(57)【要約】【課題】  SUS304の基本組成をベースに、新たな金属元素を添加することにより、微生物作用による電位貴化を抑制し、耐すき間腐食性に優れ経済性にも優れた、淡水用のステンレス鋼の電位貴化抑制方法を提供する。【解決手段】質量％で、 C:0.004〜0.05%, Si:0.01〜1%, Mn:0.1〜2%,P:0.03%以下,S:0.01%以下,Cr:17〜20%,Ni:7.5〜10%,Al:0.05%以下,N:0.1〜0.3%, O:0.005%以下を含有し、更に下記の１群の元素又は２群の元素のいずれかを含有するステンレス鋼を、好気性微生物を含む淡水と接触させ、自然電位を＋１５０ｍＶ以下に維持する。    １群：Mo:0.5〜4%、又はMo:0.5〜4%に加え、Cu:0.5〜2%,V:0.5〜3%の１種又は２種。    ２群：Cu:0.5〜2%、又はCu:0.5〜2%及び V:0.5〜3%、                      又は Ti:0.01〜0.4%及び V:0.5〜1.5%。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ  ：０．００４〜０．０５％、
Ｓｉ：０．０１〜１％、
Ｍｎ：０．１〜２％、
Ｐ  ：０．０３％以下、
Ｓ  ：０．０１％以下、
Ｃｒ：１７〜２０％、
Ｎｉ：７．５〜１０％、
Ａｌ：０．０５％以下、
Ｎ  ：０．１〜０．３％、
Ｏ  ：０．００５％以下
を含有し、さらに下記の１群の元素または２群の元素のいずれかを含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなるステンレス鋼を、好気性微生物を含む、塩素イオン濃度が０ｍｇ／Ｌ以上１０００ｍｇ／Ｌ以下の淡水と接触させ、自然電位を飽和塩化カリウム入り銀−塩化銀電極基準で＋１５０ｍＶ以下に維持することを特徴とするステンレス鋼の電位貴化抑制方法。
１群：Ｍｏ：０．５〜４％、
または、Ｍｏ：０．５〜４％に加え、Ｃｕ：０．５〜２％、
Ｖ  ：０．５〜３％の１種または２種。
２群：Ｃｕ：０．５〜２％、
または、Ｃｕ：０．５〜２％およびＶ：０．５〜３％、
または、Ｔｉ：０．０１〜０．４％およびＶ：０．５〜１．５％。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川水・湖水・地下水貯蔵用タンク類、河川水・湖水・地下水輸送用パイプ類、河口堰、水門、工業用水・農業用水利用設備、上水・下水処理設備、温度調節用循環水設備、産業排水処理設備など、直接微生物が存在する淡水と接する環境で使用する、ステンレス鋼の電位貴化抑制方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、河川水・湖水・地下水貯蔵用タンク類、河川水・湖水・地下水輸送用パイプ類、河口堰、水門、工業用水・農業用水利用設備、上水・下水処理設備、温度調節用循環水設備、産業排水処理設備などの淡水に直接接触する機器類の材料には、塩濃度や温度条件によって炭素鋼、低合金鋼、ステンレス鋼、銅合金、チタンなどが使い分けられている。
また、これ以外に有機被覆やＦＲＰ被覆、亜鉛メッキなどを施した材料も多く用いられているのが現状である。
【０００３】
塩濃度が高い海水環境中では、すきま腐食や約６０℃以上の使用条件で応力腐食割れの生ずる可能性があるため、耐海水性ステンレス鋼として、２０％Ｃｒ−２５％Ｎｉ−４．５％Ｍｏ−１．５％Ｃｕ鋼や、２０％Ｃｒ−２４％Ｎｉ−６％Ｍｏ鋼などのオ−ステナイト系ステンレス鋼や、２８％Ｃｒ−１．２％Ｎｉ−３．５％Ｍｏ鋼や、２９％Ｃｒ−２％Ｎｉ−４％Ｍｏ鋼などのフェライト系ステンレス鋼などがある。
オーステナイト系耐海水性ステンレス鋼は、ＮｉおよびＭｏを高濃度で添加する必要があり、フェライト系耐海水性ステンレス鋼はＣｒおよびＭｏを高濃度で添加する必要があることから高価である。なお、本明細書において特に説明がない場合は、％は質量％をあらわす。
【０００４】
これに対し、海水と比較して、塩素イオン濃度が低い河川水・湖沼水などの淡水では汎用ステンレス鋼であり、比較的安価なＳＵＳ３０４（１８％Ｃｒ−８％Ｎｉ）などが使用される。耐食性の観点からは、淡水中でも先に記述したような耐海水性ステンレス鋼を用いることは可能である。しかし耐海水性ステンレス鋼は非常に高価であることから、淡水中で使用するためにはコスト的に大きな課題がある。
【０００５】
河川水・湖沼水などの淡水中で、微生物が酸素を利用できる好気的な条件下でステンレス鋼を使用すると、ステンレス鋼の表面には好気性の微生物が付着増殖してバイオフィルムが形成される。そして生物の代謝物の作用によって、ステンレス鋼の自然電位が貴な電位へシフト（貴化）する。ステンレス鋼が接する水の中に好気性微生物が少しでも存在すれば、微生物が増殖することにより電位貴化は起こり得る。そして電位の貴化はステンレス鋼のアノード溶解を加速させる要因となるため、電位が貴化したステンレス鋼では、すきま腐食などの腐食が発生しやすくなる。このように微生物作用が原因で起こる腐食は微生物腐食と呼ばれている。
【０００６】
このように微生物を含む淡水と接触して使用するステンレス鋼の電位が貴化すると、腐食発生の原因となる。さらに、電位貴化はステンレス鋼自体の腐食のみならずステンレス鋼と電気的に接触している、軟鋼のような電気化学的に卑な金属との間でガルバニックセルを形成して、接触している金属の腐食をさらに促進する要因ともなる。したがって、ステンレス鋼の電位貴化を抑制する技術の確立が求められている。
【０００７】
淡水中で起こる微生物腐食を防止するために、いくつかの方法が提案されている。
特許文献１はステンレス鋼を６価のＣｒイオンと３価のＦｅイオンが存在する溶液中で通電により、電解酸化処理と電解還元処理を行うことで、ステンレス鋼の表面を改質し、電位貴化を抑制して腐食を防止しようとする技術である。
特許文献２は、ステンレス鋼が接する水中の塩素イオンを硫酸イオンなどの他の陰イオンで置き換えて、電位貴化により起こるステンレス鋼のすき間腐食に対して、塩素イオンがすき間腐食部位に流入するのを抑制して腐食を抑制しようとする技術である。
【０００８】
特許文献３は、冷却水管などでステンレス鋼が接する水の中に水処理剤として殺菌剤を添加して、微生物を殺菌あるいは静菌することにより、微生物作用を抑制して腐食を防止しようとする技術である。
特許文献４は、ステンレス鋼組成に抗菌性が知られるＡｇを添加することにより、微生物作用を抑制して腐食を防止しようとする技術である。
【０００９】
特許文献５は、外部から電位を印加して、微生物作用による電位貴化を強制的に発生させず、腐食を防止しようとする技術である。
特許文献６および特許文献７は、実際の河川水、湖沼水中にステンレス鋼での試験片を浸漬した場合の、貴化した自然電位の実測データを元に、貴化した自然電位の実測値よりも高い値のすき間腐食再不働態化電位（ＥＲ，ＣＲＥＶ）を持つ、耐すき間腐食性の淡水用ステンレス鋼に関するものである。
【特許文献１】特開平７−２６３９５号公報
【特許文献２】特開平１０−３０１９６号公報
【特許文献３】特開２００１−１７０６８７号公報
【特許文献４】特開２０００−１２９４０６号公報
【特許文献５】特開平１１−３１０８９０号公報
【特許文献６】特開２００１−２５４１４９号公報
【特許文献７】特開２００２−２７５５８９号公報
【非特許文献１】伊藤ほか、「材料と環境」、Vol.50，No.6，28〜-291頁(2001)
【００１０】
以上のように、微生物が酸素を利用できる好気的な環境で、好気性微生物が存在する河川水、湖沼水などの淡水中で、微生物作用により起こる電位貴化に対する耐食性、特に最も発生しやすいすき間腐食に対して、淡水と接触する環境で使用するステンレス鋼の電位貴化を抑制し、すき間腐食を抑制する方法の開発が望まれている。
尚、本発明が対照とする淡水とは、河川水、湖沼水、地下水、雨水や、これらを利用する上下水道水、工業用水、農業用水、冷却水などの、海水（塩素イオン濃度１９０００ｍｇ／Ｌ）と比較して塩素イオン濃度が低い水のことである。したがって、純水から河口付近の河川水までの塩素イオン濃度を想定しており、塩素イオン濃度が０ｍｇ／Ｌ以上、１０００ｍｇ／Ｌ以下である水を、本発明では淡水として記載する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
河川水、湖沼水などの塩濃度の低い淡水環境において使用するステンレス鋼で、好気性微生物の作用による自然電位（腐食電位や、Open Circuit Potentialとも呼ばれる）の貴化に起因する腐食、特に発生しやすいすき間腐食に対して、対策技術がいくつか提案されているものの、これらには以下のような課題がある。
【００１２】
まず特許文献１の、ステンレス鋼を６価のＣｒイオンと３価のＦｅイオンが存在する溶液中で通電により、電解酸化処理と電解還元処理を行うことで、ステンレス鋼の表面を改質し、電位貴化を抑制して腐食を防止しようとする技術についてであるが、ステンレス鋼に対してこのような電解処理を実施することは、多大なコストを生ずる原因となり、現実的でない。また、特許文献１では僅か３ヶ月間という短期間の浸漬試験で、電位貴化抑制と、耐すき間腐食性が向上に効果があったと記述されている。しかしながら、特許文献６に示されているように、十分な電位貴化の作用を調べるためには最低でも１年間以上の浸漬期間が必要であると考えられる。表面改質の効果が長期間維持されるということも実証されていない。
【００１３】
特許文献２および特許文献３の、ステンレス鋼が接する水の組成を変えたり、抗菌剤などの水処理剤を用いて腐食を抑制しようとする技術については、冷却水系など水量が限られている場合には適用可能と考えられるが、河川水や湖沼水に浸漬して用いる場合などには、水の組成を変えることは一般に困難であり、水処理剤の投入も難しい。
特許文献４の、ステンレス鋼組成に抗菌性が知られるＡｇを添加することにより、微生物作用を抑制して腐食を防止しようとする技術については、Ａｇを添加すると高価になること、そして耐食性が劣化することに大きな課題がある。また、Ａｇの抗菌作用が淡水環境の微生物に効果があって、微生物付着を本当に長期間防止できるのか全く証明されていない点にも課題がある。
【００１４】
特許文献５の、外部から電位を印加して、微生物作用による電位貴化を強制的に発生させず腐食を防止しようとする技術については、基本的に一般に実施されている電気防食である。電位印加のための設備コストが必要となる他、電位印加装置の運転と維持管理にもコストがかかる。したがって、長期間の使用では大幅なコスト増加となる課題がある。
【００１５】
特許文献６および特許文献７は、実際の河川水、湖沼水中にステンレス鋼での試験片を浸漬した場合の、貴化した自然電位の実測データを元に、貴化した自然電位の実測値よりも高い値のすき間腐食再不働態化電位（ＥＲ，ＣＲＥＶ）を持つ、耐すき間腐食性の淡水用ステンレス鋼についてである。
特許文献６は、オーステナイト系ステンレス鋼に関するものである。鋼中のＮｉ含有量を１０〜１５％に規定している。Ｎｉは高価な元素であるため、Ｎｉ含有量を１０％より下げて安価にできることが望ましい。
特許文献７はフェライト系ステンレス鋼に関するものであり、Ｎｉ含有量も低く低価格である。しかし、淡水で一般に使用されているＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６Ｌのようなオーステナイト系ステンレス鋼と比べると、フェライト系ステンレス鋼は耐すき間腐食性に劣ると考えられており、使用実績が少なく使用は限られたものとなる。
【００１６】
そこで本発明は、このような塩濃度の低い淡水環境に適用可能な耐すき間腐食性に優れた淡水用ステンレス鋼に関するものであって、河川水・湖水・地下水貯蔵用タンク類、河川水・湖水・地下水輸送用パイプ類、河口堰、水門、工業用水・農業用水利用設備、上水・下水処理設備、温度調節用循環水設備、産業排水処理設備などの設備材料として使用され、当該設備の長寿命化・安全性などを長期にわたってメンテナンスフリーで確保することを可能する淡水用ステンレス鋼を提供するものである。
具体的には、淡水環境で汎用されるオーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３０４（１８％Ｃｒ８％Ｎｉ）の基本組成をベースとして、新たな金属元素を添加することにより微生物作用による電位貴化を抑制し、耐すき間腐食性に優れ、且つ経済性にも優れた、淡水と接触する環境で使用するステンレス鋼の電位貴化抑制方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
ステンレス鋼の電位貴化は、酸素を利用できる好気的な環境で、微生物が存在する河川水、湖沼水、地下水などの淡水中や、海水中などで共通して起こる現象である。好気性微生物が極僅かでも存在すれば、増殖等により電位貴化が生じる。
特許文献６では、河川水・湖水にＳＵＳ３０４を浸漬した場合の自然電位の経時変化を報告している。いずれの河川水・湖水中においても自然電位は、浸漬時間の経過と共に貴な電位に貴化し、概ね１〜２年でほぼ一定値に貴化して落ち着くことが報告されている。      
【００１８】
実環境では約＋４００ｍＶ（飽和塩化カリウム入り銀−塩化銀電極基準）程度まで自然電位が貴化することが報告されている。また、微生物作用がないイオン交換水中では、ＳＵＳ３０４鋼を浸漬した場合の自然電位が約＋１００〜＋１５０ｍＶ（飽和塩化カリウム入り銀−塩化銀電極基準）であることも報告されている。この相違は微生物の電位貴化作用によるものである。
同様に非特許文献１では、自然海水中でも微生物作用により、ＳＵＳ３０４の自然電位が＋４００ｍＶ（飽和塩化カリウム入り銀−塩化銀電極基準）程度まで貴化することも報告されている。なお、本発明で記載する電位値は全て飽和塩化カリウム入り銀−塩化銀電極基準で測定した値である。
従って、ＳＵＳ３０４の自然電位の貴化は、淡水、海水で共通して起こる現象である。      
【００１９】
例えば、淡水用ステンレス鋼として汎用されているＳＵＳ３０４を河川水、湖沼水に浸漬すると１〜２年間で電位は貴化するが、腐食はなかなか起こらない。実際の構造物等でＳＵＳ３０４を使用する場合、数十年間以上の長期間にわたって使用されることを考えると、実使用と相当する期間、浸漬試験を行なって耐食性を評価することは、容易ではない。
【００２０】
そこで本発明者らは、上述の観点から、淡水中よりも厳しい腐食環境であり、かつ電位貴化が起こる自然海水中に、約２年間の長期間にわたってすき間構造を有する種々のステンレス鋼試験材を浸漬して、その自然電位（自然ポテンシャルと呼ぶ）測定を継続して行なうと共に、耐食性を評価することにした。海水中で浸漬試験することで、淡水よりも劣悪な腐食環境で耐食性を評価することにより、淡水での使用に十分な耐食性を発揮できるステンレス鋼を見出すことが可能と考えたからである。
【００２１】
そして浸漬試験完了後、種々のステンレス鋼の耐食性評価を行なった。鋭意検討の結果、基本組成が３０４系のステンレス鋼の鋼中に、Ｍｏ、またはＭｏに加えてＣｕ，Ｖの１種または２種を添加するか、若しくはＣｕ、またはＣｕおよびＶ、またはＶおよびＴｉを添加することにより、３０４系ステンレス鋼で生ずる微生物作用による電位貴化を抑制でき、良好な耐食性が確保できることを見出した。そこで適切な上記元素の組み合わせ添加量の特定により本発明を完成した。
【００２２】
すなわち、本発明の要旨とするところは以下の通りである。
（１）質量％で、
Ｃ  ：０．００４〜０．０５％、  Ｓｉ：０．０１〜１％、
Ｍｎ：０．１〜２％、            Ｐ  ：０．０３％以下、
Ｓ  ：０．０１％以下、          Ｃｒ：１７〜２０％、
Ｎｉ：７．５〜１０％、          Ａｌ：０．０５％以下、
Ｎ  ：０．１〜０．３％、        Ｏ  ：０．００５％以下
を含有し、さらに下記の１群の元素または２群の元素のいずれかを含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなるステンレス鋼を、好気性微生物を含む、塩素イオン濃度が０ｍｇ／Ｌ以上１０００ｍｇ／Ｌ以下の淡水と接触させ、自然電位を飽和塩化カリウム入り銀−塩化銀電極基準で＋１５０ｍＶ以下に維持することを特徴とするステンレス鋼の電位貴化抑制方法。
１群：Ｍｏ：０．５〜４％、
または、Ｍｏ：０．５〜４％に加え、Ｃｕ：０．５〜２％、
Ｖ  ：０．５〜３％の１種または２種。
２群：Ｃｕ：０．５〜２％、
または、Ｃｕ：０．５〜２％およびＶ：０．５〜３％、
または、Ｔｉ：０．０１〜０．４％およびＶ：０．５〜１．５％。
【発明の効果】
【００２３】
本発明により、淡水での耐微生物腐食性を大幅に改善することが可能となり、淡水中で使用できる、微生物作用による自然電位の貴化を抑制する、耐すき間腐食性に優れ、且つ経済性にも優れた、ステンレス鋼の電位貴化抑制およびすき間腐食防止が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を詳細に説明する。
特許文献６では、実際のいくつかの河川水・湖沼水にＳＵＳ３０４鋼を浸漬した場合の自然電位の経時変化を報告している。いずれの河川水・湖水中においても浸漬時間の経過とともに貴な電位に貴化し、概ね１〜２年でほぼ一定値に貴化して落ち着くことが報告されている。実測値では約＋４００ｍＶ（飽和塩化カリウム入り銀−塩化銀電極基準）程度まで自然電位が貴化することが報告されている。
【００２５】
これに対して滅菌したイオン交換水中では、自然電位を測定すると約＋１００〜＋１５０ｍＶ（飽和塩化カリウム入り銀−塩化銀電極基準）である。この自然電位の相違は、微生物の電位貴化作用に起因するものである（特許文献６）。また自然海水中でも、河川水や湖沼水と同様に、微生物作用により、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の自然電位が約＋４００ｍＶ程度まで貴化することもわかっている（非特許文献１）。したがって、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の電位貴化は、淡水、海水で共通して起こる現象である。
【００２６】
次に本発明者らは、上記知見に基づき、塩素濃度が高く、淡水中よりも厳しい腐食環境である自然海水中に、約２年間の長期間にわたってすき間構造を有する種々のステンレス鋼試験材を浸漬して、その自然電位（自然ポテンシャルと呼ぶ）測定を継続して行なった。試験材の形状を図１に示す。
【００２７】
同一組成のステンレス鋼である、３０ｗ×３０ｌ×２ｔｍｍ寸法の小試験片１及び５０ｗ×９０ｌ×４ｔｍｍ寸法の大試験片２を１組として、これらの全面を湿式研磨（６００番）し、５０℃の３０％−硝酸溶液中に１時間浸漬し、不動態化処理を施し、水洗の後、風乾した。次いで、５０ｗ×９０ｌｍｍの大試験片の上端にエナメル被覆銅線３をハンダ接続により固定し、シリコンシーラントにより絶縁被覆した。その後、海水を試験面に塗布した状態で図１のように、ポリカーボネイト製のボルト４、ナット５、ワッシャー６を用いて組み立てた。
【００２８】
このようにして組み立てた試験片を自然海水を連続して取り込む海水試験槽の海水中に浸漬した。約２年間、その自然電位（自然ポテンシャルと呼ぶ）測定を継続して行なった。参照電極には飽和ＫＣｌ  Ａｇ／ＡｇＣｌ電極を用いた。
上記のような海水浸漬試験により、ＳＵＳ３０４の自然電位は特許文献６で河川水・湖沼水で実測したのと同レベルの約＋４００ｍＶ（飽和ＫＣｌ  Ａｇ／ＡｇＣｌ）まで貴化した。
【００２９】
これに対して、鋼中にＭｏを添加させたステンレス鋼は、含有しないステンレス鋼と比較して、自然電位の貴化が大幅に抑制されることを本発明者らは見出した。さらに、電位貴化が抑制されることで優れた耐食性を示すことも見出した。
同様に、鋼中にＭｏに加えて、Ｃｕ，Ｖの１種または２種を併せて添加させたステンレス鋼について、電位貴化の抑制効果と優れた耐食性を見出した。更には、Ｍｏを添加しなくても、Ｃｕ、またはＣｕおよびＶ、またはＴｉおよびＶを添加させたステンレス鋼について、電位貴化の抑制効果と優れた耐食性を見出した。
本発明者らは、かかる知見に基づいて淡水での使用に十分耐え得るステンレス鋼の含有すべき元素とその量を限定し、本発明を完成させた。
【００３０】
以下に本発明の構成要件の限定理由を述べる。
Ｃは、ステンレス鋼の耐食性に有害であるが、強度の観点からある程度の含有量は必要である。０．００４％未満の極低Ｃ量では製造コストが高くなる。また、０．０５％を超えると耐食性を大幅に劣化させるため、０．００４〜０．０５％とした。
【００３１】
Ｓｉは、耐食性に影響を及ぼさない範囲で熱間圧延可能な通常のステンレス鋼の成分範囲としてＳｉ量を１％以下とした。また、Ｓｉ量が０．０１％未満では製造コストが高くなることから、０．０１％以上とした。
【００３２】
Ｍｎは、オーステナイト安定化元素であり、高価なＮｉの代替として添加することが可能であるが、２％超では耐食性向上に効果がなく、Ｍｎ量の上限として２％以下とした。また、Ｍｎ量が０．１％未満では製造コストが高くなることから０．１％以上とした。
【００３３】
Ｐは、耐食性および熱間加工性の観点から少ないことが望ましい。０．０３％を超えると熱間加工性が極端に劣化するため、Ｐ量は０．０３％以下とした。
【００３４】
Ｓは、耐食性よりも熱間加工性に著しく影響する元素で、その量は低いほど良い。そこでＳ量は０．０１％以下とした。
【００３５】
Ｃｒは、本発明のステンレス鋼の基本成分であり、自然河川水中で良好な耐すきま腐食性を得るには１７％以上の添加が必要である。Ｃｒ量が多いほど耐食性は向上するが、２０％を超える場合には製造性がやや困難になり、経済的にも高価となる。よってＣｒ量の範囲を１７〜２０％に限定した。
【００３６】
Ｎｉは、Ｃｒと共に本発明のステンレス鋼の基本成分である。ステンレス鋼の厚板製造を容易にするために金属組織をオ−ステナイト相にする必要があり、Ｎｉ添加は必須である。本発明鋼をオ−ステナイト相にするための最低限のＮｉ量は７．５％である。また、Ｎｉ量が多すぎると価格が高くなる。経済的にも安価でオ−ステナイト相を保つＮｉ量の上限として１０％とした。
【００３７】
Ａｌは、脱酸剤として０．０５％以下の範囲で添加される。０．０５％を超えると耐すきま腐食性や熱間加工性を劣化させる。よってＡｌ量の範囲を０．０５％以下とした。
【００３８】
Ｎは、強いオーステナイト形成元素であると同時に、ステンレス鋼に発生したすきま腐食の進行を阻害する元素でもある。安定した耐食性を得るためには少なくとも０．１％以上のＮ量が必要である。また０．３％を超える添加は製鋼上、非常に困難であり、かつステンレス鋼の熱間加工性を劣化させる。よってＮ量の範囲を０．１〜０．３％と限定した。
【００３９】
Ｏも、Ｓと同様に熱間加工性に著しく影響する元素であり、低いほど良い。Ｏは通常のステンレス鋼製鋼法で得られる０．００５％以下と限定した。
【００４０】
Ｍｏは、耐孔食性向上作用がある。特に塩化物イオン濃度が高くなる恐れのある環境では、孔食成長抑制に重要な元素である。上記、１７〜２０％のＣｒと７．５〜１０％のＮｉと共に、０．５〜４％の範囲でＭｏのみを単独で、あるいはＶ，Ｃｕと共存して添加することにより耐食性を向上させる。０．５％未満では耐食性が不十分となるが、４％を超えると耐食性の改善効果が飽和するし、かつ高価となる。経済性を重視すると、更に好ましくは０．５〜２％である。
【００４１】
Ｖは、Ｔｉと同様に炭化物を作りやすく、結晶粒を微細化し、耐粒界腐食性を向上させる作用がある。上記１７〜２０％のＣｒと７．５〜１０％のＮｉと共に、０．５〜３％のＶをＭｏ，Ｃｕと共存して添加することにより、耐食性を向上させる。また、０．５〜１．５％の範囲でＴｉと共存して添加することにより耐食性を向上させる。
Ｖが０．５％未満の添加では十分な耐食性は得られない。Ｔｉと共存して添加する場合には、１．５％を超えて添加すると耐食性を悪化させる。またＭｏ，Ｃｕと共存して添加する場合には、３％を超えて添加すると熱間加工性が著しく劣化し、鋼製造が困難となり、経済的にも高価となる。経済性を重視すると、Ｍｏ，Ｃｕと共存して添加する場合、より好ましくは０．５〜２％である。
【００４２】
Ｃｕは、Ａｇと同じく抗菌作用が知られる。また、オーステナイト化を促進する元素でもある。上記１７〜２０％のＣｒと７．５〜１０％のＮｉと共に、０．５〜２％のＣｕをＭｏあるいはＶと共存して添加することにより、耐食性を向上させる。０．５％未満の添加では十分な耐食性は得られない。また２％を超えて添加すると耐食性を劣化させる他、経済的にも高価となる。
【００４３】
Ｔｉは、耐食性を有効に向上させ得る元素である。ＴｉはＶと同様に炭化物を作りやすく、耐粒界腐食性を向上させる作用がある。上記１７〜２０％のＣｒと７．５〜１０％のＮｉと共に、０．０１〜０．４％のＴｉをＶと共存して添加することにより、耐食性を向上させる。なお０．０１％未満の添加では十分な耐食性は得られない。また０．４％を超えて添加すると耐食性が劣化する他、経済的に高価となる。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
表１は本発明鋼及び比較鋼の化学組成を示す。比較鋼として、表１の試料番号１のＳＵＳ３０４（１８％Ｃｒ８％Ｎｉ）を用いた。比較鋼であるＳＵＳ３０４の基本組成をベースに、新たな金属元素を添加することで試験材を作成した。
【００４５】
【表１】
2005179699.tif 000002
【００４６】
各試験材は、次のように作製した。
それぞれ鋼中含有成分の重量割合が目的の値になるように原料を秤量後、電気炉真空溶解法によって溶解し鋳型に鋳込み、インゴットを作製した。その後、１１５０〜１２５０℃で０．５〜１時間のソ−キング処理を施し、再び１２５０℃に加熱し、板厚６ｍｍまで熱間圧延を行ない、１１００℃で３０分加熱後、水焼き入れの固溶化熱処理を行ない、図１に示したすきま腐食試験片を作製し、浸漬試験に供した。
【００４７】
浸漬試験は、淡水と同様に電位貴化が起こり、かつ淡水中よりも腐食が加速されて起こることから、自然海水を連続的に流入させている海水槽中の海水へ浸漬することで実施した。そして経時的に試験片の自然電位を測定した。参照電極には飽和ＫＣｌ  Ａｇ／ＡｇＣｌ電極を用いた。約２年間浸漬試験を行ない、試験終了後、試験片の腐食によるすき間腐食試験片を構成する大小試験片の重量減少量、および大試験片に存在した最大腐食深さを測定した。
【００４８】
表１の試料番号１から１４について、自然電位の平均値と腐食による重量減少量の測定結果を、すき間腐食試験片を構成した大小試験片について、図２，図３に示す。また、自然電位の平均値と大試験片に存在した最大腐食深さの測定結果を図４に示す。
また、表１の試料番号１（比較鋼）および試料番号１５から２８について、自然電位の平均値と腐食による重量減少量の測定結果を、すき間腐食試験片を構成した大小試験片について、図５，図６に示す。また、自然電位の平均値と大試験片に存在した最大腐食深さの測定結果を図７に示す。
以上の結果から、鋼中へのＭｏ添加により微生物作用による電位貴化を抑制できること、さらに耐食性を向上できることが明らかになった。また、Ｍｏに加えて、鋼中へＣｕ，Ｖの１種または２種を合わせて添加することにより、微生物作用による電位貴化を抑制できること、さらに耐食性を向上できることも明らかになった。
【００４９】
表１の試料番号１（比較鋼）および試料番号２９から３６について、自然電位の平均値と腐食による重量減少量の測定結果を、すき間腐食試験片を構成した大小試験片について、図８，図９に示す。また、自然電位の平均値と大試験片に存在した最大腐食深さの測定結果を図１０に示す。
以上の結果から、鋼中へのＣｕ添加により微生物作用による電位貴化を抑制できること、さらに耐食性を向上できることが明らかになった。また、鋼中へＣｕとＶを組み合わせて添加することにより、微生物作用による電位貴化を抑制できること、さらに耐食性を向上できることも明らかになった。
【００５０】
表１の試料番号１（比較鋼）および試料番号３７から４５について、自然電位の平均値と腐食による重量減少量の測定結果を、すき間腐食試験片を構成した大小試験片について、図１１，図１２に示す。また、自然電位の平均値と大試験片に存在した最大腐食深さの測定結果を図１３に示す。
以上の結果から、鋼中へのＴｉとＶの組み合わせ添加により微生物作用による電位貴化を抑制できること、さらに耐食性を向上できることが明らかになった。
【００５１】
表１の試料番号１（比較鋼）および試料番号４６から５７について、自然電位の平均値と腐食による重量減少量の測定結果を、すき間腐食試験片を構成した大小試験片について、図１４，図１５に示す。また、自然電位の平均値と大試験片に存在した最大腐食深さの測定結果を図１６に示す。
以上の結果から、１７〜２０％Ｃｒおよび７．５〜１０％Ｎｉを含有するステンレス鋼において、微生物作用による電位貴化を＋１５０ｍＶ以下に抑制し維持できること、さらに耐食性を向上できることが明らかになった。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】浸漬試験に使用した、すきま腐食試験片を示した図である。
【図２】試料番号１から１４について、自然電位の平均値と大試験片の腐食による重量減少量の測定結果を示した図である。
【図３】試料番号１から１４について、自然電位の平均値と小試験片の腐食による重量減少量の測定結果を示した図である。
【図４】試料番号１から１４について、自然電位の平均値と大試験片の最大腐食深さの測定結果を示した図である。
【図５】試料番号１５から２８について、自然電位の平均値と大試験片の腐食による重量減少量の測定結果を示した図である。
【図６】試料番号１５から２８について、自然電位の平均値と小試験片の腐食による重量減少量の測定結果を示した図である。
【図７】試料番号１５から２８について、自然電位の平均値と大試験片の最大腐食深さの測定結果を示した図である。
【図８】試料番号２９から３６について、自然電位の平均値と大試験片の腐食による重量減少量の測定結果を示した図である。
【図９】試料番号２９から３６について、自然電位の平均値と小試験片の腐食による重量減少量の測定結果を示した図である。
【図１０】試料番号２９から３６について、自然電位の平均値と大試験片の最大腐食深さの測定結果を示した図である。
【図１１】試料番号３７から４５について、自然電位の平均値と大試験片の腐食による重量減少量の測定結果を示した図である。
【図１２】試料番号３７から４５について、自然電位の平均値と小試験片の腐食による重量減少量の測定結果を示した図である。
【図１３】試料番号３７から４５について、自然電位の平均値と大試験片の最大腐食深さの測定結果を示した図である。
【図１４】試料番号４６から５７について、自然電位の平均値と大試験片の腐食による重量減少量の測定結果を示した図である。
【図１５】試料番号４６から５７について、自然電位の平均値と腐食による小試験片の重量減少量の測定結果を示した図である。
【図１６】試料番号４６から５７について、自然電位の平均値と大試験片の最大腐食深さの測定結果を示した図である。
【符号の説明】
【００５３】
１：小試験片
２：大試験片
３：エナメル被覆銅線
４：ボルト
５：ナット
６：ワッシャー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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