JP2801837B2 - 耐食性に優れたＦｅ−Ｃｒ合金 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐食性に優れたＦｅ−Ｃ
ｒ合金に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｆｅ−Ｃｒ合金は一般に耐食性に優れた
材料として知られているが、Ｆｅ−Ｃｒ合金中において
Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｓは以下のような理由で耐食性に悪影響を
及ぼすことが知られている。 Ｃ，Ｎ：粒界のＣｒ炭窒化物の形成によるＣｒ欠乏層の
出現。 Ｏ，Ｓ：介在物の増量化による発銹起点の増量化。

【０００３】すなわちＦｅ−Ｃｒ合金の耐食性の改善に
は、これらの不純物元素の低減が効果的であることは既
に公知であり、Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｓの低減化およびＴｉ，Ｎ
ｂ等の炭窒化物元素の添加によるＣｒ欠乏層の除去が試
みられてきた。以下にＦｅ−Ｃｒ合金の耐食性改善に関
する従来技術を示す。

【０００４】特開昭６１−１８６４５１号公報では、Ｃ
ｒ含量が２５〜５０重量％のＦｅ−Ｃｒ合金で、特に
Ｃ，Ｎを特定量まで減少せしめると同時に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。

【０００５】特公平２−１９０２号公報では、Ｃｒ含量
が２０．０重量％を越え２５．０重量％以下のＦｅ−Ｃ
ｒ合金で、特にＣ，Ｎを減少せしめると同時にＭｏ，Ｍ
ｎおよびＮｂを特定量含有せしめた溶接時の耐高温割れ
性および溶接部靱性に優れた耐食性フェライト系ステン
レス鋼を提案している。

【０００６】特開平３−２３５５号公報では、Ｃｒ含量
１６．０〜２５．０重量％のＦｅ−Ｃｒ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、靱性、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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の先行技術に提案されたＦｅ−Ｃｒ合金における耐食性
の改善効果はなお十分でない場合がある。例えば、海岸
の近くなど厳しい腐食環境下で使用される建材、化学プ
ラント、高温での耐食性を要求される自動車用排ガス材
料には耐食性のさらなる改善が求められている。

【０００８】また、耐食性の改善のためＰを添加する試
みが普通鋼において行なわれ、耐候性鋼として実用化さ
れており、Ｃｒ含有鋼への適用例もあるが、そのステン
レス鋼における耐食性改善効果は十分ではない。

【０００９】すなわち本発明の目的は、従来のＦｅ−Ｃ
ｒ合金に比べて耐食性がいっそう改善されたＦｅ−Ｃｒ
合金を提供することにある。特に海岸の近くなど厳しい
腐食環境下で使用される建材用ステンレス鋼や、化学プ
ラント用ステンレス鋼、さらには自動車用排ガス材料用
ステンレス鋼に適した高耐食性の鋼を提供しようとする
ものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】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、従来のＦｅ−Ｃｒ合金
に不純物として存在するＣ，Ｎ，ＳさらにはＯの合計量
を著しく減少せしめると同時に、特定量のＰを含有させ
たＦｅ−Ｃｒ合金が耐候性において著しく優れることを
見いだした。

【００１１】そして、上記のＰ添加Ｆｅ−Ｃｒ合金にＴ
ｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ，Ｔａ，ＷおよびＢから選択される
一種以上を特定量加えることにより耐粒界腐食性がいっ
そう向上すること、特定量のＭｏを添加することにより
耐孔食性が著しく向上することを見いだした。また、Ｎ
ｉ，ＣｏおよびＣｕから選択される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ことを見いだす
とともに、Ａｌ，ＳｉおよびＭｎから選択される一種以
上を特定量加えることにより耐酸化性が向上することを
知見し、本発明を完成するに至った。

【００１２】すなわち、本発明の第１の態様によれば、
Ｃｒ含有量が５〜６０重量％、Ｃ，Ｎ，ＯおよびＳの合
計量が１００ｐｐｍ以下、Ｐ含有量が０．０１〜１．０
重量％であり、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる
ことを特徴とする耐食性に優れたＦｅ−Ｃｒ合金が提供
される。

【００１３】また、本発明の第２の態様によれば、上記
第１の態様の成分に加えてＡｌ：１．０重量％以下、Ｓ
ｉ：１．０重量％以下、Ｍｎ：１．０重量％以下を含有
する耐食性に優れたＦｅ−Ｃｒ合金が提供される。

【００１４】また、本発明の第３の態様によれば、上記
第１の態様または第２の態様においてさらにＴｉ，Ｎ
ｂ，Ｖ，Ｚｒ，Ｔａ，ＷおよびＢから選択される一種以
上を下記式（１）を満たす量含有する耐食性に優れたＦ
ｅ−Ｃｒ合金が提供される。 ０．０１重量％≦Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｚｒ＋Ｖ＋Ｔａ＋Ｗ＋２０Ｂ≦１．０重量％ ………（１）

【００１５】また、本発明の第４の態様によれば、上記
第１の態様または第２の態様においてさらにＭｏ：０．
０５〜２０重量％を含有する耐食性に優れたＦｅ−Ｃｒ
合金が提供される。

【００１６】また、本発明の第５の態様によれば、上記
第１の態様または第２の態様においてさらにＭｏ：０．
０５〜２０重量％、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｗお
よびＢから選択される一種以上を下記式（１）を満たす
量含有する耐食性に優れたＦｅ−Ｃｒ合金が提供され
る。 ０．０１重量％≦Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｚｒ＋Ｖ＋Ｔａ＋Ｗ＋２０Ｂ≦１．０重量％ ………（１）

【００１７】また、本発明の第６の態様によれば、上記
第１、第２、第３、第４または第５の態様においてさら
にＮｉ，ＣｏおよびＣｕから選択される一種以上を下記
式（２）を満たす量含有する耐食性に優れたＦｅ−Ｃｒ
合金が提供される。 ０．０１重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦６重量％ ………（２）

【００１８】また、本発明の第７の態様によれば、上記
第１、第３、第４または第５の態様においてさらにＡ
ｌ，ＳｉおよびＭｎから選択される一種以上を下記式
（３）を満たす量含有する耐食性に優れたＦｅ−Ｃｒ合
金が提供される。 １．０重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦５０重量％ ………（３）

【００１９】また、本発明の第８の態様によれば、上記
第１、第３、第４または第５の態様においてさらにＮ
ｉ，ＣｏおよびＣｕから選択される一種以上を下記式
（２）を満たす量含有し、Ａｌ，ＳｉおよびＭｎから選
択される一種以上を下記式（３）を満たす量含有する耐
食性に優れたＦｅ−Ｃｒ合金が提供される。 ０．０１重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦６重量％ ………（２） １．０重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦５０重量％ ………（３）

【００２０】

【作用】以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明す
る。図１に耐候性とＣ，Ｎ，ＯおよびＳの合計量との関
係を示す。この図はＦｅ−２０％Ｃｒ−０．０５％Ｐ合
金に関して、臨海工業地区において、海岸からの距離５
ｍ以内で６か月大気暴露（南向き３６度の角度で暴露）
した後、目視で発錆度を下記の３段階で評価した結果を
示したものである。 １：さびなし ２：しみ状腐食発生 ３：点状赤錆発生

【００２１】Ｃ，Ｎ，ＯおよびＳの合計量が１００ｐｐ
ｍ以下では発銹しておらず、著しく耐候性に優れること
が明らかである。

【００２２】図２は、Ｃ，Ｎ，ＯおよびＳの合計量が１
００ｐｐｍ以下と１００ｐｐｍ以上のＦｅ−１８％Ｃｒ
合金に関して、同じく１年大気暴露後の発銹度とＰ含有
量の関係を示したものである。発銹度は目視にて以下の
４段階で評価した。 １：軽度のしみ状腐食 ２：全面しみ状腐食 ３：全面しみ状腐食とともに点状赤錆 ４：全面赤錆

【００２３】図２からＣ，Ｎ，ＯおよびＳの合計量が１
００ｐｐｍ以下のＦｅ−Ｃｒ合金について、Ｐ含有量が
０．０１％以上になると耐候性に著しく優れることが明
らかである。

【００２４】図３はＦｅ−１８％Ｃｒ−０．０２％Ｐ合
金に関して、Ｃ，Ｎ，ＯおよびＳの合計量と孔食電位
（Ｖ′_C,10（ｍＶｖｓＳＣＥ））の関係を示したもので
ある。Ｃ，Ｎ，ＯおよびＳの合計量が１００ｐｐｍ以下
であると耐孔食性に優れることが明らかである。

【００２５】以上、図１〜３に示されるようにＣ，Ｎ，
Ｏ，Ｓの合計量が極めて低く、かつＰの含有量が一定値
以上に高い場合は、Ｆｅ−Ｃｒ合金の耐食性が飛躍的に
向上する。

【００２６】図４はＣ，Ｎ，ＯおよびＳの合計量が１０
０ｐｐｍ以下であるＦｅ−１８％Ｃｒ−０．１％Ｐ合金
に関して、Ｍｏ含有量と孔食電位（Ｖ′_C,10（ｍＶｖｓ
ＳＣＥ））の関係を示したものである。Ｍｏ含有量が
０．０５重量％以上であるとさらに耐孔食性に優れるこ
とが明らかである。

【００２７】図５は、Ｃ，Ｎ，ＯおよびＳの合計量が１
００ｐｐｍ以下のＦｅ−２０％Ｃｒ０．０３％Ｐ合金に
関して、沸騰１％ＨＣｌ中にて１８時間浸漬させたとき
の腐食度とＮｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕの値（重量％）との関係
を示したものである。上記の値が０．０１重量％以上と
なると腐食度が低減化し、耐酸性が向上することが明ら
かである。

【００２８】図６は、Ｃ，Ｎ，ＯおよびＳの合計量１０
０ｐｐｍ以下のＦｅ−２０％Ｃｒ−０．０６％Ｐ合金に
関して、大気中で１０７５℃で３０分加熱、１２分冷却
というサイクルを１サイクルとする繰り返し酸化試験を
行い、２５サイクル毎に重量変化を測定、以上酸化をお
こすまでのサイクル数（酸化増量が５．０ｍｇ／ｍ²を
こえたときのサイクル数）と３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎの値
（重量％）との関係を示したものである。３Ａｌ＋２Ｓ
ｉ＋Ｍｎの値が０．１重量％以上となると耐酸化性にお
いて著しく優れることは明らかである。

【００２９】以下、本発明の構成を詳述する。本発明の
より好ましい態様およびそれに基づく利点が明らかにな
ろう。

【００３０】（第１の態様） Ｃｒ：５〜６０重量％、好ましくは１０〜４５重量％で
ある。Ｃｒ含量が上記範囲であることは、本発明の合金
が耐食性に優れるための必須条件である。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。

【００３１】Ｃ，Ｎ，ＯおよびＳ：これらの元素は従来
のＦｅ−Ｃｒ合金においては、不可避的不純物として合
計で数１００ｐｐｍ含有されていたが、本発明の合金に
おいては１００ｐｐｍ以下、好ましくは８５ｐｐｍ以下
とする。これらの元素の合計量をこのように減少させる
ことは、本発明の耐食性の改善の目的において必須であ
る。１００ｐｐｍを超えての多量の含有は、本発明の目
的が達成されない。

【００３２】Ｐ：本発明の合金はＰを０．０１〜１．０
重量％、好ましくは０．０１５〜０．３重量％含有す
る。Ｐを上記範囲含有せしめることにより、本発明の合
金に優れた耐食性が付与される。しかしながら、１．０
重量％を超えた含有はむしろ耐食性が低下するのみなら
ず、靱性が低下し、製造上問題となるため好ましくな
い。

【００３３】以上のＣｒ含量量、Ｃ，Ｎ，ＯおよびＳの
合計量、Ｐ含有量を満たす本発明の第１の態様のＦｅ−
Ｃｒ合金は、耐食性において優れるので、建築物外装
材、車両用外装材などの用途に好ましく用いられる。

【００３４】（第２の態様）上記の第１の態様の成分に
加えて、脱酸材として添加されたＡｌ，ＳｉおよびＭｎ
の組成を加味したものである。すなわち上記成分の鋼塊
は過剰に投与したＡｌ，Ｓｉ，Ｍｎの量がそれぞれ以下
のとおりであっても十分本発明の目的を果たす。 Ａｌ：１．０重量％以下。好ましくは、０．５重量％以
下。 Ｓｉ：１．０重量％以下。好ましくは、０．８重量％以
下。 Ｍｎ：１．０重量％以下。好ましくは、０．７重量％以
下。

【００３５】上記範囲をこえてのＡｌ，Ｓｉ，Ｍｎの含
有は脱酸効果が飽和するので好ましくない。以上を満た
す、本発明の第２の態様のＦｅ−Ｃｒ合金は、耐食性に
おいて優れるので、第１の態様と同様の用途に好ましく
用いられる。

【００３６】（第３の態様）第１あるいは第２の態様の
条件に加えて、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｗおよび
Ｂから選択される一種以上を下記式（１）、好ましくは
下記式（１ａ）を満たす量含有する。 ０．０１重量％≦Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｚｒ＋Ｖ＋Ｔａ＋Ｗ＋２０Ｂ≦１．０重量％ ………（１） ０．０３重量％≦Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｚｒ＋Ｖ＋Ｔａ＋Ｗ＋２０Ｂ≦０．５重量％ ………（１ａ）

【００３７】これらの元素は添加されなくても耐食性に
優れた合金が得られるが、上記範囲を満たすことによ
り、いっそう耐粒界腐食性に優れた合金が得られると同
時に溶接部の耐食性が向上する。しかし、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。各元素の含有量は同様の理
由で以下の範囲であることが好ましい。 Ｔｉ：０．０１〜０．５重量％ Ｎｂ：０．０１〜０．５重量％ Ｚｒ：０．０１〜０．５重量％ Ｖ ：０．０１〜０．５重量％ Ｔａ：０．０１〜０．５重量％ Ｗ ：０．０１〜０．５重量％ Ｂ ：０．０００３〜０．０１重量％

【００３８】以上を満たす、本発明の第３の態様のＦｅ
−Ｃｒ合金は、耐食性において優れるので、第１の態様
と同様の用途に好ましく用いられるのみならず、溶接部
の耐食性が優れているので特に溶接施工の行なわれる部
材として有利である。

【００３９】（第４の態様）第１あるいは第２の態様の
条件に加えて、Ｍｏ：０．０５〜２０重量％、好ましく
は０．１〜６．０重量％含有する。Ｍｏは添加されなく
ても耐食性に優れた合金が得られるが、上記範囲を満た
すことにより、さらに耐孔食性および耐候性が改善され
た合金が得られる。２０重量％をこえての過剰の配合は
素材が硬質化すると同時に母材の靱性が低下するので好
ましくない。以上を満たす、本発明の第４の態様のＦｅ
−Ｃｒ合金は、耐食性において優れるので、第１の態様
と同様の用途に好ましく用いられる。また、耐孔食性に
優れるので温水器管体などに好ましく用いられる。

【００４０】（第５の態様）特に溶接部耐食性に優れた
第３の態様の条件に、特に耐孔食性に優れた第４の態様
の条件を加味したものである。すなわち、第１あるいは
第２の態様の条件に加えて、Ｍｏ：０．０５〜２０重量
％、好ましくは０．１〜６．０重量％含有すると同時
に、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ，Ｔａ，ＷおよびＢから選択
される一種以上を下記式（１）、好ましくは下記式（１
ａ）を満たす量含有する。 ０．０１重量％≦Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｚｒ＋Ｖ＋Ｔａ＋Ｗ＋２０Ｂ≦１．０重量％ ………（１） ０．０３重量％≦Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｚｒ＋Ｖ＋Ｔａ＋Ｗ＋２０Ｂ≦０．５重量％ ………（１ａ）

【００４１】Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ，Ｔａ，ＷおよびＢ
の各個別元素の好ましい範囲は、第３の態様にて示した
とおりであるので省略する。また成分範囲の限定理由も
第３および第４の態様にて示したとおりであるので省略
する。以上を満たす、本発明の第５の態様のＦｅ−Ｃｒ
合金は、耐食性において優れるので、第１の態様と同様
の用途、あるいは溶接施工が必要な部材として好ましく
用いられる。

【００４２】（第６の態様）第１、第２、第３、第４あ
るいは第５の態様に加えてＮｉ，ＣｏおよびＣｕから選
択される一種以上を下記式（２）、好ましくは下記式
（２ａ）を満たす量含有する。 ０．０１重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦６重量％ ………（２） ０．０５重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦５重量％ ………（２ａ）

【００４３】これらの元素は添加されなくても耐食性に
優れた合金が得られるが、これらの元素の一種以上を特
定量添加することにより、さらに耐酸性および耐候性が
改善された合金が得られる。Ｎｉ，ＣｏおよびＣｕの配
合量が上記範囲より少ないと耐酸性に劣り、多いと合金
の製造性が劣る。また、Ｎｉ，ＣｏおよびＣｕ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％

【００４４】以上を満たす、本発明の第６の態様のＦｅ
−Ｃｒ合金は、耐食性において優れるので、第１の態様
と同様の用途に好ましく用いられるのみならず、耐酸性
において優れるので化学プラント用材料として好ましく
用いられる。

【００４５】（第７の態様）第１、第３、第４あるいは
第５の態様に加えて、Ａｌ，ＳｉおよびＭｎから選択さ
れる一種以上を下記式（３）、好ましくは下記式（３
ａ）を満たす量含有する。 １．０重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦５０重量％ ………（３） ３．０重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦２０重量％ ………（３ａ）

【００４６】第７の態様は、特に耐酸化性の改善を目的
としてＡｌ，Ｓｉ，Ｍｎを積極的に添加するものである
ので、第２の態様とは本質的にその目的が異なる。これ
らの元素は添加されなくても耐食性に優れた合金が得ら
れるが、これらの元素の一種以上を特定量添加すること
により、さらに耐酸化性が改善された合金が得られる。
５０重量％をこえての過剰の含有は合金中に酸化物系介
在物を散在させることになり、製造性、加工性が低下
し、合金を製造することが困難になるので避けるべきで
ある。各個別の元素の好ましい含有量とその理由を下記
する。 Ａｌ：０．１〜１０．０重量％ ０．１重量％未満では効果があるが、顕著ではない。１
０．０重量％をこえると製造性の低下が目立つようにな
る。 Ｓｉ：０．１〜１０．０重量％ ０．１重量％未満では効果があるが、顕著ではない。１
０．０重量％をこえると製造性の低下が目立つようにな
る。 Ｍｎ：０．１〜２０．０重量％ ０．１重量％未満では効果があるが、顕著ではない。２
０．０重量％をこえると製造性の低下が目立つようにな
る。以上を満たす、本発明の第７の態様のＦｅ−Ｃｒ合
金は、耐食性において優れるので、第１の態様と同様の
用途に好ましく用いられるのみならず、高温での耐酸化
性に優れるので自動車の排ガス用材料などに有利であ
る。

【００４７】（第８の態様）特に耐酸性に優れた第６の
態様の条件に、特に耐酸化性に優れた第７の態様の条件
を加味したものである。すなわち、第１、第３、第４あ
るいは第５の態様に加えて、Ｎｉ，ＣｏおよびＣｕから
選択される一種以上を下記式（２）、好ましくは下記式
（２ａ）を満たす量含有すると共に、Ａｌ，Ｓｉおよび
Ｍｎから選択される一種以上を下記式（３）、好ましく
は下記式（３ａ）を満たす量含有する。 ０．０１重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦６重量％ ………（２） ０．０５重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦５重量％ ………（２ａ） １．０重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦５０重量％ ………（３） ３．０重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦２０重量％ ………（３ａ）

【００４８】各個別元素の好ましい範囲、および成分範
囲の限定理由は、第６および第７の態様にて示したとお
りであるので省略する。

【００４９】第１〜第８の態様にて示した本発明の合金
は、電解法などによる高純度原料を所定量用い、高真空
下で溶解、鋳造することで得られる。この際、脱酸材と
してＡｌ，ＳｉおよびＭｎを使用しても構わない。溶製
後は通常の製造工程すなわち溶製−熱延−焼鈍−酸洗−
冷延−焼鈍−（酸洗）−（調質圧延）にて製造できる。

【００５０】また、本発明の合金は、上述した成分以外
はＦｅであることが好ましい。ただし、Ｃａ，Ｍｇ，Ｒ
ＥＭ（希土類元素），Ｐｂ，Ｂｉ，ＳｅおよびＴｅなど
の元素のうち、一種以上が合計量１％未満含有しても十
分にその効果は得られる。

【００５１】さらに、本発明合金は使用される状態が熱
延焼鈍板であろうと、冷延焼鈍板であろうと十分にその
効果は得られると同時に、最終表面仕上げが２Ｄ，２
Ｂ，ＢＡ，ＨＬおよび研磨仕上げのいずれでも十分にそ
の効果は得られる。

【００５２】

【実施例】以下、実施例を以て本発明を具体的に説明す
る。 （実施例）表１に示す化学組成の各種Ｆｅ−Ｃｒ合金の
３０ｋｇ小型鋼塊を超高真空５０ｋｇ高周波炉にて溶製
した。溶製においては、Ｓ，Ｃ，Ｎ，Ｏの合計量を１０
０ｐｐｍ以下に抑えるため常温での最高到達真空度が１
０^-7ｔｏｒｒをこえる超高真空炉を用い、原料について
も高純度の原料を用いた。また坩堝からの不純物元素混
入を極力抑える目的からあらかじめ坩堝を超高純度鉄で
数チャージ溶解洗浄した後、強攪拌を利用して溶解し
た。

【００５３】各鋼塊は表面１ｃｍを切断除去後、１１０
０〜１２５０℃の温度範囲で選択された最適温度で１時
間均熱後４ｍｍの熱延板とし、再結晶を目的とした焼鈍
を施した。その後表面の浸炭窒化層を切削除去した後、
冷間圧延および再結晶焼鈍を１回または２回くりかえ
し、最終的に０．７ｍｍの冷延焼鈍板として試験に供し
た。また必要に応じて試験に供する前に表面層を研磨除
去した。以上の方法で調整した試験片を下記記載の方法
で各種耐食性試験を行った。

【００５４】（耐候性試験）臨海工業地帯での大気暴露
試験を１年間行った後、 （１）試験片の外観を観察し、その発銹程度を下記の５
段階に分類して評価した。 １：発銹なし ２：ごく軽度のしみ状腐食 ３：軽度のしみ状腐食 ４：しみ状腐食とともに点状赤錆発生 ５：赤錆化の傾向大

【００５５】（２）光沢保持率をスガ試験機製の光沢計
（ＨＧ−２４６）を用いて測定し、大気暴露前後の光沢
の比を光沢保持率として求めた。 光沢保持率（％）＝｛Ｇｓ（２０）（暴露後）／Ｇｓ
（２０）（暴露前）｝×１００

【００５６】（耐粒界腐食試験）ＪＩＳ Ｇ ０５７５
で規定されたステンレス鋼の硫酸・硫酸銅試験により行
ない、割れの有無によって耐粒界腐食性を評価した。

【００５７】（耐孔食性試験）ＪＩＳ Ｇ ０５７７に
準拠した孔食電位の測定を行なった。孔食電位は電流密
度１０μＡ／ｃｍ² に達した電位で表した。

【００５８】（耐酸性試験）沸騰０．５％ＨＣｌ水溶液
中に試験片を１８時間浸漬後、腐食減量を測定し、耐酸
性の評価を下記の４段階で評価した。 ◎：腐食度 ０．１ｇ／ｍ² ・ｈｒ未満 ○：腐食度 ０．１〜１ｇ／ｍ² ・ｈｒ △：腐食度 １〜３ｇ／ｍ² ・ｈｒ ×：腐食度 ３ｇ／ｍ² ・ｈｒ以上

【００５９】（耐酸化性試験）大気中で１０７５℃で３
０分加熱、１２分冷却というサイクルを１サイクルとす
る繰り返し酸化試験を行い、２５サイクル毎に重量変化
を測定、異常酸化をおこすまでのサイクル数（酸化増量
が５．０ｍｇ／ｍ² をこえたときのサイクル数）を測定
した。

【００６０】

【表１】

【００６１】

【表２】

【００６２】

【表３】

【００６３】

【表４】

【００６４】

【表５】

【００６５】

【表６】

【００６６】

【表７】

【００６７】

【表８】

【００６８】以下、実験結果について述べる。 （実施例１）表２、表３および表４にそれぞれＦｅ−２
０％Ｃｒ合金，Ｆｅ−１１％Ｃｒ合金，Ｆｅ−４０％Ｃ
ｒ合金の耐候性試験結果を示す。

【００６９】

【００７０】

【００７１】

【００７２】表２、表３、表４から本発明合金が著しく
耐候性に優れることが明らかである。Ｃ，Ｎ，Ｏおよび
Ｓの合計量が１００ｐｐｍをこえて多いもの、Ｐが本発
明範囲から外れているものは優れた耐候性を示さない。

【００７３】また、表５にＦｅ−（４〜２０）％Ｃｒ−
０．１％Ｐ合金の耐候性試験結果を示す。

【００７４】

【００７５】Ｃｒ含有量が５重量％以上である本発明合
金は優れた耐候性を示す。Ｃｒ含有量が４．８重量％で
ある比較合金６は赤錆化が大であり、光沢保持率に著し
くおとり優れた耐候性を示すとは言えない。

【００７６】（実施例２）表６にＦｅ−２０％Ｃｒ−
０．０２％Ｐ合金について行なわれた耐候性試験結果を
示す。

【００７７】

【表９】

【００７８】例え、脱酸材等に用いたＡｌ，Ｓｉ，Ｍｎ
が混入しても、その含有量が各々１．０％以下であれば
Ｃｒ含有量、Ｃ，Ｎ，ＯおよびＳの合計量、Ｐ含有量の
条件と結合して十分な耐候性が得られることが明らかで
ある。

【００７９】（実施例３）表７にＦｅ−１１％Ｃｒ−
０．１％Ｐ合金（Ｃ＋Ｎ＋Ｏ＋Ｓ≦１００ｐｐｍ）につ
いて行われた、耐候性試験および耐粒界腐食試験の結果
を示す。

【００８０】

【００８１】β＝Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｚｒ＋Ｖ＋Ｔａ＋Ｗ＋２
０Ｂの価が０．０１重量％以上であれば、Ｃｒ含有量、
Ｃ，Ｎ，ＯおよびＳの合計量、Ｐ含有量の条件と結合し
て、耐候性のみならず、耐粒界腐食性にも優れることが
明らかである。

【００８２】（実施例４）表８に、Ｆｅ−２０％Ｃｒ−
（０．０１〜０．４）％Ｐ−（０．００１〜６）％Ｍｏ
合金の耐候性試験および耐孔食性試験の結果を示す。

【００８３】

【表１０】

【００８４】Ｃｒ含有量、Ｃ，Ｎ，ＯおよびＳの合計
量、Ｐ含有量の条件に加えてＭｏ含有量が０．０５重量
％以上である本発明鋼は耐孔食性に優れることが明らか
である。Ｃ，Ｎ，ＯおよびＳの合計量が１００ｐｐｍを
こえて多い比較合金７は耐候性のみならず、耐孔食性に
ついても劣っている。

【００８５】（実施例５）表９に、発明合金２６および
発明合金２７の耐候性試験、耐粒界腐食試験および耐孔
食試験の結果を示す。

【００８６】

【００８７】Ｃｒ含有量、Ｃ，Ｎ，ＯおよびＳの合計
量、Ｐ含有量の条件に加えて、Ｍｏ含有量、Ｔｉ＋Ｎｂ
＋Ｚｒ＋Ｖ＋Ｔａ＋Ｗ＋２０Ｂの範囲を満足する本発明
合金は耐候性に加えて耐粒界腐食性および耐孔食性につ
いて優れている。

【００８８】（実施例６）表１０にＦｅ−２０％Ｃｒ−
０．０２％Ｐ合金（Ｃ＋Ｎ＋Ｏ＋Ｓ＜１００ｐｐｍ）の
耐候性試験および耐酸性試験の結果を示す。

【００８９】

【００９０】表１０の結果からＮｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ値が
０．０１重量％をこえると耐酸性が向上することが明ら
かである。

【００９１】（実施例７）表１１にＦｅ−２０％Ｃｒ−
０．０１５％Ｐ合金（Ｃ＋Ｎ＋Ｏ＋Ｓ＜１００ｐｐｍ）
に関する耐候性試験および耐酸化性試験の結果を示す。

【００９２】

【００９３】表１１の結果より３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ値
が１．０重量％をこえると、耐酸化性が向上することが
明らかである。

【００９４】（実施例８）表１２にＦｅ−２０％Ｃｒ−
０．０２Ｐ合金（Ｃ＋Ｎ＋Ｏ＋Ｓ＜１００ｐｐｍ）に関
する耐候性試験および耐酸化性試験の結果を示す。

【００９５】

【００９６】表１２の結果から、本発明態様８の範囲で
は、耐酸化性および耐酸性に優れることが明らかであ
る。

【００９７】

【発明の効果】本発明のＦｅ−Ｃｒ合金は、耐食性に優
れるのでＦｅ−Ｃｒ合金全般の用途において好ましく用
いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】耐候性とＣ，Ｎ，ＯおよびＳの合計量との関係
を示す図。

【図２】耐候性とＰ含有量との関係を示す図。

【図３】耐孔食性とＣ，Ｎ，ＯおよびＳの合計量との関
係を示す図。

【図４】耐孔食性とＭｏ含有量との関係を示す図。

【図５】耐酸性とＮｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ値との関係を示す
図。

【図６】耐酸化性と３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ価との関係を
示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平4−136778 (32)優先日 平４(1992)５月28日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 冨 樫 房 夫 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 加 藤 康 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 大和田 哲 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 昭60−13060（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−61220（ＪＰ，Ａ) 日本学術新興会製鋼第19委員会編「鉄 鋼と合金元素（下）」（昭41−３−25) 誠文堂新光社 Ｐ．49−53 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 C22C 27/06 C22C 30/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｃｒ含有量が５〜６０重量％、Ｃ，Ｎ，Ｏ
   およびＳの合計量が１００ｐｐｍ以下、Ｐ含有量が０．
   ０１〜１．０重量％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耐食性に優れたＦｅ−Ｃ
   ｒ合金。
2. 【請求項２】さらにＡｌ：１．０重量％以下、Ｓｉ：
   １．０重量％以下、Ｍｎ：１．０重量％以下を含有する
   請求項１に記載の耐食性に優れたＦｅ−Ｃｒ合金。
3. 【請求項３】さらにＴｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｗま
   たはＢから選択される一種以上を下記式（１）を満たす
   量含有する請求項１または２に記載の耐食性に優れたＦ
   ｅ−Ｃｒ合金。 ０．０１重量％≦Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｚｒ＋Ｖ＋Ｔａ＋Ｗ＋２０Ｂ≦１．０重量％ ………（１）
4. 【請求項４】Ｍｏ：０．０５〜２０重量％を含有する請
   求項１または２に記載の耐食性に優れたＦｅ−Ｃｒ合
   金。
5. 【請求項５】Ｍｏ：０．０５〜２０重量％に加えてＴ
   ｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ，Ｔａ，ＷおよびＢから選択される
   一種以上を下記式（１）を満たす量含有する請求項１ま
   たは２に記載の耐食性に優れたＦｅ−Ｃｒ合金。 ０．０１重量％≦Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｚｒ＋Ｖ＋Ｔａ＋Ｗ＋２０Ｂ≦１．０重量％ ………（１）
6. 【請求項６】Ｎｉ，ＣｏおよびＣｕから選択される一種
   以上を下記式（２）を満たす量含有する、請求項１、
   ２、３、４または５に記載の耐食性に優れたＦｅ−Ｃｒ
   合金。 ０．０１重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦６重量％ ………（２）
7. 【請求項７】Ａｌ，ＳｉおよびＭｎから選択される一種
   以上を下記式（３）を満たす量含有する、請求項１、
   ３、４または５に記載の耐食性に優れたＦｅ−Ｃｒ合
   金。 １．０重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦５０重量％ ………（３）
8. 【請求項８】Ｎｉ，ＣｏおよびＣｕから選択される一種
   以上を下記式（２）を満たす量含有し、Ａｌ，Ｓｉおよ
   びＭｎから選択される一種以上を下記式（３）を満たす
   量含有する、請求項１、３、４または５に記載の耐食性
   に優れたＦｅ−Ｃｒ合金。 ０．０１重量％≦Ｎｉ＋Ｃｏ＋２Ｃｕ≦６重量％ ………（２） １．０重量％≦３Ａｌ＋２Ｓｉ＋Ｍｎ≦５０重量％ ………（３）