed.
  • Patent Document 4 since the component composition is finely adjusted and the tensile properties are limited, it is possible to perform severe processing, maintain corrosion resistance for a long time, and have excellent impact resistance. Is realized. However, Patent Document 4 does not mention a passive film or a scale composition.
  • Patent Document 5 C: 0.015 mass% or less, Si: 2.0 mass% or less, Mn: 1.0 mass% or less, P: 0.045 mass% or less, S: 0.010 mass% or less Cr: 16-25% by mass, Nb: 0.05-0.2% by mass, Ti: 0.05-0.5% by mass, N: 0.025% by mass or less, Al: 0.02-1. 0% by mass, Ni: 0.1 to 2.0% by mass and Cu: 0.1 to 1.0% by mass of Ni + Cu containing 0.6% by mass or more with the balance being Fe and impurities An exhaust gas flow path member for automobiles made of ferritic stainless steel made of the above is disclosed. In Patent Document 5, the progress of pitting corrosion and crevice corrosion is effectively suppressed by containing appropriate amounts of Ni and Cu, but there is no mention of a passive film or a scale composition.
  • the present invention has been made to solve such problems, and provides a ferritic stainless steel having excellent salt corrosion resistance when used in applications requiring salt corrosion resistance. For the purpose.
  • the present inventors prepared steel sheets containing various Cr contents and various elements, and elements other than Cr, Ni, Mo, and Cu, which are widely known for their effect of improving corrosion resistance. Thus, it was examined whether the corrosion resistance of stainless steel could be improved. As a result, it has been found that especially Al and Si improve the salt corrosion resistance and also improve the corrosion resistance after being heated.
  • the present invention has been completed based on the above knowledge, and the gist of one embodiment of the present invention aimed at solving the above-described problems is as follows.
  • a ferritic stainless steel excellent in salt corrosion resistance characterized in that it is present in a total amount of 1.0 atomic% or more, Cr is 10.0 atomic% or more, and Fe is 85.0 atomic% or less.
  • a concentrated layer of Al and Si is present at a volume ratio of 10% or more at the base material / oxide film interface after heat treatment at 400 ° C. for 8 hours in the air. Ferritic stainless steel with excellent resistance to salt damage and corrosion.
  • Ni 0.01 to 1.00%
  • Mo 0.01 to 3.00%
  • Sn 0.001-1.000%
  • Cu 0.01 to 2.00%
  • B 0.0001 to 0.0050%
  • Nb 0.001 to 0.500%
  • W 0.001-1.000%
  • V 0.001 to 0.500%
  • Sb 0.001 to 0.100%
  • Co 0.001 to 0.500%
  • the present inventors produced steels with various concentrations of Cr, Al, and Si in order to improve salt corrosion resistance. Then, the effects of the surface Al + Si concentration and the surface Fe concentration on the salt corrosion resistance of the steel were investigated. As a result, (1) Al and Si are present in the passive film on the surface by increasing the Al and Si contents of the base material, and (2) The Al and Si are improved in corrosion resistance. It was found that (3) the increase in the surface Al + Si concentration (the total concentration of Al and Si on the surface) and the decrease in the surface Fe concentration improve the salt corrosion resistance. The results are shown in FIG. 1 and Tables 1 to 4. In FIG.
  • the horizontal axis represents the surface Al + Si concentration represented by the cation fraction
  • the vertical axis represents the surface Fe concentration represented by the cation fraction.
  • a JASO-CCT (Japanes Automobiles Organics Cyclic Corrosion Test) test which is a combined cycle test for investigating the corrosion resistance of steel sheets for automobiles, was performed, and the surface of the steel sheet after the test was observed.
  • a rating number was judged by a method based on JIS G 0595, and “3” was set as a boundary value.
  • Steel grades with a rating number of 4 to 9 are indicated by “good” in FIG. 1 and Tables 3 and 4
  • steel grades with a rating number of 0 to 3 are indicated by “x” in FIGS. (Bad).
  • FIG. 1 shows that the salt corrosion resistance is improved when the surface Al + Si concentration is 1.0 atomic% or more in terms of the cation fraction and the surface Fe concentration is 85.0 atomic% or less in terms of the cation fraction.
  • the steel type with a high surface Al + Si concentration has less surface rust.
  • the steel type with high surface Al + Si concentration also suppresses the growth of pitting corrosion. It is considered that Al and Si are dissolved as ions inside the pitting corrosion at the initial stage of generation and are adsorbed on the surface of the steel sheet to suppress pitting growth.
  • the steel types shown in Tables 1 to 4 were heat-treated at 400 ° C. for 8 hours in the air, and then subjected to a JASO-CCT test.
  • the criteria for the JASO-CCT test were as described above.
  • steel types with a high surface Al + Si concentration have a concentrated layer of Al and Si at a volume ratio of 10% or more at the base metal / oxide film interface after heat treatment, and have an Fe-rich oxide scale. It was found that salt corrosion resistance was ensured even in harsh environments.
  • C 0.001 to 0.100% Since C reduces intergranular corrosion resistance and workability, it is necessary to keep the content low. Therefore, the upper limit of the C content is 0.100% or less. However, excessively reducing the amount of C increases the scouring cost, so the lower limit of the amount of C is made 0.001% or more. A preferred range for the amount of C is 0.003 to 0.020%.
  • Si 0.01 to 5.00% Si is an important element in the present embodiment. Si is a very useful element that not only concentrates on the surface and suppresses the occurrence of corrosion, but also reduces the corrosion rate of the base material. Therefore, the lower limit of the Si content is set to 0.01% or more. However, excessive content of Si causes a decrease in elongation of the steel and lowers workability, so the upper limit of the Si content is set to 5.00% or less. A preferable range of the amount of Si is 0.05 to 3.00%, and a more preferable range is 0.10 to 2.00%.
  • Mn 0.01 to 2.00% Mn is useful as a deoxidizing element, but if an excessive amount of Mn is contained, the corrosion resistance is deteriorated. Therefore, the amount of Mn is set to 0.01 to 2.00%.
  • a preferable range of the amount of Mn is 0.05 to 1.00%, and a more preferable range is 0.10 to 0.70%.
  • P 0.050% or less Since P is an element that deteriorates workability and weldability, the content thereof needs to be limited. Therefore, the P content is 0.050% or less. However, since reducing the amount of P more than necessary leads to an increase in manufacturing cost, the lower limit of the amount of P is preferably 0.001% or more. A more preferable range of the amount of P is 0.005% or more and 0.030% or less.
  • the S amount is set to 0.0100% or less.
  • the lower limit of the amount of S is preferably 0.0001% or more.
  • a more preferable range of the amount of S is 0.0003% or more and 0.0050% or less.
  • Cr 9.0-25.0% Cr is required to be contained in an amount of 9.0% or more in order to ensure corrosion resistance in a salt damage environment. As the Cr content is increased, the corrosion resistance is improved, but the workability and productivity are lowered. Therefore, the upper limit of the Cr content is 25.0% or less. A preferable range of the Cr content is 10.0 to 23.0%, and a more preferable range is 10.5 to 20.0%.
  • Ti 0.001 to 1.00%
  • Ti needs to contain 0.001% or more in order to prevent sensitization of stainless steel.
  • the upper limit of the Ti amount is 1.00%.
  • a preferable range of the Ti content is 0.050 to 0.70%, and a more preferable range is 0.100 to 0.50%.
  • Al 0.001 to 5.000%
  • Al is an important element in the present embodiment.
  • Al is a very useful element because it not only concentrates on the surface and suppresses the occurrence of corrosion, but also reduces the corrosion rate of the base material. Therefore, the lower limit of the Al content is 0.001% or more. However, containing Al in an excessive amount causes a decrease in elongation of the material and lowers workability. Therefore, the upper limit of the Al content is set to 5.000% or less.
  • a preferable range of the Al content is 0.050 to 3.000%, and a more preferable range is 0.100 to 2.000%.
  • N 0.001 to 0.050% N is an element useful for pitting corrosion resistance, but reduces intergranular corrosion resistance and workability. Therefore, it is necessary to keep the N content low. Therefore, the upper limit of the N amount is 0.050% or less. The upper limit of the N amount is preferably 0.030% or less. The lower limit of the N amount is 0.001% or more.
  • Ni, Mo, Sn, Cu, B, Nb, W, V, Sb, and Co may contain one or more of these depending on the purpose.
  • the lower limit of these elements is 0% or more, preferably more than 0%.
  • Ni 0.01 to 1.00% Ni can be contained in an amount of 0.01% or more in order to improve the corrosion resistance. However, since a large amount leads to an increase in alloy costs, the upper limit of the Ni amount is set to 1.00%. A preferable range of the amount of Ni is 0.02 to 0.70%.
  • Mo 0.01 to 3.00% Mo can be contained in an amount of 0.01% or more in order to improve the corrosion resistance. However, excessive inclusion deteriorates workability and increases costs because it is expensive. Therefore, the upper limit of the Mo amount is 3.00% or less. A preferable range of the Mo amount is 0.05 to 2.00%.
  • Sn 0.001 to 1.000%
  • Sn can be contained in an amount of 0.001% or more in order to improve the corrosion resistance.
  • the upper limit of the Sn amount is set to 1.000% or less.
  • a preferable range of the Sn amount is 0.005 to 0.700%.
  • Cu 0.01 to 2.00% Cu can be contained in an amount of 0.01% or more in order to improve the corrosion resistance. However, excessive content leads to an increase in cost. Therefore, the upper limit of the Cu amount is 2.00% or less. A preferable range of the amount of Cu is 0.20 to 1.00%.
  • B 0.0001 to 0.0050%
  • B is an element useful for improving the secondary workability, and can be contained in an amount of 0.0050% or less.
  • the lower limit of the B amount is set to 0.0001% or more.
  • a preferable range of the B amount is 0.0005 to 0.0040%.
  • Nb 0.001 to 0.500%
  • Nb is useful for improving the high-temperature strength and improving the intergranular corrosion resistance of the welded portion, but excessive content decreases workability and manufacturability. Therefore, the Nb amount is set to 0.001 to 0.500%. A preferable range of the amount of Nb is 0.010 to 0.400%.
  • W 0.001 to 1.000% W can be contained in an amount of 1.000% or less in order to improve corrosion resistance.
  • the lower limit of the W amount is set to 0.001% or more.
  • a preferable range of the W amount is 0.010 to 0.800%.
  • V 0.001 to 0.500%
  • V can be contained in an amount of 0.500% or less in order to improve the corrosion resistance.
  • the lower limit of the V amount is set to 0.001% or more.
  • a preferable range of the V amount is 0.005 to 0.300%.
  • Sb 0.001 to 0.100%
  • Sb can be contained in an amount of 0.100% or less in order to improve the overall corrosion resistance.
  • the lower limit of the Sb amount is set to 0.001% or more.
  • a preferable range of the amount of Sb is 0.010 to 0.080%.
  • Co 0.001 to 0.500%
  • Co can be contained in an amount of 0.500% or less in order to improve secondary workability and toughness.
  • the lower limit of the amount of Co is set to 0.001% or more.
  • a preferable range of the amount of Co is 0.010 to 0.300%.
  • the total of one or more of Ni, Mo, Sn, Cu, B, Nb, W, V, Sb, and Co is preferably 10% or less from the viewpoint of cost increase.
  • Ca, Mg, Zr, Ga, Ta, and REM may contain one or more of these depending on the purpose.
  • the lower limit of these elements is 0% or more, preferably more than 0%.
  • Ca 0.0001 to 0.0050% Ca is contained for desulfurization, but if it is contained excessively, water-soluble inclusions CaS are generated to lower the corrosion resistance. Therefore, Ca can be contained in the range of 0.0001 to 0.0050%. A preferable range of the Ca content is 0.0005 to 0.0030%.
  • Mg 0.0001 to 0.0050% Mg is useful for refining the structure and improving workability and toughness. Therefore, Mg can be contained in the range of 0.0050% or less. In order to obtain a stable effect, the lower limit of the amount of Mg is made 0.0001% or more. A preferable range of the amount of Mg is 0.0005 to 0.0030%.
  • Zr 0.0001 to 0.0300%
  • Zr can be contained in an amount of 0.0300% or less in order to improve the corrosion resistance.
  • the lower limit of the amount of Zr is set to 0.0001% or more.
  • a preferable range of the amount of Zr is 0.0010 to 0.0100%.
  • Ga 0.0001 to 0.0100% Ga can be contained in an amount of 0.0100% or less in order to improve corrosion resistance and hydrogen embrittlement resistance.
  • the lower limit of the Ga content is set to 0.0001% or more.
  • a preferable range of the Ga content is 0.0005 to 0.0050%.
  • Ta 0.001 to 0.050%
  • Ta can be contained in an amount of 0.050% or less in order to improve the corrosion resistance.
  • the lower limit of the Ta amount is set to 0.001% or more.
  • a preferable range of the amount of Ta is 0.005 to 0.030%.
  • REM 0.001 to 0.100% Since REM has a deoxidizing effect and the like, it is an element useful for scouring, and therefore can be contained in an amount of 0.100% or less. In order to obtain a stable effect, the lower limit of the REM amount is set to 0.001% or more. A preferable range of the REM amount is 0.003 to 0.050%.
  • REM rare earth element
  • Y yttrium
  • lanthanoid from lanthanum (La) to lutetium (Lu) according to a general definition.
  • REM is at least one selected from these rare earth elements, and the amount of REM is the total amount of rare earth elements.
  • the surface component of the ferritic stainless steel of this embodiment satisfies the following requirements.
  • the ferritic stainless steel of the present embodiment has a passive film on the steel surface, and in the region from the steel surface to a depth of 5 nm (where the thickness does not exceed the thickness of the passive film), the cation fraction is Al, Si.
  • the cation fraction is Al, Si.
  • Cr is 10.0 atomic% or more
  • Fe is 85.0 atomic% or less.
  • the thickness of the passive film is preferably 10 nm or less. In some cases, the thickness of the passive film is 5 nm or less.
  • the measurement range of the cation fraction in this case is a region that does not exceed the thickness of the passive film from the steel surface.
  • the composition of each element in the passive film is determined from the peak intensity of each element by measuring the steel surface spectrum using Auger electron spectroscopy.
  • the passive film includes the remainder (for example, inclusions) other than Al, Si, Fe, and Cr.
  • the cation fraction in this embodiment is the total amount of Al, Si, Fe, Cr and the remainder (cation elements (elements that form stable cations)) contained from the surface of the passive film to a depth of 5 nm. It is the ratio to the total amount) 100 atomic%.
  • the ferritic stainless steel of this embodiment ensures salt damage corrosion resistance even in a severe environment where an Fe-rich oxide scale exists.
  • a general method for producing a steel plate made of ferritic stainless steel is basically applied.
  • molten steel having the above chemical composition is converted into a converter or electric furnace, and is refined in an AOD furnace, a VOD furnace, or the like.
  • a steel slab is obtained by a continuous casting method or an ingot-making method, and then subjected to the processes of hot rolling, annealing of hot-rolled sheet, pickling, cold rolling, finishing annealing, and pickling, and then the ferritic stainless steel of this embodiment Steel is produced.
  • annealing of the hot-rolled sheet may be omitted, or cold rolling, finish annealing, and pickling may be repeated. Surface grinding may be performed between the steps.
  • pickling is performed in a solution containing 50 g / L or more of sulfuric acid and 10 g / L or more of nitric acid or sodium nitrate.
  • the solution may further contain sulfuric acid, sodium sulfate, hydrofluoric acid, sodium silicofluoride, hydrochloric acid and the like as appropriate.
  • each acid may exist in the same solution, or it may be divided into a plurality of tanks and pickled sequentially.
  • the pickling method may be electrolytic pickling or pickling only by immersion.
  • the sulfuric acid content is desirably 80 g / L or more, and more desirably 100 g / L or more.
  • the content of nitric acid or sodium nitrate is desirably 15 g / L or more, more desirably 20 g / L or more.
  • the Fe 2+ concentration in the pickling solution is set to 5.0% or less.
  • the Fe 2+ concentration in the pickling solution is desirably 3.0% or less.
  • the total pickling time is 3 seconds or more.
  • a test piece having a width of 75 mm and a length of 150 mm was cut out from the produced steel plate to obtain a JASO-CCT test specimen.
  • the JASO-CCT test was performed for 12 cycles according to JASO M 610-92.
  • a rating number was judged by a method in accordance with JIS G 0595, and “3” was set as a boundary value.
  • Steel grades with a rating number of 4 to 9 are indicated by “good” in FIG. 1 and Tables 3 and 4, and steel grades with a rating number of 0 to 3 are indicated by “x” in FIG. 1 and Tables 3 and 4. (Bad).
  • these evaluation results are shown in the item “product skin corrosion test result” (corrosion test result of steel surface not subjected to heat treatment).
  • the spectrum of the steel surface was measured using Auger electron spectroscopy, and the composition (cation fraction) of each element in the passive film was determined from the peak intensity of each element.
  • the cation fraction was measured in a region from the steel surface to a depth of 5 nm (however, a region not exceeding the thickness of the passive film).
  • the surface Al + Si concentration in terms of cation fraction is 1.0 atomic% or more
  • the surface Cr concentration in terms of cation fraction is 10.0 atomic% or more
  • the surface Fe concentration in terms of cation fraction It was 85.0 atomic% or less.
  • the rating number was 4 to 9, and it was found that the evaluation was “ ⁇ ” (good).
  • the surface Al + Si concentration, the surface Cr concentration, or the surface Fe concentration was out of the range of the present embodiment in terms of the steel component or cation fraction. In the case of these comparative examples, the rating number was 0 to 3, and it was found that the evaluation was “x” (bad).
  • Comparative Examples B10 to B15 the Fe 2+ concentration in the acid (pickling solution) was more than 5.0%. In Comparative Examples B10 to B15, even with the steel components of this embodiment, the surface Al + Si concentration, the surface Cr concentration, or the surface Fe concentration falls outside the range of this embodiment in terms of the cation fraction, and the evaluation result is “ ⁇ ” (bad )Met. In Comparative Examples A1 ′, A13 ′, and A14 ′, the H 2 SO 4 content in the solution (pickling solution) was less than 50 g / L.
  • a test piece having a width of 75 mm and a length of 150 mm was cut out from the produced steel plate and subjected to heat treatment at 400 ° C. for 8 hours in the air. Thereafter, the heat-treated steel sheet was used as a specimen for JASO-CCT test.
  • the JASO-CCT test was conducted for 12 cycles in accordance with JASO M 610-92. The judgment criteria were the same as described above. In Tables 3 and 4, these evaluation results are shown in the item “Results of heat treatment skin corrosion test” (corrosion test results of steel surface subjected to heat treatment). Moreover, cross-sectional observation of the test piece which heat-processed at 400 degreeC for 8 hours in air
  • FIB focused ion beam
  • FIB focused ion beam
  • a 7 mm ⁇ 4 mm cross-section observation test piece was cut out from the heat-treated test piece so that the interface between the base material and the oxide film could be observed.
  • EDS energy dispersive X-ray analyzer
  • the composition of the interface of the base material / oxide film of the test piece for cross-sectional observation is analyzed, and an appearance photograph of the interface of the base material / oxide film is shown. I took a picture.
  • image analysis was performed to determine the volume ratio of the concentrated layers of Al and Si.
  • the volume ratios of the concentrated layers of Al and Si were obtained from three fields of view with a field of 600 nm ⁇ 600 nm, and the average values were calculated.
  • a steel type with a high cation fraction and a high surface Al + Si concentration has a concentrated layer of Al and Si present at a volume ratio of 10% or more at the base metal / oxide film interface after heat treatment. It was found that even in a harsh environment where a rich oxide scale exists, the rating number is 4 to 9, which is evaluated as “good”. On the other hand, it was found that when the surface Al + Si concentration or the surface Fe concentration was out of the range of the present embodiment in terms of steel components and cation fraction, the rating number was 0 to 3 and “x” (bad) was evaluated.
  • the ferritic stainless steel having excellent salt corrosion resistance is suitable as a member used for ferritic stainless steel used for applications requiring salt corrosion resistance.
  • Applications requiring salt corrosion resistance include building materials and general furniture home appliances, fuel cells, automobile exhaust system parts, and other automotive parts.
  • automobile exhaust system parts include automobile mufflers, exhaust manifolds, center pipes, catalytic converters, EGR coolers, flexible pipes, flanges, and the like.
  • Other automotive parts include moldings, fuel supply pipes, battery parts (cases, cells, packs, modules, etc.), fastening parts (clamps, V-bands, etc.) and the like.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

このフェライト系ステンレス鋼は、質量％で、Ｃ：０．００１～０．１００％、Ｓｉ：０．０１～５．００％、Ｍｎ：０．０１～２．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｃｒ：９．０～２５．０％、Ｔｉ：０．００１～１．００％、Ａｌ：０．００１～５．０００％、Ｎ：０．００１～０．０５０％を少なくとも含有し、残部がＦｅおよび不純物からなり、鋼表面から深さ５ｎｍまでの領域であり、かつ不働態皮膜の厚みを超えない領域において、カチオン分率でＡｌ、Ｓｉの合計量が１．０ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｃｒ量が１０．０ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｆｅ量が８５．０ａｔｏｍｉｃ％以下である。

Description

耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼
　本発明は、耐塩害腐食性の要求される用途に使用される耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼に関する。
　本願は、２０１８年３月３０日に、日本に出願された特願２０１８－０６７６０５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　耐塩害腐食性の要求される用途としては、例えば、建材や一般家具家電用途、燃料電池、自動車排気系部品、その他の自動車用部品等が挙げられる。自動車排気系部品の例としては、例えば、自動車マフラーやエキゾーストマニホールド、センターパイプや触媒コンバーター、ＥＧＲクーラー、フレキシブルパイプ、フランジ等が挙げられる。その他の自動車用部品としては、例えば、モール、燃料給油管、電池部品（ケース、セル、パック、モジュール等）、締結部品（クランプ、Ｖバンド等）等が挙げられる。
　近年、ステンレス鋼の高耐食化の要求はさらに高まっている。例えば、自動車排気系部品の腐食の主な原因は、排気ガスが溶解した結露水である排ガス凝縮水による排気系部品内部からの腐食である。最近はこの内部からの腐食に対する耐食性のみならず、雨水や泥水、海風等が原因の排気系部品外側の発銹に対する耐食性も要求される。
　実際、納車時や点検時に車体下側から自動車を確認した際、排気系部品外側の発銹が確認されることがある。この発銹により、使用者からクレームを受ける事例が増えている。したがって、排気系部品外側の発銹に対する対策が必要となっている。
　自動車排気系部品に使用されるステンレス鋼は、主に、比較的Ｃｒ含有量が低いフェライト系ステンレス鋼である。Ｃｒ含有量が低いフェライト系ステンレス鋼は、排気系部品外側の発銹に対する耐食性は高くない。しかし、耐食性を高めるために、Ｃｒ含有量が高いフェライト系ステンレス鋼を使用することはコストアップに繋がる。そのため、Ｃｒより安価な元素でフェライト系ステンレス鋼の耐食性を高めるニーズがある。
　さらに、自動車排気系部品は、高温の排気ガスによって加熱されるため、表面に酸化スケールが生成する。この酸化スケールによって、排気系部品の耐食性が低下する。すると、排気系部品が腐食して、その外観が損なわれることもある。そのため、加熱後の耐食性も高いステンレス鋼が求められている。
　特許文献１には、Ｃ：０．０５重量％以下、Ｓｉ：０．１０重量％未満、Ｍｎ：２．０重量％以下、Ｐ：０．０５重量％以下、Ｓ：０．０３重量％以下、Ｃｒ：１１．０～２３．０重量％、Ｃｏ：０．０１～３．０重量％、Ｎ：０．０５重量％以下、Ａｌ：０．００５～１．０重量％を含み、かつＢ：０．００５重量％以下、Ｔｉ：０．０５～１．０重量％、Ｔａ：０．０１～１．０重量％、Ｖ：０．０５～１．０重量％、Ｚｒ：０．０１～１．０重量％の内１種あるいは２種以上を含み、残部がＦｅおよび不純物よりなり、耐凝縮水腐食性に優れ、かつ降伏強度の低いフェライト系ステンレス鋼が開示されている。特許文献１では、Ｃｏ添加により降伏強度を増加させることなく耐凝縮水腐食性を向上させているが、表面皮膜や加熱前後の耐塩害性について言及されていない。
　特許文献２には、質量％で、Ｃ：０．００１～０．０３０％、Ｓｉ：０．０３～０．８０％、Ｍｎ：０．０５～０．５０％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｃｒ：１９．０～２８．０％、Ｎｉ：０．０１～０．３０％未満、Ｍｏ：０．２～３．０％、Ａｌ：０．１５超～１．２％、Ｖ：０．０２～０．５０％、Ｃｕ：０．１％未満、Ｔｉ：０．０５～０．５０％、Ｎ：０．００１～０．０３０％を含有し、Ｎｂ：０．０５％未満とし、下記式（１）を満たし、残部がＦｅおよび不純物からなるフェライト系ステンレス鋼が開示されている。
　Ｎｂ×Ｐ≦０．０００５　　　・・・（１）
　特許文献２では、ＰおよびＮｂの含有量を低減させて、溶接割れの防止と溶接部の耐食性を担保しているが、不動態皮膜やスケール組成について言及されていない。
　特許文献３には、質量％で、Ｃ：０．００１～０．０３０％、Ｓｉ：０．０５～０．３０％、Ｍｎ：０．０５～０．５０％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｃｒ：１８．０～１９．０％、Ｎｉ：０．０５％以上０．５０％未満、Ｃｕ：０．３０～０．６０％、Ｎ：０．００１～０．０３０％、Ａｌ：０．１０～１．５０％、Ｔｉ：０．０５～０．５０％、Ｎｂ：０．００２～０．０５０％、Ｖ：０．０１～０．５０％を含有し、かつ下記式（１）および（２）を満たし、残部がＦｅおよび不可避不純物からなるフェライト系ステンレス鋼が開示されている。
　０．４０≦Ｓｉ＋１．５Ａｌ＋１．２Ｔｉ≦２．４　　・・・（１）
　０．６０≦１．２Ｎｂ＋１．７Ｔｉ＋Ｖ＋２．２Ａｌ　・・・（２）
　特許文献３では、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉの含有量を規定することで溶接部の耐食性を得ているが、不動態皮膜やスケール組成について言及されていない。
　特許文献４には、Ｃ：０．０１５質量％以下、Ｓｉ：０．５質量％以下、Ｃｒ：１１．０～２５．０質量％、Ｎ：０．０２０質量％以下、Ｔｉ：０．０５～０．５０質量％、Ｎｂ：０．１０～０．５０質量％、Ｂ：０．０１００質量％以下を含み、必要に応じてさらに、Ｍｏ：３．０質量％以下、Ｎｉ：２．０質量％以下、Ｃｕ：２．０質量％以下、Ａｌ：４．０質量％以下の１種以上を含むフェライト系ステンレス鋼であって、一軸引張りで加工したときの破断伸びが３０％以上、ランクフォード値（ｒ値）のｒｍｉｎ値が１．３以上であるフェライト系ステンレス鋼板が開示されている。特許文献４では、成分組成を細かく調整し、かつ引張り特性を限定しているため、厳しい条件の成形加工が可能で、長期にわたって耐食性を保持でき、しかも耐衝撃性にも優れたフェライト系ステンレス鋼板を実現している。しかしながら、特許文献４では、不動態皮膜やスケール組成について言及されていない。
　特許文献５には、Ｃ：０．０１５質量％以下、Ｓｉ：２．０質量％以下、Ｍｎ：１．０質量％以下、Ｐ：０．０４５質量％以下、Ｓ：０．０１０質量％以下、Ｃｒ：１６～２５質量％、Ｎｂ：０．０５～０．２質量％、Ｔｉ：０．０５～０．５質量％、Ｎ：０．０２５質量％以下、Ａｌ：０．０２～１．０質量％を含み、さらにＮｉ：０．１～２．０質量％およびＣｕ：０．１～１．０質量％の１種以上をＮｉ＋Ｃｕで０．６質量％以上含み、残部がＦｅおよび不純物からなるフェライト系ステンレス鋼を素材として構成された自動車用排ガス流路部材が開示されている。特許文献５では、適量のＮｉ、Ｃｕを含有することで、孔食や隙間腐食の進行を効果的に抑制しているが、不動態皮膜やスケール組成について言及されていない。
　従来の技術では、耐塩害腐食性の要求される用途に使用されるフェライト系ステンレス鋼において、優れた耐塩害腐食性を確保することが難しかった。
特許第２７５６１９０号公報 特許第５４３５１７９号公報 特許第５５３４１１９号公報 特開２００５－１７１３３８号公報 特許第４９７４５４２号公報
　本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、耐塩害腐食性の要求される用途に使用される場合において、優れた耐塩害腐食性を有するフェライト系ステンレス鋼を提供することを目的とする。
　本発明者らは、前述の課題を解決すべく、種々のＣｒ含有量かつ種々の元素を含有した鋼板を作製し、耐食性向上効果が広く知られているＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕ以外の元素でステンレス鋼の耐食性を向上できないか検討した。その結果、特にＡｌ、Ｓｉが耐塩害腐食性を向上させること、及び加熱された後の耐食性も向上させることを知見した。
　すなわち、本発明は、以上の知見に基づいて完成したものであり、上記課題を解決することを目的とした本発明の一態様の要旨は、以下の通りである。
［１］
　質量％で、
Ｃ：０．００１～０．１００％、
Ｓｉ：０．０１～５．００％、
Ｍｎ：０．０１～２．００％、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０１００％以下、
Ｃｒ：９．０～２５．０％、
Ｔｉ：０．００１～１．００％、
Ａｌ：０．００１～５．０００％、
Ｎ：０．００１～０．０５０％を含有し、
さらに、
Ｎｉ：０～１．００％、
Ｍｏ：０～３．００％、
Ｓｎ：０～１．０００％、
Ｃｕ：０～２．００％、
Ｂ：０～０．００５０％、
Ｎｂ：０～０．５００％、
Ｗ：０～１．０００％、
Ｖ：０～０．５００％、
Ｓｂ：０～０．１００％、
Ｃｏ：０～０．５００％、
Ｃａ：０～０．００５０％、
Ｍｇ：０～０．００５０％、
Ｚｒ：０～０．０３００％、
Ｇａ：０～０．０１００％、
Ｔａ：０～０．０５０％、
ＲＥＭ：０～０．１００％を含有し、
残部がＦｅおよび不純物からなり、鋼表面に不働態皮膜があり、前記鋼表面から深さ５ｎｍまでの領域であり、かつ不働態皮膜の厚みを超えない領域において、カチオン分率でＡｌ、Ｓｉが合計で１．０ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｃｒが１０．０ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｆｅが８５．０ａｔｏｍｉｃ％以下の量で存在することを特徴とする耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
［２］
　大気中にて４００℃で８時間の熱処理が施された後の母材／酸化皮膜界面にＡｌ、Ｓｉの濃化層が体積率で１０％以上存在することを特徴とする上記［１］に記載の耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
［３］
　さらに質量％で、
Ｎｉ：０．０１～１．００％、
Ｍｏ：０．０１～３．００％、
Ｓｎ：０．００１～１．０００％、
Ｃｕ：０．０１～２．００％、
Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
Ｎｂ：０．００１～０．５００％、
Ｗ：０．００１～１．０００％、
Ｖ：０．００１～０．５００％、
Ｓｂ：０．００１～０．１００％、
Ｃｏ：０．００１～０．５００％
の１種または２種以上を含有することを特徴とする上記［１］または［２］に記載の耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
［４］
　さらに質量％で、
Ｃａ：０．０００１～０．００５０％、
Ｍｇ：０．０００１～０．００５０％、
Ｚｒ：０．０００１～０．０３００％、
Ｇａ：０．０００１～０．０１００％、
Ｔａ：０．００１～０．０５０％、
ＲＥＭ：０．００１～０．１００％
の１種または２種以上を含有することを特徴とする上記［１］から［３］のいずれかに記載の耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
　本発明の一態様によれば、耐塩害腐食性の要求される用途に使用される場合において、優れた耐塩害腐食性を有するフェライト系ステンレス鋼を提供することができる。
鋼板表面のＡｌ＋Ｓｉ濃度とＦｅ濃度およびＪＡＳＯ－ＣＣＴ試験結果との関係を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面および表を参照して詳細に説明する。
　本発明者らは、耐塩害腐食性の向上のために、種々の濃度のＣｒ含有量やＡｌ、Ｓｉ含有量の鋼を作製した。そして、鋼の耐塩害腐食性に及ぼす表面Ａｌ＋Ｓｉ濃度の影響、表面Ｆｅ濃度の影響を調べた。その結果、（１）母材のＡｌ、Ｓｉの含有量を増加させることにより、表面の不働態皮膜中にもＡｌ、Ｓｉが存在するようになること、（２）そのＡｌ、Ｓｉが耐食性向上に大きく寄与すること、及び（３）表面Ａｌ＋Ｓｉ濃度（表面におけるＡｌ、Ｓｉの合計濃度）の増加および表面Ｆｅ濃度の減少により耐塩害腐食性が改善することを見出した。その結果を図１および表１～４に示す。図１において、横軸をカチオン分率で表わされる表面Ａｌ＋Ｓｉ濃度、縦軸をカチオン分率で表わされる表面Ｆｅ濃度とした。ここでは、自動車用鋼板の耐食性を調査する複合サイクル試験であるＪＡＳＯ－ＣＣＴ（Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｓｔａｎｄａｒｄｓ　Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ　Ｃｙｃｌｉｃ　Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　Ｔｅｓｔ）試験を実施し、試験後の鋼板表面を観察した。ＪＡＳＯ－ＣＣＴ試験の判定基準は、ＪＩＳ　Ｇ　０５９５に準拠する方法でレイティングナンバを判定し、「３」を境界値とした。レイティングナンバが４～９の鋼種は図１および表３，４中に符号「〇」（ｇｏｏｄ）で示し、レイティングナンバが０～３の鋼種は図１および表３，４中に符号「×」（ｂａｄ）で示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　図１より、カチオン分率で表面Ａｌ＋Ｓｉ濃度が１．０ａｔｏｍｉｃ％以上であり、かつカチオン分率で表面Ｆｅ濃度が８５．０ａｔｏｍｉｃ％以下である場合、耐塩害腐食性が向上することが分かる。
　ＪＡＳＯ－ＣＣＴ試験後の鋼板表面を観察したところ、表面Ａｌ＋Ｓｉ濃度が高く、表面Ｆｅ濃度が低い鋼種は、孔食発生数が少ないことが分かった。これにより、表面に濃縮したＡｌおよびＳｉは孔食の発生を抑制することや、表面Ｆｅ濃度が高い鋼種は孔食が発生しやすいことが分かった。
　さらに、表面Ａｌ＋Ｓｉ濃度が高い鋼種は、表面の流れさびが少ないことが分かった。これにより、表面Ａｌ＋Ｓｉ濃度が高い鋼種は、孔食の成長も抑制することが分かる。ＡｌやＳｉは、発生初期の孔食内部でイオンとして溶け出し、鋼板表面に吸着することで孔食成長を抑制していると考えられる。
　さらに、表１～４に示すように、表面Ａｌ＋Ｓｉ濃度が高い鋼種は、後述する熱処理後の耐塩害腐食性も良好であることが分かった。
　表１～４に示す各鋼種に大気中にて４００℃で８時間の熱処理を施し、次いでＪＡＳＯ－ＣＣＴ試験を行った。ＪＡＳＯ－ＣＣＴ試験の判定基準は、上述の通りとした。
　表１～４に示すように、表面Ａｌ＋Ｓｉ濃度が高い鋼種は、熱処理後の母材／酸化皮膜界面にＡｌ、Ｓｉの濃化層が体積率で１０％以上存在し、Ｆｅリッチな酸化スケールが存在する厳しい環境でも耐塩害腐食性を確保することが分かった。
　以下に、本実施形態で規定される鋼の化学組成について、さらに詳しく説明する。なお、特に注記しない限り、本明細書において元素含有量の％は質量％を意味する。
　Ｃ：０．００１～０．１００％
　Ｃは、耐粒界腐食性、加工性を低下させるため、その含有量を低く抑える必要がある。そのため、Ｃの含有量の上限を０．１００％以下とする。しかしながら、Ｃ量を過度に低めることは精練コストを上昇させるため、Ｃ量の下限を０．００１％以上とする。Ｃ量の好ましい範囲は、０．００３～０．０２０％である。
　Ｓｉ：０．０１～５．００％
　Ｓｉは、本実施形態における重要な元素である。Ｓｉは、表面に濃縮して腐食発生を抑制するのみならず、母材の腐食速度も低減する非常に有益な元素である。そのため、Ｓｉの含有量の下限を０．０１％以上とする。ただし、Ｓｉの過度な含有は鋼の伸び減少を引き起こし、加工性を低下させるため、Ｓｉの含有量の上限を５．００％以下とする。Ｓｉ量の好ましい範囲は、０．０５～３．００％、より好ましい範囲は０．１０～２．００％である。
　Ｍｎ：０．０１～２．００％
　Ｍｎは、脱酸元素として有用であるが、過剰量のＭｎを含有させると、耐食性を劣化させる。そのため、Ｍｎ量を０．０１～２．００％とする。Ｍｎ量の好ましい範囲は、０．０５～１．００％、より好ましい範囲は０．１０～０．７０％である。
　Ｐ：０．０５０％以下
　Ｐは、加工性、溶接性を劣化させる元素であるため、その含有量を制限する必要がある。そのため、Ｐ量を０．０５０％以下とする。ただし、必要以上にＰ量を低減することは、製造コスト増加につながるため、Ｐ量の下限値は０．００１％以上が好ましい。Ｐ量のより好ましい範囲は、０．００５％以上０．０３０％以下である。
　Ｓ：０．０１００％以下
　Ｓは、耐食性を劣化させる元素であるため、その含有量を制限する必要がある。そのため、Ｓ量を０．０１００％以下とする。ただし、必要以上にＳ量を低減することは、製造コスト増加につながるため、Ｓ量の下限値は０．０００１％以上が好ましい。Ｓ量のより好ましい範囲は、０．０００３％以上０．００５０％以下である。
　Ｃｒ：９．０～２５．０％
　Ｃｒは、塩害環境での耐食性を確保するために、９．０％以上の含有が必要である。Ｃｒの含有量を増加させるほど、耐食性は向上するが、加工性、製造性を低下させる。そのため、Ｃｒ量の上限を２５．０％以下とする。Ｃｒ量の好ましい範囲は、１０．０～２３．０％、より好ましい範囲は１０．５～２０．０％である。
　Ｔｉ：０．００１～１．００％
　Ｔｉは、ステンレス鋼の鋭敏化を防止するために、０．００１％以上含有する必要がある。ただし、多量のＴｉを含有することは、合金コスト増加に繋がるため、Ｔｉ量の上限を１．００％とする。Ｔｉ量の好ましい範囲は、０．０５０～０．７０％、より好ましい範囲は０．１００～０．５０％である。
　Ａｌ：０．００１～５．０００％
　Ａｌは、本実施形態における重要な元素である。Ａｌは、表面に濃縮して腐食発生を抑制するのみならず、母材の腐食速度も低減するため、非常に有益な元素である。そのため、Ａｌの含有量の下限を０．００１％以上とする。ただし、過度な量でＡｌを含有することは材料の伸び減少を引き起こし、加工性を低下させるため、Ａｌの含有量の上限を５．０００％以下とする。Ａｌ量の好ましい範囲は、０．０５０～３．０００％、より好ましい範囲は０．１００～２．０００％である。
　Ｎ：０．００１～０．０５０％
　Ｎは、耐孔食性に有用な元素であるが、耐粒界腐食性、加工性を低下させる。そのため、Ｎの含有量を低く抑える必要がある。そのため、Ｎ量の上限を０．０５０％以下とする。Ｎ量の上限は、好ましくは０．０３０％以下である。Ｎ量の下限は、０．００１％以上とする。
　以上が、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼の基本となる化学組成であるが、本実施形態では、更に、次のような元素を必要に応じて含有させることができる。
　Ｎｉ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｂ、Ｎｂ、Ｗ、Ｖ、Ｓｂ、Ｃｏは、目的に応じて、これらの１種または２種以上が含有されていてもよい。これらの元素の下限は、０％以上、好ましくは０％超である。
　Ｎｉ：０．０１～１．００％
　Ｎｉは、耐食性を向上させるため、０．０１％以上含有することができる。ただし、多量の含有は合金コスト増加に繋がるため、Ｎｉ量の上限を１．００％とする。Ｎｉ量の好ましい範囲は、０．０２～０．７０％である。
　Ｍｏ：０．０１～３．００％
　Ｍｏは、耐食性を向上させるため、０．０１％以上含有することができる。しかし、過剰の含有は、加工性を劣化させると共に、高価であるためコストアップに繋がる。そのため、Ｍｏ量の上限を３．００％以下とする。Ｍｏ量の好ましい範囲は、０．０５～２．００％である。
　Ｓｎ：０．００１～１．０００％
　Ｓｎは、耐食性を向上させるため、０．００１％以上含有することができる。しかし、過剰の含有はコスト増加に繋がる。そのため、Ｓｎ量の上限を１．０００％以下とする。Ｓｎ量の好ましい範囲は、０．００５～０．７００％である。
　Ｃｕ：０．０１～２．００％
　Ｃｕは、耐食性を向上させるため、０．０１％以上含有することができる。しかし、過剰の含有はコスト増加に繋がる。そのため、Ｃｕ量の上限を２．００％以下とする。Ｃｕ量の好ましい範囲は、０．２０～１．００％である。
　Ｂ：０．０００１～０．００５０％
　Ｂは、２次加工性を向上させるのに有用な元素であり、０．００５０％以下の量で含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｂ量の下限を０．０００１％以上とする。Ｂ量の好ましい範囲は、０．０００５～０．００４０％である。
　Ｎｂ：０．００１～０．５００％
　Ｎｂは、高温強度の向上や溶接部の耐粒界腐食性の向上に有用であるが、過剰の含有は、加工性や製造性を低下させる。そのため、Ｎｂ量を０．００１～０．５００％とする。Ｎｂ量の好ましい範囲は、０．０１０～０．４００％である。
　Ｗ：０．００１～１．０００％
　Ｗは、耐食性を向上させるため、１．０００％以下の量で含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｗ量の下限を０．００１％以上とする。Ｗ量の好ましい範囲は、０．０１０～０．８００％である。
　Ｖ：０．００１～０．５００％
　Ｖは、耐食性を向上させるため、０．５００％以下の量で含有することができる。安定した効果を得ためには、Ｖ量の下限を０．００１％以上とする。Ｖ量の好ましい範囲は、０．００５～０．３００％である。
　Ｓｂ：０．００１～０．１００％
　Ｓｂは、耐全面腐食性を向上させるため、０．１００％以下の量で含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｓｂ量の下限を０．００１％以上とする。Ｓｂ量の好ましい範囲は、０．０１０～０．０８０％である。
　Ｃｏ：０．００１～０．５００％
　Ｃｏは、二次加工性と靭性を向上させるために、０．５００％以下の量で含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｃｏ量の下限を０．００１％以上とする。Ｃｏ量の好ましい範囲は、０．０１０～０．３００％である。
　なお、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｂ、Ｎｂ、Ｗ、Ｖ、Ｓｂ、Ｃｏの１種または２種以上の合計は、コストアップ等の点から１０％以下が望ましい。
　Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｔａ、ＲＥＭは、目的に応じて、これらの１種または２種以上が含有されていてもよい。これらの元素の下限は、０％以上、好ましくは０％超である。
　Ｃａ：０．０００１～０．００５０％
　Ｃａは、脱硫のために含有されるが、過剰に含有すると、水溶性の介在物ＣａＳが生成して耐食性を低下させる。そのため、０．０００１～０．００５０％の範囲でＣａを含有することができる。Ｃａ量の好ましい範囲は、０．０００５～０．００３０％である。
　Ｍｇ：０．０００１～０．００５０％
　Ｍｇは、組織を微細化し、加工性、靭性の向上にも有用である。そのため、０．００５０％以下の範囲でＭｇを含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｍｇ量の下限を０．０００１％以上とする。Ｍｇ量の好ましい範囲は、０．０００５～０．００３０％である。
　Ｚｒ：０．０００１～０．０３００％
　Ｚｒは、耐食性を向上させるために、０．０３００％以下の量で含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｚｒ量の下限を０．０００１％以上とする。Ｚｒ量の好ましい範囲は、０．００１０～０．０１００％である。
　Ｇａ：０．０００１～０．０１００％
　Ｇａは、耐食性と耐水素脆化性を向上させるために、０．０１００％以下の量で含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｇａ量の下限を０．０００１％以上とする。Ｇａ量の好ましい範囲は、０．０００５～０．００５０％である。
　Ｔａ：０．００１～０．０５０％
　Ｔａは、耐食性を向上させるために、０．０５０％以下の量で含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｔａ量の下限を０．００１％以上とする。Ｔａ量の好ましい範囲は、０．００５～０．０３０％である。
　ＲＥＭ：０．００１～０．１００％
　ＲＥＭは、脱酸効果等を有するので、精練で有用な元素であるため、０．１００％以下の量で含有することができる。安定した効果を得るためには、ＲＥＭ量の下限を０．００１％以上とする。ＲＥＭ量の好ましい範囲は、０．００３～０．０５０％である。
　ここで、ＲＥＭ（希土類元素）は、一般的な定義に従い、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）の２元素と、ランタン（Ｌａ）からルテチウム（Ｌｕ）までの１５元素（ランタノイド）の総称を指す。ＲＥＭは、これら希土類元素から選択される１種以上であり、ＲＥＭの量とは、希土類元素の合計量である。
　次に、本実施形態に関わる表面成分について説明する。
　本実施形態のフェライト系ステンレス鋼の表面成分は、以下の要件を満たす。
　本実施形態のフェライト系ステンレス鋼は、鋼表面に不働態皮膜があり、鋼表面から深さ５ｎｍまでの領域（ただし、不働態皮膜の厚みを超えない領域）において、カチオン分率でＡｌ、Ｓｉが合計で１．０ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｃｒが１０．０ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｆｅが８５．０ａｔｏｍｉｃ％以下の量で存在する。なお、不働態皮膜の厚みは１０ｎｍ以下が好ましい。不働態皮膜の厚みが５ｎｍ以下の場合もある。この場合のカチオン分率の測定範囲は、鋼表面から不働態皮膜の厚みを超えない領域とする。不動態皮膜中の各元素の組成は、オージェ電子分光法を用いて鋼表面のスペクトルを測定し、各元素のピーク強度から求める。また、不動態皮膜は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｒ以外の残部（例えば介在物など）を含む。なお、本実施形態におけるカチオン分率とは、不働態皮膜の表面から深さ５ｎｍまでに含まれるＡｌ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｒおよび残部の全量（カチオン元素（安定した陽イオンを形成する元素）の全量）１００ａｔｏｍｉｃ％に対する割合のことである。
　本実施形態のフェライト系ステンレス鋼は、大気中にて４００℃で８時間の熱処理が施された後の母材／酸化皮膜界面にＡｌ、Ｓｉの濃化層が体積率で１０％以上存在する。したがって、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼は、Ｆｅリッチな酸化スケールが存在する厳しい環境でも耐塩害腐食性を確保する。
　本実施形態のフェライト系ステンレス鋼の製造方法では、基本的にはフェライト系ステンレス鋼からなる鋼板を製造する一般的な方法が適用される。例えば、転炉または電気炉で上記の化学組成を有する溶鋼とし、ＡＯＤ炉やＶＯＤ炉等で精錬される。その後、連続鋳造法または造塊法で鋼片とし、次いで、熱間圧延－熱延板の焼鈍－酸洗－冷間圧延－仕上げ焼鈍－酸洗の工程を経て、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼が製造される。必要に応じて、熱延板の焼鈍を省略してもよいし、冷間圧延－仕上げ焼鈍－酸洗を繰り返し行ってもよい。各工程の間に表面研削を行ってもよい。
　ただし、本実施形態の最も重要な点であるＡｌ、Ｓｉを含む表面の不働態皮膜の造り込みのため、冷延焼鈍板の酸洗条件に留意しなければならない。具体的には、硫酸を５０ｇ／Ｌ以上、硝酸または硝酸ナトリウムを１０ｇ／Ｌ以上含有した溶液中で酸洗を行う。溶液中にさらに硫酸、硫酸ナトリウム、フッ酸、珪フッ化ナトリウム、塩酸等を適宜含有しても良い。さらに、各酸は同一溶液中に存在していても良いし、複数槽に分けて順次酸洗していくこととしても良い。複数槽に分けて順次酸洗する場合、酸を用いる順番は特に限定されず、如何なる順番であってもよい。酸洗方法は電解酸洗でもよいし、浸漬のみの酸洗でも良い。硫酸の含有量は、望ましくは８０ｇ／Ｌ以上、より望ましくは１００ｇ／Ｌ以上である。硝酸または硝酸ナトリウムの含有量は望ましくは１５ｇ／Ｌ以上、より望ましくは２０ｇ／Ｌ以上である。また、酸洗液中のＦｅ２＋濃度を５．０％以下とする。酸洗液中のＦｅ２＋濃度は、望ましくは３．０％以下である。総酸洗時間を３秒以上とする。
　上記酸洗を行うことにより、通常の酸洗では除去し難いＡｌやＳｉの酸化物を除去することが可能となる。これにより、ＡｌやＳｉを含み、均一で欠陥の少ない不働態皮膜が形成される。上記酸洗条件を満たさない場合、ＡｌやＳｉの酸化物が表面に残存し、隙間等を形成し腐食起点となる。また、溶液中のＦｅ２＋濃度が高い場合も、ＡｌやＳｉの酸化物が表面に残存する原因となる。
　本発明の効果を詳細に確認するため、以下の実験を行った。なお、本実施例は、本発明の一実施例を示すものであり、本発明は以下の構成に限定されるものではない。
　表１，２に示す組成の鋼を溶製し、板厚が４ｍｍになるまで熱間圧延を施し、９００℃で１分間焼鈍を行い、次いで、酸洗を施した。
　その後、板厚が１．２ｍｍになるまで冷間圧延を施し、８７０℃で１分間焼鈍を行い、次いで、酸洗を施した。
　酸洗は、硫酸濃度が１０～３００ｇ／Ｌ、硝酸ナトリウム濃度が３０ｇ／Ｌの溶液中で行った。すなわち、硝酸ナトリウム濃度を一定とし、硫酸濃度のみを変化させた場合における、表面の不働態皮膜の組成の変化を調べた。また、溶液中にＦｅＳＯ４を含有させ、Ｆｅ２＋濃度の影響を調べた。
　作製した鋼板から、幅が７５ｍｍ、長さが１５０ｍｍである試験片を切り出し、ＪＡＳＯ－ＣＣＴ試験用試験片とした。ＪＡＳＯ－ＣＣＴ試験は、ＪＡＳＯ　Ｍ　６１０－９２に準拠して１２サイクル行った。
　ＪＡＳＯ－ＣＣＴ試験の判定基準として、ＪＩＳ　Ｇ　０５９５に準拠する方法でレイティングナンバを判定し、「３」を境界値とした。レイティングナンバが４～９の鋼種は図１および表３，４中に符号「〇」（ｇｏｏｄ）で示し、レイティングナンバが０～３の鋼種は図１および表３，４中に符号「×」（ｂａｄ）で示した。なお、表３，４では、これら評価結果を、項目“製品肌腐食試験結果”（熱処理が施されていない鋼表面の腐食試験結果）に示した。
　作製した鋼板において、オージェ電子分光法を用いて鋼表面のスペクトルを測定し、各元素のピーク強度から不動態皮膜中の各元素の組成（カチオン分率）を求めた。カチオン分率は、鋼表面から深さ５ｎｍまでの領域（ただし、不働態皮膜の厚みを超えない領域）において測定した。
　表１～４に示すように、本発明例では、カチオン分率で表面Ａｌ＋Ｓｉ濃度が１．０ａｔｏｍｉｃ％以上、カチオン分率で表面Ｃｒ濃度が１０．０ａｔｏｍｉｃ％以上、カチオン分率で表面Ｆｅ濃度が８５．０ａｔｏｍｉｃ％以下であった。これらの本発明例の場合、レイティングナンバが４～９となり「〇」（ｇｏｏｄ）の評価となることが分かった。
　一方、比較例では、鋼成分またはカチオン分率で表面Ａｌ＋Ｓｉ濃度、表面Ｃｒ濃度または表面Ｆｅ濃度が本実施形態の範囲から外れていた。これらの比較例の場合、レイティングナンバが０～３となり「×」（ｂａｄ）の評価となることが分かった。比較例Ｂ１０～Ｂ１５においては、酸（酸洗液）中のＦｅ２＋濃度が５．０％超であった。比較例Ｂ１０～Ｂ１５では、本実施形態の鋼成分であっても、カチオン分率で表面Ａｌ＋Ｓｉ濃度、表面Ｃｒ濃度または表面Ｆｅ濃度が本実施形態の範囲から外れ、評価結果は「×」（ｂａｄ）であった。比較例Ａ１’、Ａ１３’、Ａ１４’では、溶液（酸洗液）中のＨ２ＳＯ４含有量が５０ｇ／Ｌ未満であった。比較例Ａ１’、Ａ１３’、Ａ１４’では、本実施形態の鋼成分であっても、カチオン分率で表面Ａｌ＋Ｓｉ濃度、表面Ｃｒ濃度および表面Ｆｅ濃度が外れ、評価結果は「×」（ｂａｄ）であった。なお、比較例Ａ１’、Ａ１３’、Ａ１４’の酸洗条件において、溶液（酸洗液）中のＨ２ＳＯ４含有量が５０ｇ／Ｌ以上であり、総酸洗時間が３秒未満とした場合においても、本実施形態の鋼成分であっても、カチオン分率で表面Ａｌ＋Ｓｉ濃度、表面Ｃｒ濃度および表面Ｆｅ濃度が本実施形態の範囲から外れ、評価結果は「×」（ｂａｄ）であった。
　さらに、作製した鋼板から、幅が７５ｍｍ、長さが１５０ｍｍである試験片を切り出し、大気中にて４００℃で８時間の熱処理を施した。その後、熱処理後の鋼板をＪＡＳＯ－ＣＣＴ試験用試験片とした。ＪＡＳＯ－ＣＣＴ試験は、ＪＡＳＯ　Ｍ　６１０－９２に準拠して１２サイクル行った。判定基準は前述と同様にした。表３，４では、これら評価結果を、項目“熱処理肌腐食試験結果”（熱処理が施された鋼表面の腐食試験結果）に示した。
　また、大気中にて４００℃で８時間の熱処理を施した試験片の断面観察を行った。集束イオンビーム（ＦＩＢ）装置を用いて、熱処理後の試験片から、母材／酸化皮膜の界面が観察できるように、７ｍｍ×４ｍｍの断面観察用試験片を切り出した。透過型電子顕微鏡およびエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＳ）を用いて、断面観察用試験片の母材／酸化皮膜の界面の組成を分析するとともに、母材／酸化皮膜の界面の外観写真を撮影した。特に、Ａｌ、Ｓｉの濃化層は、透過型電子顕微鏡像において色彩に違いが見られたため、画像解析を行って、Ａｌ、Ｓｉの濃化層の体積率を求めた。Ａｌ、Ｓｉの濃化層の体積率に関しては、６００ｎｍ×６００ｎｍの視野で３視野にてそれぞれＡｌ、Ｓｉの濃化層の体積率を求めて、その平均値を算出した。
　表１～４に示すように、カチオン分率で表面Ａｌ＋Ｓｉ濃度が高い鋼種は、熱処理後の母材／酸化皮膜の界面にＡｌ、Ｓｉの濃化層が体積率で１０％以上存在し、Ｆｅリッチな酸化スケールが存在する厳しい環境でもレイティングナンバが４～９となり「〇」（ｇｏｏｄ）の評価となることが分かった。一方、鋼成分、カチオン分率で表面Ａｌ＋Ｓｉ濃度、または表面Ｆｅ濃度が本実施形態の範囲から外れる場合、レイティングナンバが０～３となり「×」（ｂａｄ）の評価となることが分かった。
　本実施形態の耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼は、耐塩害腐食性の要求される用途に使用されるフェライト系ステンレス鋼に使用される部材として好適である。耐塩害腐食性の要求される用途としては、建材や一般家具家電用途、燃料電池、自動車排気系部品、その他の自動車用部品などがある。自動車排気系部品の例としては、自動車マフラーやエキゾーストマニホールド、センターパイプや触媒コンバーター、ＥＧＲクーラー、フレキシブルパイプ、フランジ等が挙げられる。その他の自動車用部品としては、モール、燃料給油管、電池部品（ケース、セル、パック、モジュール等）、締結部品（クランプ、Ｖバンド等）等が挙げられる。

Claims (4)

  1. 　質量％で、
    Ｃ：０．００１～０．１００％、
    Ｓｉ：０．０１～５．００％、
    Ｍｎ：０．０１～２．００％、
    Ｐ：０．０５０％以下、
    Ｓ：０．０１００％以下、
    Ｃｒ：９．０～２５．０％、
    Ｔｉ：０．００１～１．００％、
    Ａｌ：０．００１～５．０００％、
    Ｎ：０．００１～０．０５０％を含有し、
    さらに、
    Ｎｉ：０～１．００％、
    Ｍｏ：０～３．００％、
    Ｓｎ：０～１．０００％、
    Ｃｕ：０～２．００％、
    Ｂ：０～０．００５０％、
    Ｎｂ：０～０．５００％、
    Ｗ：０～１．０００％、
    Ｖ：０～０．５００％、
    Ｓｂ：０～０．１００％、
    Ｃｏ：０～０．５００％、
    Ｃａ：０～０．００５０％、
    Ｍｇ：０～０．００５０％、
    Ｚｒ：０～０．０３００％、
    Ｇａ：０～０．０１００％、
    Ｔａ：０～０．０５０％、
    ＲＥＭ：０～０．１００％を含有し、
    残部がＦｅおよび不純物からなり、鋼表面に不働態皮膜があり、前記鋼表面から深さ５ｎｍまでの領域であり、かつ不働態皮膜の厚みを超えない領域において、カチオン分率でＡｌ、Ｓｉが合計で１．０ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｃｒが１０．０ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｆｅが８５．０ａｔｏｍｉｃ％以下の量で存在することを特徴とする耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
  2. 　大気中にて４００℃で８時間の熱処理が施された後の母材／酸化皮膜界面にＡｌ、Ｓｉの濃化層が体積率で１０％以上存在することを特徴とする請求項１に記載の耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
  3. 　さらに質量％で、
    Ｎｉ：０．０１～１．００％、
    Ｍｏ：０．０１～３．００％、
    Ｓｎ：０．００１～１．０００％、
    Ｃｕ：０．０１～２．００％、
    Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
    Ｎｂ：０．００１～０．５００％、
    Ｗ：０．００１～１．０００％、
    Ｖ：０．００１～０．５００％、
    Ｓｂ：０．００１～０．１００％、
    Ｃｏ：０．００１～０．５００％
    の１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
  4. 　さらに質量％で、
    Ｃａ：０．０００１～０．００５０％、
    Ｍｇ：０．０００１～０．００５０％、
    Ｚｒ：０．０００１～０．０３００％、
    Ｇａ：０．０００１～０．０１００％、
    Ｔａ：０．００１～０．０５０％、
    ＲＥＭ：０．００１～０．１００％
    の１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
PCT/JP2019/011516 2018-03-30 2019-03-19 耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼 WO2019188601A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/966,426 US11286547B2 (en) 2018-03-30 2019-03-19 Ferritic stainless steel having excellent salt corrosion resistance
CA3085589A CA3085589C (en) 2018-03-30 2019-03-19 Ferritic stainless steel having excellent salt corrosion resistance
MX2020006966A MX2020006966A (es) 2018-03-30 2019-03-19 Acero inoxidable ferritico que tiene excelente resistencia a la corrosion por sal.
KR1020207021942A KR102442836B1 (ko) 2018-03-30 2019-03-19 내염해 부식성이 우수한 페라이트계 스테인리스강

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-067605 2018-03-30
JP2018067605A JP7058537B2 (ja) 2018-03-30 2018-03-30 耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019188601A1 true WO2019188601A1 (ja) 2019-10-03

Family

ID=68060538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/011516 WO2019188601A1 (ja) 2018-03-30 2019-03-19 耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11286547B2 (ja)
JP (1) JP7058537B2 (ja)
KR (1) KR102442836B1 (ja)
CA (1) CA3085589C (ja)
MX (1) MX2020006966A (ja)
WO (1) WO2019188601A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7482666B2 (ja) 2020-03-30 2024-05-14 日鉄ステンレス株式会社 フェライト系ステンレス鋼およびフェライト系ステンレス鋼の製造方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI801538B (zh) * 2018-03-27 2023-05-11 日商日鐵不銹鋼股份有限公司 肥粒鐵系不鏽鋼及其製造方法、肥粒鐵系不鏽鋼板及其製造方法、以及燃料電池用構件
JP7475205B2 (ja) 2020-06-10 2024-04-26 日鉄ステンレス株式会社 フェライト系ステンレス鋼板、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法および自動車排気系部品
KR102459460B1 (ko) * 2021-06-10 2022-10-25 공주대학교 산학협력단 고강도 페라이트 합금 및 이의 제조방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0390600A (ja) * 1989-09-01 1991-04-16 Nippon Steel Corp 耐食性と外観性の優れたＣｒ含有冷延鋼板の製造法
JPH07180001A (ja) * 1993-12-22 1995-07-18 Nippon Steel Corp 加工性と耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼光輝焼鈍材
JP2003342797A (ja) * 2002-05-21 2003-12-03 Nippon Steel Corp 表面性状の良好なステンレス鋼板の製造方法
WO2012124528A1 (ja) * 2011-03-14 2012-09-20 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐銹性と防眩性に優れた高純度フェライト系ステンレス鋼板
WO2014103722A1 (ja) * 2012-12-26 2014-07-03 新日鐵住金ステンレス株式会社 抗菌性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5435179B2 (ja) 1973-01-26 1979-10-31
JPS52131330A (en) 1976-04-27 1977-11-04 Yasui Sangyo Co Ltd Twoopost lift that can be tilted freely
JP2756190B2 (ja) 1991-01-11 1998-05-25 川崎製鉄株式会社 耐凝縮水腐食性に優れ、かつ降伏強度の低いフェライト系ステンレス鋼
IT1276954B1 (it) * 1995-10-18 1997-11-03 Novamax Itb S R L Processo di decapaggio e di passivazione di acciaio inossidabile senza impiego di acido nitrico
AT406486B (de) * 1998-12-22 2000-05-25 Andritz Patentverwaltung Verfahren zum beizen von edelstahl
IT1312556B1 (it) * 1999-05-03 2002-04-22 Henkel Kgaa Processo di decapaggio di acciaio inossidabile in assenza di acidonitrico ed in presenza di ioni cloruro
JP2005171338A (ja) 2003-12-12 2005-06-30 Nisshin Steel Co Ltd 加工性及び耐食性に優れたディーゼル微粒子除去装置構成部品用フェライト系ステンレス鋼板
JP4974542B2 (ja) 2005-09-02 2012-07-11 日新製鋼株式会社 自動車用排ガス流路部材
US20140363328A1 (en) 2011-12-27 2014-12-11 Jfe Steel Corporation Ferritic stainless steel
MY155937A (en) 2012-09-25 2015-12-17 Jfe Steel Corp Ferritic stainless steel
EP3118342B1 (en) * 2014-05-14 2018-12-26 JFE Steel Corporation Ferritic stainless steel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0390600A (ja) * 1989-09-01 1991-04-16 Nippon Steel Corp 耐食性と外観性の優れたＣｒ含有冷延鋼板の製造法
JPH07180001A (ja) * 1993-12-22 1995-07-18 Nippon Steel Corp 加工性と耐銹性に優れたフェライト系ステンレス鋼光輝焼鈍材
JP2003342797A (ja) * 2002-05-21 2003-12-03 Nippon Steel Corp 表面性状の良好なステンレス鋼板の製造方法
WO2012124528A1 (ja) * 2011-03-14 2012-09-20 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐銹性と防眩性に優れた高純度フェライト系ステンレス鋼板
WO2014103722A1 (ja) * 2012-12-26 2014-07-03 新日鐵住金ステンレス株式会社 抗菌性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7482666B2 (ja) 2020-03-30 2024-05-14 日鉄ステンレス株式会社 フェライト系ステンレス鋼およびフェライト系ステンレス鋼の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
MX2020006966A (es) 2020-09-09
JP2019178364A (ja) 2019-10-17
CA3085589C (en) 2022-06-21
US20210040590A1 (en) 2021-02-11
JP7058537B2 (ja) 2022-04-22
KR102442836B1 (ko) 2022-09-14
US11286547B2 (en) 2022-03-29
CA3085589A1 (en) 2019-10-03
KR20200102489A (ko) 2020-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019188601A1 (ja) 耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼
EP3418416B1 (en) Ferritic-austenitic two-phase stainless steel material and method for manufacturing same
US9243306B2 (en) Ferritic stainless steel sheet excellent in oxidation resistance
JP6205407B2 (ja) 耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板
RU2578308C1 (ru) Фольга из ферритной нержавеющей стали
US11365467B2 (en) Ferritic stainless steel
EP2548988A1 (en) Ferrite-based stainless steel for use in components of automobile exhaust system
CA3057967C (en) Ferrite-based stainless steel sheet having low specific gravity and production method therefor
WO2008156195A1 (ja) 耐硫酸腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
JP7329984B2 (ja) ステンレス鋼
EP3556880A1 (en) Ferrite stainless hot-rolled steel sheet and production method therefor
JP6112273B1 (ja) フェライト系ステンレス熱延鋼板および熱延焼鈍板、ならびにそれらの製造方法
EP3249067A1 (en) Ferritic stainless steel for exhaust system member having excellent corrosion resistance after heating
WO2016068291A1 (ja) 耐排ガス凝縮水腐食性とろう付け性に優れたフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法
JP7278079B2 (ja) ステンレス冷延鋼板、ステンレス熱延鋼板及びステンレス熱延鋼板の製造方法
JP7341016B2 (ja) フェライト系ステンレス冷延鋼板
JP5700182B1 (ja) 溶接部の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼
JP2023085560A (ja) 二相ステンレス鋼およびその製造方法
JP6678217B2 (ja) ステンレス鋼
CA3114743C (en) Hot-rolled and annealed ferritic stainless steel sheet and method for producing the same
WO2024096109A1 (ja) フェライト系ステンレス鋼板、その製造方法、および部品
JP2022151087A (ja) フェライト系ステンレス鋼板
JP2022151085A (ja) フェライト系ステンレス鋼板

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19777143

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 3085589

Country of ref document: CA

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20207021942

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19777143

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1