JPH04214843A - オ−ステナイト ステンレス スチ−ル - Google Patents
オ−ステナイト ステンレス スチ−ルInfo
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- JPH04214843A JPH04214843A JP3015981A JP1598191A JPH04214843A JP H04214843 A JPH04214843 A JP H04214843A JP 3015981 A JP3015981 A JP 3015981A JP 1598191 A JP1598191 A JP 1598191A JP H04214843 A JPH04214843 A JP H04214843A
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- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
- F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
- F28F21/082—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
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- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高い引張強度、高い衝撃
強度、優れた溶接性ならびに高い耐腐食性、特に点食お
よびすきま腐食に対する高い耐性を有すオ−ステナイト
ステンレススチ−ルに関す。
強度、優れた溶接性ならびに高い耐腐食性、特に点食お
よびすきま腐食に対する高い耐性を有すオ−ステナイト
ステンレススチ−ルに関す。
【０００２】
【従来の技術】６％より僅か多いモリブデンを含有する
ステンレス オ−ステナイト スチ−ル、グレ−ド
Ａｖｅｓｔａ ２５４ ＳＭＯＲ （Ｕ．Ｓ．
特許 Ｎｏ．４，０７８，９２０）が１０年以上前に
上市された時、そこには重要な技術的達成がなされてお
り、腐食および機械的強度特性が当時存在した高度に合
金化したスチ−ル類と比べ著しく改良されていた。今日
ではグレ−ドＡｖｅｓｔａ ２５４ＳＭＯＲとほぼ同
等の耐腐食性を有するフエライトおよびフエライト−オ
−ステナ イトスチ−ルも市場から入手できる。
ステンレス オ−ステナイト スチ−ル、グレ−ド
Ａｖｅｓｔａ ２５４ ＳＭＯＲ （Ｕ．Ｓ．
特許 Ｎｏ．４，０７８，９２０）が１０年以上前に
上市された時、そこには重要な技術的達成がなされてお
り、腐食および機械的強度特性が当時存在した高度に合
金化したスチ−ル類と比べ著しく改良されていた。今日
ではグレ−ドＡｖｅｓｔａ ２５４ＳＭＯＲとほぼ同
等の耐腐食性を有するフエライトおよびフエライト−オ
−ステナ イトスチ−ルも市場から入手できる。
【０００３】オ−ステナイト ステンレス スチ−
ルの耐腐食性を改良する一つの方法は合金組成中に窒素
を含有させることにある。窒素は上記したスチ−ル、グ
レ−ドＡｖｅｓｔａ ２５４ ＳＭＯＲ に既に使
用されてきており、それは０．２％より僅か多い窒素を
含む。またスチ−ル組成中のマンガンまたはクロムの含
有量が増大すると窒素の溶解度を更に増大できることも
知られている。
ルの耐腐食性を改良する一つの方法は合金組成中に窒素
を含有させることにある。窒素は上記したスチ−ル、グ
レ−ドＡｖｅｓｔａ ２５４ ＳＭＯＲ に既に使
用されてきており、それは０．２％より僅か多い窒素を
含む。またスチ−ル組成中のマンガンまたはクロムの含
有量が増大すると窒素の溶解度を更に増大できることも
知られている。
【０００４】しかし今日入手できる最良のステンレス
スチ−ルでも耐腐食性が不十分である数多くの使用分
野があるる。特に点食およびすきま腐食の危険が明確な
腐食性塩化物溶液類用に使用の場合、または強酸中で使
用の場合がこれに当てはまる。したがってそのような用
途にはニツケル基体の合金類など極めて高価な材料を使
用することが必要となる。そこで ニツケル基体の合
金類より安価であるが少なくともニッケル基体の合金類
の耐腐食性の水準にある耐腐食性、特に点食およびすき
ま腐食耐性を有す材料に対する要求が生じている。
スチ−ルでも耐腐食性が不十分である数多くの使用分
野があるる。特に点食およびすきま腐食の危険が明確な
腐食性塩化物溶液類用に使用の場合、または強酸中で使
用の場合がこれに当てはまる。したがってそのような用
途にはニツケル基体の合金類など極めて高価な材料を使
用することが必要となる。そこで ニツケル基体の合
金類より安価であるが少なくともニッケル基体の合金類
の耐腐食性の水準にある耐腐食性、特に点食およびすき
ま腐食耐性を有す材料に対する要求が生じている。
【０００５】例えば海中の産業に使用する導管類、器械
類およびその他の装置類ならびに熱交換器およびコンデ
ンサ−などに望まれる改良された耐腐食性を得るには、
耐腐食性を改良する合金化元素類の総量を現在存在する
高度に合金化したオ−ステナイト ステンレス ス
チ−ル、例えばグレ−ド Ａｖｅｓｔａ ２５４Ｓ
ＭＯＲ タイプと比べ相当に増加することが必要となる
。しかしこの点に関し極めて重要な合金化元素であるク
ロムおよびモリブデンの含有量が高いと、スチ−ルの金
属間相の析出しやすさを増大することになる。この析出
しやすさが顕著な場合には、スチ−ルの製造においても
また溶接に関しても問題を起こしかねないし、耐腐食性
を損ねることもありうる。
類およびその他の装置類ならびに熱交換器およびコンデ
ンサ−などに望まれる改良された耐腐食性を得るには、
耐腐食性を改良する合金化元素類の総量を現在存在する
高度に合金化したオ−ステナイト ステンレス ス
チ−ル、例えばグレ−ド Ａｖｅｓｔａ ２５４Ｓ
ＭＯＲ タイプと比べ相当に増加することが必要となる
。しかしこの点に関し極めて重要な合金化元素であるク
ロムおよびモリブデンの含有量が高いと、スチ−ルの金
属間相の析出しやすさを増大することになる。この析出
しやすさが顕著な場合には、スチ−ルの製造においても
また溶接に関しても問題を起こしかねないし、耐腐食性
を損ねることもありうる。
【０００６】金属間相の析出を減少または回避する一つ
の手段は窒素の含有量を高くしてスチ−ルを合金とする
ことである。同時に窒素はスチ−ルの点食およびすきま
腐食耐性を改良できる。しかしクロムの窒素に対す親和
性は高いのでクロムと窒素の含有量が余り高いと容易に
窒化クロムが生成し、これらスチ−ルに関連する別の問
題が生ずる。オ−ステナイト ステンレス スチ−
ル中に高い窒素量を含有させるには、スチ−ルの溶融相
中の窒素の溶解度が十分に高いことも必要となる。溶融
相中の窒素の溶解度はクロムおよびマンガンの含有量を
増加すれば改良はできるであろう。しかし上記したよう
にクロム量が高いと窒化クロムを生成することになる。 スチ−ルに対する窒素の溶解度を増大する目的で、既に
極めて高い量のマンガン、即ち６％以上のマンガンがス
チ−ルにしばしば加えられてきており０．４％を超す窒
素含有量が達成されている。しかしマンガン含有量が６
％にも及ぶと今度はある問題点を引き起こすことになる
。つまりスチ−ルの脱炭を困難とし更にスチ−ル転炉の
ライニングに摩耗を起こすことになる。
の手段は窒素の含有量を高くしてスチ−ルを合金とする
ことである。同時に窒素はスチ−ルの点食およびすきま
腐食耐性を改良できる。しかしクロムの窒素に対す親和
性は高いのでクロムと窒素の含有量が余り高いと容易に
窒化クロムが生成し、これらスチ−ルに関連する別の問
題が生ずる。オ−ステナイト ステンレス スチ−
ル中に高い窒素量を含有させるには、スチ−ルの溶融相
中の窒素の溶解度が十分に高いことも必要となる。溶融
相中の窒素の溶解度はクロムおよびマンガンの含有量を
増加すれば改良はできるであろう。しかし上記したよう
にクロム量が高いと窒化クロムを生成することになる。 スチ−ルに対する窒素の溶解度を増大する目的で、既に
極めて高い量のマンガン、即ち６％以上のマンガンがス
チ−ルにしばしば加えられてきており０．４％を超す窒
素含有量が達成されている。しかしマンガン含有量が６
％にも及ぶと今度はある問題点を引き起こすことになる
。つまりスチ−ルの脱炭を困難とし更にスチ−ル転炉の
ライニングに摩耗を起こすことになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、高い引張強度、高い衝撃強度、ならびに現在の種
々のニツケル基体の合金類に比肩しうる点食およびすき
ま腐食耐性を有する溶接 可能のオ−ステナイト ス
テンレス スチ−ルを提供することである。
的は、高い引張強度、高い衝撃強度、ならびに現在の種
々のニツケル基体の合金類に比肩しうる点食およびすき
ま腐食耐性を有する溶接 可能のオ−ステナイト ス
テンレス スチ−ルを提供することである。
【０００８】特に本発明は例えば次の分野内で有利に使
用できるスチ−ルを提供することを目的とする：−海中
産業（海水、酸性油およびガス）−熱交換器およびコン
デンサ−用（海水）−脱塩水工場用（海水） −排煙浄化設備用（塩化物含有酸類） −排煙凝縮装置用（強酸） −亜硫酸ガスまたはリン酸製造工場用 −石油またはガス製造のパイプおよび装置（酸性油およ
びガス） −セルロ−ズ漂白工場および塩素酸塩製造工場の装置お
よびパイプ用（それぞれ 塩化物含有の酸化性酸類または溶液類）−タンカ−およ
び石油トラツク用（あらゆる種類の化学薬品）
用できるスチ−ルを提供することを目的とする：−海中
産業（海水、酸性油およびガス）−熱交換器およびコン
デンサ−用（海水）−脱塩水工場用（海水） −排煙浄化設備用（塩化物含有酸類） −排煙凝縮装置用（強酸） −亜硫酸ガスまたはリン酸製造工場用 −石油またはガス製造のパイプおよび装置（酸性油およ
びガス） −セルロ−ズ漂白工場および塩素酸塩製造工場の装置お
よびパイプ用（それぞれ 塩化物含有の酸化性酸類または溶液類）−タンカ−およ
び石油トラツク用（あらゆる種類の化学薬品）
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、明らか
に低マンガン含有量でも０．４％を超える窒素含有量
が達成できることが発見された。またマンガンはスチ−
ルの耐腐食性を減ずることも発見された。したがって、
スチ−ル中で所望の高含有量の窒素と比較的に適度のマ
ンガン含有量が達成できるスチ−ルの合金組成を提供す
ることが好ましくは本発明の特定の目的でもある。
に低マンガン含有量でも０．４％を超える窒素含有量
が達成できることが発見された。またマンガンはスチ−
ルの耐腐食性を減ずることも発見された。したがって、
スチ−ル中で所望の高含有量の窒素と比較的に適度のマ
ンガン含有量が達成できるスチ−ルの合金組成を提供す
ることが好ましくは本発明の特定の目的でもある。
【００１０】結果として、本発明のスチ−ルは重量％で
以下を含有する： 最大０．０８のＣ、 最大１．０のＳｉ、 ０．５を超え６未満のＭｎ、 １９を超えるが２８より多くないＣｒ、１７を超えるが
２５より多くないＮｉ、７を超えるが１０より多くない
Ｍｏ、 ０．４ないし０．７のＮ、 痕跡量から２までのＣｕ、 ０から０．２までのＣｅならびに 本質的には鉄のみであるが、不純物および通常量の付帯
元素を伴う残余量。
以下を含有する： 最大０．０８のＣ、 最大１．０のＳｉ、 ０．５を超え６未満のＭｎ、 １９を超えるが２８より多くないＣｒ、１７を超えるが
２５より多くないＮｉ、７を超えるが１０より多くない
Ｍｏ、 ０．４ないし０．７のＮ、 痕跡量から２までのＣｕ、 ０から０．２までのＣｅならびに 本質的には鉄のみであるが、不純物および通常量の付帯
元素を伴う残余量。
【００１１】上記合金化元素の他に、上記したスチ−ル
の所望の特長を損なわないものであればその他の元素類
も少量含有してよい。例えばスチ−ルの熱加工性を増加
する目的で、スチ−ルは０．００５％までの量のホウ素
を含有できる。スチ−ルがセリウムを含有する場合には
、通常はセリウムを含めた希土類金属がミツシユメタル
（自然合金）の形態で供されるので通常は他の希土類元
素も含有することになる。更にスチ−ルにはカルシウム
、マグネシウムまたはアルミニウムもそれぞれ０．０１
％の量までそれぞれの目的のため加えてよい。
の所望の特長を損なわないものであればその他の元素類
も少量含有してよい。例えばスチ−ルの熱加工性を増加
する目的で、スチ−ルは０．００５％までの量のホウ素
を含有できる。スチ−ルがセリウムを含有する場合には
、通常はセリウムを含めた希土類金属がミツシユメタル
（自然合金）の形態で供されるので通常は他の希土類元
素も含有することになる。更にスチ−ルにはカルシウム
、マグネシウムまたはアルミニウムもそれぞれ０．０１
％の量までそれぞれの目的のため加えてよい。
【００１２】それぞれの合金化元素に関しては以下のこ
とが適応される。
とが適応される。
【００１３】炭素は溶融スチ−ル中の窒素の溶解度を著
しく減ずるので本発明のスチ−ルには望ましくない元素
と見なされる。また炭素は有害な炭化クロムが析出する
傾向を増大する。このような理由によりスチ−ル中に存
在する炭素は０．０８％を超えない量、好ましくは０．
０５％を超えない量、さらに適切には０．０３％を超え
ない量でなければならぬ。
しく減ずるので本発明のスチ−ルには望ましくない元素
と見なされる。また炭素は有害な炭化クロムが析出する
傾向を増大する。このような理由によりスチ−ル中に存
在する炭素は０．０８％を超えない量、好ましくは０．
０５％を超えない量、さらに適切には０．０３％を超え
ない量でなければならぬ。
【００１４】珪素は金属間相が析出する傾向を増大し、
溶融スチ−ル中の窒素の溶解度を著しく減少する。した
がって珪素の量は最大１．０％、好ましくは最大０．７
％、さらに適切には最大０．５％内にある。
溶融スチ−ル中の窒素の溶解度を著しく減少する。した
がって珪素の量は最大１．０％、好ましくは最大０．７
％、さらに適切には最大０．５％内にある。
【００１５】クロムは全てのステンレス スチ−ルの
場合と同様に本発明のスチ−ルにおいても極めて重要な
元素である。クロムは一般に耐腐食性を増大する。また
スチ−ル中の他の元素類よりも遥かに溶融スチ−ル中の
窒素の溶解度を増大する。したがってクロムの量はスチ
−ル中に少なくとも１９％存在する。
場合と同様に本発明のスチ−ルにおいても極めて重要な
元素である。クロムは一般に耐腐食性を増大する。また
スチ−ル中の他の元素類よりも遥かに溶融スチ−ル中の
窒素の溶解度を増大する。したがってクロムの量はスチ
−ル中に少なくとも１９％存在する。
【００１６】しかしクロムは、特にモリブデンおよび珪
素と一緒になった場合は金属間相の析出しやすさを、な
らびに窒素と一緒になった場合は窒化物の析出しやすさ
を増大する。このことは例えば溶接および熱処理に関す
るとき決定的なこととなる。この理由によりクロム含有
量は最大２８％、好ましくは最大２７％、さらに適切に
は最大２６％に制限される。
素と一緒になった場合は金属間相の析出しやすさを、な
らびに窒素と一緒になった場合は窒化物の析出しやすさ
を増大する。このことは例えば溶接および熱処理に関す
るとき決定的なこととなる。この理由によりクロム含有
量は最大２８％、好ましくは最大２７％、さらに適切に
は最大２６％に制限される。
【００１７】モリブデンは耐腐食性、特に点食およびす
きま腐食に対する耐性を著しく増加する性能を有し、同
時に溶融スチ−ル中の窒素の溶解度を増大させるので本
発明スチ−ル中で最も重要な元素の一つである。更に窒
化物が析出する傾向はモリブデンの含有量が増加するに
伴って減少する。従ってスチ−ルは７％を超えるモリブ
デン、好ましくは少なくとも７．２％のモリブテンを含
有する。確かにモリブデンがこのように高含有量である
と熱間圧延および冷間圧延に関連して問題が予想される
かもしれぬが、本発明によるスチ−ルの他の合金化元素
を適正に選択し適用すれば、本スチ−ルの典型である高
含有量のモリブデンでもスチ−ルをうまく熱間圧延およ
び冷間圧延することが可能である。しかしモリブデン含
有量が高すぎると熱間加工性に関連し問題が生じよう。 更にモリブデンは例えば溶接および熱処理に関連して金
属間相の析出しやすさを増大する傾向を有す。これらの
理由によりモリブデン含有量は１０％、好ましくは９％
、さらに適切には８．５％を超えてはならない。
きま腐食に対する耐性を著しく増加する性能を有し、同
時に溶融スチ−ル中の窒素の溶解度を増大させるので本
発明スチ−ル中で最も重要な元素の一つである。更に窒
化物が析出する傾向はモリブデンの含有量が増加するに
伴って減少する。従ってスチ−ルは７％を超えるモリブ
デン、好ましくは少なくとも７．２％のモリブテンを含
有する。確かにモリブデンがこのように高含有量である
と熱間圧延および冷間圧延に関連して問題が予想される
かもしれぬが、本発明によるスチ−ルの他の合金化元素
を適正に選択し適用すれば、本スチ−ルの典型である高
含有量のモリブデンでもスチ−ルをうまく熱間圧延およ
び冷間圧延することが可能である。しかしモリブデン含
有量が高すぎると熱間加工性に関連し問題が生じよう。 更にモリブデンは例えば溶接および熱処理に関連して金
属間相の析出しやすさを増大する傾向を有す。これらの
理由によりモリブデン含有量は１０％、好ましくは９％
、さらに適切には８．５％を超えてはならない。
【００１８】窒素は本発明のスチ−ルにおいては決定的
な合金化元素である。窒素は極めて著しく点食およびす
きま腐食耐性を増大し、またスチ−ルの機械的強度を著
しく改善するが、その際同時に優れた衝撃強度および変
形性（成型性）を保持する。また転炉のスチ−ルの脱炭
に際して酸化性ガスに空気または窒素ガスを加えること
によりスチ−ルに窒素を加えることができるので、窒素
は安価な合金化元素でもある。
な合金化元素である。窒素は極めて著しく点食およびす
きま腐食耐性を増大し、またスチ−ルの機械的強度を著
しく改善するが、その際同時に優れた衝撃強度および変
形性（成型性）を保持する。また転炉のスチ−ルの脱炭
に際して酸化性ガスに空気または窒素ガスを加えること
によりスチ−ルに窒素を加えることができるので、窒素
は安価な合金化元素でもある。
【００１９】また窒素は強力なオ−ステナイト安定化剤
であり幾つかの利点をもたらす。溶接に際して合金化元
素の内には偏析が大きいものもある。特に本発明のスチ
−ルに高含有量で存在するモリブデンがこれにあたる。 デンドライト間（ｉｎｔｅｒｄｅｎｄｒｉｔｉｃ）領域
にモリブテン含有量が高くなると金属間相が析出する危
険が極めて高い。 本発明のスチ−ルに関する研究の過程で、我々は驚くべ
き発見をした。 すなわち本発明のオ−ステナイトはそ
の安定性がとても高いのでモリブデン含有量が極めて高
いにもかかわらずデントライト間領域はそのオ−ステナ
イトミクロ構造を保持するということである。オ−ステ
ナイトの安定性が高いと 、二次相の含有 率が極めて
低い溶接材料、つまり延性および腐食耐性の向上した溶
接材料を生じることになるので例えば消耗電極を使用し
ない溶接の際に有利となる。
であり幾つかの利点をもたらす。溶接に際して合金化元
素の内には偏析が大きいものもある。特に本発明のスチ
−ルに高含有量で存在するモリブデンがこれにあたる。 デンドライト間（ｉｎｔｅｒｄｅｎｄｒｉｔｉｃ）領域
にモリブテン含有量が高くなると金属間相が析出する危
険が極めて高い。 本発明のスチ−ルに関する研究の過程で、我々は驚くべ
き発見をした。 すなわち本発明のオ−ステナイトはそ
の安定性がとても高いのでモリブデン含有量が極めて高
いにもかかわらずデントライト間領域はそのオ−ステナ
イトミクロ構造を保持するということである。オ−ステ
ナイトの安定性が高いと 、二次相の含有 率が極めて
低い溶接材料、つまり延性および腐食耐性の向上した溶
接材料を生じることになるので例えば消耗電極を使用し
ない溶接の際に有利となる。
【００２０】このタイプのスチ−ルで最も普通に生じる
金属間相はラベス相（Ｌａｖｅｓ）、シ グマ相および
カイ相である。いずれの相も窒素の溶解度は極めて低い
か全くない。この理由により窒素はラベス相の析出なら
びにシグマおよびカイ相の析出も遅らせる。つまり窒素
の含有量が高いと上記金属間相の析出に対する安定性を
増大することになる。上記理由によりスチ−ル中、窒素
の量は少なくとも０．４％、好ましくは少なくとも０．
４５％存在する。
金属間相はラベス相（Ｌａｖｅｓ）、シ グマ相および
カイ相である。いずれの相も窒素の溶解度は極めて低い
か全くない。この理由により窒素はラベス相の析出なら
びにシグマおよびカイ相の析出も遅らせる。つまり窒素
の含有量が高いと上記金属間相の析出に対する安定性を
増大することになる。上記理由によりスチ−ル中、窒素
の量は少なくとも０．４％、好ましくは少なくとも０．
４５％存在する。
【００２１】しかし窒素含有量が高すぎると窒化物が析
出する傾向が増大する。そのうえ高い窒素含有量は熱間
加工性を損なうことになる。従ってスチ−ル中の窒素含
有量は０．７％、好ましくは０．６５％、さらに適切に
は０．６％を超えてはならない。
出する傾向が増大する。そのうえ高い窒素含有量は熱間
加工性を損なうことになる。従ってスチ−ル中の窒素含
有量は０．７％、好ましくは０．６５％、さらに適切に
は０．６％を超えてはならない。
【００２２】ニツケルはオ−ステナイト形成元素であり
、他のオ−ステナイト形成体と一緒 になってスチ−ル
のオ−ステナイト ミクロ構造を確立するために加え
る。ニツ ケル含有量も増加に伴い金属間相の析出をさ
またげる作用する。これらの理由 によりスチ−ル中
のニツケル量は少なくとも１７％、好ましくは少なくと
も１９ ％存在する。
、他のオ−ステナイト形成体と一緒 になってスチ−ル
のオ−ステナイト ミクロ構造を確立するために加え
る。ニツ ケル含有量も増加に伴い金属間相の析出をさ
またげる作用する。これらの理由 によりスチ−ル中
のニツケル量は少なくとも１７％、好ましくは少なくと
も１９ ％存在する。
【００２３】しかしニツケルは溶融状態のスチ−ル中の
窒素の溶解度を低下しそのうえ固体 状態で炭化物が析
出する傾向を増大する。さらにニツケルは高価な合金化
元素で ある。従ってニツケル含有量は最大２５％、好
ましくは最大２４％、さらに適切 に は最大２３％
に制限される。
窒素の溶解度を低下しそのうえ固体 状態で炭化物が析
出する傾向を増大する。さらにニツケルは高価な合金化
元素で ある。従ってニツケル含有量は最大２５％、好
ましくは最大２４％、さらに適切 に は最大２３％
に制限される。
【００２４】マンガンはそれ自身周知の方法でスチ−ル
中の窒素の溶解度を改善するためにスチ−ルに加える。 本スチ−ルの開発に関する研究により、驚くべきことに
マンガンの含有量が低くても窒素含有量の０．４％以上
を可能にするのに充分であることが明かになった。
中の窒素の溶解度を改善するためにスチ−ルに加える。 本スチ−ルの開発に関する研究により、驚くべきことに
マンガンの含有量が低くても窒素含有量の０．４％以上
を可能にするのに充分であることが明かになった。
【００２５】従って溶融状態のスチ−ル中の窒素の溶解
度を増加するためにマンガンを少なくとも０．５％、好
ましくは少なくとも１．０％、さらに適切には少なくと
も２．０％量スチ−ルに加る。しかしマンガンの含有量
が高いと脱炭の際マンガンがクロムと同様に炭素活性を
減少し脱炭の速度を減じるので問題を生じる。さらにマ
ンガンの蒸気圧は高くまた酸素に対する親和性も大きい
ので当初のマンガン含有量が高いと脱炭化の際に相当量
のマンガンの損失をまねく。そのうえマンガンは点食お
よびすきま目腐食に対する耐性を低下する硫化物類を生
成することが知られている。加えて本発明のスチ−ルの
開発に関す研究では、オ−ステナイトに溶解したマンガ
ンは、硫化マンガンが存在しない場合であっても耐腐食
性を減ずることを示している。これらの理由によりマン
ガンの含有量は最高６％、好ましくは最高５％、さらに
適切には最高４．５％、最も適するのは最高４．２％ま
でに制限する。マンガンの最適含有量は約３．５％であ
る。
度を増加するためにマンガンを少なくとも０．５％、好
ましくは少なくとも１．０％、さらに適切には少なくと
も２．０％量スチ−ルに加る。しかしマンガンの含有量
が高いと脱炭の際マンガンがクロムと同様に炭素活性を
減少し脱炭の速度を減じるので問題を生じる。さらにマ
ンガンの蒸気圧は高くまた酸素に対する親和性も大きい
ので当初のマンガン含有量が高いと脱炭化の際に相当量
のマンガンの損失をまねく。そのうえマンガンは点食お
よびすきま目腐食に対する耐性を低下する硫化物類を生
成することが知られている。加えて本発明のスチ−ルの
開発に関す研究では、オ−ステナイトに溶解したマンガ
ンは、硫化マンガンが存在しない場合であっても耐腐食
性を減ずることを示している。これらの理由によりマン
ガンの含有量は最高６％、好ましくは最高５％、さらに
適切には最高４．５％、最も適するのは最高４．２％ま
でに制限する。マンガンの最適含有量は約３．５％であ
る。
【００２６】ある種のオ−ステナイト ステンレス
スチ−ル中の銅は、酸類に対す耐腐食性を改良する一
方で銅の量がさらに高くなると点食およびすきま腐食に
対する耐性を減じることがあることが知られている。従
ってスチ−ル中に存在する銅は２．０％までがスチ−ル
にとって意義のある量である。広範な研究により、異な
る媒体中の腐食特性を考慮した場合に最適となる銅含有
量範囲が存在することが明らかになっている。従って銅
は好ましくは０．３−１．０％の範囲、さらに適切には
０．４−０．８％の範囲内にある。
スチ−ル中の銅は、酸類に対す耐腐食性を改良する一
方で銅の量がさらに高くなると点食およびすきま腐食に
対する耐性を減じることがあることが知られている。従
ってスチ−ル中に存在する銅は２．０％までがスチ−ル
にとって意義のある量である。広範な研究により、異な
る媒体中の腐食特性を考慮した場合に最適となる銅含有
量範囲が存在することが明らかになっている。従って銅
は好ましくは０．３−１．０％の範囲、さらに適切には
０．４−０．８％の範囲内にある。
【００２７】セリウムはそれ自体周知の方法でスチ−ル
の熱間加工性を改良するために例えばミツシユメタル（
自然合金）の形態で任意にスチ−ルに加える。
の熱間加工性を改良するために例えばミツシユメタル（
自然合金）の形態で任意にスチ−ルに加える。
【００２８】ミツシユメタルをスチ−ルに加えた場合に
はセリウム以外に他の稀土類金属がスチ−ルに含まれる
。 セリウムはスチ−ル中でセリウムオキシ硫化物類を形成
するがその硫化物類は硫化マンガン等の他の硫化物ほど
には耐腐食性を減じない。従ってスチ−ル中に存在する
セリウム量は最大０．２％、適切には最大０．１％であ
る。セリウムとしてスチ−ルに加える場合にはセリウム
含有量は少なくとも０．０３％であるべきである。
はセリウム以外に他の稀土類金属がスチ−ルに含まれる
。 セリウムはスチ−ル中でセリウムオキシ硫化物類を形成
するがその硫化物類は硫化マンガン等の他の硫化物ほど
には耐腐食性を減じない。従ってスチ−ル中に存在する
セリウム量は最大０．２％、適切には最大０．１％であ
る。セリウムとしてスチ−ルに加える場合にはセリウム
含有量は少なくとも０．０３％であるべきである。
【００２９】硫黄は本発明のスチ−ル中で特に低水準を
保たねばならない。硫黄が低含有量であることはスチ−
ルの熱間加工特性にとっても耐腐食性にとっても重要で
ある。従って硫黄の含有量は多くて０．０１％、特に優
れた熱間加工性を得るのを目的とするには、本発明のス
チ−ルのように高いマンガンおよびモリブデン含有量の
オ−ステナイト ステンレス スチ−ルの熱間加工
が通常極めて困難であることを考慮して、スチ−ルの硫
黄含有量は好ましくは１０ｐｐｍ（＜０．００１％）未
満でなければならない。
保たねばならない。硫黄が低含有量であることはスチ−
ルの熱間加工特性にとっても耐腐食性にとっても重要で
ある。従って硫黄の含有量は多くて０．０１％、特に優
れた熱間加工性を得るのを目的とするには、本発明のス
チ−ルのように高いマンガンおよびモリブデン含有量の
オ−ステナイト ステンレス スチ−ルの熱間加工
が通常極めて困難であることを考慮して、スチ−ルの硫
黄含有量は好ましくは１０ｐｐｍ（＜０．００１％）未
満でなければならない。
【００３０】各種の合金化元素の好ましい組成範囲およ
び適切な組成範囲を表１に挙げる。残余は鉄、不純物お
よび通常量の付帯元素である。 表１ 組成の好ましい範囲
組成の適切な範囲
重量％
重量％ Ｃ 最大０．０５
最大０．０３ Ｓｉ
最大０．７
最大０．５ Ｍｎ ２より５
３．０より４．
５ Ｃｒ １９より２６
２３より２５ Ｎｉ １９よ
り２３ ２１より
２３ Ｍｏ ７．２より８．５
７．２より８ Ｎ
０．４５より０．６ ０．４
８より０．５５ Ｃｕ ０．３より０．８
０．３より０．８ Ｃ
ｅ 最大０．１
最大０．０５点食に対す耐性に及ぼすクロム
、モリブデンおよび窒素の効果は点食耐性等量（ＰＲＥ
−値）としての次の公知の式で記すことができる。
び適切な組成範囲を表１に挙げる。残余は鉄、不純物お
よび通常量の付帯元素である。 表１ 組成の好ましい範囲
組成の適切な範囲
重量％
重量％ Ｃ 最大０．０５
最大０．０３ Ｓｉ
最大０．７
最大０．５ Ｍｎ ２より５
３．０より４．
５ Ｃｒ １９より２６
２３より２５ Ｎｉ １９よ
り２３ ２１より
２３ Ｍｏ ７．２より８．５
７．２より８ Ｎ
０．４５より０．６ ０．４
８より０．５５ Ｃｕ ０．３より０．８
０．３より０．８ Ｃ
ｅ 最大０．１
最大０．０５点食に対す耐性に及ぼすクロム
、モリブデンおよび窒素の効果は点食耐性等量（ＰＲＥ
−値）としての次の公知の式で記すことができる。
【００３１】
ＰＲＥ＝Ｃｒ％＋３．３×Ｍｏ％＋３０×Ｎ％
（重量−％）系統的な開発検討によれば、
市場に現存するニツケルを基体とする合金数種 と比肩
できる耐すきま腐食性を有するスチ−ルを得るには、Ｃ
ｒ、ＭｏおよびＮを ＰＲＥ＞６０となるように組合
せねばならないことが示された。従ってスチ−ルのＰＲ
Ｅ値が＞６０であるのが本発明の特徴である。
（重量−％）系統的な開発検討によれば、
市場に現存するニツケルを基体とする合金数種 と比肩
できる耐すきま腐食性を有するスチ−ルを得るには、Ｃ
ｒ、ＭｏおよびＮを ＰＲＥ＞６０となるように組合
せねばならないことが示された。従ってスチ−ルのＰＲ
Ｅ値が＞６０であるのが本発明の特徴である。
【００３２】
【実施例】表２の合金１−１５のそれぞれ重量３０キロ
を有す実験的装入物をＨＦ−真空炉で製造した。これら
材料を１０ｍｍ板に熱間圧延し次いで冷間圧延し３ｍｍ
シ−トとした。表２にあげた化学的組成は、合金１−１
２および対照物１４は３ｍｍシ−トの分析を、合金１３
および１５は装入物の分析を行ったものである。合金１
６は６０トン生産装入であり、問題を起こすことなく連
続鋳造および続く熱間圧延により１０ｍｍ板を得た。合
金１７および１８はいずれも市販のニツケル を基体と
した合金である。含有量は全て重量−％である。スチ−
ルは表にあげた元素以外にも、ステンレス オ−ステ
ナイト スチ−ルおよびニツケルを基体と した合金
にとり通常の量の不純物および付帯元素も含む。りんの
含有量は〈０．０２％、硫黄の含有量は最大０．０１０
％であった。合金１６の硫黄含有量は〈１０ ｐ
ｐｍ（〈０．００１％）であった。 表２−化学的組成、重量−％ 合金 装入物２）Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｃｒ Ｎ
ｉ Ｍｏ Ｃｕ Ｎ Ｃｅ ＰＲＥ １
Ｖ７９ ０．０３０ ０．３１ ３．８
２１．９ ２０．１ ６．１５ ０．０２
０．４７ ０．０００ ５６．３ ２ Ｖ１
２１ ０．０２２ ０．３７ ３．９ ２２．
１ ２０．２ ６．３１ ０．１３ ０．５１
０．０１４ ５８．２ ３ Ｖ１２６ ０
．０２０ ０．４４ ４．１ ２１．９ １
９．９ ７．３０ ０．１２ ０．５１ ０．
０３３ ６１．４ ４ Ｖ１３２ ０．０２２
０．５０ ３．９ ２２．２ ２０．１
８．２８ ０．１３ ０．５１ ０．０３０
６４．５ ５ Ｖ１３４ ０．０２５ ０．
５４ ３．７ ２２．４ ２０．２ ９．３
５ ０．１３ ０．５９ ０．００４ ７１
．１ ６ Ｖ１２５ ０．０２２ ０．４４
３．１ ２３．０ ２１．０ ７．２６ ０
．１２ ０．５４ ０．０１９ ６３．４
７ Ｖ１２４ ０．０２１ ０．４３ ２．２
２４．０ ２１．９ ７．２３ ０．１２
０．５３ ０．０２２ ６４．０ ８ Ｖ
１２７ ０．０１９ ０．４５ ４．２ ２１
．９ ２０．０ ７．２３ ０．４９ ０．５
２ ０．０２７ ６１．５ ９ Ｖ１２８
０．０１８ ０．４４ ４．２ ２１．９
２０．０ ７．２３ ０．９６ ０．５２ ０
．０２５ ６１．３１０ Ｖ１２９ ０．０１７
０．４４ ４．１ ２１．８ ２０．０
７．２１ １．４６ ０．５６ ０．０１２
６２．３１１ Ｖ８０ ０．０３１ ０．３
２ ８．０ ２１．５ ２０．０ ７．２５
０．０２ ０．６３ ０．００９ ６４．
３１２ Ｖ１１９ ０．０２２ ０．３５ ７．
８ ２１．６ ２０．０ ７．１９ ０．１
３ ０．５８ ０．００７ ６１．２１３
Ｖ１５２ ０．０２０ ０．４８ ２．５ ２
１．２ ２０．２ ７．４４ ０．１２ ０．
４４ ０．０３５ ５８．９１４ Ｖ１５０
０．０１７ ０．４６ ６．０ ２１．４
２０．４ ７．４７ ０．１３ ０．５６ ０
．０７６ ６２．９１５ Ｖ１５１ ０．０１７
０．４２ １２．０ ２１．５ ２０．０
７．４２ ０．１２ ０．６０ ０．００６
６３．９１６ ３７ ６９８５１） ０．０１６ ０．２８ ２
．０ ２４．３ ２２．０ ７．２７ ０．
４３ ０．４６ ０．００４ ６２．２１７
ＮＸＯ ６４９ＡＧ ０．０１０ ０．２６ ０
．０６ ２１．５ ６２．４ ８．６５
− − −１８ ＨＴ− ２７６０−８ ０．００３ ０．０３ ０
．４４ １５．８１ ５６．５ １５．４３
− − − １） ＜
１０ｐｐｍ （＜ ０．００１ ％ ） Ｓ
２） ｃｈａｒｇｅ
を有す実験的装入物をＨＦ−真空炉で製造した。これら
材料を１０ｍｍ板に熱間圧延し次いで冷間圧延し３ｍｍ
シ−トとした。表２にあげた化学的組成は、合金１−１
２および対照物１４は３ｍｍシ−トの分析を、合金１３
および１５は装入物の分析を行ったものである。合金１
６は６０トン生産装入であり、問題を起こすことなく連
続鋳造および続く熱間圧延により１０ｍｍ板を得た。合
金１７および１８はいずれも市販のニツケル を基体と
した合金である。含有量は全て重量−％である。スチ−
ルは表にあげた元素以外にも、ステンレス オ−ステ
ナイト スチ−ルおよびニツケルを基体と した合金
にとり通常の量の不純物および付帯元素も含む。りんの
含有量は〈０．０２％、硫黄の含有量は最大０．０１０
％であった。合金１６の硫黄含有量は〈１０ ｐ
ｐｍ（〈０．００１％）であった。 表２−化学的組成、重量−％ 合金 装入物２）Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｃｒ Ｎ
ｉ Ｍｏ Ｃｕ Ｎ Ｃｅ ＰＲＥ １
Ｖ７９ ０．０３０ ０．３１ ３．８
２１．９ ２０．１ ６．１５ ０．０２
０．４７ ０．０００ ５６．３ ２ Ｖ１
２１ ０．０２２ ０．３７ ３．９ ２２．
１ ２０．２ ６．３１ ０．１３ ０．５１
０．０１４ ５８．２ ３ Ｖ１２６ ０
．０２０ ０．４４ ４．１ ２１．９ １
９．９ ７．３０ ０．１２ ０．５１ ０．
０３３ ６１．４ ４ Ｖ１３２ ０．０２２
０．５０ ３．９ ２２．２ ２０．１
８．２８ ０．１３ ０．５１ ０．０３０
６４．５ ５ Ｖ１３４ ０．０２５ ０．
５４ ３．７ ２２．４ ２０．２ ９．３
５ ０．１３ ０．５９ ０．００４ ７１
．１ ６ Ｖ１２５ ０．０２２ ０．４４
３．１ ２３．０ ２１．０ ７．２６ ０
．１２ ０．５４ ０．０１９ ６３．４
７ Ｖ１２４ ０．０２１ ０．４３ ２．２
２４．０ ２１．９ ７．２３ ０．１２
０．５３ ０．０２２ ６４．０ ８ Ｖ
１２７ ０．０１９ ０．４５ ４．２ ２１
．９ ２０．０ ７．２３ ０．４９ ０．５
２ ０．０２７ ６１．５ ９ Ｖ１２８
０．０１８ ０．４４ ４．２ ２１．９
２０．０ ７．２３ ０．９６ ０．５２ ０
．０２５ ６１．３１０ Ｖ１２９ ０．０１７
０．４４ ４．１ ２１．８ ２０．０
７．２１ １．４６ ０．５６ ０．０１２
６２．３１１ Ｖ８０ ０．０３１ ０．３
２ ８．０ ２１．５ ２０．０ ７．２５
０．０２ ０．６３ ０．００９ ６４．
３１２ Ｖ１１９ ０．０２２ ０．３５ ７．
８ ２１．６ ２０．０ ７．１９ ０．１
３ ０．５８ ０．００７ ６１．２１３
Ｖ１５２ ０．０２０ ０．４８ ２．５ ２
１．２ ２０．２ ７．４４ ０．１２ ０．
４４ ０．０３５ ５８．９１４ Ｖ１５０
０．０１７ ０．４６ ６．０ ２１．４
２０．４ ７．４７ ０．１３ ０．５６ ０
．０７６ ６２．９１５ Ｖ１５１ ０．０１７
０．４２ １２．０ ２１．５ ２０．０
７．４２ ０．１２ ０．６０ ０．００６
６３．９１６ ３７ ６９８５１） ０．０１６ ０．２８ ２
．０ ２４．３ ２２．０ ７．２７ ０．
４３ ０．４６ ０．００４ ６２．２１７
ＮＸＯ ６４９ＡＧ ０．０１０ ０．２６ ０
．０６ ２１．５ ６２．４ ８．６５
− − −１８ ＨＴ− ２７６０−８ ０．００３ ０．０３ ０
．４４ １５．８１ ５６．５ １５．４３
− − − １） ＜
１０ｐｐｍ （＜ ０．００１ ％ ） Ｓ
２） ｃｈａｒｇｅ
【００３３】
【発明の効果】機械的試験本発明による２種のスチ−ル
、即ち表２のＮｏ．６およびＮｏ．１６の溶体化熱処理
した状態（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｅ
ｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）の３ｍｍシ−トについ て引
張試験、衝撃試験および硬度測定を室温で実施した。ス
チ−ルごとの２回の引張試験、スチ−ルごとの５回の衝
撃試験およびスチ−ルごとの３回の硬度試験の各平均値
を以下の表３に示す。次の標準記号が使用されている；
Ｒｐ０．２：０．２耐力、Ｒｍ：極限引張強度、Ａ
５：引張試験の伸張度、ＫＶ：Ｖ−試験片を使用した衝
撃強度およびＨＶ２０：ビツカ−ス硬度、２０ｋｇ。 表３ 合金Ｎｏ． Ｒｐ０．２ Ｒｍ Ａ
５ ＫＶ ＨＶ
２０ （ＭＰａ） （ＭＰａ
） （％） （Ｊ／ｃｍ２）
６ ４７９ ８６１
５７ １７４
２２６ １６ ４６７ ８３５
５８ ２４０
２１５上記の値より本発明によるスチ−ルＮｏ
．６およびＮｏ．１６は従来のオ−ステナイト ステ
ンレス スチ−ルと比較すると、その強度に関し引張
強度が高くまた優れた強じん性を有すと云える。 構造安定性 高度合金化オ−ステナイト スチ−ル類の構造安定性
は、スチ−ルが７００から１１００℃の温度範囲で熱処
理を受けた時そのオ−ステナイト構造を保持する性能の
尺度となる。この特性はスチ−ルの溶接性にとって、ま
た大きなサイズ寸法でスチ−ルを熱処理する可否を決め
る上でも決定的なものである。２次相が析出する傾向が
大きくなるに伴い大きなサイズ（厚さ）の物品を熱処理
できる可能性および溶接性は低下する。
、即ち表２のＮｏ．６およびＮｏ．１６の溶体化熱処理
した状態（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｅ
ｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）の３ｍｍシ−トについ て引
張試験、衝撃試験および硬度測定を室温で実施した。ス
チ−ルごとの２回の引張試験、スチ−ルごとの５回の衝
撃試験およびスチ−ルごとの３回の硬度試験の各平均値
を以下の表３に示す。次の標準記号が使用されている；
Ｒｐ０．２：０．２耐力、Ｒｍ：極限引張強度、Ａ
５：引張試験の伸張度、ＫＶ：Ｖ−試験片を使用した衝
撃強度およびＨＶ２０：ビツカ−ス硬度、２０ｋｇ。 表３ 合金Ｎｏ． Ｒｐ０．２ Ｒｍ Ａ
５ ＫＶ ＨＶ
２０ （ＭＰａ） （ＭＰａ
） （％） （Ｊ／ｃｍ２）
６ ４７９ ８６１
５７ １７４
２２６ １６ ４６７ ８３５
５８ ２４０
２１５上記の値より本発明によるスチ−ルＮｏ
．６およびＮｏ．１６は従来のオ−ステナイト ステ
ンレス スチ−ルと比較すると、その強度に関し引張
強度が高くまた優れた強じん性を有すと云える。 構造安定性 高度合金化オ−ステナイト スチ−ル類の構造安定性
は、スチ−ルが７００から１１００℃の温度範囲で熱処
理を受けた時そのオ−ステナイト構造を保持する性能の
尺度となる。この特性はスチ−ルの溶接性にとって、ま
た大きなサイズ寸法でスチ−ルを熱処理する可否を決め
る上でも決定的なものである。２次相が析出する傾向が
大きくなるに伴い大きなサイズ（厚さ）の物品を熱処理
できる可能性および溶接性は低下する。
【００３４】広範囲の熱処理試験（等温処理）により、
本発明によるスチ−ルの構造安定性は、合金化する元素
類の含有量が明かに高いにもかかわらず上市されている
スチ−ル，グレ−ド Ａｖｅｓｔａ ２５４ Ｓ
ＭＯＲ のそれの水準にあることが確定された。このこ
とは窒素の含有量が高くなると金属間相の形成が抑制さ
れるが同時に窒化クロムの生成は適度であるという事実
により説明される。腐食試験この試験は、焼入れに焼き
なましを行った状態（ｉｎ ｔｈｅ ａｓ ｑｕｅｎｃ
ｈｅｄ ａｎｎｅａｌｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）の冷間
圧延した３ｍｍシ−トよりとった材料ならびに市販のニ
ツケ ルを基体とする合金１７および１８につきそれぞ
れに実施した。
本発明によるスチ−ルの構造安定性は、合金化する元素
類の含有量が明かに高いにもかかわらず上市されている
スチ−ル，グレ−ド Ａｖｅｓｔａ ２５４ Ｓ
ＭＯＲ のそれの水準にあることが確定された。このこ
とは窒素の含有量が高くなると金属間相の形成が抑制さ
れるが同時に窒化クロムの生成は適度であるという事実
により説明される。腐食試験この試験は、焼入れに焼き
なましを行った状態（ｉｎ ｔｈｅ ａｓ ｑｕｅｎｃ
ｈｅｄ ａｎｎｅａｌｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）の冷間
圧延した３ｍｍシ−トよりとった材料ならびに市販のニ
ツケ ルを基体とする合金１７および１８につきそれぞ
れに実施した。
【００３５】すきま腐食および点食に対す耐性はＡＳＴ
Ｍ Ｇ−４８にしたがって６％ＦｅＣｌ３−溶液中で
評価した。すきま腐食試験には多すきま型のすきまフォ
−マ− を使用した。両試験において、臨界温度は２４
時間ＦｅＣｌ３−溶液に曝した後 試験片の表面に腐食
が検知できる温度であることを確認した。臨界温度は±
２．５℃の精度で測定した。臨界温度が高いことは常に
有利であり、臨界温度が高ければそれだけ耐腐食性も優
れることを表している。対照材料として市場で入手可能
の材料である表２のニツケルを基体とした合金１７およ
び１８をこの試験の間 使用した。
Ｍ Ｇ−４８にしたがって６％ＦｅＣｌ３−溶液中で
評価した。すきま腐食試験には多すきま型のすきまフォ
−マ− を使用した。両試験において、臨界温度は２４
時間ＦｅＣｌ３−溶液に曝した後 試験片の表面に腐食
が検知できる温度であることを確認した。臨界温度は±
２．５℃の精度で測定した。臨界温度が高いことは常に
有利であり、臨界温度が高ければそれだけ耐腐食性も優
れることを表している。対照材料として市場で入手可能
の材料である表２のニツケルを基体とした合金１７およ
び１８をこの試験の間 使用した。
【００３６】酸類中での一般的腐食に対する耐性は陽極
分極曲線をプロツトし評価し、この 曲線より不動態化
電流密度を計算した。不動態化電流密度が低いというこ
とは、その合金がその酸中で不動態化電流密度が高い合
金より容易に不動態化されることを意味している。不動
態化電流密度が低いということは、不動態化されたスチ
−ルの腐食速度は不動態化され得なかったスチ−ルの腐
食速度より遥かに遅いので常に有利である。この試験に
使用した３種の酸は７５℃の２０％Ｈ２ＳＯ４、５０℃
の７０％Ｈ２ＳＯ４および５０℃のりん酸である。
分極曲線をプロツトし評価し、この 曲線より不動態化
電流密度を計算した。不動態化電流密度が低いというこ
とは、その合金がその酸中で不動態化電流密度が高い合
金より容易に不動態化されることを意味している。不動
態化電流密度が低いということは、不動態化されたスチ
−ルの腐食速度は不動態化され得なかったスチ−ルの腐
食速度より遥かに遅いので常に有利である。この試験に
使用した３種の酸は７５℃の２０％Ｈ２ＳＯ４、５０℃
の７０％Ｈ２ＳＯ４および５０℃のりん酸である。
【００３７】りん酸の組成は以下の通りであった。
表４
Ｐ２Ｏ５ ５４％
Ａｌ２Ｏ３ ０．６％Ｈ２ＳＯ４
４．０％ ＭｇＯ
０．７％ＨＣｌ １２３
４ｐｐｍ ＣａＯ
０．２％ ＨＦ １．１％
ＳｉＯ２ ０．１％
以下の各表は表２に示す合金類の耐腐食性にそれぞれの
重要な合金化元素がいかに影響するかを表している。点
食およびすきま腐食に関する限り合金化元素はこのタイ
プの腐食に対す耐性に同様な挙動で影響する。従って合
金化元素類の効果を示す場合、このタイプの腐食のどち
らを検討するかは重要なことではない。
Ａｌ２Ｏ３ ０．６％Ｈ２ＳＯ４
４．０％ ＭｇＯ
０．７％ＨＣｌ １２３
４ｐｐｍ ＣａＯ
０．２％ ＨＦ １．１％
ＳｉＯ２ ０．１％
以下の各表は表２に示す合金類の耐腐食性にそれぞれの
重要な合金化元素がいかに影響するかを表している。点
食およびすきま腐食に関する限り合金化元素はこのタイ
プの腐食に対す耐性に同様な挙動で影響する。従って合
金化元素類の効果を示す場合、このタイプの腐食のどち
らを検討するかは重要なことではない。
【００３８】クロムおよびモリブデンは多くの酸中での
耐腐食性にとって有利となるがマンガンは殆ど効果を持
たないことはよく知られている。またクロムおよび特に
モリブデンは点食およびすきま腐食に対す耐性に有利な
効果を示すが、クロムおよびモリブデンの含有量が極め
て高い合金類はクロムおよびモリブテンに富んだ相の形
の析出物を含むことがあり、このような相はすきま腐食
および点食に対す耐性に悪影響を現す場合があることも
知られている。さらにマンガンは硫化マンガン類の生成
により、すきま腐食および点食に対す耐性に好ましくな
い効果を示すことも知られている。このような理由によ
り、クロム、モリブテンおよびマンガンの効果について
はすきま腐食または点食に関してのみ検討した。
耐腐食性にとって有利となるがマンガンは殆ど効果を持
たないことはよく知られている。またクロムおよび特に
モリブデンは点食およびすきま腐食に対す耐性に有利な
効果を示すが、クロムおよびモリブデンの含有量が極め
て高い合金類はクロムおよびモリブテンに富んだ相の形
の析出物を含むことがあり、このような相はすきま腐食
および点食に対す耐性に悪影響を現す場合があることも
知られている。さらにマンガンは硫化マンガン類の生成
により、すきま腐食および点食に対す耐性に好ましくな
い効果を示すことも知られている。このような理由によ
り、クロム、モリブテンおよびマンガンの効果について
はすきま腐食または点食に関してのみ検討した。
【００３９】またすきま腐食および点食に対す耐性はオ
−ステナイト スチ−ル中の銅の含有量が高い場合に
減じるが、銅含有量は一般の腐食に対す耐性には重要性
を有すことも知られている。従って銅含有量の重要性に
関する限り、後の要因につき検討を加えた。
−ステナイト スチ−ル中の銅の含有量が高い場合に
減じるが、銅含有量は一般の腐食に対す耐性には重要性
を有すことも知られている。従って銅含有量の重要性に
関する限り、後の要因につき検討を加えた。
【００４０】合金の点食耐性に及ぼすモリブデンの効果
を表５に示す。 表５−臨界点食温度に及ぼすモリブデン含有量の影響
合金 Ｎｏ． Ｍｏ ％
臨界温度 ℃
２ ６．３１
８０ ３
７．３０ 沸点よ
り上 ４
８．２８ 沸点より上
５ ９．３５
沸点 １７
８．６５
９７．５ １８ １
５．４３ 沸点より上スチ−ル
Ｎｏ．３およびＮｏ．４はモリブデンをそれぞれ７
．３０および８．２８％含み最高の臨界温度を有してい
る。本発明による組成のこれらスチ−ルはニッケル基体
の合金Ｎｏ．１７より臨界温度は高く、また沸点におい
てさえニッケル合金Ｎｏ．１８と同程度の耐性を示す。
を表５に示す。 表５−臨界点食温度に及ぼすモリブデン含有量の影響
合金 Ｎｏ． Ｍｏ ％
臨界温度 ℃
２ ６．３１
８０ ３
７．３０ 沸点よ
り上 ４
８．２８ 沸点より上
５ ９．３５
沸点 １７
８．６５
９７．５ １８ １
５．４３ 沸点より上スチ−ル
Ｎｏ．３およびＮｏ．４はモリブデンをそれぞれ７
．３０および８．２８％含み最高の臨界温度を有してい
る。本発明による組成のこれらスチ−ルはニッケル基体
の合金Ｎｏ．１７より臨界温度は高く、また沸点におい
てさえニッケル合金Ｎｏ．１８と同程度の耐性を示す。
【００４１】耐すきま腐食性に及ぼすクロムの効果を表
６に示す。 表６−臨界すきま腐食温度に及ぼすクロム含有量の影響
合金 Ｎｏ． Ｃｒ ％
臨界温度 ℃
３ ２１．９
６２．５ ６
２３．０ ６５
７ ２４．０
６５ １７
２１．５ １７．５
１８ １５．
８１ ３７．５表６の合金Ｎｏ．３とＮ
ｏ．６とを比較すると明らかなようにクロム含有量を増
加すると耐腐食性に好ましい効果をもたらすが、全効果
は既に合金中クロム含有量２３％で達せられている。従
ってスチ−ルをそれ以上のクロム量で合金化した合金Ｎ
ｏ．７ではそれ以上の改良がなされてていない。ニッケ
ル基体の合金Ｎｏ．１７およびＮｏ．１８は本発明の合
金より明らかに臨界温度が低い。
６に示す。 表６−臨界すきま腐食温度に及ぼすクロム含有量の影響
合金 Ｎｏ． Ｃｒ ％
臨界温度 ℃
３ ２１．９
６２．５ ６
２３．０ ６５
７ ２４．０
６５ １７
２１．５ １７．５
１８ １５．
８１ ３７．５表６の合金Ｎｏ．３とＮ
ｏ．６とを比較すると明らかなようにクロム含有量を増
加すると耐腐食性に好ましい効果をもたらすが、全効果
は既に合金中クロム含有量２３％で達せられている。従
ってスチ−ルをそれ以上のクロム量で合金化した合金Ｎ
ｏ．７ではそれ以上の改良がなされてていない。ニッケ
ル基体の合金Ｎｏ．１７およびＮｏ．１８は本発明の合
金より明らかに臨界温度が低い。
【００４２】すきま腐食に対す耐性に及ぼすマンガン含
有量の効果を表７に示す。 表７−臨界すきま腐食温度に及ぼすマンガン含有量の影
響 合金 Ｎｏ． Ｍｎ
％ 臨界温度 ℃
１６ ２．０
６０
３ ４．１
６２．５ １２
７．８
４５マンガン含有量の高いスチ−ルＮｏ．１
２はスチ−ルＮｏ．３より明らかに臨界温度は低い。後
者のスチ−ルは本発明によるマンガン含有量を有するが
、その他の元素に関する限りスチ−ルＮｏ．１２と本質
的に同一合金組成であり、本質的に同じＰＲＥ−値を有
す。
有量の効果を表７に示す。 表７−臨界すきま腐食温度に及ぼすマンガン含有量の影
響 合金 Ｎｏ． Ｍｎ
％ 臨界温度 ℃
１６ ２．０
６０
３ ４．１
６２．５ １２
７．８
４５マンガン含有量の高いスチ−ルＮｏ．１
２はスチ−ルＮｏ．３より明らかに臨界温度は低い。後
者のスチ−ルは本発明によるマンガン含有量を有するが
、その他の元素に関する限りスチ−ルＮｏ．１２と本質
的に同一合金組成であり、本質的に同じＰＲＥ−値を有
す。
【００４３】点食に対す耐性に及ぼす銅含有量の効果を
表８に示す。 表８−臨界点食温度に及ぼす銅含有量の影響 合
金 Ｎｏ． Ｃｕ ％
臨界温度 ℃ ３
０．１２
沸点より上 ８
０．４９ 沸点より
上 ９
０．９６ 沸点
１０ １．４６
９７．５即ち銅の含有量が０．４９％を超え
るスチ−ルはそれ以下の含有量のスチ−ルより臨界温度
が低い。銅が０．９６と１．４６％の間の含有量範囲で
耐腐食性の減少が特に大きい。
表８に示す。 表８−臨界点食温度に及ぼす銅含有量の影響 合
金 Ｎｏ． Ｃｕ ％
臨界温度 ℃ ３
０．１２
沸点より上 ８
０．４９ 沸点より
上 ９
０．９６ 沸点
１０ １．４６
９７．５即ち銅の含有量が０．４９％を超え
るスチ−ルはそれ以下の含有量のスチ−ルより臨界温度
が低い。銅が０．９６と１．４６％の間の含有量範囲で
耐腐食性の減少が特に大きい。
【００４４】酸類中での一般の腐食に対す耐性に及ぼす
銅の効果を二回の測定の平均値および変動で表し、表９
に示す。 表９−各種酸中の不動態化電流密度に及ぼす銅含有量の
影響 合金 Ｎｏ． Ｃｕ
不動態化電流密度 μｍＡ／ｃｍ２
％
Ｈ２ＳＯ４ ２０％ Ｈ２ＳＯ４ ７０
％ Ｈ３ＰＯ４ ３
０．１２ １１４±３５
１３５±５ ８０±４
８ ０．４９ １
２２±８ ７５±８ ９７
±２３ ９ ０．９
６ １１２±７ ６５
±２ １０４±５ １０
１．４６ １２０±３
６３±２ １０４±１０銅は２０
％ 硫酸中では不動態化性に有効な効果を示さないが７
０％硫酸中では好ましい効果を有す。しかし後の場合で
も０．４９％のＣｕにおいて改良の主要部分は既に達せ
られている。りん酸中では銅の効果は好ましものではな
い。
銅の効果を二回の測定の平均値および変動で表し、表９
に示す。 表９−各種酸中の不動態化電流密度に及ぼす銅含有量の
影響 合金 Ｎｏ． Ｃｕ
不動態化電流密度 μｍＡ／ｃｍ２
％
Ｈ２ＳＯ４ ２０％ Ｈ２ＳＯ４ ７０
％ Ｈ３ＰＯ４ ３
０．１２ １１４±３５
１３５±５ ８０±４
８ ０．４９ １
２２±８ ７５±８ ９７
±２３ ９ ０．９
６ １１２±７ ６５
±２ １０４±５ １０
１．４６ １２０±３
６３±２ １０４±１０銅は２０
％ 硫酸中では不動態化性に有効な効果を示さないが７
０％硫酸中では好ましい効果を有す。しかし後の場合で
も０．４９％のＣｕにおいて改良の主要部分は既に達せ
られている。りん酸中では銅の効果は好ましものではな
い。
【００４５】従って本発明による合金は以下の理由で約
０．５％の銅含有量のとき最適の腐食 特性を有する。 −すきま腐食及び点食に対す耐性は、より銅含有量が低
い場合の耐性に比べると減じる程度が少ない。−７０％
硫酸に対す耐性は、より銅含有量が低い場合の耐性に比
べ明らかに改良されている。−りん酸に対す耐性は、よ
り高い銅含有量の場合ほどには減じていない。
０．５％の銅含有量のとき最適の腐食 特性を有する。 −すきま腐食及び点食に対す耐性は、より銅含有量が低
い場合の耐性に比べると減じる程度が少ない。−７０％
硫酸に対す耐性は、より銅含有量が低い場合の耐性に比
べ明らかに改良されている。−りん酸に対す耐性は、よ
り高い銅含有量の場合ほどには減じていない。
Claims (16)
- 【請求項１】 高い引張強度、高い衝撃強度、優れた
溶接性ならびに高い耐腐食性、特に点食およびすきま腐
食に対する高い耐性を有すオ−ステナイト ステンレ
ス スチ−ルであり、該スチールが重量％で、最大０
．０８のＣ、 最大１．０のＳｉ、 ０．５を超え６未満のＭｎ、 １９を超えるが２８より多くないＣｒ、１７を超えるが
２５より多くないＮｉ、７を超えるが１０より多くない
Ｍｏ、 ０．４ないし０．７のＮ、 痕跡量から２までのＣｕ、 ０から０．２までのＣｅを含有し、 残余は本質的には鉄のみであるが、不純物および通常量
の付帯元素を伴うことを特徴とするオ−ステナイト
ステンレス スチ−ル。 - 【請求項２】 最大０．０５、好ましくは最大０．０
３重量％のＣを含有する請求項１に記載のスチ−ル。 - 【請求項３】 １．０より５．０、より適切には２．
０より４．５重量％のＭｎを含有する請求項１に記載の
スチ−ル。 - 【請求項４】 ３．０より４．２重量％のＭｎを含有
する請求項３に記載のスチ−ル。 - 【請求項５】 最大２７、好ましくは最大２６重量％
のＣｒを含有する請求項１に記載のスチ−ル。 - 【請求項６】 ７．２から９重量％のＭｏを含有する
請求項１に記載のスチ−ル。 - 【請求項７】 最大８．５、好ましくは最大８．０重
量％のＭｏを含有する請求項６に記載のスチ−ル。 - 【請求項８】 ０．４５から０．６５のＮ、好ましく
は最大０．６、より適切には０．４８から０．５５重量
％のＮを含有する請求項１に記載のスチ−ル。 - 【請求項９】 １９から２４、好ましくは最大２３重
量％のＮｉを含有する請求項１に記載のスチ−ル。 - 【請求項１０】 ０．３から１．０、好ましくは０．
４から０．８重量％のＣｕを含有することからなる請求
項１に記載のスチ−ル。 - 【請求項１１】 最大０．７、好ましくは最大０．５
重量％のＳｉを含有する請求項１に記載のスチ−ル。 - 【請求項１２】 ０．００５から０．１重量％のＣｅ
を含有する請求項１から１１のいずれかに記載のスチ−
ル。 - 【請求項１３】 （Ｃｒの重量％＋３．３×Ｍｏの重
量％＋３０×Ｎの重量％）の総計が６０を超える請求項
１から１１のいずれかに記載のスチ−ル。 - 【請求項１４】 最大０．０１重量％のＳ、好ましく
は１０ｐｐｍ未満のＳを 含有する請求項１から１３の
いずれかに記載のスチ−ル。 - 【請求項１５】 重量％で次ぎの組成を有することか
らなる請求項１から１４のいずれかに記載のスチ−ル：
最大０．０３のＣ 最大０．５のＳｉ ２．０から４．５のＭｎ １９から２６のＣｒ １９から２３のＮｉ ７．２から８．５のＭｏ ０．４５から０．６のＮ ０．３から０．８のＣｕ 最大０．１のＣｅ 最大０．０１のＳならびに 本質的には鉄のみからなる残余量。 - 【請求項１６】 重量％で次ぎの組成を有すすること
からなる請求項１５に記載のスチ−ル： 最大０．０３のＣ 最大０．５のＳｉ ３．０から４．２のＭｎ ２３から２５のＣｒ ２１から２３のＮｉ ７．２から８のＭｏ ０．４８から０．５５のＮ ０．３から０．８のＣｕ 最大０．０５のＣｅ ０．００１未満のＳならびに 本質的には鉄のみからなる残余量。
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