WO1993022471A1

WO1993022471A1 - ALLIAGE Fe-Cr PRESENTANT UNE GRANDE APTITUDE AU FAÇONNAGE

Info

Publication number: WO1993022471A1
Application number: PCT/JP1993/000580
Authority: WO
Inventors: Mitsuyuki Fujisawa; Yasushi Katoh; Yoshihiro Yazawa; Satoshi Ohwada; Keiichi Yoshioka; Fusao Togashi; Susumu Satoh
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1992-04-30
Filing date: 1993-04-30
Publication date: 1993-11-11
Anticipated expiration: 1994-10-30
Also published as: EP0597129A4; KR100253543B1; EP0597129A1

Description

明細発明の名称

加工性に優れた F e— C r合金技術分野

本発明は著しく加工性に優れた F e-Cr合金に関する。

本発明は、加工性に加え、耐酸性に優れた Fe— Cr合金に関する。

本発明はまた加工性に加え、耐酸化性に優れた F e-Cr合金に関する。本発明はさらに加工性に加え、耐酸性、耐酸化性に優れた Fe— Cr合金に関する。背景技術

一般に F e-Cr合金は耐食性に優れた材料として知られているが、耐食性および加工性の改善も含めて F e-Cr合金の物性の改良が以下の例示のごとくに各種提案されている。

特公昭 63— 58904号公報では Cr含量 1 1. 0〜1 6. 0重量％の Fe -Cr合金で、特に T i含量を特定量とした張り出し性および二次加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提案している。

特公昭 64 - 6264号公報では C r含量 8. 0〜35. 0重量％の F e 一 Cr合金で、特に S i， Mnおよび Nbを各々特定量含有した耐銹性に優れたステンレス鋼光輝焼鈍材を提案している。特公平 2— 1902号公報では C r含量が 20. 0重量％を越え 25重量％以下の Fe— Cr合金で、特に Mo, Mnおよび Nbを各々特定量含有せしめた溶接時の耐高温割れ性および溶接部靭性に優れた耐食性フエライトステンレス鐧を提案している。 '

特開昭 & 1一 186451号公報では C r含量が 25〜 50重量％の？ e 一 Cr合金で、特に Si, Mnおよび Moを特定量含有せしめた耐サワー性に優れた合金を提案している。

特開昭 62- 267450号公報で Cr含量 16〜19重量％の Fe— Cr系合金であって、特に Moを特定量含有せしめた耐粒界腐食性に優れる高純度フェライト系ステンレス鋼を提案している。

特開平 1一 2 & 7253号公報では Cr含量 15〜26重量％、 A1含量 4〜 6重量％©F e-Cr-A l合金であつて、希土類元素を少量特定量含有せしめた耐酸化性および製造性に優れた A 1含有フェライト系ステンレス鋼を提案している。

特開平 2— 232344号公報では Cr含量 25. 0〜30. 0重量％の Fe -Cr系合金であつて、特に M 0を特定量含有せしめた耐生物付着性および耐海水性に優れたフェライト系ステンレス鐧を提案している。

特開平 3— 2355号公報では Cr含量 1 6. 0〜25. 0重量％の Fe 一 C r合金であって、特に Nbを Cと Nの合計量との比において特定量含有せしめた冷間加工性、靭性、耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提案している o , 発明の開示

〔A〕 Category Aの発明について

これら Fe— Cr合金は、まずは耐食性を重要視するので、 Crを比較的多量に使用する。その結果、延性が低下し加工性が必ずしも充分でなく自動車外装材、建築用外装材を始めとした成形加工性が必要な用途に適用しょうとする場合、加工時に割れが生じたり、あるいは加工条件が厳しく非常に加工しにくいとレ、う問題が生じており、より一層の加工性の向上が望まれていた。

即ち、本発明の目的は加工性が改善された F e— C r合金を提供することにある。本発明は、加工性に加え、 W酸性、耐酸化性をさらに有する Fe— Cr合金を提供することを目的とする。

本発明者は上記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、意外にも従来の F e 一 Cr合金に存在していた C, N, 0， P, Sなどの不純物量が極めて少ぃ F e 一 C r合金が著しく延性に於いて優れることを見い出し本発明の完成に至つた。

すなわち、本発明は、 Cr含量 3〜60重量％、 C, N，〇， P及び Sの合計量が 10 Oppm以下であり、残部 Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性に優れた新規 F e-Cr合金を提供する。

本発明は、 C r含量が 5〜60重量％、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 10 Oppm以下であり、 Ni, C oおよび C uから選択される 1種以上を下記式（1)を満たす量含有し、残部 Feおよび不可避的不純物からなることを特徵とする加工性および耐酸性に優れた F e-Cr合金を提供する。

0. 01重量％≤Ni +Co + 2Cu≤ 6重量％ …… (1) また、本発明は、〇1：含量が3〜60重量％、 C、 N、〇、 Pおよび Sの合計量が 100 p pm以下であり、 S i、 Mnおよび A 1から選択される 1種以上を下記式（2)を満たす量および Zまたは C a、 Mgおよび希土類元素 (REM) から選択される 1種以上を下記式（3)を満たす量含有し、残部 Feおよび不可避的不純物からなることを特徵とする加工性および耐酸化性に優れた F e-Cr 合金を提供する。

0. 1重量％≤3A1+2S i+Mn≤50重量％ …… （2)

0. 00 lfi*%≤4Ca + 4Mg+REM≤0. 2重量％ …… （3) さらに、本発明は、 Cr含量が 5〜60重量、 C, N, 0， Pおよび Sの合 fff*が 10 Oppm以下であり、 Ni， Coおよび Cuから選択される 1種以上を下記式（1)を溝たす量含有し、かつ S i、 Mnおよび A 1から選択される 1 種以上を下記式（2)を潢たす量および Zまたは C a、 Mgおよび希土類元素（REM)から選択される 1種以上を下記式（3)を満たす量含有し、残部 F eおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性、耐酸性および耐酸化性に優れた F e-Cr合金を提供する。

0. 01重量％≤Ni +Co + 2 Cu≤ 6重量％ …… (1)

参 0. 1重量％≤ 3 A 1 + 2 S i +Mn≤ 50重量％ ·…" （2)

0. 001重量％≤4Ca + 4Mg + REM≤0. 2重量％ '— (3) 〔B〕 Category Bの発明について

これら Fe— Cr合金は、まずは耐食性を重要視するので、 Crを比較的多量に使用する。その結果、延性が低下し加工性が必ずしも充分でなく用途に応じた所望の形状に仕上げることが困難となり、結局使えない事例も少なくない。例えばパイプ成形し、曲げ加工を施して配管用途に使用する場合に、曲げ加工時に破断するなどのトラブルが生じ、より一層の加工性の向上が望まれていた。

更に、高温における強度も充分でなく、高温に晒される用途例えば自動車排ガス用ェキブーストパイプでは高温強度や高温疲労特性など一層の改善が望まれていた。また、耐酸性が要請される化学産業用プラント材料として用途にはさらに改善が望まれていた。

即ち、本発明の目的は加工性および高温における強度が改善された F e-Cr 合金を提供することである。

本発明の他の目的は、加工性および高温強度に加えて、耐酸性および Zまたは耐酸化性に優れた F e-Cr合金を提供することにある。

本発明者は上記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、意外にも従来の F e 一 Cr合金に存在していた C， N， 0, P, Sなどの不純物性が極めて少ぃ F e 一 C r合金が著しく延性にぉレ、て優れることを見し、出し、更に不純物が極めて少い Fe— Cr合金に Ti， Nb, Zr, V, Ta， Wおよび Bから選択される 1 種以上を特定量添加した合金は高温での強度が改善されることを見し、出し本発明を完成するに到った。

本発明によれば、 Cr含量が 3〜60重量％、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 1 O Oppm以下、かつ Ti, Nb, Zr, V, Ta， Wおよび Bから選択される 1種以上を下記式 ( 1 ) を満たす量含有し、残部 F eおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性および高温強度に優れた F e-Cr合金が提供される。 0. 0 i %≤T i +Nb + Zr +V + Ta+W-h50 B≤ 6E*%

……（1) また、本発明によれば、 Cr含量が 5〜60重量％、 C, N, 0, P及び Sの合 f«が 10 Oppm以下、 Ti, Nb， Zr, V, Ta, W及び Bから選択される 1種以上を下記式（ 1 ) を満たす量含有し、さらに Ni， Coおよび Cuから選択される 1種以上を下記式（2)を満たす量含有し、残部 F eおよび^ I避的不純物からなることを特徴とする加工性、高温強度および酎酸性に優れた F e 一 Cr合金が提供される。

0. 01 m&%≤T i +Nb + Z r +V+T a +W+ 50B≤ 6重量％

……（1)

0. 01重量^ Ni +Co + 2Cu≤6重量％ …… （2) また、本発明によれば、 Cr含量が 3〜60重量％、 C, N, 0, Pおよび S の合計量が 1 O Oppm以下、 Ti, Nb, Zr, V, Ta, Wおよび Bから選択される 1種以上を下記式（ 1 ) を満たす量含有し、さらに A 1， S iおよび Mnから選択される 1種以上を下記式 (3)を満たす量および/または Ca， Mgおよび希土類元素（REM)から選択される 1種以上を下記式（4)を満たす量含有し、残部 F eおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性、高温強度および耐酸化性に優れた F e -Cr合金が提供される。

0. 0 lfi*M≤Ti +Nb+Zr +V+Ta+W+50B≤6重畺％

…… （い

0. Ι Λ%≤ 3A1 + 2S i +Μη≤5 ΜΛ% ― (3)

0. 00 lfiSM≤4Ca + 4Mg+REM≤0. 2重量％ …… （4) さらに、本発明によれば、 C r含量が 5〜60重量％、 C, N, 〇， Pおよび Sの合計量が 1 O Oppm以下、 Ti, Nb， Zr， V, Ta, Wおよび Bから選択される 1種以上を下記式（1) を満たす量含有し、さらに Ni， Coおよび Cuから選択される 1種以上を下記式（2) を満たす量含有し、さらに Al, S iおよび Mnから選択される 1種以上を下記式 (3) を満たす量および Zまたは Ca, Mgおよび希土類元素 (REM)から選択される 1種以上を下記式（ 4 ) を満たす量含有し、残部 F eおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性、高温強度、耐酸性および耐酸化性に優れた Fe— Cr合金が提供される。

0. 0 \ &%≤T i +Nb + Z r +V + Ta+W+50 B≤ 6 m.m.%

…… （1)

0. 01重量％≤Ni+Co + 2Cu≤6重量％ …… (2)

0. 1重量 3 A 1 +2 S i +Mn≤ 50重量％ …… (3)

0. 001重量％≤4Ca + 4Mg + REM≤0. 2重量％ …… (4) 〔C〕 Category Cの発明について

これら Fe— Cr合金は、まずは耐食性を重要視するので、 Crを比較的多量に使用する。その結果、延性が低下し加工性が必ずしも充分でなく自動車外装材、建築用外装材ゃ構造物などの加工性が必要な用途に適用しょうとする場合加工時に割れが生じたり、あるいは加工条件が厳しく非常に加工しにくいという問題が生じておりより一層の加工性の向上が望まれていた。

さらに、これら Fe— Cr合金は耐食性に優れる力なお不充分で、.特に耐孔食性が要請される自動車外装材ゃ建築用外装材の用途、更には耐酸性が要求される化学ブラント用構造材には改善が要望されている。

さらに、これら F e— C r合金は、高温での強度および耐酸化性も十分でなく高温に晒される自動車排ガス用パイプなどの用途に用いようとする場合は更なる改善が求められていた。 a かくして、本発明の主目的は加工性が改善されかつ耐孔食性に優れた F e 一 C r合金を提供することである。

本発明の他の目的は上記特性の改善に加えて、耐酸性に於いても改善された F e— C r合金を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、加工性に優れしかも耐酸性および耐酸化性に優れた F e - C r合金を提供することである。

本発明者は上記巨的を達成すべく鋭意研究を行った結果、意外にも従来の

F e— C r合金に存在していた C, N, 0, P, Sなどの不純物量が極めて少ない F e— C r合金が著しく延性に於いて優れることおよび耐食性に於いても優れることを見い出した。

そして上記不純物量の低下した F e— C r合金に特定量の M oを添加することにより著しく耐孔食性が向上すること、更に N 'i、 C o, C uの一種以上を特定量加えることにより耐酸性かしく向上することを見い出した。

そして、 A 1， S iおよび Mnから選択される 1種以上を特定量および/または C a, Mgおよび REMから選択される 1種以上を特定量さらに添加すると耐酸化性が著しく向上することを知見し本発明を完成するに至つた。

すなわち、本発明によれば、 C r含量が 5〜6 0重量、 C, Ν， ·0, Pおよび Sの合計量が 1 0 0 p p m以下、 M 0含量が 0. 5— 2 0重量％であり、残部 F eおよび不可避的不純物からなる F e-Cr合金が提供される。 ' また、本発明によれば、 C r含量が 5〜60重量％、 C, N, 〇， Pおよび Sの合計量が 1 00 p pm以下、 Mo含量が 0. 5〜20重量、さらに Ni、 Cu、 Coから選択される 1種以上を下記式 (1)を満たす量含有し、残部 F eおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性、耐孔食性および耐食性に優れた F e-Cr合金が提供される。

0. 01重量^ Ni+Co + 2Cu≤6重量％ …… （1) また、本発明によれば、 Cr含量が 5〜60重量％、 C, N, 〇， Pおよび S の合計量が 1 O Oppm以下、 1^0含量が0. 5〜20重量％でぁり、かつ A 1， S iおよび Mnから選択される一種以上を下記式（2)を満たす量およびノまたは Ca, Mgおよび希土類元素 (REM)から選択される一種以上を下記式（ 3 ) を満たす量含有し、残部 F eおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性、耐孔食性および耐酸化性に優れた F e-Cr合金が提供され o

0. 1重量 3 A 1 +2 S i +Mn≤ 50重量％ -- (2)

0. 00 lfiS%≤4 Ca + 4Mg + REM≤ 0. 2重量％ …… (3) さらに、本発明によれば、 Cr含量が 5〜60重量％、 C, N, 0， Pおよび Sの合計量が 100 ppm以下、 Mo含量が 0. 5〜20重量％、さらに Ni、 Cu、 Coから選択される 1種以上を下記式（1) を満たす量含有し、かつ A 1， S iおよび Mnから選択される一種以上を下記式（2)を満たす量およびまたは Ca, Mgおよび希土類元素 (REM)から選択される一種以上を下記式（ 3 ) を満たす量含有し、残部 F eおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性、耐孔食性、耐酸性および耐酸化性に優れた F e— C r合金が提供される。

0. 01重量％≤N i +Co + 2 Cu≤ 6重量％ -- (1)

0. 1重量％≤3A1+2S ί+Μη≤50重量％ "…- (2) ひ. 001重量％≤4 Ca + 4Mg+REM≤ 0. 2重量％ —… (3) 〔D〕 CategoryDの発明について

これら F e— C r合金は、まずは耐食性を重要視するので、 C rを比較的多量に使用する。その結果、延性が低下し加工性が必ずしも充分でなく、家庭用流し台のシンク、建築用外装材ゃ自動車用外装材などに適用しょうとする場合、加工時に割れが生じたり、 δΙΤΙに当つて厳しレゝ条件が必要な場合には加工が困難になるという問題点があり、一層の加工性の向上が望まれていた。

さらに、これら F e— Cr合金は耐食性に優れるが、なお不充分で、特に耐孔食性、溶接部耐食性（耐粒界腐食性）が要請される温水器缶体や、自動車マフラ一用材などの用途、更には耐酸性が要求される化学ブラントなどの用途にはこれらの特性の改善が要望されている。

かぐして、本発明の第 1の目的は加工性が改善されかつ耐孔食性および溶接部耐食性に優れた F e-Cr合金を提供することである。

本発明の第 2の目的は上記特性の改善に加えて、耐酸性および Zまたは耐酸化性に於いても改善された F e-Cr合金を提供することにある。

本発明者は上記目的を達成すベく鋭意研究を行つた結果、意外にも従来の Fe— Cr合金に存在していた C, N, 0, P, Sなどの不純物量が極めて少ない F e— C r合金が著しく延性に於いて優れることおよび耐食性に；^いても優れることを見い出した。

そして上記不純物量の低下した F e— C r合金に特定量の M oを添加することにより著しく耐孔食性が向上すること、更に T i， Nb, Zr, V， Ta, Wおよび Bの一種以上を特定量加えることにより溶接部耐食性（耐粒界腐食性）が著しく向上することを見い出した。

さらに、上記元素に加えて、 Ni, Co, Cuの一種以上を特定量加えることにより耐酸性が著しく向上する一連の事実を見い出した。さらに、上記元素にかえて、 S i， Mn, A1の一種以上および Zまたは Ca， Mg, REMの一種以上を特定量加えることにより耐酸化性が著しく向上することを見レ、出し本発明を完成するに至った。

即ち、本発明によれば、 Cr含量が 5〜60重量％であり、 C， N, 0， Pおよび Sの合計量が 1 O Oppm以下、 Mo含量が 0. 5〜20重量％であり、かつ T i， Nb, Z r, V, Ta, Wおよび Bから選択される 1種以上を下記式（1) を満たす量含有し、残部 Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性、耐孔食性および溶接部耐食性に優れる F e— C r合金が提供され。

0. 0 i &%≤T i +Nb + Z r +V + Ta+W+ 50 B≤ 1. 0重量％

(1) 本発明によれば、 Cr含量が 5〜60重量％、 C, N, 〇， Pおよび Sの合計量が 1 0 0 p pm以下であり、 Mo含量が 0. 5〜20重量％であり、かつ T i , Nb, Z r, V, Ta, Wおよび Bから選択される 1種以上を下記式 (1) を満たし、さらに Ni, Cuおよび Coから選択される 1種以上を下記式 (2)を満たす量含有し、残部 Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性、耐孔食性、溶接部耐食性および耐酸性に優れる F e— C r合金が提供される。

0. 01重量％≤Ti +Nb + Zr +V+Ta+W+50 B≤ 1. 0重量％

… …- ( 1 )

0. 01重量％≤Ni +Co + 2 Cu≤ 6重量％ (2) また、本発明によれば、 Cr含量が 5〜60重量％、 C, N, 0, Pおよび S の合計量が 100 p m以下であり、 Mo含量が 0. 5〜 20重量％であり、かつ Ti， Nb, Zr, V, Ta， Wおよび Bから選択される 1種以上を下記式（1)を潢たす量含有し、かつ S i， Mnおよび A 1から選択される 1種以上を下記式（3)を潢たす量および Zまたは C a, Mgおよび希土類元素 (REM)から選択される 1種以上を下記式（4)を満たす量含有し、残部 Fe および避的不純物からなることを特徴とする加工性、酎孔食性、溶接部耐食性および耐酸化性に優れる F e— C r合金が提供される。

0. 01重量％≤Ti +Nb+Zr十 V+Ta+W+50 B≤ 1. 0重量 ½

(1)

0. 1重量％≤3AI+2S i+Mn≤5 O重量 (3) ひ. 00 I龍％≤4Ca + 4Mg+REM≤0. 2重量 ……… （4) さらに、本発明によれば、 Cr含量が 5〜60重量、 C, N, 0, Pおよび Sの合が 100 pp m以下であり、 M 0含量が 0. 5〜 20重量％であり、かつ Ti, Nb, Zr, V, Ta, Wおよび Bから選択される 1種以上を下記式 (1)を満たす量含有し、さらに Ni, Cuおよび Coから選択される 1種以上を下記式 (2)を満たす量含有し、かつ S i, Mnおよび A 1から選択される 1 種以上を下記式（3) を満たす量および Zまたは C a， Mgおよび希土類元素（REM) から選択される 1種以上を下記式（4) を満たす量含有し、残部 F eおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性、耐孔食性、溶接部耐食性および耐酸化性に優れる F e— C r合金が提供される _{

0. 0 ίΜΛ%≤Τ i +Nb + Zr +V + Ta+W+ 50 B≤ 1. 0重量％

(1)

0. 01重量^ Ni+Co + 2Cu≤6重量 (2)

0. 1重量 3 A 1 +2 S i +Mn≤ 50重量 (3)

0. 00 lfi*%≤4Ca + 4 g + REM≤0. 2重量 (4) 図面の簡単な説明

図 1は、 C, N, P， 0, Sの合計量と引張特性の関係を示すグラフである _c

図 2は、 C, N, P, 0, Sの合計量と腐食度の関係を示すグラフである

図 3は、 Cr量と腐食度の関係を示すグラフである。

図 4は、 Ni+Co + 2Cuと腐食度の関係を示すグラフである。

図 5は、 C, N, P， 0， Sの合計量と異常酸化面積の関係を示すグラフである

図 6は、 Cr含量と酸化増量の関係を示すグラフである。

図 7は、 3 A 1 + 2 S i +Mnの値（重量と異常酸化面積の関係を示すグラフである。

図 8は、 4Ca + 4Mg + REMの値（重量と酸化被膜剝離面積率との関係を示すグラフである。

図 9は、 F e— 18%Cr合金に Wして、 C， N, 0， Pおよび Sの合計量と引張特性との関係を示すグラフである。

図 10は、 T i +Nb +Z r +V+T a +W+ 50 Bと高温耐力の増加との関係を示すグラフである。

図 1 1は、 C, N, P， 0, Sの合計量と腐食度の関係を示すグラフである。

図 12は、 C r量と腐食度の関係を示すグラフである。

図 13は、 i+Co + 2Cuと腐食度の関係を示すグラフである。

図 14は、 Ti +Nb + Zn +Ta +V+W+ 50 Bと腐食度の関係を示すグラフである。

図 15は、 Cr含量と耐酸化試験後の重量減との関係を示すグラフである。図 16は、（ 3 A 1 + 2 S i +Mn) と耐酸化性の関係を示すグラフであ図 17は、（4 Ca + 4Mg+REM) と耐酸化性の関係を示すグラフであ

図 18は、 C， N, 0, Pおよび Sの合計量と引張特性との関係を示すグラフである。

図 19は、 Moの含有量と孔食電位の関係を示すグラフである。

図 2ひは、（Ni+Co + 2Cu)重量％と耐酸性の関係を示すグラフである。

図 21は、（3Al +2S i +Mn) と耐酸化性の関係を示すグラフである。

図 22は、（4 C a + 4Mg + REM) と耐酸化性の関係を示すグラフである。

図 23は、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量と弓 ί張特性の関係を示すグラフでめ'る。

図 24は、 Moの含有量と孔食電位の関係を示すグラフである。

図 25は、（T i +Nb + Zr +V + Ta+W+50 xB)重量％と耐粒界腐食性の関係を示すグラフである。

図 26は、（Ni + Co + 2Cu)重量％と耐酸性の関係を示すグラフでめる。

図 27は、（3Al +2S i +Mn) と耐酸化性の関係を示すグラフである。

図 28は、（4Ca + 4Mg + REM) と耐酸化性の関係を示すグラフでめる。

発明を実施するための最良の形態

本発明は 4つのカテゴリ一に大別される発明で構成される。各カテゴリ一の発明は下記の通りであり、各カテゴリー毎に順次に説明する。また、「発明の開示』の項、「実施例 J の項、「産 S_bの利用可能性」についても理解し易いように同様に各力テゴリ一毎に説明をする。

CCategoryAの発明〕

この発明は、特願平 4一 1 1 1 0 1 4号、特願平 4 - 1 1 7 3 5 8号および特願平 4一 1 2 & 7 5 1号を優先権主張する発明であり、請求の範囲 1〜4、図 1 〜図 8に開示されるものである。

ttategoryBの発明〕

この発明は、特願平 4一 1 2 8 7 5 1号、特願平 4 - 1 4 1 6 5 3号および特願平 4一 1 4 1 6 5 5号を優先権主張する発明であり、請求の範囲 5〜8、図 9 〜図 1 7に開示されるものである。

CCategoryCの発明〕 ·

この発明は、特顧平 4 - 1 1 1 4 3 0号および特願平 4 - 1 4 1 6 5 6号を優先 i ¾張する発明であり、請求の範囲 &〜 1 2、図 1 8〜図 2 2に開示されるものである。

CCategoryDの発明〕

この発明は、特願平 4 - 1 1 2 5 2 2号を優先脏張する発明であり、請求の範囲 1 3〜1 6、図 2 3〜図 2 8に開示されるものである。

4 〔A〕 Category Aの発明について

以下に本努明をさらに詳細に説明する。 (I) まず、加工性に優れた本発明の Fe— Cr合金について説明する。図 1に、 F e— 18 % C r合金の冷延焼鈍板に関して、弓 I張試験 (J I S Z - 2241 ) により得られた伸びの変化および耐カ（降状強度）の変化に及ぼす C， N, 0, P， Sの合計量の影響を示すが、 C， N, 0， Pおよび Sの総量が 10 O pm以下の場合延性に於いて著しく優れることが明らかである。

図 1中、伸びの変化（％) 、耐カ（降状強度）の変化（N/画²)とは、各合金成分について、 C+N + O + S + P=500 p pmのものとの引張特性の差を示す。基本となる引張特性は、以下の通りである。

Fe-18Cr, C+N + 0 + S + P= 500ppmで伸び 30 %、耐カ 330N/國 ²

Fe— 30Cr, C+N+O + S + P =500ppmで伸び 25%、耐カ 450N/豳 ² 本発明の Fe— Cr合金に於いては、 C， N, 0， Pおよび Sの合計量は 100 p pm以下である。前述したように、 100 p pm以下に於いて、延性すなわち加工性に著しく優れる。一方、 100 ppmを超えるにつれて延性が低下し、加工性が低下する。

更に本発明の F e— C r合金に於レ、ては C r含量は 3〜 60重量、好ましくは 5〜30重量％である。 3重量％未満では耐食性に劣り、 60重量％超では、たとえ C， N, 0， P, Sを削減しても十分な加工性が得られないからであ。

つまり、 C, N， 0, P, Sの総量が 1 0 Oppm以下で、 C r含量が 3 〜60重量％を満たす Fe— Cr合金は著しく優れた加工性を有し、耐食性にも優れる。

また必要に応じて、 Al, Mo, Nb, B， S i, Mn, Cu, Ni， Co, C aなどのその他の元素を添加することもできる。

本発明の加工性に優れた F e-Cr合金を製造するには原料として、高純度電解鉄と電解 Crを用いればよい。また必要に応じて添加される元素も、その原料として高純度のが甩レ、られる。レ、ずれの原料も主たる不純物は酸素であり、この酸素を除去するために 10_⁷10 r rよりも高い超高真空下で溶解、籍造することにより本発明の F e-Cr合金を製造することができる。

また、本発明成分系は、熱延焼鈍板や冷延焼鈍板でも十分にその効果が得られ、さらに冷延焼鈍板の表面 izLhげは、 BA， 2B, 2D, HL, 研磨などでも十分にその特性が生かされるのは言うまでもない。

(II)次に、加工性に加え、耐酸性に優れた本発明の Fe— Cr合金について説明すな。

図 2は Fe— 36%Cr— 3. 2%Co合金に関して、 C, N, P, 0及び S の合計量と腐食度との関係を示すグラフであり、該合計量が 10 Oppm以内では腐食度が極めて低いことが明らかである。

図 3は、 Fe— Cr一 1. 6 i - 1. 4%Co合金に関し、 Cr含有量と腐食度との関係を C， N， 0， P及び Sの合計量が 10 Oppm以下の場合と 10ひ ppmを超える場合につきグラフに示したものである。図 3から C+N + 0 + P + Sが 10 O p pm以下の合金は 100 p pmを超える合金と比べて腐食度が著しく低くしかも C r量が 5重量％以上であるとその傾向は顕著であることが明らかである。

図 4は、？6— 38%〇]：合金（但し、 C+N+0 + P + S=62ppm) について、 Ni+Co + 2Cuと腐食度との関係を示す図であり、 Ni+Co + 2Cuの値が 0. 01重量％以上となると腐食度が低下することが明らかにされている。

以下、本発明の合金組成の成分について説明する。

Cr ： 5〜60重量％、好ましくは 10〜40重量％である。 Cr含量がこの範囲であることにより上記で説明した如く耐酸性に優れた合金が得られる。過剰の Crの含有は加工性の低下の原因となり好ましくない。また、耐酸性の改善に対する効果も飽和する。

C, N, 0, P, S：これらの元素の合計量は 10 Oppm以下、好ましくは 85ppm以下である。前述したように、 10 Oppm以下であることにより他の条件と結合して傻れた耐酸性を示すと共に加工性に於いて優れる。

Cu, Ni, Co；これらの元素はいずれも合金の耐酸性向上作用を有する重要かつ有用な元素である。本発明合金に於いては、これらの元素から選択される 1種以上が含有されており、その量は下記の式を充足するような範囲である。

0. 01重量％≤Ni+Co + 2Cu≤6重量％ … （ 1 ) 好ましくは、 0. 05重量％≤Ni+Co + 2Cu≤5. 0重量 … （l a)

Ni, Co, Cuの配合量が上記範囲より少いと耐食性が劣り、多いと合金の製造性が劣る。

また、 Ni， Co, Cuの各々の好ましい含量は以下の如くであり、その理由は上記と同様である。

Ni ； 0. 05〜 5. 0重量％

C 0 ； 0. 05〜 5. 0重量％

Cu； 0. 05〜 2. 5重量％以上の条件を満たす、 Fe-Cr合金は、加工性に於レ、て優れると共に耐食性に於いて著しく優れた性質を示す。

本発明の加工性および耐酸性に優れた Fe— Cr合金は、原料として、超高純度電解 Fe、電解、電解 Ni、電解、電解 Co、ヨウ化物法 Ti、電解還元 Nb、融解塩電解 Zr、還元 V、電解 Ta、電解還元 W、高純度フエロボ口ンなどを甩レ、ることにより製造することができる。

いずれの含量も主たる不純物は酸素であり、この酸素を除去するために 10一⁵ t 0 r r好ましくは 10一⁷ 0 r rを超える超高真空下で溶解、鎳造することにより本発明の F e— C r合金を製造することができる。

(I ί I)さらに、加工性および耐酸化性に優れた本発明の F e— C r合金について説明する。

図 5は Fe— 24^Cr— 0. 1%REM (Y： 0. 05%， L a： 0. 03 %, C e： 0. 02%)合金に関して、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量と連続酸化試験後の異常酸化面積との関係を示すグラフであり、 C， N, 0, P, Sの合計量が 1 G 0 ppm以下に於いて異常酸化面積が極めて小さいことが明らかであな o

図 6は、？6—〇1：ー 1合金に関して、 Cr含量と酸化試験後の酸化増量との関係を示すグ^フであり、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 10 Oppm以下であると、 Cr含量が 3. 0重量％以上の場合に著しく酸化増量が少なくなることが明らかにされている。

図 7は、 C, N, P, 0および Sの合計量が 5 lppmの Fe— 28%Cr合金に関して、 (3Al+2S i+Mn)の値が連続酸化試験後の異常酸化面積に

2 ひ及ぼす影響を示すグラフであり、上記の値が 0. 1重量％以上であると異常酸化面積の値が低下することが明らかである。

図 8は C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 72ppmの Fe— 26%Cr合金 ^½ に関して、（ 4 C a + 4 M g + R E M) の値と繰り返し加熱試験後の酸化皮膜剝

^¾. 離面積率との関係を示したもので上記値が 0. 001 %以上となると酸化皮膜剝離面積率が著しく低下することが明らかである。

以下、本発明の合金組成の成分および態様について説明する。本発明の加工性および耐酸化性に優れた F e-Cr合金については下記の三態様があり、それぞれについて説明する。

( 1 ) 本発明の第 1の態様

Cr ： 3〜60重量％好ましくは 10〜40重量％含有する。 Cr含量がこの範囲であることにより、他の条件と結合して耐酸化性に優れた合金となる。過剰の C rの含有は加工性の低下の原因となるとともに、耐酸化性の改善に対する効果も飽和するので好ましくない。

C, N, 0, P, S：これらの元素の合計量は 10 Oppm以下、好ましくは 85ppm以下である。この条件を満たすことにより異常酸化が抑制される。そしてこの条件と他の条件とが結合して、優れた耐酸化性を示す合金となると同時に延性に於いて優れ、加工性の良好な合金となる。

έ S i、 Mn、 Al ：本態様の合金はこれらの元素の 1種以上を含有し、含有量

. は下記式（2)、好ましくは（2a) を満たす。

0. 1重量％≤3A1+2S i+Mn≤50重量％ …… (2) - 好ましくは、 0. 5 m%≤ 3 A 1 + 2 S i +Mn≤ 2 5 -… " （2 a) この様な範囲であることにより、他の条件と結合して、耐酸化性に於いて著しく優れた合金となる。これらの元素を過剰に含有させて、 3 A 1 + 2 S i +Mnの値が式（2 ) の範囲を越えると合金を製造するのが困難となるのでこれらの元素の過剰の含有は避けるべきである。

各個別の元素の好ましい含有量およびその理由を下記する。

S i ： 0. 卜 1 0. 0重量

0. I重量％未満では効果があるが顕著でない。 1 0 , ひ重量％を超えると製造性の低下が目立つようになる。

Mn： 0. 1〜5. ひ M%

0. 1重量％未満では効果があるが顕著でない。 5重量％を超えると製造性の低下が目立つようになる。

A 1 ： 0. 卜 4. 0重量％

0. 1重量％未満では効果があるが顕著でない。 4. 0重量％を超えると製造性の低下が巨立つようになる。

以上の条件を満たす F e - C r合金は耐酸化性および加工性に優れるので、自動車排ガス系部材、高温くり返し酸化環境で使用されるパイプ等に適切に用いることができる。

( 2 ) 本発明の第 2の態様

C r含量、 C, N, 0， Pおよび Sの含量、 F eの好ましい含量に関しては第 1の態様で記載したことが本態様に於いても適用される。

第 2の態様の合金に於いては、 C a、 Mgおよび REMから選択される 1種以上を含有せしめる。そしてこれ等元素の含有量は下記式（3) 、好ましくは (3 a) を満たす。

0. 00 1重量％≤4 Ca + 4Mg + REM≤ 0. 2重量％ …… (3) 好ましくは、

0. 005重量％≤4 Ca + 4Mg + REM≤ 0. 1 5重量 …… （3 a) この条件を満たすことにより、他の条件と結合して、優れた耐酸化性および良好な加工性を有する F e— C r合金が得られる。

これ等の元素は本態様の合金の表面に形成される酸化被膜の保護性を著しく改善し、極薄材料に発生し易い異常酸化を抑制し、酸化被膜と母材との密着性を良好にするという機能を有する。

しかしながら、これ等の元素を過剰に含有せしめて（4 C a + 4Mg +

REM) の値が 0. 2重量％を超えると合金の表面欠陥を生じやすくなるので好ましくない。

Ca, Mg, REMの各々のより好ましい含有量およびその理由は以下の如くである。

C a : 0. 002〜0. 0 1重量％

0. 002重量％未満でも効果はある力顕著ではない。 0. 0 1重量％を超ぇると製造性の低下が目立つようになる。

Mg : 0. 002〜0. 0 1重量％

0. 002重量％未満でも効果はある力、'顕著ではない。 0. 0 1重量％を超ぇると製造性の低下が目立つようになる。

REM： 0. 005〜0. 1重量％ 0 . 0 0 5重量％未満でも効果はあるが顕著ではない。 0 . 1重量％を超えても効果は飽和するし、かつ、コストの上昇となる。

このような本発明の第 2の態様の合金は、第 1の態様の合金と同様な用途に用いることができる。

( 3 ) 本発明の第 3の態様 β 前記で詳述した本発明の第 1の態様の合金の条件および第 2の態様の合金の条件のいずれをも満たす合金、すなわち、 C r含量が 3〜6 ひ重量％、 C，

N， 0, Pおよび Sの合計量が 1 0 O p p m以下であり、かつ、 S i、 Mnおよび A 1から選択される 1種以上を前記式（ 2 ) を満たす量含有し、しかも、

C a、 Mgおよび希土類元素 (R EM)から選択される 1種以上を前記式 ( 3 ) を満たす量含有する F e— C r合金も一層優れた耐酸化性および加工性を有する合金であり、前記の用途に好ましく用いられる。

これら 3種の態様を包含する本努明の F e— C r合金を製造するには原料として、超高純度電解鉄、電解クロム、ゾーンメルト法シリコン、融解塩電解マンガン、融解塩電解アルミニウム、融解塩電解カルシウム、電解還元マグネシウム、電解還元希土類金属を用いる。レ、ずれの原料も主たる不純物は酸素であり、この酸素を除去するために 1 0 -⁵† 0 r rよりも高いの超高真空下で溶解、鐯造することにより本発明の F e— C r合金を製造することができる。

(IV)最後に、加工性に加え、耐酸性および耐酸化性に優れた本発明の F e - C r合金について説明する。

本発明のこの合金は、（Π) で述べた特に耐酸性に優れた合金組成に加え、（III)で述べた特に耐酸化性に優れた合金組成を加味したものである。したがって、以下にはその態様のみを示し、詳細な説明は（III)および（ΙΠ)において説明した通りであるので省略する。

この発明には（III)の発明と同様に三態様があり、 C+N + 0 + S + P≤ 、 1 O Oppmであり、 Cr： 5〜 60重量％であることに加えて、変化する部分

¾ のみを以下に各態様ごとに説明する。

( 1 ) 本発明の第 1の態様

N i , C 0および C uから選択される 1種以上を下記式 ( 1 ) を満たす量含有する。

0. 01重量％≤N i +Co + 2Cu≤ 6重量％ …… ( 1 ) 好ましくは、

0. 05重量％≤Ni+Co + 2Cu≤5. 0重量％ …… （l a) S i, Mnおよび A 1から選択される 1種以上で下記式（2)を満たす量含有する。

0. 1重量 3 A 1 + 2S i +Mn≤ 50重量％ …… （2)

好ましくは、

0. 5重量^ 3Al+2S i+Mn≤25重量％ …… （2a)

(2)本発明の第 2の態様

N i， C 0および C uから選択される 1種以上を下記式 ( 1 ) を満たす量含有 ¾ "^る。

0. 01重量^ Ni+Co + 2Cu≤6重量％ …… (1) 好ましくは、

0. 05重量％≤Ni+Co + 2Cu≤5. 0重量％ …… （l a) Ca, Mgおよび希ェ類元素 (REM)から選択される 1種以上を下記式 (3)を溝足する量含有する。

0. ひひ 1重量％≤4Ca + 4Mg + REM 0. 2重量％ …… (3) 好ましくは、

0. 005重量％≤4Ca + 4Mg+REM≤ 0. 15重量％…… （3 a) (3)本発明の第 3の態様

Ni, Coおよび C uから選択される 1種以上を下記式（ 1 ) を満たす量含有する。

0. 01重量％≤Ni +Co + 2Cu≤ 6重量％ -- ( 1 ) 好ましくは、

0. 05重量％^Ni+Co + 2Cu≤5. 0重量％ -- (l a) S i , Mnおよび A 1から選択される 1種以上で下記式 ( 2 ) を満たす量含有する。

0. 1重量^ 3A1+2S i+Mn≤50重量％ ·… (2)

好ましくは、

0. 5重量％≤3A1 +2S i+Mn≤25重量％ …… (2 a)

Ca, Mgおよび希ェ類元素（REM)から選択される 1種以上を下記式 (3)を満足する量含有する。

0. 001重量％≤4Ca + 4Mg + REM≤0. 2重量％ …… （3) 好ましくは、

0. 005fi*%≤4 Ca + 4Mg + REM≤ 0. 15重量％ ···-·· (3 a) なお、この発明合金の製法等については上記と全く同様であるので、詳細な説

2 & 明は省略する _c

〔B〕 Category Bの発明にっレ、て

以下に本発明をさらに詳細に説明する。

(I) まず、加工性および高温強度に優れた本発明の Fe— Cr合金について説明する。

図 9は Fe— 18%Cr合金に関して C, N, 0， Pおよび Sの合計量と室温での引張試験の結果を、上記合計量が 500 ppm程度の従来合金を基準として、示したものである。従来合金と比較してその含有量が 100 ppm以下になると、伸びの値が向上し、降伏強さの低下が著しくなり、如実に延性が改善されていることがわかる。図 9中、伸びの変化（％) 、耐カ（降伏強度）の変化（N/mm² ) とは、各合金成分について C+N+0 + S + P = 500 p pm のものとの引張特性の差を示すものである。

基本となる引張特性は、以下の通りである。

Fe - 18 Cr, C+N+0 + S + P= 500 ppmで伸び 30 %、耐カ 330NZmm²

Fe - 30 Cr， C+N + 0 + S + P= 500 ppmで伸び 25

耐カ 450 NZmm²

図 10は、（Ti +Nb+Zr+V + Ta+W+5 OB) の値と高温耐カ (900°C)の増加との関係を示すグラフであり、上記の値が 0. 01重量％以上となると高温強度の増加分は 0. 1 /mm²以上となり、高温での強度が向上することが明らかである。

次に本発明合金の組成について説明する。 .

Cr： 3〜60重量、好ましくは 5〜45重量％含有する。上記範囲であれば本発明の他の条件と結合して、耐酸化性に優れた合金となるが、 6 0重量％を越えての過剰の含有はコスト高となり好ましくない。

C, N, 0, P, S ；これらの元素の合計量は 1 0 0 ppm以下、好ましくは 8 5 ppm以下である。この事により合金の延性、即ち加工性が改善されると同時に、前記で規定した C r含量の条件と結合して耐酸化性に優れる。この量が 1 0 0 ppmを越えるとこのような優れた効果を示さない。

T i， Nb, Zr, V, Ta, Wおよび B；これらの元素の一種以上を含有しその含量は下記式（1) 、好ましくは式（1 a) を満たすよう添加される。

0. 0 1重量％≤T i +Nb + Zr+V + Ta+W+5 0 x B≤ 6 %

…… ( 1)

0. 1重量％≤T i +Nb + Z r +V + Ta+W+ 5 0 xB≤ 4重量％

…… (1 a) これらの元素を上記範囲量含有することにより、高温における強度が改善される。しかし、これらの元素を過剰に配合し、式（1) の範囲を逸脱すると、高温強度は維持されるが、材料の脆性が助長される不具合が生じる。

また、 T i, Nb, Zr, V, Ta, Wまたは Bの含有量は各々以下の範囲であることが好ましい。

T i ： T i≤ 5 (C% + N%)

Nb ： 0. 0 卜 1重量％

Zr ： 0. 0 卜 1重量％

V : 0. 02〜1重量％

T a ： 0. 0 卜 1重量％ W : 0. 03〜 1重量％

B : 0. 0003〜 3重量％

以上の条件を充足する本発明の合金は加工性に優れ、しかも高温強度に優れるのでパイブ成形とその後の曲げ加工を伴なうような自動車排ガス用パイブなどの用途に好適である。

本発明の（I)にっき上述した Fe— Cr合金を製造するには原料として、まず超高純度電解鉄と電解 Crを用いる。

いずれの原料も主たる不純物は酸素であり、この酸素を除去するために例えば 10-⁵10 r r以上の超高真空下で溶解、鍵造することにより本発明の F e — C r合金を製造することができる。

(II)次に、加工性、高温強度および耐酸性に優れた本発明の Fe— Cr合金について説明する。

図 9は Fe— 18%Cr合金に関して C, N, 0, Pおよび Sの合計量と室温での引張試験の結果を、上記合計量が 500 p pm程度の従来合金を基準として、示したものである。従来合金と比較してその含有量が 10 O ppm以下になると、伸びの値が向上し、降伏強さの低下が著しくなり、如実に延性が改善されていることがわかる。

図 10は、（Ti+Nb+Zr+V + Ta+W+50B) の値と高温耐カ (900。C)の増加との関係を示すグラフであり、上記の値が 0. 01重量％以上となると高温耐カの増加分は 0. 1 Xmm ²以上となり、高温での強度が向上することが明らかである。 .

図 11は Fe— 36%Cr— 3. 2%Co合金に関して、 C， N, P， 0及び Sの合計量と腐食度との関係を示すグラフであり、該合計量が 10 Oppm以内では腐食度が極めて低レ、ことが明らかである。

図 12は、 Fe— Cr一 1. 6 %N i - 1. 4%Co合金に関し、 Cr含有量と腐食度との関係を C， N, 0， P及び Sの合計量が 1 0 Oppm以下の場合と 100 ppmを超える場合につきグラフに示したものである。図 2から C+N + 0 + ? + 3が100 ppm以下の合金は 100 p pmを超える合金と比べて腐食度が著しく低くしかも C r量が 5重量％以上であるとその傾向は顕著であることが明らかである。

図 13は、 Fe— 38%Cr合金（但し、 C+N + 0 + P + S=62 ppm) について、 Ni+Co + 2Cuと腐食度との関係を示す図であり、 Ni+Co + 2Cuの値が 0. 01重量％以上となると腐食度が低下することが明らかにされている。

図 1 4は、 F e— 46 %C r— 3. 0%Co— 1. 2%Cu合金（伹し、 C+N + 0 + P + S=64ppm) にっき、 T i +Nb + Z r +T a +V + W+ 5 O Bの値（重量％) と腐食度との関係を示す図であり、上記の値が 0. 01重量％以上であると腐食度が低いことが明らかにされている。

次に、本発明合金の組成について説明する。

Cr ： 5〜60重量％、好ましくは 10〜40重量％である。 Cr含量がこの範囲であることにより前述した如く耐酸性に優れた合金が得られる。過剰の C r の含有は加工性の低下の原因となり好ましくない。また、耐酸性の改善に対する果も飽和する。

C, N, 〇， P, S：これらの元素の合計量は 10 Oppm以下、好ましぐは 85p pm以下である。前述したように、 100 p pm以下であることにより他の条件と結合して優れた高温強度、耐酸性を示すと共に加工性において優れ。

Ti， Nb, Zr, V, Ta， Wおよび B；これらの元素の一種以上を含有しその含量は下記式（ 1 )、好ましくは式（ 1 a)を満たすよう添加される。

0. 01 &%≤T i +Nb + Z r + V + Ta +W+ 50 B≤6重量％

'… ( 1 )

0. 1重量％≤Ti+Nb+Zr+V+Ta+W+50B≤4重量％

……（l a) 上記範囲量含有することにより、高温に於ける強度が改善される。しかし、これらの元素を過剰に配合し、式（1)の範囲を逸脱すると、高温強度は維持されるが材料の脆性が助長される。

また、 Ti、 Nb, Zr, V, Ta, Wまたは Bの含有量は各々以下の範囲であることが好ましい。

T i ： Ti≤5 (C重量％+N重量％)

Nb： 0. 01〜1重量％

Zr： 0. 0卜 1重量％

V : 0. 02〜： I重量％

T a： 0. 0卜 1重量％

W ： 0. 03〜 1重量％

B ： 0. 0003〜0. 3重量

Cu, Ni, Co；これらの元素はいずれも合金の耐酸性向上作用を有する重要かつ有用な元素である。本発明合金においては、これらの元素から選択される 1種以上が含有されており、その量は下記の式を充足するような範囲である。

0. 01重量％≤Ni +Co + 2Cu≤ 6重量％ …… (2) 好ましくは、 0. 05重量％≤Ni+Co + 2Cu≤5. 0重量％

…… （2 a)

また、 Ni, Co, Cuの各々の好ましい含量は以下の如くであり、その理由は上記と同様である。

N i ； 0. 05〜 5. 0重量％

C 0 ； 0. 05〜 5. 0重量％

Cu； 0. 05〜 2. 5重量％

以上の条件を満たす、 6—( 1^>合金は、加工性、高温強度に於いて優れると共に耐酸性において著しく優れた性質を示す。

本発明の（II)で述べた Fe— Cr合金は、原料として、超高純度電解 Fe、電解 Cr、電解 Ni、電解 Cu、電解 Co、ヨウ化物法 Ti、電解還元 Nb、融解塩電解 Zr、還元 V、電解 Ta、電解還元 W、高純度フエロボロンなどを用レ、ることにより製造することができる。

いずれの含量も主たる不純物は酸素であり、この酸素を除去するために 10_⁵ t 0 r r好ましくは 10_⁷10 r rを超える超高真空下で溶解、铸造することにより本発明の F e-Cr合金を製造することができる。

(III)次に、加工性、高温強度および耐酸化性に優れた本発明の Fe— Cr合金にっき説明する。

図 9は Fe— 18%Cr合金に関して C， N, 0， Pおよび Sの合計量と室温での引張試験の結果を、上記合計量が 500 p pm程度の従来合金を基準として、示したものである。従来合金と比較してその含有量が 10 Oppm以下になると、伸びの値が向上し、降伏強さの低下が著しくなり、如実に延性が改善されていることがわかる。

図 10は、（T i +Nb+Z r +V + Ta+W+ 50 B) の値と高温耐カ (900°C)の増加との関係を示すグラフであり、上記の値が 0. 01重量％以上となると高温耐力の増加分は 0. INZmm²以上となり、高温での強度が向上することが明らかである。

図 15は C+N+0 + P + Sの合計量が 10 Oppm以上と 10 Oppm以下の F e— C r合金にっレ、ての耐酸化性試験結果（大気中 1350 k、 12 h rスケ一ル除去後の重量減）を示すグラフである。 Cr含有量が 12重量％以上である従来のステンレス鋼と同等以上の特性が、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 10 O ppm以下の場合、 Cr含有が 3重量％以上で得られ、高純度化により低 C r化が達成され省資源化されることが明らかである。

図 16は、 Fe— （15〜3ひ）％Cr合金に関し、酎酸化性試験（大気中 1350 K、 12 h rスケール除去後の重量減）の結果を示すグラフである。 (3Al+2Si +Mn)が 0. 1重量％以上で耐酸化性に優れていることが明白である。

図 17は、 Fe— （15〜30) %Cr合金に関し、耐酸化性試験（大気中 1350 K、 12 rスケール除去後の重量減）の結果を示すグラフである。 (4 Ca + 4Mg + REM)が 0. 001重量％以上で耐酸化性に優れていることが明白である。

次に、本発明合金の組成および態様について説明する。本発明の加工性、高温強度および耐酸化性に優れた F e-Cr合金については下記の三態様があり、それぞれについて説明する。

( 1 )本発明の第 1の態様

Cr： 3〜60重量％、好ましくは 5〜45重量％含有する。上記範囲であれば本発明の他の条件と結合して、耐酸化性に優れた合金となるが、 60重量％を越えての過剰の含有はコスト高となり好ましくない。

C, N, 0, P， S；これらの元素の合計量は 10 Oppm以下、好ましくは 85 ppm以下である。このようにこれらの元素の含量を低減することにより合金の延性、即ち加工性が改善されると同時に、前記で規定した Cr含量の条件と結合して耐酸化性に優れた合金となる。この量が 10 Oppmを越えるとこのような優れた効果を示さない。

Ti， Nb, Zr, V, Ta, Wおよび B；これらの元素の一種以上を含有しその含量は下記式（1)、好ましくは式（1 a)を満たすよう添加される。

0. 01重量％≤Ti +Nb + Zr+V + Ta+W+50 B≤ 6 %

…… （1)

0. 1重量％≤Τ i +Nb + Zr +V + Ta+W+50 重量％

…… （1 a) 上記範囲量含有することにより、高温に於ける強度が改善される。しかし、これらの元素を過剰に配合し、式（1)の範囲を逸脱すると、高温強度は維持されるが材料の脆性が助長される。

また、 Ti、 Nb, Zr, V, Ta， Wまたは Bの含有量は各々以下の範囲であることが好ましい。

T i ： T i≤ 5 (C重量重量％)

Nb： 0. 01〜1重量％

Z r： 0. 0卜 1重量％

V : 0. 02〜1重量％

Ta： 0. 01〜1重量％

W ： 0. 03〜1重量％

B : 0. 0003〜0. 3重量

A1, S i, Mn：これらの元素の一種以上を含有し、その含量は下記式 (3)、好ましくは（3 a)を満たすよう添加される。

0. 1重量^ 3A1+2S i+Mn≤50重量％ ······ (3)

0. 3重量％≤3A1 + 2S i+Mn≤30重量％ …… （3 a) これらの元素を上記範囲含有することにより耐酸化性が著しく向上する。しかしながら過剰に添加して 3 A 1 + 2 S i +Mnめ値が 50重量％を超えると加工性が劣化するため好ましくない。

また、 Al, S iまたは Mnの含有量は各々以下の範囲であることが好ましい。

A 1 ： 0. 1〜4重量％

S i ： 0. 3〜3重量％

Mn： 0. 5〜 10重量％ ( 2 )本発明の第 2の態様

Cr含量、 C, N, 0， Pおよび Sの含量、 Ti等の好ましい含量に関しては第 1の態様で記載したことが本態様においても適用される。

第 2の態様の合金においては、 Ca, Mgおよび REMから選択される 1種以上を下記のように含有せしめる。

Ca, Mg, REM：これらの元素は、本発明の合金に於いて、必須成分では無いが、下記式（4)を満たすよう含有せしめることにより一層耐酸化性が向上し、好ましい結果を得る。しかしながら、これらの元素を過剰に含有せしめて（4 Ca + 4Mg + REM)の値が 0. 2重量％をこえると合金の表面欠陥を生じやすくなるので好ましくない。

0. 001M%≤4 Ca + 4Mg + REM≤ 0. 2重量％ …… （4) また、 Ca、 Mgまたは REMの含有量は以下の範囲であることが好ましい。

Ca : 0. 0002〜0. 03重量％

Mg : 0. 0003〜0. 03重量％

REM： 0. 0005〜0. 15重量％

以上の条件を充足する本発明の合金は加工性に優れ、しかも高温強度および耐酸化性に優れるので g動車排ガス用パイプなどの用途に好適である。

本発明の F e-Cr合金を製造するには原料として、まず超高純度電解鉄と電解 Crを用いる。

いずれの原料も主たる不純物は酸素であり、この酸素を除去するために 10一⁷ t or rよりも高い超高真空下で溶解、铸造することにより本発明の Fe— Cr 合金を製造することができる。 ( 3 )本発明の第 3の態様

前記で詳述した本発明の第 1の態様の合金の条件および第 2の態様の合金の条件のいずれをも溝たす合金、すなわち、 C r含量が 3〜6 0重量％、 C, N, 〇， Pおよび Sの合計量が 1 0 O p pm以下であり、さらに、 T i， Nb, Z r, V, T a, Wおよび Bから選択される 1種以上を前記式（1 ) を満たす量含有し、かつ、 S i， Mnおよび A 1から選択される 1種以上を前記式（3 ) を満たす量含有し、しかも、 C a， Mgおよび希土類元素（REM) から選択される 1種以上を前記式（ 4 ) を満たす量含有する F e— C r合金も一層優れた耐酸化性および加工性を有する合金であり、前記の用途に好ましく用いられる。これら 3種の態様を包含する本発明の F e— C r合金を製造するには原料として、超高純度電解鉄、電解クロム、ゾーンメルト法シリコン、融解塩電解マンガン、融解塩電解アルミニウム、融解塩電解カルシウム、電解還元マグネシウム、電解還元希土類金属を用いる。いずれの原料も主たる不純物は酸素であり、この酸素を除去するために 1 0一⁵ 0 r rよりも高いの超高真空下で溶解、鐯造することにより本発明の F e— C r合金を製造することができる。

(IV)最後に、加工性、高温強度に加え、耐酸性および耐酸化性に優れた本発明 OF e— C r合金について説明する。

本発明のこの合金は、（I I) で述べた特に耐酸性に優れた合金組成に加え、（〖ΓΙ) で述べた特に耐酸化性に優れた合金を加味したものである。したがって、以下にはその態様のみを示し、詳細な説明は（Π) および (III) において説明した通りであるので省略する。

この発明には（III) の発明と同様に三態様があり、 C +N + 0 + P≤ 100 ppmであり、 Cr ： 5〜60重量％であり、 0. 01%≤Ti+Nb + Zr +V+W+50 B≤ 6%であることに加えて、変化する部分のみを以下に各態様ごとに説明する。

( 1 ) 本発明の第 1の態様

Ni, Coおよび Cuから選択される 1種以上を下記式（2)を満たす量含有する。

0. 01重量％≤Ni+Co + 2Cu≤6重量 (2)

S i， Mnおよび A 1から選択される 1種以上を下記式（3)を満たす量含有する。

0. 1重量^ 3 A 1 +2 S i +Mn≤ 50重量％ (3)

(2)本発明の第 2の態様

Ni, Coおよび Cuから選択される 1種以上を下記式 (2)を満たす量含有する。

0. 01重量^ Ni +Co + 2Cu≤ 6重量％ (2)

C a, Mgおよび希土類元素（REM)から選択される 1種以上を下記式

(4)を満足する量含有する。

0. 001重量％≤4Ca + 4Mg + REM≤0. 2重量％ …… （4)

( 3 ) 本発明の第 3の態様

0. 01重量％≤N i +Co + 2Cu≤ 6重量％ (2)

S i, Mnおよび A 1から選択される 1種以上を下記式 (3)を満たす量含有する。

0. 1重量％≤3Αί +2S i+Mn≤50重量％ · (3)

C a, Mgおよび希土類元素 (REM)から選択される 1種以上を下記式

(4)を満足する量含有する。 ⁵ 0. 001重量％≤4Ca + 4Mg+REM≤ 0. 2重量％ ···■·· (4) * なお、この発明合金の製法等については上記と全く同様であるので、詳細な説明は省略する。

〔C〕 Category Cの発明について

以下に本発明をさらに詳細に説明する。

(I) まず、加工性および耐孔食性に優れた本発明の F e-Cr合金について説明する。

図 1 8に、 F e— 1 8 % C r合金の冷延焼鈍板に関して、 J I S Z— 2241に規定された引張試験により得られた伸びの変化および降状強度の変化に及ぼす N, 0， P, Sの合計量の影響を示すが、 C, N， 0， Pおよび S の合計量が 10 Oppm以下の場合延性に於いて著しく優れ、なおかつ、 YSも低く軟質化することが明らかである。

図 18中、伸びの変化（％) 、耐カ（降状強度）の変化（N /闘²)を、各合金成分について C+N+0 + S + P=50 Oppmのものとの引張特性の差を示すものである。

基本となる引張特性は、以下の通りである。

Fe-18Cr, C+N + O + S + P=500ppmで伸び 30%、耐カ 330N/國 ² Fe— 30Cr， C+N + O + S + P =500ppmで伸び 25%、耐カ 450N/腿² 図 1 9には、 C， N, 0, Pおよび Sの合計量が 1 00 ppm以下の F e 一 1 6 % C r合金の冷延焼鈍板に関して M 0の含有量と孔食電位（ J I S G 0577に準拠して測定）の関係を示したが、 Mo含有量が 0. 5重量％以上となると孔食電位が著しく向上し、耐孔食性に優れることが明らかである。

次に、本発明合金の組成について説明する。

Cr ： 5〜60重量％好ましくは 10〜40重量％である。 Cr含量がこの範囲であることにより耐食性に優れる。過剰の C rの含有は耐食性の改善効果が飽和し、経済的合理性を欠くばかりか、たとえ（S + P + 0+N + C) ≤

10 Oppmとしても加工性の低下が Cr自身の固溶強化により生じ易くなるので好ましくない。

C， N, 0, P, S：これらの元素の合 ff*は 10 Oppm以下である。上記で説明したように、 100 p p m以下であることにより優れた延性を示し、加工 ' 性に於いて優れる。

Mo： 0. 5〜20重量、好ましくは 0. 5〜5重量％である。 0. 5

以上であれは丽し食性に優れるが、過剰の含有は不経済となり好ましくなレ、。

以上の条件を充足する Fe— C r合金は加工性に優れ、しかも耐孔食性に優れ。

(II)次に、加工性、耐孔食性および耐酸性に優れた本発明の F e-Cr合金について説明する。

図 20には、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 10 Oppm以下であって、

Fe-16 %C r合金板の 0. 3重量 HC 1水溶液中での腐食速度と（N i +

Co + 2Cu)重量％との関係を示した。このグラフから（Ni+Co +

2Cu)の値が 0. 01重量％以上となると腐食速度が低下し、耐酸性が向上することが明らかである。

Cr, C， N, 0， P, S, Moの含有量に関しては（I)に記載したことがそのまま適甩される。（II)の態様の合金は、さらに Ni、 Cu、 Coの少なくとも一種を含有し、そしてその含有量が下記の（1)式を、好ましくは（1 a) 式を満たすことにより、耐酸性に於レ、ても優れる合金である。 0. 01重量％≤Ni +Co + 2Cu≤ 6重量％ …… ( 1 )

0. 1重量％≤Ni +Co + 2Cu≤4重量％ ······ (l a)

Ni, Co, Cuの（1)式を超えての過剰の配合は、これら元素はオーステナイト安定化元素であるため最終的にフェライト単相組織を得るのに不都合が生じるので好ましくない。

以上の条件を満たす（II)態様の合金は加工性に優れると共に、耐孔食性、耐酸性に於いて著しく優れる。

本発明の（I)および（II) に記載の Fe— Cr合金を製造するには原料として、まず、高純度電解鉄、電解 Cr、金属 Mo、電解 Ni、電解 Cu、金属 Co を用いる。いずれの原料も主たる不純物は酸素であり、この酸素を除去するために 10_⁷t 0 r rより高い超高真空下で溶解、铸造することにより本発明の Fe 一 C r合金を製造することができる。

また、本発明合金は、熱延焼鈍板、冷延焼鈍板でのその効果が得られるのは言うまでもない。さらに最終的な表面仕上げは、 BA、 2B、 2D、 HL、研磨などいずれでも十分にその効果が生じる。

(III)さらに、加工性、耐? L食性および耐酸化性に優れた本発明の Fe— Cr合金について説明する。

図 21は、 Fe— （15〜30) %Cr合金に関し、耐酸化性試験（大気中 1350 K、 12hrスケール除去後の重量減）の結果を示すグラフである。

( 3 A 1 + 2 S i +Mn)が 0. 1重量％以上で耐酸化性に優れていることが明白である。

図 22は、 F e— (15-30) % C r合金に関し、耐酸化性試験（大気中 1350 K、 12 hrスケール除去後の重量減）の結果を示すグラフである。 ( 4 C a + 4 Mg+REM)が 0. 001重量％以上で耐酸化性に優れていることが明白である。

以下、本発明の合金誠および態様にっレ、て説明する。本発明の加工性、耐孔食性および耐酸化性に優れた Fe -Cr合金については下記の三態様があり、それぞれについて説明する。

(1)本発明の第 1の態様

Cr： 5〜60重量％、好ましくは 5〜45重量％含有する。上記範囲であれば本発明の他の条件と結合して、酎酸化性に優れた合金となるが、 60重量％を越えての過剰の含有はコスト高となり好ましくない。

C, N, 0, P, S；これらの元素の合計量は 10 Oppm以下、好ましくは 85ppm以下である。この条件により合金の延性、即ち加工性が改善されると同時に、前記で規定した Cr含量の条件と結合して耐酸化性に優れる。合計量が 100 ppmを越えるとこのような優れた効果を示さない。

Mo :Mo含量は 0. 5〜20重量％、好ましくは 0. 5〜5重量％である。 Moをこの範囲で合金中に含有させることにより耐孔食性が向上する _σ 20 重量％を越えての過剰の含有はコスト高となり好ましくない。

Al, Si, Mn：これらの 5ΰ«の一種以上を含有するが、その含量は下記式

(2)、好ましくは、（2 a)を満たすよう添加される。

0. 1重量％≤3Al+2Si+Mn≤50重量％ ■ ····· (2)

0. 3重量^ 3A1+2S i+Mn≤30重量％ …… （2a) これらの元素を上記範囲含有することにより耐酸化性が著しく向上する。しかしながら過剰に添加して 3 A 1 + 2 S i +Mnの値が 50重量％を越えると加工性が劣化するため好ましくない。

なお、 Al, S iまたは Mnの各々の好ましい含量は以下の如くである。

A 1 ： 0. 卜 4重量％

S i ： 0. 3〜3重量％

Mn： 0. 5〜10重量％

( 2 ) 本発明の第 2の態様

Cr含量、 C， N, 0, Pおよび Sの含量、 Moの含量に関しては第 1の態様で記載したことが本態様においても適用される。

第 2の態様の合金においては、 Ca, Mgおよび REMから選択される 1種以上を含有せしめる。

Ca, Mg, REM:これらの元素は、本発明の合金に於いて、下記式 (3) を満たすよう含有せしめることにより一層耐酸化性が向上し、好ましい結果を得る。

0. 001重量％≤4 Ca + 4Mg + REM≤ 0. 2重量％ …… (3) なお、 Ca, Mgまたは RE1V [の各々の好ましい含量は以下の如くである。

Ca : 0. 0002〜0. 03重量％

Mg : 0. 0003〜0. 03重量％

REM： 0. 0005〜0. 15重量％

以上の条件を充足する（II) に記載の本発明の合金は加工性に優れ、しかも耐孔食性および耐酸化性に優れるので自動車排ガス用パイプなどの用途に好適である。本発明の F e一 C r合金を製造するには原料として、まず超高純度電解鉄と電解 Crを用いる。

いずれの原料も主たる不純物は酸素であり、この酸素を除去するために 10一⁷ t o r rよりも高い超高真空下で溶解、鍵造することにより本発明の F e-Cr 合金を製造することができる。

(3)本発明の第 3の態様

前述した本発明の第 1の態様の合金の条件および第 2の態様の合金の条件のいずれをも潢たす合金、すなわち、 Cr含量が 5〜60Efi%、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 1 O.Op m以下であり、 M 0含量が 0. 5〜 20重量％であり、かつ、 Si， Mnおよび A 1から選択される 1種以上を前記式（2)を満たす量含有し、しかも、 Ca, Mgおよび希土類元素 (REM)から選択される 1 種以上を前記式（3)を潢たす量含有する F e— Cr合金も一層優れた耐酸化性および加工性を有する合金であり、前記の用途に好ましく用いられる。

これら 3種の態様を包含する本発明の F e-Cr合金を製造するには原料として、超高純度電解鉄、電解クロム、ゾーンメルト法シリコン、融解塩電解マンガン、融解塩電解アルミニウム、融解塩電解カルウム、電解還元マグネシウム、電解還元希土類金属を用いる。レ、ずれの原料も主たる不純物は酸素であり、この酸素を除去するために 10-⁵1 o r rよりも高い超高真空下で溶解、縴造することにより本発明の F e-Cr合金を製造することができる。

(IV)最後に、加工性、耐孔食性に加え、耐酸性および耐酸化性に優れた本発明の F e— C r合金にっレ、て説明する。

本発明のこの合金は、（II) で述べた時に耐酸性に優れた合金組成に加え、（III)で述べた時に耐酸化性に優れた合金組成を加味したものである。したがって、以下にはその態様のみを示し、詳細な説明は（II) および（III)において説明した通りであるので省略する。

>' この発明には（III)の発明と同様に三態様があり、 C+N + 0 + P≤ i 100 p pmであり、 C r ： 5〜60重量％であり、 Mo： 0. 5〜20重量％であり、 0. 01%≤]^1+( 0 + 2( 13≤6%でぁることに加ぇて、変化する部分のみを以下に各態様ごとに説明する。

( 1 )本発明の第 1の態様

N i， C 0および C uから選択される 1種以上を下記式 ( 1 ) を満たす量含有する。

0. 01重量％≤Ni+Co + 2Cu≤6重量％ …… (1)

S i, Mnおよび A 1から選択される 1種以上を下記式 (2) を満たす量含有する。

0. 1重量 3 A 1 +2 S i +Mn≤ 50重量％ …… (2)

( 2 ) 本発明の第 2の態様

0. 01重量％≤Ni+Co + 2Cu≤6重量％ …… (1)

, Ca, Mgおよび希土類元素（REM) から選択される 1種以上を下記式

(3) を満足する量含有する。

0. 00 \ %≤ 4 Ca + 4Mg + REM≤ 0. 2重量％ ■···" (3) ( 3 ) 本発明の第 3の態様 N i， C oおよび Ciiから選択される 1種以上を下記式 ( 1 )を満たす量含有する。

0. 0 1重量％≤N i +Co + 2 Cu≤ &重量 ¾ ……（1)

S i， Mnおよび A Iから選択される 1種以上を下記式 (2)を満たす量含有する。

0. 1重量 3 A 1 +2 S i +Mn≤ 50重量％ ·〜··（2)

Ca, Mgおよび希土類元素 (REM)から選択される 1種以上を下記式 (3)を溝足する量含有する。

0. 00 lM%≤ Ca + 4Mg+REM≤0. 2M % ……（3) なお、この発明合金の製法等については上記と全く同様であるので、詳細な説明は省略する。

CD] Category Dの発明について

以下に本発明をさらに詳細に説明する。

(I) まず、加工性、耐孔食性および溶接部腐食性に優れた F e-Cr合金について説明する。

図 23に、 Fe— 1 8%Cr合金に関して C, N, 0, Pおよび Sの合計量と室温での引張試験の結果を、上記合計量が 50 O ppm程度の従来合金を基準として、示したものである。従来合金と比較してその含有量が 1 0 O ppm以下になると、伸びの値が向上し、 P耷伏強さの低下が著しくなり、如実に延性が改善されていることがわかる。

なお、試験片の調製法および測定法は以下の通りである。

試験片； 1 0 k £真空炉で溶解、铸造し、熱間で 4 mm厚まで圧延後再結晶焼鈍し、脱スケール後、冷間で 0. 8 mm厚まで圧延後再結晶焼鈍し供試材とした。

測定方法； J I S Z— 224 1に準拠した引張試験により評価した。試験片は L方向、 X方向、 C方向より採取し、（L + C+2XX) Z4で算出した。図 23中、伸びの変化（）、耐カ（降伏強度）の変化（N/讓 ²)とは、各合金成分について、 C+N + 0 + S + P= 500 ppmのものとの引張特性の差を示す。

基本となる引張特性は、以下の通り。

Fe - 1 8Cr、 C+N+0+S+P = 500 ppmで伸び 30 %、耐カ 33 ON/國 ² Fe— 30 Cr、 C+N+0+S+P = 500 ppmで伸び 25 %、耐カ 450 N/mm² 図 24には、 C, N, 〇， Pおよび Sの合計量が 1 0 0 p pm以下の F e 一 1 &%Cr合金の冷延焼鲍板に関して Moの含有量と孔食電位の関係を示したが、 Mo含有量が 0. 5重量％以上となると孔食電位が急激に向上し、耐孔食性に優れることが明らかである。

なお、試験片の調製法および測定方法は以下の通りである。

試験片； 10kg真空炉で溶解、鍵造し、熱間で 4 mm厚まで圧延後再結曰

1 焼鈍し、脱スケール後、冷間で 0. 8 mm厚まで圧延後再結晶焼鈍し、表面をェメリ一 # 800研磨し試験片とした。

測法 100 OppmC I"溶液中で J IS G 0577に準拠しァノード分極曲線を求め、 Vc 10 Aを孔食発生電位とした。

図 25には、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 100 p pm以下の F e -2 O Cr合金に関して、 T I G溶接部の粒界腐食試験結果、 (T i+Nb +Zr+V+Ta+W+5 OxB)の値（重量を変化させた場合につき示されている。これによれば上記の値が 0. 01%以上であれば著しく溶接部耐食性 (耐粒界腐食性）が改善されることが明らかである。

試験片； 10 k g真空炉で溶解、鍵造し、熱間で 4 mm厚まで圧延後再結晶焼雜し、脱スケール後、冷間で 0. 8 mm厚まで圧延後再結晶腿し、表面をェメリ一 # 500研磨した試料に、 T I G溶接（ビードオン）を施し、烘試材とした。

測定方法 J IS G- 0572に準拠した硫酸一硫酸銅試験後の溶接部曲げ試験 (r = 2 t、 180。C曲げ）による割れの有無により評価した。 - 図 26には、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 10 Oppm以下であって、 Fe— （25〜45) %C r合金板の 5重量％HC 1水溶液中での浸漬試験により求めた腐食速度と（Ni+Co + 2Cu)重量％との関係を示した。このグラフから（Ni+Co + 2Cu) の値が 0. 01重量％以上となると腐食速度が急激に低下し、耐酸性が向上することが明らかである。

なお、試験片の調製法および測定方法は以下の通り。

試験片； 10 kg真空炉で溶解、铸造し、熱間で 4 mm厚まで圧延後再結晶焼鈍し、脱スケール後、冷間で 0. 8 mm厚まで圧延後再結晶焼鈍し、表面をェメリー # 500研磨し試験片とした。

次に本発明合金の組成について説明する。

Cr ： 5〜60重量％、好ましくは 10〜35重量％含有する。 Cr含量がこの範囲であることにより合金の耐食性が優れる。 60重量％を越え過剰の Crの含有は耐食性改善の効果がほぼ飽和し経済的に不合理となるばかりか加工性も低下するので好ましくない。

C, N, 0， P, S：これらの元素の合計量 100 ppm以下である。前述したように、 100 p p m以下であるこにより優れた延性を示し、加工性に於レ、て優れる。

Mo ： 0. 5〜20重量％、好ましくは 1〜1 0重量％含有する。 0. 5 重量％以上であれば耐孔食性に優れるが、過剰の含有は不経済となり好ましくない。

Ti， Nb, Zr, V, Ta, W, B：本発明の合金はこれらの元素を一種以上含有し、その含有量は下記式 ( 1 ) を満たす。好ましくは式（ 1 a〉を満たすのがよい。 0. 0 1重量％≤Ti+Nb+Zr+V + Ta+W+50 B≤ 1. 0重量％

……… （ 1 )

0. 05fi*%≤T i +Nb +Z r +V + T a +W+ 50 B≤ 0. 5重量％

……… (l a) この式を満たすことにより、溶接部耐食性（耐粒界腐食性）に著しく優れた本発明の合金が得られる。しかしながら、これらの元素の過剰の含有は添加元素自身の固溶強化により加工性が低下するので好ましくない。

また、 T i , Nb, Z r, V, Ta， Wまたは Bの含有量は各々以下の範囲であることが好ましい。

Ti ： Ti≤5 C%+N%)

Nb ： 0. 01〜 5重量％

Zr ： 0. 0 卜 0. 5重量％

V ： 0. 0 1〜0. 5重量％

Ta ： 0. ひ卜 0. 5重量％

W ： 0, ひ卜 0. 5重量

B ： 0. 0003〜0. 0 1重

以上の条件を充足する F e— C r合金は加工性に優れ、しかも耐孔食性および溶接部耐食性（耐粒界腐食性）に優れ、温水器缶体、自動車マフラ一材などをはじめとした様々な用途に好ましく用いることができる。

(1[)次に、加工性、耐孔食性、溶接部腐食性および耐酸性に優れた本発明の F e— C r合金にっぃて説明する。

上記の（ I ) の条件に加えて、さらに Ni, Cu, Coの少なくとも一種を含有し、そしてその含有量が下記の（2) 式を満たすことにより、耐酸性に於いても優れる合金となる。好ましくは（2 a) を満たすのがよい。

0. 0 i &%≤Ni + Co + 2 Cu≤ 6E*% (2)

0. 05重量％≤N i +Co + 2Cu≤ 5重量％ (2 a)

N i， Co, Cuの（2)式を超えての過剰の配合は、これら元素がオーストナイト安定化元素であり、本発明のように最終的にフェライト単相を得るには多量の C r， Moの添加が必要となり好ましくない。

また、 N i, Co, Cuの各々の好ましい含量は以下の如くであり、その理由は上記と同様である。

Ni ： 0. 05〜 5. 0重量％

Co： 0. 05〜 5. 0重量％

Cu： 0. 05〜 2. 5重量％

以上の（I) または（II) に記載した条件を満たす合金は加工性に優れると共に、耐孔食性、溶接部耐食性（耐粒界腐食性）、耐酸性に於いて著しく優れ、自動車マフラー材、温水器缶体や化学プラント用材をはじめとしたさまざまな用途に好適である。

本発明の（I) または（II) に記載した Fe— C r合金を製造するには原料として、まず、高純度電解鉄，電解 C r, 金属 Mo，金属 T i , 金属 Nb, 金属 Zr, 金属 V，金属 Ta, 金属 W, 高純度（F e - B) , 電解 N i，電解 Cu と金属 Coを用いる。いずれの原料も主たる不純物は酸素であり、この酸素を除去するために 1 0 t 0 r r以上の超高真空下で溶解、铸造することにより本発明の F e— C r合金を製造することができる。 (ΙΙΓ) さらに、加工性、耐孔食性、溶接部腐食性および耐酸化性に優れた本発明の F e -C r合金について説明する。

図 27は、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 10 Oppm以下である Fe— ( 15〜30) %C r合金に関し、耐酸化性試験（大気中 1350 K：、 12hr スケール除去後の重量減）の結果を示すグラフである。（ 3 A 1 + 2 S i + Mn)が 0. 1重量％以上で耐酸化性に優れていることが明白である。

図 28は、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 10 Oppm以下である Fe— ( 15〜30) %G r合金に関し、耐酸化性試験（大気中 1350 K：、 12hr スケ一ル除去後の重量減）の結果を示すグラフである。（4Ca + 4Mg + REM)が 0. 0ひ 1重量以上で耐酸化性に優れていることが明白である。以下、本発明の合金組成の成分および態様について説明する。本発明の加工性および耐酸化性に優れた F e— C r合金については下記の三態様があり、それぞれについて説明する。

( 1 )本発明の第 1の態様

Cr ： 5〜60重量％好ましくは 10〜40重量％含有する。 Cr含量がこの範囲であることにより、他の条件と結合して耐酸化性に優れた合金となる。過剰の C rの含有は加工性の低下の原因となるとともに、耐酸化性の改善に対する効果も飽和するので好ましくない。

C, N, 0, P、 S：これらの元素の合計量は 10 Oppm以下、好ましくは 85ppm以下である。この条件を^!すことにより異常酸化が抑制される。そしてこの条件と他の条件とが結合して、優れた耐酸化性を示す合金となると同時に延性に於いて優れ、加工性の良好な合金となる。 Mo： 0. 5〜20重量％、好ましくは 1〜 1 0重量％含有する。 0. 5 重量以上であれば耐孔食性に優れるが、過剰の含有は不経済となり好ましくない。

Ti， Nb, Zr, V， Ta, W, B：本発明の合金はこれらの元素を一種以上含有し、その含有量は下記式（ 1 ) を満たす。好ましくは（ 1 a) を満たす。

0. 01重量％≤T i +Nb + Z r +V + Ta+W+ 50 B≤ 1. 0重量％

(1)

0. 05M%≤T i +Nb + Z r +V + Ta+W+ 50 B≤ 0. 5重量％

(1 a) この式を満たすことにより、溶接部耐食性（耐粒界腐食性）に著しく優れた本発明の合金が得られる。しかしながら、これらの元素の過剰の含有は添加元素自身の固溶強化により加工性が低下するので好ましくない。

S i、 Mn、 A1 ：本態様の合金はこれらの元素の 1種以上を含有し、含有量は下記式 (3)、好ましくは（3 a)を満たす。

0. 1重量 3 A 1 +2 S i +Mn≤ 50重量 …… (3)

0. 5重量 3 A 1 +2 S i +Mn≤ 25重量％ …… (3 a) この様な範囲であることにより、他の条件と結合して、耐酸化性に於いて著しく優れた合金となる。これらの元素を過剰に含有させて、 3 A 1 +2S i +Mnの値が式 (3)の範囲を越えると合金を製造するのが困難となるのでこれらの元素の過剰の含有は避けるべきである。

S i ： 0. 1〜 10. 0 ΈΛ%

0. 1重量未満では効果があるが顕著でない。 10. 0重量％を超えると製造性の低下が目立つようになる。

Μη： 0. 卜 5. 0重量％

A 1 ：ひ. 1〜4. 0龍％

0. 1重量％未溝では効果があるが顕著でない。 10. 0重量を超えると製造性の低下か-巨立つようになる。

以上の条件を潢たす F e -Cr合金は耐酸化性および加工性に優れるので、自動車排ガス系部材、高温くり返し酸化環境で使用されるパイプ等に適切に用いることができる。

(2 )本発明の第 2の態様

Cr含量、 C, N, 0, Pおよび Sの含量、 Feの好ましい含量に関しては第 1の態様で記載したことが本態様に於いても適用される。

第 2の態様の合金に於いては、 Ca、 Mgおよび REMから選択される 1種以上を含有せしめる。そしてこれ等元素の含有量は下記式（4)、好ましくは

(4a)を満たす。

0. 001SM%≤4 Ca + 4Mg+REM≤ 0. 2重量％ (4) 0. 005重量％≤4 Ca + 4Mg + REM≤ 0. 1 5重量％ '····· (4 a) この条件を満たすことにより、他の条件と結合して、優れた耐酸化性および良好な加工性を有する F e— C r合金が得られる。

しかしながら、これ等の元素を過剰に含有せしめて（ 4 C a + 4Mg + REM) の値が 0. 2重量％を超えると合金の表面欠陥を生じやすくなるので好ましくない。

Ca、 Mg、 REMの各々のより好ましい含有量およびその理由は以下の如くである。

Ca ： 0. 002-0. 0 1重量％

0. 002重量％未満でも効果はあるが顕著ではない。 0. 0 1重量％を超ぇると製造性の低下が目立つようになる。

Mg : 0. 002〜0. 0 1重量％

REM： 0. 005〜0. 1重量％

0. 005重量％未満でも効果はあるが顕著ではない。 0. 1重量％を超えても効果は飽和するし、かつ、コストの上昇となる。

このような本発明の第 2の態様の合金は、第 1の態様の合金と同様な用途に用いることができる < (3)本発明の第 3の態様

前記で詳述した本発明の第 1の態様の合金の条件および第 2の態様の合金の条件のいずれをも満たす合金、すなわち、 Cr含量が 5〜60重量％、 C, N, 0， Pおよび Sの合計量が 1ひ 0 p pm以下であり、 Mひ含量が 0. 5 〜20重量％であり、さらに、 Ti, Nb， Zて， V, Ta, Wおよび Bが選択される 1種以上を前記式（1)を満たす量含有し、かつ、 S i、 Mnおよび A1 から選択される 1種以上を前記式 (2)を潢たす量含有し、しかも、 Ca、 Mg および希土類元素 (REM)から選択される 1種以上を前記式（3)を満たす量含有する F e— C r合金も一層優れた耐酸化性および加工性を有する合金であり、前記の用途に好ましく用いられる。

これら 3種の態様を包含する本発明の F e— C r合金を製造するには原料として、超高純度電解鉄、電解クロム、ゾーンメルト法シリコン、融解塩電解マンガン、融解塩電解アルミニウム、融解塩電解カルシウム、電解還元マグネシウム、電解還元希土類金属を用いる。レ、ずれの原料も主たる不純物は酸素であり、この酸素を除去するために 10 _⁵1₀ r rよりも高いの超高真空下で溶解、鍵造することにより本発明の F e— C r合金を製造することができる。

(IV)最後に、加工性、耐孔食性、溶接部腐食性に加え、耐酸性および耐酸化性に優れた本発明の F e-Cr合金について説明する。

本発明のこの合金は、（Π) で述べた特に耐酸性に優れた合金組成に加え、（III)で述べた特に耐酸化性に優れた合金組成を加味したものである。したがって、以下にはその態様のみを示し、詳細な説明は（II)および (III) において説明した通りであるので省略する。この発明には（III) の発明と同様に三態様があり、 C+N + 0 + P≤ 100 ppmであり、 Cr ： 5〜60重量％であり、 Mo： 0. 5〜20重量％であり、 0. 0 l%≤Ti+Nb + Zr+V+W+50B≤ 1%であることに加えて、変化する部分のみを以下に各態様ごとに説明する。

( 1 ) 本発明の第 1の態様

Ni， Coおよび Cuから選択される 1種以上を下記式（2)を満たす量含有する。

0. 01重量^ Ni+Co + 2Cu≤6重量％ (2)

S i , Mnおよび A 1から選択される 1種以上を下記式 (3)を満たす量含有する。

0. 1重量^ 3 A 1 +2S i +Mn≤ 50重量％ (3) 好ましくは、

0. 5重量 3 A 1 +2 S i +Mn≤ 25重量％ ··■·… (3 a)

( 2 ) 本発明の第 2の態様

0. 01重量^ Ni+Co + 2Cu≤6重量 (2)

Ca, Mgおよび希土類元素（REM)から選択される 1種以上を下記式 (4)を満足する量含有する。

0. ひ 01重量％≤4 Ca + 4Mg + REM≤ 0. 2重量 …… (4) 好ましくは、

0. 005重量％≤4Ca + 4Mg + REM≤0. 15重量％…… （4a) (3)本発明の第 3の態様

Ni, Coおよび C uから選択される 1種以上を下記式（ 2 ) を満たす量含有する。

0. 0 mS%≤ i+Co + 2Cu≤6Sfi% (2)

Si, Mnおよび A 1から選択される 1種以上を下記式（ 3 ) を満たす量含有する。

0. 1 Ά%≤ 3 A 1 + 2 S i +Mn≤ 50 &% (3) 好ましくは、

0. 5重量％≤3A1+2S i+Mn≤25重量％ . · (3 a)

Ca, Mgおよび希土類元素（REM)から選択される 1種以上を下記式

(4)を満足する量含有する。

0. 001重量^ 4Ca + 4Mg+REM≤0. 2重量 …… （4) 好ましくは、

0. 005重量％≤4Ca + 4Mg + REM 0. 15fiS¼-… (4 a) なお、この発明合金の製法等については上記と全く同様であるので、詳細な説明は省略する。

実施例

〔A〕 CategoryAの発明について

.以下、実施例を以つて本発明をより具体的に説明する。

(実施例 1 ) …発明合金 1〜 1 3、比較合金 1〜 1 2に対応…請求項 1に対応表 1に示す化学組成を有する合金を 1 0 k g真空溶解炉で溶製铸造し、熱間圧延により板厚 4 mmの熱延板とし、再結晶を目的とした熱延板焼鈍を施し、脱スケ一ル後冷間圧延により板厚 0 . 7 mm冷延板とし、最終的に再結晶焼鈍し、冷延焼鈍板とした。

このようにして、得られた冷延焼鈍板を用いて、 J I S Z - 2 2 4 1に準拠した引張試験により伸びの値と、 5 0 %冷間圧延後、 C方向に 1 8 0。密着曲げ試験を行った時の割れの状態を表 2に示す。

なお伸びは、 L方向、 X方向、 C方向の平均伸び（E 1 _L + E 1 c + 2 X E l x ) Z 4を表 2に記載した。又、加工曲げ性は以下の如くに評価した。〇··……，割れなし

△…'"…微小割れ

割れ大

また、全ての実施例で得られた供試材にっき、伸びの変化および耐カ（降状強度）の変化を調べた。

伸びの変化（％) 、耐カ（降状強度）の変化（N/議 ²)とは、各合金成分について、 C +N + 0 + S + P = 5 0 0 p p mのものとの引張特性の差を示す。基本となる引張特性は、以下の通りである。 F e-18Cr, C+N + O + S + P =500ppmで伸び篇、耐カ 330N /匪² F e— 30 C r , C +N + O + S + P =500ppmで伸び 25%、耐カ 450N/隨 ² 従来不純物として良く知られていた C， N, 0， P, Sを合計で 10 Oppm 以下とすることにより、 C r量の大小によらず 50 %冷間圧延後の C方向密着曲げ試験でも割れが生じず、優れた加工性を有していることがわかる。一方、上記量が 10ひ p p mを超え 200 p p m以下の場合には、定 C r合金微小割れが生じ（比較合金 1、 2、 3、 4) さらに、 20 Oppmを超える場合や、高 Crで 10 Oppmを超えると大きな割れが生じ（比较合金 5、 6、 7、 8、 9)、加ェ性が低下することがわかる。

—方、同一 Cr量で比較すると C， N, 0, P及び Sの合 I を 10 Oppm 以下とすることにより、伸びが著しく向上することがわかる。

表 1の合金板と同様に作製した Fe— 1 1重量％Cr— 0. 003 %S i 一 0. 005 % n-0, 007%八1の組成で〇， N, 0， P， Sの合計量を種々に変化させた合金板にェメリ一 # 60ひ番研磨仕上を施し、 50でで 5 %N a C 1を用いた塩水噴霧試験 ( 24 h r )後の発銹の程度を表 2に示す（評点 A：全く発銹なし、 B：若干発銹、 C：発銹小、 D：発銹大） o

C, N, 0， P及び Sの合計量を 10 Oppm以下とすることにより著しく耐銹性が改善され、全く発銹が生じないことがわかる。

(実施例 2)…発明合金 14〜20、比較合金 13、 14に対応…請求項 2に対応 - 表 Iに示す成分範囲の供試材を 100k g高周波誘導加熱超高真空溶製炉にて作製した。これらの供試材を鍛造、切削、熱間圧延を行った後、焼鈍、冷間圧延を行って 1. Omm厚の鋼板を製造した。

しかるのち、これらの材料から lmm¹ X 5 Ommx 50mmの試験片を作製し、

① 5%HC 1中、 40°C、 24時間浸漬試験

② 4 %H₂ S0₄、 50°C、 24時間浸漬試験

を行い、腐食度（g/m² 'hr) を測定した。その結果を表 2にまとめて示す。表 2 の結果から、本発明の成分範囲では比較例の成分範囲の材料に比べて酸浸漬試験での腐食が大巾に抑制されることが明らかである。また、 C， N, 0， Pおよび Sの合計が 1 0 Oppm以下の材料については、 Co+Ni + 2Cuが 0. 0 1 %以上でその効果が顕著である。

これらの結果から、 F e— C r系（ 5≤C r 6 0) 合金で、 C, N, 0， P, Sを含有量を合計で 1 00 ppm以下とし、かつ Ca, Ni，〇0の1 種又は 2種以上を 0. 0 1重量％≤〇0+1^ + 2じ11≤ 6重量％の範囲で含むことで耐酸性にすぐれる合金が得られることが明らかである。

(実施例 3- 1) …発明合金 21〜 33、比較合金 1 5〜 1 8に対応…請求項 3 に対応

表 1に示す成分の供試材を 1 00 k g高周波誘導加熱超高真空溶製炉にて作製した。これらの供試材を鍛造、切削、熱間圧延を行った後、焼纯冷間圧延をくり返して 50 fim厚、幅 20 Ommの箔帯を製造した。

しかるのち、これらの材料から作製した箔帯試験片（5 O^rn' x 5 Ommx 5 Omm) について下記する方法で連続酸化試験およびくり返し加熱試験を行つた。その結果を表 2に示した。

(1) 酸化試験

大気中、 1 150でに試験片を 300時間晒した後、異常酸化面積を測定した。評価は以下の如く行った。

◎ 異常酸化面棲ゼロ

〇異常酸化面積 5%以内

厶異常酸化面積 5〜20%

異常酸化面積 20〜40%

異常酸化面積 40%以上

(2) くり返し加熱試験

大気中で、試験片にっき 1 150 °Cx 30分加熱→30分放冷をくり返し 50回行った後、試験片の酸化皮膜の剝離面積を測定した。評価は以下の如く行った。

◎ 異常酸化面積ゼロ

〇異常酸化面積 10%以内

Δ 異常酸化面 ft 10 - 30

- 異常酸化面積 3ひ〜 50%

X X 異常酸化面積 5ひ％以上

本発明の成分範囲では比較例の成分範囲とくらベて異常酸化の発生が抑えられ、健全で密着性のすぐれた酸化皮膜に覆われていた。これに対し、比較合金での酸化皮膜は密着性がわるく異常酸化の形態を示した。また、 C, N, 0， P および Sの合計が 1 ひ 0 p pm以下の材料については 3 A 1 +2 S i +Mn が 0. 1 %以上でその効果が顕著であった。これらの結果から、 Fe— Cr 系（3≤Cr≤60)合金で、 S， P, 0, N, Cを合計で 1 0 Oppm以下とし、かつ、 S i、 Al、 Mnの内の 1種あるいは 2種以上を 0. 1重量 3 A 1 +2 S i +Mn≤ 50重量％の範囲で添加することにより耐酸化性にすぐれる F e— C r合金が得られることが明らかである。

また、上記成分にさらに Ca， Mg, REMを 1種以上 0. 00 1重量％ ≤ 4 Ca + 4 g + REM≤ 0. 2重量なる範囲で添加することでさらに耐酸化性にすぐれる Fe— Cr合金が得られることが明らかである。

(実施例 3-2)…発明合金 34〜 41、比較合金 1 9、 20に対応…請求項 3 に対 Ei、

表 1に示す成分範囲の供試材を 100k g高周波誘導加熱超真空溶製炉を用いて作製し、これらの供試材を鍛造、切削、熱間圧延を行った後、焼鈍、冷間圧延をくり返して 50〃mの板厚、幅 200〃mの箔帯を製造した。

これらの材料から作製した箔帯試験片（50 m' X 5 Ommx 5 Omm) について温度を 1 100°Cとする以外は実施例 3— 1と同様に連続酸化試験およびくり返し加熱試験を行った。その結果を表 2にまとめて示す。

各試験の評価は下記の如くである。

( 1 ) 連続酸化試験

〇異常酸化面積 5 %以内

△ 異常酸化面積 5〜20%

X 異常酸化面積 20 %以上 (2) くり返し加熱試験

〇異常酸化面積 10 %以内

△ 異常酸化面棲 10〜3ひ％

X 異常酸化面積 30 %以上

本発明合金の成分範囲では、比較合金の成分範囲の材料にくらベて、異常酸化が癸生せず、健全で密着性の良い酸化皮膜に覆われてレ、たひこれに対し、比較合金の酸化皮膜ほ密着性がわるく、異常酸化の形態を示した。

これらの結果から、 Fe— Cr系（3≤Cr≤ 60) 合金で、 S， P, 0, N, Cを合計で 100 ppmJK下とし、さらに Ca、 Mg：、 REMを 1種あるいは複合で 0. 00 l≤4Ca + 4Mg+REM≤0. 2とすることにより、耐酸化性に優れる合金が得られることが明らかである。

(実施例 4)…発明合金 42〜44、比較合金 21に対応…請求項 4に対応表 1に示す成分の供試材を 100kg高周波誘導加熱超真空溶製炉を用レ、て作製し、これらの供試材を鍛造、切削、熱間圧延を行った後、焼鈍、冷間圧延をくり返して 50 j mの板厚、幅 200 j/mの箔帯を製造した。

得られた試材に対して、上記の実施例で行ったと同様の、 ① 5%HC 1， 40 。C腐食度、 ② 40%H₂ S O4， 50。C腐食度、 ③連続酸化試験、 ④くり返し加熱試験を行い、同じように評価し、その結果を表 2に示す。

本発明の範囲に入っているものは優れた特性を示すのが明白に示されている。表 1 (その 1)

単位： %、 *印 ppm

= C+N+0+S + P,

+ 2Cu, r = 3 A 1 +2S i +Mn, 5 = 4 Ca + 4Mg+REM

表 1 (その 2)

明

合

楚

単位: »%、 *印 pp m

a=C+N+0+S+P, β·- =Ni+Co + 2Cu, r = 3Al+2S i+Mn, 5 = Ca + 4 g+REM

表 1 (その 3)

単位： %、氺印 ppm

a=C+N+0+S + P, 3=Ni+Co + 2Cu, r = 3 A 1 +2 S i +Mn, 5: 4Ca+4Mg+RE

表 1 (その 4〉

単位：％、 *印 ppm

Ca + 4 g+REM

表 1 (その 5)

比

較

合

単位氺印 ppm

a=C+N+0+S + P, S=Ni+Co + 2Cu, r = 3 A 1 +2S i +Mn, 5: 4Ca+4Mg+REM

£ 66dd§卜6 OAV:

■■9 'uH+i SZ+IVe = ^ 'n02 + oo+!N= 'd + S+O+N+0=» zoo'o:i¾a'sooo'o:aiK

Π \ \ "b V U b rol ¾nno'ft:Bi'i "τ:ιη ι 1τ 1 Ό υ Λ'Τ 1 Ι IΛV'Λリ \/ V ι fi 0T1 οό τ 1ρο 0076 lo

8000 Ό εοΌ Ϊ6Ι Ζ000·0:3Η 10 Ό 10 Ό Ζ00Ό 10 ~Ύ ζ\ 01 99 19 02

WT0 90 Ό W Ϊ0Ό:¾¾ Ζ0Ό ΖΟ'Ο 200 Ό 10 Ό 0*91 8Ϊ 21 εε 08 19 61

W0 SO 一 w Γ0 SO'O ΪΌ ΖΟ'Ο 8Ϊ ι\ 91 8Ζ ζ 19 8Ϊ

80 Ό W εοΌ Ϊ0Ό 10 Ό ΪΟΌ 02 ει Ζ\ εε 82 19 L\ ί'Ο m 2Ό ΙΌ ΓΟ 10 Ό ~Τ 03 91 08 9 & 91

6·ε W 8Ό 20·0 ΟΊ 10 Ό 91 SI 2,1 νζ 22 OS 9Ϊ

SOO'O W 900 Ό οο Τ0Ό Ζ0Ό ΪΟΟΌ ΖΟΌ 81 η 01 09 12 91

0'g ιεΓ ΖΟ'Ο ΖΟ'Ο ΪΟΟΌ 10*0 \ζ 21 92 ιζ 19 ει

& IS IV O •13 .d ,0 ,Ν .0

表 2 (その 1 )

仲びの変化耐力の変化伸び加ェ塩水噴 5¾HC1. 40*C 40¾H₂S0₄.50^eC 鹏酸化くり返し加熱 (%) (N/mn:) (%) 曲げ性点腐倾 (g/m² , hr) 腐食度 (g/m² . hr) , 試験

1 + 7. 1 - 1 0 6 4 6 〇

2 + 6. 9 - 1 0 3 4 1 〇

発 3 + 5. 3 - 1 0 3 4 3 〇 -■

4 + 7. 1 一 1 0 9 3 9 〇

一一一

5 + 1 0. 0 - 1 2 5 3 5 〇

一 ― ― 一

明 6 + 9. 8 一 1 3 1 3 7 〇

7 + 9. 5 - 1 1 8 3 8 〇

8 + 5. 9 - 9 3 2 9 〇

合 9 + 8. 2 - 1 1 6 2 1 〇

10 + 6. 8 - 1 0 3 A

11 + 1 0. 1 - 1 2 9 A

金 12 + 5. 6 一 9 8 A

13 + 5. 9 - 1 0 3 A

14 + 5. 8 - 8 7 0. 5 5 1 3. 0

15 + 6. 1 一 9 5 0. 4 0 7. 6

表 2 (その 2)

表 2 (その 3)

伸びの変化酎力の変化伸び加ェ ¾7j噴 5¾HC1.40*C 40¾H₂S04.50^eC くり返し加熱 (%) (N/nm:) 曲げ性 Hi?点腐^ K(g/m: · hr) 腐食度 (g/m². hr) 試験

31 + 6. 1 一 93 ◎

32 + 6. 8 一 89 ◎

発

33 + 7. 0 - 95 〇〇

34 + 6. 5 - 99 o 厶

35 + 7. 1 - 98 〇〇明

36 + 6. 0 一 90 〇〇

37 + 7. 5 一 108 _ _ 一〇 ◎

38 + 7. 8 一 96 〇 ◎ 合

39 + 7. 1 - 93 一 _____ o 〇

40 + 7. 3 -1 10 〇 o

41 + 7. 5 - 106 〇 ◎ 金

42 + 6. 5 - 105 3. 0 42. 6 o 〇

43 + 7. 4 -107 1. 1 20. 9 o

44 + 7. 3 - 100 0. 71 15. 0 ◎ ◎

表 2 (その 4)

伸びの変化耐力の変化伸び加ェ噴 5¾HC1,40*C «酸化くり返し加熱 (%) (N/irni*) .%) 曲げ性点腐食度 (g/m^l · hr) 腐食度 (g/m: . hr) 試験

1 + 3. 8 - 55 38 厶

2 + 4. 8 - 75 36 厶

比 3 + 3. 7 - 63 38 厶

4 + 3. 3 一 60 33 厶

5 + 1. 7 - 31 30 X 較 6 + 2. 0 一 40 30

7 + 1. 0 一 17 28 X

8 + 3, 2 一 56 23 X

合 9 + 2. 9 — 48 15 X

10 十 4. 7 一 78 B

U + 2， 6 一 45 C

金 12 + 1. 6 一 28 D

13 + 3. 6 一 60 12. 2 364

14 + 4. 1 一 63 13. 5 408

15 + 4. 1 一 55 X X

表 2 (その 5)

伸 =の変化耐力の変化伸び加ェ塩水喷 5¾HC1.40'C 棚 ₂S0,.50'C 鹏酸化くり返し加熱 (%) (N/rnn (%) 曲げ性評点 - ^.W · hr) 腐倾 (g/m: . hr) 試験

16 + 2. 8 - 55 X X XX 比 17 + 3. 5 - 55 X X 較 18 + 3. 3 一 58 Δ X 合 19 + 3. 5 - 56 厶 Δ 金 20 + 2. 0 一 35 厶 X

21 + 4. 0 - 70 0. 9 1 8. 3 〇 X

産 SJiの利用可能性

基本的に加工性に優れた F e-Cr合金が提供され、これに耐酸性および Zまたは耐酸化性に優れた合金が提供される。これにより、広い分野に亘り Fe -Cr合金か用される。

〔B〕 Category Bの発明について

以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

(実施例 1 ) 発明合金 1〜 6、比較合金 1〜 6に対応……請求項 1に対応表 1に示す組成の合金を超高純度電解鉄と電解法などによる高純度金属素材を用いて 1 0 _⁵T o r r以上の超高真空溶解にて溶製した。

これを約 1 2 0 0でに加熱後熱間圧延にて約 5 mm厚に仕上げ、最終的に 1 . 0〜2 . 0 ¹ mmに冷間圧延後、再結晶と結晶粒径の調整のための焼鈍を 5 0 0〜1 1 0 0 °Cで施した。

これから、室温および高温での引張試験片を切り出し、 J I Sに準拠してそれぞれの試験を行った（室温引張試験片は J I S 5号とし、高温引張は J I S

G O 5 6 7に従った）。

また、酸化試験は、高純度金属を高真空下で溶製した表 1のサンプルについて 1 3 5 0 kで 1 2 h r大気雰囲気の電気炉で加熱し、その後室温まで空冷し、試片表面のスケールを除去した際の重量'减を測定し、耐酸化性の指標とした。結果を表 2に示した。表 2の結果から、本発明の成分範囲では比較例の成分範囲の材料に比べて、加工性、高温強度ともに著しく向上することが明らかである。 (実施例 2 ) 発明合金 7〜1 2、比較合金？〜 9に対応……請求項 2に対応表 1に示す成分範囲の供試材を 1 0 0 k g高周波誘導加熱超高真空溶製炉にて作製した。これらの供試材を鍛造、切削、熱間圧延を行った後、焼鈍、冷間圧延を行って 1 . 0 mm厚の鋼板を製造した。

しかるのち、これらの材料から l mm ¹ X 5 0 mm X 5 0 mmの試験片を作製し、 ① 5 %HC 1中、 40 °C、 24時閭浸漬試験

② 40%H₂ SO₄、 50°C、 24時間浸漬試験

を行い、腐食度 (g/m² - hr)を測定した。その結果を表 2にまとめて示す。表 2 の結果から、本発明の成分範囲では比較例の成分範囲の材料に比べて酸浸漬試験での腐食が大巾に抑制されることが明らかである。

これらの結果から、 1：¹6—( 3：系（5≤( 1"≤60)合金で、 C， N, 0, P, Sを含有量を合計で 10 Oppm以下とし、かつ Ca， Ni, Coの 1 種又は 2種以上を 0. 01重量％ Co+Ni+2Cu≤6重量の範囲で含むことで耐酸性にすぐれる合金が得られることが明らかである。

また、上記成分系に加えて Ti, Nb, Zr, V, Ta， W, Bのうちの 1種又は 2種以上を 0. 01¾i%≤Ti+Nb+Zr+V+Ta+W+50B ≤ 6. 0重量の範囲で含むことでさらに耐酸性に優れる合金の得られることが明らかである。

(実施例 3)発明合金 13〜26、比較合金 10〜12に対応……請求項 3に対 fc、

表 1に示す組成の合金を超高純度電解鉄と電解 C rおよび高純度金属素材を用いて 10 _⁷To r r以上超高真空溶解にて溶製した。

これを約 1200 に加熱後熱間圧延にて約 5 mm厚に仕上げ、最終的にし 0〜2. 0¹ 細に冷間圧延後、再結晶と結晶粒径の調整のための焼鈍を 500— 1100°Cで施した。

8 ひ GO 567に従い、 900°Cで行った）。

また、酸化試験は、 1 350 kで 1 2 h r、大気雰囲気の電気炉で加熱し、その後室温まで空冷し、試験片表面のスケールを除去した際の重量減を測定し、耐酸化性の指標とした。表 2に試験結果を示す。表 2より、本発明の成分範囲では比較例の成分範囲に比べて、大巾に耐酸化性が向上することが明らかである。 (実施例 4 ) 発明合金 27〜 29……請求項 4に対応

表 1に示す組成の合金を超高純度電解鉄と電解 C rおよび高純度金属素材を用いて 1 0 -⁷T 0 r r以上超高真空溶解にて溶製した。

これを約 1 20 0でに加熱後熱間圧延にて約 5 mm厚に仕上げ、最終的に 1. 0〜2. 0¹ mmに冷間圧延後、再結晶と結晶粒径の調整のための焼鈍を 500— 1 1 00°Cで施した。

得られた供試材に対して、上記の実施例と同様の① 5 %HC 1、 4 (TC腐食度、 ② 4 %H₂ S0₄、 50て腐食度、 ③ 900°C高温引張試験を行ない、同じように評価し、その結果を表 2に示す。本発明の範囲に入っているものは優れた特性を示すことが明白に示されている。

(伸びおよび耐力の変化）

上記全ての実施例で得られた供試材にっき、伸びの変化および耐カ（降伏強度）の変化を調べた。伸びの変化（％) 、耐カ（降伏強度）の変化（NZ mm² ) とは、各合金成分について、 C+N + 0 + S + P- 500 ppmのものとの引張特性の差を示す。

基本となる引張特性は、以下の通りである。 F e— 18 Cr, C+N+0 + S + P = 50 G p pmで伸び 30 %、耐力 330 N/mm²

F e - 30 Cr, G+N+0 + S + P = 50 Oppmで伸び 25%、耐カ 45 O N/mm

8

2

表 1 (その 1)

単位 MM.% *印 P.Pm

*

表 1 (その 4)

+ Z r +V+Ta+W+ 50 B S i + n

表 1 (その 5)

+Ta+W+5 OB,

表 1 (その 6)

単位 .

*印 ppm

a = C+N+0 + P + S、 ^=T i +Nb +Z r +V+T a +W+ 50 B、 r=Ni+Co + 2Cu. 5=3A1 + 2S i +Mn

e=4Ca+4Mg+REM

表 1 (その 7)

単位 %

ネ印 ppm

a = C+N+0 + P + S、 ^=Ti+Nb + Zr+V+Ta+W+5 OB 7=Ni+Co + 2Cu、 5=3A1+2S i+Mn

s=4Ca+4Mg+REM

表 2 (その 1)

伸びの降伏強度伸び降伏強度高温酎力酸化纖 5¾HC1.40'C 棚 ₂S0 変化の変化 £1減腐食度 50'C腐食度 % N/國 ^z % N/國 ² N/mm² g/cm² · 12 r g/ra ² · hr g/m ² · hr

1 +8.1 一 115 37.2 218 20.4 9.8X10-*

9 +6.0 -93 35.7 235 22.7 7.6X10-·

s +5.8 一 95 34.3 247 295 9.1 XIO^-4

A +6.4 -94 42.7 182 24.8 7.8X10"³

5 +6.9 一 102 24.4 363 22.8 2.3X10-·

6 +6.4 一 96 36.1 224 20.3 1.3X10-3

明 7 +6.1 一 95 21.3 0.81 13.9

& +6.7 一 100 18.1 0.70 9.2 合 9 +5.8 一 95 21.5 0.61 8.5

10 +6.0 一 103 22.3 2.6 44.4 金 11 +6.6 一 91 24.6 0.30 6.6

12 +6.0 一 98 20.4 2.0 20.3

13 +6.1 一 93 25.1 く 5 X10"³

14 +6.8 -100 26.3 <5 X10"³

15 +71 -89 26.3 <5 X10"³ 表 2 (その 2〉

伸びの降伏強度伸び降伏強度高温酎力酸化試験 5¾HC1. 0*C 40¾H₂S0. 変化の変化重量減腐食度 50'C腐食度 % N/inm² % N/mra² N/mm² g/cra* ·■ 12hr g'/m ² ■ hr g/πι · hr

16 +7.3 -109 ~^— 30.5 <5 XIO—³

一

17 +6.6 一 102 一 20.3 <5 X10"³ 一

18 +8.1 一 110 一一 20.3 <5 X10"³ 一

19 +5.9 -96 — 22.0 <5 X10"³

発 20 +6.0 -100 一一 30.0 <5 XIO""³ -ー一

21 +7.3 一 105 一一 26.8 <5 X10"³ 一一明 22 +9.6 -126 24.3 9.0X10-5

23 +6.3 -100 22.3 7.3X10"⁵

合 24 +6.9 -106 25.6 4.9X10"⁵

25 +6.0 -96 24.0 5.6X10-5

金 26 +7.5 -108 27.5 6.0X10"⁵

27 +6.3 一 110 25.0 4.1 XIO"⁵ 0.80 14.1

28 +5.9 -87 25.7 4.0X10"⁵ 0.65 9.0

29 +6.6 -96 22.3 4.2X10—⁵ 0.85 15.0

表 2 (その 3)

伸びの降伏強度伸び降伏強度高温 IS力酸化纖 5¾HC1.40'C 確 ₂S0 変化の変化重置减腐食度 50'C腐食度 % 醒 ² % N/mra² N/mm² g/cm^z · 12hr g/m ² · hr g/ra ² · hr

1 +3.2 一 55 31.3 280 17.5 1.2X10"³ ― 一

2 +1.6 一 28 33. 269 17.6 1.4X10-³ ― ―

3 +1.4 -27 30.2 288 17.1 6.8X10-· ― ― 比

4 +1.8 -33 34.5 241 16.9 9.8X10-³ 一 ―

5 +2.1 一 35 36.1 224 17.3 1.9X10-²

較

6 +2.1 一 39 37.9 207 17.5 2. &X1CT²

•7 熱間圧延不可

合

8 +2.9 一 56 17.6 5.2 102

9 +7.3 一 103 17.0 8.8 160 金

10 +1.6 -28 16.8 9.8X10-³

11 +1.5 一 25 17.0 2.5X10"²

12 +1.8 -24 17,3 8.7X10-²

産業上の利用可能性

本発明の合金は、加工性、高温における強度、あるいはこれらに加えて耐酸性および Zまたは耐酸化性に優れるので自動車排ガス用パイプなどの用途に好適に用いられる。

〔C〕 Category Cの発明について

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

(実施例 1)発明合金 1〜10、比較合金 1〜7に対応…請求項 1、 2に対応表 1に示す化学組成を有する合金を 10kg真空溶解炉で溶製、铸造し、熱間圧延により板厚 4 mmの熱延板とし、再結晶を目的とした熱延板焼純を施し、脱スケール後冷間圧延により板厚 0. 7 mmの冷延板として、最終的に再結 B焼鲍し、冷鲍板'とした。

このようにして得られた合金板について以下の試験を行つた。

(加工性）

発明合金 I、 6と比較合金 1、 6を用いて J I S Z- 2241に準拠した引張試験による伸びの値の測定と、 50%冷間圧延後、 C方向に 180で密着曲げ試験を行つた時の割れの状態観察を行った。評価は以下の如く行つた。

〇全ぐ割れなし

△ 微小割れあり

割れ大

その結果を表 2に示す。

C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 10 Oppm以下では、 50%冷間圧延後の C方向密着曲げにより全く割れが生じてレ、ないのに対し、 10 Oppmを超えると割れが生じ、加工性が低下することがわかる。また、伸びも同一 Cr、同一 Mo量で比較すると C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 10 Oppmを超えると 7〜8%程度低下することもわかる。 - 観食性および耐酸性）比較合金 2、発明合金 1、 7の試験片表面をェメリー # 500で研磨し、耐孔食性を、 30° (：、（2%FeC l ₃ + 1Z20HC 1 ) 水溶液中で 4時間浸潰した後の腐食減量より算出した腐食速度で評価し、耐酸性を 0. 1重量％H C 1水溶液中で 4時間浸潰した後の腐食減量より算出した腐食速度で評価した。表 2に結果を示す。

比較合金 5、発明合金 1 0、発明合金 6にっき上記と同様にサンプルを作製し、耐孔食性を 30°C、 (5%FeC l ₃ + 1/20N HC 1 ) 水溶液中で 4時間浸潰した後の腐食減量により算出した腐食速度で評価し、耐酸性を 0. 3 重量％H C 1水溶液中で 4時間浸漬した後の腐食減量より算出した腐食速度で評価した。表 2に結果を示す。

比較合金 4、発明合金 4、発明合金 5にっき上記と同様にサンプルを作製し、耐孔食性を 30°C、 (5%FeC l ₃ + 1/20N HC 1) 水溶液中で 4時間浸漬した後の腐食減量により算出した腐食速度で評価し、耐酸性を、 0. 3 重量％HC 1水溶液中で 4時間浸潰した後の腐食減量より算出した腐食速度で評価した。表 2に結果を示す。

比較合金 3、発明合金 2、発明合金 8にっき上記と同様にサンプルを作製し、耐孔食性を 8 0°C、 (5%F e C 13 + 1/2 ON HC 1 ) 水溶液中で 4 時間浸潰した後の腐食減量により算出した腐食速度で評価し、耐酸性は、 5 重量％H C 1水溶液中で 4時間浸漬した後の腐食減量より算出した腐食速度で評価した。表 2に結果を示す。

比較合金 7、発明合金 3、発明合金 9にっき上記と同様にサンプルを作製し、耐孔食性を 8 0°C、 ( 1 0 %F e C 13 + 1 /2 ON HC 1 ) 水溶液中で 4時間浸漬した後の腐食減量により算出した腐食速度で評価し、耐酸性を 5 重量％H C 1水溶液中で 4時閭浸漬した後の腐食減量より算出した腐食速度で評価した。表 2に結果を示す。

M 0を本発明の範囲で含有することにより耐孔食性は著しく改善され、さらに N i , C o, C uを本発明の範囲で含有することによりさらに耐酸性が改善されることがわかる。

(実施例 2) 発明合金 1 ト 2 5、較合金 8〜1 1に対応-，請求項 3に対応表 1に示す組成の合金を超高純度電解鉄と電解 C rおよび高純度金属素材を用いて 1 0 _⁷ T 0 r r以上の超高真空中にて溶製した。

これを約 1 2 0 0てに加熱後、熱間圧延にて約 5 mm厚に仕上げ、最終的に 1 . 0〜2 0 ¹匪に冷間圧延後、再結晶と結晶粒径の調整のための焼鈍を 5 0 0〜1 1 0 0 °Cで施した。

これから、室温および高温での引張試験片を切り出し、 J I Sに準拠してそれそれの試験を行った（室温引張試験片は J I S 5号として、高温引張は J I S

G O 5 6 7に従った）。

また、酸化試験は 1 3 5 0 kで 1 2 h r大気雰囲気の電気炉で加熱し、その後室温まで空冷し、試片表面のスケールを除去した際の重量減を測定し、耐酸化性の指標とした。

A l , S i , Mnまたは C a， Mg, REMあるいはその両者を本発明範囲で含有することにより耐酸化性が著しく向上することが分かる。

(実施例 3 ) 発明合金 2 6、 2 7…請求項 4に対応

表 1に示す組成の合金を超高純度電解鉄と電解 C rおよび高純度金属素材を用いて 1 0—⁷To r r以上の超高真空中にて溶製した。

これを約 1 20 0でに加熱後、熱間圧延にて約 5 mm厚に仕上げ、最終的に 1. 0〜2. 0 '匪に冷間圧延後、再結晶と結晶粒径の調整のための焼鈍を 500〜1 1 00°Cで施した。

上記実施例と同様に、耐酸性、耐酸化性と評価した。本発明合金はすぐれた特性を示すことが明白である。

試験結果を表 2に示す。

(伸びおよび耐力の変化）

上記全ての実施例で得られた供試材にっき、伸びの変化（）、耐カ（降状強度）の変化（N/國 ²)を、各合金成分について C+N + 0 + S + P= 500 ppm のものとの弓 I張特性の差を示すものである。

基本となる引張特性は、以下の通りである。

F e -18C r, C+N + O + S + P =500ppmで伸び 30%、耐カ 330N/mm² Fe-30Cr, C+N + O + S + P=500ppmで伸び 25%、耐カ 450N /画²

/£ 60SS006dd/ §£6 OAV l卜

(2 o ) I

表 1 (その 3)

単位 H *印 ppm

a; = C+N+O+S + P, /9=Ni+Co + 2Cu₍ r = 3 A 1 +2S i +Mn, 5=4 Ca + 4Mg+REM

表 1 (その 4)

単位：氺印 ppm

a = C+"N+0+S + P, >S=Ni+Co + 2Cu, r = 3 A 1 +2S i + n, d = Ca + 4 +REM

表 2 (その 1)

酎孔食性 ·重麵 g/m ' hr) 職性 ' 酸化試伸びの酎力の伸び密着重减変化変化曲げ 2%FeC + 5%FeCh + 5%FeC + 10% FeCl₃ + 0. lwt% 0.3wt¾ 5wt¾

1/20 N · HCl ■1/20 N · HCl 1/20 N · HC l 1/20 N · HCl HC 1 HC 1 HC 1 g/cm* · 1

% N/iran* % 3 O'C 3 O'C 8 O'C 8 O'C

1 + 5.8 一 95 4 1 〇 59 一 660

2 + 6.2 一 90

発一一 0. 0 1以下 3. 1

3 + 8.5 -Π1 0. 0 1以下 1. 0

4 + 8.9 一 130 5. 0 59

明

P 十 10· 9 — 148 5. 2 40

6 + 5.8 一 89 37 〇 4. 9 47

合

7 + 9.1 -121 56 290

8 + 6.5 -105 0. 0 1以下 1. 2

金

9 + 9.3 -12 0. 0 1以下 0. 0 6

10 + 7.3 -111 4. 9 60

燧表 2 (その 2)

酎孔食性 ·重量減 (g/m² · hr) 碰性'重量減 (g/m² · hr) 酸化仲びの酎力の伸び密着重量減変化変化曲げ 2%FeCl₃ + 5 %FeCl₃ + 5 %FeClo + 10% FeCl 0. lwt¾ 0.3wt¾ 5wt¾

1/20 N · HCl 1/20 N · HCl 1/20 N · HCl 1/20 N · HCl HC 1 HC 1 HC 1 g/cm^¾ ·

% N/mm² % 3 O'C 3 O'C 8 O'C 8 O'C

11 + 8.1 一 119 4. 9 一一 ~— 1.3 X

12 + 6.0 一 88 一 4. 8 一 ― 1.1 X 発

13 + 7.0 一 100 3. 8 <1.0 X 一

14 + 7.2 -100 ≤0. 0 1 <1.0 明

15 十 8.0 一 89 ≤ 0. 0 1 <ノ 1.0 x

16 + 7.8 -103 ≤0. 0 1 <1.0 ム

17 + 6.5 一 90 4. 8 1.8 X

18 + 8.0 一 100 4. 9 <1.0 X 金

19 + 6.9 一 95 5. 2 <1.0 X

20 + 8.0 -100 ≤ 0. 0 1 <1.0

表 2 (その 3)

酎孔食性 ·重量減 (g/m² · hr) 難性'重量減 (g/m² · hr) 酸化試伸びの力の伸び密着蜇雌変化変化曲げ 2%FeCl₃ + 5%FeCh + 5%FeCl₃ + 10% FeCl j -f 0. lwt¾ 0.3wt¾ 5wt¾

1/20 N · HCl 1/20 N · HCl 1/20 N-HCl 1/20 N · HCl HC 1 HC 1 HC 1 g/cm* · 12

% N/mm² % 3 O'C 3 O 'C 8 O'C 8 O'C

21 + 7.6 一 87 ≤0. 0 1 <1.0 10 発 22 + 7.5 一 90 ≤ 0. 0 1 く 1.0 X10

23 + 6,8 - 89 4. 6 <1.0 XIO 明

24 + 6.1 一 88 4. 9 <1.0 XIO 合 25 + 8.0 一 99 ≤0. 01 <1.0 XIO

26 十 5,9 一 90 5. 0 40 <1.0 xio

27 + 7.5 一 88 ≤0. 01 1. 1 <1.0 XIO

表 2 (その 4)

耐孔食性 ·重量減 (g/m² · hr) Ml tOf. |ェ重量減 (g/m* · hr) 酴化試伸びの酎力の伸び密着 ffi量减変化変化曲げノ ο )re i 3 卞 0 lwt% ν· On LA

1/20 Ν · HC1 1/20 Ν · HCl 1/20 Ν · HC1 1/20 Ν · HCl HC 1 HC 1 HC 1 g/cm² · 1

% N/國 ² % U し ο υし Ο Ο W

1 + 2.3 一 46 34 Λ

2 + 7.5 一 89 1 9 fi 68 0

比 3 + 5.9 一 90 0 9 3. 5

4 + 11.0 -128 8 · 0リ 7 o

較 5 + 5.6 一 95 1 0. 7 86

6 + 1.3 一 26 29 X 一合 7 + 3.0 一 36 1. 8 4. 9

8 + 2.8 一 46 8. 3 1.3 XI 金 9 + 2.9 一 39 1. 5 8.9 XI

10 + 5.8 一 83 9. 8 1.6 X1

11 + 7.0 一 90 1. 2 7.5 XI

産業上の利用可能性

本発明の合金は、加工性、耐孔食性に優れ、さらにこれらに加えて耐酸性および Zまたは耐酸化性に優れるので自動車排ガス用パイプなどの用途に好適に用いられる。

〔D〕 CategoryDの発明について

以下、実施例を以つて本発明をより具体的に説明する。

C実施例 1 )

表 1に示す化学組成を有する合金を 10 k g真空溶解炉で溶製、铸造し、熱間圧延により板厚 4 mmの熱延板とし、再結晶を目的とした熱延板焼鈍を施し、脱スケール後冷間圧延により板厚 0. 7 mmの冷延板として、最終的に再結晶焼鈍し、冷延焼鈍板とした。

このようにして得られた合金板にっレ、て以下の試験を行つた。

(加工性）

発明合金 1、 2と比較合金し 2を用いて J IS Z— 2241に準拠した引張試験による伸びの値の測定と、 50%冷間圧延後、 C方向に 180°C密着曲げ試験を行った時の割れの状態観察を行った。評価は以下の如く行った。

〇全く割れなし

△ 微小割れあり

X 割れ大

その結果を表 2に示す。

C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 10 Oppm以下では、 50 %冷間圧延後の C方向密着曲げにより全く割れが生じていないのに対し、 10 Oppmを超えると割れが生じ、加工性が低下することがわかる。また、伸びも同一 Cr、同一 Mo量で比較すると C, N, 0， Pおよび Sの合計量が 1 0 Oppmを超えると 5〜 6 %程度低下することもわかる。 (耐孔食性および耐粒界腐食性）

試験片表面をェメリー # 5 0 0研磨した試料を用い、耐孔食性は表 2に示す Fe Cl₃ +HC 1水溶液中で 4時間浸漬した後の腐食減量より算出した腐食速度で評価し、耐粒界腐食性は、上記試料に T I G溶接（ビ一ドオン）を施し、 J I S G - 0 5 7 2に準拠した硫酸一硫酸銅試験後の溶接部曲げ試験（r = 2 t、 1 8 0 ° 曲げ）による割れの有無により評価した。

〇割れ全くなし

△ 微小割れあり

X 大きな割れ

結果を表 2に示す。

(耐粒界腐食性、耐酸性）

上記と同様にサンプルを作製し、耐粒界腐食性は、上述と同様な評価で行った。また、酎酸性は、表 2に示す HC 1水溶液中で 2 4時間浸潰した後の腐食減量により算出した腐食速度で評優した。結果を表 2に示す。

(酸化試験）

' 酸化試験は、大気中で 1 3 5 0 kで 1 2時間熱処理し、スケール除去後の重量減により評価した。

結果を表 2に示す。

(伸びおよび耐力の変化）

得られた供試材にっき、伸びの変化および耐カ（降伏強度）の変化を調べた。伸びの変化（％) 、耐カ（降伏強度）の変化（N/mm²)とは、各合金成分について、 C+N + 0 + S + P= 5 0 0 p pmのものとの引張特性の差を示す。基本となる引張特性は、以下の通りである。

Fe— 1 8Cr、 C+N+0+S+P = 500 ppmで伸び 30 %、耐カ 33 ON/議 ²

Fe- 30Cr、 C+N+O+S+P = 500 ppmで伸び 25 %、耐カ 45 ON /画²

M 0を本発明の範囲添加することにより耐孔食性が著しく改善され、 T i, Nb, V, Ta, W, Zr, Bを適量添加すると溶接部での耐粒界腐食性が改善されることがわかる。さらに Ni, Co, Cuの適量添加により耐酸性も著しく改善されることは明らかである。さらに、 S i, Mn, A 1の一種以上および Zまたは Ca， Mg, REMの一種以上を添加すると耐酸化性が向上することも明らかである。

表 1 (その 1)

〇

単位 *印 ppm

a=C+N+0 + P + S, β =Ti+Nb+Zr+V+Ta+W+50B r =N Co+2Cu, δ =3Al+2Si+Mn, ε =4Ca+4Mg†REM

表 1 (その 3)

表 1 (その 4)

単位雷量^ 氺印 ppm

a=C+N+0 + P + S, β =Ti+Nb+Zr†V+Ta+W+50B, r=Ni+Co+2Cu, 5=3Al+2Si+Mn, ε =4Ca+4Mg+REM

表 1 (その 5)

単位 Mfi%, *印 ppm

a=C+N+0 + P + S, β =Ti+ b+Zr†V+Ta+W+50B_r r=Ni+Co+2Cu, 5=3Al+2Si+Mn, ε =4Ca† lg+RB

表 1 (その 6)

表 2 (その 1) 耐孔食性 . mw · hr)

伸びの ϊίίΛの伸び密

変化変化曲げ 2¾FeCl₃ + 5¾FeCl₃ + 5¾FeCh† 10¾FeCl₃+

1/20N · HCl 1/20 - HCl 1/20N · HCl 1/20N · HCl

% Ν/画² % 30°C 30°C 80°C 80°C

1 + 8.0 一 103 .^{4 1} 〇 60 一 ―

発 2 + 6.5 一 90 37 〇 1 1 ― ―

3 +10.0 ― 121 一一 ― 4. 0 ― ― 明 4 + 5.9 一 90 ― ― ≤ 0.01

5 + 7.0 一 100 ≤ 0.01 合 6 +10,3 一 ¹¹¹ ≤ 0,01

7 + 6.5 一 90 ≤ 0.01 金 8 + 8.1 一 119 3. 9

9 + 7.0 一 108 3. 7

表 2 (その 2)

而赚 ' Φ景減 (g/πι²· hr) mm m.

霄暈減銅麵麦の

U. oWt^ DWl¾ 7ァス Γ

HC1 HC1 g/m² · 12hr

1 一 ― 一〇発 2 一 ― ― 〇

3 ― ― 8.0 X10~⁴ 〇明 4 3. 1 2.6 X10"⁴ 〇

5 1. 0 〇合 6 1. 2 〇

7 ぐ 0. 1 〇金 8 ≤1.0 X10"⁴ 〇

9 ≤1.0 X10一⁴ 〇

表 2 (その 4 )

而隱 '軍暈減 (g/m²- hr)

mm 銅麵麦の

V· OfYし 0 fftげテス卜

HC1 HCl g/m² · 12hr

10 一一 ≤1.0 XIO"⁴ 〇発 11 一一 ≤1.0 xlO一⁴ 〇

12 ― 一 ≤L 0 XIO -⁴ 〇明 13 ≤10 xlO"⁴ 〇 co 14 ≤10 XIO"⁴ 〇合 15 ≤10 XIO"⁴ 〇

16 ≤1.0 XIO'⁴ 〇金 17 ≤i o xio-⁴ 〇

18 ≤1.0 XIO 〇

表 2 (その 5)

t

o

表 2 (その 6)

賺 (4 Sft減 (gm²* hr) 麵一賺職減銅麵麦の

0. l t¾ 0.3wt¾ 5 t¾ 曲げテスト HCi HCI HCI g/m² · 12hr

1 ― 一〇比 2 X 較 3 〇合 4 Δ 金 5 〇

6 〇

産 iの利用可能性

本発明の C, N, 0， P, Sの合計量を 1 0 0 p pm以下として Moおよび T i, Nb, Zr, V, Ta, W, Bの 1種以上をを特定量含有する F e 一 Cr合金は加工性に於いて優れると共に、耐孔食性および溶接部耐食性（酎粒界腐食性) に於いて著しく優れる。

さらに N i， C C 0の一種以上を特»含有する F e— C r合金は耐酸性に於いても著しく優れる。

さらに、 S i, Mn, A Iの一種以上および/または C a, Mg， REMの一種以上を添加することにより耐酸化性が一層向上する。これらの鐧扳は様々な用途に有用である。

Claims

請求の範囲

1. Cr*¾3〜60fi¾%、 C, N, 0， Pおよび Sの合計量が 100 p pm 以下であり、残部 F eおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性に優れた Fe— Cr合金。

2. C r含量が 5〜60重量％、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 1 00 ppm以下であり、 Ni， Coおよび Cuから選択される 1種以上を下記式

( 1 ) を満たす量含有し、残部 F eおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性および耐酸性に優れた F e-Cr合金。

0. 01重量％≤Ni+Co + 2Cu≤6重量％ …… （1)

3. C r含量が 3〜60重量％、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 1 00 ppm以下であり、 S i、 Mnおよび A 1から選択される 1種以上を下記式

(2)を満たす量および Zまたは C a、 Mgおよび希土類元素 (REM)から選択される 1種以上を下記式 (3)を満たす量含有し、残部 Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性および耐酸化性に優れた F e— C r合

0. 1重量^ 3 A 1 +2S i +Mn≤ 50重量％ …… （2)

0. 00 m%≤ 4 Ca + 4Mg + REM≤ 0. 2重量％ …"- (3)

4. C r含量が 5〜60重量、 C， N, 0, Pおよび Sの合計量が 100 ppm以下であり、 Ni, Coおよび Cuから選択される 1種以上を下記式

( 1 ) を満たす量含有し、かつ S i、 Mnおよび A 1から選択される 1種以上を下記式 (2)を満たす量および/または C a、 Mgおよび希土類元素 (REM) から選択される 1種以上を下記式 (3) を満たす量含有し、残部 Feおよび不可避的不純物からなることを特徵とする加工性、耐酸性および耐酸化性に優れた Fe— Cr合金。

0. 0 1重量％≤Ni+Co + 2Cu≤ 6重量％ """ (1)

0. 1重量％≤3A1 +2S i +Mn≤5 O重量％ …"- (2) ' 0. 00 1重量％≤4Ca + 4Mg + REM≤0. 2重量 ······ （3)

5. C r含量が 3〜& 0重量％、 C, N, 0， Pおよび Sの合計量が 1 0 0 ppm以下、かつ Ti, Nb, Zr, V, Ta, Wおよび Bから選択される 1種以上を下記式（1) を満たす量含有し、残部 Feおよび不可避的不純物からなることを特徵とする加工性および高温強度に優れた F e-Cr合金。

0. 0 1 &%≤ T i + N + Z r + V + T a + W+ 50 B≤ 6M&%

6. Cr含量が 5〜& 0重量、 C, , 0, P及び Sの合計量が 1 00 p pm 以下、 Ti, Nb, Zr, V, Ta, W及び Bから選択される 1種以上を下記式

(1) を潢たす量含有し、さらに Ni， Coおよび Cuから選択される 1種以上を下記式（2) を満たす量含有し、残部 Feおよび不可避的不純物からなることを特徵とする加工性、高温強度および耐酸性に優れた F e-Cr合金。

0. 0 1重量^ T i +Nb+Zr+V+Ta+W+50 B≤ 6重量％

……（ i )

0. 0 1 ES ≤N i +C o + 2 C u≤8 Μ% … - (2)

7. Cr含量が 3〜6 0重量％、 C, , 0, Pおよび Sの合計量が 1 0 0 ppm以下、 Ti, Nb, Zr, V, Ta, Wおよび Bから選択される 1種以上を下記式 ( 1 ) を満たす量含有し、さらに A 1， S iおよび Mnから選択される 1種以上を下記式 (3) を満たす量および/または C a, Mgおよび希土類元素 (REM)から選択される 1種以上を下記式（4) を満たす量含有し、残部 Fe および不可避的不純物からなることを特徴とする加工性、高温強度および耐酸化性に優れた Fe— Cr合金。

0. 01 Μ %≤Ύ i +Nb + Z r +V + Ta+W+ 50 B≤ 6 M&%

…… (1)

0. 1重量％≤3A1 +2S i +Mn≤50重量％ ······ (3)

0. 001重量 4 Ca + 4Mg + REM≤ 0. 2重量％ …… （4) 8, C r含量が 5〜60重量、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 1 00 ppm以下、 Ti， Nb, Zr， V, Ta, Wおよび Bから選択される 1種以上を下記式 (1)を満たす量含有し、さらに Ni， Coおよび Cuから選択される 1種以上を下記式（2)を満たす量含有し、さらに Al, S iおよび Mnから選択される 1種以上を下記式 (3) を満たす量および/または C a, Mgおよび希土類元素 (REM)から選択される 1種以上を下記式（4) を満たす量含有し、残部 Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性、高温強度、耐酸性および耐酸化性に優れた F e— C r合金。

0. 0 \ &%≤T i +Nb + Z r +V + Ta+W+ 50 B≤ 6 M .%

……（1)

0. 01重量％≤Ni+Co + 2Cu≤6重量％ …… (2)

0. 1重量 3 A 1 +2 S i +Mn≤ 50重量％ ·'··.·· (3)

0. 00 4 Ca + 4Mg + REM≤ 0. 2重量％ …… （4)

9. C r含量が 5〜60重量％、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 100 ppm以下、 Mo含量が 0. 5〜20重量％であり、残部 Feおよび^ Γ避的不純物からなることを特徴とする加工性および耐孔食性に優れた F e— C r合

10. C r含量が 5〜60重量％、 C， N, 0, Pおよび Sの合計量が 5> 100 ppm以下、 Mo含量が 0. 5〜20重量、さらに Ni、 Cu、 Coから選択される 1種以上を下記式（ 1 ) を溝たす量含有し、残部 F eおよび不可避

S3不純物からなることを特徴とする加工性、耐孔食性および耐酸性に優れた F e

―し Γ ΊΖΙ'ΞΕΟ

0. 01重量^ N i +Co + 2Cu 重量％ …… （1)

11. C r含量が 5〜60重量％、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量が

100 p pm以下、 Mo含量が 0. 5〜20重量％であり、かつ A1， S iおよび Milから選択される一種以上を下記式 (2)を満たす量および Zまたは C a，

Mgおよび希土類元素 (REM)から選択される一種以上を下記式 (3)を満たす量含有し、残部 F eおよび不可避的不純物からなることを特徵とする加工性、酎孔食性および耐酸化性に優れた F e - C r合金。

0. 1重量％≤3Al+2Si+Mn≤50重量％ …… （2)

0. 00 l£*%≤4 Ca + 4Mg + REM≤ 0. 2重量％ …"- (3)

12. Cr含量が 5〜60重量％、 C, N, 0， Pおよび Sの合計量が

10 Oppm以下、 Mo含量が 0. 5〜20重量％、さらに Ni、 Cu、 Coから選択される 1種以上を下記式（ 1 ) を満たす量含有し、かつ A 1 , S. iおよび

Mnから選択ざれる一種以上を下記式（2) を潢たす量および Zまたは Ca, Mgおよび希土類元素 (REM) から選択される一種以上を下記式（3) を満たす量含有し、残部 F eおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加ェ性、耐孔食性、耐酸性および耐酸化性に優れた F e-Cr合金。

0. 0 1重量％≤Ni +Co + 2Cu≤ 6重量％ ······ ( 1 )

0. 1重量 3 A 1 +2 S i +Mn≤ 50重量％ …… (2)

0. 00 lfi*%≤4 Ca + 4Mg + REM≤ 0. 2重量％ …… （3)

1 3. C r含量が 5〜6 0重量、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量が 1 0 0 p pm以下であり、 1^ 0含量が0. 5〜2 0重量であり、かつ T i, Nb, Z r， V， Ta, Wおよび Bから選択される 1種以上を下記式

( 1 ) を満たす量含有し、残部 F eおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性、耐孔食性および溶接部耐食性に優れる F e— C r合金。

0. 0 1重量％≤Ti +Nb + Zr+V + Ta+W+50 B≤ 1. 0重量％

(1)

1 4. C r含量が 5〜 6 0重量、 C, N, 0, Pおよび Sの合計量が l O O p pm以下であり、 Mo含量が 0. 5〜2 0重量％であり、かつ T i, Nb, Z r， V, Ta, Wおよび Bから選択される 1種以上を下記式

(1) を満たし、さらに Ni, Cuおよび Coから選択される 1種以上を下記式

( 2 ) を満たす量含有し、残部 F eおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性、耐孔食性、溶接部耐食性および耐酸性に優れる F e— C r合金。

0. 0 1S %≤T i +Nb + Z r +V + Ta +W+ 50B≤ 1. 0重量％

( 1 )

0. 0 1重量％≤Ni +Co + 2Cu≤ 6重量％ (2)

15. C r含量が 5〜60重量、 C， N, 0, Pおよび Sの合計量が Ι Ο Ο ρ pm以下であり、 Mo含量が 0. 5〜20重量％であり、かつ T i, Nb, Zr, V, Ta, Wおよび Bから選択される 1種以上を下記式

(1)を満たす量含有し、かつ Si, Mnおよび A 1から選択される 1種以上を下記式（3)を潢たす量および Zまたは C a, および希土類元素 (REM) から選択される 1種以上を下記式（4)を満たす量含有し、残部 Feおよび不可避的不純物からなることを特徵とする加工性、耐孔食性、溶接部耐食性および耐酸化性に優れる F e - C r合金。

0. 0 lM½≤Ti+Nb + Zr+V+Ta+W+50B≤ 1. 0重量％

…-… (1)

0. 1重量％≤3A1 + 2S i+Mn≤50重量％ —— ·· （3) 0. 00 lSfi%≤4Ca + 4Mg + REM≤ 0. 2重量％ (4)

16. C r含量が 5〜60重量％、 C， N, 0， Pおよび Sの合計量が 1 0 Oppm以下であり、 1^0含量が0. 5〜20重量であり、かつ Ti, Nb, Zr, V, Ta, Wおよび Bから選択される 1種以上を下記式

(1)を満たす量含有し、さらに Ni, Cuおよび Coから選択される 1種以上を下記式 (2)を潢たす量含有し、かつ S i, Mnおよび A 1から選択される 1 種以上を下記式（3)を潢たす量および/または Ca， Mgおよび希土類元素（REM)から選択される 1種以上を下記式（4) を満たす量含有し、残部 Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする加工性、耐孔食性、溶接部耐食性、耐酸性および耐酸化性に優れる F e— C r合金。

0. 01重量％≤Ti+Nb + Zr+V + Ta+W+50B≤1. 0重量％

(1)

0. 01重量％≤Ni+Co + 2Cu≤6重量％ (2)

0. 1重量 3 A 1 +2S i +Mn≤ 50重量％ (3)

0. 00 lMM%≤4Ca + 4Mg + REM≤0. 2重量％ (4)