(57)【要約】【課題】特に炉水中での耐応力腐食割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼部材及びこれを用いた原子炉部材を提供する。【解決手段】オーステナイト系ステンレス鋼板の表面に冷間加工をし、前記鋼板の厚さ方向において、前記鋼板の表面の歪が前記板の中央部の歪よりも大きくなるような歪み分布を有するオーステナイト系ステンレス加工鋼板を形成し、前記加工鋼板に対して９００℃から９５０℃の温度で熱処理してオーステナイト系ステンレス鋼部材を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーステナイト系ステンレス鋼板の表面に冷間加工をし、前記鋼板の厚さ方向において、前記鋼板の表面の歪が前記板の中央部の歪よりも大きくなるような歪み分布を有するオーステナイト系ステンレス加工鋼板を形成し、前記加工鋼板に対して９００℃から９５０℃の温度で熱処理して得たことを特徴とする、オーステナイト系ステンレス鋼部材。
【請求項２】
前記冷間加工により、前記オーステナイト系ステンレス鋼板の表面に５％から１０％の歪を付与したことを特徴とする、請求項１に記載のオーステナイト系ステンレス鋼部材。
【請求項３】
前記冷間加工は、前記オーステナイト系ステンレス鋼板に対して曲げ加工を施して行ったことを特徴とする、請求項１又は２に記載のオーステナイト系ステンレス鋼部材。
【請求項４】
前記オーステナイト系ステンレス鋼板の曲げ加工の曲率半径をＲとし、前記オーステナイト系ステンレス鋼板の板厚をｔとし、前記歪みをεとした場合に、ε＝ｔ/（２Ｒ）の関係を満足するようにして前記曲げ加工を行ったことを特徴とする、請求項３に記載のオーステナイト系ステンレス鋼部材。
【請求項５】
前記熱処理の時間が、１０時間から４８時間の範囲であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載のオーステナイト系ステンレス鋼部材。
【請求項６】
前記熱処理以前に、追加の冷間加工を実施し、前記冷間加工によって生じた前記オーステナイト系ステンレス鋼板の変形を回復させ、平坦化して得たことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載のオーステナイト系ステンレス鋼部材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一に記載のオーステナイト系ステンレス鋼部材を含むことを特徴とする、原子炉部材。
【請求項８】
前記オーステナイト系ステンレス鋼部材は、その一表面が原子炉内の炉水に直接接触していることを特徴とする、請求項７に記載の原子炉部材。
【請求項９】
オーステナイト系ステンレス鋼板の表面に冷間加工をし、前記鋼板の厚さ方向において、前記鋼板の表面の歪が前記板の中央部の歪よりも大きくなるような歪み分布を有するオーステナイト系ステンレス加工鋼板を形成する工程と、
前記加工鋼板に対して９００℃から９５０℃の温度で熱処理する工程と、
を具えることを特徴とする、オーステナイト系ステンレス鋼部材の製造方法。
【請求項１０】
前記冷間加工により、前記オーステナイト系ステンレス鋼板の表面に５％から１０％の歪を付与することを特徴とする、請求項９に記載のオーステナイト系ステンレス鋼部材の製造方法。
【請求項１１】
前記冷間加工は、前記オーステナイト系ステンレス鋼板に対して曲げ加工を施して行うことを特徴とする、請求項９又は１０に記載のオーステナイト系ステンレス鋼部材の製造方法。
【請求項１２】
前記オーステナイト系ステンレス鋼板の曲げ加工の曲率半径をＲとし、前記オーステナイト系ステンレス鋼板の板厚をｔとし、前記歪みをεとした場合に、ε＝ｔ/（２Ｒ）の関係を満足するようにして前記曲げ加工を行うことを特徴とする、請求項１１に記載のオーステナイト系ステンレス鋼部材の製造方法。
【請求項１３】
前記熱処理の時間が、１０時間から４８時間の範囲であることを特徴とする、請求項９〜１２のいずれか一に記載のオーステナイト系ステンレス鋼部材の製造方法。
【請求項１４】
前記熱処理以前に、追加の冷間加工を実施し、前記冷間加工によって生じた前記オーステナイト系ステンレス鋼板の変形を回復させて平坦化させる工程を具えることを特徴とする、請求項９〜１３のいずれか一に記載のオーステナイト系ステンレス鋼部材の製造方法。
【請求項１５】
請求項９〜１４のいずれか一に記載の方法で製造されたオーステナイト系ステンレス鋼部材からなることを特徴とする、原子炉部材。
【請求項１６】
前記オーステナイト系ステンレス鋼部材は、その一表面が原子炉内の炉水に直接接触していることを特徴とする、請求項１５に記載の原子炉部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼部材及びオーステナイト系ステンレス鋼部材の製造方法に関し、さらには前記オーステナイト系ステンレス鋼部材を含む原子炉材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉には種々の原子炉構造物が備えられており、炉水に接する原子炉構造物には、高温水中での耐食性にすぐれるＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６Ｌ，ＳＵＳ３０４Ｌ等のオーステナイト系ステンレス鋼が用いられる。近年、オーステナイト系ステンレス鋼を用いた原子炉構造物等において、応力腐食割れに起因するひびの発生が報告されている。発電プラントの運転稼働率や長期安全性を向上するためには、現用材に比べて応力腐食割れが発生しにくい材料の開発が重要である。
【０００３】
高温炉水の環境中で発生する応力腐食割れは、ステンレス鋼の結晶粒界に沿って生じる。オーステナイト系ステンレス鋼の粒界腐食を改善する方法の一つとして粒界の特性を制御する方法が知られている。粒界の特性とは、粒界における原子配列の規則性のことであり、原子配列の規則度の高い粒界（対応粒界）は、規則度の低い粒界（ランダム粒界）に比べて粒界腐食が発生しにくいことが報告されている。そして、一方向凝固や加工および再結晶集合組織などの方法で粒界の性格を制御し、対応粒界を増加させると、耐食性を向上できることを指摘している。
【０００４】
規則粒界を増やして耐粒界腐食性あるいは炉水中の耐環境割れ性を向上させたオーステナイト系ステンレス鋼およびその製造法が、特許文献１から特許文献３に開示されている。特許文献１では、オーステナイト系ステンレス鋼に圧下率２〜１５％の冷間圧延を行った後、９００℃以上１０００℃以下の温度で５時間以上保持する加工熱処理を施して、対応粒界を増加させることを特徴とする。具体的には、粒界の規則性を示すΣ値が２９以下である対応粒界の長さの割合が７５％以上であることを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼であり、このステンレス鋼が耐粒界腐食性に優れると説明している。
【０００５】
特許文献２では、オーステナイト系ステンレス鋼に２％から３０％の冷間加工をし、８４０℃から９００℃未満の温度でアニーリング（熱処理）することを特徴とする。あるいは、機械加工もしくはピーニング処理により材料表面に塑性加工層を付与し、アニーリングすることを特徴とする。
【０００６】
特許文献３では、例えばオーステナイト系ステンレス鋼に加工度６０％以上の冷間加工を加えて再結晶温度以上で熱処理を施すことにより、方位差５０度以上のランダム粒界比率が２０％を超えることを特徴とする。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２５３４０１号公報
【特許文献２】特開２００４−３３９５７６号公報
【特許文献３】特開２００５−１５８９９号公報
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された方法にあっては、オーステナイト系ステンレス鋼に圧下率２〜１５％の冷間圧延を行った後、９００℃以上１０００℃以下の再結晶温度で５時間以上保持するため、対応粒界が増加する一方、結晶粒の大きさを示す結晶粒径も増加する。結晶粒径と強度の間には相関が有り、粒径の増加とともに強度が低下するというホール・ペッチの関係があることから、上述の処理を行うとステンレス鋼の強度が低下するという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２に開示された方法にあっても、２％から３０％の冷間加工をし、８４０℃から９００℃未満の再結晶温度でアニーリングするため、上述のように結晶粒径が増加して、ステンレス鋼の強度が低下するという問題があった。あるいは、機械加工もしくはピーニング処理により材料表面に塑性加工層を付与し、アニーリングする場合には、付与できる塑性加工層の厚さが２００μｍ以下であるため、対応粒界を増加させることができる表面層厚さも２００μｍ以下で小さいという問題があった。
【００１０】
さらに、特許文献３に開示された方法においては、加工度６０％以上の冷間加工を加えて再結晶温度以上で熱処理を施すことにより、上と同様に結晶粒径が増加して、ステンレス鋼の強度が低下するという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、特に炉水中での耐応力腐食割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼部材及びこれを用いた原子炉部材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】
【００１２】
上記目的を達成すべく、本発明は、
オーステナイト系ステンレス鋼板の表面に冷間加工をし、前記鋼板の厚さ方向において、前記鋼板の表面の歪が前記板の中央部の歪よりも大きくなるような歪み分布を有するオーステナイト系ステンレス加工鋼板を形成し、前記加工鋼板に対して９００℃から９５０℃の温度で熱処理して得たことを特徴とする、オーステナイト系ステンレス鋼部材に関する。
【００１３】
また、本発明は、
オーステナイト系ステンレス鋼板の表面に冷間加工をし、前記鋼板の厚さ方向において、前記鋼板の表面の歪が前記板の中央部の歪よりも大きくなるような歪み分布を有するオーステナイト系ステンレス加工鋼板を形成する工程と、
前記加工鋼板に対して９００℃から９５０℃の温度で熱処理する工程と、
を具えることを特徴とする、オーステナイト系ステンレス鋼部材の製造方法に関する。
【００１４】
本発明によれば、オーステナイト系ステンレス鋼板に対して、前記鋼板の厚さ方向において、前記鋼板の表面の歪が前記板の中央部の歪よりも大きくなるような歪み分布を有するようにして冷間加工を施し、その後、得られたオーステナイト系ステンレス加工鋼板に対して９００℃から９５０℃の温度で熱処理を施すようにしている。前記冷間加工においては、前記鋼板の表面において比較的大きな歪みが生じているので、前記熱処理を経ることによって、前記表面には、その中央部に比較して多量の対応粒界が生成される。したがって、得られたオーステナイト系ステンレス鋼部材の表面における耐応力腐食割れ性が増大する。
【００１５】
一方、前記鋼板の前記中央部ではほとんど歪みが生じていないので、上記熱処理を経ても対応粒界の割合が増大しないとともに、結晶粒の大きさも増大しない。したがって、前記鋼板の前記中央部では、対応粒界の増大に伴う耐応力腐食割れ性はさほど増大しないが、結晶粒の大きさも増大しないことから、前記鋼板の本来的な強度は保持されるようになる。
【００１６】
したがって、上記オーステナイト系ステンレス鋼部材では、その中央部において本来的な強度を確保するとともに、その表面において耐応力腐食割れ性が増大するようになる。一方、原子炉内の炉水などの応力腐食割れ性の雰囲気に直接晒されるのは、前記オーステナイト系ステンレス鋼部材の表面のみであるので、上述のように表面のみが耐応力腐食割れ性を有していれば、前記オーステナイト系ステンレス鋼部材全体として前記応力腐食割れ性の雰囲気に対して抗することができるようになる。
【００１７】
結果として、上述した本発明によれば、応力腐食割れ性の雰囲気に抗し、強度等の面で実用に足るオーステナイト系ステンレス鋼部材を提供することができる。
【００１８】
本発明の一態様においては、前記冷間加工により、前記オーステナイト系ステンレス鋼板の表面に５％から１０％の歪を付与することができる。これによって、前記オーステナイト系ステンレス鋼部材の表面において十分高い耐応力腐食割れ性を付与することができる。
【００１９】
また、本発明の一態様において、前記冷間加工は、前記オーステナイト系ステンレス鋼板に対して曲げ加工を施して行うことができる。これによって、上述した割合の歪みを前記オーステナイト系ステンレス鋼板の表面に対して簡易に形成することができる。
【００２０】
前記曲げ加工は、前記オーステナイト系ステンレス鋼板の曲げ加工の曲率半径をＲとし、前記オーステナイト系ステンレス鋼板の板厚をｔとし、前記歪みをεとした場合に、ε＝ｔ/（２Ｒ）の関係を満足するようにして行うことができる。
【００２１】
さらに、本発明の一態様において、前記熱処理の時間を、１０時間から４８時間の範囲とすることができる。これによって、上記オーステナイト系ステンレス鋼部材の中央部の結晶粒の大きさを増大させることなく、その表面における対応粒界の生成割合を効果的に増大させることができるようになる。
【００２２】
また、本発明の一態様において、前記熱処理以前に、追加の冷間加工を実施し、前記冷間加工によって生じた前記オーステナイト系ステンレス鋼板の変形を回復させ、平坦化することができる。本態様によれば、平坦化した鋼板の表面において、比較的大きな歪みを簡易に形成することができる。したがって、その後の熱処理によって前記鋼板の表面に生成される対応粒界の割合を比較的簡易に増大させることができる。
【００２３】
また、前記熱処理を経て得たオーステナイト系ステンレス鋼部材は平板状となるので、曲げ加工のみを施して得た湾曲したオーステナイト系ステンレス鋼部材に比較して、使用範囲が増大する。すなわち、上記オーステナイト系ステンレス鋼部材の耐応力腐食割れ部材としての用途が増大する。
【００２４】
なお、上述した本発明のオーステナイト系ステンレス鋼部材は、その高い実用性に基づいて、高い対応力腐食割れ性が要求される原子炉部材等に好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、特に炉水中での耐応力腐食割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼部材及びこれを用いた原子炉部材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明のオーステナイト系ステンレス鋼部材の製造方法の一例を示す工程図であり、図２は、前記製造方法における冷間加工後の前記オーステナイト系ステンレス鋼板の状態を示す図である。なお、図２では、前記冷間加工後の前記オーステナイト系ステンレス鋼板の一部を拡大して示している。
【００２７】
最初に、平板状のオーステナイト系ステンレス鋼板１１を準備し、このオーステナイト系ステンレス鋼板１１を一対の曲げ加工治具１２の間に置き、荷重を加えて冷間加工を行い、一定の曲率に曲げ歪を付与する。なお、前記冷間加工は常温で行い、必要に応じて１００℃以下の温度に加熱することができる。
【００２８】
冷間加工の後、治具１２を取り除くと、オーステナイト系ステンレス鋼板１１は湾曲し、オーステナイト系ステンレス加工鋼板１３となる。このとき、前記冷間加工、すなわち曲げ加工は、オーステナイト系ステンレス鋼板１１の曲げ加工の曲率半径をＲとし、オーステナイト系ステンレス鋼板１１の板厚をｔとし、前記加工によって表面に生じた歪みをεとした場合に、ε＝ｔ/（２Ｒ）の関係を満足するようにして行うことができる。
【００２９】
本例では、例えば、治具１２によってオーステナイト系ステンレス鋼板１１に対して均一に曲げ加工を行っているので、得られたオーステナイト系ステンレス加工鋼板１３の湾曲外方の表面１３Ａには、ε＝＋ｔ/（２Ｒ）で表される歪みが生じ、オーステナイト系ステンレス加工鋼板１３の湾曲内方の表面１３Ｂには、ε＝−ｔ/（２Ｒ）で表される歪みが生じる。なお、歪εの＋符号は引張方向の歪を、−符号は圧縮方向の歪を示す。
【００３０】
また、オーステナイト系ステンレス加工鋼板１３の中央部１３Ｃにおいては、上記曲げ加工に起因する圧縮方向の応力及び引張方向の応力が互いにキャンセルして、歪みε＝０となる。
【００３１】
このようにして、上記曲げ加工（冷間加工）を経て得たオーステナイト系ステンレス加工鋼板１３の表面１３Ａ及び１３Ｂには、ε＝ｔ/（２Ｒ）で表される大きさの歪みが生じることになる。なお、この歪み量の絶対値は、以下に示す熱処理による対応粒界生成による耐応力腐食割れ性を考慮し、好ましくは５％から１０％とすることができる。
【００３２】
次いで、上述のようにして得たオーステナイト系ステンレス加工鋼板１３に対して、９００℃から９５０℃の温度で熱処理を施す。加工鋼板１３の表面１３Ａ及び１３Ｂにおいては比較的大きな歪みが生じているので、前記熱処理を経ることによって、表面１３Ａ及び１３Ｂには、多量の対応粒界が生成されるようになる。一方、加工鋼板１３の中央部１３Ｃではほとんど歪みが生じていないので、上記熱処理を経ても対応粒界がほとんど生成されないとともに、結晶粒の大きさも増大しない。
【００３３】
したがって、熱処理後のオーステナイト系ステンレス加工鋼板１３の表面１３Ａ及び１３Ｂには多量の対応粒界が生成され、それによって耐応力腐食割れ性が増大する一方、中央部１３Ｃでは対応粒界の生成割合増大による耐応力腐食割れ性増大の効果を得ることはできないが、結晶粒が微細なまま存在することによって、加工鋼板１３の本来的な強度が保持されるようになる。結果として、オーステナイト系ステンレス加工鋼板１３では、その中央部１３Ｃにおいて本来的な強度を確保するとともに、その表面１３Ａ及び１３Ｂにおいて耐応力腐食割れ性が増大するようになる。
【００３４】
ところで、原子炉内の炉水などの応力腐食割れ性の雰囲気に直接晒されるのは、オーステナイト系ステンレス加工鋼板１３の表面１３Ａ及び／又は１３Ｂのみであるので、上述のように表面１３Ａ及び１３Ｂのみが耐応力腐食割れ性を有していれば、オーステナイト系ステンレス加工鋼板１３は全体として前記応力腐食割れ性の雰囲気に対して抗することができるようになる。
【００３５】
結果として、本態様によれば、応力腐食割れ性の雰囲気に抗し、強度等の面で実用に足るオーステナイト系ステンレス鋼部材を提供することができる。
【００３６】
なお、前記熱処理の時間は、１０時間から４８時間の範囲とすることができる。これによって、オーステナイト系ステンレス加工鋼板１３の中央部１３Ｃの結晶粒の大きさを増大させることなく、その表面１３Ａ及び１３Ｂにおける対応粒界の生成割合を効果的に増大させることができるようになる。
【００３７】
また、前記熱処理は、例えば不活性ガス雰囲気や窒素ガス雰囲気、あるいは真空中などの非酸化性雰囲気中で行うことができる。
【００３８】
図３は、本発明のオーステナイト系ステンレス鋼部材の製造方法の他の例を示す工程図であり、図４は、前記製造方法における冷間加工後の前記オーステナイト系ステンレス鋼板の状態を示す図である。なお、図４では、前記冷間加工後の前記オーステナイト系ステンレス鋼板の一部を拡大して示している。本例では、上述した製造方法の一例において、曲げ加工（冷間加工）と熱処理との間において追加の冷間加工を行うことを特徴とする。
【００３９】
上記製造方法で曲げ加工（冷間加工）を施すことによって、オーステナイト系ステンレス加工鋼板１３を作製した後、この加工鋼板１３を一対の平板加工治具２２の間に設置し、上下方向から荷重を加えることによって、加工鋼板１３の変形を回復して平坦化する。この平坦化は、常温で行い、必要に応じて１００℃以下の温度に加熱することができる。すなわち、前記平坦化は上述した冷間加工（曲げ加工）に対して追加の冷間加工に相当する。  
【００４０】
このとき、平坦化されたオーステナイト系ステンレス加工鋼板２３は、上述したオーステナイト系ステンレス加工鋼板１３に対して、その表面１３Ａにおいて圧縮方向の応力が負荷され、その表面１３Ｂにおいては引張方向の応力が負荷されるので、オーステナイト系ステンレス加工鋼板２３の表面２３Ａには、ε＝−ｔ/（２Ｒ）で表される歪みが生じ、オーステナイト系ステンレス加工鋼板２３の表面２３Ｂには、ε＝＋ｔ/（２Ｒ）で表される歪みが生じる。上述したように、歪εの＋符号は引張方向の歪を、−符号は圧縮方向の歪を示す。
【００４１】
なお、オーステナイト系ステンレス加工鋼板２３の中央部２３Ｃにおいては、上記曲げ加工に起因する圧縮方向の応力及び引張方向の応力が互いにキャンセルして、歪みε＝０となる。
【００４２】
このようにして、上記平坦化加工（追加の冷間加工）を経て得たオーステナイト系ステンレス加工鋼板２３の表面２３Ａ及び２３Ｂには、ε＝ｔ/（２Ｒ）で表される大きさの歪みが生じることになる。なお、この歪み量の絶対値は、以下に示す熱処理による対応粒界生成による耐応力腐食割れ性を考慮し、好ましくは５％から１０％とすることができる。
【００４３】
次いで、上述のようにして得たオーステナイト系ステンレス加工鋼板２３に対して、９００℃から９５０℃の温度で熱処理を施す。加工鋼板２３の表面２３Ａ及び２３Ｂにおいては比較的大きな歪みが生じているので、前記熱処理を経ることによって、表面２３Ａ及び２３Ｂには、多量の対応粒界が生成されるようになる。一方、加工鋼板２３の中央部２３Ｃではほとんど歪みが生じていないので、上記熱処理を経ても対応粒界がほとんど生成されないとともに、結晶粒の大きさも増大しない。
【００４４】
したがって、熱処理後のオーステナイト系ステンレス加工鋼板２３の表面２３Ａ及び２３Ｂには多量の対応粒界が生成され、それによって耐応力腐食割れ性が増大する一方、中央部２３Ｃでは対応粒界の生成割合増大による耐応力腐食割れ性増大の効果を得ることはできないが、結晶粒が微細なまま存在することによって、加工鋼板２３の本来的な強度が保持されるようになる。結果として、オーステナイト系ステンレス加工鋼板２３では、その中央部２３Ｃにおいて本来的な強度を確保するとともに、その表面２３Ａ及び２３Ｂにおいて耐応力腐食割れ性が増大するようになる。
【００４５】
上述したように、原子炉内の炉水などの応力腐食割れ性の雰囲気に直接晒されるのは、オーステナイト系ステンレス加工鋼板２３の表面２３Ａ及び／又は２３Ｂのみであるので、上述のように表面２３Ａ及び２３Ｂのみが耐応力腐食割れ性を有していれば、オーステナイト系ステンレス加工鋼板２３は全体として前記応力腐食割れ性の雰囲気に対して抗することができるようになる。
【００４６】
結果として、本態様によれば、応力腐食割れ性の雰囲気に抗し、強度等の面で実用に足るオーステナイト系ステンレス鋼部材を提供することができる。また、前記熱処理を経て得たオーステナイト系ステンレス鋼部材は平板状となるので、曲げ加工のみを施して得た湾曲したオーステナイト系ステンレス鋼部材に比較して、使用範囲が増大する。すなわち、上記オーステナイト系ステンレス鋼部材の耐応力腐食割れ部材としての用途が増大する。
【００４７】
なお、上記同様に、前記熱処理の時間は、１０時間から４８時間の範囲とすることができる。これによって、オーステナイト系ステンレス加工鋼板２３の中央部２３Ｃの結晶粒の大きさを増大させることなく、その表面２３Ａ及び２３Ｂにおける対応粒界の生成割合を効果的に増大させることができるようになる。
【００４８】
また、前記熱処理は、例えば不活性ガス雰囲気や窒素ガス雰囲気、あるいは真空中などの非酸化性雰囲気中で行うことができる。
【００４９】
図５は、本発明のオーステナイト系ステンレス鋼部材の製造方法のその他の例を示す工程図であり、上述した図３及び４に関係した例の変形例に相当する。
【００５０】
図５では、２組の圧延ロール５２及び５４を準備し、これらのロール間にオーステナイト系ステンレス鋼板１１を通過させることによって、この鋼板１１に対して冷間加工を施すものである。なお、本例では、一段目の一対の圧延ロール５２の位置と二段目の一対の圧延ロール５４の位置とを互いに上下方向においてずらす必要がある。
【００５１】
この場合、オーステナイト系ステンレス鋼板１１が、一段目の圧延ロール５２間を通過する際に曲げ加工が施され、さらに二段目の圧延ロール５４間を通過する際に前記曲げ加工に伴う変形が回復され、平坦化される。すなわち、一段目の圧延ロール５２において上記冷間加工（曲げ加工）が施され、二段目の圧延ロール５４において上記追加の冷間加工（平坦化処理）が施されることになる。
【００５２】
この結果、上記オーステナイト系ステンレス加工鋼板２３と同様に、加工後のオーステナイト系ステンレス鋼板１１の表面には、ε＝−ｔ/（２Ｒ）及びε＝＋ｔ/（２Ｒ）で表される歪みが生じ、一方、中央部においては歪みが生じない。
【００５３】
したがって、このような加工後のオーステナイト系ステンレス鋼板１１に対して上記同様の熱処理を施すことにより、その表面に生成された多量の対応粒界に起因して高い耐応力腐食割れ性を呈する一方、中央部の微細な結晶粒に起因して高い強度を呈するようになる。結果として、応力腐食割れ性の雰囲気に抗し、強度等の面で実用に足るオーステナイト系ステンレス鋼部材を提供することができる。
【実施例】
【００５４】
オーステナイト系ステンレス鋼板として、大きさ10mm×20mm×2mmｔのＳＵＳ３１６Ｌ鋼板を準備した。次いで、この鋼板に対して図１に示すような曲げ加工治具を用いて曲率半径Ｒ＝１２ｍｍと曲げ加工を実施した。その後、図３に示すような平板加工治具を用いて、再び平板状に冷間加工した。次いで、加工後のＳＵＳ３１６Ｌ鋼板を９００℃、９２５℃および９５０℃の温度において、０．５時間、８時間、２４時間、４８時間の熱処理時間で熱処理を施した。
【００５５】
上述したようにＳＵＳ３１６Ｌ鋼板の板厚ｔが２ｍｍ、曲げ半径Rが１２ｍｍであるから、板表面の歪ε＝８．３％であり、ＳＵＳ３１６Ｌ鋼板には板厚方向に歪分布が形成されている。
【００５６】
次いで、加工後のＳＵＳ３１６Ｌ鋼板の断面を、電子線後方散乱解析（ＥＢＳＰ）という測定方法を用いて評価した。図６には、ＥＢＳＰにより観察した結晶粒界性格分布を示す顕微鏡写真を、観察位置を示す模式図とともに表わす。図６では、付与歪が７％および４％の場合について、前記熱処理時間を変数として示している。なお、熱処理温度は９２５℃である。
【００５７】
図中の黄、赤および青色の線が結晶粒界を示しており、色分け表示された黄色と赤色の線が対応粒界に相当し、青色がランダム粒界に相当する。
【００５８】
図６のＥＢＳＰ観察結果について、表面全粒界長さに対する対応粒界長さの割合を図７に、中央部の結晶粒径を図８に示す。なお、図７から明らかなように、上述した工程を経て得たＳＵＳ３１６Ｌ鋼板では、粒界長さに対する対応粒界長さが十分に高くなっていることが分かる。一方、図８から明らかなように、結晶粒径は熱処理時間を４８時間以上と長くした場合を除いて増大せず、微細な結晶粒の状態を維持している。
【００５９】
したがって、ＳＵＳ３１６Ｌ鋼板の表面では、対応粒界の割合が増加する一方、ＳＵＳ３１６Ｌ鋼板の中央では結晶粒径の変化が小さいため強度が低下せず、ＳＵＳ３１６Ｌ鋼板の強度を維持できることが確認された。すなわち、本実施例で得たＳＵＳ３１６Ｌ鋼板は、応力腐食割れ性の雰囲気に抗し、強度等の面で実用に足るオーステナイト系ステンレス鋼部材であることが分かる。
【００６０】
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明のオーステナイト系ステンレス鋼部材の製造方法の一例を示す工程図である。
【図２】図１に示す製造方法における冷間加工後の前記オーステナイト系ステンレス鋼板の状態を示す図である。
【図３】本発明のオーステナイト系ステンレス鋼部材の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図４】図３に示す製造方法における冷間加工後の前記オーステナイト系ステンレス鋼板の状態を示す図である。
【図５】本発明のオーステナイト系ステンレス鋼部材の製造方法のその他の例を示す工程図である。
【図６】電子線後方散乱解析（ＥＢＳＰ）により観察した結晶粒界性格分布を示す顕微鏡写真である。
【図７】表面全粒界長さに対する対応粒界長さの割合を示すグラフである。
【図８】結晶粒径の大きさを示すグラフである。
【符号の説明】
【００６２】
１１  オーステナイト系ステンレス鋼板
１２  曲げ加工治具
１３  オーステナイト系ステンレス加工鋼板
２２  平板加工治具
２３  オーステナイト系ステンレス加工鋼板
【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７】
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【図８】
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【図６】
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