(57)【要約】【課題】港湾構造物や造船、海水淡水化設備に代表される各種用途で使用される耐海水腐食性に優れたステンレスクラッド鋼板を提供する。【解決手段】合せ材と母材とを有し、板厚が３０〜７０ｍｍのステンレスクラッド鋼板であって、合せ材の成分組成は下記式（１）を満足し、合せ材の素材部及び合せ材の溶接部ともに、ＪＩＳ  Ｇ０５７８−２０００に規定する孔食発生臨界温度（ＣＰＴ）が６０℃以上であり、母材の成分組成において下記式（２）で表される炭素当量Ｃｅｑが０．３５〜０．４５％であり、母材は、ベイナイト相の面積率が８０％以上の組織を有することを特徴とする耐海水腐食性に優れたステンレスクラッド鋼板とする。Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋１６Ｎ≧４０  （１）Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４  （２）式（１）及び式（２）における各元素記号は各元素の含有量（質量％）を表す。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
合せ材と母材とを有し、板厚が３０〜７０ｍｍのステンレスクラッド鋼板であって、
前記合せ材は、質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：０．０２〜１．５０％、Ｍｎ：０．０２〜２．０％、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎｉ：２２．０〜２５．０％、Ｃｒ：２２．０〜２６．０％、Ｍｏ：３．５〜５．０％、Ｎ：０．１０〜０．２５％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、さらに、下記式（１）を満足し、
前記合せ材の素材部及び前記合せ材の溶接部ともに、ＪＩＳ  Ｇ０５７８−２０００に規定する孔食発生臨界温度（ＣＰＴ）が６０℃以上であり、
前記母材は、質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１０％、Ｓｉ：０．１０〜０．４０％、Ｍｎ：１．２〜１．８％、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：０．００５〜０．０５０％、Ｎｂ：０．０１〜０．０４％、Ｔｉ：０．００３〜０．０５０％、Ｎ：０．００１〜０．００８％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、さらに、下記式（２）で表される炭素当量Ｃｅｑが０．３５〜０．４５％であり、
前記母材は、ベイナイト相の面積率が８０％以上の組織を有することを特徴とする耐海水腐食性に優れたステンレスクラッド鋼板。
Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋１６Ｎ≧４０  （１）
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４  （２）
式（１）及び式（２）における各元素記号は各元素の含有量（質量％）を表す。
【請求項２】
前記母材は、さらに、質量％でＮｉ：１％以下、Ｃｒ：０．５％以下、Ｍｏ：０．５％以下、Ｃｕ：０．５％以下及びＶ：０．１％以下の一種または二種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載の耐海水腐食性に優れたステンレスクラッド鋼板。
【請求項３】
前記合せ材は、さらに、質量％で、Ｂ：０．００１０〜０．００５５％を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の耐海水腐食性に優れたステンレスクラッド鋼板。
【請求項４】
前記合せ材は、さらに、質量％で、Ｃｕ：０．２０％以下を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の耐海水腐食性に優れたステンレスクラッド鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、港湾構造物や造船、海水淡水化設備に代表される各種用途で使用される耐海水腐食性に優れたステンレスクラッド鋼板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業設備と構造物は、耐久性を有すること、長寿命であること、メンテナンスフリ−であることが求められる。ステンレス鋼板はこれらのニ−ズに適合した材料として注目を集めている。一方で、ステンレス鋼板の原料であるＮｉやＭｏ、Ｃｒに代表される合金元素は、価格の高騰や価格の上下動があるため、素材を１００％ステンレス鋼板とすると製造コストが高くなり過ぎる。そこで、無垢のステンレス鋼板に代わり、ステンレスクラッド鋼板が、最近、注目されている。ステンレスクラッド鋼板によれば、ステンレス鋼板の優れた耐食性をより経済的に利用できる。また、ステンレスクラッド鋼板の価格は、無垢のステンレス鋼板と比較して安価で安定している。
【０００３】
ステンレスクラッド鋼板とは、ステンレス鋼から構成される合せ材と、普通鋼から構成される母材とを接合した複合鋼材である。このクラッド鋼は、異種金属を金属学的に接合させたもので、めっきとは異なり剥離する心配がない。また、クラッド鋼は単一の金属および合金では達し得ない新たな特性を持つ。例えば、ステンレスクラッド鋼板は、ステンレス鋼の使用量が少なくてすみ、かつ、無垢材（全厚ステンレス鋼）と同等の耐食性を確保できるとともに、母材である普通鋼の持つ特性も有する。このため、ステンレスクラッド鋼板を用いれば、経済性と機能性が両立できる。
【０００４】
以上から、ステンレスクラッド鋼板は非常に有益な機能性鋼材であると考えられており、近年そのニ−ズが各種産業分野で益々高まっている。特に、海水と接する環境で使用される港湾構造物や造船、浮体式海洋石油・ガス生産貯蔵積出設備（以下「ＦＰＳＯ」と云う。ＦＰＳＯ:Ｆｌｏａｔｉｎｇ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，Ｓｔｏｒａｇｅ  ａｎｄ  Ｏｆｆｌｏａｄｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）、海水淡水化設備等に代表される厳しい海水腐食環境下で、ステンレスクラッド鋼板を使用する場合、ステンレスクラッド鋼板は、耐海水腐食性が要求される。
【０００５】
ステンレス鋼板の不動態皮膜は塩化物イオンにより破壊されやすく、その腐食形態は孔食（Ｐｉｔｔｉｎｇ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）またはすきま腐食（Ｃｒｅｖｉｃｅ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）の形態をとる。一方、硫酸やふっ酸などに代表される酸中では、ステンレス鋼の腐食形態が全面腐食を呈するのに対し、海水中では局部腐食となる。従って、海水腐食環境下で使用されるステンレスクラッド鋼板は、局部腐食の起点を防止する特性（特に耐孔食性）を有することが求められる。
【０００６】
ステンレス鋼の耐孔食性、耐すきま腐食性は鋼中のＣｒ含有量、Ｍｏ含有量、Ｎ含有量に影響される。一般的に孔食指数（ＰＩ：Ｐｉｔｔｉｎｇ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  ＩｎｄｅｘあるいはＰＲＥ：Ｐｉｔｔｉｎｇ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）としてＣｒ（質量％）＋３．３Ｍｏ（質量％）＋１６Ｎ（質量％）やＣｒ（質量％）＋３Ｍｏ（質量％）＋１０Ｎ（質量％）などで整理され、孔食指数が高いほど、耐孔食性等に優れると評価される。
【０００７】
ステンレスクラッド鋼板の製造においては、通常、母材の機械的性質と合せ材の耐食性を両立するため、焼ならしや固溶化熱処理が行われている。ステンレス鋼から構成される合せ材は、不適切な熱処理や溶接による熱影響部のような熱履歴を受けると、耐食性が著しく低下する場合がある。その原因の一つは、ステンレス鋼が熱履歴を受けると、炭化物やσ相などの金属間化合物が析出することにある。ステンレスクラッド鋼板が受ける熱履歴は、ステンレスクラッド鋼板の板厚により変化し、特に３０ｍｍ以上のステンレスクラッド鋼板においては冷却速度が低くなり、より炭化物やσ相などの金属間化合物が析出しやすくなる。
【０００８】
一方、母材の素材である炭素鋼は、合せ材の素材であるステンレス鋼の耐食性を確保するため、高温での固溶化熱処理を行うと、結晶粒径の粗大化により機械的性質が低下する場合がある。
【０００９】
特許文献１には、合せ材の耐食性を確保するために行われる固溶化熱処理後の焼戻しを省略しても母材の機械的性質を満足することを目的とし、母材成分を調整し、また１０００〜１１８０℃で加熱し、１００℃／分以下の速度で１０５０℃以下まで徐冷し、その後急冷することで固溶化熱処理ままで機械的性質を満足させる技術が開示されている。
【００１０】
特許文献２には、焼入れ焼戻しによって製造されるクラッド鋼の合せ材の耐食性と母材の機械的性質を両立することを目的とし、母材成分を調整し、９００〜１１００℃から焼入れし、５５０〜６５０℃で焼戻しを行うことで母材の素材部と母材の溶接熱影響部の機械的性質を満足させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−６１６５５号公報
【特許文献２】特開２００９−１８５３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１の方法では、製造途中に徐冷を行うことから製造能率が悪いという問題がある。
【００１３】
特許文献２に示される９００〜１１００℃の焼入れを、孔食指数Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋１６Ｎが４０以上である高耐食性ステンレス鋼を用いた場合に採用すると、σ相やΧ相などの金属間化合物を固溶するには十分ではなく、耐食性が低下する問題がある。
【００１４】
以上の通り、従来技術では、実用的な製造能率を確保する場合、耐食性、特に耐海水腐食性が、十分であるとは言えず、ステンレスクラッド鋼板のさらなる改良が求められる。
【００１５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、港湾構造物や造船、海水淡水化設備に代表される各種用途で使用される耐海水腐食性に優れたステンレスクラッド鋼板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
通常、クラッド鋼（本発明のステンレスクラッド鋼板に相当）の熱処理は、母材の機械的性質確保の観点から、加熱温度を変態点直上として加熱オーステナイト粒径を微細に保つため、９００〜９５０℃程度で行われる。この場合、上述のように炭化物や金属間化合物等析出物によりステンレス鋼の耐食性が低下する問題がある。クラッド鋼合せ材の耐食性確保を前提とすれば、これら析出物を完全に固溶する高温から急冷する必要がある。このように析出物が完全に固溶するまでの加熱したときの母材の加熱オーステナイト粒径は著しく大きくなるため、通常の熱処理と比較して焼入れ性が非常に大きくなるが、このような粗大なオーステナイトからの変態挙動はほとんど知られていない。
【００１７】
本発明者らは、上記課題を解決するため、特に１１５０〜１２００℃といった高温からの母材の変態挙動に着目して鋭意研究を重ねた。その結果、このような特殊な条件下で所定の母材機械的性質を得るための、最適なＣｅｑとベイナイト分率を知見した。本発明はこの知見をもとに完成したものである。本発明者らは、合せ材の成分組成、母材の成分組成及び組織を調整するとともに、合せ材の素材部及び合せ材の溶接部の孔食発生臨界温度（ＣＰＴ）を特定の範囲に調整することで上記課題を解決できることを見出すに至った。
【００１８】
本発明の要旨は以下のとおりである。
【００１９】
［１］合せ材と母材とを有し、板厚が３０〜７０ｍｍのステンレスクラッド鋼板であって、前記合せ材は、質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：０．０２〜１．５０％、Ｍｎ：０．０２〜２．０％、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎｉ：２２．０〜２５．０％、Ｃｒ：２２．０〜２６．０％、Ｍｏ：３．５〜５．０％、Ｎ：０．１０〜０．２５％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、さらに、下記式（１）を満足し、前記合せ材の素材部及び前記合せ材の溶接部ともに、ＪＩＳ  Ｇ０５７８−２０００に規定する孔食発生臨界温度（ＣＰＴ）が６０℃以上であり、前記母材は、質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１０％、Ｓｉ：０．１０〜０．４０％、Ｍｎ：１．２〜１．８％、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：０．００５〜０．０５０％、Ｎｂ：０．０１〜０．０４％、Ｔｉ：０．００３〜０．０５０％、Ｎ：０．００１〜０．００８％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、さらに、下記式（２）で表される炭素当量Ｃｅｑが０．３５〜０．４５％であり、前記母材は、ベイナイト相の面積率が８０％以上の組織を有することを特徴とする耐海水腐食性に優れたステンレスクラッド鋼板。
Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋１６Ｎ≧４０  （１）
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４  （２）
式（１）及び式（２）における各元素記号は各元素の含有量（質量％）を表す。
【００２０】
ここで、合せ材の素材部とは、合せ材で溶接の熱影響を受けていない領域のことを指す。また、合せ材の溶接部とは、合せ材の溶接熱影響部のことを指す。
【００２１】
［２］前記母材は、さらに、質量％でＮｉ：１％以下、Ｃｒ：０．５％以下、Ｍｏ：０．５％以下、Ｃｕ：０．５％以下及びＶ：０．１％以下の一種または二種以上を含有することを特徴とする［１］に記載の耐海水腐食性に優れたステンレスクラッド鋼板。
【００２２】
［３］前記合せ材は、さらに、質量％で、Ｂ：０．００１０〜０．００５５％を含有することを特徴とする［１］または［２］に記載の耐海水腐食性に優れたステンレスクラッド鋼板。
【００２３】
［４］前記合せ材は、さらに、質量％で、Ｃｕ：０．２０％以下を含有することを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載の耐海水腐食性に優れたステンレスクラッド鋼板。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、合せ材により付与される耐海水腐食性と、母材により付与される機械的特性を有するステンレスクラッド鋼板が得られる。本発明のステンレスクラッド鋼板は、港湾構造物やＦＰＳＯに代表される造船分野、淡水海水装置に代表される、耐海水腐食性が要求される用途に好適に用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００２６】
以下本発明の構成を説明する。本発明のステンレスクラッド鋼板は、合せ材と母材とを有し、この合せ材と母材により、耐海水腐食性と機械的特性とを両立できる。
【００２７】
＜合せ材＞
まず、合せ材について説明する。本発明において、合せ材の成分組成は下記式（１）を満足する。
Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋１６Ｎ≧４０  （１）
式（１）における各元素記号は各元素の含有量（質量％）を表す。また、本明細書において「Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋１６Ｎ」を「孔食指数（ＰＩ）」と表記する場合がある。
【００２８】
海水に晒される厳しい腐食環境においてＣｒ、Ｍｏ、Ｎで規定される孔食指数が高いほど耐孔食性に優れる。孔食指数が４０以上であると海水環境での孔食を抑止できる。海水環境での孔食が抑止できることは、耐海水腐食性を有することを意味する。また、極端に合金元素を添加し孔食指数を高くしても、得られる耐海水腐食性向上効果は小さく、経済的でないという理由で孔食指数は５５以下であることが好ましい。
【００２９】
また、本発明においては、合せ材の素材部、溶接部ともに、ＪＩＳ  Ｇ０５７８−２０００に規定する孔食発生臨界温度（ＣＰＴ）が６０℃以上である。
【００３０】
ステンレスクラッド鋼板は、その製造方法により合せ材の耐孔食性が変化する場合がある。具体的には、合せ材が不適切な熱履歴を受けると孔食指数（ＰＩ）が４０以上であっても耐孔食性が低下する。ＪＩＳ  Ｇ０５７８−２０００に規定する孔食発生臨界温度（ＣＰＴ）は海水環境における耐孔食性と良い相関があり、６０℃以上であると海水環境での孔食が抑止できる。したがって、孔食指数（ＰＩ）を調整するとともに、孔食発生臨界温度（ＣＰＴ）を調整することで、耐海水腐食性に優れたステンレスクラッド鋼板となる。
【００３１】
本発明において、合せ材は、質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：０．０２〜１．５０％、Ｍｎ：０．０２〜２．０％、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎｉ：２２．０〜２５．０％、Ｃｒ：２２．０〜２６．０％、Ｍｏ：３．５〜５．０％、Ｎ：０．１０〜０．２５％を含有することが好ましい。なお、本明細書において成分の含有量を表す「％」は「質量％」を意味する。
【００３２】
Ｃ：０．０３０％以下
Ｃ含有量は耐食性、特に合せ材の溶接熱影響部の耐食性の観点から低いほど好ましい。具体的には、Ｃ含有量は０．０３０％以下であることが好ましい。より好ましくは、０．０２０％以下である。
【００３３】
Ｓｉ：０．０２〜１．５０％
Ｓｉは脱酸のため必要な成分である。その効果を得るためには、Ｓｉ含有量を０．０２％以上にすることが好ましい。しかし、Ｓｉ含有量が１．５０％を超えると熱間加工性が著しく低下する場合がある。このため、Ｓｉ含有量は０．０２〜１．５０％の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、０．０２〜０．６０％の範囲である。
【００３４】
Ｍｎ：０．０２〜２．０％
Ｍｎは脱酸のため必要な成分である。その効果を得るためには、Ｍｎ含有量を０．０２％以上にすることが必要である。しかし、Ｍｎ含有量が２．０％を超えると耐食性が低下する場合がある。このため、Ｍｎ含有量は０．０２〜２．０％の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、０．０２〜１．２０％の範囲である。さらに好ましくは、０．２０〜０．６０％の範囲である。
【００３５】
Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０３０％以下
Ｐ含有量、Ｓ含有量は熱間加工性の観点から低いほど好ましい。具体的には、Ｐ含有量が０．０４０％、Ｓ含有量が０．０３０％を超えると熱間加工性が損なわれる場合があるため、Ｐ含有量は０．０４０％以下、Ｓ含有量は０．０３０％以下が好ましい。
【００３６】
Ｎｉ：２２．０〜２５．０％
Ｎｉはオーステナイト相の安定性を高める元素である。主にＣｒおよびＭｏとのバランスにより、Ｎｉ含有量を２２．０％以上にすることが好ましい。一方、経済性および高Ｎｉ化に伴う熱間変形抵抗の増大を考慮してＮｉ含有量は２５．０％以下とすることが好ましい。よって、Ｎｉ含有量は２２．０〜２５．０％の範囲であることが好ましい。なお、オーステナイト相の安定性と経済性の両立の観点から、Ｎｉ含有量は２２．０〜２４．５％の範囲であることが好ましい。より好ましくは２２．５〜２４．５％の範囲である。
【００３７】
Ｃｒ：２２．０〜２６．０％
Ｃｒは合せ材の耐孔食性、耐隙間腐食性向上のために有効な元素である。本発明では、Ｃｒ含有量を２２．０％以上とすることが好ましい。一方、Ｃｒ含有量が２６．０％を超えると、合せ材として製造する際およびクラッド圧延時やその冷却時にσ相の析出が著しく促進され、熱間加工性が阻害されてしまう場合がある。またＣｒ含有量が２６．０％を超えると、溶接熱影響部でσ相の析出が促進され、耐食性が低下する場合がある。このため、Ｃｒ含有量は２２．０〜２６．０％の範囲とすることが好ましい。なお、耐孔食性、耐隙間腐食性の向上とσ相析出抑制の観点から、Ｃｒ含有量は２３．０〜２６．０％であることが好ましい。より好ましくは２４．０〜２５．５％の範囲である。
【００３８】
Ｍｏ：３．５〜５．０％
Ｍｏは耐孔食性、耐隙間腐食性向上のために有効な元素である。本発明では、Ｍｏ含有量を３．５％以上とすることが好ましい。一方、Ｍｏ含有量が５．０％を超えると、合せ材として製造する際およびクラッド圧延時やその冷却時にσ相の析出が著しく促進され、熱間加工性が阻害されてしまう場合がある。また、Ｍｏ含有量が５．０％を超えると、溶接熱影響部でσ相の析出が促進され、溶接熱影響部の耐食性が低下する場合がある。このため、Ｍｏ含有量は３．５〜５．０％の範囲が好ましい。なお、耐孔食性、耐隙間腐食性の向上とσ相析出抑制の観点から、好ましくは４．０〜５．０％の範囲であり、より好ましくは４．２〜４．８％の範囲である。
【００３９】
Ｎ：０．１０〜０．２５％
Ｎは耐孔食性を高める効果がある。その効果を得るためにＮ含有量を０．１０％以上とすることが好ましい。一方、Ｎ含有量が０．２５％を超えると熱間加工性が低下する場合がある。このため、Ｎ含有量は０．１０〜０．２５％とすることが好ましい。好ましくは０．１５〜０．２５％の範囲であり、より好ましくは０．１７〜０．２３％の範囲である。
【００４０】
また、合せ材は上記成分に加えて、Ｂ：０．００１０〜０．００５５％及びＣｕ：０．２０％以下の少なくとも１種を含むことが好ましい。
【００４１】
Ｂ：０．００１０〜０．００５５％
Ｂは耐食性、熱間加工性向上のため有効な元素である。これらの効果を得るためにＢ含有量を０．００１０％以上とすることが好ましい。一方、Ｂ含有量が０．００５５％を超えると耐食性、熱間加工性が低下する場合がある。よって、Ｂ含有量は０．００１０〜０．００５５％の範囲とすることが好ましい。より好ましくは０．００１５〜０．００３５％の範囲である。
【００４２】
Ｃｕ：０．２０％以下
Ｃｕ含有量は耐食性の観点から低いほど好ましい。そこで、Ｃｕ含有量は０．２０％以下であることが好ましい。より好ましくは、０．１０％以下である。さらに好ましくは０．０５以下である。
【００４３】
上記以外の残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物からなる。
【００４４】
＜母材＞
母材の成分組成において下記式（２）で表される炭素当量Ｃｅｑが０．３５〜０．４５％である。熱処理で母材の素材部および母材の溶接部の強度を確保するためには、Ｃｅｑを０．３５％以上とする必要がある。しかし、Ｃｅｑが０．４５％を超えると溶接性が低下し、また、ＨＡＺ靱性も低下する。このためＣｅｑは、０．３５〜０．４５％の範囲とする。
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４（％）      （２）
但し、元素記号は各元素の質量％を表し、含まない成分については「０」を代入する。
【００４５】
母材の成分組成は、炭素当量が上記範囲にあればよく、その他は限定されないが、本発明においては、母材は、質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１０％、Ｓｉ：０．１０〜０．４０％、Ｍｎ：１．２〜１．８％、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：０．００５〜０．０５０％、Ｎｂ：０．０１〜０．０４％、Ｔｉ：０．００３〜０．０５０％、Ｎ：０．００１〜０．００８％を含有することが好ましい。
【００４６】
Ｃ：０．０３〜０．１０％
Ｃは、鋼の強度を増加させるのに有用な元素である。本発明では強度を確保するため、Ｃ含有量は、０．０３％以上とすることが好ましい。一方、Ｃ含有量が０．１０％を超えると溶接性、靭性が低下する場合がある。そこで、Ｃ含有量は０．０３〜０．１０％の範囲が好ましい。より好ましくは０．０４〜０．０９％の範囲である。さらに好ましくは、０．０５〜０．０９％の範囲である。
【００４７】
Ｓｉ：０．１０〜０．４０％
Ｓｉは脱酸のため必要な成分であり、その効果を得るためには、Ｓｉ含有量を０．１０％以上とすることが好ましい。しかし、Ｓｉ含有量が０．４０％を超えると靭性が著しく低下する場合がある。このため、Ｓｉ含有量は０．１０〜０．４０％の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、０．１０〜０．３０％の範囲である。
【００４８】
Ｍｎ：１．２〜１．８％
Ｍｎは、鋼の強度を増加させるのに有用な元素である。本発明では強度を確保するため、Ｍｎ含有量は、１．２％以上とすることが好ましい。一方、Ｍｎ含有量が１．８％を超えると、靱性が著しく低下する場合がある。このため、Ｍｎ含有量は１．２〜１．８％の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、１．３〜１．７％の範囲である。さらに好ましくは、１．４〜１．７％の範囲である。
【００４９】
Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００５％以下
Ｐ含有量、Ｓ含有量は靭性の観点から低いほど好ましい。Ｐ含有量が０．０１５％、Ｓ含有量が０．００５％を超えると靭性が損なわれる場合がある。そこで、Ｐ含有量は０．０１５％以下、Ｓ含有量は０．００５％以下が好ましい。
【００５０】
Ａｌ：０．００５〜０．０５０％
Ａｌは、脱酸のために必要であり、その効果を得るためには、Ａｌ含有量を０．００５％以上とすることが好ましい。しかしＡｌ含有量が０．０５０％を超えると靭性が著しく低下する場合がある。このためＡｌ含有量は０．００５〜０．０５０％の範囲とすることが好ましい。より好ましくは０．０１〜０．０４％の範囲である。
【００５１】
Ｎｂ：０．０１〜０．０４％
ＮｂはＴｉ、Ｃ、Ｎと共に炭窒化物を形成し、熱処理時のオーステナイト粒の粗大化を抑制して靭性を向上させる効果があり、効果を発揮するために、Ｎｂ含有量を０．０１％以上にすることが好ましい。一方、Ｎｂ含有量が０．０４％を超えると、過剰に炭窒化物を生成し、かえって靭性が低下する場合がある。このため、Ｎｂ含有量は０．０１〜０．０４％の範囲とすることが好ましい。より好ましくは０．０２〜０．０４％の範囲である。
【００５２】
Ｔｉ：０．００３〜０．０５０％
ＴｉはＮと共に窒化物を形成し、またＮｂ、Ｃ、Ｎと共に炭窒化物を形成して、熱処理時のオーステナイト粒の粗大化を抑制して靭性を向上させる効果があり、効果を発揮するためにＴｉ含有量を０．００３％以上にすることが好ましい。一方、Ｔｉ含有量が０．０５０％を超えると、過剰に炭窒化物を生成し、かえって靭性が低下する場合がある。このため、Ｔｉ量は０．００３〜０．０５０％の範囲とすることが好ましい。より好ましくは０．００５〜０．０３０％の範囲である。
【００５３】
Ｎ：０．００１〜０．００８％
ＮはＴｉやＮｂと共に窒化物を形成して、熱処理時のオーステナイト粒の粗大化を抑制して靭性を向上させる効果があり、効果を発揮するためにＮ含有量を０．００１％以上にすることが好ましい。一方、Ｎ含有量が０．００８％を超えると、窒化物が多すぎたり、粗大化したりすることにより、むしろ靱性が低下する場合がある。そこで、Ｎ含有量は０．００１〜０．００８％の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、０．００３〜０．００６％の範囲である。
【００５４】
本発明においては、さらなる強度、靭性の改善を目的として、母材の成分組成が、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｖの１種または２種以上を含んでもよい。
【００５５】
Ｎｉ：１％以下
Ｎｉ、鋼の強度を増加させるのに有用な元素である。この効果を得るためにはＮｉ含有量を０．０１％以上とすることが好ましい。しかし、Ｎｉ含有量が１％を超えるとスラブ割れが発生しやすくなるため、Ｎｉを添加する場合は、Ｎｉ含有量を１％以下とする。
【００５６】
Ｃｒ：０．５％以下
Ｃｒは、鋼の強度を増加させるのに有用な元素である。この効果を得るためにはＣｒ含有量を０．０５％以上とすることが好ましい。しかし、Ｃｒ含有量が０．５％を超えると溶接性が低下するため、Ｃｒを添加する場合は、Ｃｒ含有量は０．５％以下の範囲とする。
【００５７】
Ｍｏ：０．５％以下
Ｍｏは焼入れ性を向上し、鋼の強度を増加させるのに有用な元素である。この効果を得るためにはＭｏ含有量を０．０１％以上とすることが好ましい。しかしＭｏ含有量が０．５％を超えると靭性が低下するため、Ｍｏを添加する場合は、Ｍｏ含有量は０．５％以下とする。
【００５８】
Ｃｕ：０．５％以下
Ｃｕは鋼の強度を増加させるのに有用な元素である。この効果を得るためにはＣｕ含有量を０．０１％以上とすることが好ましい。しかしＣｕ含有量が０．５％を超えるとスラブ割れが発生しやすくなるため、Ｃｕを添加する場合は、Ｃｕ含有量は０．５％以下とする。
【００５９】
Ｖ：０．１％以下
Ｖは鋼の強度を増加させるのに有用な元素である。この効果を得るためにはＶ含有量を０．００１％以上とすることが好ましい。しかし、Ｖ含有量が０．１％を超えると靱性が低下するので、Ｖを添加する場合は、Ｖ含有量を０．１％以下の範囲とする。
【００６０】
上記成分以外の残部はＦｅ及び不可避的不純物である。
【００６１】
ベイナイト相の面積率：８０％以上
母材組織はベイナイト相の面積率（ベイナイト分率という場合がある）を８０％以上とする。ベイナイト分率を８０％以上とすることで、強度と靭性を両立することができる。ベイナイト分率が８０％以上であれば、残部として含まれる組織による鋼板への影響を考慮する必要がない。鋼板のベイナイト分率が８０面積％未満の場合、フェライトやパーライト等の組織によって、強度と靭性を両立出来ないことがある。ベイナイト分率は高いほど好ましい。鋼板のベイナイト分率は、母材の成分：Ｃｅｑと製造方法によって変化する。Ｃｅｑが０．３５〜０．４５％において、非常に大きなオーステナイト粒から変態させる固溶化熱処理の場合、その冷却速度を１℃/ｓ以上、好ましくは１．５℃/ｓ以上とすることにより、ベイナイト分率を８０％以上とすることが可能である。
【００６２】
ベイナイト相の面積率は、圧延長手方向と平行な板厚断面を鏡面研磨したあと、エッチングにより現出させた金属組織について光学顕微鏡写真（倍率４００倍）を複数枚撮影し、画像解析により測定を行い、その平均値からベイナイト分率の平均値を求めることができる。
【００６３】
＜製造方法＞
本発明のステンレスクラッド鋼板は、母材の片面または両面に、ステンレス鋼である合せ材がクラッドされたものである。
【００６４】
以下に製造方法について説明する。ステンレスクラッド鋼板の合せ材となる素材および母材となる素材は、まず、所望の成分範囲を満たすように、常法等により溶製される。溶製された上記素材を用いクラッド圧延によりステンレスクラッド鋼板とする。圧延の際、加熱温度は、合せ材と母材の接合性を良好にするために、また、合せ材中のσ相を固溶させるために高温であることが好ましい。具体的に、加熱温度は１２００℃〜１２５０℃である。加熱温度が１２５０℃を超えると、加熱時のスケールによって表面疵が生じやすく、圧延後の手入れ負荷が増大する。
【００６５】
クラッド圧延後、合せ材中のσ相を固溶させるため固溶化熱処理を行うことで耐海水腐食性に優れたステンレスクラッド鋼板を製造することができる。固溶化熱処理温度は高温であることが好ましく、１１５０〜１２００℃である。加熱後の冷却速度はσ相の析出を抑制するため、１℃／秒以上とする。好ましくは５℃／秒以上である。
【００６６】
また、板厚は３０〜７０ｍｍである。板厚が３０ｍｍ以上であれば大型の構造物等への適用に適するという理由で好ましく、板厚が７０ｍｍ以下であれば高温加熱後に急冷する固溶化熱処理時の冷却速度が得やすく、高い耐食性を確保しやすいという理由で好ましい。
【実施例】
【００６７】
以下に、本発明の実施例を説明する。
【００６８】
表１、２に示す成分組成からなる炭素鋼（表１）とオ−ステナイト系ステンレス鋼（表２）を用いた。母材として板厚が１９０ｍｍの炭素鋼、合せ材として板厚１２ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼を組み合わせて、厚みが（１９０＋１１＋１１＋１９０）ｍｍのスラブを組み立てた。
【００６９】
次いで、１２００℃の加熱、１０００℃の熱間仕上げ圧延を行い、母材板厚６０ｍｍ＋合せ材板厚３ｍｍのステンレスクラッド鋼板とした。その後、加熱温度１１５０℃、冷却速度を３℃／ｓで冷却する固溶化熱処理を行い、ステンレスクラッド鋼板を製造した。
【００７０】
また溶接部の耐食性評価のため、これらを用いて開先形状をＸ開先、母材側を最大入熱８０ｋＪ／ｃｍのＳＡＷ（サブマージアーク溶接）、合せ材をＨａｓｔｅｌｌｏｙ系の溶接材料を用いて最大入熱２５ｋＪ／ｃｍのＭＡＧ溶接で行い溶接継手を作製した。
【００７１】
以上により得られたステンレスクラッド鋼板及びその溶接部に対して、合せ材の耐孔食性を以下に示すＪＩＳＧ０５７８−２０００により評価した。
【００７２】
ＣＰＴ（孔食発生臨界温度）：ＪＩＳ  Ｇ０５７８−２０００
６質量％ＦｅＣｌ３＋１／２０Ｎ  ＨＣＬ溶液中、５℃間隔、２４時間で浸漬試験を行った。浸漬試験を３回行い、発生した孔食のうちの最大孔食深さが０．０２５ｍｍに達した場合は不合格とした。３回とも孔食が発生しなかった場合は合格とし、不合格となった最高温度をＣＰＴ（℃）とした。なお、ＣＰＴが６０℃以上を良好と評価した。より好ましくは６５℃以上である。なお、最大孔食深さは、光学顕微鏡により試験片表面と食孔底部それぞれに焦点を合わせた時のステージの移動距離から求めた。
【００７３】
また母材の機械的特性を引張試験、シャルピー衝撃試験により評価した。母材の機械的特性はＳＭ５２０Ｃを目標とした。
【００７４】
ベイナイト相の面積率は、圧延長手方向と平行な板厚断面を鏡面研磨したあと、エッチングにより現出させた金属組織について光学顕微鏡写真（倍率４００倍）を複数枚撮影し、画像解析により測定を行って平均値を求めた。
【００７５】
表３に試験結果を示す。本発明例Ｎｏ．１〜５では、母材の機械的性質は目標のＳＭ５２０Ｃの規格値を満足し、ＣＰＴ（孔食発生臨界温度）が目標の６０℃以上となっており、優れた耐海水腐食性を示している。
【００７６】
Ｎｏ．６〜１３は比較例である。Ｎｏ．６は炭素当量が高く、母材の機械的性質を満足しない。Ｎｏ．７は合せ材の溶接部のＣＰＴが低く、また、母材の機械的性質を満足しない。Ｎｏ．８は合せ材の溶接部のＣＰＴが低く、また、母材の機械的性質を満足しない。Ｎｏ．９は母材の炭素当量が低く、母材の機械的性質を満足しない。Ｎｏ．１０は合せ材のＰＩが少なく、ＣＰＴが目標温度に達しない。Ｎｏ．１１は溶接熱影響部のＣＰＴが目標温度に達しない。Ｎｏ．１２は溶接熱影響部のＣＰＴが目標温度に達しない。Ｎｏ．１３は、母材の炭素当量が低く、母材の機械的性質を満足せず、溶接熱影響部のＣＰＴが目標温度に達しない。
【００７７】
【表１】
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【００７８】
【表２】
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【００７９】
【表３】
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