JPS5831068A - フエライト−オ−ステナイト二相ステンレス鋼 - Google Patents

フエライト−オ−ステナイト二相ステンレス鋼

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JPS5831068A
JPS5831068A JP13044281A JP13044281A JPS5831068A JP S5831068 A JPS5831068 A JP S5831068A JP 13044281 A JP13044281 A JP 13044281A JP 13044281 A JP13044281 A JP 13044281A JP S5831068 A JPS5831068 A JP S5831068A
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ferrite
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Mineo Kobayashi
小林 未子夫
Takeshi Yoshida
毅 吉田
Masahiro Aoki
正紘 青木
Katsuo Okubo
大久保 勝夫
Masaaki Nagayama
永山 正昭
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Nippon Stainless Steel Co Ltd
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は硝酸環境において、すぐれた耐食性を有するフ
エライトーオーステナイト二相ステンレス鋼に関するも
のである。
硝酸環境においては、Cr  含有量の多いステンレス
−はと抵抗性が強く、かつ硝酸浸度によって粒界腐食性
が極めて大きいため、従来極低炭素型及びNb  なと
の添加元素で安定化した高りpムオーステナイトステン
レス鋼、例えば310LC13/θLCNbなどが使用
されている。しかし、このようなNl  含有量の多い
オーステナイトステンレス銅は炭素(Qの固溶限が小さ
いため300〜900Cでの加熱又は溶接熱影響でクロ
ム炭化物が結晶粒界へ一先的に析出して耐粒界腐食性が
劣化する傾向があり、また溶接時、凝固割れ感受性が高
く、溶接部の信頼性に欠けるなどの弱点を有している。
これに対しフエライトーオーステナイト二相ステンレス
鋼゛はCr′含有量が多く溶接時の凝固割れに対する抵
抗が大きいなどの特長をもつ反面溶接熱影響などにより
組織間の選択腐食、を起このような腐食傾向が強く、従
来の二相ステンレス鋼では溶接構造をもつ耐硝酸材とし
ては信頼性に問題があった。
本発明者らはステンレス鋼の耐硝酸性に与える組織及び
微量成分の影響について研究を進めた結果、上述のオー
ステナイトステンレス鋼及び二相ステンレス鋼の欠点を
解消し、耐硝酸性及び溶接性にすぐれ、而も低価格の高
り四五二相ステンレス鋼を得たものである。即ち、本発
明−は従来の7エライトーオーステナイトニ相鍋として
一般的なCr  −3〜コ3%、Nl  4I〜A%に
比べてC「及びN1  含有量を高く設定すると同時に
特定のN1  バランスを有し、而も31θLCや31
0LCNbなどに比べて高価なN1  成分は少なくて
も耐硝酸性はこれらの材料よりもすぐれている耐硝酸性
の最もすぐれた組織構成を見い出したものである。本発
明−においてはさらIF 0.00 /〜0.03%の
8を添加して耐硝酸性を改善し、又不可避的不純物とし
て含有するP%SをP O,0/ 0%以下、Sθ、0
03%以下に低減することにより耐硝酸性をさらに一層
向上させたもので、以下に示すような組成を有するもの
である。
(11重量%テco、03%以下、sl  2.0%以
下、Mn  2.0%以下、p O,04/ o%%以
下Sθθ3゜%以下、Cr23〜33%、NlA 〜/
j%、N O,33%以下、残部V・ 及び不可避的不
純物より成り、かつ次式 %式% を満足するもの: (2)上記鋼に0.00 / 〜0.0.7%のBを添
加するもの: (31上記*(1)、(2)においてP、Sを単独又は
同時にP O,0/ 0%以下、fJ O,00j %
以下に体滅する1もの。
次に本発明−の化学組成の範囲の限定理由について説明
する。
C; Cはオーステナイト形成元素として有力な元素で
あるが、炭化物を形成して粒界腐食感受性を増大するた
め出来るだけ少ない方がよい。然し工業的に容易に製造
し得る範囲を前層して上限を0.03%とする。
S1及’QMn;  Sl及びMnは製鋼工程中に脱酸
剤として使用される元素であり、工業的に容易に製造す
るには通常2.0%以下の81及びMnの添加が必要で
あるため、それぞれ2.0%以下に@宇する。
Cr ;  Cr  はフェライト形成元素であり、オ
ーステナイト及び7エライトの二相組織を形成せしめる
のに重要な元素であると同時に耐食性、特に硝酸に対す
る抵抗性を増すためには極めて重要であり、良好な耐硝
酸性を得るためには一!5%以上の添加が必要である。
耐硝酸性は適正な組織バランスのもとではCr  含有
量が増加するに従って向上するが、33%を超えると加
工性が劣化し、鋼材の製造及び様器の製作が困難となり
実用性に欠くので上限を33%とする。
Nl;Nl  はオーステナイト形成元素でCr  と
ともに二相組織の形成に重要な元素であるが、”全面腐
食など活性溶解速度を低減せしめるためにも極めて重要
な元素であり、主たるフェライト形成元素であるCr 
 量と対応して好ましいフェライト−オーステナイトの
組織バランスを得るためkは6%から73%までの範囲
の添加が必要である。
N; Nは0%N1  と同様、強力なオーステナイト
形成元素であり、耐孔食性などの耐食性の向上にも有効
な元素であるが、Nが0.3.5%を超えると鋼の製造
工程において鋼塊にブローホールが発生したり、熱間加
工性を劣化するので、0.33%以下に限定する。
本発明においてはこれら諸元素を夫々単独に規定しても
意味がなく、最適な組合せの下においてのみすぐれた効
果を発揮するもので、□次式を満足するように各成分の
範囲を限定することが必要であり、これが本発明の特徴
の一つでもあることを知見した。
一層3<Nlバランス〈−9 とへで剛バランス=剛・Q −/、/ X CrB +
 8.コNIeq=N1%+O−!5XMn%−+−3
0x(C+N)%Creq=:Cr%−)/、、4XS
1%    である・Nl  ノ4ランスが一73以下
では組繊間での選択腐食傾向が大きくなり、この条件で
はC「 を高めても耐硝酸性を改善することができない
ばかりでな(、Nl  バランスを耐食性上、より不利
な方向へ移行させることにより逆に腐食を加速すること
もある。一方、N1  バランスを−9より大きくする
ことは高価なNl  などの添加量を増して経済的に不
利となるばかりでなく、これによって熱間加工性が阻害
され、また耐食性も悪くなるのでN1  バランスは一
73以上、−9以下に限定する。
BIB添加による耐硝酸性の改善効果は0.00 /%
以上添加することにより顕著となり、又0.03%を超
えると溶接性や加工性の劣化が著しいので0.00 /
〜0.O7%に限定する。
P及びS;不純物元素であるP、Sはこれを低減す4e
t2好ましいがJISなどで明らかなようにpo、oダ
O%以下、S O,030%以下が通常許容される範囲
である。しかしながらP 0010%以下、s o、o
 O3%以下に制限すると耐硝酸性の改善効果はなお一
層大きくなる。
なおLm及びCIなどの希土類元素(REM)を少量添
加するとP及びSを低減すると同郷の効果がVめられた
次に本発明Kかかわる二相ステンレス鋼の特徴を実施例
をもって詳述する。
下表は供試材の化学組成並びにその性能を示したもので
ある。
第1図及び上表実地試験腐食度の値は硝酸プラH「 ント中における3776  の実機試験の結果を示した
ものである。第1図より明らかなようにFe −Cr 
−Nl  系二相ステンレス−の耐硝酸性は本発明にお
けるN1  バランス(−73〜−9)の範囲において
、Cr 量の増加とともに改善され、これらの一種では
従来鋼(310LC,310LCNb)よりも良好な耐
食性を示す。耐食性判断基準として0./1背・hr(
約0./締部)を採用すれば、本発明のN1  バラン
ス範囲内でC「 は233以上が必要である。N1  
バランスが上記範囲を外れたものの耐硝酸性はいずれ、
も悪く、特に−/3以下の鋼では耐食性の劣化が大きい
。このような一種では溶接部(溶接金属部、lンド部、
熱影蕃部)の腐食が特に著しく、オーステナイト相での
選択腐食が問題化している。これに対し本発明−では溶
接部での選択腐食もなく顕微鏡観察でも健全な耐食性が
確められた。第一図は溶接材について硝酸プラント中で
実地腐食試験した試料の断面検健結果を示したものであ
る。図中(a)(・′)は調香1(比較鋼)の3倍汲び
100倍顕微鏡写真を示し、(b)(b’)は調香2(
比較鋼)、(cXc’)は一番15(比較鋼)、(d)
(d’ )は調香17(比較鋼)、(e>(a’ )は
調香6(本発明鋼)、(ず)(f’)は一番7(本発明
!1li)、及び(g)(g’ )は鋼番11(本発明
−)の同様の写真である。同写真より明らかなように本
発明鋼は溶接部を含めて健全であ」 るが、本発明−の成分範囲を外れる比111−では溶接
部に選択腐食が認められる。
なお、 Nl  バランスでは適合してもMo  を含
有する鋼は腐食が大きく本用途ではMo は忌避すべき
成分である(6番3.4参照) 上表中の硝酸試験結果は63%HNOs + Cr”H
「 / 00 ppm溶液中においてダg  の沸騰試験を
7回毎に躾食液を更新して3回試験した結果を3回の腐
食量の平均値で示したものである。上表に示すように本
発明鋼の耐硝−性は比較−に比べて明らかにすぐれてい
る。又本発明鋼の中、日添加#(一番10.11.12
)及びpus低減鋼(m香13.14)の腐食鯖量は本
鋤明鋼の中でも特に少なくその耐硝酸性改善効果が顕著
である。
上表には又本発明鋼と比較鋼についてフイスコ試験(J
IS  713/A!に準拠する)によりその溶接凝同
割れ感受性を割れ率(%)、で評価した結果を示した。
これより明らかなように二相ステンレス鋼は本発明鋼、
比較鋼いずれも全く割れ感受性を示さないのに対して耐
硝酸材として著名な310LC及び310LCNb#は
割れ率−0%及び−コ%であり、割れ感受性が著しく高
い。
以上本発明−は従来耐硝酸材として用いられて来たオー
ステナイト系の高Cr −Nl−よりもすぐれた耐硝酸
性を有するはかりでなく、従来鋼において問題となるこ
との多い溶接部の信頼性(溶接割れ、溶接熱影響部での
粒界腐食)でも格段の改善が認められるものであるから
工業型温するところが大きいものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は硝酸プラントの実機試験における腐食度とC「
 含有量との関係を示したものであり、絡コ図(a)〜
@、(a′)〜(g′)は本発明−及び比較鋼の溶接材
のl1lill鏡(3倍、100倍)写真である。 第211 (l) (l′) 第2図 Cノン (プ〈′) 第2v!j (Cλ 第21!1 Cat) 第2WI □  −11″ Ce) (C′2 第2図 (fλ rf’〕 第2図 (ぴλ (f〕 手  続  補  正  書(方式) 1、事件の表示 昭和j4年特許願第130≠412 
号2、発明の名称  フェ2イトーオーステナイトニ相
ステンレス鋼3、補正をする者 事件との関係     出願人 4、代理人 5、補正命令の日付    昭和57年1326日6゜ 8、補正の内容 /、 明細書第1/頁第1を行の1第2図1を「第2〜
11図」と訂正する。 ユ 同書第1/頁第20行の’ (a)(a’) ’を
「第2図、第3図」と訂正する。 3、 同書第1λ頁第λ行の’ (b)(b’) ’を
「第弘図、第5図」K又’ (c)(c’) @、を「
第6図、第7図」に夫々訂正する。 弘 同書第7.2頁第3行ノ’ (d)(d’) ’ 
t−nff図、第2図」と訂正する。 よ 同書第12頁第参行の’ (@)(・′)1を「第
70図、第1/図」に、又’ (f)(f’) ”を「
第12図、第73図」に夫々訂正する。 乙、同書筒12頁第j行の” (g)(g’)−を「第
1弘図、第1jmJと訂正する・ Z 同書第13頁第1り〜コO行の1第λ図(a)〜(
g)、(拳り〜(g’) ”を「第λ〜/jWJJと訂
正する。 L 第2図(a)〜(g)、(a′)〜(g′)を別紙
の通り訂正する。 第2図 第3図 第4図 第5′図 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図 第11図 第12図 第13図 第14図 第15図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 / CO,03%以下、81 J、0%以下、Mn 2
    .0%以下、Cr:lk 〜33%、N16〜73%、
    No、33%以下、残部Fe 及び不可避的不純物より
    成り、かつ次式 %式% ) を満足することを特徴とする耐硝酸性にすぐれたフエラ
    イトーオーステナイトニ相ステンレス−。 コ 不可避的不純物であるP及びSを単独又は同時にP
     O,0/ 0%以下、S O,003%以下とする特
    許請求の範囲第1項記載のフエライトーオーステナイト
    ニ相ステンレス鋼。 3、  C0,03%以下、81.1.Q%以下、Mn
     2aQ %以下、Cr2A 〜3!3%、N14〜7
    3%、No、33%及びB O,00/ −0,030
    %、残部軒d及び不可避的不純物より成り、かつ次式%
    式% ) を満足することを特徴とする耐硝酸性にすぐれたフエラ
    イトーオーステナイトニ相ステンレス鋼O ダ 不可避的不純物であるP及びSを単独又は同時にP
     O,0/ 0%以下、s o、o o s%%以下す
    る特許請求の範囲第3項記載のフエライトーオーステナ
    イトニ相ステンレス銅。
JP13044281A 1981-08-20 1981-08-20 フエライト−オ−ステナイト二相ステンレス鋼 Expired JPS6036466B2 (ja)

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