JPH10102206A

JPH10102206A - 高耐食・高腐食疲労強度二相ステンレス鋼

Info

Publication number: JPH10102206A
Application number: JP25562596A
Authority: JP
Inventors: Minoru Hineno; 実日根野; Takeshi Shinozaki; 斌篠崎
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 1998-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】製紙機用サクションロールの胴部材料等とし
て有用な耐食性，腐食疲労強度等にすぐれた二相ステン
レス鋼を提供する。【解決手段】この二相ステンレス鋼は、Ｃ：０．０３
％以下，Ｓｉ：０．１〜２．０％，Ｍｎ：０．１〜２．
０％，Ｃｒ：１９．０〜２１．０％，Ｎｉ：１．５〜
３．０％，Ｍｏ：１．０〜２．５％，Ｃｕ：１．０％以
下，Ｎ：０．１〜０．３％，残部実質的にＦｅからなり
組成を有し、フェライト量が４０〜６５％（面積）であ
る二相組織を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製紙用サクション
ロール胴部材等として有用な、耐食性，腐食疲労強度等
にすぐれた二相ステンレス鋼に関する。

【０００２】

【従来の技術】製紙工程において湿潤紙を脱水処理する
サクシヨンロールの胴部材（スリーブ）は、湿潤紙から
搾出される水分、所謂「白水」（塩素イオンＣｌ^-や硫
酸イオンＳＯ₄ ^--等を含む強酸性腐食液）を吸引排除す
る多数の小孔（サクシヨンホール）が分散穿設された中
空円筒状部材であり、その材料特性として湿潤紙の水分
に対する腐食抵抗性、湿潤紙から白水を搾出するプレス
ロールの押圧力（ニツプ圧）の反復負荷に耐え得る機械
強度、および腐食疲労強度等を兼ね備えたものであるこ
とが要求される。従来より、上記サクシヨンロールのス
リーブ材料として、二相ステンレス鋼が使用されてい
る。二相ステンレス鋼は、δ−フェライト相とオーステ
ナイト相との混相組織による強度と靱性を備えた耐食合
金であり、近時はＣｕ等の含有量を高めた析出硬化型の
二相ステンレス鋼が広く使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】製紙工程ではラインの
高速度化が進展するに伴い、サクションロールの負荷は
ますます増大している。この使用環境の苛酷化に対処し
てサクションロールの耐久性を高め、安定な使用を確保
するためには、ロール胴部材の強度，靱性，耐食性，腐
食疲労強度等を改善・強化することが必要である。本発
明は、このようなサクションロール胴部材等の構成材料
として有用な二相ステンレス鋼を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の二相ステンレス
鋼は、Ｃ：０．０３％以下，Ｓｉ：０．１〜２．０％，
Ｍｎ：０．１〜２．０％，Ｃｒ：１９．０〜２１．０
％，Ｎｉ：１．５〜３．０％，Ｍｏ：１．０〜２．５
％，Ｃｕ：１．０％以下，Ｎ：０．１〜０．３％，残部
実質的にＦｅからなり、ファライト量: ４０〜６５％
（面積）である二相組織を有している。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の二相ステンレス鋼の成分
限定理由は次のとおりである。元素含有量はすべて重量
％である。Ｃ：０．０３％以下Ｃはオーステナイト生成元素であり、かつオーステナイ
ト相を固溶強化する。しかし、含有量が多くなると、ク
ロム炭化物が生成し易くなり、クロム炭化物の析出によ
る靱性の低下、クロム炭化物粒子の近傍のＣｒ濃度の低
下による耐食性の低下等をきたす。このため本発明で
は、０．０３％以下と低含有領域に制限している。

【０００６】Ｓｉ：０．１〜２．０％Ｓｉは、鋼の溶製時の脱酸剤であり、また鋳造工程にお
ける湯流れ性を改善する元素である。このために、少な
くとも０．１％を必要とするが、多量に添加すると、鋼
の靱性や溶接性等の低下を招くので、２．０を上限とす
る。

【０００７】Ｍｎ：０．１〜２．０％Ｍｎは、溶鋼の脱酸・脱硫元素として添加される。この
効果を得るには、０．１％以上を要するが、２．０％を
越えると、耐食性の低下をきたすので、これをとする。

【０００８】Ｃｒ：１９．０〜２１．０％Ｃｒは、耐食性改善元素であり、またフェライト生成元
素として二相の量比をバランスさせると共に、強度を確
保するために必要な元素である。このため、１９．０％
以上を必要とする。しかし、その量が多くなると、オー
ステナイト相の量比の相対的減少による耐食性，靱性の
不足をきたすので、２１．０％を上限とする。

【０００９】Ｎｉ：１．５〜３．０％Ｎｉは、オーステナイト生成・安定化元素であり、二相
組織における二相の量比のバランスをとり、靱性，耐食
性を確保するために必要である。その量は１．５％以上
であることを要するが、あまり多くなると、腐食疲労強
度等が損なわれるので、３．０％を上限とする。このよ
うに少量のＮｉ量で所要の二相組織および靱性，耐食性
等が確保されるのは、Ｃｒ量が約２０％と低い範囲に規
定されていることと対応するものである。Ｎｉは高価な
元素であり、Ｎｉ量をこのように少量に制限されること
は合金の経済性を高める。

【００１０】Ｍｏ：１．０〜２．５％Ｍｏは、耐食性を高める効果を有する。この効果は、
１．０％以上の添加により得られる。多量に添加する
と、靱性を損なうので、２．５％を上限とする。好まし
くは、１．５〜２．５％である。

【００１１】Ｃｕ：１．０％以下Ｃｕは、耐食性改善元素として添加される。その量が
１．０％を超えると、靱性が損なわれ、腐食疲労強度の
低下等を招くので、１．０％以下の範囲で添加される。
好ましくは、０．３〜１．０％である。

【００１２】Ｎ：０．１〜０．３％Ｎは、強力なオーステナイト生成元素であり、オーステ
ナイト相に侵入型に固溶して合金の基地を強化する。ま
た耐孔食性，耐隙間腐食性の改善に大きな効果を奏す
る。この効果は、０．１％以上の添加により得られる。
しかし、０．３％を越えると、Ｃｒ，Ｍｏ等の窒化物を
生成し、耐食元素の働きが阻害され、また合金の靱性が
損なわれるので、これを上限とする。

【００１３】本発明の二相ステンレス鋼の容体化熱処理
は、約１０００〜１１００℃の温度域に適当時間（鋳造
材の肉厚１インチ当り約１〜５Ｈｒ）加熱保持した後、
冷却することにより行われる。溶体化温度からの冷却
は、空冷（冷却速度: 約５〜１５℃／分）とすることが
できる。従って、厚肉・大径の鋳造材である場合にも、
冷却操作の困難はなく、またこのような緩慢な冷却条件
が適用されることにより、残留応力が低減緩和される。

【００１４】

【実施例】二相ステンレス鋼の遠心力鋳造材（中空円筒
体）に、溶体化熱処理を施して供試材を得る。表１に供
試材の化学組成を示す。No.1〜6 は発明例、No.11 〜19
は比較例（表中，下線はその元素含有量が本発明の規定
から外れていることを示している）である。各供試材の
材料特性を表２に示す。鋳造材サイズ：外径 600, 肉厚 50,長さ 4000 (mm) 熱処理（溶体化熱処理）：1050℃× 4 Hr →制御空冷
（10℃/ 分）

【００１５】〔腐食試験〕腐食液中に試験片を浸漬し腐
食速度（ｇ/m²h ）を求める。腐食試験液: 塩化第二鉄溶液（FeCl_3, 濃度6 ％), 液
温 50 ℃ 試験時間 : 72Ｈｒ

【００１６】〔腐食疲労試験〕小野式回転曲げ疲労試験
機による。試験片 : φ10×35^L（平行部）腐食試験液: Cl^-1000 ppm, SO₄ ^2-1000 ppm（Tappi
II溶液）回転速度 : 3000 rpm サイクル数: 10⁸

【００１７】表２に示したように、本発明材（No.1〜6
）は、比較材（No.11 〜19) に比し、強度，靱性等の
機械性質および耐食性，腐食疲労強度等のいずれにもす
ぐれており、製紙機用サクションロール等のように、腐
食作用と高荷重が重畳負荷する環境下に使用される部材
料として好適である。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】

【発明の効果】本発明の二相ステンレス鋼は、強度，靱
性，および耐食性、腐食疲労強度等の諸特性をバランス
よく兼備している。従って、製紙機用サクションロール
等のように腐食と機械的応力負荷が重畳作用する使用環
境に供される部材料として好適であり、部材の耐久性の
向上、ライン運転の安定・効率化に寄与するものであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：０．０３％以下，Ｓｉ：０．１〜
２．０％，Ｍｎ：０．１〜２．０％，Ｃｒ：１９．０〜
２１．０％，Ｎｉ：１．５〜３．０％，Ｍｏ：１．０〜
２．５％，Ｃｕ：１．０％以下，Ｎ：０．１〜０．３
％，残部実質的にＦｅからなり、フェライト量: ４０〜
６５％（面積）である高耐食・高腐食疲労強度二相ステ
ンレス鋼。