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    公开号:WO1984002536A1
    申请号:PCT/JP1983/000458
    申请日:1983-12-27
    公开日:1984-07-05
    发明作者:Shigeaki Maruhashi；Yoshihiro Uematsu；Katsuhisa Miyakusu；Takehiko Fujimura；Kazuo Hoshino
    申请人:Nisshin Steel Co Ltd；
    IPC主号:C22C38-00
    专利说明:
    [0001] 明 棚細
    [0002] 耐 食 性 合 金 技術分野
    [0003] 本発明は耐食性合金に関する。
    [0004] 背景技術
    [0005] 一般に耐食性材料 と しては 1 1.0 0 %以上の cr を含 有 したス テ ン レ ス 鋼が存在 し、 J I S G 4 3 0 4 では 金属組織面か らオ ー ス テ ナ イ ト 系、 オ ー ス テ ナ イ ト · フ ェ ラ イ ト 系、 フ ェ ラ イ ト 系、 マ ル テ ン サ イ ト 系、 析 出硬化系の 5 種に分類されている。 その中で フ ェ ラ イ ト 系ス テ ン レ ス鋼は比較的安価で加工性 · 延性に富む ため比較的多量に商用されて お ！） 、 熱間圧延ス テ ン レ ス鋼板と して 9 種類、 熱間圧延ス.テ ン レ ス鋼帯と して 1 0 種類が規格化されている。 ま た、 冷間圧延ス テ ン レ ス鋼板 . 鋼帯と して も 1 0種類が規格化されている。 これ ら フ ヱ ラ イ ト 系ス テ ン レ ス鋼板 · 鋼帯の化学成分 の う ち、 P について眺めてみる と 、 S U S 4 4 7 J 1 と S U S X M 2 7 の 2 種類が 0.0 5 0 %以下 と規定さ れ、 その他の鋼はいづれ も 0.0 4 0 %以下 と規定され ている。
    [0006] すなわち、 フ ェ ラ イ ト 系ス テ ン レ ス 鋼は結晶構造的 には体心立方構造を呈 し、 結晶構造的に も靱性 ' 加工 性に乏 しい う えに、 耐食性を も た している Crが 11.00 %以上も 含有されるため、 更に！! ί性 ■ 加工性を劣下さ せる と い う短所を内蔵している。 したがって、 靱性 ' 加工性に悪影響を及ぼす不純物特に Ρ については、
    [0007] 0.0 4 0 %以下の厳しい規定が設け られている。
    [0008] しか し、 一'般に熱間圧延ス テ ン レ ス鋼板 · 鋼帯、 冷 間圧延ス テ ン レ ス鋼板 · 鋼帯と して製造されている
    [0009] 4.0灘 ょ 薄い板厚に おい ては、 本発明者らの研究に よ る と 、 Cr量、 C量および s 01 . A1 量をそれぞれ適正 ¾範囲に規制も し く は添加する こ と に よ ] 、 0.0 4 0 %を越える P を含有させて も 、 靱性は問題と な らず、 耐食性、 機械的性質を犠牲にせず安価な耐食性材料の 供給が可能である こ とが明らかとなった。
    [0010] すなわち、 ス テ ン レ ス鋼の製鋼工程は各社各様であ るが、 基本的には、 スク ラ ッ プ鉄、 合金鉄な どを電気 炉で溶解 し、 V O D あるいは転炉一 V O D、 ま たは
    [0011] A O Dにおける精鍊な らびに成分調整を経てス ラ ブも し く は鋼塊に篛造される。 しか し一方で、 省エ ネル ギ 一、 製造性の観点か らは、 普通鋼の製造設備を用いて、 高炉溶銑を転炉に装入 しさ らに Fe — Cr合金 ¾ど種々の 副原料を添加する方法で、 精鍊な らびに成分調整を行 るっ てス テ ン レ ス鋼を製造する方法も考え られる。 こ の場合、 高炉溶銑は P、 S な どの不純物趲度が高 く 、 特に Pは 0.0 8 〜 0.1 5 %が含有されてお ！？ 、 ス テ ン レ ス鋼規格の 0.0 4 0 %以下 とするためには、 転炉へ の装入以前にあ らか じめ予備脱 Pを行なった 1)-、 転炉
    [0012] O PI 操業において特別 ¾処理を行な う ¾ ど製造性の低下が 生ずる。 しかるに、 これら脱 P処理が省略されれば製 造性の向上 ¾ らびに製造費の低減につなが 安価な製 造法と な る。 したがって、 従来のス テ ン レ ス 鋼におけ る P 量の規制を緩和すれば安価な耐食性合金の製造が 可能である こ と は明 らかである。
    [0013] 発明の開示
    [0014] 本発明者 らは、 詳細な研究検討の結果、 Cr量を
    [0015] 1 0.0 0 〜 1 8.0 0 %、 C 量を 0.0 5 %以下 と それぞ れ限定 し、 かつ so l .Al を 0.0 0 5 〜 0.5 0 %添加す る こ と に よ 、 ス テ ン レ ス 鋼の P規制値以上の P を含 有せしめて も靱性を損なわない こ と を見い出 した。 さ らに、 Pの'富化は耐食性を損なわないばか ！？ か、 かか る P濃度の高い合金は熱延板の酸洗性が向上 し、 さ ら には深絞 ] 性 どの加工性が向上する こ と を新たに見 い出 した。
    [0016] 本発明.は、 こ の よ う な新 しい知見に基づ く も の であ
    [0017] 9 、 従来に ない耐食性合金を提供する も ので ある。
    [0018] すなわち、 本発明は、 重量％で C ； 0.0 5 %以下、
    [0019] Cr ； 1 0.0 0 %以上 1 8.0 0 %以下、 Si ； 1.0 0 % 以下、 Mri ； 1.0 0 %以下、 P ； 0.0 4 %を越え
    [0020] 0.1 5 0 %以下、 有利には P ； 0.0 4 5 %以上 0.1 50 %以下、 S ； 0.0 5 0 %以下、 Ni ； 0.0 0 %以下、
    [0021] so l .Al ； 0.0 0 5 %以上 0.5 0 %以下を含有 し、 必 要に応 じて 1.0 0 %以下の Cu、 または 1.0 0 %J¾下の
    [0022] O PI - d o Moのいづれか 1 種ま たは 2種を、 さ らに必要に応 じて 0.5 0 %以下の Tiまたは D.5 0 %以下の Nbのいづれ：^ 1 種ま たは 2種をその合計量で 0.5 0 %以下を添加 し、 残部が Feおよび不可避に混入 して く る不純物か らな る 加工性お よび掇洗性に優れた耐食性合金を提供する。
    [0023] こ こで各成分の限定理由について述べる。
    [0024] Cは （3.0 5 %以下 と したが、 C量があま ί)高い と熱 間圧延後に部分的に生成する変態相が硬質と ¾ i？ 、 P が富化されているため熱間圧延状態での材料の靱性 · 延性が損なわれる と と も に、 冷延焼鈍後の材料の靱性、 加工性および溶接性に害を及ぼす。 したがって これら を回避するためには cの上限を ·□ 5 % と する必要が あ るからである。
    [0025] Crは 1 0.0 0 %以上 1 8.0 0 %以下 と したが、 下限 の 1 0.0 0 %は耐食性保持のための必要最低量である。 ま た Cr量が高い と靱性が損なわれ、 Pが富化されてい るために著し く 脆化するので 1 8.0 0 %を上限と した。
    [0026] Siおよび Μπは通常、 許容されている限度の 1.0 0 %以下 とする。
    [0027] sは高すぎる と耐食性や熱間加工性に悪影響をお よ ぽすため低い方が好ま しいが、 高炉溶銑では S も高 く 脱 S処理工程を も 省略するため許容の上限を 0.0 5 0 %と する。
    [0028] Niはフ ェ ラ イ ト 系金属材料の靱性改善に効果がある が、 高すぎる と製品が高価と る るため、 通常の-フ ェ ラ
    [0029] ΟΜΡΙ ィ ト 系ス テ ン レ ス 鋼で規定されて る上限を本発明合 金における許容限度と し、 Ο.ό Ο Ϋο以下 と する。
    [0030] Ρ 量の規定は、 本発明の重要 点である。 Ρは
    [0031] 0.0 4 0 %以下では、 高炉溶銑の予備脱 Ρ ま たは、 転 炉における特別る脱 Ρ処理を要 し、 安価な耐食性合金 を製造する利点が失な われ、 ま た、 Ρの富化に よ る加 ェ性お よび酸洗性改善の効果が得 られ ¾いので下限を
    [0032] 0.0 4 0 %越える量、 有利には 0.0 4 5 %以上と する ま た、 0.1 5 0 %を越える と靭性ゃ熱間加工性の面で 好ま し く ¾ く 、 ま た、 加工性も劣下するので、 0 150 %を上限と する。
    [0033] soし A1は、 P の富化に よ る靱性の低下の緩和およ び 加工性の改善に効果があるが、 0.0 0 5 %未満ではそ の効果が十分で ¾ く 、 ま た 0.5 0 %を越える と その効 果が飽和する と と も に製品が高価 と な るため 0.0 0 5 %以上 0.5 0 %以下 と 限定する。
    [0034] Cuおよ び Moは耐食性の向上に効果があるが高すぎ る と製品が高価 と ¾ るので、 それぞれ 1 · 0 0 %を上限 と する。
    [0035] Ti、 Nbはそれぞれ（： 、 Nな ど と 化合物を生成 し、 安 定化元素 と して靱性、 耐食性、 粒界腐食性、 機械的性 . 質の改善に効果があるが、 0.5 0 %を越える と その効 果が飽和する と と も に製品が高価と る るので合計量と して 0.5 0 %を上限と する。 図面の簡単な説明
    [0036] 第 1 図は、 Pの r 値にお よぼす効果を示すグ ラ フ で ある。
    [0037] 第 1 図に示す結果は、 基本的に 1 3 % Cr、 0.0 2 % C , 0.0 1 % N , 0.0 0 5 〜 0.50 % sol .AI、 1.0 0 %以下 Si、 1.0 0 %以下 Mn、 0.050 %以下 Sおよび 0.0 0 %以下 Ni を含有 し、 P 量の異なる耐食性合金 を、 通常の熱間圧延後、 熱延板焼鈍を施すこ と な く 、 デス ケ ー リ ン グのみを行ない、 1 回の冷間圧延を施 し た後、 8 2 0 °Cに 1 分間均熱後空冷する仕上焼鈍を施 して得 られた試料についての も のである。
    [0038] 発明を実施するための最良の形態
    [0039] 下に実施例を比較例と共に示すこ と に よ 本発明 鋼の諸性質を具体的に説明する。
    [0040] 第 1 表に示す化学成分を有する鋼 ¾溶製 し、 熱間圧 延に よ ！） 板厚 3.2籠の熱延鋼帯を製造 した。 さ らに、 こ の熱延鋼帯か ら採取した熱延鋼板を酸洗に よ るデス ケ一 リ ン グ後、 中間焼鈍を施すこ と な く 0.7丽に冷間 圧延し、 8 2 0 °Cて均熱 1 分後空冷に よ る仕上焼鈍を 施し冷延鋼板と した。 これら熱延鋼板および冷延鋼板 を以下の実施例に供した。
    [0041] O PI 第 1 表 実施例に用いた鋼の化学成分（重量％ )
    [0042]
    [0043] ※ M、Mo、Ql、Ti、Nt)の空 は不 と して る l
    [0044] 実施例 1
    [0045] 第 1 表に示 した、 本発明鋼 B 、 Dおよび比較鋼 K： 、 L 、 M、 N、 0の熱延板の 2 0 UCにおける シ ャ ル ピー 衝撃試験値を第 2表に示す。
    [0046] 第 2 表
    [0047]
    [0048] 第 2 表の結果からわかる よ う に、 本発明鋼 Β 、 Όは それぞれ P 量の低い比較鋼 K、 Ν と 比べて、 衝撃値の 低下はわずかである。 しか しなが ら、 比較鋼 L 、 M、 0はそれぞれ P 、 C . C rが本発明の規定範囲を越えてお ？、 また s oし A I も 低い。 こ のため、 衝撃値は低 く 、 靱 性の低下が著 しい。
    [0049] 実施例 2
    [0050] 第 1 表に示 した、 本発明鋼 A、 B 、 C . Dおよび比 較鋼 K、 L 、 Nの冷延鋼板の機械的性質お よび r 値、 エ リ ク セ ン値、 C C V ( コ ニ カ ルカ ッ プ値 ） を第 3 表 に示す。 ¾1
    [0051] 5 表
    [0052]
    [0053] ※圧延方向に対して、 0°、 45°、 90°方向の試験値の重みつき平均, 例えば r = ( r0+ 2 r4B+ reo ) / 4、
    [0054] 但し、 r0、 r45、 reoはそれぞれ 0°、 45°、 90°方向の r値
    [0055] ¾
    [0056] P以外の化学成分がほぽ同一 と考えられる本発明鋼 k、 B 、 Cおよび比較鋼 K、 Lの.特性値を比較する こ と に よ ！） Ρ の影響は明確と な る。
    [0057] すなわち、 Ρ 量の低い比較鋼 Κは、 深絞 1 性の指標 である r 値が低く 、 模型成形性試験値であるエ リ ク セ ン値お よび C C V値も悪い （ C C Vは値が大き い程、 深絞 性が悪い ） 。 しか し、 P 量を高めた本発明鋼 A、 B 、 Cは比較鋼 Kに比較する と r 値、 エ リ ク セ ン値お よび C C Vはいずれも 向上 してお 、 Pの富化に よ る 加工性の改善が明 らかである。 また、 伸びも十分な値 を示 してお ί) 良好な靱性を有 している。 と ころが、 ； Ρ 量を本発明鋼の規定値以上に高めた、 比較鋼 Lでは、 再び各特性値は低く り 加工性および靱性が低下する こ と がわかる。 したがって、 Ρ を富化する こ と に よ 、 靱性を損 わずに加工性を改善するためには、 本発明 におい て規定 した よ う に 、 Ρ 量の適正な成分範囲が存 在するのである。
    [0058] さ らに、 本発明鋼 Dお よび比較鋼 Νを比較する こ と に よって も 、 Ρ富化に よ る加工性の改善は明 らかであ る。 すなわち、 本発明鋼 D と 比較鋼 Νでは Ρ 量が異
    [0059] Ϊ) , さ らに前述の鋼 Α、 Β 、 （ 、 Κ：、 L に比較して、 Cr量、 C量、 S i 量がか ί 異なっている。 Ρ量を高めた本 発明鋼 Dは、 比較鋼 Νに比べて、 r値、 エ リ クセン値、 C C V は向上してお ] 3 加工性に優れている こ とが明 らかであ る。 ま た、 伸び も 同等以上の値を有 してお！）靱性も 良 好である。
    [0060] したがって、 Cr 量、 C 量をは じめ と する各成分量 が異なって も 、 本発明の規定範囲であれば、 ； P 富化に よ る加工性改善の効果が得 られ、 かつ良好な靱性を有 している こ と がわかる。
    [0061] 実施例 3
    [0062] 実施例 2 と 同 じ鋼について、 熱延板の酸洗性を調べ た結果を第 4 表に示す。 実際の製造ラ イ ン における熱 延板の酸洗には、 普通鋼の場合通常、 塩酸系の酸洗液 が用い られる。 し力 し、 フ ェ ラ イ ト 系ス テ ン レ ス 鋼の 場合、 その酸洗性は普通鋼よ も かな 悪 く 、 この よ う な塩酸系の酸洗液ではその効果が十分では い。 こ のため、 よ i 強力な酸洗液である弗硝酸が用い られ、 さ ら に酸洗の効果を上げるために、 酸洗前に シ ョ ッ ト ピ一 ニ ン グる どに よ 表面の ス ケ ー ル （ 酸化層 ） に機 械的な衝撃を与えてお く のが通例である。 その結果、 酸洗に要する コ ス ト は フ ェ ラ イ ト 系ス テ ン レ ス 鋼 の方 が普通鋼に比べ高いのが現状である。
    [0063] 第 4表にその結果を示 した酸洗性試験は、 塩酸系の 酸洗液を用いる普通鋼の酸洗条件を想定 し、 遊離 HC 1 濃度 9 0 ^ / ^、 ト ー タ ル Fe濃度 1 (D O ^ Z ^ ( FeC l2 と して添加） の液組成で 8 CTCに保持した酸洗液に、 一定時 間熱延板を浸賡 した後、 水洗、 洗滌を行 い表面のス ケ 一 ルの脱落の程度を 目視に よ 判定 した も のである。
    [0064] O PI 1
    [0065] 4
    [0066]
    [0067] 〇 ； 良好 ; やや良 X ； 不良 第 4 表の結果において 、 本発明鋼 A 、 B 、 C 、 D と 比較鋼 Κ 、 L 、 Νを比較する こ と で 、 P の酸洗性にお ょぽす効果が明 らかと な る。 すなわち、 P 量が低い比 較鋼 Κ：、 Νは、 酸洗液に 1 2 0 秒間浸漬 して も ス ケ 一 ルは完全には除去されないが、 Ρ 量を富化した本発明 鋼 A 、 B 、 C . D な らびに比較鋼 Lは、 明 らかに、 ス ケ一ルを完全に除去する に要する浸潸時間は短縮され 酸洗性は向上している。 したがって 、 P 量の増加と と も に、 熱延板の酸洗性は向上する。
    [0068] この結果は、 当該鋼の製造性と い う点において重要 な意味を示唆 している。 すなわち、 熱延板の酸洗は、 冷間圧延に先立って実施される必要不可欠な工程であ ί？ 、 通常は、 酸洗液を満た した槽内を連続的に通板す
    [0069] OMPI
    [0070] WIPO る こ と に よ って行なわれる。 本発明鋼熱延板の酸洗性 が良好てあ 、 酸洗に要する時間が短い と い う こ と は、 酸洗工程の通板速度を高速化する こ と ができ 、 製造性 の向上に大き く 寄与する も のである。 そ して、 さ らに 重要な こ と は、 上述の結果は塩酸系の酸洗液で得られ た も のであ 、 本発明鋼は、 コ ス ト の安い普通鋼と 同 条件で酸洗 し得る こ と を示 している。 したがって、 本 発明の 目的の一つである安価な耐食性合金を提供する と い う点で大き な利点と な る。
    [0071] 実施例 4
    [0072] 第 1 表に示 した E 、 F 、 I 、 N、 P 、 Q、 Tの冷延 鋼板について孔食電位およ び浸 »試験に よ る腐食性を 第 5 表に示す。
    [0073] 比較鋼 P 、 Qは、 耐食性の向上のために、 それぞれ Mo、 Cuを添加 した鋼であるが、 P を富化 した本発明 鋼 E 、 F は、 これ ら比較鋼 P 、 Q と 同等の孔食電位な らびに腐食度を示 してお ！） 、 比較鋼 Nに比べ、 明 ら力 な耐食性の向上が認め られる。
    [0074] 5
    [0075]
    [0076] 1000 ppmCl 、 80 °C. Ar 脱気
    [0077] Ά 5 % NaCl + 2 %H202. 40 °Cの溶液に 24 hr
    [0078] 浸漬 した時の腐食減量 すなわち、 Mo も しくは Cuの添加に よ る耐食性改善の
    [0079] 効果は、 0,0 4 0 %を超える P含有量において も いさ
    [0080] さか も損 われる も のでは ¾い。 A1 を 0.5 5 0 %含有
    [0081] する本発明鋼 I および A1 を 0.4 2 0 %含有する比較鋼
    [0082] Tについてみる と、 孔食電位お よび腐食度に対する A1 の効果は顕著でないが、 P 量の多少に よ る差異が い こ
    [0083] と は明 らかである。
    [0084] 実施例 5
    [0085] 第 1 表に示 した G、 H、 J 、 N、 R、 S 、 Uの鋼板
    [0086] について、 浸漬試験に よ る腐食度、 および粒界腐食試
    [0087] 験、 耐応力腐食割れ試験の結果を第 ό表に示す。 ヽ. 6
    [0088]
    [0089] ※実施例 4 と 同 じ条件
    [0090] ※※ 1200 DC x 1 0 min保持後、 空冷の鋭敏化処 理を行 った後、 粒界腐食試験を実施。 試 験は硫酸—硫酸銅試験 （ JISG0575 )に準 ずる。 曲げ条件は 0.5 tR曲げ。 判定は〇 粒界腐食な し X粒界腐食発生
    [0091] ※※ 定歪法、 4 2 %塩化マ グネ シ ウ ム試験
    [0092] ( JI SG0576 ) に準ずる。
    [0093] 判定は〇割れな し、 X 割れ発生
    [0094] 比較鋼 R、 S 、 Uは比較鋼 Nにそれぞれ Ti 、 Nb、
    [0095] Mo + Nbを添加 した ものであるが、 第 ό表の結果か ら、 いづれ も腐食度は小さ く ¾ i 耐食性の向上が認め られ る。 同様の結果は、 本発明鋼 G、 H、 J につい て も 得 られ、 P富化の影響はな く 、 優れた耐食性を有 してい
    [0096] OMPI 1 ό
    [0097] る
    [0098] ま た、 本発明鋼 G、 H、 J は Ti または Nbを添加 しているため、 鋼中の炭素、 窒素が固定されてお 、 耐粒界腐食性に優れている こ と がわかる。
    [0099] ま た、 オー ス テナ イ ト 系ス テ ン レ ス 鋼では、 しば し ば応力腐食割れが問題と な ！） 、 特に Pの悪影響が一般 に知られている。 しか し、 基本的に体心立方構造を有 する本発明鋼では、 第 ό 表に示すごと く 、 Ρ 量にかか わらず、 耐応力腐食割れ も 優れている。
    [0100] 以上示 した よ う に、 本発明に よれば、 加工性な らび に酸洗性に優れた耐食性合金が得られる。
    权利要求:
    Claims請求の範囲
    1. 重量0 /0で、 C ； 0.0 5 %以下、 Cr ; 1 0.0 0 % 以上 1 8.0 0 %以下、 Si ； 1.0 0 %以下、 Mn 1.00 %以下、 P ； 0.0 4 0 %超え 0.1 5 0 %以下、 S ； 0.0 5 0 %以下、 Ni ； Ο.ό 0 %以下、 sol ·Α1 ；
    0.0 0 5 %以上 0.5 0 %以下、 残部が Feおよ び不可避 的不純物か らな る耐食性合金。
    2. さ らに Cu ； 1.0 0 %以下お よ び Mo ； 1.0 0 %以 下の 1 種ま たは 2 種を含む請求の範囲第 1 項記載の耐 食性合金。
    3. さ らに Ti ； 0.5 0 %以下お よ び Nb ； 0.5 0 %以 下の 1 種ま たは 2 種を合計で 0.5 0 %以下を含む請求 の範囲第 1 項記載の耐食性合金。
    4. さ らに Cu ； 1.0 0 %以下お よ び Mo ； 1.0 0 %以 下の 1 種ま たは 2種と さ ら に Ti ； 0.5 0 %以下およ び Nb ； 0.5 0 %以下の 1 種ま たは 2 種を合計で 0.5 0
    %以下 と を含む請求の範囲第 1 項記載の耐食性合金。
    5. P を 0.0 4 5 %以上 0.1 5 %以下含有する前記請 求の範囲のいずれか一項に記載の耐食性合金。
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    法律状态:
    1984-07-05| AK| Designated states|Designated state(s): BR US |
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP57230832A|JPH0120221B2|1982-12-29|1982-12-29||DE19833382303| DE3382303D1|1982-12-29|1983-12-27|Korrosionswidrige legierung.|
    BR8307665A| BR8307665A|1982-12-29|1983-12-27|Liga resistente a corrosao|
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