JPH0751737A - 耐食性、延靭性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス継目無鋼管の製造方法 - Google Patents
耐食性、延靭性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス継目無鋼管の製造方法Info
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- JPH0751737A JPH0751737A JP20391993A JP20391993A JPH0751737A JP H0751737 A JPH0751737 A JP H0751737A JP 20391993 A JP20391993 A JP 20391993A JP 20391993 A JP20391993 A JP 20391993A JP H0751737 A JPH0751737 A JP H0751737A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】重量％で、C:0.08％以下と、Si:5.0〜 8.0％
と、Mn:2.0％以下と、Ni:10〜35％と、Cr:10 〜25％
と、Cu:0.5〜3.0 ％、Mo:0.2〜 2.0％及びPd:0.005〜1.
0％からなる群から選択された１種以上と、残部Fe及び
不可避的不純物からなり、Cr,Mo,Si及びNi含有量が(3)
式を満たした鋼塊を、1050〜１150 ℃、且つ(2) 式を満
足する温度域Ｔ（℃）に均熱後、熱間プレス穿孔、押出
を950 ℃以上の温度域で終了する耐食性、延靭性に優れ
た高Ｓｉ含有ステンレス継目無鋼管の製造方法。 Ｃｒ(%) ＋Ｍｏ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４＜
５ …（３） Ｔ＜１４７０−３５×Ｓｉ(%) −５×Ｎｉ(%)
…（２） 【効果】95％硫酸中においては65〜100 ℃、98％硫酸中
では150 〜220 ℃の環境で良好な耐食性を有し、かつ構
造用材料としての延靭性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス
継目無鋼管を熱間プレス穿孔、押出によって容易に得ら
れる。
と、Mn:2.0％以下と、Ni:10〜35％と、Cr:10 〜25％
と、Cu:0.5〜3.0 ％、Mo:0.2〜 2.0％及びPd:0.005〜1.
0％からなる群から選択された１種以上と、残部Fe及び
不可避的不純物からなり、Cr,Mo,Si及びNi含有量が(3)
式を満たした鋼塊を、1050〜１150 ℃、且つ(2) 式を満
足する温度域Ｔ（℃）に均熱後、熱間プレス穿孔、押出
を950 ℃以上の温度域で終了する耐食性、延靭性に優れ
た高Ｓｉ含有ステンレス継目無鋼管の製造方法。 Ｃｒ(%) ＋Ｍｏ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４＜
５ …（３） Ｔ＜１４７０−３５×Ｓｉ(%) −５×Ｎｉ(%)
…（２） 【効果】95％硫酸中においては65〜100 ℃、98％硫酸中
では150 〜220 ℃の環境で良好な耐食性を有し、かつ構
造用材料としての延靭性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス
継目無鋼管を熱間プレス穿孔、押出によって容易に得ら
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、硫酸製造プラントの
乾燥塔、吸収塔等の装置材料として有用な、延靭性なら
びに高温、高濃度硫酸中での耐食性に優れた高Ｓｉ含有
ステンレス継目無鋼管の製造方法に関する。
乾燥塔、吸収塔等の装置材料として有用な、延靭性なら
びに高温、高濃度硫酸中での耐食性に優れた高Ｓｉ含有
ステンレス継目無鋼管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】接触式硫酸製造法で重要となる吸収、乾
燥、冷却行程において、装置材料は一般的に、濃度９５
〜９９％、温度６５〜１２０℃の硫酸環境に曝される。
中でも配管類には、従来、Ｃｒ鋳鉄、高Ｓｉ鋳鉄、ステ
ンレス鋼、高Ｎｉ合金等が使用されている。しかし、鋳
鉄では装置の設計上、制限を受けるばかりでなく、内部
欠陥が多いためメインテナンスにも難がある。一方、ス
テンレス鋼及び高Ｎｉ合金は構造用材料として適してい
るが、ＳＵＳ３１６Ｌ等の汎用ステンレスでは上記環境
に耐えず、また、ＵＮＳ Ｎ１０２７６等の高Ｎｉ合金
でも１００℃以上の温度では使用できない。
燥、冷却行程において、装置材料は一般的に、濃度９５
〜９９％、温度６５〜１２０℃の硫酸環境に曝される。
中でも配管類には、従来、Ｃｒ鋳鉄、高Ｓｉ鋳鉄、ステ
ンレス鋼、高Ｎｉ合金等が使用されている。しかし、鋳
鉄では装置の設計上、制限を受けるばかりでなく、内部
欠陥が多いためメインテナンスにも難がある。一方、ス
テンレス鋼及び高Ｎｉ合金は構造用材料として適してい
るが、ＳＵＳ３１６Ｌ等の汎用ステンレスでは上記環境
に耐えず、また、ＵＮＳ Ｎ１０２７６等の高Ｎｉ合金
でも１００℃以上の温度では使用できない。
【０００３】一般に乾燥塔での操業環境は、濃度９５
％、温度６５℃程度の硫酸中であるが、配管類の一部に
おいては１００℃程度まで温度が上昇することもある。
さらに、９８％硫酸環境である吸収塔は、現状１００〜
１２０℃で操業されているが、温度を上げることにより
操業効率の向上を図ることが可能となるため、１５０℃
以上での使用に耐える配管が必要とされている。
％、温度６５℃程度の硫酸中であるが、配管類の一部に
おいては１００℃程度まで温度が上昇することもある。
さらに、９８％硫酸環境である吸収塔は、現状１００〜
１２０℃で操業されているが、温度を上げることにより
操業効率の向上を図ることが可能となるため、１５０℃
以上での使用に耐える配管が必要とされている。
【０００４】上記環境での使用を目的としたステンレス
鋼として、特開昭５２−４４１８号公報及び特開平２−
２９０９４９号公報には、ステンレス鋼のＳｉ含有量を
高めることにより、９５％及び９８％のいずれの硫酸濃
度においても高温まで良好な耐食性が得られると開示さ
れている。
鋼として、特開昭５２−４４１８号公報及び特開平２−
２９０９４９号公報には、ステンレス鋼のＳｉ含有量を
高めることにより、９５％及び９８％のいずれの硫酸濃
度においても高温まで良好な耐食性が得られると開示さ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高Ｓｉ含有ス
テンレス鋼ではＳｉ含有量の増加に伴い、硬い（ＨＶ：
５００〜１０００）金属間化合物やδフェライト等の脆
化相が生成する。特に鋳造過程において最終凝固する鋼
塊中心に近い部位ほど偏析が著しいため、この脆化相が
増加し、熱間加工性に劣るばかりでなく、製品となった
鋼管の延靭性も著しく劣化する。したがって、通常の鋳
造法によって得られた鋼塊では、熱間押出による鋼管製
造が困難であり、且つ構造用材料として重要な延靭性に
も劣るという問題点を有する。しかるに、上記の特開昭
５２−４４１８号公報及び特開平２−２９０９４９号公
報によるものでは、この点が十分に考慮されていない。
テンレス鋼ではＳｉ含有量の増加に伴い、硬い（ＨＶ：
５００〜１０００）金属間化合物やδフェライト等の脆
化相が生成する。特に鋳造過程において最終凝固する鋼
塊中心に近い部位ほど偏析が著しいため、この脆化相が
増加し、熱間加工性に劣るばかりでなく、製品となった
鋼管の延靭性も著しく劣化する。したがって、通常の鋳
造法によって得られた鋼塊では、熱間押出による鋼管製
造が困難であり、且つ構造用材料として重要な延靭性に
も劣るという問題点を有する。しかるに、上記の特開昭
５２−４４１８号公報及び特開平２−２９０９４９号公
報によるものでは、この点が十分に考慮されていない。
【０００６】この発明は上記のような従来技術における
問題を解決するためになされたもので、熱間プレス穿
孔、押出による継目無鋼管の製造が容易となる高Ｓｉ含
有ステンレス鋼の成分範囲及び製造条件を規定すること
により、９５％硫酸中においては６５℃以上、９８％硫
酸中では１５０℃以上の環境で良好な耐食性を有し、か
つ構造用材料としての延靭性に優れたステンレス鋼管を
得ることを目的とする。
問題を解決するためになされたもので、熱間プレス穿
孔、押出による継目無鋼管の製造が容易となる高Ｓｉ含
有ステンレス鋼の成分範囲及び製造条件を規定すること
により、９５％硫酸中においては６５℃以上、９８％硫
酸中では１５０℃以上の環境で良好な耐食性を有し、か
つ構造用材料としての延靭性に優れたステンレス鋼管を
得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、以下に述べ
る成分限定、製造条件により解決される。第１発明は、
重量％で、Ｃ：０．０８％以下と、Ｓｉ：５．０〜８．
０％と、Ｍｎ：２．０％以下と、Ｎｉ：１０〜３５％
と、Ｃｒ：１０〜２５％と、残部Ｆｅ及び不可避的不純
物からなり、Ｃｒ，Ｓｉ及びＮｉ含有量が（１）式を満
たした鋼塊を、１０５０〜１１５０℃、且つ（２）式を
満足する温度域Ｔ（℃）に均熱後、熱間プレス穿孔、押
出を９５０℃以上の温度域で終了することを特徴とする
耐食性、延靭性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス継目無鋼
管の製造方法である。
る成分限定、製造条件により解決される。第１発明は、
重量％で、Ｃ：０．０８％以下と、Ｓｉ：５．０〜８．
０％と、Ｍｎ：２．０％以下と、Ｎｉ：１０〜３５％
と、Ｃｒ：１０〜２５％と、残部Ｆｅ及び不可避的不純
物からなり、Ｃｒ，Ｓｉ及びＮｉ含有量が（１）式を満
たした鋼塊を、１０５０〜１１５０℃、且つ（２）式を
満足する温度域Ｔ（℃）に均熱後、熱間プレス穿孔、押
出を９５０℃以上の温度域で終了することを特徴とする
耐食性、延靭性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス継目無鋼
管の製造方法である。
【０００８】第２発明は、重量％で、Ｃ：０．０８％以
下と、Ｓｉ：５．０〜８．０％と、Ｍｎ：２．０％以下
と、Ｎｉ：１０〜３５％と、Ｃｒ：１０〜２５％と、Ｃ
ｕ：０．５〜３．０％、Ｍｏ：０．２〜２．０％及びＰ
ｄ：０．００５〜１．０％からなる群から選択された１
種以上と、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｓｉ及びＮｉ含有量が（３）式を満たした鋼
塊を、１０５０〜１１５０℃、且つ（２）式を満足する
温度域Ｔ（℃）に均熱後、熱間プレス穿孔、押出を９５
０℃以上の温度域で終了することを特徴とする耐食性、
延靭性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス継目無鋼管の製造
方法である。
下と、Ｓｉ：５．０〜８．０％と、Ｍｎ：２．０％以下
と、Ｎｉ：１０〜３５％と、Ｃｒ：１０〜２５％と、Ｃ
ｕ：０．５〜３．０％、Ｍｏ：０．２〜２．０％及びＰ
ｄ：０．００５〜１．０％からなる群から選択された１
種以上と、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｓｉ及びＮｉ含有量が（３）式を満たした鋼
塊を、１０５０〜１１５０℃、且つ（２）式を満足する
温度域Ｔ（℃）に均熱後、熱間プレス穿孔、押出を９５
０℃以上の温度域で終了することを特徴とする耐食性、
延靭性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス継目無鋼管の製造
方法である。
【０００９】 Ｃｒ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４＜５ …（１） Ｔ＜１４７０−３５×Ｓｉ(%) −５×Ｎｉ(%) …（２） Ｃｒ(%) ＋Ｍｏ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４＜５ …（３）
【００１０】
【作用】以下に、この発明のステンレス鋼管の成分添加
理由、成分限定理由を述べる。Ｃは含有量が多くなると
炭化物を形成し、耐食性を劣化させるため、その上限値
は０．０８％とする。
理由、成分限定理由を述べる。Ｃは含有量が多くなると
炭化物を形成し、耐食性を劣化させるため、その上限値
は０．０８％とする。
【００１１】Ｓｉは高温、高濃度硫酸中での耐食性を著
しく向上させる成分であるが、上記環境で良好な耐食性
を得るには、５．０％以上含有する必要がある。また、
８．０％を超えて添加すると多量の金属間化合物の生成
により、鋳造時に凝固割れが発生し、鋼塊の製造が不可
能となる。したがって、Ｓｉ含有量は５．０〜８．０％
とする。
しく向上させる成分であるが、上記環境で良好な耐食性
を得るには、５．０％以上含有する必要がある。また、
８．０％を超えて添加すると多量の金属間化合物の生成
により、鋳造時に凝固割れが発生し、鋼塊の製造が不可
能となる。したがって、Ｓｉ含有量は５．０〜８．０％
とする。
【００１２】Ｍｎは脱酸作用を有する成分であり、オー
ステナイト生成元素でもある。しかし、その含有量が
２．０％を超えると耐食性が劣化する。したがって、Ｍ
ｎ含有量の上限値は２．０％とする。
ステナイト生成元素でもある。しかし、その含有量が
２．０％を超えると耐食性が劣化する。したがって、Ｍ
ｎ含有量の上限値は２．０％とする。
【００１３】Ｎｉはオーステナイト組織を得るのに必須
の成分であり、含有量が１０％未満ではδフェライトや
金属間化合物等の脆化相が多くなり、熱間加工性、及び
鋼管の延靭性を劣化させる。また、Ｃｒ，Ｍｏ及びＳｉ
含有量の増加にともないＮｉ含有量も多くする必要があ
る（詳細は後述する）。ただし、その含有量を多くする
とコスト高になるばかりでなく、後述する部分溶融温度
が低下し、熱間加工が可能な温度範囲が狭くなり鋼管の
製造が不可能となるため、上限値は３５％とする。
の成分であり、含有量が１０％未満ではδフェライトや
金属間化合物等の脆化相が多くなり、熱間加工性、及び
鋼管の延靭性を劣化させる。また、Ｃｒ，Ｍｏ及びＳｉ
含有量の増加にともないＮｉ含有量も多くする必要があ
る（詳細は後述する）。ただし、その含有量を多くする
とコスト高になるばかりでなく、後述する部分溶融温度
が低下し、熱間加工が可能な温度範囲が狭くなり鋼管の
製造が不可能となるため、上限値は３５％とする。
【００１４】Ｃｒはステンレス鋼の一般的な耐食性に対
して最も重要な元素であり、高Ｓｉ含有ステンレス鋼に
おいては、その含有量を１０％以上とする必要がある。
一方、高温高濃度硫酸中での耐食性もＣｒ含有量の増加
にともない向上するが、２５％を超えると耐食性に及ぼ
す効果は飽和する。また、Ｃｒ含有量が多くなると熱間
加工時の変形抵抗が増すとともに、脆化相の析出も促進
される。したがって、Ｃｒ含有量は１０〜２５％とす
る。
して最も重要な元素であり、高Ｓｉ含有ステンレス鋼に
おいては、その含有量を１０％以上とする必要がある。
一方、高温高濃度硫酸中での耐食性もＣｒ含有量の増加
にともない向上するが、２５％を超えると耐食性に及ぼ
す効果は飽和する。また、Ｃｒ含有量が多くなると熱間
加工時の変形抵抗が増すとともに、脆化相の析出も促進
される。したがって、Ｃｒ含有量は１０〜２５％とす
る。
【００１５】Ｃｕは９５％硫酸中での耐食性向上に有効
な成分であることを発明者らは見出した。特にその効果
は、温度が高くなるほど顕著となるが、含有量が０．５
％未満では発揮されない。また、３．０％を超えて添加
しても耐食性に及ぼす効果は飽和するので、Ｃｕ含有量
は０．５〜３．０％とする。
な成分であることを発明者らは見出した。特にその効果
は、温度が高くなるほど顕著となるが、含有量が０．５
％未満では発揮されない。また、３．０％を超えて添加
しても耐食性に及ぼす効果は飽和するので、Ｃｕ含有量
は０．５〜３．０％とする。
【００１６】Ｍｏは９５％硫酸中での耐食性向上に有効
な成分であることを発明者らは見出したが、含有量が
０．２％未満ではその効果が発揮されない。また、２．
０％を超えて添加しても耐食性に及ぼす効果は飽和し、
かつ含有量の増加にともない変形の抵抗の増加や脆化相
の形成が促進されるので、上限値は２．０％とする。
な成分であることを発明者らは見出したが、含有量が
０．２％未満ではその効果が発揮されない。また、２．
０％を超えて添加しても耐食性に及ぼす効果は飽和し、
かつ含有量の増加にともない変形の抵抗の増加や脆化相
の形成が促進されるので、上限値は２．０％とする。
【００１７】Ｐｄは硫酸中での耐食性向上に有効な成分
であることを発明者らは見出した。しかし、その含有量
が０．００５％未満ではその効果が発揮されず、また、
１．０％を超えて添加しても耐食性に及ぼす効果は飽和
し、コスト高となる。したがって、Ｐｄ含有量は０．０
０５〜１．０％とする。
であることを発明者らは見出した。しかし、その含有量
が０．００５％未満ではその効果が発揮されず、また、
１．０％を超えて添加しても耐食性に及ぼす効果は飽和
し、コスト高となる。したがって、Ｐｄ含有量は０．０
０５〜１．０％とする。
【００１８】また、本発明者らは、熱間押出時の割れ発
生及び鋼管の延靭性と脆化相の体積率との関係を調べた
結果、脆化相の体積率は（４）式の値Ｆｐ（％）で表す
ことができ、この値が５以上になると、熱間押出時に割
れが発生するばかりでなく、鋼管の延靭性が著しく劣化
することを見出した。したがって、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ及
びＮｉ含有量は上記の限定に加えて、（３）式を満たす
範囲とする。
生及び鋼管の延靭性と脆化相の体積率との関係を調べた
結果、脆化相の体積率は（４）式の値Ｆｐ（％）で表す
ことができ、この値が５以上になると、熱間押出時に割
れが発生するばかりでなく、鋼管の延靭性が著しく劣化
することを見出した。したがって、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｓｉ及
びＮｉ含有量は上記の限定に加えて、（３）式を満たす
範囲とする。
【００１９】 Ｆｐ＝Ｃｒ(%) ＋Ｍｏ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４ …（４） Ｃｒ(%) ＋Ｍｏ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４＜５ …（３） なお、上記成分範囲の鋼は、常法に従って、溶鋼内に所
定の添加成分を母合金または単体の形で添加することに
より調整される。
定の添加成分を母合金または単体の形で添加することに
より調整される。
【００２０】次に、製造条件の限定理由を述べると、こ
の鋼において鋳造ままの鋼塊では、上記した脆化相の体
積率が（４）式の値Ｆｐよりも多くなる。特に、偏析が
著しい鋼塊中心ほど脆化相は増加し、内面疵等の原因と
なるため、より多くのＮｉ添加が必要となる。しかし、
Ｎｉ含有量を増加することは、後述する部分溶融温度の
低下につながり、熱間加工が可能な温度域を逆に狭める
結果となる。
の鋼において鋳造ままの鋼塊では、上記した脆化相の体
積率が（４）式の値Ｆｐよりも多くなる。特に、偏析が
著しい鋼塊中心ほど脆化相は増加し、内面疵等の原因と
なるため、より多くのＮｉ添加が必要となる。しかし、
Ｎｉ含有量を増加することは、後述する部分溶融温度の
低下につながり、熱間加工が可能な温度域を逆に狭める
結果となる。
【００２１】本発明者らは脆化相の体積率に及ぼす長時
間均熱の影響の詳細に検討した結果、特定の温度域で均
熱処理を施すことにより、鋼塊中心部においても表層部
とほぼ同程度の体積率となり、その値が（４）式で表せ
るＦｐ（％）に低減することを見出した。ただし、均熱
温度が１０５０℃未満では１００時間以上の均熱を施し
ても、上記効果が得られず、また、１１５０℃を超える
と逆に体積率は増加する。さらに、この鋼はＳｉ含有量
の増加に伴い低融点化合物を形成する。このため、均熱
温度が高すぎると部分溶融を起こし、熱間加工中に割れ
を生じる。本発明者らは、この鋼の部分溶融する最低温
度が（５）式の値Ｔｍ（℃）となることを見出した。し
たがって、鋼塊に対する熱間プレス穿孔、押出前の均熱
条件は、１０５０〜１１５０℃、且つ前記（２）式を満
足する温度域Ｔ（℃）とする。
間均熱の影響の詳細に検討した結果、特定の温度域で均
熱処理を施すことにより、鋼塊中心部においても表層部
とほぼ同程度の体積率となり、その値が（４）式で表せ
るＦｐ（％）に低減することを見出した。ただし、均熱
温度が１０５０℃未満では１００時間以上の均熱を施し
ても、上記効果が得られず、また、１１５０℃を超える
と逆に体積率は増加する。さらに、この鋼はＳｉ含有量
の増加に伴い低融点化合物を形成する。このため、均熱
温度が高すぎると部分溶融を起こし、熱間加工中に割れ
を生じる。本発明者らは、この鋼の部分溶融する最低温
度が（５）式の値Ｔｍ（℃）となることを見出した。し
たがって、鋼塊に対する熱間プレス穿孔、押出前の均熱
条件は、１０５０〜１１５０℃、且つ前記（２）式を満
足する温度域Ｔ（℃）とする。
【００２２】 Ｔｍ＝１４７０−３５×Ｓｉ（％）−５＋Ｎｉ（％） …（５） Ｔ＜１４７０−３５×Ｓｉ（％）−５×Ｎｉ（％） …（２） また、この鋼においては９５０℃未満の温度域で熱間延
性が低下し、表面割れが発生する。したがって、熱間プ
レス穿孔及び押出の終了温度は９５０℃以上とする。
性が低下し、表面割れが発生する。したがって、熱間プ
レス穿孔及び押出の終了温度は９５０℃以上とする。
【００２３】
【実施例】本発明に係る実験例及び実施例について説明
する。 実施例１ 表１に示す化学成分の１５０ｋｇインゴットを用意した
（試料番号２〜５，７，８，１１〜１３，１５，１７が
本発明組成のインゴット、他が本発明組成外のインゴッ
トである）。これらインゴットに、１０５０℃で１０時
間の均熱処理を行い、熱間引張サンプルを採取した。ま
た、表１の試料番号１１及び１５の鋼のインゴットにお
ける脆化相の体積率と均熱処理条件との関係を調べるた
め、１０００〜１２００℃の温度域で均熱処理を行いミ
クロ観察用サンプルを採取した。さらに、均熱処理後の
インゴットから内径２９ｍｍ、外径８０ｍｍの熱間押出
用鋼塊を削り出し、均熱処理と同様の１０５０℃加熱
後、終了温度９５０℃の熱間押出を行い、１０t ×４４
φの継目無鋼管を製造した。なお、試料１１及び１５の
鋼では仕上温度を９００〜１０００℃に変化させた鋼管
も作成した。鋼管の割れの有無を目視観察するととも
に、１１００℃の固溶化熱処理を施した後、腐食試験サ
ンプル（３t ×１５w ×５０l ）、引張試験片（６φ、
ＧＬ＝２４ｍｍ）及び２ｍｍＶノッチ付きシャルピー衝
撃試験片（ハーフサイズ）を採取した。また、試料番号
１６〜２０の鋼では孔食電位測定（ＪＩＳ Ｇ０５７
７）用サンプルを採取した。ただし、割れが発生した鋼
管では、割れの無い健全部から上記サンプルを採取し
た。また、８％を超えるＳｉ含有量の試料番号２１の鋼
では、鋳込みままのインゴット全体に割れが発生してい
たため、熱間押出はできなかった。
する。 実施例１ 表１に示す化学成分の１５０ｋｇインゴットを用意した
（試料番号２〜５，７，８，１１〜１３，１５，１７が
本発明組成のインゴット、他が本発明組成外のインゴッ
トである）。これらインゴットに、１０５０℃で１０時
間の均熱処理を行い、熱間引張サンプルを採取した。ま
た、表１の試料番号１１及び１５の鋼のインゴットにお
ける脆化相の体積率と均熱処理条件との関係を調べるた
め、１０００〜１２００℃の温度域で均熱処理を行いミ
クロ観察用サンプルを採取した。さらに、均熱処理後の
インゴットから内径２９ｍｍ、外径８０ｍｍの熱間押出
用鋼塊を削り出し、均熱処理と同様の１０５０℃加熱
後、終了温度９５０℃の熱間押出を行い、１０t ×４４
φの継目無鋼管を製造した。なお、試料１１及び１５の
鋼では仕上温度を９００〜１０００℃に変化させた鋼管
も作成した。鋼管の割れの有無を目視観察するととも
に、１１００℃の固溶化熱処理を施した後、腐食試験サ
ンプル（３t ×１５w ×５０l ）、引張試験片（６φ、
ＧＬ＝２４ｍｍ）及び２ｍｍＶノッチ付きシャルピー衝
撃試験片（ハーフサイズ）を採取した。また、試料番号
１６〜２０の鋼では孔食電位測定（ＪＩＳ Ｇ０５７
７）用サンプルを採取した。ただし、割れが発生した鋼
管では、割れの無い健全部から上記サンプルを採取し
た。また、８％を超えるＳｉ含有量の試料番号２１の鋼
では、鋳込みままのインゴット全体に割れが発生してい
たため、熱間押出はできなかった。
【００２４】図１及び図２に、９５％，６５℃及び９８
％，１５０℃硫酸中での耐食性とＳｉ含有量との関係を
示す。図１及び図２によれば本環境では５％以上のＳｉ
含有により、腐食速度が著しく低下することがわかる。
％，１５０℃硫酸中での耐食性とＳｉ含有量との関係を
示す。図１及び図２によれば本環境では５％以上のＳｉ
含有により、腐食速度が著しく低下することがわかる。
【００２５】図３に、９５％，１００℃硫酸中での耐食
性及び３．５％ＮａＣｌ中での孔食電位とＣｒ含有量と
の関係を示す。図３によればＣｒ含有量が１０％未満に
なると、Ｓｉ含有量が８％程度であっても孔食電位は著
しく低下することがわかる。また、硫酸中での耐食性は
Ｃｒ含有量の増加にともない向上するが、２５％を超え
ると腐食速度は一定になることが理解される。
性及び３．５％ＮａＣｌ中での孔食電位とＣｒ含有量と
の関係を示す。図３によればＣｒ含有量が１０％未満に
なると、Ｓｉ含有量が８％程度であっても孔食電位は著
しく低下することがわかる。また、硫酸中での耐食性は
Ｃｒ含有量の増加にともない向上するが、２５％を超え
ると腐食速度は一定になることが理解される。
【００２６】図４及び図５に、９５％，１００℃硫酸中
での耐食性とＣｕ含有量及びＭｏ含有量との関係を各々
示す。図４及び図５によればＣｕを０．５％以上、ある
いはＭｏを０．２％以上添加すると、９５％，１００℃
硫酸中での腐食速度は著しく低下する。しかし、その含
有量がＣｕでは３％、Ｍｏでは２％を超えると腐食速度
は一定になることがわかる。
での耐食性とＣｕ含有量及びＭｏ含有量との関係を各々
示す。図４及び図５によればＣｕを０．５％以上、ある
いはＭｏを０．２％以上添加すると、９５％，１００℃
硫酸中での腐食速度は著しく低下する。しかし、その含
有量がＣｕでは３％、Ｍｏでは２％を超えると腐食速度
は一定になることがわかる。
【００２７】図６に、９５％，１００℃及び９８％，２
２０℃硫酸中での耐食性とＰｄ含有量との関係を示す。
図６によれば９５％，１００℃及び９８％，２２０℃硫
酸中での耐食性は、０．００５％以上のＰｄ添加により
向上することがわかる。しかし、その含有量が１．０％
を超えると腐食速度は一定になる。
２０℃硫酸中での耐食性とＰｄ含有量との関係を示す。
図６によれば９５％，１００℃及び９８％，２２０℃硫
酸中での耐食性は、０．００５％以上のＰｄ添加により
向上することがわかる。しかし、その含有量が１．０％
を超えると腐食速度は一定になる。
【００２８】図７に、インゴットの熱間引張試験によ
り、部分溶解して絞りが０％になる最低温度とＮｉ及び
Ｓｉ含有量との関係を示す。図７によれば部分溶融する
最低温度は（５）式の値Ｔｍ（℃）で表せることがわか
る。
り、部分溶解して絞りが０％になる最低温度とＮｉ及び
Ｓｉ含有量との関係を示す。図７によれば部分溶融する
最低温度は（５）式の値Ｔｍ（℃）で表せることがわか
る。
【００２９】 Ｔｍ＝１４７０−３５×Ｓｉ（％）−５×Ｎｉ（％） …（５） 図８に、試料番号１１及び１５の鋼のインゴットにおけ
る脆化相の体積率Ｆｐと均熱処理条件との関係を示す。
図８によれば試料番号１１及び１５の鋼とともに、熱間
温度が１０５０℃未満では、１００時間均熱を施しても
脆化相の体積率は鋳造ままと変わらなく、特に、インゴ
ット表層部に比べ中心部では著しく多い。これに対し、
１０５０〜１１５０℃の温度域で均熱した場合、中心
部、表層部ともに体積率は低下し、ほぼ同じ値となる。
さらに、１１５０℃を超える温度では体積率が増加する
ことがわかる。
る脆化相の体積率Ｆｐと均熱処理条件との関係を示す。
図８によれば試料番号１１及び１５の鋼とともに、熱間
温度が１０５０℃未満では、１００時間均熱を施しても
脆化相の体積率は鋳造ままと変わらなく、特に、インゴ
ット表層部に比べ中心部では著しく多い。これに対し、
１０５０〜１１５０℃の温度域で均熱した場合、中心
部、表層部ともに体積率は低下し、ほぼ同じ値となる。
さらに、１１５０℃を超える温度では体積率が増加する
ことがわかる。
【００３０】図９に、試料番号１１及び１５の鋼の熱間
押出時の割れの有無と仕上温度との関係を示す。図９に
よれば仕上温度が９５０℃未満になると、試料１１及び
１５ともの熱間押出時に割れが発生することがわかる。
押出時の割れの有無と仕上温度との関係を示す。図９に
よれば仕上温度が９５０℃未満になると、試料１１及び
１５ともの熱間押出時に割れが発生することがわかる。
【００３１】図１０に、脆化相の体積率、熱間押出時の
割れの有無、引張試験での伸び及びシャルピー衝撃試験
における０℃の吸収エネルギと成分との関係を示す。図
１０によれば脆化相の体積率は（４）式の値Ｆｐ（％）
と良く対応していることがわかる。また、この値が５以
上になると熱間押出時に割れが発生するとともに、鋼管
の伸び及び吸収エネルギが著しく低下し、構造用材料と
してては不適格であることが理解される。
割れの有無、引張試験での伸び及びシャルピー衝撃試験
における０℃の吸収エネルギと成分との関係を示す。図
１０によれば脆化相の体積率は（４）式の値Ｆｐ（％）
と良く対応していることがわかる。また、この値が５以
上になると熱間押出時に割れが発生するとともに、鋼管
の伸び及び吸収エネルギが著しく低下し、構造用材料と
してては不適格であることが理解される。
【００３２】 Ｆｐ＝Ｃｒ(%) ＋Ｍｏ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４ …（４） 実施例２ 表２に示す化学成分の内径５０ｍｍ、外径２１０ｍｍの
鋼塊を素材として表３に示す条件の熱間プレス穿孔及び
熱間押出により、１３t ×１４０φの継目無鋼管を製造
した。なお、プレス穿孔前の均熱時間はいずれも３ｈｒ
とした。鋼管は実施例１と同様、割れの有無を目視観察
し、１１００℃の固溶化熱処理後、腐食試験サンプル、
引張試験片及び２ｍｍＶノッチ付きシャルピー衝撃試験
片（フルサイズ）を採取した。
鋼塊を素材として表３に示す条件の熱間プレス穿孔及び
熱間押出により、１３t ×１４０φの継目無鋼管を製造
した。なお、プレス穿孔前の均熱時間はいずれも３ｈｒ
とした。鋼管は実施例１と同様、割れの有無を目視観察
し、１１００℃の固溶化熱処理後、腐食試験サンプル、
引張試験片及び２ｍｍＶノッチ付きシャルピー衝撃試験
片（フルサイズ）を採取した。
【００３３】この鋼管の熱間加工時の割れの有無、引張
試験での伸び、シャルピー衝撃試験における０℃の吸収
エネルギ及び高温高濃度硫酸中での腐食速度を表４に併
せて示す。表４によれば、本発明法で製造した高Ｓｉ含
有ステンレス継目無鋼管は割れの発生もなく、９５％，
６５℃以上の硫酸、９８％，１５０℃以上の硫酸中で良
好な耐食性を有し、延靭性にも優れていることがわか
る。特に、Ｃｕ，Ｍｏ，Ｐｄのいずれか１種以上を含有
した鋼種では９５％，１００℃硫酸中でも耐食性に優れ
ることが理解される。
試験での伸び、シャルピー衝撃試験における０℃の吸収
エネルギ及び高温高濃度硫酸中での腐食速度を表４に併
せて示す。表４によれば、本発明法で製造した高Ｓｉ含
有ステンレス継目無鋼管は割れの発生もなく、９５％，
６５℃以上の硫酸、９８％，１５０℃以上の硫酸中で良
好な耐食性を有し、延靭性にも優れていることがわか
る。特に、Ｃｕ，Ｍｏ，Ｐｄのいずれか１種以上を含有
した鋼種では９５％，１００℃硫酸中でも耐食性に優れ
ることが理解される。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、９５
％硫酸中においては６５〜１００℃、９８％硫酸中では
１５０〜２２０℃の環境で良好な耐食性を有し、かつ構
造用材料としての延靭性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス
継目無鋼管を熱間プレス穿孔、押出によって容易に得ら
れる効果がある。したがって、硫酸製造プラントの乾燥
塔、吸収塔等の配管類に利用できるステンレス鋼管の提
供が可能となる。
％硫酸中においては６５〜１００℃、９８％硫酸中では
１５０〜２２０℃の環境で良好な耐食性を有し、かつ構
造用材料としての延靭性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス
継目無鋼管を熱間プレス穿孔、押出によって容易に得ら
れる効果がある。したがって、硫酸製造プラントの乾燥
塔、吸収塔等の配管類に利用できるステンレス鋼管の提
供が可能となる。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】
【表４】
【図１】本発明の実施例１による鋼の９５％，６５℃硫
酸中での耐食性とＳｉ含有量との関係を示す図。
酸中での耐食性とＳｉ含有量との関係を示す図。
【図２】実施例１による鋼の９８％，１５０℃硫酸中で
の耐食性とＳｉ含有量との関係を示す図。
の耐食性とＳｉ含有量との関係を示す図。
【図３】同じく実施例１による鋼の９５％，１００℃硫
酸中での耐食性及び３．５％ＮａＣｌ中での孔食電位と
Ｃｒ含有量との関係を示す図。
酸中での耐食性及び３．５％ＮａＣｌ中での孔食電位と
Ｃｒ含有量との関係を示す図。
【図４】実施例１による鋼の９５％，１００℃硫酸中で
の耐食性とＣｕ含有量との関係を示す図。
の耐食性とＣｕ含有量との関係を示す図。
【図５】同じく実施例１による鋼の９５％，１００℃硫
酸中での耐食性とＭｏ含有量との関係を示す図。
酸中での耐食性とＭｏ含有量との関係を示す図。
【図６】実施例１による鋼の９５％，１００℃及び９８
％，２２０℃硫酸中での耐食性とＰｄ含有量との関係を
示す図。
％，２２０℃硫酸中での耐食性とＰｄ含有量との関係を
示す図。
【図７】同じく実施例１による鋼の部分溶融する最低温
度とＮｉ及びＳｉ含有量との関係を示す図。
度とＮｉ及びＳｉ含有量との関係を示す図。
【図８】実施例１による試料１１及び１２の脆化相の体
積率と均熱処理条件との関係を示す図。
積率と均熱処理条件との関係を示す図。
【図９】同じく実施例１による試料１１及び１５の熱間
押出時の割れの有無と仕上温度との関係を示す図。
押出時の割れの有無と仕上温度との関係を示す図。
【図１０】実施例１による鋼の脆化相の体積率、熱間押
出時の割れの有無、引張試験での伸び及びシャルピー衝
撃試験における０℃の吸収エネルギと成分との関係を示
す図。
出時の割れの有無、引張試験での伸び及びシャルピー衝
撃試験における０℃の吸収エネルギと成分との関係を示
す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 泰男 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 江原 隆一郎 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 中本 英雄 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 山田 義和 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 長野 肇 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 中村 誠 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０８％以下と、Ｓ
ｉ：５．０〜８．０％と、Ｍｎ：２．０％以下と、Ｎ
ｉ：１０〜３５％と、Ｃｒ：１０〜２５％と、残部Ｆｅ
及び不可避的不純物からなり、Ｃｒ，Ｓｉ及びＮｉ含有
量が（１）式を満たしてなる鋼塊を、１０５０〜１１５
０℃、且つ（２）式を満足する温度域Ｔ（℃）に均熱
後、熱間プレス穿孔及び押出を９５０℃以上の温度域で
終了することを特徴とする耐食性、延靭性に優れた高Ｓ
ｉ含有ステンレス継目無鋼管の製造方法。 Ｃｒ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４＜５ …（１） Ｔ＜１４７０−３５×Ｓｉ(%) −５×Ｎｉ(%) …（２） - 【請求項２】 重量％で、Ｃ：０．０８％以下と、Ｓ
ｉ：５．０〜８．０％と、Ｍｎ：２．０％以下と、Ｎ
ｉ：１０〜３５％と、Ｃｒ：１０〜２５％と、Ｃｕ：
０．５〜３．０％、Ｍｏ：０．２〜２．０％及びＰｄ：
０．００５〜１．０％からなる群から選択された１種以
上と、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｓｉ及びＮｉ含有量が（３）式を満たしてなる鋼塊
を、１０５０〜１１５０℃、且つ（２）式を満足する温
度域Ｔ（℃）に均熱後、熱間プレス穿孔及び押出を９５
０℃以上の温度域で終了することを特徴とする耐食性、
延靭性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス継目無鋼管の製造
方法。 Ｃｒ(%) ＋Ｍｏ(%) ＋３×Ｓｉ(%) −Ｎｉ(%) −１４＜５ …（３） Ｔ＜１４７０−３５×Ｓｉ(%) −５×Ｎｉ(%) …（２）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20391993A JP2949013B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 耐食性、延靭性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス継目無鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20391993A JP2949013B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 耐食性、延靭性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス継目無鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0751737A true JPH0751737A (ja) | 1995-02-28 |
| JP2949013B2 JP2949013B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=16481869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20391993A Expired - Fee Related JP2949013B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 耐食性、延靭性に優れた高Ｓｉ含有ステンレス継目無鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2949013B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1141432A4 (en) * | 1998-12-17 | 2002-06-05 | Ati Properties Inc | CORROSION-RESISTANT AUSTENITIC STAINLESS STEEL |
-
1993
- 1993-08-18 JP JP20391993A patent/JP2949013B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1141432A4 (en) * | 1998-12-17 | 2002-06-05 | Ati Properties Inc | CORROSION-RESISTANT AUSTENITIC STAINLESS STEEL |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2949013B2 (ja) | 1999-09-13 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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