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JPH0380867B2 - - Google Patents
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JPH0380867B2 - - Google Patents

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JPH0380867B2
JPH0380867B2 JP10736287A JP10736287A JPH0380867B2 JP H0380867 B2 JPH0380867 B2 JP H0380867B2 JP 10736287 A JP10736287 A JP 10736287A JP 10736287 A JP10736287 A JP 10736287A JP H0380867 B2 JPH0380867 B2 JP H0380867B2
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JP
Japan
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corrosion resistance
less
weight
corrosion
steel
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Application number
JP10736287A
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English (en)
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JPS63274744A (ja
Inventor
Yoshinori Nakayama
Kikuo Takizawa
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to CA000559581A priority patent/CA1300406C/en
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  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
<産業上の利用分野> この発明は、Ni−Cr系SUS304ステンレス鋼を
ベースとしてその耐食性と被削性を改善し、特に
食品用機器の材料として好ましく利用することが
できるNi−Cr系ステンレス鋼に関するものであ
る。 <従来の技術> JISに定められたSUS304の化学成分は表1の
とおりである。
【表】 SUS304は耐食性材料として広く用いられてい
るが、被削加工性が非常に悪い。快削性が要求さ
れる場合には、従来、耐食性を大幅に犠牲にして
意図的に硫化物系介在物(MnS)を生成させる
方法が一般的に採られている。しかし、耐食性を
特に重視して、強腐食環境(例えば、塩化物環境
や酸性飲料環境等)にも対応させるようするに
は、さらにMnSの主成分である鋼中のS及びMn
の組成比Mn/S比を低下させ、MnS中の固溶Cr
量を多くすることが有効とされている(「鉄と
鋼」、70(1984)、p.741)。 <発明が解決しようとする問題点> 上記したMnSの生成およびMn/S比の低下を
バランスよく調整することによつて耐食性を損わ
ず被削性を改善することはある程度可能である
が、未だ充分満足できるものではなかつた。 そこてこの発明は、SUS304をベースとして、
耐食性と被削性の両方がさらに優れたNi−Cr系
ステンレス鋼を提供することを目的としてなされ
たものである。 <問題点を解決するための手段および作用> この発明による耐食性および被削性を改善した
Ni−Cr系ステレス鋼は、SUS304ステンレス鋼を
基本成分としてこれを一部変更した次のような化
学組成を有するものである:C0.08重量%以下、
Si1.0重量%以下、Mn0.7重量%以下、P0.04重量
%以下、S0.005重量%以下、Ni8.0〜12.0重量%、
Cr17.0〜20.0重量%、Mo0.40〜0.80重量%、
Cu0.3重量%以下、Bi0.03〜0.1重量%、Sn0.03〜
0.2重量%、および残部がFe。 Biは被削性を改善する元素であつて、0.03重量
%以下では被削性改善効果が少なく、一方0.1重
量%以下では鍛造性を害し、さらには孔食を発生
し易くなり耐食性に悪影響を及ぼす。そのためこ
の発明においては0.03〜0.1重量%の範囲でBiを
使用する。 Snは被削性を改善するだけでなく、耐全面腐
食性、耐隙間腐食性を改善する。特にSnとBiと
を複合して添加したこの発明のステンレス鋼は、
Biのみの添加と比べて耐全面腐食性、耐孔食性、
耐隙間腐食性を改善できる。また、希硫酸水溶液
中では、Snが鋼表面に析出して水素過電圧を大
きくし、耐硫酸性(この場合、耐全面腐食性)を
改善する。上述したようなSn添加による耐食性
改善効果は、0.03重量%以下では効果が少なく、
一方0.2重量%以上添加した場合には鍛造割れを
生じ加工材としての利用は不可能となる。 またMoおよびCuは耐食性全般において改善効
果があるが、Cuが多すぎると耐有機酸腐食性を
低下させることがある。しかし、この発明のよう
にCuを0.3重量%以下に抑えることで耐有機酸腐
食性を高めることができる。またMoは0.40重量
%以下では耐食性に無効となる場合があり、また
0.80重量%以下では耐食性改善への効果が添加量
の割には少なくなり、さらにコスト高となるた
め、この発明における0.40〜0.80重量%が最適で
ある。 SおよびMnについては、前述したようにこれ
らの量を低減すると耐食性が改善されるが、反面
において被削加工性を低下させる。この発明にお
いてはSを0.005重量%以下、Mnを0.7重量%以
下として耐食性を改善する一方、被削性の低下は
BiとSnとを複合添加することによつて補うこと
ができる。 Niはオーステナイト(γ)系ステンレス鋼の
基本元素で、γ相を安定にする。強度面では靭性
の改善に寄与する。低Niではγ相が不安定とな
り加工によりマルテンサイトを誘発し、硬化して
靭性を低下させる。NiはFe、Crに比較して電気
化学的に貴であるため、活性態域での腐食を抑制
する。また、中性塩化物溶液や非酸化性酸による
腐食に対して、顕著な抵抗性を与え、かつ不働態
を強化する。この発明では、フエライト生成元素
であるSnを添加しているため、SUS304規格より
もNiを多くしてγ相を安定にしている。 Crはステンレス鋼の基本成分で、酸化性環境
下においてステンレス鋼の不働態化に寄与する。
すなわち、ステンレス鋼の耐食性はこの不働態皮
膜によつて維持されるものであり、Crはステン
レス鋼にとつて必須の元素である。 Cの値に関しては、JISにも規定されているよ
うに、材料の金属組織的安定性、機械的性質、耐
食性、製造コスト等の面から重要な意味がある。
すなわち、Cは強力なオーステナイト生成元素で
あり、侵入型に固溶して強度を増大させるために
固溶限範囲内で多く添加する必要がある。しか
し、C量を過度に多くすると熱処理、溶接等の熱
的影響を受けた場合、Cr23C6、Cr7C3、NbC、
TiC等の炭化物を形成し、耐食性の低下につなが
る。特にCr炭化物が形成されるとマトリツクス
中のCr量を低減させ、耐食性を極端に低下させ
ることから、ある一定量以下に抑える必要があ
る。さらに、最も多く生産されているSUS304に
合わせてC量を決めた方が安価に製造できる点も
考慮して、C量は0.08重量%以下とする。 Siの値も、製造性、機械的性質、製造コスト等
の面で重要な意味がある。Si添加により引張強
さ、弾性限が増大し、また耐食性に関しても
SiO2皮膜を形成し、耐食性が向上する。一方、
Siは強力なフエライト生成元素であり、オーステ
ナイトを不安定にさせる。圧延工程においてもSi
が多いと割れを生じる等の問題がでてくる。こう
したことを考慮すると、Si量はJISで規定されて
いる1.0重量%以下に抑えることが種々の材料特
性、製造コストの両面から最良となる。 Pは有害な作用の多い元素である。Pが増加す
ると孔食感受性が増大し、さらにオーステナイト
の結晶粒界に偏折して粒界腐食の原因となる。ま
た応力腐食割れ性を害することから極力少ない方
が良い。しかし、製鋼過程において極低P化する
ことは技術的にも難しい問題であり、コストも非
常に高くつく。こうした点を考慮すると、P量は
JISで規定されている0.04重量%以下とするのが
性能、コスト両面から最良となる。 <実施例> 表2に示した化学組成をもつこの発明の実施例
の試料2(Bi、Sn複合添加鋼種)および比較用の
試料1(Biのみ添加鋼種)を調製した。
【表】 (1) 耐全面腐食性の改善 第1図は試料1、2の希塩酸(0.8%塩酸、
沸騰)中での腐食速度を示す。Bi、Sn複合添
加鋼種の腐食速度はBiのみ添加鋼種のそれの
1/3以下であり、耐食性が向上している。 第2図は、試料1、2の希硫酸(5%硫酸、
沸騰)中及び〔乳酸+食塩〕溶液(5%乳酸+
1%食塩、沸騰)中での腐食速度を示す。どち
らの溶液中においても、Bi、Sn複合添加鋼種
の腐食速度はBiのみ添加鋼種の場合よりも小
さく、耐食性が向上している。 (2) Fe、Cr溶出量からの評価 第3図は、試料1、2を〔乳酸+食塩〕溶液
(10%乳酸+0.3%食塩)中に浸漬させ、40℃で
55日間放置した後でFe、Cr溶出量を測定した
結果を示す。Fe溶出量において、試料1は
150ppm以上の溶出量であるが、Bi、Sn複合添
加鋼種は試料1の1/10以下の溶出量である。ま
たCr溶出量においても、試料2は試料1の1/1
0程度となつている。このように、Bi、Sn複合
添加鋼種は、Fe、Cr溶出量から評価して、耐
食性が著しく向上している。 (3) 耐孔食性の改善 第4図は、試料1、2の食塩溶液(3%食
塩、30℃)中における孔食発生電位(V′c100)
を測定した結果である。一般にこの値の高い方
が、孔食を発生しにくいことを意味する。Bi、
Sn複合添加鋼種のV′c100はBiのみ添加鋼種の
V′c100より平均値で50mVも貴であり、Bi、
Sn複合添加が耐孔食性を向上させることがわ
かる。 (4) 耐隙間腐食性の改善 第5図は、試料1、2の食塩溶液(3%食
塩、30℃)中における再不働態化電位(ER
を測定した結果である。一般にこの値は高い方
が隙間腐食が停止し易いことを示す。第5図に
よれば、Bi、Sn複合添加鋼種のERはBiのみ添
加鋼種のそれよりも高く、Bi、Sn複合添加が
耐隙間腐食性を改善させることがわかる。 (5) 被削性の改善 第6図は、試料1、2に対して高速度鋼
(SKH−51(φ4))によりドリル穴あけ加工をし
た場合の工具寿命を示している。Bi、Sn複合
添加鋼種に対する工具寿命は、Biのみ添加鋼
種に対するそれより大きく、快削性元素Bi、
Snを複合添加加すると、Bi単独添加の場合よ
り被削性を改善することがわかる。 <発明の効果> 以上の説明からわかるようにこの発明のステン
レス鋼は、SUS304ステンレス鋼の耐食性と被削
性の両方を大幅に改善でき、耐食性を重視する食
品用機器の材料といて特に好ましく使用できるも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、希塩酸中における試料1、2と腐食
速度との関係図である。第2図は、希硫酸、〔乳
酸+食塩〕の各溶液中における試料1、2と腐食
速度との関係図である。第3図は、〔乳酸+食塩〕
溶液中における試料1、2とFe、Cr溶出量との
関係図である。第4図は、食塩溶液中における試
料1、2と孔食発生電位(V′c100)との関係図
である。第5図は、食塩溶液中における試料1、
2と再不働態化電位(ER)との関係図である。
第6図は、試料1、2に対して高速度鋼によりド
リル穴あけをした場合の試料1、2と工具寿命と
の関係図である。
【特許請求の範囲】
1 液体又は気体の圧縮機に用いられるベーンに
おいて、その組成が重量%でC0.7〜3.0%、Si0.1
〜1.5%、Cr2.5〜7.0%、Wと2Moを合計で10.0〜
20.0%、V0.5〜6.0%、Co10.0%以下、残部Feお
よび不可避的不純物よりなる焼結体で、該焼結体
中に最大径が100μ以下の空孔が面積%で1〜10
%有し、基地部硬さがHv800〜1000であり、該基
地中に平均粒径5μ以下のM6CとMC型結晶構造で
示される炭化物が容積%で9〜15%均一に分散し
ていることを特徴とする耐摩耗性、摺動性に優れ
たベーン。 2 液体又は気体の圧縮機に用いられるベーンに
おいて、その組成が重量%でC0.7〜3.0%、Si0.1
〜1.5%、Cr2.5〜7.0%、Wと2Moを合計で10.0〜
20.0%、V0.5〜6.0%、Co10.0%以下、Mn0.3〜
2.0%、S0.2〜0.7%、残部Feおよび不可避的不純
物よりなる焼結体で、該基地中に最大径が100μ
以下の空孔が面積%で1〜10%有し、基地部硬さ
がHv800〜1000であり、該基地中に平均粒径5μ以
下のM6CとMC型結晶構造で示される炭化物が容
積%で9〜15%均一に分散し、更に該基地中に硫
化物系介在物が面積%で0.5〜3.0%均一に分散し
ていることを特徴とする耐摩耗性と摺動性に優れ
たベーン。
JP62107362A 1987-04-30 1987-04-30 耐食性および被削性を改善したNi−Cr系ステンレス鋼 Granted JPS63274744A (ja)

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