JPS6142783B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6142783B2 JPS6142783B2 JP57079507A JP7950782A JPS6142783B2 JP S6142783 B2 JPS6142783 B2 JP S6142783B2 JP 57079507 A JP57079507 A JP 57079507A JP 7950782 A JP7950782 A JP 7950782A JP S6142783 B2 JPS6142783 B2 JP S6142783B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- stainless steel
- less
- content
- rust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/10—Oxidising
- C23C8/16—Oxidising using oxygen-containing compounds, e.g. water, carbon dioxide
- C23C8/18—Oxidising of ferrous surfaces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
本発明は耐銹性ステンレス鋼およびその製造方
法に関するものである。 従来よりステンレス鋼は耐食性構造材料として
使用されてきた。しかし最近になつて、さらにそ
の表面の美麗さから建築物の外板や屋根材など、
いわゆるエクステリアに用いられることが多くな
つたきた。このような時、常に表面を洗浄される
ものならともかくいつたん建造したらそのままに
される場所も少なくない。このような箇所では長
期使用の間に表面にいわゆる赤い点さびを生じ、
これにより本来望まれるステンレス鋼表面特有の
美麗さが失なわれてしまう。とくに日本は周囲を
海に囲まれており、潮風の影響をうけることが多
くこの点から赤いさびが非常に出易すい環境であ
る。早いものでは数ケ月で赤錆が多量に発生する
ものさえある。 近年、このような点から表面の美麗さをいつま
でも保ち、長期間にわたつての表面品質保護が望
まれている。このことはとりもなおさずステンレ
ス鋼表面の耐食性そのものをさらに大きく向上さ
せることである。 我々は種々研究を重ねた結果、非晶質シリカを
主成分とするステンレス鋼表面皮膜が良い耐銹
性、耐食性をもつことをつきとめた。 以下本発明の皮膜の成分について詳細を述べ
る。 本発明によれば、シリカ分を30原子％以上含む
酸化物皮膜をステンレス鋼表面に形成させること
が可能であるが、従来からもいわゆる光輝焼鈍処
理がステンレス鋼板などにおいて行なわれてい
た。しかしながら、このような通常の処理は露点
が−40℃近辺よりも高く、本発明のごときシリカ
の多い皮膜は得られておらず、シリカ分はせいぜ
い15〜25原子％であり、しかもその皮膜は結晶質
であり、非晶質ではない。 このようなものではクロム、マンガン、鉄など
の酸化物が多量に共存し、これらがいわゆる
FeO・Cr2OCなどの結晶性酸化物を生成するから
である。結晶性酸化物は本来脆くその皮膜中に多
くの欠陥を有することになり、これにより素地の
ステンレス鋼との間で電池を形成し、さびを誘発
することになる。 ところが、Si分30原子％以上の皮膜を形成させ
るとその皮膜は主にSiO2を主体とした非晶質膜
となり、前述のような欠陥をもたずしかも素材の
曲げ加工などにも追随できる加工性の良好な皮膜
となることがわかつた。この時、皮膜中の残余の
構成物はクロム、マンガン、鉄などの金属の酸化
物及びＢなど無機の酸化物よりなる。したがつて
本発明皮膜ではSi分を原子％で少なくとも30％以
上含むことが必要である。とくにSi分を35％以上
含むと上記の非晶質化及びダクタイル化の傾向は
著しくなり、さらに欠陥のない高耐食性の皮膜が
得られる。 但し、このような皮膜中の原子％を算出する
際、Ｃ（炭素）分は、表面汚れの影響もあるので
全量から排除されるものとする。 次にその厚さについてのべると、前述のごとく
加工の影響を考えると、薄ければ薄いほど良い。
それは薄い膜など曲げ加工などの際にその素材表
面の伸びなどに対して追随できるからである。実
験によれば1.0μ以上の厚さの皮膜をもつもので
は90゜曲げ加工では簡単にクラツクを生じてしま
う。したがつて、1.0μ以下が望ましい。しかし
ながら、余りに薄すぎると、ところどころに穴な
どの欠陥をもつ皮膜となり、これは前述の耐銹性
の観点から望ましくない。皮膜の厚さは少なくと
も0.001μ以上が望ましい。最も良い皮膜は0.002
〜0.05μ厚のものである。 前記の皮膜を形成させるステンレス鋼素材とし
てはフエライト系ステンレス鋼でもオーステナイ
ト系ステンレス鋼でもよく、とくに素材中のNi
分やMo分などの効果はほとんどみられない。し
かしながらSi分は良好な耐食性皮膜を形成させる
ために素材のステンレス鋼中に少なくとも0.5重
量％以上含むことが必要である。また素材中Cr
は10重量％以上のものならばどのようなものでも
良いが、余りに多すぎると製造過程において皮膜
中に多く入りすぎ、いわゆる結晶性酸化物を形成
させ易くなり悪影響をもたらす。この点から30重
量％以下が望ましい。とくに14〜20重量％が製造
の点から形成させ易い。 本発明の耐銹性の良好な皮膜を形成させるため
には、Si0.5重量％以上を含むステンレス鋼を露
点を−50℃以下に制御した水素ガス中もしくは水
素とアルゴンもしくは窒素との混合ガス中で800
℃〜1100℃で処理することが必要である。 以下これらの条件について詳細に説明すると、
露点が高いと素材中のクロム、マンガン、鉄など
が容易に酸化され、ステンレス鋼表面にそれらを
多く含んだ結晶性酸化物皮膜を形成させてしま
う。この点から−50℃以下であることが必要であ
る。このような条件では主に酸化はSi分について
のみ進む。同様の観点から雰囲気は純水素ガスで
あれば充分に露点を低く保ちうるので望ましい
が、実際上純水素は工業的な使用に際して高価と
なる。そこで50％以下のアルゴンガスにより希釈
して用いても露点を所定の値より低く保ちうるな
らば、かまわない。また窒素により希釈しても同
様にかまわない。しかし窒素は幾分かの表面窒化
を伴なうので25％以下に抑えた方が望ましい。温
度は短時間にこれらの表面皮膜を形成させられれ
ばどのような温度でも良いが、実際上800℃以下
では当該処理が長時間を要し、好ましくない。ま
たあまりに高温にすると皮膜の形成は容易になる
ものの、フエライト系ステンレス鋼などでは素材
そのものの金属結晶の再結晶が進みすぎ、大きな
結晶となり、リジング性など加工性の点で大きな
支障をきたす。この点から1100℃以下が望まし
い。 以上のような方法によればステンレス鋼表面に
Si分を30原子％以上含む非晶質のシリカを主体と
した高耐銹性の皮膜を形成することができる。 以下本発明の実施例について説明する。 実験の結果を第１表に示す。
法に関するものである。 従来よりステンレス鋼は耐食性構造材料として
使用されてきた。しかし最近になつて、さらにそ
の表面の美麗さから建築物の外板や屋根材など、
いわゆるエクステリアに用いられることが多くな
つたきた。このような時、常に表面を洗浄される
ものならともかくいつたん建造したらそのままに
される場所も少なくない。このような箇所では長
期使用の間に表面にいわゆる赤い点さびを生じ、
これにより本来望まれるステンレス鋼表面特有の
美麗さが失なわれてしまう。とくに日本は周囲を
海に囲まれており、潮風の影響をうけることが多
くこの点から赤いさびが非常に出易すい環境であ
る。早いものでは数ケ月で赤錆が多量に発生する
ものさえある。 近年、このような点から表面の美麗さをいつま
でも保ち、長期間にわたつての表面品質保護が望
まれている。このことはとりもなおさずステンレ
ス鋼表面の耐食性そのものをさらに大きく向上さ
せることである。 我々は種々研究を重ねた結果、非晶質シリカを
主成分とするステンレス鋼表面皮膜が良い耐銹
性、耐食性をもつことをつきとめた。 以下本発明の皮膜の成分について詳細を述べ
る。 本発明によれば、シリカ分を30原子％以上含む
酸化物皮膜をステンレス鋼表面に形成させること
が可能であるが、従来からもいわゆる光輝焼鈍処
理がステンレス鋼板などにおいて行なわれてい
た。しかしながら、このような通常の処理は露点
が−40℃近辺よりも高く、本発明のごときシリカ
の多い皮膜は得られておらず、シリカ分はせいぜ
い15〜25原子％であり、しかもその皮膜は結晶質
であり、非晶質ではない。 このようなものではクロム、マンガン、鉄など
の酸化物が多量に共存し、これらがいわゆる
FeO・Cr2OCなどの結晶性酸化物を生成するから
である。結晶性酸化物は本来脆くその皮膜中に多
くの欠陥を有することになり、これにより素地の
ステンレス鋼との間で電池を形成し、さびを誘発
することになる。 ところが、Si分30原子％以上の皮膜を形成させ
るとその皮膜は主にSiO2を主体とした非晶質膜
となり、前述のような欠陥をもたずしかも素材の
曲げ加工などにも追随できる加工性の良好な皮膜
となることがわかつた。この時、皮膜中の残余の
構成物はクロム、マンガン、鉄などの金属の酸化
物及びＢなど無機の酸化物よりなる。したがつて
本発明皮膜ではSi分を原子％で少なくとも30％以
上含むことが必要である。とくにSi分を35％以上
含むと上記の非晶質化及びダクタイル化の傾向は
著しくなり、さらに欠陥のない高耐食性の皮膜が
得られる。 但し、このような皮膜中の原子％を算出する
際、Ｃ（炭素）分は、表面汚れの影響もあるので
全量から排除されるものとする。 次にその厚さについてのべると、前述のごとく
加工の影響を考えると、薄ければ薄いほど良い。
それは薄い膜など曲げ加工などの際にその素材表
面の伸びなどに対して追随できるからである。実
験によれば1.0μ以上の厚さの皮膜をもつもので
は90゜曲げ加工では簡単にクラツクを生じてしま
う。したがつて、1.0μ以下が望ましい。しかし
ながら、余りに薄すぎると、ところどころに穴な
どの欠陥をもつ皮膜となり、これは前述の耐銹性
の観点から望ましくない。皮膜の厚さは少なくと
も0.001μ以上が望ましい。最も良い皮膜は0.002
〜0.05μ厚のものである。 前記の皮膜を形成させるステンレス鋼素材とし
てはフエライト系ステンレス鋼でもオーステナイ
ト系ステンレス鋼でもよく、とくに素材中のNi
分やMo分などの効果はほとんどみられない。し
かしながらSi分は良好な耐食性皮膜を形成させる
ために素材のステンレス鋼中に少なくとも0.5重
量％以上含むことが必要である。また素材中Cr
は10重量％以上のものならばどのようなものでも
良いが、余りに多すぎると製造過程において皮膜
中に多く入りすぎ、いわゆる結晶性酸化物を形成
させ易くなり悪影響をもたらす。この点から30重
量％以下が望ましい。とくに14〜20重量％が製造
の点から形成させ易い。 本発明の耐銹性の良好な皮膜を形成させるため
には、Si0.5重量％以上を含むステンレス鋼を露
点を−50℃以下に制御した水素ガス中もしくは水
素とアルゴンもしくは窒素との混合ガス中で800
℃〜1100℃で処理することが必要である。 以下これらの条件について詳細に説明すると、
露点が高いと素材中のクロム、マンガン、鉄など
が容易に酸化され、ステンレス鋼表面にそれらを
多く含んだ結晶性酸化物皮膜を形成させてしま
う。この点から−50℃以下であることが必要であ
る。このような条件では主に酸化はSi分について
のみ進む。同様の観点から雰囲気は純水素ガスで
あれば充分に露点を低く保ちうるので望ましい
が、実際上純水素は工業的な使用に際して高価と
なる。そこで50％以下のアルゴンガスにより希釈
して用いても露点を所定の値より低く保ちうるな
らば、かまわない。また窒素により希釈しても同
様にかまわない。しかし窒素は幾分かの表面窒化
を伴なうので25％以下に抑えた方が望ましい。温
度は短時間にこれらの表面皮膜を形成させられれ
ばどのような温度でも良いが、実際上800℃以下
では当該処理が長時間を要し、好ましくない。ま
たあまりに高温にすると皮膜の形成は容易になる
ものの、フエライト系ステンレス鋼などでは素材
そのものの金属結晶の再結晶が進みすぎ、大きな
結晶となり、リジング性など加工性の点で大きな
支障をきたす。この点から1100℃以下が望まし
い。 以上のような方法によればステンレス鋼表面に
Si分を30原子％以上含む非晶質のシリカを主体と
した高耐銹性の皮膜を形成することができる。 以下本発明の実施例について説明する。 実験の結果を第１表に示す。
【表】
【表】
これらの実験結果からSi分を原子％で30％以上
（但しＣ分を除く）含み、他は金属及び無機の酸
化物よりなる非晶質シリカを主成分とする皮膜を
1.0μ以下の厚さになるように表面に形成させた
ステンレス鋼では、その耐銹性はきわめてすぐれ
ていることがわかる。反対に結晶化して皮膜では
良い耐銹性が得られていない。ちなみに第１表中
試験番号５，７，９の場合の表面皮膜電子回折図
を第１図ａ，ｂ，ｃに示す。ａは試験番号５の試
料表面の電子回折図であり、結晶質を示す明確な
環がみられる。ｂは同様に試験番号７のものであ
り、環がぼやけてきており一部非晶化しているこ
とを示す。Ｃは同様に試験番号９のものであり、
環はみられず全くのハローを示し、非晶質である
ことを示す。
（但しＣ分を除く）含み、他は金属及び無機の酸
化物よりなる非晶質シリカを主成分とする皮膜を
1.0μ以下の厚さになるように表面に形成させた
ステンレス鋼では、その耐銹性はきわめてすぐれ
ていることがわかる。反対に結晶化して皮膜では
良い耐銹性が得られていない。ちなみに第１表中
試験番号５，７，９の場合の表面皮膜電子回折図
を第１図ａ，ｂ，ｃに示す。ａは試験番号５の試
料表面の電子回折図であり、結晶質を示す明確な
環がみられる。ｂは同様に試験番号７のものであ
り、環がぼやけてきており一部非晶化しているこ
とを示す。Ｃは同様に試験番号９のものであり、
環はみられず全くのハローを示し、非晶質である
ことを示す。
第１図は種々の処理によつて得られたステンレ
ス鋼表面皮膜の電子回折写真であり、ａは試験番
号５、ｂは試験番号７、ｃは試験番号９の場合の
電子回折写真図である。
ス鋼表面皮膜の電子回折写真であり、ａは試験番
号５、ｂは試験番号７、ｃは試験番号９の場合の
電子回折写真図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Si分を原子％で30％以上（但しＣ分を除く）
含み、他は金属及び無機の酸化物よりなる非晶質
シリカを主成分とする0.001μ以上1.0μ以下の厚
さの皮膜を表面に形成させてなることを特徴とす
る耐銹性ステンレス鋼。 ２ Si0.5％（重量％）以上を含むステンレス鋼
を、露点−50℃以下に制御した水素ガス中もしく
は水素ガスと50％以下のアルゴンガスもしくは水
素ガスと25％以下の窒素ガスとの混合ガス中で
800℃〜1100℃で処理することによつて、Si分を
原子％で30％以上（但しＣ分を除く）含み、他は
金属及び無機の酸化物よりなる非晶質シリカを主
成分とする0.001μ以上1.0μ以下の厚さの皮膜を
表面に形成させることを特徴とする耐銹性ステン
レス鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7950782A JPS58197282A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 耐銹性ステンレス鋼およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7950782A JPS58197282A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 耐銹性ステンレス鋼およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58197282A JPS58197282A (ja) | 1983-11-16 |
| JPS6142783B2 true JPS6142783B2 (ja) | 1986-09-24 |
Family
ID=13691853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7950782A Granted JPS58197282A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 耐銹性ステンレス鋼およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58197282A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4759993A (en) * | 1985-04-25 | 1988-07-26 | Ovonic Synthetic Materials Co., Inc. | Plasma chemical vapor deposition SiO2-x coated articles and plasma assisted chemical vapor deposition method of applying the coating |
| JPS62109928A (ja) * | 1985-11-07 | 1987-05-21 | Nippon Steel Corp | クロム含有耐食性薄鋼板の低酸化焼鈍方法 |
| JPS6372868A (ja) * | 1986-09-16 | 1988-04-02 | Nippon Steel Corp | 耐食性、耐候性に優れた外装用建材 |
| JPS63235461A (ja) * | 1987-03-23 | 1988-09-30 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐候性に優れたｂａ仕上げステンレス鋼板の製造方法 |
| US6068712A (en) * | 1998-01-08 | 2000-05-30 | Kawasaki Steel Corporation | Steel products having superior weathering, method of producing the steel products, and method of forming weathering protective rust on steel product surfaces |
| JP2014198874A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐食性と磁気特性に優れた鋼材およびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54126624A (en) * | 1978-03-09 | 1979-10-02 | Nisshin Steel Co Ltd | Bright annealing of stainless steel |
-
1982
- 1982-05-12 JP JP7950782A patent/JPS58197282A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58197282A (ja) | 1983-11-16 |
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