JPH0649600A - 耐酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 - Google Patents
耐酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼Info
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- JPH0649600A JPH0649600A JP20241492A JP20241492A JPH0649600A JP H0649600 A JPH0649600 A JP H0649600A JP 20241492 A JP20241492 A JP 20241492A JP 20241492 A JP20241492 A JP 20241492A JP H0649600 A JPH0649600 A JP H0649600A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐酸腐食性の優れたオーステナイト系ステン
レス鋼を提供する。 【構成】 Ｓを０．０１０％以下に制限し、Ｃｕ＋Ｃｏ
を０．２％以上、１．０％以下添加する。
レス鋼を提供する。 【構成】 Ｓを０．０１０％以下に制限し、Ｃｕ＋Ｃｏ
を０．２％以上、１．０％以下添加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、耐食性、とくに耐酸
腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼に関し、
化学プラント、各種配管など耐食性が要求される種々の
産業分野の用途に用いて好適なものである。
腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼に関し、
化学プラント、各種配管など耐食性が要求される種々の
産業分野の用途に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のごとく、オーステナイト系ステン
レス鋼は主合金成分のＣｒおよびＮｉによって優れた耐
食性を示すとともに、加工性、溶接性にも優れているの
で耐食性が要求される用途に広く利用されており、その
提供形態も薄板、厚板、鋼管等多品種にわたっている。
オーステナイト系ステンレス鋼に要求される耐食性とし
ては耐酸腐食性、耐粒界腐食性、孔食性、耐隙間腐食
性、耐応力腐食割れ性などがある。このうち耐酸腐食性
を通常レベルよりさらに向上させるには、Ｃｒ、Ｎｉ、
Ｍｏなどの高価な合金元素を増量または添加する（鉄鋼
ＪＩＳ：ＳＵＳ３１６、３１７、３２９Ｊ１など）より
方法がなく、コストアップの要因となっていた。また上
述の合金元素により耐酸腐食性を向上させたとしても、
熱間加工性、冷間加工性、溶接性などの生産性または諸
特性に問題が生じる場合があり、実用化に苦慮している
のが実情である。
レス鋼は主合金成分のＣｒおよびＮｉによって優れた耐
食性を示すとともに、加工性、溶接性にも優れているの
で耐食性が要求される用途に広く利用されており、その
提供形態も薄板、厚板、鋼管等多品種にわたっている。
オーステナイト系ステンレス鋼に要求される耐食性とし
ては耐酸腐食性、耐粒界腐食性、孔食性、耐隙間腐食
性、耐応力腐食割れ性などがある。このうち耐酸腐食性
を通常レベルよりさらに向上させるには、Ｃｒ、Ｎｉ、
Ｍｏなどの高価な合金元素を増量または添加する（鉄鋼
ＪＩＳ：ＳＵＳ３１６、３１７、３２９Ｊ１など）より
方法がなく、コストアップの要因となっていた。また上
述の合金元素により耐酸腐食性を向上させたとしても、
熱間加工性、冷間加工性、溶接性などの生産性または諸
特性に問題が生じる場合があり、実用化に苦慮している
のが実情である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記のご
とき事情に鑑み開発されたもので、コストアップや生産
性の低下を引き起こすことなく、しかも優れた耐酸腐食
性を有するオーステナイト系ステンレス鋼を提供するこ
とを目的とする。
とき事情に鑑み開発されたもので、コストアップや生産
性の低下を引き起こすことなく、しかも優れた耐酸腐食
性を有するオーステナイト系ステンレス鋼を提供するこ
とを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】まずこの発明の開発経緯
について説明する。本発明者らは上述のような目的を達
成するべく、代表的なオーステナイト系ステンレス鋼で
あるＳＵＳ３０４鋼をベースに耐酸腐食性におよぼす各
種合金元素および精錬中に不可避的に含有される不純物
元素の影響について調査した。その結果、微量添加で耐
酸腐食性を向上させる合金元素としてＣｕおよびＣｏを
見いだし、また、不純物元素はＳおよびＯが耐酸腐食性
を著しく劣化させることを見いだすことにより、この発
明をなすに到ったのである。
について説明する。本発明者らは上述のような目的を達
成するべく、代表的なオーステナイト系ステンレス鋼で
あるＳＵＳ３０４鋼をベースに耐酸腐食性におよぼす各
種合金元素および精錬中に不可避的に含有される不純物
元素の影響について調査した。その結果、微量添加で耐
酸腐食性を向上させる合金元素としてＣｕおよびＣｏを
見いだし、また、不純物元素はＳおよびＯが耐酸腐食性
を著しく劣化させることを見いだすことにより、この発
明をなすに到ったのである。
【０００５】すなわち本発明は、重量割合でＣ：０．０
１〜０．１０％、Ｓｉ：０．３０〜１．０％，Ｍｎ：
１．０〜２．０％、Ｐ；０．０３０％以下、Ｓ：０．０
１０％以下、Ａｌ：０．００１〜０．１０％、Ｎｉ：
７．０〜１０．０％、Ｃｒ：１７．０〜２０．０％、
Ｎ：０．０１０〜０．１０％、Ｏ：０．００７％以下を
含有し、さらにＣｕ、Ｃｏのうち１種または２種を合計
で０．２％以上、１．０％以下、含有することを特徴と
する耐酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼
である。
１〜０．１０％、Ｓｉ：０．３０〜１．０％，Ｍｎ：
１．０〜２．０％、Ｐ；０．０３０％以下、Ｓ：０．０
１０％以下、Ａｌ：０．００１〜０．１０％、Ｎｉ：
７．０〜１０．０％、Ｃｒ：１７．０〜２０．０％、
Ｎ：０．０１０〜０．１０％、Ｏ：０．００７％以下を
含有し、さらにＣｕ、Ｃｏのうち１種または２種を合計
で０．２％以上、１．０％以下、含有することを特徴と
する耐酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼
である。
【０００６】
【作用】次にこの発明における鋼成分の限定理由につい
て説明する。 Ｃ：ＣはＣｒ炭化物の粒界への析出による鋭敏化防止の
観点から上限を１．０％にする必要があるが、極端な低
減は製造コストの上昇を招き、しかも０．０１％以下で
は鋭敏化防止効果が飽和するため、その含有量を０．０
１〜０．１０％とした。
て説明する。 Ｃ：ＣはＣｒ炭化物の粒界への析出による鋭敏化防止の
観点から上限を１．０％にする必要があるが、極端な低
減は製造コストの上昇を招き、しかも０．０１％以下で
は鋭敏化防止効果が飽和するため、その含有量を０．０
１〜０．１０％とした。
【０００７】Ｓｉ：Ｓｉは通常の製鋼過程において脱酸
剤として必要な元素であり、後述のＯを必要レベルまで
低減するにはＭｎ、Ａｌとともに用いて０．３０％以上
必要である。一方、１．０％を越えると各種の機械的性
質を劣化させることから、その含有量を０．３０〜１．
０％とした。 Ｍｎ：Ｍｎは通常の製鋼過程において脱酸剤、脱硫剤と
して必要な元素であるとともに、オーステナイト相安定
化元素として１．０％以上必要である。一方、２．０％
を越えると靱性を劣化させることから、その含有量を
１．０〜２．０％とした。
剤として必要な元素であり、後述のＯを必要レベルまで
低減するにはＭｎ、Ａｌとともに用いて０．３０％以上
必要である。一方、１．０％を越えると各種の機械的性
質を劣化させることから、その含有量を０．３０〜１．
０％とした。 Ｍｎ：Ｍｎは通常の製鋼過程において脱酸剤、脱硫剤と
して必要な元素であるとともに、オーステナイト相安定
化元素として１．０％以上必要である。一方、２．０％
を越えると靱性を劣化させることから、その含有量を
１．０〜２．０％とした。
【０００８】Ｐ：Ｐは不純物として不可避的に混入する
元素であり、可及的に少ない方が良いが、とくに０．０
３０％を越えると粒界に偏析して耐酸腐食性を劣化させ
ることから、その含有量を０．０３０％以下とした。 Ｓ：Ｓは不純物として不可避的に混入する元素であり、
可及的に少ない方が良いが、とくに０．０１０％を越え
ると粒界に偏析したり、各種のサルファイドを形成して
耐酸腐食性を著しく劣化させる元素である。Ｃｕおよび
Ｃｏ添加の効果を十分に発揮させるためには０．０１０
％以下にする必要があるのでその含有量を０．０１０％
以下とした。
元素であり、可及的に少ない方が良いが、とくに０．０
３０％を越えると粒界に偏析して耐酸腐食性を劣化させ
ることから、その含有量を０．０３０％以下とした。 Ｓ：Ｓは不純物として不可避的に混入する元素であり、
可及的に少ない方が良いが、とくに０．０１０％を越え
ると粒界に偏析したり、各種のサルファイドを形成して
耐酸腐食性を著しく劣化させる元素である。Ｃｕおよび
Ｃｏ添加の効果を十分に発揮させるためには０．０１０
％以下にする必要があるのでその含有量を０．０１０％
以下とした。
【０００９】Ａｌ：Ａｌは強力な脱酸作用を有し、後述
のＯを必要レベルまで低減するにはＳｉ、Ｍｎとともに
用いて０．００１％以上必要である。一方、０．１０％
を越えると靱性を劣化させることから、その含有量を
０．００１〜０．１０％とした。 Ｎｉ：Ｎｉはオーステナイト相を保持するための主要元
素であり、オーステナイト相を安定に保持するためには
７．０％以上必要である。一方、１０．０％を越える添
加はコスト的に不利になることから、その含有量を７．
０〜１０．０％とした。
のＯを必要レベルまで低減するにはＳｉ、Ｍｎとともに
用いて０．００１％以上必要である。一方、０．１０％
を越えると靱性を劣化させることから、その含有量を
０．００１〜０．１０％とした。 Ｎｉ：Ｎｉはオーステナイト相を保持するための主要元
素であり、オーステナイト相を安定に保持するためには
７．０％以上必要である。一方、１０．０％を越える添
加はコスト的に不利になることから、その含有量を７．
０〜１０．０％とした。
【００１０】Ｃｒ：Ｃｒはステンレス鋼の基本成分であ
り、オーステナイト系ステンレス鋼としての基本的な耐
食性を得るためには最低１７．０％必要である。一方、
２０．０％を越えるとオーステナイト相を保持するため
の必要なＮｉ量が増すだけでなく、Ｆｅ−Ｃｒ金属間化
合物の析出により熱間加工性が劣化し、製造が困難にな
るのでその含有量を１７．０〜２０．０％とした。
り、オーステナイト系ステンレス鋼としての基本的な耐
食性を得るためには最低１７．０％必要である。一方、
２０．０％を越えるとオーステナイト相を保持するため
の必要なＮｉ量が増すだけでなく、Ｆｅ−Ｃｒ金属間化
合物の析出により熱間加工性が劣化し、製造が困難にな
るのでその含有量を１７．０〜２０．０％とした。
【００１１】Ｎ：Ｎはオーステナイト相を安定させる元
素であって、加熱時のδフェライトの生成を抑制する作
用があり、０．０１０％以上を必要とする。一方、０．
１０％を越えると凝固時に気泡などの欠陥を発生しやす
くするのでその含有量を０．０１０〜０．１０％とし
た。 Ｏ：Ｏは各種の酸化物を形成してＳとともに耐酸腐食性
を著しく劣化させる元素である。ＣｕおよびＣｏの効果
を十分に発揮させるには０．００７％以下にする必要が
あり、その含有量を０．００７％以下とした。
素であって、加熱時のδフェライトの生成を抑制する作
用があり、０．０１０％以上を必要とする。一方、０．
１０％を越えると凝固時に気泡などの欠陥を発生しやす
くするのでその含有量を０．０１０〜０．１０％とし
た。 Ｏ：Ｏは各種の酸化物を形成してＳとともに耐酸腐食性
を著しく劣化させる元素である。ＣｕおよびＣｏの効果
を十分に発揮させるには０．００７％以下にする必要が
あり、その含有量を０．００７％以下とした。
【００１２】Ｃｕ、Ｃｏ：Ｃｕ、Ｃｏの添加量について
は、Ｃｕ、Ｃｏとも耐酸腐食性向上に寄与する割合はほ
とんど同じで、いずれも単独添加では０．２％以上必要
である。したがって、耐酸腐食性の観点からは低コスト
のＣｕの単独添加で十分であるが、Ｃｕの添加は熱間圧
延時に表面欠陥を発生させることがある。この表面欠陥
は厚板製品や鋼管の場合はほとんど問題にならない小さ
い欠陥であるが、鮮映性をも要求される薄板製品におい
ては好ましいものではない。したがって、用途や要求に
応じてＣｕを同等の耐酸腐食性向上効果のある、かつ熱
間加工性を劣化させないＣｏへの代替が必要である。そ
の代替量は耐酸腐食性を確保するためにそれらの合計が
０．２％以上になるようにすればよい。一方、ＣｕとＣ
ｏの含有量の合計が１．０％を越えると効果が飽和し、
経済的に不利であることから、その含有量を０．２％≦
Ｃｕ＋Ｃｏ≦１．０％とした。
は、Ｃｕ、Ｃｏとも耐酸腐食性向上に寄与する割合はほ
とんど同じで、いずれも単独添加では０．２％以上必要
である。したがって、耐酸腐食性の観点からは低コスト
のＣｕの単独添加で十分であるが、Ｃｕの添加は熱間圧
延時に表面欠陥を発生させることがある。この表面欠陥
は厚板製品や鋼管の場合はほとんど問題にならない小さ
い欠陥であるが、鮮映性をも要求される薄板製品におい
ては好ましいものではない。したがって、用途や要求に
応じてＣｕを同等の耐酸腐食性向上効果のある、かつ熱
間加工性を劣化させないＣｏへの代替が必要である。そ
の代替量は耐酸腐食性を確保するためにそれらの合計が
０．２％以上になるようにすればよい。一方、ＣｕとＣ
ｏの含有量の合計が１．０％を越えると効果が飽和し、
経済的に不利であることから、その含有量を０．２％≦
Ｃｕ＋Ｃｏ≦１．０％とした。
【００１３】
【実施例】次に、この発明を実施例により比較例と対比
しながら説明する。まず、実験室的な真空溶解法により
表１に示される成分組成を有する鋼Ａ〜Ｍを溶製した。
ここで溶製鋼Ａは代表的なオーステナイト系ステンレス
鋼であるＳＵＳ３０４鋼の成分組成を有する鋼である。
溶製鋼Ｂ〜Ｇは本発明の範囲から外れた成分組成を有す
る比較のために溶製された鋼である。すなわち、溶製鋼
Ｂ、ＣはＣｕ＋Ｃｏ含有量が、Ｄ、ＥはＳ含有量が、さ
らにＦ、ＧはＯ含有量がそれぞれ本発明の成分組成範囲
外である。溶製鋼Ｈ〜Ｍは本発明の範囲内の成分組成を
有する鋼である。
しながら説明する。まず、実験室的な真空溶解法により
表１に示される成分組成を有する鋼Ａ〜Ｍを溶製した。
ここで溶製鋼Ａは代表的なオーステナイト系ステンレス
鋼であるＳＵＳ３０４鋼の成分組成を有する鋼である。
溶製鋼Ｂ〜Ｇは本発明の範囲から外れた成分組成を有す
る比較のために溶製された鋼である。すなわち、溶製鋼
Ｂ、ＣはＣｕ＋Ｃｏ含有量が、Ｄ、ＥはＳ含有量が、さ
らにＦ、ＧはＯ含有量がそれぞれ本発明の成分組成範囲
外である。溶製鋼Ｈ〜Ｍは本発明の範囲内の成分組成を
有する鋼である。
【００１４】
【表１】
【００１５】ついで、これらの鋼を熱間圧延により厚
さ：１０ｍｍの熱間圧延鋼板とし、１０５０℃において
３０分加熱して完全にオーステナイト化した後水冷す
る、いわゆる固溶化熱処理を施した。このようにして得
られた鋼板から厚さ：５ｍｍ、幅：２５ｍｍ、長さ：５
０ｍｍの短冊状試験片を採取し、それらの試験片を熱酸
試験に供することにより、耐酸腐食性を評価した。熱酸
試験は５％硫酸（沸騰、６時間；ＪＩＳ Ｇ０５９
１）、および１％塩酸（沸騰、６時間）水溶液中で行っ
た。結果をまとめて表１に示した。
さ：１０ｍｍの熱間圧延鋼板とし、１０５０℃において
３０分加熱して完全にオーステナイト化した後水冷す
る、いわゆる固溶化熱処理を施した。このようにして得
られた鋼板から厚さ：５ｍｍ、幅：２５ｍｍ、長さ：５
０ｍｍの短冊状試験片を採取し、それらの試験片を熱酸
試験に供することにより、耐酸腐食性を評価した。熱酸
試験は５％硫酸（沸騰、６時間；ＪＩＳ Ｇ０５９
１）、および１％塩酸（沸騰、６時間）水溶液中で行っ
た。結果をまとめて表１に示した。
【００１６】従来鋼Ａ、あるいは比較鋼Ｂ、ＣはＣｕと
Ｃｏの含有量を除いては本発明鋼の成分規定範囲内であ
るが、耐酸腐食試験結果は試験液が５％硫酸の場合１０
０ｇ／ｍ2 ｈ以上、１％塩酸の場合８６ｇ／ｍ2 ｈ以上
と多い。これに対してＣｕとＣｏの合計が本発明の規定
範囲内添加されている本発明鋼Ｈ〜Ｍは、耐酸腐食量が
５％硫酸の場合２４．５ｇ／ｍ2 ｈ以下、１％塩酸の場
合２０ｇ／ｍ2 ｈ以下と大きく減少しており、Ｃｕ＋Ｃ
ｏ添加の効果は明らかである。しかし、Ｓが規定範囲を
こえた比較鋼Ｄ、Ｅ、Ｏが規定範囲をこえた比較鋼Ｆ、
ＧはＣｕ＋Ｃｏが本発明の規定範囲内添加されているに
もかかわらず耐酸腐食量は５％硫酸の場合１０９ｇ／ｍ
2 ｈ以上、１％塩酸の場合８７ｇ／ｍ2 ｈ以上とＣｕ＋
Ｃｏ添加の効果は表れていない。
Ｃｏの含有量を除いては本発明鋼の成分規定範囲内であ
るが、耐酸腐食試験結果は試験液が５％硫酸の場合１０
０ｇ／ｍ2 ｈ以上、１％塩酸の場合８６ｇ／ｍ2 ｈ以上
と多い。これに対してＣｕとＣｏの合計が本発明の規定
範囲内添加されている本発明鋼Ｈ〜Ｍは、耐酸腐食量が
５％硫酸の場合２４．５ｇ／ｍ2 ｈ以下、１％塩酸の場
合２０ｇ／ｍ2 ｈ以下と大きく減少しており、Ｃｕ＋Ｃ
ｏ添加の効果は明らかである。しかし、Ｓが規定範囲を
こえた比較鋼Ｄ、Ｅ、Ｏが規定範囲をこえた比較鋼Ｆ、
ＧはＣｕ＋Ｃｏが本発明の規定範囲内添加されているに
もかかわらず耐酸腐食量は５％硫酸の場合１０９ｇ／ｍ
2 ｈ以上、１％塩酸の場合８７ｇ／ｍ2 ｈ以上とＣｕ＋
Ｃｏ添加の効果は表れていない。
【００１７】Ｃｕ＋Ｃｏ、ＳおよびＯ含有量が本発明外
である溶製鋼Ｂ〜Ｇの耐酸腐食性は従来成分組成鋼であ
る溶製鋼Ａと同等ないしそれ以下で、耐酸腐食性の改善
は認められない。一方、本発明鋼である溶製鋼Ｈ〜Ｍの
耐酸腐食性は従来成分組成鋼に比し、著しく改善されて
いることがわかる。なお、本発明の方法は検討した以外
のオーステナイト系ステンレス鋼、例えば、ＳＵＳ３１
６、３１６Ｌ、３２１、３４７などに適用しても同様な
効果が得られると考えられる。
である溶製鋼Ｂ〜Ｇの耐酸腐食性は従来成分組成鋼であ
る溶製鋼Ａと同等ないしそれ以下で、耐酸腐食性の改善
は認められない。一方、本発明鋼である溶製鋼Ｈ〜Ｍの
耐酸腐食性は従来成分組成鋼に比し、著しく改善されて
いることがわかる。なお、本発明の方法は検討した以外
のオーステナイト系ステンレス鋼、例えば、ＳＵＳ３１
６、３１６Ｌ、３２１、３４７などに適用しても同様な
効果が得られると考えられる。
【００１８】
【発明の効果】上述のように本発明によると、コッスト
アップや生産性の低下を招くことなく優れた耐酸腐食性
を有するステンレス鋼が提供できるので、産業上有効な
効果が得られる。
アップや生産性の低下を招くことなく優れた耐酸腐食性
を有するステンレス鋼が提供できるので、産業上有効な
効果が得られる。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量割合でＣ：０．０１〜０．１０％、
Ｓｉ：０．３０〜１．０％，Ｍｎ：１．０〜２．０％、
Ｐ；０．０３０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：
０．００１〜０．１０％、Ｎｉ：７．０〜１０．０％、
Ｃｒ：１７．０〜２０．０％、Ｎ：０．０１０〜０．１
０％、Ｏ：０．００７％以下を含有し、さらにＣｕ、Ｃ
ｏのうち１種または２種を合計で０．２％以上、１．０
％以下を含有することを特徴とする耐酸腐食性に優れた
オーステナイト系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20241492A JPH0649600A (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 耐酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20241492A JPH0649600A (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 耐酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0649600A true JPH0649600A (ja) | 1994-02-22 |
Family
ID=16457114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20241492A Pending JPH0649600A (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 耐酸腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0649600A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997043089A1 (en) * | 1996-05-15 | 1997-11-20 | Ppg Industries, Inc. | Laminating device and method of operating same |
| US6033518A (en) * | 1998-03-23 | 2000-03-07 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Method for laminating a composite device |
-
1992
- 1992-07-29 JP JP20241492A patent/JPH0649600A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997043089A1 (en) * | 1996-05-15 | 1997-11-20 | Ppg Industries, Inc. | Laminating device and method of operating same |
| US6033518A (en) * | 1998-03-23 | 2000-03-07 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Method for laminating a composite device |
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