JPH11189848A - 耐硫酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 - Google Patents
耐硫酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼Info
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- JPH11189848A JPH11189848A JP35673397A JP35673397A JPH11189848A JP H11189848 A JPH11189848 A JP H11189848A JP 35673397 A JP35673397 A JP 35673397A JP 35673397 A JP35673397 A JP 35673397A JP H11189848 A JPH11189848 A JP H11189848A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高濃度の硫酸が凝結する環境での耐食性に優れ
るオーステナイト系ステンレス鋼を提供する。 【解決手段】重量％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：
０．０５〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：
１２〜２７％、Ｃｒ：１６〜２６％、Ｃｕ：３．０％を
超えて８．０％以下、Ｍｏ：０．５〜５．０％、Ａｌ：
０．５％以下、Ｎ：０．３％以下、Ｐ：０．０４％以
下、Ｓ：０．００５％以下、並びに、Ｂａ：０．００１
〜０．０１％及びＡｇ：０．００５〜１．０％の１種以
上を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物からなる耐硫
酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼。
るオーステナイト系ステンレス鋼を提供する。 【解決手段】重量％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：
０．０５〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：
１２〜２７％、Ｃｒ：１６〜２６％、Ｃｕ：３．０％を
超えて８．０％以下、Ｍｏ：０．５〜５．０％、Ａｌ：
０．５％以下、Ｎ：０．３％以下、Ｐ：０．０４％以
下、Ｓ：０．００５％以下、並びに、Ｂａ：０．００１
〜０．０１％及びＡｇ：０．００５〜１．０％の１種以
上を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物からなる耐硫
酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電や産業用
ボイラで使用される熱交換器管、煙道、煙突などで問題
となる硫酸腐食に対して優れた抵抗性を有するオーステ
ナイト系ステンレス鋼に関するものである。
ボイラで使用される熱交換器管、煙道、煙突などで問題
となる硫酸腐食に対して優れた抵抗性を有するオーステ
ナイト系ステンレス鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】火力発電用や産業用のボイラ燃料として
使用される石油や石炭といった所謂「化石燃料」には硫
黄（Ｓ）が含まれている。このため、化石燃料が燃焼す
ると排ガス中に硫黄酸化物（ＳＯx）が生成する。排ガ
スの温度が低下すると、ＳＯxはガス中の水分と反応し
て硫酸となり、露点温度以下にある低温の部材表面で結
露し、これによって硫酸露点腐食が生ずる。
使用される石油や石炭といった所謂「化石燃料」には硫
黄（Ｓ）が含まれている。このため、化石燃料が燃焼す
ると排ガス中に硫黄酸化物（ＳＯx）が生成する。排ガ
スの温度が低下すると、ＳＯxはガス中の水分と反応し
て硫酸となり、露点温度以下にある低温の部材表面で結
露し、これによって硫酸露点腐食が生ずる。
【０００３】このため、硫酸の結露を防ぐため、排ガス
系に使用される熱交換器においては、部材表面で硫酸が
露を結ばないように排ガス温度を１５０℃以上の高い温
度に保持していた。
系に使用される熱交換器においては、部材表面で硫酸が
露を結ばないように排ガス温度を１５０℃以上の高い温
度に保持していた。
【０００４】ところが、近年のエネルギー需要の増大と
エネルギー有効利用の観点から、例えば熱交換器からの
排ガス温度を低くするというような、熱エネルギーをで
きるだけ有効に回収しようという動きがあり、硫酸に対
して抵抗性を有する材料（耐硫酸腐食性に優れた材料）
が求めれるようになってきた。
エネルギー有効利用の観点から、例えば熱交換器からの
排ガス温度を低くするというような、熱エネルギーをで
きるだけ有効に回収しようという動きがあり、硫酸に対
して抵抗性を有する材料（耐硫酸腐食性に優れた材料）
が求めれるようになってきた。
【０００５】排ガス温度を１５０℃以上に保持しない場
合、一般的な組成の排ガスからは１４０℃程度の温度域
で、８０％程度の高濃度の硫酸が部材表面で結露する。
このような硫酸に対しては、所謂「低合金鋼」が各種部
材用鋼として用いられてきた。これは、前記のような高
温高濃度の硫酸に対しては汎用のステンレス鋼よりも低
合金鋼の方が耐食性が大きいためである。
合、一般的な組成の排ガスからは１４０℃程度の温度域
で、８０％程度の高濃度の硫酸が部材表面で結露する。
このような硫酸に対しては、所謂「低合金鋼」が各種部
材用鋼として用いられてきた。これは、前記のような高
温高濃度の硫酸に対しては汎用のステンレス鋼よりも低
合金鋼の方が耐食性が大きいためである。
【０００６】一方、防食技術（ｖｏｌ．２６（１９７７
年）７３１〜７４０ページ）などに述べられているよう
に、硫酸の露点よりも２０℃〜６０℃温度が下がった領
域で硫酸による腐食が大きくなる。これは露点付近では
結露する硫酸の量が少ないためである。このため、排ガ
ス温度を１５０℃以上に保持しない場合には、一般に、
温度的には１００℃近傍が最も耐食性を要求される領域
となり、ここでは硫酸の濃度は約７０％となる。しか
し、この領域では汎用のステンレス鋼はもちろん低合金
鋼でも腐食量が大きく使用できない。
年）７３１〜７４０ページ）などに述べられているよう
に、硫酸の露点よりも２０℃〜６０℃温度が下がった領
域で硫酸による腐食が大きくなる。これは露点付近では
結露する硫酸の量が少ないためである。このため、排ガ
ス温度を１５０℃以上に保持しない場合には、一般に、
温度的には１００℃近傍が最も耐食性を要求される領域
となり、ここでは硫酸の濃度は約７０％となる。しか
し、この領域では汎用のステンレス鋼はもちろん低合金
鋼でも腐食量が大きく使用できない。
【０００７】硫酸環境中にある部材に対しては、特定の
耐食材料を用いれば良いことが、例えば特開昭５６−９
３８６０号公報、特開平２−１７０９４６号公報、特開
平４−３４６６３８号公報や特開平５−１５６４１０号
公報などで提案されている。
耐食材料を用いれば良いことが、例えば特開昭５６−９
３８６０号公報、特開平２−１７０９４６号公報、特開
平４−３４６６３８号公報や特開平５−１５６４１０号
公報などで提案されている。
【０００８】特開昭５６−９３８６０号公報には、温度
が１００℃前後で、濃度が９５％以上の硫酸環境中で優
れた耐食性を有する、Ｃｒ：１８．０〜２９．０％、Ｎ
ｉ：２０．０〜４５％、Ｍｏ：４．０〜９．０％、Ｓ
ｉ：１．５〜５．０％、Ｃｕ：０．５〜３．０％、Ｍ
ｎ：２．０％以下、Ｃ：０．１０％以下の化学組成から
なる「耐硫酸腐食性合金」が開示されている。
が１００℃前後で、濃度が９５％以上の硫酸環境中で優
れた耐食性を有する、Ｃｒ：１８．０〜２９．０％、Ｎ
ｉ：２０．０〜４５％、Ｍｏ：４．０〜９．０％、Ｓ
ｉ：１．５〜５．０％、Ｃｕ：０．５〜３．０％、Ｍ
ｎ：２．０％以下、Ｃ：０．１０％以下の化学組成から
なる「耐硫酸腐食性合金」が開示されている。
【０００９】しかし、この公報で提案された鋼（合金）
は、Ｃｕ含有量が低いので、例えば前記した１００℃近
傍で硫酸の濃度が約７０％となる環境下での耐食性が必
ずしも充分ではない。
は、Ｃｕ含有量が低いので、例えば前記した１００℃近
傍で硫酸の濃度が約７０％となる環境下での耐食性が必
ずしも充分ではない。
【００１０】特開平２−１７０９４６号公報には、Ｃ：
０．００４〜０．０５％、Ｓｉ：５％以下、Ｍｎ：２％
以下、Ｃｒ：１８〜２５％、Ｎｉ：１４〜２４％、Ｍ
ｏ：１〜４．５％、Ｃｕ：０．５〜２．０％、Ａｌ：
０．０５％以下、Ｎ：０．０１〜０．３％を基本にＰ、
Ｓ及びＯの含有量、耐全面腐食性指数及び耐隙間腐食性
指数を規制した、「耐食性の優れた煙突・煙道及び脱硫
装置用高合金ステンレス鋼」が提案されている。
０．００４〜０．０５％、Ｓｉ：５％以下、Ｍｎ：２％
以下、Ｃｒ：１８〜２５％、Ｎｉ：１４〜２４％、Ｍ
ｏ：１〜４．５％、Ｃｕ：０．５〜２．０％、Ａｌ：
０．０５％以下、Ｎ：０．０１〜０．３％を基本にＰ、
Ｓ及びＯの含有量、耐全面腐食性指数及び耐隙間腐食性
指数を規制した、「耐食性の優れた煙突・煙道及び脱硫
装置用高合金ステンレス鋼」が提案されている。
【００１１】上記公報に記載のステンレス鋼は、確かに
５０％濃度の硫酸に１０００ｐｐｍのＦｅ3+と１０００
ｐｐｍのＣｌ- とを添加した環境下での耐食性には優れ
ているが、Ｃｕ含有量が０．５〜２．０重量％と低いた
め、例えば、既に述べた１００℃近傍で硫酸の濃度が約
７０％となるような環境下での耐食性は充分なものとは
いい難い。
５０％濃度の硫酸に１０００ｐｐｍのＦｅ3+と１０００
ｐｐｍのＣｌ- とを添加した環境下での耐食性には優れ
ているが、Ｃｕ含有量が０．５〜２．０重量％と低いた
め、例えば、既に述べた１００℃近傍で硫酸の濃度が約
７０％となるような環境下での耐食性は充分なものとは
いい難い。
【００１２】特開平４−３４６６３８号公報には、重量
で、Ｃ：０．０５０％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍ
ｎ：２．００％以下、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．
００５０％以下、Ｎｉ：８．０〜３０％、Ｃｒ：１５〜
２８％、Ｍｏ：２％を超え７％以下、Ｃｕ：２％を超え
５％以下、Ｎ：０．０５〜０．３５％、Ｂ：０．００１
５％を超え０．０１０％以下を含有し、Ｏを６０ｐｐｍ
以下とし、しかもＣｕ、Ｍｏ、Ｂ及びＯの含有量を特定
した、「熱間加工性に優れた耐硫酸露点腐食ステンレス
鋼」が開示されている。
で、Ｃ：０．０５０％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍ
ｎ：２．００％以下、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．
００５０％以下、Ｎｉ：８．０〜３０％、Ｃｒ：１５〜
２８％、Ｍｏ：２％を超え７％以下、Ｃｕ：２％を超え
５％以下、Ｎ：０．０５〜０．３５％、Ｂ：０．００１
５％を超え０．０１０％以下を含有し、Ｏを６０ｐｐｍ
以下とし、しかもＣｕ、Ｍｏ、Ｂ及びＯの含有量を特定
した、「熱間加工性に優れた耐硫酸露点腐食ステンレス
鋼」が開示されている。
【００１３】この公報に記載のステンレス鋼は０．０５
重量％以上のＮを含有させてオーステナイト組織の安定
化と耐食性の確保とを図ろうとするものである。しか
し、本発明者らの検討の結果、Ｎを０．０５重量％以上
含有させた場合には、Ｃｕ、Ｃｒ及びＭｏを複合添加し
たオーステナイト系ステンレス鋼の耐食性が却って低下
してしまう場合のあることが明らかになった。
重量％以上のＮを含有させてオーステナイト組織の安定
化と耐食性の確保とを図ろうとするものである。しか
し、本発明者らの検討の結果、Ｎを０．０５重量％以上
含有させた場合には、Ｃｕ、Ｃｒ及びＭｏを複合添加し
たオーステナイト系ステンレス鋼の耐食性が却って低下
してしまう場合のあることが明らかになった。
【００１４】特開平５−１５６４１０号公報には、重量
％で、Ｃ：０．０４％以下、Ｓｉ：５〜７％、Ｍｎ：２
％以下、Ｃｒ：１５〜２５％、Ｎｉ：４〜２４％、Ｗ：
０．５〜３％の化学組成からなる「高温、高濃度硫酸用
ステンレス鋼」が開示されている。
％で、Ｃ：０．０４％以下、Ｓｉ：５〜７％、Ｍｎ：２
％以下、Ｃｒ：１５〜２５％、Ｎｉ：４〜２４％、Ｗ：
０．５〜３％の化学組成からなる「高温、高濃度硫酸用
ステンレス鋼」が開示されている。
【００１５】しかし、この公報で提案されたステンレス
鋼は、Ｃｕを含有しないので、例えば前記した１００℃
近傍で硫酸の濃度が約７０％となる環境下での耐食性が
必ずしも充分ではない。
鋼は、Ｃｕを含有しないので、例えば前記した１００℃
近傍で硫酸の濃度が約７０％となる環境下での耐食性が
必ずしも充分ではない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高濃
度の硫酸が凝結する環境（硫酸露点環境）での耐食性に
優れ、火力発電用ボイラや産業用ボイラなどの排ガス系
部材、例えば、熱交換器管、煙道や煙突などの部材に使
用可能なオーステナイト系ステンレス鋼を提供すること
にある。
度の硫酸が凝結する環境（硫酸露点環境）での耐食性に
優れ、火力発電用ボイラや産業用ボイラなどの排ガス系
部材、例えば、熱交換器管、煙道や煙突などの部材に使
用可能なオーステナイト系ステンレス鋼を提供すること
にある。
【００１７】本明細書の以下の記載における「高濃度の
硫酸が凝結する環境」とは、「５０〜１００℃」の温度
で「４０〜７０％」の濃度の硫酸が結露する環境をい
う。なお、硫酸による腐食は既に述べたように、硫酸の
露点よりも２０℃〜６０℃低い温度域で最も大きくな
る。このため、本発明において耐食性は、特に、上記環
境で最も腐食性が高い１００℃近傍で濃度が７０％程度
の硫酸環境中での耐食性を確保することを課題とした。
硫酸が凝結する環境」とは、「５０〜１００℃」の温度
で「４０〜７０％」の濃度の硫酸が結露する環境をい
う。なお、硫酸による腐食は既に述べたように、硫酸の
露点よりも２０℃〜６０℃低い温度域で最も大きくな
る。このため、本発明において耐食性は、特に、上記環
境で最も腐食性が高い１００℃近傍で濃度が７０％程度
の硫酸環境中での耐食性を確保することを課題とした。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
耐硫酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼に
ある。
耐硫酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼に
ある。
【００１９】すなわち、「重量％で、Ｃ：０．０５％以
下、Ｓｉ：０．０５〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０
％、Ｎｉ：１２〜２７％、Ｃｒ：１６〜２６％、Ｃｕ：
３．０％を超えて８．０％以下、Ｍｏ：０．５〜５．０
％、Ａｌ：０．５％以下、Ｎ：０．３％以下、Ｐ：０．
０４％以下、Ｓ：０．００５％以下、並びに、Ｂａ：
０．００１〜０．０１％及びＡｇ：０．００５〜１．０
％の１種以上を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物か
らなる耐硫酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレ
ス鋼」である。
下、Ｓｉ：０．０５〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０
％、Ｎｉ：１２〜２７％、Ｃｒ：１６〜２６％、Ｃｕ：
３．０％を超えて８．０％以下、Ｍｏ：０．５〜５．０
％、Ａｌ：０．５％以下、Ｎ：０．３％以下、Ｐ：０．
０４％以下、Ｓ：０．００５％以下、並びに、Ｂａ：
０．００１〜０．０１％及びＡｇ：０．００５〜１．０
％の１種以上を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物か
らなる耐硫酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレ
ス鋼」である。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明者らは、Ｎｉ−Ｃｒオース
テナイト系ステンレス鋼に「高濃度の硫酸が凝結する環
境」で耐食性を確保させるために、広範囲の濃度の硫酸
に対して耐食性試験を行って合金元素の影響を詳細に検
討した。
テナイト系ステンレス鋼に「高濃度の硫酸が凝結する環
境」で耐食性を確保させるために、広範囲の濃度の硫酸
に対して耐食性試験を行って合金元素の影響を詳細に検
討した。
【００２１】その結果、電気化学的にアノード活性溶解
を抑えるとともに、カソード反応である水素発生を抑制
する働きがあるＣｕを重量％で３％を超えて含有させ、
且つ、硫酸中で不溶性の硫酸塩皮膜を形成し、この被膜
が鋼材の表面で溶解を抑制する効果を有するＢａ及び／
又はＡｇを適正量含有させれば、耐食性が著しく向上す
ることを見いだした。そして、このＣｕとＢａ及び／又
はＡｇを含有させた場合には、Ｎを０．０５重量％以上
含有させても、Ｃｕ、Ｃｒ及びＭｏを複合添加したオー
ステナイト系ステンレス鋼に充分な耐食性を確保させる
ことができることが明らかになった。
を抑えるとともに、カソード反応である水素発生を抑制
する働きがあるＣｕを重量％で３％を超えて含有させ、
且つ、硫酸中で不溶性の硫酸塩皮膜を形成し、この被膜
が鋼材の表面で溶解を抑制する効果を有するＢａ及び／
又はＡｇを適正量含有させれば、耐食性が著しく向上す
ることを見いだした。そして、このＣｕとＢａ及び／又
はＡｇを含有させた場合には、Ｎを０．０５重量％以上
含有させても、Ｃｕ、Ｃｒ及びＭｏを複合添加したオー
ステナイト系ステンレス鋼に充分な耐食性を確保させる
ことができることが明らかになった。
【００２２】本発明は、上記の知見に基づいて完成され
たものである。
たものである。
【００２３】以下、本発明について詳しく説明する。な
お、成分含有量の「％」は「重量％」を意味する。
お、成分含有量の「％」は「重量％」を意味する。
【００２４】Ｃ：Ｃは、強度を高める作用を有するが、
Ｃｒと結合して粒界にＣｒ炭化物を形成し、耐粒界腐食
性を低下させてしまうので０．０５％以下とする。強度
を高める必要がある場合には０．０３％を超えて０．０
５％までを含有させても良いが、耐食性の確保が優先さ
れる場合には、Ｃの含有量は０．０３％以下とすること
が望ましい。
Ｃｒと結合して粒界にＣｒ炭化物を形成し、耐粒界腐食
性を低下させてしまうので０．０５％以下とする。強度
を高める必要がある場合には０．０３％を超えて０．０
５％までを含有させても良いが、耐食性の確保が優先さ
れる場合には、Ｃの含有量は０．０３％以下とすること
が望ましい。
【００２５】Ｓｉ：Ｓｉは、脱酸作用を有する。しか
し、その含有量が０．０５％未満では添加効果に乏し
い。一方、１．０％を超えると熱間加工性の低下を助長
し、Ｃｕ添加量の増加と相俟って工業的規模での所望製
品への加工が難しくなる。したがって、Ｓｉの含有量を
０．０５〜１．０％とした。
し、その含有量が０．０５％未満では添加効果に乏し
い。一方、１．０％を超えると熱間加工性の低下を助長
し、Ｃｕ添加量の増加と相俟って工業的規模での所望製
品への加工が難しくなる。したがって、Ｓｉの含有量を
０．０５〜１．０％とした。
【００２６】Ｍｎ：Ｍｎは、Ｓを固定して熱間加工性を
向上させるとともに、オーステナイトを安定化させる作
用がある。しかし、その含有量が０．１％未満では添加
効果に乏しい。一方、２．０％を超えて含有させてもそ
の効果は飽和し、コストが嵩むばかりである。したがっ
て、Ｍｎの含有量を０．１〜２．０％とした。
向上させるとともに、オーステナイトを安定化させる作
用がある。しかし、その含有量が０．１％未満では添加
効果に乏しい。一方、２．０％を超えて含有させてもそ
の効果は飽和し、コストが嵩むばかりである。したがっ
て、Ｍｎの含有量を０．１〜２．０％とした。
【００２７】Ｎｉ：Ｎｉは、オーステナイトを安定化さ
せる作用を有する。しかし、その含有量が１２％未満で
は充分な効果が得られない。Ｎｉには硫酸環境中での耐
食性を高める作用もあり、特に、その含有量が１４％以
上でこの効果が大きくなる。しかし、Ｎｉは高価な元素
であるため、その含有量が２７％を超えるとコストが極
めて高くなって経済性に欠ける。したがって、Ｎｉの含
有量を１２〜２７％とした。
せる作用を有する。しかし、その含有量が１２％未満で
は充分な効果が得られない。Ｎｉには硫酸環境中での耐
食性を高める作用もあり、特に、その含有量が１４％以
上でこの効果が大きくなる。しかし、Ｎｉは高価な元素
であるため、その含有量が２７％を超えるとコストが極
めて高くなって経済性に欠ける。したがって、Ｎｉの含
有量を１２〜２７％とした。
【００２８】Ｃｒ：Ｃｒはオーステナイト系ステンレス
鋼の耐食性を確保するのに有効な元素である。特に、オ
ーステナイト系ステンレス鋼において、１６％以上のＣ
ｒを後述する量のＣｕ、Ｍｏ、更に、Ｂａ及び／又はＡ
ｇとともに含有させると、「高濃度の硫酸が凝結する環
境」で良好な耐食性を確保することができる。しかし、
Ｃｒを多量に含有させると、Ｃｕ、Ｍｏと、Ｂａ及び／
又はＡｇとを複合添加したオーステナイト系ステンレス
鋼の場合であっても、前記の環境中における耐食性が却
って劣化することがある。更に、加工性の低下も生ず
る。特に、Ｃｒ含有量が２６％を超えると前記環境中に
おけるオーステナイト系ステンレス鋼の耐食性劣化が著
しくなることがある。したがって、Ｃｒの含有量を１６
〜２６％とした。なお、熱間加工性の点からはＣｒの含
有量を２３％以下にすることが好ましい。
鋼の耐食性を確保するのに有効な元素である。特に、オ
ーステナイト系ステンレス鋼において、１６％以上のＣ
ｒを後述する量のＣｕ、Ｍｏ、更に、Ｂａ及び／又はＡ
ｇとともに含有させると、「高濃度の硫酸が凝結する環
境」で良好な耐食性を確保することができる。しかし、
Ｃｒを多量に含有させると、Ｃｕ、Ｍｏと、Ｂａ及び／
又はＡｇとを複合添加したオーステナイト系ステンレス
鋼の場合であっても、前記の環境中における耐食性が却
って劣化することがある。更に、加工性の低下も生ず
る。特に、Ｃｒ含有量が２６％を超えると前記環境中に
おけるオーステナイト系ステンレス鋼の耐食性劣化が著
しくなることがある。したがって、Ｃｒの含有量を１６
〜２６％とした。なお、熱間加工性の点からはＣｒの含
有量を２３％以下にすることが好ましい。
【００２９】Ｃｕ：Ｃｕは、硫酸環境中での耐食性を確
保するのに必須の元素である。３．０％を超えるＣｕを
前述の量のＣｒ及び後述する量のＭｏ、更に、Ｂａ及び
／又はＡｇとともに含有させることで「高濃度の硫酸が
凝結する環境」において、オーステナイト系ステンレス
鋼に良好な耐食性を付与することができる。Ｃｒ、Ｍ
ｏ、更に、Ｂａ及び／又はＡｇと複合添加するＣｕの含
有量が多いほど耐食性向上効果が大きいので、Ｃｕの含
有量は４．０％以上とすることが好ましい。より好まし
いＣｕの含有量は５．０％以上である。なお、Ｃｕの含
有量を増やすことにより前記環境中での耐食性は向上す
るが熱間加工性が低下し、特に、Ｃｕの含有量が８．０
％を超えると、熱間加工性の著しい劣化を生ずる。した
がって、Ｃｕの含有量を３．０％を超えて８．０％以下
とした。
保するのに必須の元素である。３．０％を超えるＣｕを
前述の量のＣｒ及び後述する量のＭｏ、更に、Ｂａ及び
／又はＡｇとともに含有させることで「高濃度の硫酸が
凝結する環境」において、オーステナイト系ステンレス
鋼に良好な耐食性を付与することができる。Ｃｒ、Ｍ
ｏ、更に、Ｂａ及び／又はＡｇと複合添加するＣｕの含
有量が多いほど耐食性向上効果が大きいので、Ｃｕの含
有量は４．０％以上とすることが好ましい。より好まし
いＣｕの含有量は５．０％以上である。なお、Ｃｕの含
有量を増やすことにより前記環境中での耐食性は向上す
るが熱間加工性が低下し、特に、Ｃｕの含有量が８．０
％を超えると、熱間加工性の著しい劣化を生ずる。した
がって、Ｃｕの含有量を３．０％を超えて８．０％以下
とした。
【００３０】Ｍｏ：Ｍｏはオーステナイト系ステンレス
鋼の耐食性を確保するのに有効な元素である。特に、
０．５％以上のＭｏを前記した量のＣｕ及びＣｒと、後
述する量のＢａ及び／又はＡｇとともに含有させると、
既に述べた「高濃度の硫酸が凝結する環境」において、
オーステナイト系ステンレス鋼に良好な耐食性を付与す
ることができる。しかし、Ｍｏを多量に含有させると熱
間加工性が低下し、特に、Ｍｏの含有量が５．０％を超
えると、熱間加工性の著しい劣化を生ずる。したがっ
て、Ｍｏの含有量を０．５〜５．０％とした。なお、Ｍ
ｏの含有量は１．０〜５．０％とすることが好ましい。
鋼の耐食性を確保するのに有効な元素である。特に、
０．５％以上のＭｏを前記した量のＣｕ及びＣｒと、後
述する量のＢａ及び／又はＡｇとともに含有させると、
既に述べた「高濃度の硫酸が凝結する環境」において、
オーステナイト系ステンレス鋼に良好な耐食性を付与す
ることができる。しかし、Ｍｏを多量に含有させると熱
間加工性が低下し、特に、Ｍｏの含有量が５．０％を超
えると、熱間加工性の著しい劣化を生ずる。したがっ
て、Ｍｏの含有量を０．５〜５．０％とした。なお、Ｍ
ｏの含有量は１．０〜５．０％とすることが好ましい。
【００３１】Ａｌ：Ａｌの含有量が０．５％を超える
と、オーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工性が低下
してしまう。したがって、Ａｌ含有量を０．５％以下と
した。Ａｌ含有量の下限は不可避不純物の範囲であって
も良い。但し、Ａｌは脱酸作用を有するため、積極的に
添加しても良い。脱酸作用を発揮させる場合のＡｌの含
有量は０．０１％以上とすることが好ましい。
と、オーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工性が低下
してしまう。したがって、Ａｌ含有量を０．５％以下と
した。Ａｌ含有量の下限は不可避不純物の範囲であって
も良い。但し、Ａｌは脱酸作用を有するため、積極的に
添加しても良い。脱酸作用を発揮させる場合のＡｌの含
有量は０．０１％以上とすることが好ましい。
【００３２】Ｎ：Ｎの含有量が０．３％を超えると、オ
ーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工性が低下してし
まう。したがって、Ｎの含有量を０．３％以下とした。
なお、極めて良好な熱間加工性を確保するためには、Ｎ
の含有量を０．０５％未満とすることが好ましい。
ーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工性が低下してし
まう。したがって、Ｎの含有量を０．３％以下とした。
なお、極めて良好な熱間加工性を確保するためには、Ｎ
の含有量を０．０５％未満とすることが好ましい。
【００３３】Ｐ：Ｐは、熱間加工性及び耐食性を劣化さ
せるのでその含有量は低いほど良く、特に、０．０４％
を超えると「高濃度の硫酸が凝結する環境」における耐
食性の劣化が著しい。したがって、Ｐの含有量を０．０
４％以下とした。
せるのでその含有量は低いほど良く、特に、０．０４％
を超えると「高濃度の硫酸が凝結する環境」における耐
食性の劣化が著しい。したがって、Ｐの含有量を０．０
４％以下とした。
【００３４】Ｓ：Ｓは、熱間加工性を劣化させる元素で
あり、その含有量が０．００５％を超えると熱間加工性
が著しく低下してしまう。したがって、Ｓの含有量を
０．００５％以下とした。なお、Ｓ含有量は０．００３
％以下とすることが好ましい。
あり、その含有量が０．００５％を超えると熱間加工性
が著しく低下してしまう。したがって、Ｓの含有量を
０．００５％以下とした。なお、Ｓ含有量は０．００３
％以下とすることが好ましい。
【００３５】Ｂａ、Ａｇ：Ｂａ及び／又はＡｇは、前記
した量のＣｒ、Ｃｕ及びＭｏとともに含有させると、既
に述べた「高濃度の硫酸が凝結する環境」におけるオー
ステナイト系ステンレス鋼の耐食性を高める作用を有す
る。しかし、Ｂａ、Ａｇの含有量がそれぞれ０．００１
％未満、０．００５％未満では所望の効果が得られな
い。一方、Ｂａ、ＡｇをそれぞれＢａ：０．０１％、Ａ
ｇ：１．０％を超えて含有させても前記の効果が飽和し
てコストが嵩むばかりである。したがって、Ｂａ：０．
００１〜０．０１％及びＡｇ：０．００５〜１．０％の
１種以上を含有させることとした。
した量のＣｒ、Ｃｕ及びＭｏとともに含有させると、既
に述べた「高濃度の硫酸が凝結する環境」におけるオー
ステナイト系ステンレス鋼の耐食性を高める作用を有す
る。しかし、Ｂａ、Ａｇの含有量がそれぞれ０．００１
％未満、０．００５％未満では所望の効果が得られな
い。一方、Ｂａ、ＡｇをそれぞれＢａ：０．０１％、Ａ
ｇ：１．０％を超えて含有させても前記の効果が飽和し
てコストが嵩むばかりである。したがって、Ｂａ：０．
００１〜０．０１％及びＡｇ：０．００５〜１．０％の
１種以上を含有させることとした。
【００３６】
【実施例】表１に示す化学組成のオーステナイト系ステ
ンレス鋼を１７Ｋｇ高周波真空溶解炉を用いて溶製し
た。表１における鋼１〜１０は本発明例の鋼であり、鋼
１１〜１４は成分のいずれかが本発明で規定する含有量
の範囲から外れた比較例の鋼である。
ンレス鋼を１７Ｋｇ高周波真空溶解炉を用いて溶製し
た。表１における鋼１〜１０は本発明例の鋼であり、鋼
１１〜１４は成分のいずれかが本発明で規定する含有量
の範囲から外れた比較例の鋼である。
【００３７】
【表１】
【００３８】次いで、これらの鋼の鋼塊を通常の方法で
熱間鍛造、熱間圧延、固溶化熱処理して、厚さ６ｍｍ×
幅１００ｍｍ×長さ７００ｍｍの板材を製造した。こう
して得られた固溶化熱処理後の板材から機械加工によっ
て厚さ３ｍｍ×幅１０ｍｍ×長さ４０ｍｍの腐食試験片
を作製し、表面を＃６００のエメリー紙で湿式研磨した
後アセトンで脱脂して硫酸腐食試験に供した。
熱間鍛造、熱間圧延、固溶化熱処理して、厚さ６ｍｍ×
幅１００ｍｍ×長さ７００ｍｍの板材を製造した。こう
して得られた固溶化熱処理後の板材から機械加工によっ
て厚さ３ｍｍ×幅１０ｍｍ×長さ４０ｍｍの腐食試験片
を作製し、表面を＃６００のエメリー紙で湿式研磨した
後アセトンで脱脂して硫酸腐食試験に供した。
【００３９】硫酸が結露する環境を模擬する試験とし
て、硫酸噴霧試験を行った。すなわち、噴霧用ガスとし
て乾燥空気を用い、７０％の濃度の硫酸を１００℃の温
度で、付着速度１５ｍｇ／（ｃｍ2 ・ｈ）の条件で前記
の腐食試験片に噴霧した。噴霧時間は５時間とし、試験
前後の重量変化を測定して腐食速度を算出した。
て、硫酸噴霧試験を行った。すなわち、噴霧用ガスとし
て乾燥空気を用い、７０％の濃度の硫酸を１００℃の温
度で、付着速度１５ｍｇ／（ｃｍ2 ・ｈ）の条件で前記
の腐食試験片に噴霧した。噴霧時間は５時間とし、試験
前後の重量変化を測定して腐食速度を算出した。
【００４０】表２に、硫酸噴霧試験の結果を示す。
【００４１】
【表２】
【００４２】表２から、規定の量のＣｒ、Ｃｕ、Ｍｏ及
びＡｇを含有する本発明例の鋼１〜３及び鋼１０では、
腐食速度は０．４０〜０．７１ｇ／（ｍ2 ・ｈ）で耐硫
酸腐食性が優れていることがわかる。
びＡｇを含有する本発明例の鋼１〜３及び鋼１０では、
腐食速度は０．４０〜０．７１ｇ／（ｍ2 ・ｈ）で耐硫
酸腐食性が優れていることがわかる。
【００４３】規定の量のＣｒ、Ｃｕ、Ｍｏ及びＢａを含
有する本発明例の鋼４〜６の腐食速度も０．２１〜０．
８０ｇ／（ｍ2 ・ｈ）で耐硫酸腐食性が優れていること
がわかる。
有する本発明例の鋼４〜６の腐食速度も０．２１〜０．
８０ｇ／（ｍ2 ・ｈ）で耐硫酸腐食性が優れていること
がわかる。
【００４４】更に、規定の量のＣｒ、Ｃｕ、ＭｏとＢａ
及びＡｇを含有する本発明例の鋼７〜９についても、腐
食速度は０．５５〜０．７１ｇ／（ｍ2 ・ｈ）で耐硫酸
腐食性が優れていることが明らかである。
及びＡｇを含有する本発明例の鋼７〜９についても、腐
食速度は０．５５〜０．７１ｇ／（ｍ2 ・ｈ）で耐硫酸
腐食性が優れていることが明らかである。
【００４５】なお、鋼１０の場合には規定の量のＣｒ、
Ｃｕ、ＭｏとＡｇとを複合して含有しているので、Ｎ含
有量が０．０５％を超えても充分な耐硫酸腐食性が得ら
れている。
Ｃｕ、ＭｏとＡｇとを複合して含有しているので、Ｎ含
有量が０．０５％を超えても充分な耐硫酸腐食性が得ら
れている。
【００４６】これに対して、規定の量のＣｒ、Ｃｕ、Ｍ
ｏを含有するものの、ＢａとＡｇのいずれをも含まない
比較例の鋼１１の腐食速度は２．８ｇ／（ｍ2 ・ｈ）で
本発明例の鋼に比べて耐硫酸腐食性が劣っている。
ｏを含有するものの、ＢａとＡｇのいずれをも含まない
比較例の鋼１１の腐食速度は２．８ｇ／（ｍ2 ・ｈ）で
本発明例の鋼に比べて耐硫酸腐食性が劣っている。
【００４７】更に、比較例の鋼１４のように、規定の量
のＣｒ、Ｃｕ、Ｍｏを含有していてもＢａとＡｇのいず
れをも含まず、しかも、Ｎの含有量が０．０５％を超え
る場合には、腐食速度は３．５ｇ／（ｍ2 ・ｈ）で耐硫
酸腐食性が劣ることが明らかである。
のＣｒ、Ｃｕ、Ｍｏを含有していてもＢａとＡｇのいず
れをも含まず、しかも、Ｎの含有量が０．０５％を超え
る場合には、腐食速度は３．５ｇ／（ｍ2 ・ｈ）で耐硫
酸腐食性が劣ることが明らかである。
【００４８】又、ＣｕとＭｏのいずれかを含まず、更に
ＢａとＡｇのいずれをも含まない比較例の鋼である鋼１
２と鋼１３の場合、腐食速度は５２．５ｇ／（ｍ2 ・
ｈ）と２９．３ｇ／（ｍ2 ・ｈ）で、耐硫酸腐食性は極
めて劣るものであることが明らかである。
ＢａとＡｇのいずれをも含まない比較例の鋼である鋼１
２と鋼１３の場合、腐食速度は５２．５ｇ／（ｍ2 ・
ｈ）と２９．３ｇ／（ｍ2 ・ｈ）で、耐硫酸腐食性は極
めて劣るものであることが明らかである。
【００４９】
【発明の効果】本発明のオーステナイト系ステンレス鋼
は、高濃度の硫酸が凝結する環境での耐食性に優れるの
で、火力発電用ボイラや産業用ボイラなどの排ガス系部
材、例えば、熱交換器管、煙道や煙突などの部材に使用
することができる。
は、高濃度の硫酸が凝結する環境での耐食性に優れるの
で、火力発電用ボイラや産業用ボイラなどの排ガス系部
材、例えば、熱交換器管、煙道や煙突などの部材に使用
することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】重量％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：
０．０５〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：
１２〜２７％、Ｃｒ：１６〜２６％、Ｃｕ：３．０％を
超えて８．０％以下、Ｍｏ：０．５〜５．０％、Ａｌ：
０．５％以下、Ｎ：０．３％以下、Ｐ：０．０４％以
下、Ｓ：０．００５％以下、並びに、Ｂａ：０．００１
〜０．０１％及びＡｇ：０．００５〜１．０％の１種以
上を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物からなる耐硫
酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35673397A JPH11189848A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 耐硫酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35673397A JPH11189848A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 耐硫酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11189848A true JPH11189848A (ja) | 1999-07-13 |
Family
ID=18450512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35673397A Pending JPH11189848A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 耐硫酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11189848A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002096111A (ja) * | 2000-09-19 | 2002-04-02 | Nisshin Steel Co Ltd | 溶接部の延性に優れたＭｏ含有高Ｃｒ高Ｎｉオーステナイト系ステンレス鋼管の製造方法 |
| WO2006109727A1 (ja) * | 2005-04-11 | 2006-10-19 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | オーステナイト系ステンレス鋼 |
| CN103276304A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-09-04 | 中宏兴石油设备(北京)有限公司 | 一种石油套管用高抗硫及耐酸碱性的奥氏体不锈钢 |
| WO2015118866A1 (ja) * | 2014-02-07 | 2015-08-13 | 新日鐵住金株式会社 | 油井用高合金 |
| WO2018025942A1 (ja) * | 2016-08-03 | 2018-02-08 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼 |
| CN108220783A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-06-29 | 江苏理工学院 | 一种奥氏体耐热不锈钢及其制造方法 |
| CN112522619A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-19 | 中国科学院金属研究所 | 一种耐浓硝酸腐蚀高强度奥氏体不锈钢及其制备方法 |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP35673397A patent/JPH11189848A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002096111A (ja) * | 2000-09-19 | 2002-04-02 | Nisshin Steel Co Ltd | 溶接部の延性に優れたＭｏ含有高Ｃｒ高Ｎｉオーステナイト系ステンレス鋼管の製造方法 |
| US9150947B2 (en) | 2005-04-11 | 2015-10-06 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Austenitic stainless steel |
| WO2006109727A1 (ja) * | 2005-04-11 | 2006-10-19 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | オーステナイト系ステンレス鋼 |
| CN103276304A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-09-04 | 中宏兴石油设备(北京)有限公司 | 一种石油套管用高抗硫及耐酸碱性的奥氏体不锈钢 |
| CN103276304B (zh) * | 2013-05-29 | 2015-08-12 | 中宏兴石油设备(北京)有限公司 | 一种石油套管用高抗硫及耐酸碱性的奥氏体不锈钢 |
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| WO2015118866A1 (ja) * | 2014-02-07 | 2015-08-13 | 新日鐵住金株式会社 | 油井用高合金 |
| EP3103888A4 (en) * | 2014-02-07 | 2017-07-26 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | High alloy for oil well use |
| US10280487B2 (en) | 2014-02-07 | 2019-05-07 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | High alloy for oil well |
| WO2018025942A1 (ja) * | 2016-08-03 | 2018-02-08 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼 |
| JPWO2018025942A1 (ja) * | 2016-08-03 | 2019-06-06 | 日本製鉄株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼 |
| CN108220783A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-06-29 | 江苏理工学院 | 一种奥氏体耐热不锈钢及其制造方法 |
| CN112522619A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-19 | 中国科学院金属研究所 | 一种耐浓硝酸腐蚀高强度奥氏体不锈钢及其制备方法 |
| CN112522619B (zh) * | 2020-11-26 | 2022-04-05 | 中国科学院金属研究所 | 一种耐浓硝酸腐蚀高强度奥氏体不锈钢及其制备方法 |
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