JPH09184013A - 耐硝酸腐食性に優れたMo含有オーステナイト系ステンレス熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

耐硝酸腐食性に優れたMo含有オーステナイト系ステンレス熱延鋼板の製造方法

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JPH09184013A
JPH09184013A JP35243995A JP35243995A JPH09184013A JP H09184013 A JPH09184013 A JP H09184013A JP 35243995 A JP35243995 A JP 35243995A JP 35243995 A JP35243995 A JP 35243995A JP H09184013 A JPH09184013 A JP H09184013A
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less
austenitic stainless
corrosion resistance
nitric acid
steel sheet
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JP35243995A
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Yuji Koyama
祐司 小山
Michiro Kaneko
道郎 金子
Akihiko Takahashi
明彦 高橋
Ikuo Tanaka
郁雄 田中
Ryosuke Takahashi
良輔 高橋
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高濃度かつ高温度の硝酸中での耐粒界腐食性
に優れたMo含有オーステナイト系ステンレス熱延鋼板
の製造方法を提供する。 【解決手段】 C:0.02%以下、Si:0.4%以
下、Mn:2.0%以下、P:0.02%以下、S:0.
015%以下、Ni:19〜22.5%、Cr:24〜
26%、Mo:1.9〜2.3%、N:0.10〜0.14
%を含有し,残部がFeからなるオーステナイト系ステ
ンレス鋼の連続鋳造スラブを圧下率20%〜60%の中
間圧延した後1230℃〜1270℃で4時間以上加熱
後冷却し、再加熱して所定の板厚までの圧延を施し、さ
らに1030℃〜1100℃で10分以上加熱し水冷す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、65%沸騰硝酸溶
液のような高濃度かつ高温度の硝酸溶液中での耐食性に
優れたMo含有オーステナイト系ステンレス熱延鋼板の
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に硝酸中でのオーステナイト系ステ
ンレス鋼の腐食は、Cr炭化物の粒界析出に伴うCr欠
乏層生成による粒界鋭敏化による粒界腐食であり、この
対策として低C化などの措置が施されている。特に65
%沸騰硝酸溶液中のような高濃度かつ高温度の硝酸溶液
中におけるオーステナイト系ステンレス鋼の粒界腐食に
ついては、粒界に析出したP化合物(Ni32)自身が
溶解することによる腐食機構が報告されており(鉄と
鋼、Vol.79,p713,日本鉄鋼協会発行)、こ
の対策として特開平3−197619号公報に低P化か
つPの偏析拡散を要旨としたオーステナイト系ステンレ
ス鋼の製造方法が開示されている。さらに鋼中にMoを
含有すると、このP化物以外にLaves相(Fe2
o)、χ相(Fe18Cr6Mo5)といったMoとFeの
金属間化合物が粒界に層状に析出し、これら自身が溶解
することに起因する腐食機構が報告されている(材料と
環境、Vol.42,p700,腐食防食協会発行)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】Moを含むオーステナ
イト系ステンレス鋼は高濃度かつ高温度の硝酸溶液中で
粒界に析出したLaves相やχ相自身の溶解による粒
界腐食を生じ、低C化、低P化およびPの偏析拡散とい
った従来の方法では、粒界腐食の発生を完全に阻止する
ことが出来ない。この問題を解決するために、Lave
s相やχ相の粒界析出を阻止するMo含有オーステナイ
ト系ステンレス鋼の製造方法の開発が望まれている。本
発明は、かかる課題の解決を図ろうというものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高濃度か
つ高温度の硝酸溶液中でMoを含むオーステナイト系ス
テンレス鋼の耐粒界腐食生を向上させるためには、連続
鋳造鋳片を圧下率20%〜60%の中間圧延することで
予歪みを導入し、Mo偏析が拡散する経路を増加させて
おき、その後1230℃〜1270℃の温度範囲で4時
間以上加熱し冷却することによりMo偏析を十分に拡散
させ、その後に鋳片を再加熱して所定の板厚まで熱延し
た後に、1030℃〜1100℃の温度範囲で10分以
上加熱し水冷することによりさらにMo偏析を拡散さ
せ、Laves相やχ相の粒界析出を阻止し、粒界腐食
を低減することが可能であるとの知見を得、本発明を完
成した。
【0005】すなわち、本発明の要旨は、重量%で、 C :0.02%以下 Si:0.4%以下 Mn:2.0%以下 P :0.02%以下 S :0.015%以下 Ni:19〜22.5% Cr:24〜26% Mo:1.9〜2.3% N :0.10〜0.14% を含有し,残部がFeおよび不可避的不純物からなるオ
ーステナイト系ステンレス鋼の連続鋳造鋳片を圧下率2
0%〜60%の中間圧延した後1230℃〜1270℃
の温度範囲で4時間以上加熱した後冷却し、その後再加
熱して目的板厚までの熱間圧延を施し、さらに1030
℃〜1100℃の温度範囲で10分以上加熱し水冷する
ことを特徴とした、耐硝酸腐食性に優れたMo含有オー
ステナイト系ステンレス熱延鋼板の製造方法、である。
【0006】連続鋳造鋳片を圧下率20%〜60%の中
間圧延することにより、圧延予歪みを鋳片に導入する。
この歪みにより、Mo偏析が拡散するための経路を増大
させることが出来る。この後1230℃〜1270℃の
温度範囲で4時間以上加熱し冷却することによりMo偏
析が拡散される。その後鋳片を再加熱して所定の板厚ま
で熱延し、その後に1030℃〜1100℃の温度範囲
で10分以上加熱し水冷することでさらにMo偏析が拡
散される。この効果によりLaves相やχ相の粒界析
出を阻止し、高濃度かつ高温度の硝酸溶液中においても
粒界腐食を低減することが出来る。
【0007】次に本発明の限定理由について述べる。
【0008】本発明対象の成分含有量を限定した理由
は、以下の通りである。
【0009】C:0.02%を越えて含有すると、Cr
炭化物の粒界析出に伴う溶接熱影響部の耐食性劣化が生
じやすくなることから、その上限を0.02%とした。
【0010】Si:脱酸材として添加するほかに固溶強
化によって強度を増大する元素であるが、0.4%を越
えて含有すると溶接時の高温割れ性、凝固時のN固溶量
を低下させ、またLaves相の析出を促進させる元素
でもあることから、その上限を0.4%とした。
【0011】Mn:脱酸材として添加するほか、Nの溶
解度を増加させる元素であるが、2.0%を越えて含有
すると、耐食性、熱間加工性を損なうので、その上限を
2.0%とした。
【0012】P:0.02%を越えて含有すると、Ni
−P化物の形成を促進させ、耐食性劣化が生じやすくな
ることから、その上限を0.02%とした。
【0013】S:0.015%を越えて含有すると、M
nSなどの硫化物の形成を促進させ、耐食性劣化が生じ
やすくなることから、その上限を0.015%とした。
【0014】Ni:オーステナイト系ステンレス鋼の基
本元素であり、優れた耐食性と安定したオーステナイト
組織を得るために、少なくとも19%以上の含有が必要
である。しかし22.5%を越えて含有しても、要求さ
れる耐食性はすでに十分満足しており、単に合金コスト
の増大を招くのみであることから、その上限を22.5
%とした。
【0015】Cr:ステンレス鋼の基本元素であり、優
れた耐食性と安定したオーステナイト組織を得るために
少なくとも24%以上の含有が必要である。しかし、2
6%を越えて含有しても、要求される耐食性はすでに十
分に満足しており、単に合金コストの増大を招くのみで
あることから、その上限を26%とした。
【0016】Mo:耐食性の向上に極めて有効な元素で
あり、特に孔食の発生を抑制する作用を有するために、
少なくとも1.9%以上含有する必要がある。しかし、
2.3%を越えて含有するとLaves相の析出を促進
させるとともに合金コストの増大を招くことから、その
上限を2.3%とした。
【0017】N:0.14%を越えて含有すると熱間加
工性が低下するとともに、凝固時、溶接時にブローホー
ルが発生しやすくなるので、その上限を0.14%とし
た。また、0.10%未満までその含有量を低減させよ
うとすると溶製コストの増大を招くため、その下限を
0.10%とした。
【0018】連続鋳造鋳片を圧下率20%以上60%未
満で中間圧延する必要がある。中間圧延の圧下率が20
%未満ではMo偏析が拡散する経路を増大させるような
圧延歪みが十分鋳片に導入されないからである。また、
60%を越える圧下率で圧延すると、鋳片に耳割れなど
の割れが生じてしまうからである。
【0019】中間圧延後に1230℃以上1270℃以
下の温度範囲に加熱する必要がある。加熱温度が123
0℃未満であると、Mo偏析が十分に拡散しないためで
ある。また1270℃を超える温度に加熱すると、結晶
粒の成長により鋼板の強度が低下するためである。また
このような温度範囲に加熱した場合でも保持時間が4時
間未満であると、Mo偏析が十分に拡散しないため、保
持時間を4時間以上とした。
【0020】鋳片を再加熱し目的板厚までの熱間圧延を
施した後に施す熱処理の温度は1030℃以上1100
℃以下とする必要がある。熱処理温度が1030℃未満
であると金属組織を均一に再結晶化させることが困難で
あるとともに、Mo偏析が十分に拡散しないためであ
る。また1100℃を超える温度範囲で熱処理を施す
と、結晶粒の成長により鋼板強度が低下するためであ
る。またこのような温度範囲に加熱した場合でも保持時
間が10分未満であると金属組織が均一に再結晶しない
ため、保持時間を10分以上とした。さらに熱処理後水
冷する必要がある。冷却速度が水冷未満であれば、Cr
炭化物の粒界析出に伴う鋭敏化により耐食性が劣化する
ためである。
【0021】
【実施例】表1に示すオーステナイト系ステンレス鋼を
電気炉にて溶製した後、鋳型厚みが140mmの垂直型
連続鋳造機にて電磁攪拌をかけながら連続鋳造鋳片を鋳
造した。
【0022】
【表1】 この鋳片を1180℃に加熱し、板厚70mmまで中間
圧延を施した(圧下率50%)。鋳片温度が室温まで低
下した後、1250℃に再加熱し、8時間の均熱処理を
施し、室温まで空冷した。その後鋳片を1180℃に再
加熱し、板厚6mmまで熱間圧延を施した。鋼板温度が
室温まで低下した後、1050℃に再加熱し、15分加
熱した後水冷した。各工程におけるMo偏析度をEPM
A装置で測定した結果を図1に示す。ここで偏析度と
は、板厚全域にわたりMo濃度を測定した際の、(Mo
濃度最大値)/(Mo濃度最小値)のことである。図1
には比較例として、中間圧延後の均熱処理を省略して製
造した場合のMo偏析度も併記した。本発明方法で製造
することにより効果的にMoの偏析が拡散する。これら
の製造方法により製造した板厚6mmの鋼板の板厚表面
部、1/4厚部、中心部より試験片を切り出し、JIS
G0573に規定のステンレス鋼の65%硝酸腐食試
験方法にて耐食性試験した結果を図2に示す。本発明法
で製造することにより、板厚各部にわたり高濃度かつ高
温度の硝酸溶液中で耐食性に優れた鋼板を得ることがで
きる。
【0023】
【発明の効果】本発明により、高濃度かつ高温度の硝酸
溶液中での耐食性に優れたMo含有オーステナイト系ス
テンレス熱延鋼板の製造が可能となった。本発明の産業
上への貢献、意義は極めて多大なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】製造工程各部におけるMoの偏析度を測定して
結果を示す図である。
【図2】ステンレス鋼の65%硝酸腐食試験結果(JI
S G0573)を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 郁雄 北九州市戸畑区飛幡町1−1 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 高橋 良輔 北九州市戸畑区飛幡町1−1 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C :0.02%以下 Si:0.4%以下 Mn:2.0%以下 P :0.02%以下 S :0.015%以下 Ni:19〜22.5% Cr:24〜26% Mo:1.9〜2.3% N :0.10〜0.14% を含有し,残部がFeおよび不可避的不純物からなるオ
    ーステナイト系ステンレス鋼の連続鋳造鋳片を圧下率2
    0%〜60%の中間圧延した後1230℃〜1270℃
    の温度範囲で4時間以上加熱した後冷却し、その後再加
    熱して目的板厚までの熱間圧延を施し、さらに1030
    ℃〜1100℃の温度範囲で10分以上加熱し水冷する
    ことを特徴とした、耐硝酸腐食性に優れたMo含有オー
    ステナイト系ステンレス熱延鋼板の製造方法。
JP35243995A 1995-12-28 1995-12-28 耐硝酸腐食性に優れたMo含有オーステナイト系ステンレス熱延鋼板の製造方法 Withdrawn JPH09184013A (ja)

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