JP3270498B2 - 耐割れ性及び耐食性にすぐれる二相ステンレス鋼 - Google Patents
耐割れ性及び耐食性にすぐれる二相ステンレス鋼Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は二相ステンレス鋼の改良
に関し、より具体的には製紙機械用スリーブ等の厚肉遠
心鋳造管、海水用大型プロペラ等の厚肉鋳造製品の材料
として使用される二相ステンレス鋼の改良に関する。
に関し、より具体的には製紙機械用スリーブ等の厚肉遠
心鋳造管、海水用大型プロペラ等の厚肉鋳造製品の材料
として使用される二相ステンレス鋼の改良に関する。
【０００２】
【従来技術及び問題点】例えば、製紙機械用スリーブ、
海水用大型プロペラ等の厚肉大型鋳造品は、耐食性と腐
食環境下における高い強度を具備することが要請され
る。従来、この種用途には、オーステナイトとフェライ
トの二相からなる種々の二相ステンレス鋼が使用されて
いる。しかし、大型のステンレス鋼製品は質量効果が大
きく、鋳造又は鍛造後の冷却速度が極めて遅い。このた
め、冷却時にシグマ相、炭窒化物等を析出して割れを発
生する問題があった。また、これらの析出物は、高温で
溶体化処理を行なっても基地の中に溶け込みにくく、耐
食性及び靱性等に対しても悪影響を及ぼす問題があっ
た。このため、大型ステンレス鋼製品用として、割れ抵
抗性が高く、所望の耐食性及び強度を備えた材料の出現
が要請されている。
海水用大型プロペラ等の厚肉大型鋳造品は、耐食性と腐
食環境下における高い強度を具備することが要請され
る。従来、この種用途には、オーステナイトとフェライ
トの二相からなる種々の二相ステンレス鋼が使用されて
いる。しかし、大型のステンレス鋼製品は質量効果が大
きく、鋳造又は鍛造後の冷却速度が極めて遅い。このた
め、冷却時にシグマ相、炭窒化物等を析出して割れを発
生する問題があった。また、これらの析出物は、高温で
溶体化処理を行なっても基地の中に溶け込みにくく、耐
食性及び靱性等に対しても悪影響を及ぼす問題があっ
た。このため、大型ステンレス鋼製品用として、割れ抵
抗性が高く、所望の耐食性及び強度を備えた材料の出現
が要請されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐割れ性及
び耐食性の両特性にすぐれ、大型ステンレス鋼製品用材
料として好適な二相ステンレス鋼を提供することを目的
とする。
び耐食性の両特性にすぐれ、大型ステンレス鋼製品用材
料として好適な二相ステンレス鋼を提供することを目的
とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の二相ステンレス鋼は、重量％にて、Ｃ：0.
02％以下、Ｓｉ：2.0％以下、Ｍｎ：2.0％以下、Ｐ：0.
04％以下、Ｓ：0.04％以下、Ｎｉ：3〜7％、Ｃｒ：17〜
27％、Ｍｏ：0.5〜6.0％、Ｃｕ：1〜5％、Ｗ：3％以
下、Ｎ：0.05〜0.3％、Ｂ：0.0005〜0.0015％、残部実
質的にＦｅからなり、かつＣｒ、Ｍｏ、Ｎ及びδフェラ
イト量は、 (ａ) Ｃｒ(％)＋3.3Ｍｏ(％)＋16Ｎ(％)≧30、及び (ｂ) 8.09−0.26Ｃｒ(％)−0.62Ｍｏ(％)＋0.028・δ
フェライト(％)≧1.7なる関係を有するようにしたもの
である。
に、本発明の二相ステンレス鋼は、重量％にて、Ｃ：0.
02％以下、Ｓｉ：2.0％以下、Ｍｎ：2.0％以下、Ｐ：0.
04％以下、Ｓ：0.04％以下、Ｎｉ：3〜7％、Ｃｒ：17〜
27％、Ｍｏ：0.5〜6.0％、Ｃｕ：1〜5％、Ｗ：3％以
下、Ｎ：0.05〜0.3％、Ｂ：0.0005〜0.0015％、残部実
質的にＦｅからなり、かつＣｒ、Ｍｏ、Ｎ及びδフェラ
イト量は、 (ａ) Ｃｒ(％)＋3.3Ｍｏ(％)＋16Ｎ(％)≧30、及び (ｂ) 8.09−0.26Ｃｒ(％)−0.62Ｍｏ(％)＋0.028・δ
フェライト(％)≧1.7なる関係を有するようにしたもの
である。
【０００５】本発明の二相ステンレス鋼は、必要に応じ
て、Ｃｏ：0.1〜1.0％を含むことができる。
て、Ｃｏ：0.1〜1.0％を含むことができる。
【０００６】
Ｃ：0.02％以下 Ｃはオーステナイト生成元素であり、強度の向上に寄与
するが、含有量が多くなると炭化物を析出して耐食性が
損なわれる。このため、上限を0.02％とする。
するが、含有量が多くなると炭化物を析出して耐食性が
損なわれる。このため、上限を0.02％とする。
【０００７】Ｓｉ：2％以下 Ｓｉは溶鋼の脱酸に有効であるが、含有量が多くなると
靱性が損なわれる。このため、上限を2％とする。
靱性が損なわれる。このため、上限を2％とする。
【０００８】Ｍｎ：2％以下 Ｍｎは溶鋼の脱硫に有効であるが、含有量が多くなると
耐食性が劣化する。このため、上限を2％とする。
耐食性が劣化する。このため、上限を2％とする。
【０００９】Ｐ及びＳ：0.04％以下 Ｐ及びＳは不純物であるが、両元素とも0.04％以下の含
有であれば特に問題はない。
有であれば特に問題はない。
【００１０】Ｎｉ：3〜7％ Ｎｉはオーステナイト相を安定化させ、靱性の向上に寄
与する。一方、あまりに多く含有するとフェライト相と
の量的バランスを逸する。そこで、3〜7％と規定する。
与する。一方、あまりに多く含有するとフェライト相と
の量的バランスを逸する。そこで、3〜7％と規定する。
【００１１】Ｃｒ：17〜27％ Ｃｒは耐食性の向上に寄与し、またフェライト相の形成
により強度を高める。このため、少なくとも17％含有さ
せる必要がある。一方、あまりに多く含有すると鋼の靱
性低下を招き、またシグマ相が析出して鋳造時の脆化を
招く。このため、27％を上限とする。
により強度を高める。このため、少なくとも17％含有さ
せる必要がある。一方、あまりに多く含有すると鋼の靱
性低下を招き、またシグマ相が析出して鋳造時の脆化を
招く。このため、27％を上限とする。
【００１２】Ｍｏ：0.5〜6％ Ｍｏは耐食性の向上に寄与するため、少なくとも0.5％
以上含有させる。しかし、含有量が多くなると、炭化
物、シグマ相等の析出により脆化を招く。このため、上
限は6％とする。
以上含有させる。しかし、含有量が多くなると、炭化
物、シグマ相等の析出により脆化を招く。このため、上
限は6％とする。
【００１３】Ｃｕ：1〜5％ オーステナイト生成元素であり、オーステナイト相の固
溶強化を図り、耐食性の向上に寄与する。しかし、あま
りに多く含有すると金属間化合物の生成に伴ない靱性の
低下を招く。このため、含有量は1〜5％と規定する。
溶強化を図り、耐食性の向上に寄与する。しかし、あま
りに多く含有すると金属間化合物の生成に伴ない靱性の
低下を招く。このため、含有量は1〜5％と規定する。
【００１４】Ｗ：3％以下 フェライト生成元素であり、耐食性の改善に寄与する。
一方、3％を超えて含有しても対応する効果が得られな
い。このため、3％を上限とする。
一方、3％を超えて含有しても対応する効果が得られな
い。このため、3％を上限とする。
【００１５】Ｎ：0.05〜0.3％ Ｎはシグマ相の析出を遅延させ、耐力の向上に大きく寄
与するため、少なくとも0.05％以上含有させる。一方、
0.3％を超えると窒化物を析出しやすく、靱性の劣化及
び耐食性の低下を招く。このため、上限を0.3％と規定
する。
与するため、少なくとも0.05％以上含有させる。一方、
0.3％を超えると窒化物を析出しやすく、靱性の劣化及
び耐食性の低下を招く。このため、上限を0.3％と規定
する。
【００１６】上記の二相ステンレス鋼は、上記各成分を
含有し、残部は不可避的に混入する不純物元素及びＦｅ
からなる。
含有し、残部は不可避的に混入する不純物元素及びＦｅ
からなる。
【００１７】なお、本発明の二相ステンレス鋼は、所望
の耐食性を具備するために、Ｃｒ、Ｍｏ及びＮは、 Ｃｒ(％)＋3.3Ｍｏ(％)＋16Ｎ(％)≧30 なる関係を有している。耐食性に対して特に有効な元素
はＣｒ、Ｍｏ及びＮである。これら元素が多く含まれる
ほど耐食性は向上すると考えられる。そこで、これらの
元素の含有量、効能等を考慮して係数を決定し、本発明
者はＣｒ(％)＋3.3Ｍｏ(％)＋16Ｎ(％)が30以上のとき
に、所望の耐食性が得られることを見出した。これらは
後記実施例によって明らかにする。
の耐食性を具備するために、Ｃｒ、Ｍｏ及びＮは、 Ｃｒ(％)＋3.3Ｍｏ(％)＋16Ｎ(％)≧30 なる関係を有している。耐食性に対して特に有効な元素
はＣｒ、Ｍｏ及びＮである。これら元素が多く含まれる
ほど耐食性は向上すると考えられる。そこで、これらの
元素の含有量、効能等を考慮して係数を決定し、本発明
者はＣｒ(％)＋3.3Ｍｏ(％)＋16Ｎ(％)が30以上のとき
に、所望の耐食性が得られることを見出した。これらは
後記実施例によって明らかにする。
【００１８】また、本発明の二相ステンレス鋼は、所望
の耐割れ性を具備するために、Ｃｒ、Ｍｏ及びδフェラ
イト量(面積率)は、 8.09−0.26Ｃｒ(％)−0.62Ｍｏ(％)＋0.028・δフェラ
イト(％)≧1.7 なる関係を有している。ＣｒとＭｏは耐食性には有効で
あるが、あまりに多く含まれると析出物が生成して割れ
が発生しやすくなる。また、金属組織におけるδフェラ
イト量があまりに少ないと、フェライトにクロム生成元
素が濃縮するため、シグマ相を中心とする析出を促進す
る。本発明者は、これらを考慮して係数を決定し、有害
析出物の容易さを、8.09−0.26Ｃｒ（％）−0.62Ｍｏ
（％）＋0.028・δフェライト（％）というパラメータ
で表わすと共に、このパラメータ値が1.7以上のときに
割れ抵抗性が高くなることを見出した。これについて
も、後記実施例によって明らかにする。
の耐割れ性を具備するために、Ｃｒ、Ｍｏ及びδフェラ
イト量(面積率)は、 8.09−0.26Ｃｒ(％)−0.62Ｍｏ(％)＋0.028・δフェラ
イト(％)≧1.7 なる関係を有している。ＣｒとＭｏは耐食性には有効で
あるが、あまりに多く含まれると析出物が生成して割れ
が発生しやすくなる。また、金属組織におけるδフェラ
イト量があまりに少ないと、フェライトにクロム生成元
素が濃縮するため、シグマ相を中心とする析出を促進す
る。本発明者は、これらを考慮して係数を決定し、有害
析出物の容易さを、8.09−0.26Ｃｒ（％）−0.62Ｍｏ
（％）＋0.028・δフェライト（％）というパラメータ
で表わすと共に、このパラメータ値が1.7以上のときに
割れ抵抗性が高くなることを見出した。これについて
も、後記実施例によって明らかにする。
【００１９】なお、本発明のステンレス鋼にあっては、
必要に応じて上記の成分元素の一部を、以下に記載する
成分元素の１種又は２種と置換することもできる。
必要に応じて上記の成分元素の一部を、以下に記載する
成分元素の１種又は２種と置換することもできる。
【００２０】Ｃｏ：0.1〜1.0％ Ｃｏは、前記Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｗとの共存下にて強度
及び耐食性を向上させる効果を有する。このため少なく
とも0.1％含有させることが望ましい。しかし、1.0５を
超えて含有しても対応する効果を得ることはできない。
このため、上限を1.0とする。
及び耐食性を向上させる効果を有する。このため少なく
とも0.1％含有させることが望ましい。しかし、1.0５を
超えて含有しても対応する効果を得ることはできない。
このため、上限を1.0とする。
【００２１】Ｂ：0.0005〜0.0015％ Ｂは耐食性を向上させる効果を有するため、0.0005％以
上含有させることが望ましい。一方、0.0015％を超えて
含有すると、材料の清浄度が低下し、脆化を招く。この
ため、0.0015％を上限とする。
上含有させることが望ましい。一方、0.0015％を超えて
含有すると、材料の清浄度が低下し、脆化を招く。この
ため、0.0015％を上限とする。
【００２２】
【実施例】各成分組成のステンレス鋼を溶製、鋳造した
(外径φ400mm、内径φ300mm、長さ600mm)。次に、固溶
化処理(1100℃×４時間、水冷)の後、焼きなまし(600℃
×１時間、空冷)を施した。また、同一溶湯にて砂型置
注鋳造を行ない、割れ性試験を行なった。各供試材につ
いて、孔食性試験を行ない、耐孔食性を調べた。各供試
材の成分組成、及び試験結果を表１に示す。表１におい
て、供試材No.１〜11は本発明の実施例、供試材No.12〜
17は(ａ)式、又は(ｂ)式の数値が本発明の範囲から逸脱
する比較例である。比較例のうち、供試材No.13及び14
は(ａ)式が本発明の範囲から逸脱し、供試材No.12、15
〜17は(ｂ)式が本発明の範囲から逸脱している。
(外径φ400mm、内径φ300mm、長さ600mm)。次に、固溶
化処理(1100℃×４時間、水冷)の後、焼きなまし(600℃
×１時間、空冷)を施した。また、同一溶湯にて砂型置
注鋳造を行ない、割れ性試験を行なった。各供試材につ
いて、孔食性試験を行ない、耐孔食性を調べた。各供試
材の成分組成、及び試験結果を表１に示す。表１におい
て、供試材No.１〜11は本発明の実施例、供試材No.12〜
17は(ａ)式、又は(ｂ)式の数値が本発明の範囲から逸脱
する比較例である。比較例のうち、供試材No.13及び14
は(ａ)式が本発明の範囲から逸脱し、供試材No.12、15
〜17は(ｂ)式が本発明の範囲から逸脱している。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１において、「腐食減量」とは、孔食性
の試験結果であって、3％NaCl-0.08規定HCl孔食試験(3
％NaCl-HCl沸騰溶液中に24時間浸漬したときの腐食量を
示している。数値が少ない程、腐食量が少なく、耐食性
にすぐれることを表わす。
の試験結果であって、3％NaCl-0.08規定HCl孔食試験(3
％NaCl-HCl沸騰溶液中に24時間浸漬したときの腐食量を
示している。数値が少ない程、腐食量が少なく、耐食性
にすぐれることを表わす。
【００２５】また、割れ試験は、図１に示す方案で砂型
鋳造により置注鋳造品を製作して、鋳造品の割れの有無
にて評価した。割れの有無は浸透探傷試験(JIS Z 2343)
により評価した。
鋳造により置注鋳造品を製作して、鋳造品の割れの有無
にて評価した。割れの有無は浸透探傷試験(JIS Z 2343)
により評価した。
【００２６】表１の結果から明らかなように、(ａ)式が
本発明の範囲から逸脱する供試材は耐食性に劣り、ま
た、(ｂ)式が本発明の範囲から逸脱する供試材は割れの
発生が認められるのに対し、本発明の供試材は腐食減量
が少なく、割れの発生も認められず、耐孔食性及び耐割
れ性にすぐれている。
本発明の範囲から逸脱する供試材は耐食性に劣り、ま
た、(ｂ)式が本発明の範囲から逸脱する供試材は割れの
発生が認められるのに対し、本発明の供試材は腐食減量
が少なく、割れの発生も認められず、耐孔食性及び耐割
れ性にすぐれている。
【００２７】
【発明の効果】本発明の二相ステンレス鋼は、割れ抵抗
性が高く、耐食性にすぐれているから、特に大型ステン
レス鋼製品用の材料として非常に好適である。
性が高く、耐食性にすぐれているから、特に大型ステン
レス鋼製品用の材料として非常に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】割れの有無を調べるために製作した置注鋳造品
の概略図である。
の概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−31953（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−50444（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−253755（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−52464（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−180043（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％にて、Ｃ：0.02％以下、Ｓｉ：2.
0％以下、Ｍｎ：2.0％以下、Ｐ：0.04％以下、Ｓ：0.04
％以下、Ｎｉ：3〜7％、Ｃｒ：17〜27％、Ｍｏ：0.5〜
6.0％、Ｃｕ：1〜5％、Ｗ：3％以下、Ｎ：0.05〜0.3
％、Ｂ：0.0005〜0.0015％、残部実質的にＦｅからな
り、かつＣｒ、Ｍｏ、Ｎ及びδフェライト量(面積率)
は、下記の(ａ)及び(ｂ)の範囲にあることを特徴とする
耐割れ性及び耐食性にすぐれる二相ステンレス鋼。 (ａ) Ｃｒ(％)＋3.3Ｍｏ(％)＋16Ｎ(％)≧30 (ｂ) 8.09−0.26Ｃｒ(％)−0.62Ｍｏ(％)＋0.028・δ
フェライト(％)≧1.7 - 【請求項２】 重量％にて、Ｃｏ：0.1〜1.0％を含んで
いる請求項１に記載の二相ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28992891A JP3270498B2 (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 耐割れ性及び耐食性にすぐれる二相ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28992891A JP3270498B2 (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 耐割れ性及び耐食性にすぐれる二相ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05247592A JPH05247592A (ja) | 1993-09-24 |
| JP3270498B2 true JP3270498B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=17749573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28992891A Ceased JP3270498B2 (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 耐割れ性及び耐食性にすぐれる二相ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3270498B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1956109A1 (en) | 2007-01-23 | 2008-08-13 | Yamaha Marine Kabushiki Kaisha | Two-phase stainless steel |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3161417B2 (ja) * | 1986-04-28 | 2001-04-25 | 日本鋼管株式会社 | 耐孔食性に優れた２相ステンレス鋼 |
| JP3370441B2 (ja) * | 1994-07-25 | 2003-01-27 | 日本冶金工業株式会社 | 伸び特性に優れる２相ステンレス鋼板とその製造方法 |
| EP2220261B1 (en) * | 2007-11-29 | 2018-12-26 | ATI Properties LLC | Lean austenitic stainless steel |
| CN101903549B (zh) | 2007-12-20 | 2013-05-08 | Ati资产公司 | 耐腐蚀的低组分奥氏体不锈钢 |
| AU2008341063C1 (en) * | 2007-12-20 | 2014-05-22 | Ati Properties, Inc. | Austenitic stainless steel low in nickel containing stabilizing elements |
| US8337749B2 (en) | 2007-12-20 | 2012-12-25 | Ati Properties, Inc. | Lean austenitic stainless steel |
| US8888838B2 (en) | 2009-12-31 | 2014-11-18 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Endoprosthesis containing multi-phase ferrous steel |
| JP5653653B2 (ja) | 2010-05-13 | 2015-01-14 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械部品用素材の製造方法及び回転機械部品の製造方法、回転機械部品用素材、回転機械部品並びに遠心圧縮機 |
| FI126577B (en) * | 2014-06-17 | 2017-02-28 | Outokumpu Oy | DUPLEX STAINLESS STEEL |
| MX2021014389A (es) * | 2019-05-29 | 2022-01-06 | Jfe Steel Corp | Acero inoxidable duplex y metodo para fabricar el mismo, y tuberia de acero inoxidable duplex. |
-
1991
- 1991-11-06 JP JP28992891A patent/JP3270498B2/ja not_active Ceased
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1956109A1 (en) | 2007-01-23 | 2008-08-13 | Yamaha Marine Kabushiki Kaisha | Two-phase stainless steel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05247592A (ja) | 1993-09-24 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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