JP2012149308A - 耐食性に優れたステンレスクラッド鋼 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ステンレスクラッド鋼の表面に形成される不動態皮膜部におけるCr/Fe濃度(at%)と母相であるステンレス鋼のCr/Fe濃度(at%)の比が1.2以上である。かつ、前記ステンレスクラッド鋼表面の、JIS Z 8741「鏡面光沢度−測定方法」に準拠して測定角度60°で測定される圧延方向(L)、垂直方向(C)および圧延45度方向(D)の各々の光沢度(Gs(60))がいずれも50以上であり、さらに、下記式(1)で算出される平均光沢度指標が60以上である。
平均Gs(60)=(Gs(60)L +2×Gs(60)D + Gs(60)C)/4 --- (1)
なお、平均Gs(60):平均光沢度指標、Gs(60)L:圧延方向(L)の光沢度、Gs(60)C:垂直方向(C)の光沢度、Gs(60)D:圧延45度方向(D)の光沢度を示す。
【選択図】なし
Description
このように、ステンレスクラッド鋼は、ステンレス鋼材の使用量が少なくてすみ、かつ、無垢材(全厚ステンレス鋼)と同等の防錆能を確保できるため、経済性と機能性が両立できる利点を有する。
特許文献1では、耐海水性に優れたステンレス鋼を合わせ材とし炭素鋼を母材としたステンレスクラッド鋼管の製造方法において、シーム溶接部の耐食性劣化を回復するために固溶化熱処理条件と母材炭素鋼の成分を適性成分範囲に規定する方法が開示されている。しかしながら、特許文献1は、耐食性を低下させる第二相の析出を抑止する手法が示されているのであって、ステンレス鋼表面の性状には言及していない。すなわち、表面の性状、例えば不動態皮膜中のCr濃縮割合や方面の光沢度などを言及していないため、汎用素材に比べ飛躍的な耐食性(耐錆性)の改善は期待できない。
そして、表面光沢やその異方性、ステンレス鋼の耐食性(耐孔食性)を左右する不動態皮膜の強さCr/Fe比などに着目して検討を行ったところ、不動態皮膜部におけるCr濃度(at%)/Fe濃度(at%)と母相であるステンレス鋼のCr濃度(at%)/Fe濃度(at%)の比を1.2以上、かつ、前記ステンレスクラッド鋼表面のJIS Z 8741「鏡面光沢度−測定方法」に準拠して測定角度60°で測定される圧延方向(L)、垂直方向(C)および圧延45度方向(D)の各々の光沢度(Gs(60))をいずれも50以上、平均光沢度指標を60以上と規定することで、耐食性が著しく改善することを見い出した。
ステンレス鋼を合わせ材とするステンレスクラッド鋼であって、前記ステンレスクラッド鋼の表面に形成される不動態皮膜部におけるCr濃度(at%)/Fe濃度(at%)と母相であるステンレス鋼のCr濃度(at%)/Fe濃度(at%)の比が1.2以上であり、かつ、前記ステンレスクラッド鋼表面のJIS Z 8741「鏡面光沢度−測定方法」に準拠して測定角度60°で測定される圧延方向(L)、垂直方向(C)および圧延45度方向(D)の各々の光沢度がいずれも50以上であり、さらに、下記式(1)で算出される平均光沢度指標が60以上であることを特徴とする耐発錆性に優れたステンレスクラッド鋼。
平均Gs(60)=(Gs(60)L +2×Gs(60)D + Gs(60)C)/4 --- (1)
なお、平均Gs(60):平均光沢度指標、Gs(60)L:圧延方向(L)の光沢度、Gs(60)C:垂直方向(C)の光沢度、Gs(60)D:圧延45度方向(D)の光沢度を示す。
海洋構造物、熱交換器、ケミカルタンカー、化学プラント、圧力容器に代表される各種用途で、耐錆性、特に流れ錆の抑止による美観に優れたステンレスクラッド鋼として、好適に用いられる。
平均Gs(60)=(Gs(60)L +2×Gs(60)D + Gs(60)C)/4 --- (1)
なお、平均Gs(60):平均光沢度指標、Gs(60)L:圧延方向(L)の光沢度、Gs(60)C:垂直方向(C)の光沢度、Gs(60)D:圧延45度方向(D)の光沢度を示す。
不動態皮膜部におけるCr濃度(at%)/Fe濃度(at%)は、不動態皮膜の耐食性改善に非常に重要な要因となる。基本的には、不動態皮膜部におけるCr濃度(at%)/Fe濃度(at%)と母相であるステンレス鋼のCr濃度(at%)/Fe濃度(at%)の比(以下、Cr/Fe濃度比と略す)が高いほど表層に耐食性に優れた安定な不動態皮膜が形成されていることになり、耐食性の観点からCr/Fe濃度比は高いほうが良い。検討したところ、大気暴露試験や促進腐食試験によって耐食性の向上効果が明瞭に現れるにはCr/Fe濃度比が1.2以上であることがわかった。この知見を基に、Cr/Fe濃度比は1.2以上とする。好ましくは1.5以上である。
さらに、下記式(1)で算出される平均光沢度指標が60以上について説明する。
平均Gs(60)=(Gs(60)L +2×Gs(60)D + Gs(60)C)/4 --- (1)
なお、平均Gs(60):平均光沢度指標、Gs(60)L:圧延方向(L)の光沢度、Gs(60)C:垂直方向(C)の光沢度、Gs(60)D:圧延45度方向(D)の光沢度を示す。
表面の光沢度は、表面の微細な凹凸を示す指標と考えられ、表面光沢で評価されるような微細な表面粗さはステンレスクラッド鋼の美観の指標のみならず耐食性、流れ錆の形態に大きく左右する。そこで、上記のように、金属光沢が、表面粗さ、すなわち、表面のミクロな凹凸の特性をより反映していると考え、表面の光沢に注目した。光沢が高くしかも異方性の少ない表面材は、汚れがつきにくく隙間腐食の発生を抑止するとともに異方性が少ないため錆の形態が流れ錆よりむしろ点状錆となりやすい。また、一度錆が生じても雨水で洗い流される可能性が高い。さらに、微細な凹凸が少なく表面が滑らかであるため、メンテナンスが容易であるとの利点を有する。
そこで、上記に基づき表面光沢と耐食性の関係を鋭意研究したところ、JIS Z 8741「鏡面光沢度−測定方法」に準拠して測定した圧延方向(L)と垂直方向(C)と圧延45度方向(D)における光沢度(Gs(60))がいずれも50以上、さらに上記式(1)で算出される平均の光沢度指標(Gs(60))が60以上であれば耐食性が向上することがわかった。
光沢度(Gs(60))は高いほうが好ましいが、光沢度を上げるためのステンレス鋼の研磨には非常に負荷がかかるため、製造負荷を考慮して、圧延方向(L)と垂直方向(C)の圧延45度方向(D)の各々の光沢度上限値は好ましくは95以下、さらに好ましくは98以下である。平均光沢度指標は好ましくは70以上98未満である。
表1に化学組成を示す成分組成からなるオ−ステナイト系ステンレス鋼(JIS規格範囲のSUS304L、SUS316L、SUS329J3L、SUS410、SUS444)とSS400成分系の普通鋼(以下、普通鋼と略す)の溶鋼を、転炉、電気炉、真空溶解炉等の公知の方法で溶製し、連続鋳造法あるいは造塊−分塊法により鋼素材(スラブ)とした。次いで、得られた鋼素材を、通常行われる製造条件にて、熱間圧延、熱延板焼鈍(例えば箱焼鈍)、酸洗と順次処理して熱延板とし、さらに、冷延、仕上げ焼鈍(例えば連続焼鈍)し、冷延焼鈍板とした。得られた冷延焼鈍板をクラッドの合わせ材(オーステナイト系ステンレス鋼)および母材(普通鋼)として、表2に示す製造条件でステンレスクラッド鋼を製造した。
上記により得られたステンレスクラッド鋼に対して、ステンレス鋼の表面を表4に示す光沢度になるようにベルト研磨を行なった。具体的には、長手方向に対し多パスのベルト研磨を行なった後、長手垂直方向に対し多パスのベルト研磨を行なった。長手方向研摩の際には、JIS R6256:2006で規定するところの研磨ベルトP60〜P400であるものを用い、長手垂直方向研摩の際には、研磨ベルトP120〜P800であるものを用いた。
次に、硝酸水溶液を1L/分で所定時間ステンレスクラッド鋼のステンレス鋼の表面に噴霧し、その後水洗し、不動態化処理を行った。この際、表4に示すような不動態皮膜になるように、噴霧時間は5秒〜10分、硝酸水溶液濃度は5〜35質量%の範囲で調整しサンプルを作製した。
なお、Cr/Fe濃度比、光沢度、孔食電位の測定方法、CCT試験方法、耐食性評価方法は下記の通りである。
AES(装置名:PHISICAL ELECTONICS社製 PHI MODEL 660 加速電圧 : 5kV 試料電流量 :0.2μA 測定領域 :5μmx5μm)を用いて深さ方向にスパッタしながら測定した各元素(Fe、Cr)プロファイルからその原子比を求めた。なお、図1に示すように、Cr、Feの値がほぼ一定値になった領域を母相とし、それよりスパッタ時間の短い領域を不動態皮膜部と定義した。不動態皮膜部では最もCr/Feが高い値を示した部位での値をCr/Fe濃度とし、母相のCr/Fe濃度と比較した。
表面光沢はJIS Z 8741「鏡面光沢度−測定方法」に準拠してスガ試験機株式会社製多角度光沢計 GSシリーズ GS-1Kを用い、測定角度60度で測定した。圧延方向(L)、垂直方向(C)と圧延45度方向(D)の3方向について測定し、下記式により平均光沢度指標を求め、得られた平均光沢度指標を表面光沢の異方性とした。平均Gs(60)=(Gs(60)L+2×Gs(60)D + Gs(60)C)/4 --- (1)
なお、平均Gs(60):平均光沢度指標、Gs(60)L:圧延方向(L)の光沢度、Gs(60)C:垂直方向(C)の光沢度、Gs(60)D:圧延45度方向(D)の光沢度を示す。
塩害環境下における耐食性の指標はJIS G 0577に準拠した孔食電位測定により行った。電流密度が100μA/cm2に到達した電位を孔食電位とし、Vc100(mV vs. SCE)で表記した。
発錆性を評価するため、100mm×70mmのサンプルに対してJASO M609-91のCCT試験を150サイクル行い、下記に従い発錆の程度をランク付けし、耐食性を評価した。なお、評価基準は鋼種によって異なり、表1に示す鋼1、2、4、5では○以上を合格とし、鋼3では◎を合格とした。
◎:発錆なし
○:発錆あり/発錆面積10%未満
△:発錆あり/発錆面積10%以上30%未満
□:発錆あり/発錆面積30%以上50%以下
×:発錆あり/発錆面積50%超
一方、比較例では、孔食電位が低いか、CCT評価が劣っている。
Claims (1)
- ステンレス鋼を合わせ材とするステンレスクラッド鋼であって、
前記ステンレスクラッド鋼の表面に形成される不動態皮膜部におけるCr濃度(at%)/Fe濃度(at%)と母相であるステンレス鋼のCr濃度(at%)/Fe濃度(at%)の比が1.2以上であり、
かつ、前記ステンレスクラッド鋼表面のJIS Z 8741「鏡面光沢度−測定方法」に準拠して測定角度60°で測定される圧延方向(L)、垂直方向(C)および圧延45度方向(D)の各々の光沢度がいずれも50以上であり、さらに、下記式(1)で算出される平均光沢度指標が60以上であることを特徴とする耐発錆性に優れたステンレスクラッド鋼。
平均Gs(60)=(Gs(60)L +2×Gs(60)D + Gs(60)C)/4 --- (1)
なお、平均Gs(60):平均光沢度指標、Gs(60)L:圧延方向(L)の光沢度、Gs(60)C:垂直方向(C)の光沢度、Gs(60)D:圧延45度方向(D)の光沢度を示す。
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|---|---|---|---|---|
| WO2013132838A1 (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-12 | Jfeスチール株式会社 | ステンレスクラッド鋼 |
| JP2014101555A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Jfe Steel Corp | 耐海水孔食性と美観に優れたステンレスクラッド鋼 |
| JP2015105399A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | Jfeスチール株式会社 | 母材の低温靭性とhaz靭性並びに合せ材の耐食性に優れたオーステナイト系ステンレスクラッド鋼板およびその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02182862A (ja) * | 1989-01-05 | 1990-07-17 | Kawasaki Steel Corp | 電解研磨特性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼板およびオーステナイト系ステンレスクラッド鋼板 |
| JP2010106305A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Nisshin Steel Co Ltd | 電池構成部材用ステンレス鋼およびその製造方法 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02182862A (ja) * | 1989-01-05 | 1990-07-17 | Kawasaki Steel Corp | 電解研磨特性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼板およびオーステナイト系ステンレスクラッド鋼板 |
| JP2010106305A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Nisshin Steel Co Ltd | 電池構成部材用ステンレス鋼およびその製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013132838A1 (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-12 | Jfeスチール株式会社 | ステンレスクラッド鋼 |
| JP2014101555A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Jfe Steel Corp | 耐海水孔食性と美観に優れたステンレスクラッド鋼 |
| JP2015105399A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | Jfeスチール株式会社 | 母材の低温靭性とhaz靭性並びに合せ材の耐食性に優れたオーステナイト系ステンレスクラッド鋼板およびその製造方法 |
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