JPH02254121A - 耐海水用クラッド鋼板の製造方法 - Google Patents

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】

「発明の目的」 本発明は耐海水用クラッド鋼板の製造方法に係り、耐海
水用クラツド鋼板として高耐食性を有する製品を適切に
製造することのできる方法を提供しようとするものであ
る。 （産業上の利用分野） 耐海水用クラツド鋼板として合わせ材の成分系と圧延条
（′１の最適化により高耐食性を得しめるための技術。 従来の技術 耐海水用ステンレス鋼板としては特開昭５２９５５２４
に代表されるように、熱間加工性および高温域（１１０
０℃以上）からの急冷を前提とした場合の耐食性の観点
からＣｒ、　Ｍｏ、Ｎ量を高めたオーステナイト系ステ
ンレス鋼が開発されている。このようなステンレス鋼は
耐食性を高めるため高価なＣｒ、Ｍｏを多量に添加して
いるため厚板の製造を考えた場合、経済性の観点から炭
素鋼又は低合金鋼とのクラツド化が望ましい。しかし耐
海水用クラッド鋼板の製造を考えた場合、従来のソリッ
ド材のように高温域からの急冷は母材の靭性を太

【１１
に損うため適用できない。オーステナイト系ステンし・
スクラッド鋼の製造については特開昭６３−２４８５８
３に示されているように圧延冷却中におりるσ相の析出
（…制の観点からの検ｉｆが行われている。しかし本発
明が対象としているＮ２２，１０％を含有する耐海水用
クラ７・ド鋼板の製造においてはσ相よりもＣｒ窒化物
の析出のほうが！、’しく、耐食性を大きく左右する。 このような耐海水用クラツド鋼の製造は合ね−Ｕ材の成
分系および圧延、冷却条件の最適化により可能と考えら
れるが、この方面での系統的な研究は行われていない。 （発明が解決しようとする課題） 一般にクラッド圧延では１１．　Ｏ０℃以上に加熱後熱
間圧延を行い、８００−１０００℃の温度域で圧延を終
了し放冷又は加速冷却が行われる。しかし母材の制約等
により１０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度の確保は難しい。 第１図には特開昭５２−９５５２４に対応する代表的耐
海水用オーステナイトステンレス鋼である２　０Ｃｒ−
１８Ｎｉ　−６，２Ｍ。 、７Ｃｕ　−０，２０Ｎ鋼を１２００℃に加だ１後圧延
仕上温度を８００℃から１０００℃まで変化させ各種の
冷却速度で冷却した場合の耐食性を塩化第二鉄溶液を用
いた孔食試験（ＡＳＴＭ　　（，４８ＪＩＳ　　ＧＯ５
７８）で評価した結果を示すが、孔食が発生ずる臨界孔
食温度（ＣＰＴ）は圧延仕上温度にほとんど依存セす、
圧延後の冷却速度の増加に住い上４し１０℃／ｓｅｃで
はＣＰＴ＝５５℃となっている。なお比較としてソリッ
ド材の製造を前提に１２００℃に加熱後急冷した場合の
ＣＩ”　Ｔも示したが７５℃てあり、クラッド圧延をシ
ュミレートした場合は耐食性が大きく低下している。第
２図にはテフロンにより人工的にずきまをつ＆Ｊた試験
片を天然海水中に１年間浸漬した場合の腐食深さと塩化
第二鉄試験におけるＣＰＴの関係を示すが、天然海水中
ですきま腐食を抑制するムこは６０℃以上のＣＰＴが必
要である。これらの結果をもとに判断すると、従来の代
表的耐海水ステンレス釦１である２　０Ｃｒ−１８Ｎｉ
−６，２Ｍ。 、７Ｃｕ−０，２０Ｎ鋼はクラッド用の合わせ材成分と
しては不十分であり、クラッド製造の熱加工履歴を前提
にした場合においてもＣＰＴ≧６０℃を有する成分の開
発が望まれている。 「発明の構成ｊ （課題を解決するだめの手段） 本発明は上記したような従来のものにおける問題点を解
決するために検討を重ねて創案されたものであって、ク
ラッド鋼の合わせ＋Ａにおりる成分系の最適化とクラッ
ド圧延条件の規定を行うごとにより前記したＣ　ＲＴ≧
６０”ｃを有する耐海水用クラソｌ′鋼を的確に得るこ
とに成功したものである。即ち本発明によるものは以下
の如くである。 １、　Ｓｉ　：　０．０２−１．０ｗｔ％、　Ｍｎ　：
　０．０５〜２．０ｗｔ％Ｃｒ　：　］８．（１〜２７
．０ｗｔ％、　Ｍｏ　：　　４．０−７．０　ｗｔ％Ｎ
ｉ　：　１５．０〜３０．０呵％、　Ｉｉ：０．ＯＯ］
Ｏ〜０．００５５呵χ。 Δ１２　：　０．００１〜０．３０ｖ＋ｔ％、　　Ｎ　
：０．ＩＯ〜０．２５ｗＬＺを含有し、且つ叶−４−３
Ｍｏ４１７Ｎ≧伺、０を満たし、不可避的不純物として
０．０３０　ｗｔ％以丁のＣ１０，０５０ｗｔ％以下の
Ｐ　、　０．０１０　ｗＬ％以下（７）Ｓおよび残部Ｆ
ｅを含有するステンレス綱を、鋼板の少なくとも片面に
重ね合わせたクラツド鋼板の圧延ニ際し、１．１００〜
１．２５０℃Ｉコ加熱後熱間圧延を行い、８００℃以上
て圧延を終了し、その後１℃／ｓｅｃ以十で冷却するこ
とを特徴とする耐海水用フラノ）鋼板の製造方法。 ２、Ｓｉ　：　０．０２−１．Ｃｈｙｔ％、　Ｍｎ　：
　０．０５〜２．０ｗｔ％Ｃｒ　：　１８．０−２７．
に１％１Ｍｏ＋　　４．０〜７．０　ｗｊ％５Ｎｉ＋１
５．０へ３０．０四ｔ％、　Ｂ：０．００１０〜０．０
０５５１１ｔχ。 Ａ　ｅ　：　０．００１−０．３０ｗｔ％、　Ｎ　：　
０．１０−０．２５ｗｔＺをン＋Ｖｉたし、 ２．０　ｗｊ％以丁のＣｕ、　　０．５　ｗｔ％以下の
Ｗｌ．０ｗｔ％以下のＴｉ、　　１．０　ｗｔ％以下の
Ｎｌ］。 １．０　ｗｔ％以下のＶ、　　１．０ｗｔ％以下のＺｒ
２Ｏ３呵％以下のＬａ、　　０．０２ｗｔ％以下のＣａ
、０２ｗｔ％以下のＣ７！ の何れか１種または２種以上を含有し、不可避的不純物
として０．０３０匈ｔ％以下のＣ１０，０５０ｗｅ％以
下のＴ）、０．０１０ｗｔ％以下のＳおよび残部１々ｅ
を含イノするステンレス綱を、鋼板の少なくとも片面に
重ね合わせたクラツド鋼板の圧延に際し、１１００〜１
２５０℃に加熱後熱間圧延を行い、８００℃以１：で圧
延を終了し、その後１℃／ｓｅｃ以−にで冷却すること
を特徴とする耐渇水用クラツド鋼板の製造方法。 上記したような本発明について、その仔細を説明すると
、本発明者等はｗＬ％（以下り１−に％という）で次の
第１表に示すような鋼１〜１０をｔｌ！；備した。 これらの鋼１〜】０を、１２００“Ｃに加熱し、８５０
℃で熱延を終了後、１℃／ｓｅｃで冷却した場合のＣＰ
Ｔは第３図に示す如くである。即ち２０Ｃｒ−１８Ｎｒ
−６Ｍｏ系および２５Ｃｒ−２２Ｎｊ４．５　Ｍｏ系の
いずれの場合もＢｉの増加に件ってＣＰＴは上昇するが
このＢ四〇、００１５％以」−で飽和した後０．００６
０％では再びＣＰＴが低下している。天然海水中ですき
ま腐食を生じないための条件であるＣＰＴ≧６０℃（１
０％塩化第二鉄溶液中）を満足するにはいずれの系にお
いても０．００１０％以」−のＢ添加が必要である。ま
た０、００５０％を超えるＢ添加はＣＰＴを逆に低下さ
せている。従ってＢ添加量としては０．００１０％以上
０．００５５％以下が望ましい。一般にオーステナイト
系ステンレス鋼の耐孔食、耐すきま腐食性はＣｒ、　Ｍ
ｏ、　Ｎ量で整理ができるものとされでおり、例えばＰ
ｊｔＬｉｎｇＩｎｄｅｘとしてＣｒ＋　３Ｍｏ＋　１７
　Ｎが提唱されている。しかしクラッド圧延を前提にし
た場合はＢが重要な役割をばたしていることが本発明に
より見出された。 又第４図には次の第２表に成分を示す鋼を１２００℃に
加熱し、９００℃で圧延を終了後１℃／ｓｅｃで冷却し
た場合のＣＰＴをＣｒ＋３Ｍｏ＋１７Ｎで整理した結果
を示す。 即ちＣＰＴ≧６０℃とするために必要なＰｉｔｔｉｎｇ
　Ｉｎｄｅｘ　　（＝Ｃｒ＋３Ｍｏ＋　１７　Ｎ）　　
は４１であることがわかる。またこのＰｉｔｔｉｎｇ　
Ｉｎｄｅに≧４１．０を満足していても２７％を超えて
Ｃｒを添加し、Ｍｏを低減した鋼１７は同一のＰｉｔｔ
ｉｎｇ　Ｉｎｄｅｘ鋼に比べＣＰＴが大巾に劣る。更に
Ｎ量が１５％未満である鋼１６は熱間圧延後においても
完全なオーステナイト単相とならずフェライト相が存在
しており、それに起因すると考えられるＣＰＴの低下が
生じている。なおＣｒは耐孔食、耐粒界腐食性向上の観
点から１８％以上必要であることも考慮すると耐海水用
クラツド鋼の合わせ材成分としては１８．０％≦Ｃｒ≦
２７．０％、１５％≦Ｎｉ、０．００１０％≦Ｂ≦０．
００５５％でかつＣｒ＋　３Ｍｏ＋　１７　Ｎ≧４１．
０を満たすことが必要である。 次に上記の成分を有する鋼３を用いてクラッドの最適圧
延条件を検討した。即ち第５図には加熱温度、圧延仕上
温度を変化させ、１℃／ｓｅｅで冷却した場合のＣＰＴ
を示すが、９００℃仕上で比較した場合、１１００℃以
上で加熱した場合はＣＰＴ＝７０℃が得られている。こ
れに対し１０５０℃加熱材ではＣＰＴ＝５５℃と低下し
ており、また１２２０℃加熱においても７５０℃仕−に
材ではＣＰＴが５５℃まで低下している。 また第６図には前記した１１．ｉ１７を１２００’ｃに
加熱後、９００℃で圧延を終了し、その後の冷却速度を
人ｒｊ＋に変化させた場合のＣり　Ｔの変化を示す。 即ち、ＣＰＴは冷却速度の減少に伴って低下するが、特
に１℃／ｓｅｃ未満では急激な低下が生じている。なお
以−ト示した加熱、圧延、冷却条件の検討はクラッド圧
延における合わせ祠か受ける熱加工履歴をシュミレート
して行ったが実際のクラッド圧延では母材の特性も考慮
する必要があり、１２５０℃を超えるような加熱は母材
の靭性から望ましくない。従って耐海水用ステンレス鋼
の圧延、冷却条件としては１１００℃以上１２５０℃以
下に加熱後、８００℃以上で圧延を終了してから１℃／
ｓｅｃ以上で冷却することが必要である。 （作用） Ｓｉは、脱酸のため０．０２％以」二必要であるが、１
．０％を超えると耐食性を劣化させるのでこれを−Ｌ限
とする。 Ｍｎも、脱酸のため０．０２％以上必要であるが、２．
０％を超えると耐食性を劣化するので、これをト限とす
る。 Ｃｒば、耐孔食、耐ずきま腐食性向上のために有効であ
って、このためには１８％以上が必要であるが、２７％
を超えるとσ相の形成が著しく促進されるため、この２
７％を上限とする。 Ｍｏも、耐孔食、耐すきま腐食性向上のために有効であ
って、４．０％以上は必要であるが、又７．０％を超え
るとσ相の形成が著しく増進されるので、この７．０％
を上限とすることが必要である。 Ｎｉはオーステナイト相安定の観点からこのような成分
系の場合に第４図に示した如く１５％以上は必要である
。しかし高価な元素であるため、上限は３０％とするこ
とが必要である。 Ｂは、本発明において特に重要な元素であって、クラッ
ド圧延の熱加工履歴を前提にした場合、第３図に示すよ
うに０．００１０％以上は必要である。又０．００５５
％を超えて添加すると、耐食性および熱間加工性を低下
させるので、この０．００５５％を上限とした。 Ｎは、耐食性を高める作用があり、０．１０％以上含有
させることが必要であるが、一方０．２５％を超える添
加は本発明の成分範囲では国債１であるからこれを上限
とする。 Ａβは、脱酸のため０．００１％以上必要であるが、０
．３０％を超えると耐食性が劣化するのでこれを上限と
する。 Ｐ、Ｓは、低いほど好ましいが製鋼上の制約から下限を
０．０００５％とした。０．０５０％〈Ｐ、、Ｏｌ、０
％〈Ｓでは、熱間加工性が損われる。更に本発明による
ものは、熱間加工性または耐食性を一層改善するため、
Ｃｕ≦２．０％、ＷＳ２．５％、ＴｉＳ２．０％、Ｎｂ
Ｓ２．０％、７５１．０％、ＺｒＳ２．０％、Ｌａ≦０
．０２％、Ｃａ≦０．０２％の何れか１種または２種以
」二を含有させることができる。 上記したように本発明は合わせ材の成分および圧延条件
を最適化するごとにより、耐海水用クラノド鋼板の製造
を可能にしたものであって、従来の耐海水用ステンレス
鋼（ソリッド）は１１００℃以」二の高温域から急冷す
ることにより、Ｃｒ炭窒化物、σ相等の金属間化合物の
析出を抑制していたが、この場合の面］食性は主にＣｒ
、　Ｍｏ、　Ｎ量に支配されていた。しかしクラッド圧
延のように母材の特性より急冷することが難しい場合は
上記の成分の他に１３が大きな役割を果す。即ち第３図
に示したようにＢを０．００１０％から０．００５５％
添加することにより耐孔食性が向上するのは、Ｂにより
圧延後の冷却過程におけるＣｒ窒化物の析出が抑制され
たことによる。 圧延、冷却条件において加熱温度を１１００℃以上とし
たのはそれより低温加熱の場合は本発明鋼のような高Ｃ
ｒ、高門０、高Ｎ鋼番こおいてはＣｒ窒化物が完全に固
溶せず耐孔食性が損われるためである。また圧延仕上温
度が８００℃未満の場合および冷却速度がｌ　’Ｃ／　
ｓｅｃ未満の場合はＢを添加しても圧延中又は冷却中に
Ｃｒ窒化物が析出し、耐孔食性が失われたためである。 （実施例） 本発明によるものの具体的な実施例について説明すると
以下の如くである。 実施例１ 次の第３表にはＡからＧに成分を示すステンレス鋼板を
０．２０Ｃ０，２２Ｓｉ−０，８０Ｍｎの組成を有する
炭素鋼に重ね合わせ、１２００℃に加熱後、圧延を８５
０℃で終了しその後１．５℃／ｓｅｃで冷却した場合の
合わせ材の耐孔食性を１０％塩化第二銖溶液中で評価し
た結果を示す。仕上板厚は合わせ材３１ｍ、母材１７ｍ
ｍの合計２０ｍｍである。 鋼ＡＸ＋）はＰｉｔｔｉｎｇ　Ｉｎｄｅｘ　（−Ｃｒ量
　３）１ｏ＋　１７Ｎ）≧４１．０を満たしているもの
の本発明の骨子の１つであるＢ量の規定、　０．００１
０％≦）３　＋Ｆ０．００５５％を満たしていないため
ＣＰ　ｉ’が５５℃と低い。また鋼Ｆ、Ｇ、ＨはＢ量の
規定は満たし一ζいるもののｔｌｎＦはＣｒ量の規定；
　１８．０％≦Ｃｒ≦２７．０％、鋼ＧはＣｒ量の規定
とＮ量の規定；０．１０％≦Ｎ≦０．２５％、鋼ＨはＰ
ｉｔｔｉｎｇ　Ｉｎｄｅｘの規定を満たしていないため
いずれもＣＰＴが５５℃以下である。これに対し本発明
の成分範囲をいずれも満足している鋼Ｂ、Ｃ，ＥはＣＲ
Ｔが６５℃以上の良好な耐食性を有している。 実施例２ 次の第４表には本発明の成分条件を満たす鋼Ｂ、Ｅを０
．０３　０．２５Ｓｉ　　１．４５Ｍｎ　　０．０３Ｎ
ｂ−０，０６Ｖの組成を有する低合金鋼に重ね合ねゼ、
種々の条件でそれぞれ３０１ｍ（合わせ祠２Ｉ１１、母
４．４’　２　Ｂ龍）、１０１ｍ（合わせ材２龍、母材
８ｍｍ）に圧延した場合の合わせ材の耐孔食性をｌＯ％
塩化第二鉄溶液中で評価した結果を示す。 条件、Ｊは圧延後の冷却速度が本発明の冷却条件である
］、　’Ｃ／　ｓｅｃ以上を満していないため、条件１
、は加熱温度が本発明の温度範囲である１１００℃以−
１ｘ　Ｉ　２５０“Ｃ以１ζを満足し２ていないため、
また条件Ｋ、０は圧延仕上温度が本発明の条件である８
００℃以上を満たしていないため、いずれもＣＰ　Ｔが
５５℃以下と低い。これに対し本発明条件を満足してい
る条件１．Ｍ、ＮはいずれもＣＰＴ≧６０℃の良好な耐
食性を示している。 実施例３ 次の第５表にはＩ）からＵａこ成分を示すステンレス鋼
板を０．０４Ｃ−０，３Ｓｉ−１，１Ｍｎ−０，０］Ｎ
ｂ−０，０］Ｔｉの組成を有する低合金鋼に重ね合わせ
１１５０℃に加熱後、圧延を８５０°（：で終了した後
１．５℃／ｓｉうＣで冷却した場合の合ねセ材の耐孔食
性を１０％塩化第二鉄溶液中で評価した結果を示す。 仕上板厚は合わせ材３ｎ＋ｎ＋、母材２０ｍｍの合羽２
３柵である。耐食性又は熱間加工性の一層の向上を計る
ため、Ｃｕを添加した鋼Ｐ、Ｗ、Ｃａを添加した鋼Ｑ、
　Ｎｂ、　Ｃｅを添加した鋼Ｒ，Ｚｒ、　Ｌａを添加し
た鋼ｓ、　Ｔｉ、　Ｖを添加した鋼Ｔのいずれにおいて
も本発明条件を満足しているためＣＰＴ≧６５℃の良好
な耐食性を有している。これに対し本発明におけるＢｉ
の規定を満たしていない鋼ＵはＣＰＴが４０℃と低い。 「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときは、クラツド材に
おける成分系および圧延、冷却条件を最適化することに
より１０％塩化第二鉄試験における臨界孔食温度（ＣＰ
Ｔ）が６０℃以上を示し、海水中における耐食性に優れ
た耐海水用クラツド鋼板を適切に製造し提供することが
できるものであって、工業的にその効果の大きい発明で
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
は圧延、冷却条件に伴う臨界孔食温度の変化を示した図
表、第２図は塩化第二ｆ′Ｊ：試験と７）６水浸清によ
る最大ずきま腐食深さとの関係を示した図表、第３図は
Ｂｆｆｉに伴う臨界孔食温度の変化を要約して示す図表
、第４図はＩ’１ｔｔｉＢ　Ｉｎｄｅｘと臨界孔食温度
との関係を示した図表、第５図は圧延温度、圧延仕上温
度に伴う臨界孔食温度の変化を示す図表、第６図は圧延
後の冷却速度に伴う臨界孔食温度の変化を示した図表で
ある。 特　許　出　願人　日本鋼管株式会社 発 明 者　　　山 本　　　定 弘 同 小 林 泰 男 咽 燈 ・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｓｉ：０．０２〜１．０ｗｔ％、Ｍｎ：０．０５〜
   ２．０ｗｔ％、Ｃｒ：１８．０〜２７．０ｗｔ％、Ｍｏ
   ：４．０〜７．０ｗｔ％、Ｎｉ：１５．０〜３０．０ｗ
   ｔ％、Ｂ：０．００１０〜０．００５５ｗｔ％、Ａｌ：
   ０．００１〜０．３０ｗｔ％、Ｎ：０．１０〜０．２５
   ｗｔ％を含有し、且つＣｒ＋３Ｍｏ＋１７Ｎ≧４１．０
   を満たし、不可避的不純物として０．０３０ｗｔ％以下
   のＣ、０．０５０ｗｔ％以下のＰ、０．０１０ｗｔ％以
   下のＳおよび残部Ｆｅを含有するステンレス綱を、鋼板
   の少なくとも片面に重ね合わせたクラッド鋼板の圧延に
   際し、１１００〜１２５０℃に加熱後熱間圧延を行い、
   ８００℃以上で圧延を終了し、その後１℃／ｓｅｃ以上
   で冷却することを特徴とする耐海水用クラッド鋼板の製
   造方法。 ２、Ｓｉ：０．０２〜１．０ｗｔ％、Ｍｎ：０．０５〜
   ２．０ｗｔ％、Ｃｒ：１８．０〜２７．０ｗｔ％、Ｍｏ
   ：４．０〜７．０ｗｔ％、Ｎｉ：１５．０〜３０．０ｗ
   ｔ％、Ｂ：０．００１０〜０．００５５ｗｔ％、Ａｌ：
   ０．００１〜０．３０ｗｔ％、Ｎ：０．１０〜０．２５
   ｗｔ％を満たし、 ２．０ｗｔ％以下のＣｕ、０．５ｗｔ％以下のＷ、１．
   ０ｗｔ％以下のＴｉ、１．０ｗｔ％以下のＮｂ、１．０
   ｗｔ％以下のＶ、１．０ｗｔ％以下のＺｒ、０．０２ｗ
   ｔ％以下のＬａ、０．０２ｗｔ％以下のＣａ、０．０２
   ｗｔ％以下のＣｌ の何れか１種または２種以上を含有し、不可避的不純物
   として０．０３０ｗｔ％以下のＣ、０．０５０ｗｔ％以
   下のＰ、０．０１０ｗｔ％以下のＳおよび残部Ｆｅを含
   有するステンレス鋼を、鋼板の少なくとも片面に重ね合
   わせたクラッド鋼板の圧延に際し、１１００〜１２５０
   ℃に加熱後熱間圧延を行い、８００℃以上で圧延を終了
   し、その後１℃／ｓｅｃ以上で冷却することを特徴とす
   る耐海水用クラッド鋼板の製造方法。