開発裏話～構造用素材として優れたコストパフォーマンスを持つ省合金型二相ステンレス鋼(NSSC2120)の開発
及 川 雄 介柘 植 信 二江 目 文 則3)
1)
2)
本村洋
井 上 裕 滋4)なっている．当然，この考えが最初から常識だったわけでは.

開 発 の 背 景なく，初期材の大きな問題であった溶接部の耐食性劣化を解決する方策として 1960 ～ 70 年代に開発がなされた成果であ製造業における中国の台頭は各業界で見られる現象であるる(5)．しかしながら，以降は，「窒素は固溶しうる最大限まが，ステンレス鋼に関しても 2009 年からのわずか 6 年間でで添加した方が良い」「オーステナイト相の再析出量を増加粗鋼生産量を 2 倍以上増やし世界の約半分を占めるまでにさせれば良い」という考えが固定され，これを前提に開発がなってきており(2)，過剰な生産能力が，日本の業界にとって進められてきたように思う．実際，省合金型(リーン)二相ス相当な脅威となっている．ステンレス鋼の鋼種構成は，汎用テンレス鋼についても， 0.2を超える高窒素系が多数開発

鋼種の SUS304系が全ステンレスの 4 割以上を占めている(3)されてきた．それに対し本開発では，溶接熱影響部の詳細観が，当該鋼は製造が容易であるため，中国に対し，コストを察により，省合金型に関してはフェライト単相にならない二含めた競争力を維持するのは相当難しい．従って，日本のメ相加熱領域の窒化物析出を抑制する必要があることを見出ーカーが生き残るには，付加価値を持ちかつコスト競争力もし，それより，「二相ステンレス鋼における常識」から一歩有するステンレス鋼の開発が重要になってくる．

 フェライト単相加熱域のオーステ進んだステージとして，◯二相ステンレス鋼は従来より，汎用ステンレス鋼より高強 クロム窒化物の析出駆動力もナイト再析出は確保しつつ，◯度高耐食(かつ高価)な材料としてケミカルタンカー等に使わ抑制するという二元での成分設計を提案するに至ったものでれてきた．特に脚光を浴びるようになったのは， 2004 年頃ある(図参照)．

からの合金の高騰のもとで，ニッケルの使用量が少ないため更に，窒化物析出駆動力抑制については，単に窒素のみのに，オーステナイト系ステンレス鋼より相対的に割安になっ最適値を見つけるのではなく，ThermoCalcによる状態図たことがきっかけである．同じ頃当社も二相ステンレス鋼ラ計算により，各成分の寄与を統合して窒化物平衡析出温度をインナップの拡充に着手した．
その中で二相ステンレス鋼の持つ高強度(高耐力)でニッケルの含有量が少ない特長を活かすことで，前述の命題が実現できるのではと考え，コスト競争力のある省合金型に焦点を当て開発に取り組んだ．

.

鋼種開発に関する裏話

二相ステンレス鋼に関して， Blom の文献(4) に“ NitrogenParadox”という記述がある．これは，溶接部の特性を低下させるクロム窒化物の析出を抑制するには，オーステナイト相再析出を促進するために，敢えて窒素含有量を高める対策が有効なことを説明している用語である．この，一見常識の逆に見える考えが，現在二相ステンレス鋼においては常識と

図1

NSSC2120成分設計のポイント．

新日鐵住金ステンレス株式会社1)研究センター 主任研究員 2)リサーチフェロー 3)商品開発部 部長 4)光製造所 部長代理
新日鉄住金株式会社 鉄鋼研究所 接合研究部上席主幹研究員(現 大阪大学接合科学研究所教授)
Development of Lean Duplex Stainless Steel that is Costeffective as a Material for Structure; Yusuke Oikawa, Shinji Tsuge, Fuminori
Gohnome, Hiroshi Motomura, Yuji Inoue(Nippon Steel and Sumikin Stainless Steel Corporation, Hikari. Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation, Futtsu)
Keywords: lean duplex stainless, material for structure, welding, heat affected zone, nitride precipitation, solution proposed, flood gate
(まてりあ第55巻 2 号7072頁「新技術・新製品」掲載)
2017年 7 月31日受理[doi:10.2320/materia.56.608]



新技術・新製品裏話

図2

NSSC2120の特長．

算出する方法を考えた．これにより，窒化物析出駆動力，オーステナイト再析出特性だけでなく，製造性や合金コスト等も考え合わせた多次元で成分を最適化することが可能となった．

.

製造技術と拡販ソリューションの大きな貢献

本鋼が多くのお客様にお使い頂ける存在となったのは研究

図3開発のみによる成果ではなく，製造技術と拡販ソリューショ

NSSC2120の適用例．(a ) 二瀬ダム取水設備(埼玉県)．(b) 小袖漁港水門(岩手県)．

ンが非常に大きな貢献を果たしていることを強調したい．以
下に概要を記す．


安定的生産体制の確立

分野で炭素鋼や Al 合金と比べても競争力のある素材と認知されつつある．特に，東日本大震災以降，水門の設計基準が製造性に関しては，高コスト製造が許されない省合金型のより大型化していることから軽量化への需要がより増大して方が却って鋳片気泡や表面疵を生じやすいというジレンマがおり，これに対し的確な解決策を提示できたことは，社会にあり，開発当初は「付加価値を持ちコスト競争力を有する」対しても貢献し得たと考える．というコンセプトが成立しない可能性もあった．これに対し，ほとんど全ての工程で生じていた種々の課題を，ポイン

NSSC2120 の適用は，淡水領域のインフラシステムを主に拡がっている．新たな適用例を図に示す．

ト部分では的確な設備投資を行い(高性能レベラー，高能率.

酸洗設備等)，それ以外では一つ一つの工程でソフト的な工開発を振り返って夫を施すことにより，汎用ステンレス鋼レベルの高い生産性を持つ製造工程を実現した．この生産性の高さは，当社が二以上のように，この開発は研究開発，製造技術，営業部門相ステンレス鋼を提供する上で大きな強みになっている．

がそれぞれの力を発揮しつつ協力し一体となって作り上げ

ソリューション提案による新たな市場開拓

た，まさに日本的な製品開発手法による成果だと考える．中国メーカは資本力経済力に勝っており，また技術力について

 高強度で軽量生産性の高い製造工程を確立したことで，◯も個々人は優秀である．我々の現在のポジションを維持する

 良好な溶接性を有し，更に◯
 汎用鋼レベル設計が可能で，◯のは容易ではないが，今回のような開発手法を発展させ，付の生産性も達成した二相ステンレス鋼を実現した．その優位加価値商品をこれからも世に出していくことで対抗していき性は図に示すように明瞭である．

たい．

しかしながら当初より当該鋼の優位性を最も発揮しうると考えられたインフラ用途は，公共性を有することから，新し文

献い素材を採用して頂くことは困難な分野と見なされていた．
また，当初は二相ステンレス鋼自体が認知されておらず，「二層」のクラッド鋼と勘違いされたこともあると聞いている．これらの壁に営業部門が果敢に挑んで今日の成果を得た．国土交通省の新技術情報提供システム NETIS への登録や，お客様が気付かれていない画期性を具体的に提案する発明的なソリューション等の様々な工夫により，現在では土木

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japan( 1 ) 及川雄介，柘植信二，江目文則，本村 洋，井上裕滋まてりあ，55(2016), 7072.
( 2 ) ステンレス協会ホームページ「生産量」．
( 3 ) 秦野正治，松山宏之，石丸詠一朗，高橋明彦まてりあ， 52(2013), 180
183.
( 4 ) KJ. Blom: Proc. Int. Conf. Stainless Steels '87, York (1987).
社 日本材料学会腐食防食部門委員会編二相ステンレス鋼の(5) 
上手な使い方，(1999), 4.

