(57)【要約】【課題】  約５０℃以下、約２５重量％以下のような低温、低濃度の硫酸に対して耐食性を有するステンレス鋼を提供する。【解決手段】  重量％で、C：0.03％以下、Si：1.0％以下、Mn：2.0％以下、P：0.045％以下、S：0.030％以下、Cr：25.0〜26.0％、Ni：25.0〜26.0％、Mo：2.0〜2.5％、B：0.0008％以下、Ti:10×C％以上を含有し、残部がFe及び不可避不純物から成ることを特徴とするステンレス鋼であり、約５０℃以下、約２５重量％以下のような低温、低濃度の硫酸に対して耐食性を有する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、C：0.03％以下、Si：1.0％以下、Mn：2.0％以下、P：0.045％以下、S：0.030％以下、Cr：25.0〜26.0％、Ni：25.0〜26.0％、Mo：2.0〜2.5％、B：0.0008％以下、Ti:10×C％以上を含有し、残部がFe及び不可避不純物から成ることを特徴とする低温、低濃度硫酸用ステンレス鋼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温、低濃度硫酸用ステンレス鋼に関する。詳しくは約５０℃以下、約２５重量％以下のような低温、低濃度の硫酸に対して耐食性を有するステンレス鋼に関する。
【背景技術】
【０００２】
SUS304やSUS316等のステンレス鋼は、その種類、条件等にもよるが、約７０〜８０℃以下の温度で、約５〜１０重量％以下の低濃度および約８０〜９０重量％以上の高濃度の硫酸には耐食性を有している。
Si、MoやCu濃度を高くすることによって耐食性を有する濃度範囲が拡がり、高NiでMo、Cuを含有する主要成分が18Cr-18Ni-2Mo-2Cu（数値は重量％を表し、残部はFeおよび不可避不純物である。以下、同様である。）であるステンレス鋼は、広い温度領域、濃度領域で耐食性を有している（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
このような材料として、ウォーサイト（22Cr-22Ni-2.2Mo-1.6Cu）、カーペンター２０（20Cr-29Ni-2.3Mo-3.5Cu）、イリウムＲ（22Cr-64Ni-4Mo-2.5Cu）等が挙げられるが、これらは高価であり、約５０℃以下、約２５重量％以下のような低温、低濃度の硫酸に対しては比較的安価なDIN4577（25Cr-25Ni-2Mo-0.3Ti）が使用可能である。なお、DIN4577はドイツ規格による記号である。
【０００４】
しかしながら、DIN4577を約５０℃以下、約２５重量％以下のような低温、低濃度の硫酸中で実際に長期に使用していると、理由は定かでないが、使用条件の振れによって耐食性を有する境界の濃度、温度に近づくためか、母材や溶接部に腐食が発生していることがある。
【非特許文献１】「鉄鋼材料便覧」  丸善株式会社、平成２年５月３０日、ｐ.６１８−６１９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、詳しくは約５０℃以下、約２５重量％以下のような低温、低濃度の硫酸に対して耐食性を有する安価なステンレス鋼を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らはかかる課題を解決するために、約５０℃以下、約２５重量％以下のような低温、低濃度の硫酸に対するDIN4577の耐食性について鋭意検討した結果、含有する微量成分のC、B、Tiが腐食に影響していることを見出し、C：0.03％以下、B：0.0008％以下、Ti:10×C％以上とすることによって、腐食を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち本発明は、重量％で、C：0.03％以下、Si：1.0％以下、Mn：2.0％以下、P：0.045％以下、S：0.030％以下、Cr：25.0〜26.0％、Ni：25.0〜26.0％、Mo：2.0〜2.5％、B：0.0008％以下、Ti:10×C％以上を含有し、残部がFe及び不可避不純物から成ることを特徴とする低温、低濃度硫酸用ステンレス鋼である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のステンレス鋼は、約５０℃以下、約２５重量％以下のような低温、低濃度の硫酸に対して安定した耐食性を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
DIN4577の組成は、重量％で、C：0.05％以下、Si：1.0％以下、Mn：2.0％以下、P：0.045％以下、S：0.030％以下、Cr：25.0〜26.0％、Ni：25.0〜26.0％、Mo：2.0〜2.5％、Ti:5×C％以上を含有し、残部がFe及び不可避不純物から成る。
【００１０】
図１〜図３に、実施例における鋼材のＣ濃度、Ｂ濃度、Ti/Cに対する腐食速度の結果をそれぞれ示す。図中、■は鋼材そのまま、●は鋭敏化熱処理材についての硫酸・硫酸第二鉄試験の結果であり、○で囲んだものは実機（硫酸：約１８重量％、温度：約４０℃）で使用した際に母材腐食が著しい鋼材、□で囲んだものは実機で使用した際に溶接熱影響部腐食が著しい鋼材である。
【００１１】
ＣはＣｒと結合してＣｒ炭化物を形成し、そのためＣｒ欠乏層を形成し、Ｃ濃度が高いほど腐食感受性が高くなるので、Ｃ濃度は0.05％以下と規定されることが多いが、図１から明らかなように、0.05％以下では不十分で0.03％以下とする必要がある。
図２から明らかなように、Ｂ濃度が増加すると腐食速度が大きくなる。Ｂ濃度が９ｐｐｍ以上の鋼材では、そのままの鋼材に粒界析出物が観察される。従ってＢ濃度を８ｐｐｍ以下とする必要がある。
図３から明らかなように、Ｃに対するＴｉを多くすることによって腐食速度が小さくなる。ＴｉはＴｉＣを形成してＣを安定化させ、粒界でのＣｒ炭化物の析出を抑制するためと考えられる。Ｔｉ濃度をＣ濃度の１０倍以上とすることによって、腐食速度を問題のないレベルに抑制することができる。
【実施例】
【００１２】
以下、実施例を示し、本発明を具体的に示すが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００１３】
下表に記載のステンレス鋼Ａ〜Ｄ(単位：重量％、ただしTi/Cは無次元、以下同様)をヒドロキシルアミンを製造する反応器（硫酸：約１８重量％、温度：約４０℃）の部材に５〜１５年使用した後、腐食状況を観察した。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
鋼材Ａには、母材に著しい腐食が見られ、溶接熱影響部には殆ど腐食は見られなかった。鋼材Ｂでは、母材には腐食が殆ど見られなかったが、溶接熱影響部に著しい腐食が見られた。鋼材Ｃには、母材に著しい腐食が見られ、溶接熱影響部には殆ど腐食は見られなかった。鋼材Ｄには、母材および溶接熱影響部にも殆ど腐食は見られなかった。
【００１６】
上記のステンレス鋼Ａ〜Ｄおよび下表に記載のステンレス鋼Ｅ〜Ｊについて、そのままの母材、および７５０℃で２時間熱処理した鋭敏化熱処理材について、ＪＩＳで規定されている硫酸・硫酸第二鉄水溶液による加速腐食試験を行った。
硫酸が５０重量％の水溶液６００ｍｌに対し、硫酸第二鉄を２５ｇ加えた沸騰溶液に、２５ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍｔの鋼材を１４０時間浸漬した後、腐食量を測定し、腐食速度を求めた。結果を表３に示す。
【００１７】
【表２】
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【００１８】
【表３】
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【００１９】
これらの結果を図１〜３に示す。図中、■は鋼材そのまま、●は鋭敏化熱処理材についての結果であり、上記したとおり○で囲んだものは実機（硫酸：約１８重量％、温度：約４０℃）で使用した際に母材腐食が著しい鋼材、□で囲んだものは実機で使用した際に溶接熱影響部腐食が著しい鋼材である。
C：0.03％以下、B：0.0008％以下、Ti:10×C％以上とすることによって、腐食が抑制される。図２において、Ｂが0.0008％以下の領域で腐食速度が１０、０．５g/m2hrを示すものはそれぞれ鋼材Ｂ、Ｆであり、Ｃ濃度が0.03重量％を越えるものであり、Ｃの影響により腐食速度が大きくなっているものと思われる。また図３において、Tiが10×C％以上の領域で腐食速度が０．５g/m2hrを示すものは鋼材Ｆであり、同様にＣの影響によるものと思われる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例における鋼材のC濃度に対する腐食速度の結果を示す図である。
【図２】実施例における鋼材のB濃度に対する腐食速度の結果を示す図である。
【図３】実施例における鋼材のTi/Cに対する腐食速度の結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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