JPH057458B2 - - Google Patents
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- JPH057458B2 JPH057458B2 JP62046275A JP4627587A JPH057458B2 JP H057458 B2 JPH057458 B2 JP H057458B2 JP 62046275 A JP62046275 A JP 62046275A JP 4627587 A JP4627587 A JP 4627587A JP H057458 B2 JPH057458 B2 JP H057458B2
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Description
〔産業上の利用分野〕
自動車の排気系に使用される鋼には、従来より
高温腐食性の優れていることが求められている
が、最近では更に、路上に融雪のための塩化物が
散布されることから、塩化物が付着した状態での
耐高温腐食性を確保することが重要になつてき
た。 本発明は、このような塩化物共存の乾式腐食環
境下において優れた耐高温腐食性を示すオーステ
ナイトステンレス鋼に関するものである。 〔従来の技術〕 金属材料の耐高温腐食性を考える場合、コスト
とのバランスが重要である。特に、自動車の排気
系等、大量生産による低コスト化が問われる材料
にあつては、コストに対する要求は厳しい。 コストと耐高温腐食性との両立を図つた金属材
料としては、CrとNiとを含有したオーステナイ
トステンレス鋼がよく知られている。 自動車の排気系等、耐高温腐食性の要求される
用途に対しても、このオーステナイトステンレス
鋼をベースとした材料を使用する場合が多い。 例えば、特公昭57−16187号公報および特公昭
58−42264号公報に記載されたオーステナイトス
テンレス鋼は、Ｓ量の規制により優れた耐高温腐
食性を与えられたものである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、このような従来鋼は、確かに耐高温
腐食性には優れるが、塩化物が付着する等、塩化
物共存の乾式腐食環境下での耐高温腐食性までは
考慮されていない。 自動車の排気系にあつては、最近は路上に多量
の融雪剤が散布されることから、塩化物共存の乾
式腐食環境下での耐高温腐食性を考慮することが
重要になつてきている。 また、自動車の排気系ばかりでなく、廃棄物焼
却炉、廃熱利用設備、厨房用の材料においても、
塩化物共存の乾式腐食環境下での耐高温腐食性を
確保することは重要である。 本発明は、合金成分の添加量を極力抑え、経済
性を悪化させることなく塩化物共存の乾式腐食環
境下での耐高温腐食性を高めたオーステナイトス
テンレス鋼を提供するものである。 〔問題点を解決するための手段〕 塩化物共存の乾式腐食環境下での高温腐食は、
腐食減肉速度も大きいが、粒界侵食が著しく大き
いことが特徴である。したがつて、腐食減肉速度
を低下させるだけでは、塩化物共存の乾式腐食環
境下での耐高温腐食性を高めることにならず、粒
界侵食との兼ね合いで総合的に腐食を抑えること
が重要となる。 すなわち、腐食減肉とは全面腐食現象であり、
粒界侵食とは合金表面から内部へ向つて粒界のみ
が侵食される現象である。塩化物共存の乾式腐食
環境下では塩化物が合金表面の酸化物と反応して
複酸化物を形成し、その際、遊離するClは粒界を
通して合金中に侵入して金属反応し、金属が酸化
される。そのとき形成される金属塩化物は一般に
蒸発しやすく、蒸発して再び酸化反応を起し、そ
れによつて粒界が選択的に侵食されていく。以上
の理由から、塩化物共存の乾式腐食環境下では粒
界侵食の占める割合が大となる。 本発明者らは斯かる観点から、塩化物共存の乾
式腐食環境下でのステンレス鋼の高温腐食状況を
詳細に調査検討した結果、次の知見を得るに至つ
た。 第１に、Crは従来より高温腐食に対して例外
なく有効な元素とされているが、塩化物共存の乾
式腐食環境下での有効性を調査した結果は、予想
に反し腐食減肉、粒界侵食のいずれに対しても有
害で、全体として高温腐食を著しく促進する有害
元素であることが判明した。その理由は、先に述
べた遊離したClが鋼中のCrと結合し、Cr塩化物
として蒸発して粒界侵食を生じ、Crの減少した
表層部は耐酸化性が低下し、酸化が進行するため
と考えられる。 第１図はNi25〜30％を含有しCr量を変化させ
た種々のステンレス鋼に対し、飽和NaCl溶液浸
漬−730℃、2h加熱を10サイクル繰り返したとき
の腐食状況をCr量との関係で示したものである。
なお、後述するＣ量、結晶粒度およびSi、Mo量
の影響を排除するため、C0.02〜0.03％、結晶粒
度番号は6.5、Si0.5〜0.7％、Mo0.1〜0.2％として
ある。同図に見られるようにCr量が増加するに
したがつて腐食減肉が顕著となり、また粒界腐食
も著しくなることから、全侵食量が急激に増加し
ている。 第２に、Ｃの影響を調査したところ、Ｃは腐食
減肉に対しては有効であるが、粒界侵食に対して
は著しく有害であり、全体的には高温腐食を増長
する元素であることが判明した。その理由は、高
温に加熱されることにより粒界にCr炭化物を析
出する。この炭化物とClとの反応によりCr炭化
物が分解することよつて粒界侵食が著しく進行し
ていくためと考えられる。 第２図は18Cr−10Niのステンレス鋼でＣ量を
変化させたものに対し、飽和NaCl溶液浸漬−650
℃加熱を10サイクル繰り返したとの腐食状況をＣ
量との関係で示したものである。結晶粒度番号は
6.5、Siは0.4〜0.6％、Moは0.1〜0.3％とした。同
図にみられるように、Ｃ量の増加にともなつて腐
食減肉は減少するが、全侵食量は増加する。これ
は、Ｃ量の増加が粒界侵食を著しく増長している
からに他ならない。 第３に、結晶が細粒化されると腐食減量を増大
させるが、粒界侵食は大巾に抑制され、全体とし
ては高温腐食を抑制する。その理由は、細粒にす
ることによつて粒界道を多く、かつ長くすること
によつて内部への進行を抑制することとなるため
と考えられる。 第３図はC0.02〜0.03％の18Cr−10Niステンレ
ス鋼で結晶粒度を種々変化させた試料に対し、飽
和NaCl溶液浸漬−650℃加熱を10サイクル繰り返
したときの腐食状況を結晶粒度との関係で示した
ものである。結晶粒度はJISG0551の規定による
粒度番号で、本明細書における結晶の粒度番号は
全てこの値のことである。Siは0.5〜0.7％、Mo
は0.1〜0.3％とした。同図に見られるように、結
晶粒度が小、すなわち粒度番号が大になると、そ
の程度に応じて腐食減肉は顕著になるが、粒界侵
食は大巾に抑制され、結果的には全侵食量は抑制
される。 第４に、Si、Moはステンレス鋼の代表的成分
元素であるが、いずれも腐食減肉、粒界侵食の双
方を抑えるのに有効である。その理由は、表面ス
ケール下部に、主としてSiからなる酸化スケール
（SiO2）を形成し、FeないしCrの酸化スケール以
上にClの内部への侵食を抑制するためと、Si酸化
物によつて鋼表面の酸素分圧を著しく低下させ、
Feの酸化を防ぐため腐食減肉にも有効となるた
めと考えられる。 第４図は塩化物共存の乾式腐食環境下での高温
腐食に与えるSi、Moの影響を調査したものであ
る。調査の対象となつた鋼は、Siの影響度調査に
ついてはC0.02〜0.03％の17Cr−25Niステンレス
鋼で粒度番号は6.5であり、Moの影響度調査につ
いてはC0.02〜0.03％の20Cr−30Niステンレス鋼
で粒度番号は7.0である。試験は飽和NaCl溶液浸
漬−750℃加熱を10サイクル繰り返すものとした。
同図から明らかなように、Si量、Mo量が増大す
るにしたがつて腐食減肉および粒界侵食が抑制さ
れ、全侵食量を効果的に減少させる。ただし、
MoはSiに比して高価であるので、極力Siに依存
することが望まれる。 第５に、塩化物共存の乾式腐食環境下での耐高
温腐食性に対しMnは有害であり、Ｎは有効な元
素であることも判明した。 本発明のステンレス鋼は、斯かる知見に基づき
開発されたもので、重量％でC0.03％未満、Cr10
〜20％、Ni10〜30％、Mn2％以下、Si2％超６％
以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物か
らなり、更に結晶粒度が粒度番号６以上の細粒で
且つ(1)式で示される全侵食量が500以下であるこ
とを基本構成要件とするものである。 24.4Cr＋2.8Ni＋6.7Mn −48.8Si（−56.9Mo−148.0Nb） …(1) そして更に、必要に応じて下記した３種類の成
分系(1)〜(3)の１種または２種以上が選択的に加え
られる。 (1) Mo0.5〜５％およびN0.02〜0.4％のいずれか
１種または２種。 (2) Ti、Nb、ZrおよびTaのいずれか１種また
は２種以上の合計0.1〜１％。 (3) Ca、Mg、Al、Ｙおよび希土類元素のいずれ
か１種または２種以上の合計0.001〜0.1％。 以下、本発明のステンレス鋼における成分組
成、結晶粒度および全侵食指数の限定理由を述べ
る。 Γ成分組成 Ｃ：第２図に示す如く、塩化物共存の乾式腐食
環境下で粒界侵食を著しく増大させ、耐高温
腐食性を低下させるので、0.03％未満とす
る。Ｃ量が低いほど耐高温腐食性を向上させ
るので、下限は規定しない。 Si：第４図に示す如く、塩化物共存の乾式腐食
環境下での高温腐食抑制効果が大きく、２％
超の含有とする。ただし、加工性確保、溶接
性確保の点から６％を上限とする。 Mn：塩化物共存の乾式腐食環境下で耐高温腐
食性を低下させるので、２％を上限とする。
しかし、この元素は一方では製鋼上、加工性
確保の上で不可欠のものであり、最少でも
0.2％程度含有されるのが通例である。 Cr：第１図に示す如く、塩化物共存の乾式腐
食環境下で高温腐食性を著しく低下させるの
で、20％以下に限定する。しかし、この元素
は一方で塩化物を共存しない通常の排ガス中
での耐高温酸化性を確保する上で重要な元素
であり、10％以上の添加を必要とする。 Ni：塩化物共存の乾式腐食環境下での耐高温
腐食性に大きな影響を与えないので、もつぱ
らオーステナイト組織確保の点から10％以上
の添加とする。ただし、添加量の増大はコス
ト向上につながるので、30％以下とする。 Mo、Ｎ：いずれも塩化物共存の乾式腐食環境
下での耐高温腐食性に有効な元素であり、必
要に応じて添加される。添加量は、Moにつ
いては確実な添加効果を得るために0.5％以
上を必要とするが、高価元素であるために５
％を上限とする。Ｎについては、特に添加し
なくても0.02％程度は含有されるので、添加
する場は0.02％以上の含有となる。ただし、
固溶度の限界である0.4％を上限として加工
性を確保する。 Ti、Nb、Zr、Ta：いずれも塩化物共存の乾
式腐食環境下での耐高温腐食性を高めるのに
有効な元素であり、添加量の合計が0.1％以
上で明確な添加効果が得られる。ただし、添
加量が多くなると加工性を低下させるので、
合計で１％以下に抑える。 Ca、Mg、Al、Ｙ、希土類元素：これらは鋼の
清浄度を高めるのに有効である。鋼の清浄度
を高めると、鋼中のSiなどの有益元素ととも
にCrなどの有害元素の拡散を促進する。有
害元素の拡散により腐食減肉は若干顕著とな
るが、前面腐食傾向が大となり、粒界侵食に
対してはSi等による抑制を容易ならしめ、全
体としては有益元素として作用する。 添加する場合は、合計量が0.001％以上で
添加効果が得られるが、0.1％を超えると加
工性、溶接性が悪化するので、0.001〜0.1％
の範囲とする。 不可避的不純物：例えばＰ、Ｓは溶接性等の面
から少ない方が好ましいが、いずれも0.03％
以下であれば通常の目的に使用可能であるの
で、特に規定しない。 Γ結晶粒度 第３図に示したように、結晶粒度が小さくなる
と、腐食減肉は顕著となるが、塩化物共存の乾式
腐食環境下において特徴的な腐食形態である粒界
侵食は大巾に抑制され、結果的には全侵食を抑え
ることになる。全侵食が効果的に抑制されるのは
結晶粒度が粒度番号６以上の細粒領域である。結
晶粒度が小さくなるほど、全侵食が抑制されるの
で、粒度番号に上限は設けない。しかし、結晶の
細粒化は一方で、常温の強度を増す方向になり、
加工がしにくくなるため、作業性の面から実際的
には粒度番号を10以下に制限することが望まれ
る。 結晶粒度を粒度番号６以上に調整する手段とし
ては、冷間加工度および溶体化温度、時間の調整
があり、この調整により所定の結晶粒度を容易に
得ることができる。なお、従来の耐高温腐食性の
みを考慮したステンレス鋼では、結晶粒度は主に
高温延性および加工性の観点から、４〜５程度に
調整されている。 Γ全侵食量 塩化物共存の乾式腐食環境下での耐高温腐食
性については、前述したように、全侵食量は腐
食減肉量と粒界侵食量との和で表わされ、しか
も腐食減肉と粒界侵食とに種々の因子が複雑に
関係している。したがつて個々の因子、例えば
Ｃ量やCr量を見直すだけでは、満足の行く全
侵食量を得ることが困難である。 本発明者らは、全侵食量に与える各種成分の
影響を多重回帰分析した結果、全侵食量が前記
(1)式で表わせることを知見した。 (1)式はＣ量が0.03％以下の鋼に飽和NaCl溶
液浸漬−750℃加熱を10サイクル繰り返したと
きの全侵食量を表わしており、目標とする耐高
温腐食性をSUS304鋼の1.5倍とした場合、(1)式
で表わされる全侵食量は500以下であることが
必要となる。 なお、(1)式において、NbはTi、Nb、Zr、
TaをNbで代表させたもので、この元素グルー
プの総含有量を表わすものである。 〔実施例〕 第１表に組成を示す供試鋼各17Kgを真空溶解に
より溶製し、熱間圧延、冷間圧延により厚み4.9
mmの鋼板とした後、溶体化処理し、しかる後、各
鋼板より幅20×長さ30×厚み３（mm）の試験片を
採取した。そして、各試験片に対し塩化物共存下
での高温腐食性を評価するため、飽和NaCl溶液
５分浸漬−650〜750℃2h加熱保持−５分空冷を
10サイクル繰り返し、その後で全腐食量を調査し
た。全腐食量は腐食減肉量を調査した後、断面ミ
クロ観察から粒界侵食の最大の深さを測定し、両
者を加算することにより求めた。結果は第１表に
示されるとおりである。なお、結晶粒度は、熱処
理温度および時間により調整した。 第１表において、供試鋼No.１〜20は本発明鋼、
No.21〜24は従来鋼である。従来鋼と比べて本発明
鋼は、塩化物共存の乾式腐食環境下での耐高温腐
食性に著しく優れていることが分かる。
高温腐食性の優れていることが求められている
が、最近では更に、路上に融雪のための塩化物が
散布されることから、塩化物が付着した状態での
耐高温腐食性を確保することが重要になつてき
た。 本発明は、このような塩化物共存の乾式腐食環
境下において優れた耐高温腐食性を示すオーステ
ナイトステンレス鋼に関するものである。 〔従来の技術〕 金属材料の耐高温腐食性を考える場合、コスト
とのバランスが重要である。特に、自動車の排気
系等、大量生産による低コスト化が問われる材料
にあつては、コストに対する要求は厳しい。 コストと耐高温腐食性との両立を図つた金属材
料としては、CrとNiとを含有したオーステナイ
トステンレス鋼がよく知られている。 自動車の排気系等、耐高温腐食性の要求される
用途に対しても、このオーステナイトステンレス
鋼をベースとした材料を使用する場合が多い。 例えば、特公昭57−16187号公報および特公昭
58−42264号公報に記載されたオーステナイトス
テンレス鋼は、Ｓ量の規制により優れた耐高温腐
食性を与えられたものである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、このような従来鋼は、確かに耐高温
腐食性には優れるが、塩化物が付着する等、塩化
物共存の乾式腐食環境下での耐高温腐食性までは
考慮されていない。 自動車の排気系にあつては、最近は路上に多量
の融雪剤が散布されることから、塩化物共存の乾
式腐食環境下での耐高温腐食性を考慮することが
重要になつてきている。 また、自動車の排気系ばかりでなく、廃棄物焼
却炉、廃熱利用設備、厨房用の材料においても、
塩化物共存の乾式腐食環境下での耐高温腐食性を
確保することは重要である。 本発明は、合金成分の添加量を極力抑え、経済
性を悪化させることなく塩化物共存の乾式腐食環
境下での耐高温腐食性を高めたオーステナイトス
テンレス鋼を提供するものである。 〔問題点を解決するための手段〕 塩化物共存の乾式腐食環境下での高温腐食は、
腐食減肉速度も大きいが、粒界侵食が著しく大き
いことが特徴である。したがつて、腐食減肉速度
を低下させるだけでは、塩化物共存の乾式腐食環
境下での耐高温腐食性を高めることにならず、粒
界侵食との兼ね合いで総合的に腐食を抑えること
が重要となる。 すなわち、腐食減肉とは全面腐食現象であり、
粒界侵食とは合金表面から内部へ向つて粒界のみ
が侵食される現象である。塩化物共存の乾式腐食
環境下では塩化物が合金表面の酸化物と反応して
複酸化物を形成し、その際、遊離するClは粒界を
通して合金中に侵入して金属反応し、金属が酸化
される。そのとき形成される金属塩化物は一般に
蒸発しやすく、蒸発して再び酸化反応を起し、そ
れによつて粒界が選択的に侵食されていく。以上
の理由から、塩化物共存の乾式腐食環境下では粒
界侵食の占める割合が大となる。 本発明者らは斯かる観点から、塩化物共存の乾
式腐食環境下でのステンレス鋼の高温腐食状況を
詳細に調査検討した結果、次の知見を得るに至つ
た。 第１に、Crは従来より高温腐食に対して例外
なく有効な元素とされているが、塩化物共存の乾
式腐食環境下での有効性を調査した結果は、予想
に反し腐食減肉、粒界侵食のいずれに対しても有
害で、全体として高温腐食を著しく促進する有害
元素であることが判明した。その理由は、先に述
べた遊離したClが鋼中のCrと結合し、Cr塩化物
として蒸発して粒界侵食を生じ、Crの減少した
表層部は耐酸化性が低下し、酸化が進行するため
と考えられる。 第１図はNi25〜30％を含有しCr量を変化させ
た種々のステンレス鋼に対し、飽和NaCl溶液浸
漬−730℃、2h加熱を10サイクル繰り返したとき
の腐食状況をCr量との関係で示したものである。
なお、後述するＣ量、結晶粒度およびSi、Mo量
の影響を排除するため、C0.02〜0.03％、結晶粒
度番号は6.5、Si0.5〜0.7％、Mo0.1〜0.2％として
ある。同図に見られるようにCr量が増加するに
したがつて腐食減肉が顕著となり、また粒界腐食
も著しくなることから、全侵食量が急激に増加し
ている。 第２に、Ｃの影響を調査したところ、Ｃは腐食
減肉に対しては有効であるが、粒界侵食に対して
は著しく有害であり、全体的には高温腐食を増長
する元素であることが判明した。その理由は、高
温に加熱されることにより粒界にCr炭化物を析
出する。この炭化物とClとの反応によりCr炭化
物が分解することよつて粒界侵食が著しく進行し
ていくためと考えられる。 第２図は18Cr−10Niのステンレス鋼でＣ量を
変化させたものに対し、飽和NaCl溶液浸漬−650
℃加熱を10サイクル繰り返したとの腐食状況をＣ
量との関係で示したものである。結晶粒度番号は
6.5、Siは0.4〜0.6％、Moは0.1〜0.3％とした。同
図にみられるように、Ｃ量の増加にともなつて腐
食減肉は減少するが、全侵食量は増加する。これ
は、Ｃ量の増加が粒界侵食を著しく増長している
からに他ならない。 第３に、結晶が細粒化されると腐食減量を増大
させるが、粒界侵食は大巾に抑制され、全体とし
ては高温腐食を抑制する。その理由は、細粒にす
ることによつて粒界道を多く、かつ長くすること
によつて内部への進行を抑制することとなるため
と考えられる。 第３図はC0.02〜0.03％の18Cr−10Niステンレ
ス鋼で結晶粒度を種々変化させた試料に対し、飽
和NaCl溶液浸漬−650℃加熱を10サイクル繰り返
したときの腐食状況を結晶粒度との関係で示した
ものである。結晶粒度はJISG0551の規定による
粒度番号で、本明細書における結晶の粒度番号は
全てこの値のことである。Siは0.5〜0.7％、Mo
は0.1〜0.3％とした。同図に見られるように、結
晶粒度が小、すなわち粒度番号が大になると、そ
の程度に応じて腐食減肉は顕著になるが、粒界侵
食は大巾に抑制され、結果的には全侵食量は抑制
される。 第４に、Si、Moはステンレス鋼の代表的成分
元素であるが、いずれも腐食減肉、粒界侵食の双
方を抑えるのに有効である。その理由は、表面ス
ケール下部に、主としてSiからなる酸化スケール
（SiO2）を形成し、FeないしCrの酸化スケール以
上にClの内部への侵食を抑制するためと、Si酸化
物によつて鋼表面の酸素分圧を著しく低下させ、
Feの酸化を防ぐため腐食減肉にも有効となるた
めと考えられる。 第４図は塩化物共存の乾式腐食環境下での高温
腐食に与えるSi、Moの影響を調査したものであ
る。調査の対象となつた鋼は、Siの影響度調査に
ついてはC0.02〜0.03％の17Cr−25Niステンレス
鋼で粒度番号は6.5であり、Moの影響度調査につ
いてはC0.02〜0.03％の20Cr−30Niステンレス鋼
で粒度番号は7.0である。試験は飽和NaCl溶液浸
漬−750℃加熱を10サイクル繰り返すものとした。
同図から明らかなように、Si量、Mo量が増大す
るにしたがつて腐食減肉および粒界侵食が抑制さ
れ、全侵食量を効果的に減少させる。ただし、
MoはSiに比して高価であるので、極力Siに依存
することが望まれる。 第５に、塩化物共存の乾式腐食環境下での耐高
温腐食性に対しMnは有害であり、Ｎは有効な元
素であることも判明した。 本発明のステンレス鋼は、斯かる知見に基づき
開発されたもので、重量％でC0.03％未満、Cr10
〜20％、Ni10〜30％、Mn2％以下、Si2％超６％
以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物か
らなり、更に結晶粒度が粒度番号６以上の細粒で
且つ(1)式で示される全侵食量が500以下であるこ
とを基本構成要件とするものである。 24.4Cr＋2.8Ni＋6.7Mn −48.8Si（−56.9Mo−148.0Nb） …(1) そして更に、必要に応じて下記した３種類の成
分系(1)〜(3)の１種または２種以上が選択的に加え
られる。 (1) Mo0.5〜５％およびN0.02〜0.4％のいずれか
１種または２種。 (2) Ti、Nb、ZrおよびTaのいずれか１種また
は２種以上の合計0.1〜１％。 (3) Ca、Mg、Al、Ｙおよび希土類元素のいずれ
か１種または２種以上の合計0.001〜0.1％。 以下、本発明のステンレス鋼における成分組
成、結晶粒度および全侵食指数の限定理由を述べ
る。 Γ成分組成 Ｃ：第２図に示す如く、塩化物共存の乾式腐食
環境下で粒界侵食を著しく増大させ、耐高温
腐食性を低下させるので、0.03％未満とす
る。Ｃ量が低いほど耐高温腐食性を向上させ
るので、下限は規定しない。 Si：第４図に示す如く、塩化物共存の乾式腐食
環境下での高温腐食抑制効果が大きく、２％
超の含有とする。ただし、加工性確保、溶接
性確保の点から６％を上限とする。 Mn：塩化物共存の乾式腐食環境下で耐高温腐
食性を低下させるので、２％を上限とする。
しかし、この元素は一方では製鋼上、加工性
確保の上で不可欠のものであり、最少でも
0.2％程度含有されるのが通例である。 Cr：第１図に示す如く、塩化物共存の乾式腐
食環境下で高温腐食性を著しく低下させるの
で、20％以下に限定する。しかし、この元素
は一方で塩化物を共存しない通常の排ガス中
での耐高温酸化性を確保する上で重要な元素
であり、10％以上の添加を必要とする。 Ni：塩化物共存の乾式腐食環境下での耐高温
腐食性に大きな影響を与えないので、もつぱ
らオーステナイト組織確保の点から10％以上
の添加とする。ただし、添加量の増大はコス
ト向上につながるので、30％以下とする。 Mo、Ｎ：いずれも塩化物共存の乾式腐食環境
下での耐高温腐食性に有効な元素であり、必
要に応じて添加される。添加量は、Moにつ
いては確実な添加効果を得るために0.5％以
上を必要とするが、高価元素であるために５
％を上限とする。Ｎについては、特に添加し
なくても0.02％程度は含有されるので、添加
する場は0.02％以上の含有となる。ただし、
固溶度の限界である0.4％を上限として加工
性を確保する。 Ti、Nb、Zr、Ta：いずれも塩化物共存の乾
式腐食環境下での耐高温腐食性を高めるのに
有効な元素であり、添加量の合計が0.1％以
上で明確な添加効果が得られる。ただし、添
加量が多くなると加工性を低下させるので、
合計で１％以下に抑える。 Ca、Mg、Al、Ｙ、希土類元素：これらは鋼の
清浄度を高めるのに有効である。鋼の清浄度
を高めると、鋼中のSiなどの有益元素ととも
にCrなどの有害元素の拡散を促進する。有
害元素の拡散により腐食減肉は若干顕著とな
るが、前面腐食傾向が大となり、粒界侵食に
対してはSi等による抑制を容易ならしめ、全
体としては有益元素として作用する。 添加する場合は、合計量が0.001％以上で
添加効果が得られるが、0.1％を超えると加
工性、溶接性が悪化するので、0.001〜0.1％
の範囲とする。 不可避的不純物：例えばＰ、Ｓは溶接性等の面
から少ない方が好ましいが、いずれも0.03％
以下であれば通常の目的に使用可能であるの
で、特に規定しない。 Γ結晶粒度 第３図に示したように、結晶粒度が小さくなる
と、腐食減肉は顕著となるが、塩化物共存の乾式
腐食環境下において特徴的な腐食形態である粒界
侵食は大巾に抑制され、結果的には全侵食を抑え
ることになる。全侵食が効果的に抑制されるのは
結晶粒度が粒度番号６以上の細粒領域である。結
晶粒度が小さくなるほど、全侵食が抑制されるの
で、粒度番号に上限は設けない。しかし、結晶の
細粒化は一方で、常温の強度を増す方向になり、
加工がしにくくなるため、作業性の面から実際的
には粒度番号を10以下に制限することが望まれ
る。 結晶粒度を粒度番号６以上に調整する手段とし
ては、冷間加工度および溶体化温度、時間の調整
があり、この調整により所定の結晶粒度を容易に
得ることができる。なお、従来の耐高温腐食性の
みを考慮したステンレス鋼では、結晶粒度は主に
高温延性および加工性の観点から、４〜５程度に
調整されている。 Γ全侵食量 塩化物共存の乾式腐食環境下での耐高温腐食
性については、前述したように、全侵食量は腐
食減肉量と粒界侵食量との和で表わされ、しか
も腐食減肉と粒界侵食とに種々の因子が複雑に
関係している。したがつて個々の因子、例えば
Ｃ量やCr量を見直すだけでは、満足の行く全
侵食量を得ることが困難である。 本発明者らは、全侵食量に与える各種成分の
影響を多重回帰分析した結果、全侵食量が前記
(1)式で表わせることを知見した。 (1)式はＣ量が0.03％以下の鋼に飽和NaCl溶
液浸漬−750℃加熱を10サイクル繰り返したと
きの全侵食量を表わしており、目標とする耐高
温腐食性をSUS304鋼の1.5倍とした場合、(1)式
で表わされる全侵食量は500以下であることが
必要となる。 なお、(1)式において、NbはTi、Nb、Zr、
TaをNbで代表させたもので、この元素グルー
プの総含有量を表わすものである。 〔実施例〕 第１表に組成を示す供試鋼各17Kgを真空溶解に
より溶製し、熱間圧延、冷間圧延により厚み4.9
mmの鋼板とした後、溶体化処理し、しかる後、各
鋼板より幅20×長さ30×厚み３（mm）の試験片を
採取した。そして、各試験片に対し塩化物共存下
での高温腐食性を評価するため、飽和NaCl溶液
５分浸漬−650〜750℃2h加熱保持−５分空冷を
10サイクル繰り返し、その後で全腐食量を調査し
た。全腐食量は腐食減肉量を調査した後、断面ミ
クロ観察から粒界侵食の最大の深さを測定し、両
者を加算することにより求めた。結果は第１表に
示されるとおりである。なお、結晶粒度は、熱処
理温度および時間により調整した。 第１表において、供試鋼No.１〜20は本発明鋼、
No.21〜24は従来鋼である。従来鋼と比べて本発明
鋼は、塩化物共存の乾式腐食環境下での耐高温腐
食性に著しく優れていることが分かる。
以上の説明から明らかなように、本発明のステ
ンレス鋼は、塩化物共存の乾式腐食環境下での耐
高温腐食性に優れるので、自動車の排気系に融雪
剤が付着する場合にあつても高度の耐久性を保証
し、更に廃棄物焼却炉、廃熱利用設備、厨房等に
使用して高度の耐久性を示すものとなる。 しかも、本発明のステンレス鋼は、Siの増量に
より耐高温腐食性を高め、むしろCrを減らすの
で、経済性にも著しく優れるものとなる。
ンレス鋼は、塩化物共存の乾式腐食環境下での耐
高温腐食性に優れるので、自動車の排気系に融雪
剤が付着する場合にあつても高度の耐久性を保証
し、更に廃棄物焼却炉、廃熱利用設備、厨房等に
使用して高度の耐久性を示すものとなる。 しかも、本発明のステンレス鋼は、Siの増量に
より耐高温腐食性を高め、むしろCrを減らすの
で、経済性にも著しく優れるものとなる。
第１図〜第４図は塩化物共存下での耐高温腐食
性に影響を与える各種因子の影響度を示すグラフ
である。
性に影響を与える各種因子の影響度を示すグラフ
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％でC0.03％未満、Cr10〜20％、Ni10〜
30％、Mn2％以下、Si2％超６％以下を含有し、
残部Feおよび不可避的不純物からなり、更に結
晶粒度が粒度番号（JIS）６以上の細粒で且つ下
式が500以下であることを特徴とする塩化物共存
下での耐高温腐食性に優れたステンレス鋼。 24.4Cr＋2.8Ni＋6.7Mn−48.8Si ２ 重量％でC0.03％未満、Cr10〜20％、Ni10〜
30％、Mn2％以下、Si2％超６％以下、ならびに
Mo0.5〜５％およびN0.02〜0.4％のいずれか１種
または２種を含有し、残部Feおよび不可避的不
純物からなり、更に結晶粒度が粒度番号（JIS）
６以上の細粒で且つ下式が500以下であることを
特徴とする塩化物共存下での耐高温腐食性に優れ
たステンレス鋼。 24.4Cr＋2.8Ni＋6.7Mn−48.8Si−56.9Mo ３ 重量％でC0.03％未満、Cr10〜20％、Ni10〜
30％、Mn2％以下、Si2％超６％以下、ならびに
Ti、Nb、ZrおよびTaのいずれか１種または２
種以上の合計0.1〜１％を含有し、残部Feおよび
不可避的不純物からなり、更に結晶粒度が粒度番
号（JIS）６以上の細粒で且つ下式が500以下であ
ることを特徴とする塩化物共存下での耐高温腐食
性に優れたステンレス鋼。 24.4Cr＋2.8Ni＋6.7Mn−48.8Si −56.9Mo−148.0Nb ４ 重量％でC0.03％未満、Cr10〜20％、Ni10〜
30％、Mn2％以下、Si2％超６％以下、ならびに
Mo0.5〜５％およびN0.02〜0.4％のいずれか１種
または２種、Ti、Nb、ZrおよびTaのいずれか
１種または２種以上の合計0.1〜1.0％を含有し、
残部Feおよび不可避的不純物からなり、更に結
晶粒度が粒度番号（JIS）６以上の細粒で且つ下
式が500以下であることを特徴とする塩化物共存
下での耐高温腐食性に優れたステンレス鋼。 24.4Cr＋2.8Ni＋6.7Mn−48.8Si −56.9Mo−148.0Nb ５ 重量％でC0.03％未満、Cr10〜20％、Ni10〜
30％、Mn2％以下、Si2％超６％以下、ならびに
Ca、Mg、Al、Ｙおよび希土類元素のいずれか１
種または２種以上の合計0.001〜0.1％を含有し、
残部Feおよび不可避的不純物からなり、更に結
晶粒度が粒度番号（JIS）６以上の細粒で且つ下
式が500以下であることを特徴とする塩化物共存
下での耐高温腐食性に優れたステンレス鋼。 24.4Cr＋2.8Ni＋6.7Mn−48.8Si ６ 重量％でC0.03％未満、Cr10〜20％、Ni10〜
30％、Mn2％以下、Si2％超６％以下、ならびに
Mo0.5％〜５％およびN0.02〜0.4％のいずれか１
種または２種、Ca、Mg、Al、Ｙおよび希土類元
素のいずれか１種または２種以上の合計0.001〜
0.1％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物か
らなり、更に結晶粒度が粒度番号（JIS）６以上
の細粒で且つ下式が500以下であることを特徴と
する塩化物共存下での耐高温腐食性に優れたステ
ンレス鋼。 24.4Cr＋2.8Ni＋6.7Mn−48.8Si−56.9Mo ７ 重量％でC0.03％未満、Cr10〜20％、Ni10〜
30％、Mn2％以下、Si2％超６％以下、ならびに
Mo0.5％〜５％およびN0.02〜0.4％のいずれか１
種または２種、Ti、Nb、ZrおよびTaのいずれ
か、１種または２種以上の合計0.1〜１％、Ca、
Mg、Al、Ｙおよび希土類元素のいずれか１種ま
たは２種以上の合計0.001〜0.1％を含有し、残部
Feおよび不可避的不純物からなり、更に結晶粒
度が粒度番号（JIS）６以上の細粒で且つ下式が
500以下であることを特徴とする塩化物共存下で
の耐高温腐食性に優れたステンレス鋼。 24.4Cr＋2.8Ni＋6.7Mn−48.8Si −56.9Mo−148.0Nb
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4627587A JPS63213643A (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | 塩化物共存下での耐高温腐食性に優れたステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4627587A JPS63213643A (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | 塩化物共存下での耐高温腐食性に優れたステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63213643A JPS63213643A (ja) | 1988-09-06 |
| JPH057458B2 true JPH057458B2 (ja) | 1993-01-28 |
Family
ID=12742673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4627587A Granted JPS63213643A (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | 塩化物共存下での耐高温腐食性に優れたステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63213643A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2527605B2 (ja) * | 1988-08-16 | 1996-08-28 | 日新製鋼株式会社 | 耐高温塩腐食性に優れたオ―ステナイト系ステンレス鋼 |
| US5824264A (en) * | 1994-10-25 | 1998-10-20 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | High-temperature stainless steel and method for its production |
| JP3424314B2 (ja) * | 1994-02-24 | 2003-07-07 | 大同特殊鋼株式会社 | 耐熱鋼 |
| JPH09249946A (ja) * | 1996-03-14 | 1997-09-22 | Nkk Corp | 加圧流動床燃焼型火力発電プラント用鋼 |
| CN104060190A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-09-24 | 上海大学兴化特种不锈钢研究院 | 节铬节镍型高硅耐热不锈钢 |
| WO2022129993A1 (fr) * | 2020-12-16 | 2022-06-23 | Aperam | Acier inoxydable austénitique, plaques pour échangeurs de chaleurs, et conduits de cheminée, réalisés avec cet acier |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4099967A (en) * | 1976-12-14 | 1978-07-11 | Armco Steel Corporation | Galling resistant austenitic stainless steel |
| JPS5681618A (en) * | 1979-12-04 | 1981-07-03 | Japan Steel Works Ltd:The | Grain fining method of austenite steel |
| JPS573743A (en) * | 1980-06-03 | 1982-01-09 | Toshiba Corp | Joining method of glass |
| JPS5716187A (en) * | 1980-06-20 | 1982-01-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Electrolytic refinery of copper |
| JPS60230966A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 塩化物の存在する高温乾食環境用鋼 |
| JPS6220856A (ja) * | 1985-07-19 | 1987-01-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 塩化物による高温腐食抵抗性に優れた耐熱鋼 |
| JPS62202056A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 耐酸化性及び耐食性に優れたステンレス鋼 |
| JP2548153B2 (ja) * | 1986-12-19 | 1996-10-30 | 松下電器産業株式会社 | シ−ズヒ−タ |
-
1987
- 1987-02-27 JP JP4627587A patent/JPS63213643A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63213643A (ja) | 1988-09-06 |
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |