JPH0363128A - corrosion resistant stainless steel - Google Patents

corrosion resistant stainless steel

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JPH0363128A
JPH0363128A JP1199921A JP19992189A JPH0363128A JP H0363128 A JPH0363128 A JP H0363128A JP 1199921 A JP1199921 A JP 1199921A JP 19992189 A JP19992189 A JP 19992189A JP H0363128 A JPH0363128 A JP H0363128A
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、耐食性ステンレス鋼に係り、特に、ステンレ
ス鋼が本来有している耐食性に加えて、耐食性を飛躍的
に向上させたステンレス鋼に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to corrosion-resistant stainless steel, and in particular to stainless steel that has dramatically improved corrosion resistance in addition to the inherent corrosion resistance of stainless steel. It is something.

「従来の技術」 ステンレス鋼は、一般に建造物、橋梁、原子力発電プラ
ント、化学プラント等に多用されており、大気中におい
て、空気中の酸素と組織中のクロムとが反応してステン
レス鋼の表面に薄いクロム酸化物の不働態化被膜が形成
されることに基づいて、本質的に良好な耐食性を有して
いるが、ステンレス鋼が硫化水素、塩素イオン、溶存酸
素高温水等の腐食性流体に接触する場合は、ステンレス
鋼の表面に孔食や腐食による割れが発生し易い。
"Conventional technology" Stainless steel is commonly used in buildings, bridges, nuclear power plants, chemical plants, etc. In the atmosphere, oxygen in the air and chromium in the structure react and the surface of the stainless steel is damaged. Although stainless steel has inherently good corrosion resistance due to the formation of a thin passivating film of chromium oxide on If it comes into contact with stainless steel, cracks are likely to occur on the surface of the stainless steel due to pitting or corrosion.

従来、ステンレス鋼の表面の腐食性が問題視される場合
は、酸等を使用して不働態化被膜を強化することによっ
てこれに対処することが考えられている。
Conventionally, when the corrosivity of the surface of stainless steel is considered to be a problem, it has been considered to deal with this problem by strengthening the passivation film using an acid or the like.

「発明が解決しようとする課題」 しかし、酸等を使用してステンレス鋼の不働態化被膜を
強化した場合であっても、ステンレス鋼が腐食性流体に
接触している条件が取り除かれない限り、腐食現象が次
第に進行することを避けることができない。
"Problem to be Solved by the Invention" However, even if the passivation film of stainless steel is strengthened using acid, etc., unless the condition that the stainless steel is in contact with a corrosive fluid is removed, , it is inevitable that the corrosion phenomenon will progress gradually.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ステンレ
ス鋼が本来有している不働態化被膜による耐食性に加え
て、耐食性を飛躍的に向上させた耐食性ステンレス鋼を
提供するものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a corrosion-resistant stainless steel that has dramatically improved corrosion resistance in addition to the corrosion resistance due to the passivation film that stainless steel inherently has.

「課題を解決するための手段」 ステンレス鋼母材の表面にクラッド層を形成してなり、
該クラッド層の組成が Cr:15〜50重量% Ni:5〜30重量% Fe:40〜60重量% Mo:1〜4重量% であることを特徴とする耐食性ステンレス鋼としている
``Means to solve the problem'' A cladding layer is formed on the surface of the stainless steel base material.
The corrosion-resistant stainless steel is characterized in that the composition of the cladding layer is Cr: 15-50% by weight, Ni: 5-30% by weight, Fe: 40-60% by weight, and Mo: 1-4% by weight.

「作用 」 ステンレス鋼表面にクラッド層が形成されることにより
、露出したクラッド層の表面が腐食流体と接触するもの
となる。
"Function" By forming a cladding layer on the stainless steel surface, the exposed surface of the cladding layer comes into contact with the corrosive fluid.

この場合にあって、クラッド層を構成して耐食性に寄与
するCr量は、ステンレス鋼母材のCr量よりも多い任
意量とすることが可能で、これによりステンレス鋼単独
の場合と比較して、著しく良好な耐食性が付与される。
In this case, the amount of Cr that constitutes the cladding layer and contributes to corrosion resistance can be set to an arbitrary amount greater than the amount of Cr in the stainless steel base material, which makes it more effective than when stainless steel is used alone. , giving significantly better corrosion resistance.

そして、クラッド層の組成中に適量のMoが加わること
により、特に、孔食による腐食の発生を防止する。
By adding an appropriate amount of Mo to the composition of the cladding layer, corrosion caused by pitting corrosion is particularly prevented.

「実施例」 以下、第1図及び第2図に基づいて、本発明に係る耐食
性ステンレス鋼の一実施例を説明する。
"Example" Hereinafter, an example of the corrosion-resistant stainless steel according to the present invention will be described based on FIGS. 1 and 2.

図中において、符号りはレーザビーム、1はステンレス
鋼(ステンレス鋼母材)、2は塗膜、3はクラッド層で
ある。
In the figure, reference numerals indicate a laser beam, 1 indicates stainless steel (stainless steel base material), 2 indicates a coating film, and 3 indicates a cladding layer.

第1図は、ステンレス鋼(ステンレス鋼母材)lの表面
に塗膜2及びクラッド層3を順次形成する作業工程を示
しており、また、第2図は、クラッド層3を有するステ
ンレス鋼(つまり、本発明に係る耐食性ステンレス鋼)
と、ステンレス鋼(SUS304材)単独との腐食試験
後の状態を示している。
FIG. 1 shows the work process of sequentially forming a coating film 2 and a cladding layer 3 on the surface of stainless steel (stainless steel base material) l, and FIG. In other words, the corrosion-resistant stainless steel according to the present invention)
This shows the state after a corrosion test with stainless steel (SUS304 material) alone.

まず、耐食性ステンレス鋼の製造例について説明すると
、ステンレス鋼(板または管)lの表面(管の場合は内
面等)に、製造時あるいはその後の加工に基づく傷等の
凹凸が残されている場合は、機械加工や表面研磨加工等
によって、例えば仕上げ記号程度の精度(1,5〜6S
)の平滑な状態に整面加工を施し、表面平滑化したステ
ンレス調Iについて、表面平滑化工程で付着した油脂分
、酸化スケール等を有機溶剤または酸洗い等により除去
しておく。
First, to explain an example of manufacturing corrosion-resistant stainless steel, when there are scratches or other irregularities left on the surface (inner surface in the case of a tube) of stainless steel (plate or tube) due to manufacturing or subsequent processing. For example, the precision of the finishing symbol (1.5 to 6S) is achieved by machining or surface polishing.
) The surface of stainless steel-like I has been smoothed and the oil and fat, oxidized scale, etc. attached during the surface smoothing process are removed using an organic solvent or pickling.

ただし、脱脂工程後には、処理したステンレスw41が
再び大気中に放置されるために、ステンレス鋼lの平滑
化表面が空気中の酸素に接触することによって、平滑化
表面に薄い不働態化被膜が自然に形成されることになる
However, after the degreasing process, the treated stainless steel W41 is left in the atmosphere again, so the smoothed surface of the stainless steel W41 comes into contact with oxygen in the air, forming a thin passivation film on the smoothed surface. It will form naturally.

後述するクラッド層3を形成するための主材料として、
クロム系複合材の金属粉末を用意する。
As the main material for forming the cladding layer 3, which will be described later,
Prepare metal powder of chromium-based composite material.

該クロム系複合材の配合比は、例えば第1表に示すよう
に設定され、該金属粉末の平均粒径は、例えば40μm
とする。
The blending ratio of the chromium-based composite material is set, for example, as shown in Table 1, and the average particle size of the metal powder is, for example, 40 μm.
shall be.

第1表(金属粉末の配合例) また、金属粉末を保持するためのバインダとして、有機
溶剤系の耐熱塗料等を用意する。このバインダに要求さ
れる性能は、レーザビームの照射時に蒸発または分解し
てクラッド層3の中に残存しないことと、レーザビーム
から若干離間した位置において金属粉末を処理母材(ス
テンレス鋼)の表面に保持する耐熱性を有することであ
る。また、素材の水素割れを防止するために、水素成分
が少ないものがよく、例えば第2表のように設定した黒
色ペイントを使用する。
Table 1 (Example of blending of metal powder) In addition, an organic solvent-based heat-resistant paint or the like is prepared as a binder for holding the metal powder. The performance required of this binder is that it will not evaporate or decompose during laser beam irradiation and remain in the cladding layer 3, and that it will not remain in the cladding layer 3 due to evaporation or decomposition during laser beam irradiation. It is important to have heat resistance that maintains the temperature. Further, in order to prevent hydrogen cracking of the material, it is preferable to use a material with a low hydrogen content, for example, use a black paint set as shown in Table 2.

第2表(バインダの配合例) これらクロム系複合材からなる金属粉末及びバインダの
混合塗料を、ステンレス鋼lの表面に塗布し、自然乾燥
または強制乾燥させる等により、塗膜2を形成する。こ
の場合の塗膜2の厚さは、例えば500μm程度とし、
そして、塗膜2は、250℃程度まで金属粉末をステン
レス鋼lの表面に付着状態に保持する前述した耐熱性を
有するものが使用される。
Table 2 (Example of Binder Formulation) A mixed paint of the metal powder made of these chromium-based composite materials and a binder is applied to the surface of stainless steel 1, and a coating film 2 is formed by natural drying or forced drying. The thickness of the coating film 2 in this case is, for example, about 500 μm,
The coating film 2 used has the above-mentioned heat resistance and can maintain the metal powder adhered to the surface of the stainless steel l up to about 250°C.

第1図に示すように、塗膜2を例えばYAGレーザを利
用したレーザビームLによって大気中雰囲気で加熱して
塗膜2を溶解させ、第1図の矢印(A)で示すように、
レーザビームLを進行させることによって、塗膜2の焼
成を順次行ない、その後、レーザビームLの後方に位置
する溶融部分が固化状態となることによってクラッド層
3が形成される。
As shown in FIG. 1, the coating film 2 is heated in the atmosphere with a laser beam L using a YAG laser, for example, to melt the coating film 2, and as shown by the arrow (A) in FIG.
By advancing the laser beam L, the coating film 2 is sequentially fired, and then the molten portion located behind the laser beam L becomes solidified, thereby forming the cladding layer 3.

そして、YAGレーザによる焼成処理は、例えば出力6
00W、スポット直径0.8〜2.5ffim、レーザ
移動速度0.2〜Co m7分、1回のビード幅I〜2
.0 Imm、大気中雰囲気での焼成とされる。
Then, the firing process using the YAG laser is performed with an output of 6, for example.
00W, spot diameter 0.8-2.5ffim, laser movement speed 0.2-Com 7 minutes, bead width I-2 per time
.. 0 Imm, firing in air atmosphere.

この場合にあって、塗膜2が黒色状態であると(つまり
、第2表で示したバインダにカーボンブラックを適量配
合しておくと)、塗膜2の表面におけるレーザビームL
の反射を抑制して、熱効率の向上を図ることができる。
In this case, if the coating film 2 is in a black state (that is, if an appropriate amount of carbon black is blended with the binder shown in Table 2), the laser beam L on the surface of the coating film 2 will be
It is possible to improve thermal efficiency by suppressing reflection of light.

かつ、バインダの中に、第2表に示すように、5iOz
を適量配合させておくと、塗膜2の高温時における付着
性が向上し、レーザビームLによる焼成熱がステンレス
鋼Iに伝達されて徐々に高温化される場合に、前述の第
1表の金属粉末を例えば250℃程度までステンレス鋼
1の表面に付着させた状態の維持を行なって、金属粉末
をステンレス鋼1lの表面に均一に付着させたまま、焼
成してクラッド層3とすることにより、焼成作業性の向
上を図ることができる。
And in the binder, as shown in Table 2, 5iOz
By blending an appropriate amount of , the adhesion of the coating film 2 at high temperatures is improved, and when the firing heat from the laser beam L is transferred to the stainless steel I and the temperature is gradually raised, the By maintaining the state in which the metal powder is adhered to the surface of the stainless steel 1 up to about 250°C, for example, and firing the metal powder to form the cladding layer 3 while the metal powder is uniformly adhered to the surface of the stainless steel 1L. , it is possible to improve firing workability.

また、レーザビームLによって、塗膜2とともに、ステ
ンレス鋼1の母材の一部が溶解されて、塗膜2とステン
レス鋼1の母材との画構成材料が溶融状態となることに
より、その溶融部分で相互に混ざり合う現象が生じ、溶
融部分は、主として金属粉末とステンレス鋼lとの中間
的な組成を示すものとなる。したがって;溶融部分が固
化すると、第3表に示すようなりラッド層3が形成され
ることになる。
In addition, a part of the base material of the stainless steel 1 is melted together with the coating film 2 by the laser beam L, and the image constituent materials of the coating film 2 and the base material of the stainless steel 1 are brought into a molten state. A phenomenon of mutual mixing occurs in the molten portion, and the molten portion mainly exhibits an intermediate composition between metal powder and stainless steel. Therefore, when the melted portion solidifies, a rad layer 3 is formed as shown in Table 3.

塗膜2の厚さが500μm程度とである場合に、レーザ
ビームLの焼成によって生成されたクラッド層3は、厚
さが約250μmとなり、金属粉末の配合比によりクラ
ッド層の組成成分比が変化した。
When the thickness of the coating film 2 is about 500 μm, the cladding layer 3 generated by firing with the laser beam L has a thickness of about 250 μm, and the composition ratio of the cladding layer changes depending on the blending ratio of the metal powder. did.

このような組成成分を有するクラッドステンレス鋼は、
クラッド層3に割れ等の不具合点のない平滑表面を有す
るものが得られた。
Clad stainless steel with such composition components is
A cladding layer 3 having a smooth surface without defects such as cracks was obtained.

特に、第1表における配合■及び配合■のものは、クラ
ッド層3の表面仕上がり状態が良好であり、これは、F
eを適量加えることによって、ステンレス鋼1の表面へ
のぬれ性が改良されたものと考えられる。
In particular, the formulations ■ and ■ in Table 1 have good surface finish of the cladding layer 3.
It is considered that by adding an appropriate amount of e, the wettability to the surface of stainless steel 1 was improved.

く腐食試験例〉 また、耐食性を実証するために、厚さ5mmのSUS 
304板の表面及び35mn+口径の5US304管の
内面に、前述の塗膜500μmを形成してレーザで焼成
することにより、組成成分の異なる試料#■ないし試料
#14を作成し、これらの試料をNa1lの濃度が5%
で、かつ硫酸を加えてpH=Iに調整した沸騰状態の溶
液に、33時間浸漬する実験を行なったところ、第4表
に示す結果が得られた。
Corrosion test example〉 In order to demonstrate the corrosion resistance, a 5 mm thick SUS
By forming the aforementioned coating film of 500 μm on the surface of the 304 plate and the inner surface of the 5US304 tube with a diameter of 35 mm and firing it with a laser, samples #■ to #14 having different composition components were created, and these samples were treated with Na1L. The concentration of is 5%
When an experiment was conducted in which the sample was immersed for 33 hours in a boiling solution whose pH was adjusted to I by adding sulfuric acid, the results shown in Table 4 were obtained.

第4表(腐食試験結果) ただし、第4表の判定側において、×は激しい腐食が認
められたもの、△は軽微な腐食が認められたもの、○は
腐食の形跡が認められなかったものを示している。
Table 4 (Corrosion test results) However, on the judgment side of Table 4, × means that severe corrosion was observed, △ means that slight corrosion was observed, and ○ means that no evidence of corrosion was observed. It shows.

また、ステンレス鋼の母材(StJS304  )その
ものでクラッド層を形成しなかった無処理素材を同様に
試験したところ、第2図の右半分に示すように、その表
面に激しい腐食を生じ、適性なりラッド層3を形成した
もの(試料#14)は、第2図の左半分に示すように、
その表面が平坦で試験前の状態を保持していた。なお、
試料#14を形成するために使用した金属粉末の配合比
は、Cr:Ni:Mo:Pe =6+ 2+  1 :
  1である。
In addition, when we similarly tested an untreated stainless steel base material (StJS304) that did not form a cladding layer, severe corrosion occurred on the surface as shown in the right half of Figure 2, and the suitability of the stainless steel was reduced. As shown in the left half of FIG. 2, the sample on which the rad layer 3 was formed (sample #14)
The surface was flat and maintained its pre-test condition. In addition,
The blending ratio of the metal powder used to form sample #14 was Cr:Ni:Mo:Pe =6+2+1:
It is 1.

これらの腐食試験結果から、第4表に示す試料#lOな
いし試料#14のクラッドされたステンレス鋼は、クラ
ッド層の部分に割れの発生が認められず、かつ、耐食性
の点でも優れた結果を示すことが確認された。
From these corrosion test results, the clad stainless steels of Samples #10 to #14 shown in Table 4 showed no cracking in the cladding layer and had excellent results in terms of corrosion resistance. It was confirmed that

「発明の効果」 以上説明したように、本発明における耐食性ステンレス
鋼は、ステンレス鋼が本来有している不働態化被膜に依
存する耐食性が損なわれるような環境下、つまり、腐食
性流体の存在、引っ張り残留応力の存在等の因子が重畳
した状態であっても、ステンレス鋼の表面にクロム量の
大きなりラッド層が形成されること等に基づいて、耐食
性をさらに改良して、顕著な耐食性を付与することがで
き、また、クラッド層にMOを適量存在させることによ
り、孔食による腐食の発生を効果的に防止することがで
きる等の優れた効果を奏するものである。
"Effects of the Invention" As explained above, the corrosion-resistant stainless steel of the present invention can be used in environments where the corrosion resistance that depends on the passivation film inherent in stainless steel is impaired, that is, in the presence of corrosive fluids. Even when factors such as the presence of tensile residual stress are present, corrosion resistance is further improved based on the fact that a rad layer with a large amount of chromium is formed on the surface of stainless steel, resulting in remarkable corrosion resistance. Moreover, by having an appropriate amount of MO present in the cladding layer, excellent effects such as being able to effectively prevent the occurrence of corrosion due to pitting corrosion can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る耐食性ステンレス鋼をクラッド用
材料とレーザビームとを使用して形成する場合の作業工
程例を示す断面図、第2図は本発明に係る耐食性ステン
レス鋼と未処理SUS材との腐食試験後の状態を左右に
分けて示す正断面図である。 2・・・・・・塗膜、 3・・・・・・クラブ
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the working process when forming the corrosion-resistant stainless steel according to the present invention using a cladding material and a laser beam, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the corrosion-resistant stainless steel according to the present invention and untreated SUS. It is a front cross-sectional view showing the state after the corrosion test with the material, divided into left and right parts. 2... Paint film, 3... Club

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ステンレス鋼母材の表面にクラッド層を形成してなり、
該クラッド層の組成が Cr:15〜50重量% Ni:5〜30重量% Fe:40〜60重量% Mo:1〜4重量% であることを特徴とする耐食性ステンレス鋼。
[Claims] A cladding layer is formed on the surface of a stainless steel base material,
A corrosion-resistant stainless steel characterized in that the composition of the cladding layer is Cr: 15-50% by weight, Ni: 5-30% by weight, Fe: 40-60% by weight, Mo: 1-4% by weight.
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