(57)【要約】【課題】二相系ステンレス鋼製製造物において、溶接時の加熱を活用して溶体化を可能とし、溶接部の耐食性の低下を防ぎ、かつ低コストで容易に製造できるようにした二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法及び熱処理装置を提供する。【解決手段】二相系ステンレス鋼から形成される防食対象構造物６を加熱することにより、溶接処理するステップと、前記溶接処理するステップの直後に、防食対象構造物６の表面の一部を形成する溶体化熱処理対象部分７を溶体化熱処理するステップと、を備えることとした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二相系ステンレス鋼から形成される防食対象構造物を加熱することにより、溶接処理するステップと、
前記溶接処理するステップの直後に、前記防食対象構造物の表面の一部を形成する溶体化熱処理対象部分を溶体化熱処理するステップと、を備えたことを特徴とする二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法。
【請求項２】
前記溶体化熱処理するステップは、前記防食対象構造物のうちの前記溶体化熱処理対象部分を加熱した直後に、冷却する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法。
【請求項３】
前記溶接処理するステップと前記溶体化熱処理するステップとは、溶接処理機構と溶体化熱処理機構とを前記防食対象構造物の表面に対して略平行移動させることにより行うことを特徴とする請求項１〜２に記載の二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法。
【請求項４】
前記溶接処理するステップと前記溶体化熱処理するステップとは、前記防食対象物を溶接処理機構と溶体化熱処理機構とに対して略平行移動させることにより行うことを特徴とする請求項１〜２に記載の二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法。
【請求項５】
前記溶接処理ステップの前に溶体化熱処理機構を用いて前記防食対象構造物を予熱するステップをさらに備え、前記溶接処理するステップと前記溶体化熱処理するステップで、溶接処理機構を前記防食対象構造物に対して略垂直に移動させることにより溶接処理を行うことを特徴とする請求項１〜２に記載の二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法。
【請求項６】
前記溶体化熱処理するステップにおいて、前記溶体化熱処理対象部分が誘導加熱により溶体化熱処理されることを特徴とする請求項１〜５の二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法。
【請求項７】
前記溶体化熱処理するステップは、前記溶接処理するステップの後、前記溶体化熱処理対象部分の温度が１０００℃以下になる所定時間経過後に行われることを特徴とする請求項１〜６の二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法。
【請求項８】
前記溶体化熱処理するステップは、前記溶体化熱処理対象部分を１０００℃〜１１５０℃の範囲内で加熱する加熱工程を含むことを特徴とする請求項１〜７の二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法。
【請求項９】
前記溶体化熱処理するステップにおいて、前記冷却する工程は、前記加熱する工程の直後から前記溶体化熱処理対象部分の温度が７００℃になるまでの時間が８０秒未満になるように、行われることを特徴とする請求項２〜８の二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法。
【請求項１０】
二相系ステンレス鋼から形成される防食対象構造物を加熱することにより溶接する溶接装置と、
前記溶接装置と所定距離をあけて並設され、前記溶接装置により形成された防食対象構造物のうちの溶体化熱処理対象部分を溶体化熱処理する溶体化装置と、
前記溶体化装置と所定間隔をあけて並設され、前記溶体化熱処理対象部分に隣接する部分を冷却する冷却装置と、を備え、
前記溶接装置と前記溶体化装置と前記冷却装置とは、前記防食対象構造物に対して移動可能かつ処理可能に構成されていることを特徴とする二相系ステンレス鋼製構造物の熱処理装置。
【請求項１１】
前記溶接装置が円筒形状を有し、
前記溶体化装置が中空を有して前記溶接装置の外周に周設され、
前記冷却装置が中空を有して前記溶体化装置の外周に周設され、
前記溶接装置は、前記溶体化装置及び前記冷却装置に対して移動可能、かつ前記防食対象構造物の表面垂直方向に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１０の鋼製構造物の熱処理装置。
【請求項１２】
前記溶体化装置は高周波誘導加熱装置をさらに備え、誘導加熱により前記溶体化熱処理対象部分を加熱することを特徴とする請求項１０又は１１の二相ステンレス鋼構造物の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法及び熱処理装置に関し、特に、二相系ステンレス鋼製構造物を製造するときに利用される二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法及び熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二相系ステンレス鋼から形成される構造物が知られている。このような構造物は、例えば、海水ポンプ、海水配管、鋳造バルブ、ケーシング等に利用されている。ここで、溶接等を行った際の熱による影響によって二相系ステンレス鋼製構造物の溶接部近傍の耐食性が低下することが知られている。その溶接部の耐食性を改善する方法として、その溶接部を含んだ構造物を溶体化熱処理することにより、耐食性を改善することが試みられている（たとえば、特許文献１、２及び３参照）。
【０００３】
構造物のサイズが大きい場合、構造物の全体に対して均一で経時的にも同一な熱を付与することは困難である。また、処理炉の大きさによりそのサイズが制限されたり、熱変形が製品の寸法に影響したりする。このため、構造物の全体に対して溶体化熱処理を行うことは困難である。これに対して、溶接部近傍に対して局部的に熱処理を行うことにより、耐食性を改善する方法が知られている（たとえば、特許文献４参照）。しかし、このような構造物の溶接部近傍に対して局部的な溶体化熱処理を行う場合、溶接後に別途溶体化熱処理が必要となるために、二相系ステンレス鋼製構造物を製造する工程数、製造時間、人件費等が増加し、製造コストが高くなるといった不都合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−２１２４８３号公報
【特許文献２】特開平６−２９９２３４号公報
【特許文献３】特開昭２０１２−１７２１５７号公報
【特許文献４】特開平５−９５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記事情に対して、本発明は、溶接部近傍の耐食性を改善しつつ、工程上の負担を要することなく、二相系ステンレス鋼構造物を低コストで製造できる二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法及び熱処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法は、二相系ステンレス鋼から形成される防食対象構造物を加熱し、溶接処理するステップと、前記溶接処理するステップの直後に、前記防食対象構造物の表面の一部を形成する溶体化熱処理対象部分を溶体化熱処理するステップと、を備えている。
【０００７】
本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法では、溶接処理の直後に溶体化熱処理を行うので、溶接の後に別途溶体化熱処理を行う必要がなくなり、溶接時の熱を利用して溶体化熱処理を行うことができる。したがって、二相系ステンレス鋼から形成された防食対象構造物のうちの溶体化熱処理対象部分の耐食性を母材部分と同程度まで改善するにあたり、製造工程上の負担が少なく、且つ人件費の増大を招かず、加えて製造時間も短縮される。
【０００８】
また、本発明はその一実施の形態において、前記溶体化熱処理するステップで、前記防食対象構造物のうちの前記溶体化熱処理対象部分を加熱した直後に、冷却することができる。
【０００９】
このような形態では、溶体化熱処理対象部分が加熱直後に急冷されるので、溶体化熱処理対象部分におけるフェライト（α）相とオーステナイト（γ）相の量比（α／γ量比）を適切な範囲に形成させるとともに、σ相等の析出が低減される。したがって、溶体化熱処理対象部分の耐食性をより改善することができる。
【００１０】
また、本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法では、前記溶接処理するステップと前記溶体化熱処理するステップとで、溶接処理機構と溶体化熱処理機構とを前記防食対象構造物の表面に対して略平行移動させて行ってもよい。
【００１１】
これにより、溶接処理と溶体化熱処理とを簡易な動作で容易に行えるので、溶接工程及び溶体化熱処理工程に要する時間がより短縮される。
【００１２】
また、本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法では、前記溶接処理するステップと前記溶体化熱処理するステップとでは、前記防食対象構造物を溶接処理機構と溶体化熱処理機構とに対して略平行移動させて行ってもよい。
【００１３】
これにより、熱処理装置のサイズが大きいときでも、前記防食対象構造物を移動させるだけで溶接処理と溶体化熱処理が行われる。したがって、熱処理装置のサイズが大きいときや前記防食対象構造物の製品サイズが小さいときに、容易に処理が行われる。
【００１４】
また、本発明は、別の形態で、前記溶接処理ステップの前に溶体化熱処理機構を用いて前記防食対象構造物を予熱するステップをさらに備え、前記溶接処理するステップと前記溶体化熱処理するステップで、溶接処理機構を前記防食対象構造物に対して略垂直に移動させることにより溶接処理を行うようにしている。
【００１５】
このような形態では、溶体化熱処理に用いる溶体化熱処理機構を溶接処理前の予熱手段として用いることができるので、二相系ステンレス鋼製構造物の製造時間がより短縮される。
【００１６】
また、本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法では、前記溶体化熱処理するステップにおいて、前記溶体化熱処理対象部分を誘導加熱により溶体化熱処理することが好適である。
【００１７】
これにより、前記熱処理対象部分が誘導加熱により加熱されるので、加熱時間と冷却時間を短縮することができ、且つ溶体化熱処理機構を防食対象構造物の形状に応じた形状とすることができる。したがって、板状、棒状、筒状、鋳物補修部等の様々な防食対象構造物に対応して溶体化熱処理を可能とするとともに、二相系ステンレス鋼製構造物の製造時間がさらに短縮される。
【００１８】
また、本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法では、前記溶体化熱処理するステップで、前記溶接処理するステップの後、前記溶体化熱処理対象部分の温度が１０００℃以下になる所定時間の経過後に行うことが好適である。
【００１９】
これにより、溶体化熱処理により溶体化熱処理対象部分のα／γ量比が溶体化熱処理により適切な範囲となるので、溶体化熱処理対象部分の耐食性がより改善される。
【００２０】
また、本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法にでは、前記溶体化処理するステップで、前記溶体化熱処理対象部分を１０００℃〜１１５０℃の範囲内で加熱することが好適である。
【００２１】
これにより、溶体化熱処理対象部分にσ相の析出をより確実に低減するとともに、窒化物や炭化物といった有害物質の析出が低減され、溶体化熱処理対象部分の耐食性がより確実に改善される。
【００２２】
また、本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法では、前記溶体化熱処理するステップで、前記冷却する工程は、前記加熱する工程の直後から前記溶体化熱処理対象部分の温度が７００℃になるまでの時間が８０秒未満になるように行うことが好適である。
【００２３】
これにより、溶体化熱処理部分におけるσ相等の析出物の析出がより低減されるので、溶体化熱処理対象部分の耐食性がさらに改善される。
【００２４】
さらに、本発明は、別の側面で、二相系ステンレス鋼製構造物の熱処理装置である。本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の熱処理装置は、二相系ステンレス鋼から形成される防食対象構造物を加熱することにより溶接する溶接装置と、前記溶接装置と所定距離をあけて並設され、前記溶接装置により形成された防食対象構造物のうちの溶体化熱処理対象部分を溶体化熱処理する溶体化装置と、前記溶体化装置と所定間隔をあけて並設され、前記溶体化熱処理対象部分を冷却する冷却装置と、を備え、前記溶接装置と前記溶体化装置と前記冷却装置とは、前記防食対象構造物に対して移動可能に構成されている。
【００２５】
本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の熱処理装置では、溶接処理の直後に溶体化熱処理を行うので、溶接の後に別途溶体化熱処理を行う必要がなくなり、溶接時の熱を利用して溶体化熱処理を行うことができる。したがって、二相系ステンレス鋼から形成された防食対象構造物のうちの溶体化熱処理対象部分の耐食性を母材部分と同程度まで改善するにあたり、製造工程上の負担が少なく、且つ人件費の増大を招かず、加えて製造時間も短縮される。さらに、溶体化熱処理対象部分が加熱直後に急冷されるので、溶体化熱処理対象部分におけるα／γ量比を適切な範囲に形成させるとともに、σ相等の析出が低減される。したがって、溶体化熱処理対象部分の耐食性をより改善することができる。
【００２６】
また、本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の熱処理装置は、その実施の形態で、前記溶接装置が円筒形状を有し、前記溶体化装置が中空を有して前記溶接装置の外周に周設され、前記冷却装置が中空を有して前記溶体化装置の外周に周設され、前記溶接装置が、前記溶体化装置及び前記冷却装置に対して移動可能、且つ前記防食対象構造物の表面垂直方向に移動可能に構成することができる。
【００２７】
この構成により、溶体化装置を溶接処理前の予熱手段として用いることができるので、二相系ステンレス鋼製構造物の製造時間がより短縮される。
【００２８】
また、本発明に係る熱処理装置では、前記溶体化装置は高周波誘導加熱装置とし、誘導加熱により前記溶体化熱処理対象部分を加熱することができる。
【００２９】
これにより、前記熱処理対象部分が誘導加熱により加熱されるので、加熱時間と冷却時間を短縮することができ、且つ溶体化装置を防食対象構造物の形状に応じた形状とすることができる。したがって、板状、棒状、筒状、鋳物補修部等の様々な防食対象構造物に対応して溶体化熱処理を可能とするとともに、二相系ステンレス鋼製構造物の製造時間がさらに短縮される。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、溶接部近傍の耐食性を改善しつつ、工程上の負担を要することなく、二相系ステンレス鋼構造物を低コストで製造できる二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法及び熱処理装置を提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の熱処理装置及び製造方法の第一実施の形態について、溶接方向に対し、横方向からみた熱処理装置を概念的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の熱処理装置及び製造方法の第一実施の形態について、溶接方向に対し、前方向から見た熱処理装置を概念的に示す断面図である。
【図３】本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の熱処理装置及び製造方法の第一実施の形態について、溶接方向に対し、前方向から見た熱処理装置を概念的に示す断面図である。
【図４】本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法の第二実施の形態について、溶接方向に対し、横方向から見た熱処理装置を概念的に示す断面図である。
【図５】本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の熱処理装置の第二実施の形態について、溶接方向に対し、横方向から見た熱処理装置を示す断面図である。
【図６】本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法の第三実施の形態について、熱処理装置を下方から見た形態を示す底面図である。
【図７】本発明の対象とする二相系ステンレス鋼の耐食性に及ぼすフェライト量の影響を示すグラフである。
【図８】本発明の対象とする二相系ステンレス鋼の熱処理による組織変化を示すグラフである。
【図９】本発明の対象とする二相系ステンレス鋼の耐食性に及ぼすσ相析出量の影響を示すグラフである。
【図１０】本発明の対象とする二相系ステンレス鋼におけるσ相の析出領域を示すＴＴＴ曲線を示すグラフである。
【図１１】本発明に係る実施例によるサンプルの臨界孔食温度を示すグラフである。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る実施例によるサンプル表面の溶接部近傍を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法及び熱処理装置の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３３】
図１は、二相系ステンレス鋼製構造物の熱処理装置の第一実施の形態を示し、溶接方向に対して横方向からみた熱処理装置１を概念的に示す断面図である。図１に示すように、熱処理装置１は、溶接装置２と高周波誘導加熱装置３と冷却装置４とを備えている。なお、図１では、熱処理装置１の進行方向を矢印で示している。
【００３４】
熱処理装置１は、二相系ステンレス鋼からなる防食対象構造物６に対して移動可能に配置され、防食対象構造物６に対する略水平方向の速度が調整可能となっている。また、溶接装置２と高周波誘導加熱装置３と冷却装置４とは、防食対象構造物６の略水平方向において所定の相対位置で固定可能に並設されている。
【００３５】
溶接装置２として、一般的には溶接トーチが用いられる。溶接装置２には図示しない動力源から所定の電力が供給される。溶接装置２により防食対象構造物６を溶接することにより、防食対象構造物６のうちの溶体化熱処理対象部分７が形成される。
【００３６】
図２は、本実施の形態の熱処理装置１の進行方向での高周波誘導装置３の断面を概念的に示している。図２に示すように、高周波誘導加熱装置３としては、例えば導体を螺旋状や渦巻状に巻き付けた巻線からなる高周波コイルが挙げられる。この場合、高周波誘導加熱装置３は、図示しない電力源から所定の交流電力が供給されることにより所定の磁力線を生成する。高周波誘導加熱装置３の磁力線により図２中の点線で示す溶体化熱処理対象部分７に渦電流が流れることにより、溶体化熱処理対象部分７が加熱される。
【００３７】
高周波誘導加熱装置３は、溶接装置２による溶接後に溶体化熱処理対象部分７の温度が所望の範囲になってから溶体化熱処理対象部分７を加熱する位置に配置されるよう、防食対象構造物６及び溶体化熱処理対象部分７の略水平方向に溶接装置２に対して所定の間隔を空けて配置されている。ここで、高周波誘導加熱装置３が高周波コイルであれば、その巻き数、巻き方又は内外径を変えることで、その形状を容易に調整することができる。したがって、高周波コイルは、熱処理対象部分７を急熱処理及び急冷処理し、且つ防食対象構造物６又は溶体化熱処理対象部分７の形状若しくは範囲に合わせてその形状を適切に変更できる点で好適である。
【００３８】
図３は、本実施の形態の熱処理装置１の進行方向での冷却装置４の断面を概念的に示している。図３に示すように、冷却装置４は、防食対象構造物６に対向する面に複数の噴射孔５を備え、図示しない溶媒供給装置から供給された圧縮空気、水、不活性ガス等の冷却媒体を充填できる程度の気密性を有する。冷却装置４の内部には、溶体化熱処理対象部分７の冷却に必要な冷却媒体が充填されている。なお、冷却溶媒としては、溶体化熱処理対象部分７を冷却できればよいが、二相系ステンレス鋼製構造物に対して化学的に不活性な点から、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等の不活性ガスが好適である。
【００３９】
冷却装置４は、高周波誘導加熱装置３による熱処理後、図３中の点線で示す溶体化熱処理対象部分７の温度が所望の範囲内になってから溶体化熱処理対象部分７を冷却できるよう、防食対象構造物６及び溶体化熱処理対象部分７の略水平方向において、溶接装置２及び高周波誘導加熱装置３に対して所定の間隔を空けて配置されている。
【００４０】
噴射孔５は、例えばノズル状に形成され、冷却装置４内に充填された冷却媒体を外部に噴射する。噴射孔５は、冷却媒体により防食対象構造物６のうちの溶体化熱処理対象部分７を冷却する。なお、説明の便宜上、図において噴射孔５の数を８個としているが、噴射孔５の数はこれに限られない。防食対象構造物６のうちの溶体化熱処理対象部分７を冷却することができれば、噴射孔５の数は適宜変更される。
【００４１】
防食対象構造物６としては、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ１、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ３Ｌ、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ、鋼種Ｓ８２１２２、鋼種Ｓ３２３０４、鋼種Ｓ３２１０１、鋼種Ｓ３１８０３、鋼種Ｓ３２７５０等が挙げられる。もっとも、これらに限らず、α相とγ相とが混在する二相系ステンレス鋼であれば、防食対象構造物６として採用できる。
【００４２】
熱処理装置１、溶接装置２、高周波誘導加熱装置３及び冷却装置４の動作に係る制御項目は、別途中央処理装置を設けて制御されてもよい。所定のプログラムにより前記制御項目が予め決められていれば、製造工程上の負担を少なくして、製造コストが削減できる。なお、前記動作制御に係る制御項目としては、相対位置、動作開始時間、速度、動作時間、温度等が挙げられる。
【００４３】
以上の装置構成を備える第一実施の形態に係る熱処理装置を用いた二相系ステンレス鋼製造物の製造方法の第一実施の形態について、さらに詳細に説明する。
【００４４】
図１及び図２を参照して、まず、熱処理装置１を防食対象構造物６の表面に沿って移動させるとともに、溶接装置２により防食対象構造物６を溶接する。これにより、防食対象構造物６のうちの溶接装置２が通過した領域に溶体化熱処理対象部分７が形成される。なお、溶接装置２による溶接前に防食対象構造物６や溶接近傍に対して予熱処理を行うこともできる。この場合、予熱処理の予熱温度は、１５０℃程度、すなわち１４５℃〜１５５℃の範囲内であることが好ましい。これにより、水素脆化による割れを防止することができる。
【００４５】
溶接後の防食対象構造物６には、母材部分８と溶接部９と熱影響部１０とが形成される。母材部分８は、溶接で発生した熱による影響を殆ど受けていない部分である。溶接部９は、溶接により防食対象構造物６に付加された溶接金属部分である。熱影響部１０は、溶接で発生した熱による影響を受けた部分である。熱影響部１０は、母材部分８と溶接部９との間の領域であり、防食対象構造物６の表面の一部分を形成する。このため、熱影響部１０には、溶接で発生した熱により影響を受けて、適正範囲外のα／γ量比を有し、σ相等の新たな析出物が析出する。熱影響部１０及び溶接部９と熱影響部１０との境界部は、母材部分８や溶接部９と比較して耐食性が低い。したがって、溶体化熱処理対象部分７には、少なくとも熱影響部１０及び溶接部９と熱影響部１０との境界部とが含まれる。
【００４６】
続いて、熱処理装置１を、防食対象構造物６に対してさらに移動させる。熱処理装置１の移動に伴い、高周波誘導加熱装置３は、防食対象構造物６のうちの溶体化熱処理対象部分７を加熱できる所定の位置まで移動される。
【００４７】
このとき、高周波誘導加熱装置３は、溶体化熱処理対象部分７の温度が推奨溶体化温度以下となった後に、溶体化熱処理対象部分７を加熱する。より具体的には、熱処理装置１の速度、溶接部２と高周波誘導加熱装置３との間隔又は高周波誘導加熱装置３の動作開始時間は、溶体化熱処理対象部分７の温度が前記推奨溶体化温度以下となった後に高周波誘導加熱装置３が溶体化熱処理対象物７を加熱するような速度、間隔又は時間に、予め設定されている。前記推奨溶体化温度は、１０００℃が好ましく、１０５０℃がより好ましい。
【００４８】
また、高周波誘導加熱装置３は、前記所定の位置に配置されているときに、所定の交流電力が供給されることにより所定の磁力線を生成する。前記所定の磁力線により、溶体化熱処理対象部分７に渦電流が流れて加熱される。
【００４９】
このとき、高周波誘導加熱装置３は、溶体化熱処理対象部分７の温度が所定の溶体化温度範囲を維持するように、溶体化熱処理対象部分７を溶体化熱処理する。より具体的には、熱処理装置１の速度、溶接装置２と高周波誘導加熱装置３との間隔又は高周波誘導加熱装置３の進行方向における長さは、溶体化熱処理対象部分７の温度を前記所定の溶体化温度範囲で維持するという条件を満たす速度、間隔又は長さに、予め設定されている。前記所定の溶体化温度範囲は、１０００℃〜１１５０℃が好ましく、１０５０℃〜１１００℃がより好ましい。
【００５０】
続いて、熱処理装置１を、防食対象構造物６に対してさらに移動させる。熱処理装置１の移動とともに、冷却装置４は防食対象構造物６のうちの溶体化熱処理対象物７を冷却できる所定の位置まで移動される。冷却装置４は、前記所定の位置において内部に準備された冷却媒体を複数の噴射孔５から外部に噴射し、溶体化熱処理対象部分７を冷却する。
【００５１】
このとき、冷却装置４は、溶体化熱処理対象部分７の温度が７００℃以下になるまでの時間が推奨溶体化時間未満となるように、溶体化熱処理対象部分７を冷却する。より具体的には、熱処理装置１の速度、高周波誘導加熱装置３と冷却装置４との間隔又は冷却装置４の冷却開始時間、冷却温度若しくは冷却時間は、適宜設定することができるが、溶体化熱処理対象部分７の温度が前記所定の溶体化温度範囲から７００℃以下になるまでの時間が推奨溶体化時間未満という条件を満たす速度、間隔、温度又は時間に、予め設定されている。前記推奨溶体化時間は、８０秒が好ましく、５０秒がより好ましい。
【００５２】
本実施の形態によれば、以下の効果が列挙できる。
【００５３】
（１）溶接処理の直後に溶体化熱処理を行うので、溶接の後に別途溶体化熱処理を行う必要がなくなり、溶接時の熱を利用して溶体化熱処理を行うことができる。したがって、二相系ステンレス鋼から形成された防食対象構造物６のうちの溶体化熱処理対象部分７の耐食性を母材部分と同程度まで改善するにあたり、製造工程上の負担が少なく、且つ人件費の増大を招かず、加えて製造時間も短縮される。
【００５４】
（２）熱処理装置１を、防食対象構造物６の表面に対して略平行移動させるだけで、溶接処理と溶体化熱処理とを行えるので、溶接工程及び溶体化熱処理工程に要する時間をより短縮できる。したがって、二相系ステンレス鋼製構造物の製造コストをより削減できる。
【００５５】
（３）溶接装置２による溶接処理の後、溶体化熱処理対象部分７の温度が１０５０℃以下になってから溶体化熱処理が行われるので、溶体化熱処理により溶体化熱処理対象部分７のα／γ量比が適切な範囲となり、溶体化熱処理対象部分７の耐食性をより改善できる。
【００５６】
（４）二相系ステンレス鋼製構造物に析出するσ相以外の他の析出物として、窒化物及び炭化物の有害物質が挙げられる。ここで、窒化物が析出する温度が７００℃〜１０００℃であり、炭化物が析出する温度が６００℃〜１０５０℃である。したがって、溶体化熱処理対象部分７を１０００℃〜１１５０℃の範囲となるように加熱することにより、σ相以外にも、窒化物の析出を確実に防止できる。さらに、溶体化熱処理対象部分７を１０５０℃〜１１００℃の範囲となるように加熱することにより、σ相及び窒化物以外にも、炭化物の析出も確実に防止できる。
【００５７】
（５）溶体化熱処理対象部分７が加熱された直後に急冷されるので、溶体化熱処理対象部分７におけるα／γ量比を適切な範囲に形成させるとともに、σ相等の析出物の析出が低減できる。したがって、溶体化熱処理対象部分７の耐食性をより改善することができる。
【００５８】
（６）溶体化熱処理における冷却条件について、溶体化熱処理対象部分７の温度が７００℃になるまでの時間が８０秒未満という適切な条件で行われるので、溶体化熱処理部分６における析出物の析出がより確実に低減される。これにより、溶体化熱処理対象部分７の耐食性がさらに改善され、二相系ステンレス鋼製構造物の製造コストをより削減できる。
【００５９】
図４は、本発明の二相系ステンレス鋼製造物の製造方法の第二実施の形態を示し、溶接方向に対して横方向から見た熱処理装置１を概念的に示す断面図である。図４に示すように、本実施の形態においては、防食対象構造物６を、熱処理装置１Ａに沿って図４中の矢印方向に向かって移動させることにより、防食対象構造物６及び溶体化熱処理対象部分７に対して溶接処理及び溶体化熱処理を行う。
【００６０】
本実施の形態によれば、前述した他の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、熱処理装置１を固定して防食対象構造物６を移動させるだけで、溶接処理と溶体化熱処理を行うことができる。したがって、熱処理装置１のサイズが大きい場合や製品となる防食対象構造物６のサイズが小さい場合に、容易に処理を行うことができる。
【００６１】
以下、本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の熱処理装置の第二実施の形態について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
【００６２】
図５は、二相系ステンレス鋼製構造物の熱処理装置の第二実施の形態を示している。図５に示すように、熱処理装置１Ａは、溶接装置２Ａと高周波誘導加熱装置３Ａと冷却装置４Ａとを備えている。熱処理装置１Ａは、防食対象構造物６に対して移動可能に配置されている。
【００６３】
溶接装置２Ａとしては、一般的には溶接トーチが用いられるが、点溶接用の溶接トーチが好適である。溶接装置２Ａには図示しない動力源から所定の電力が供給される。溶接装置２Ａにより防食対象構造物６が溶接されて、防食対象構造物６のうちの溶体化熱処理対象部分７を形成する。また、溶接装置２Ａは、防食対象構造物６を溶接できる範囲で防食対象構造物６に対して移動可能に構成されている。すなわち、溶接装置２Ａは、熱処理装置１Ａ、高周波誘導加熱装置３Ａ及び冷却装置４Ａの各々に対して移動可能に構成されている。なお、図５では、溶接装置２Ａの移動方向を矢印で示している。
【００６４】
図６は、本実施の形態の熱処理装置１Ａを下方から見た形態を示す底面図である。図６に示すように、高周波誘導加熱装置３Ａとして、例えば導体を螺旋状や渦巻状に巻き付けた巻線からなる高周波コイルが挙げられる。この場合、高周波誘導加熱装置３Ａは、図示しない電力源から所定の交流電力が供給されることにより所定の磁力線を生成する。高周波誘導加熱装置３Ａの磁力線により溶体化熱処理対象部分７に渦電流が流れることにより、溶体化熱処理対象部分７が加熱される。ここで、高周波誘導加熱装置３Ａが高周波コイルであれば、その巻き数、巻き方又は内外径を変えることで、その形状を容易に調整することができる。したがって、高周波コイルは、高周波誘導加熱により熱処理対象部分７の急熱処理や急冷処理できる点、且つ防食対象構造物６又は溶体化熱処理対象部分７の範囲若しくは形状に合わせてその形状をより適切に変更できる点で好適である。
【００６５】
高周波誘導加熱装置３Ａは、防食対象構造物６のうちの溶体化熱処理対象部分７を加熱できる位置に、防食対象構造物６の水平方向及び垂直方向において溶接装置２Ａに対して所定の間隔を空けて配置されている。
【００６６】
冷却装置４Ａは、中空形状の断面を有し、防食対象構造物６に対向する面に複数の噴射孔５Ａを備え、図示しない溶媒供給装置から供給された圧縮空気、水、不活性ガス等の冷却媒体を充填できる程度の気密性を有する。冷却装置４Ａの内部には、冷却に必要な冷却媒体が充填されている。冷却装置４Ａは、高周波誘導加熱装置３Ａの外周を取り囲むように、高周波誘導加熱装置３Ａの外面と熱処理装置１Ａの内面との間に配置されている。なお、冷却溶媒としては、溶体化熱処理対象部分７を冷却できればよいが、二相系ステンレス鋼製構造物に対して化学的に不活性な点から、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等の不活性ガスが好適である。
【００６７】
冷却装置４Ａは、高周波誘導加熱装置３Ａによる熱処理後、溶体化熱処理対象部分７の温度が所望の範囲内になってから溶体化熱処置対象部分７を冷却できるように、熱処理装置１Ａの下方の位置、且つ溶接装置２Ａ及び高周波誘導加熱装置３Ａに対して所定の相対位置に配置されている。
【００６８】
噴射孔５Ａは、例えばノズル状に形成され、冷却装置４Ａ内に準備された冷却媒体を外部に噴射する。噴射孔５Ａは、前記冷却媒体により、防食対象構造物６のうちの溶体化熱処理対象部分７を冷却する。なお、説明の便宜上、図において噴射孔５Ａの数を８個としているが、噴射孔５Ａの数はこれに限られない。溶体化熱処理対象部分７を冷却することができれば、噴射孔５Ａの数は適宜変更される。
【００６９】
防食対象構造物６としては、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ１、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ３Ｌ、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ、鋼種Ｓ８２１２２、鋼種Ｓ３２３０４、鋼種Ｓ３２１０１、鋼種Ｓ３１８０３、鋼種Ｓ３２７５０等が挙げられる。もっとも、これらに限らず、α相とγ相とが混在する二相系ステンレス鋼であれば、防食対象構造物６として採用できる。
【００７０】
熱処理装置１Ａ、溶接装置２Ａ、高周波誘導加熱装置３Ａ及び冷却装置４Ａの動作に係る制御項目は、別途中央処理装置を設けて制御されてもよい。所定のプログラムにより前記制御項目が予め決められていれば、製造工程上の負担を少なくして、製造コストが削減できる。なお、前記動作制御に係る制御項目としては、相対位置、動作開始時間、速度、動作時間、温度等が挙げられる。
【００７１】
以上の装置構成を備えた二相系ステンレス鋼製構造物の熱処理装置を用いて、二相系ステンレス鋼製造物の製造方法の第三の実施の形態について、より詳細に説明する。
【００７２】
図５及び図６を参照して、本実施の形態においては、溶接装置２Ａにより防食対象構造物６を溶接する前に、高周波誘導加熱装置３Ａを発熱させることにより防食対象構造物６を予熱することができる。なお、溶接装置２による溶接前に防食対象構造物６や溶接近傍に対して予熱処理を行うこともできる。この場合、予熱処理の予熱温度は、１５０℃程度、すなわち１４５℃〜１５５℃の範囲内であることが好ましい。これにより、水素脆化による割れを防止することができる。
【００７３】
続いて、溶接装置２Ａを熱処理装置１Ａから防食対象構造物６側に突出させることにより、防食対象構造物６を溶接する。溶接装置２Ａの移動は、溶接装置２Ａを熱処理装置１Ａに対して移動させてもよいし、熱処理装置１Ａ及び防食対象構造物６を溶接装置２Ａに対して移動させて行われてもよい。
【００７４】
続いて、溶接装置２Ａを、防食対象構造物６及び溶体化熱処理対象部分７の表面垂直方向に向かって、防食対象構造物６のうちの溶体化熱処理対象部分７から十分に離間される位置（溶体化熱処理対象部分７が溶接装置２Ａの熱により影響うけない位置）まで移動させる。溶接装置２Ａの移動は、溶接装置２Ａを熱処理装置１Ａに対して移動させてもよいし、熱処理装置１Ａ、防食対象構造物６及び溶体化熱処理対象部分７を溶接装置２Ａに対して移動させて行われてもよい。
【００７５】
続いて、溶体化熱処理対象部分７の温度が所定の温度以下となってから、高周波誘導加熱装置３Ａを用いて溶体化熱処理対象部分７に対して溶体化熱処理を行う。高周波誘導加熱装置３Ａは、所定の交流電力が供給されて所定の磁力線を生成する。前記所定の磁力線により溶体化熱処理対象部分７は渦電流が流れて加熱される。
【００７６】
このとき、高周波誘導加熱装置３Ａは、溶体化熱処理対象部分７の温度が推奨溶体化温度以下となった後に、溶体化熱処理対象物７を加熱する。より具体的には、溶接部２Ａと高周波誘導加熱装置３Ａとの相対的な間隔又は高周波誘導装置３Ａの動作開始時間は、溶体化熱処理対象部分７の温度が前記推奨溶体化温度以下となった後に高周波誘導加熱装置３Ａが溶体化熱処理対象物７を加熱するような間隔又は時間に、予め設定されている。前記推奨溶体化温度は、１０００℃が好ましく、１０５０℃がより好ましい。
【００７７】
また、高周波誘導加熱装置３Ａは、溶体化熱処理対象部分７の温度が所定の溶体化温度範囲を維持するように、溶体化熱処理対象部分７を溶体化熱処理する。より具体的には、溶接部２Ａと高周波誘導加熱装置３Ａとの間隔又は高周波誘導加熱装置３Ａの動作開始時間、加熱時間若しくは加熱温度は、適宜調整することができるが、溶体化熱処理対象部分７の温度を前記所定の溶体化温度範囲で維持できるような間隔又は時間に、予め設定されている。前記所定の溶体化温度範囲は、１０００℃〜１１５０℃が好ましく、１０５０℃〜１１００℃がより好ましい。
【００７８】
続いて、冷却装置４Ａは、その内部に準備された冷却媒体を複数の噴射孔５Ａから外部に噴射し、溶体化熱処理対象部分７を冷却する。このとき、冷却装置４Ａは、溶体化熱処理対象部分７の温度が７００℃以下になるまでの時間が推奨溶体化時間未満となるように、溶体化熱処理対象部分７を冷却する。より具体的には、熱処理装置１Ａと高周波誘導装置３Ａと冷却装置４Ａとの相対的な間隔又は冷却装置４Ａの動作開始時間、冷却時間若しくは冷却温度は、溶体化熱処理対象部分７の温度が前記所定の溶体化温度範囲から７００℃以下になるまでの時間が前記推奨溶体化温度時間未満であるような間隔、時間又は温度に、予め設定されている。前記推奨溶体化時間は、８０秒未満が好ましく、５０秒未満がより好ましい。
【００７９】
本実施の形態によれば、以下の効果が列挙できる。
【００８０】
（１）溶接処理の直後に溶体化熱処理を行うので、溶接の後に別途溶体化熱処理を行う必要がなくなり、溶接時の熱を利用して溶体化熱処理を行うことができる。したがって、二相系ステンレス鋼から形成された防食対象構造物６のうちの溶体化熱処理対象部分７の耐食性を母材部分８と同程度まで改善するにあたり、製造工程上の負担が少なく、且つ人件費の増大を招かず、加えて製造時間も短縮できる。
【００８１】
（２）熱処理装置１Ａを、防食対象構造物６の表面に対して略垂直移動させるだけで、溶接処理と溶体化熱処理とを行えるので、溶接工程及び溶体化熱処理工程に要する時間をより短縮できる。したがって、二相系ステンレス鋼製構造物の製造コストをより削減できる。
【００８２】
（３）溶接装置２Ａによる溶接処理の後、溶体化熱処理対象部分７の温度が１０５０℃以下になってから溶体化熱処理が行われるので、溶体化熱処理により溶体化熱処理対象部分７のα／γ量比が適切な範囲となり、溶体化熱処理対象部分７の耐食性がより改善される。
【００８３】
（４）二相系ステンレス鋼製構造物に析出するσ相以外の他の析出物として、窒化物及び炭化物の有害物質が挙げられる。ここで、窒化物が析出する温度が７００℃〜１０００℃であり、炭化物が析出する温度が６００℃〜１０５０℃である。したがって、溶体化熱処理対象部分７を１０００℃〜１１５０℃の範囲となるように加熱することにより、σ相以外にも、窒化物の析出を確実に防止できる。さらに、溶体化熱処理対象部分７を１０５０℃〜１１００℃の範囲となるように加熱することにより、σ相及び窒化物以外にも、炭化物の析出も確実に防止できる。
【００８４】
（５）溶体化熱処理対象部分７が加熱された直後に急冷されるので、溶体化熱処理対象部分７におけるα／γ量比を適切な範囲に形成させるとともに、σ相等の新たな析出物の析出が低減される。したがって、溶体化熱処理対象部分７の耐食性をより改善することができる。
【００８５】
（６）溶体化熱処理における冷却条件について、溶体化熱処理対象部分７の温度が７００℃になるまでの時間が８０秒未満という適切な条件で行われるので、溶体化熱処理部分６における析出物の析出がより低減される。これにより、溶体化熱処理対象部分７の耐食性がさらに改善され、二相系ステンレス鋼製構造物の製造コストをより削減できる。
【００８６】
（７）高周波誘導加熱装置３Ａを溶接処理前の予熱手段として用いることができるので、製造工程上の負担を少なくするとともに、二相系ステンレス鋼製構造物の製造時間がより短縮される。したがって、二相系ステンレス鋼製構造物の製造コストをより削減できる。
【００８７】
（８）溶接装置２Ａとしてスポット溶接用の溶接トーチを用いることにより、前述した効果を得るとともに、熱処理装置１のサイズが大きい場合や製品となる防食対象構造物６のサイズが小さい場合に容易に処理を行うことができる。
【００８８】
（９）高周波誘導加熱装置３Ａを用いて溶体化熱処理対象部分７が高周波により誘導加熱される。これにより、表皮効果による溶体化熱処理対象物７への急熱処理及び急冷処理を可能とし、二相系ステンレス製構造物の製造時間がより短縮される。したがって、二相系ステンレス鋼製構造物の製造コストをより削減できる。
【００８９】
（１０）この実施の形態からも了解されるように、高周波誘導加熱装置３Ａに高周波コイルを用いることにより、コイルの形状可変性を活用できる。すなわち、溶体化熱処理対象部分７への短時間加熱や短時間冷却を可能とするとともに、高周波誘導加熱装置３Ａの形状を防食対象構造物６又は溶体化熱処理対象部分７の形状若しくは範囲に応じて変えることができる。したがって、管状、棒状、板状、鋳物補償部等といった二相系ステンレス鋼製構造物に対応した溶体化熱処理を可能とする。
【００９０】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、以下に、本発明に係る溶体化熱処理の影響についてより詳細に説明する。
【００９１】
図７は、二相系ステンレス鋼の耐食性に及ぼすフェライト量の影響を示すグラフである。関係曲線１１は、二相系ステンレス鋼において、フェライト量に対する孔食速度を示している。より具体的には、あるフェライト量に対応する孔食速度とは、あるフェライト量のフェライト相が析出したときに、二相系ステンレス鋼の孔食が進行する速度を示している。関係曲線１１は、フェライト量が概ね５０％に近いほど孔食速度が小さく、フェライト量が５０％〜７０％の範囲であれば、二相系ステンレス鋼が所定の耐食性を有することを示している。
【００９２】
図８は、二相系ステンレス鋼の熱処理による組織変化を示している。関係曲線１２は、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ１の二相系ステンレス鋼を溶体化熱処理する加熱温度に対応するα／γ量比を示している。関係曲線１２は、二相系ステンレス鋼を１１００℃以下で溶体化熱処理することにより、その二相系ステンレス鋼に析出するフェライト相のフェライト量が５０％〜７５％の範囲に含まれることを示している。すなわち、関係曲線１１及び関係曲線１２より、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ１の二相系ステンレス鋼を１１００℃以下で溶体化熱処理することにより、その二相系ステンレス鋼が所定の耐食性を有することがわかる。
【００９３】
また、関係曲線１３は、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌの二相ステンレス鋼を溶体化処理する加熱温度に対応するα／γ量比を示し、１１００℃以上で溶体化熱処理する場合でも、その二相系ステンレス鋼に析出するフェライト相のフェライト量が５０％〜７５％の範囲に含まれることを示している。すなわち、関係曲線１２及び関係曲線１３により、二相ステンレス鋼の鋼種によって適切な加熱温度が異なることを示し、且つ、溶体化熱処理対象部分７を１１００℃以上に加熱した場合、例えば１１５０℃で加熱した場合でも、その二相系ステンレス鋼が所定の耐食性を有することを示している。なお、前述した二相系ステンレス製構造物の製造方法及び熱処理装置によれば、防食対象構造物６がこのような鋼種から形成されているときに、溶体化熱処理対象部分７を１１５０℃で加熱することにより溶体化熱処理することもできる。この場合も、溶体化熱処理対象部分７の耐食性が改善される。或いは、前述した二相系ステンレス製構造物の製造方法及び熱処理装置によれば、溶体化熱処理の加熱温度や加熱時間を調整することができるので、溶体化熱処理の加熱条件に対して寛容な鋼種については、例えば製造工程のタクトタイムに合わせて、加熱温度や加熱時間を調整することもできる。
【００９４】
図９は、二相系ステンレス鋼の耐食性に及ぼすσ相析出量の影響を示している。関係曲線１４は、８００℃における時効時間に対応するσ相の面積率を示している。ある時効時間に対応するσ相の面積率とは、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌの二相系ステンレス鋼が８００℃にその時効時間だけ保持されたときに、その二相系ステンレス鋼に析出したσ相を切断した断面の断面積を、その二相系ステンレス鋼を切断した切断面の面積で除した割合を示している。関係曲線１４は、その時効時間が長いほど、二相系ステンレス鋼に析出するσ相の析出量が大きいことを示している。
【００９５】
また、関係曲線１５は、時効時間に対応する孔食電位を示している。ある時効時間に対応する孔食電位とは、その時効時間だけ８００℃に保持された鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌの二相系ステンレス鋼が８０℃の人工海水に浸漬されたときに、その二相系ステンレス鋼に孔食が発生する電位を示している。関係曲線１５は、その時効時間が長いほど、孔食電位が小さく、その二相系ステンレス鋼が腐食しやすいことを示している。関係曲線１４及び関係曲線１５により、σ相の析出量が小さいほど、二相系ステンレス鋼の耐食性が優れていることを示している。
【００９６】
図１０は、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌの二相系ステンレス鋼におけるσ相等の析出領域を示している。析出領域１６は、より短時間で適切な温度に達する冷却条件としなければ、二相系ステンレス鋼にσ相等が析出されて耐食性が低下することを示している。すなわち、図１０において矢印で示すように、析出領域１６からは、冷却条件を１１００℃から８０秒未満で７００℃とすれば、溶体化熱処理対象部分７でσ相等の析出物の析出が防止されることがわかる。関係曲線１４と関係曲線１５と析出領域１６とからは、１１００℃から８０秒未満で７００℃になる条件で溶体化熱処理対象部分７を急冷することにより、二相系ステンレス鋼の溶体化熱処理部分７の耐食性が改善することを示している。すなわち、前述した二相系ステンレス製構造物の製造方法及び熱処理装置の実施の形態により、溶体化熱処理対象部分７の耐食性が改善することを示している。
【００９７】
ここで、析出領域１６は、二相系ステンレス鋼の鋼種により若干の差異があり、１１００℃から７００℃まで８０秒以上かけて溶体化熱処理対象部分７を冷却しても、溶体化熱処理対象部分７にσ相等の析出物が析出しない鋼種が存在する。しかしながら、二相系ステンレス鋼の鋼種が違う場合でも、溶体化熱処理の条件が、１１００℃から７００℃まで８０秒未満という条件、好ましくは１１００℃から７００℃まで５０秒未満という条件であれば、溶体化熱処理対象部分７の耐食性がより確実に改善される。なお、前述した二相系ステンレス製構造物の製造方法及び熱処理装置によれば、溶体化熱処理における冷却時間を調整することができる。したがって、溶体化熱処理の冷却条件に対して寛容な鋼種については、例えば製造工程のタクトタイムに合わせて、冷却時間や冷却温度を調整することができる。
【実施例】
【００９８】
以上、本発明に係る溶体化熱処理の影響について述べてきたが、その実際の影響を確かめるべく実験を行った。以下、実施例について説明する。なお、本発明に係る二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法及び熱処理装置は下記実施例によって制限されるものではない。
【００９９】
鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌの二相系ステンレス鋼を用いて、溶接処理後に放冷したままで作製した二相系ステンレス鋼製構造物をサンプル１とし、溶接処理後に高周波熱処理後に放冷して作製した二相系ステンレス製構造物をサンプル２とし、溶接処理後に高周波熱処理を行った後に急冷して作製した二相系ステンレス鋼構造物をサンプル３とした。作製されたサンプル１〜３の各々に対して、熱処理対象部分７及び母材部分８の臨界孔食発生温度（℃）を測定した。
【０１００】
図１１及び図１２（ａ）〜（ｃ）は、溶体化熱処理が各サンプルの耐食性に及ぼす影響を示している。図１１はサンプル１〜３の臨界孔食発生温度を示し、図１２（ａ）〜（ｃ）はサンプル１〜３における母材部分８、熱影響部９及び溶接部１０を含む表面を示している。
【０１０１】
図１１に示すように、サンプル１における臨界孔食発生温度は、４５℃であった。これに対し、サンプル２及びサンプル３における臨界孔食発生温度は、５５℃であった。また、サンプル１〜３における母材部分の臨界孔食発生温度は、５５℃であった。
【０１０２】
図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、サンプル１について、母材部分に孔食は発生しなかったが、溶体化熱処理対象部分に複数の孔食が発生した。サンプル２について、母材部分に１つの孔食が発生し、溶体化熱処理対象部分に１つの孔食が発生した。また、サンプル３について、母材部分に孔食が１つ発生したが、溶体化熱処理対象部分に孔食は発生しなかった。
【０１０３】
これらの結果より、溶体化熱処理を行わない場合の溶体化熱処理部分の耐食性は母材部分より低下し、高周波熱処理又は高周波熱処理と冷却処理とを行った場合の溶体化熱処理部分の耐食性は、短時間の熱保持時間であっても母材部分と同程度まで改善することがわかった。
【０１０４】
なお、前述した実施の形態では、溶体化熱処理を行う溶体化熱処理対象部分７には少なくとも熱影響部１０及び溶接部９と熱影響部１０との境界部とが含まれるとしたが、本発明はこれに限定されない。二相系ステンレス鋼製構造物へ溶体化熱処理の効果が付与し、且つ製造工程上負担のかからない範囲内で、熱処理装置１、１Ａ、高周波誘導加熱装置３、３Ａ及び冷却装置４、４Ａのサイズを変更してもよいし、これらの装置のサイズに合わせて溶体化熱処理対象部分７の範囲を変更してもよい。
【０１０５】
また、前述した実施の形態では、熱処理装置１、１Ａ、防食対象構造物６及び溶体化熱処理対象部分７の構成について説明したが、これらが所定の相対位置に配置されるような構成ならば、本発明はこれに限定されない。例えば、熱処理装置１、１Ａは、支持部材を介して所定の相対位置にて防食対象構造物６及び溶体化熱処理対象部分７に固定されるようにすることができる。これにより、熱処理装置１、１Ａが防食対象構造物６及び溶体化熱処理対象物７の各々に対してより綿密な相対位置に確実に固定されるため、溶体化熱処理対象部分７をより正確に溶体化熱処理できる。
【０１０６】
また、前述した実施の形態では、溶接装置２、２Ａ高周波誘導加熱装置３、３Ａ及び冷却装置４、４Ａの構成について説明したが、各々が所定の相対位置に配置されるような構成ならば、本発明はこれに限定されない。例えば、溶接装置２、２Ａ、高周波誘導加熱装置３、３Ａ及び冷却装置４、４Ａの各々が、支持部材を介して所定の相対位置にて固定されるようにすることができる。これにより、溶接装置２、高周波誘導加熱装置３、３Ａ及び冷却装置４、４Ａの各々が、より綿密な相対位置に確実に固定されるため、溶体化熱処理対象部分７をより正確に溶体化熱処理できる。
【０１０７】
また、前述した実施の形態では、少なくとも熱影響部１０及び溶接部９と熱影響部１０との境界部とが含まれる溶体化熱処理対象部分７の耐食性について説明したが、溶体化熱処理により効果が付与できる部分であれば、本発明はこれに限定されない。溶体化熱処理の効果が付与できる他の部分として、例えば応力が付加されたことにより相変態した部分が挙げられる。上記応力により相変態した部分が含まれる溶体化熱処理対象部分７に対しても、耐食性を改善できる。
【０１０８】
また、前述した実施の形態では、高周波誘導加熱装置３、３Ａとして高周波誘導加熱を行う高周波コイルを用いたが、非加熱物体において高周波による表皮効果が適用できる加熱原理であれば、本発明はこれに限定されない。高周波誘導加熱装置３、３Ａとして、例えば高周波レーザが挙げられる。この場合も、溶体化熱処理対象部分７の急熱処理や急冷処理等の効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明によれば、溶接とともに溶体化熱処理を行うことにより溶接時の加熱を利用した溶体化熱処理を可能とし、溶接部の耐食性の低下を防ぎ、且つ低コストで容易に製造できる二相系ステンレス鋼製構造物の製造方法及び熱処理装置が提供される。
【符号の説明】
【０１１０】
１、１Ａ  熱処理装置
２、２Ａ  溶接装置
３、３Ａ  高周波誘導加熱装置
４、４Ａ  冷却装置
５、５Ａ  噴射孔
６  防食対象構造物
７  溶体化熱処理部分
８  母材部分
９  溶接部
１０  熱影響部
１１、１２、１３、１４、１５  関係曲線
１６  析出領域
【図１】
2015098036.tif 000003
【図２】
2015098036.tif 000004
【図３】
2015098036.tif 000005
【図４】
2015098036.tif 000006
【図５】
2015098036.tif 000007
【図６】
2015098036.tif 000008
【図７】
2015098036.tif 000009
【図８】
2015098036.tif 000010
【図９】
2015098036.tif 000011
【図１０】
2015098036.tif 000012
【図１１】
2015098036.tif 000013
【図１２】
2015098036.tif 000014