JFE 技報 No. 20（2008 年 6 月）p. 10–15

Ni，Mo フリー高耐食フェライト系ステンレス鋼 JFE443CT
Ni-, Mo-free Ferritic Stainless Steel with High Corrosion Resistance,
JFE443CT
石井 和秀

ISHII Kazuhide

JFE スチール

スチール研究所

ステンレス鋼研究部主任研究員（副部長）・工博

石井知洋

ISHII Tomohiro JFE スチール

スチール研究所

ステンレス鋼研究部主任研究員（係長）太田裕樹

OTA Hiroki

スチール研究所

ステンレス鋼研究部主任研究員（課長）・工博

JFE スチール

要旨
Cr 含有量を 21％に高めるとともに 0.4％の Cu を添加することにより中性塩化物環境で SUS304 と同等の優れた耐食性をもち，Ni，Mo 無添加とすることによりこれらの価格変動の影響を受けない，高耐食フェライト系ステンレス鋼 JFE443CT を開発した。本鋼は価格変動が激しい SUS304 の代替として幅広い用途で使用され始めている。

Abstract:
High corrosion resistant ferritic stainless steel JFE443CT has been developed. With the increase of Cr content to
21% and the addition of Cu, its corrosion resistance is equivalent to that of SUS304 in the neutral chlorideenvironment. Moreover, without the addition of Ni and Mo, its price is stable even when the price of Ni and Mo
soars. JFE443CT has been applied widely as the substitution for SUS304, the price of which is fluctuating severely.

レス鋼の総称）に特化していた当社が，世界に先駆けて上

1. はじめに記要求を満たすステンレス鋼として，Ni フリー，Mo フリー
高耐食フェライト系ステンレス鋼「JFE443CT」を 2005 年

ステンレス鋼には多くの鋼種があるが，その優れた耐食に開発した。

性と加 工 性 から SUS304（18mass％Cr-8mass％Ni（ 以 下，

本報ではその開発内容と基本的特性について述べる。な1）

2）

mass％を％と略記））がもっとも多く使われており，世界お，本特集号で JFE443CT の加工方法の他のステンレスメーカーでは SUS304 系が主力商品であ詳細が報告されているので，それらも参考にしていただきる。その生産量は全ステンレス鋼生産量の半分程度と推定たい。

や適用事例のされる。しかし，その主要原料である Ni の価格が不安定で高騰を繰り返すため，SUS304 には価格の変動が大きい

2. 開発の経緯という欠点がある。Ni を添加しないフェライト系ステンレ

2.1

ス 鋼 で は SUS430（16％Cr） が 代 表 的 な も の で あ る が，開発目標と方針

SUS304 より 耐 食 性 が 劣 る た め 適 用 範 囲 が 限 ら れ て い

Cr 含有量を増やすと耐食性は向上するが，製造性およびる。そのため，SUS430J1L（JFE スチール規格：JFE430CuN

加工性が低下するので，Cr 含有量の増加はできるだけ少な

19％Cr-0.5％Cu-0.4％Nb）や SUS436L（当社規格：JFE436LT

くしなければならない。SUS304 は多くの用途で使われて18％Cr-1.2％Mo-0.3％Ti）が SUS304 代替ステンレス鋼としおり，種々の腐食環境に対して優れた耐食性を持っている。て提案されたが，前者は耐食性が SUS304 と同等とはいえJFE443CT は，Cr 含有量の増加を少なくするため，このよず，後者は高騰している Mo を添加しているため高価であうな中でも屋内外の一般的な環境で使われる厨房機器，建る。このため，SUS304 と同等の耐食性を有し，高価な元素

材建具，電気機器，自動車，産業機械などの用途での代替を添加しない SUS304 代替ステンレス鋼が求められていた。

を目標とした。
⫺2004 年より SUS304 の生産をやめてクロム系ステンレスこれらの用途では，Cl イオンが主要な腐食原因物質で鋼（フェライト系ステンレス鋼とマルテンサイト系ステンあり（中性塩化物環境），これによる発銹がないか発銹して石井和秀，石井和洋，宇城工，柳沼寛，山下英明．まてりあ．2008，
vol. 47，no. 1，p. 45–47 を加筆改稿も発銹量が少なく良好な外観を維持する耐食性（耐銹性）が必要である。SUS304 は海岸地区の屋外以外の環境では− 10 −

Ni，Mo フリー高耐食フェライト系ステンレス鋼 JFE443CT

この耐食性を持っている。ステンレス鋼の耐食性は，そのについて，暴露前と千葉海浜地区（護岸より 1 km）に 1.5表面に生成する不動態皮膜（Fe および Cr の酸化物と水酸年間暴露後に測定した孔食電位をそれぞれ図 1(a)，(b) に化物よりなる厚さ数ナノメートルの非晶質皮膜）が鋼本体示す。暴露前の孔食電位は，JIS G 0577 の規定に従ってを保護することにより得られている。そのため，上述の耐600 番研磨紙で表面を研磨して製作した試験片に対して硝食性は，酸を用いて不動態処理を行い，測定直前に再度表面を 600⫺（1） 不動態皮膜が Cl イオンで破壊されにくい。

番研磨紙で研磨して測定した。一方，暴露試験後の測定は，（2） 不動態皮膜がいったん破壊されても速やかに補修され表面を 600 番研磨した試験片を洗浄して暴露し，暴露後には水洗のみで研磨せずに測定した。なお，暴露後の各試験（再不動態化），銹の拡大を防ぐ。

片には発銹は見られなかった。どちらも，アノード分極曲ことで確保されている。
⫺本開発では，不動態皮膜の Cl イオンに対する破壊され⫺2線において電流密度 10 µA · cmに対応する電位を孔食電⫺にくさを，孔食電位測定（JIS G 0577）で評価し，SUS304。孔食電位が高いほど Cl イオンに破壊さ位とした（V ’c10）と 同 等 の 孔 食 電 位 を 持 つ こ と を 目 標 と し た。 さ ら に，れにくい不動態皮膜が生成しているといえる。

SUS304 を大気暴露すると不動態皮膜中の Cr 濃度が上昇
3,4）

4）

暴露前の孔食電位は，Cr 含有量が増大するにつれて上昇から，長期し，21％Cr で SUS304 と同等である。Cu 添加の有無によ間にわたって SUS304 と同等の耐食性があることを確認す

る孔食電位の差はほとんど見られなかった。暴露後の孔食るため，長期暴露後の孔食電位が SUS304 と同等以上であ電位は，各鋼とも暴露前より上昇しており，暴露により不ることも目標とした。

動態皮膜がより耐食性の高いものに変化したと考えられる。

し，それとともに孔食電位も上昇したこと

本鋼は，（1），（2）に対する Ni，Mo 以外の各種元素の暴露前と同様に暴露後も，Cr 含有量の増加とともに孔食電影響を研究し，次節で述べる高 Cr 化と Cu 添加の相乗作用位が上昇している。しかし，暴露前では Cu 添加の影響がを見出してこれを活用して開発した。

なかったが，暴露後では高 Cr 鋼に Cu 添加することにより2.2さらに孔食電位が上昇している。Cu 無添加の場合，21％

高 Cr 化と Cu 添加の相乗作用による耐食性向上

Cr 鋼の孔食電位は SUS304 より劣り 22％Cr で同等となる。
これに対して，0.4％Cu 添加では 21％Cr で SUS304 以上のSUS304 と 20〜22％Cr-0〜0.4％Cu-0.3％Ti ステンレス鋼孔食電位である。このことは，高 Cr 化単独より高 Cr 化とCu 添加とすることが不動態皮膜の強化に有効であることを示している。

1 100(b) After exposure

図 2 に図 1(b) の暴露後の試験片について，X 線光電子分光装置（XPS）により半定量的に測定した不動態皮膜中のCr 比率（Cr/(Fe ⫹ Cr)）に及ぼす Cr 含有量と Cu 添加の有無の影響を示す。Cu 添加により Cr 濃度の上昇が促進さ

SUS304900

れ，さらに高 Cr 鋼ほど上昇が大きくなっている。
図 3 に，21％Cr 鋼と 18％Cr 鋼の脱不働態化 pH に及ぼ800

す Cu 添加の影響を示す。脱不動態化 pH は，pH を変化さ

400(a) Before exposure

300

Cr/(Fe⫹Cr) in passive films

Pitting potential, V’c10 (mV vs. SCE)

1 000

SUS304
3.5%NaCl, 30˚C
Cu-free
0.4%Cu-bearing

200

100
1920212223

Cr content (mass%)
図1Fig. 1

暴露前および 1.5 年大気暴露した 20〜22%Cr-0.3%Ti
ステンレス鋼の孔食電位に及ぼす Cr 含有量および Cu添加量の影響（暴露前は表面研磨して，暴露後は暴露ままの状態で測定）
Effect of Cr content and Cu addition on the pitting
potential of 20–22%Cr-0.3%Ti stainless steels before
or after 1.5 years field exposure (The pitting potential
before and after exposure was measured by polishedsurface and as-exposed surface, respectively.)

0.40

0.4%Cu-bearing

0.35
SUS3040.30
Cu-free
0.25
0.20

1920212223Cr content in steels (mass%)
図21.5 年大気暴露した 20〜22%Cr-0.3%Ti ステンレス鋼の不動態皮膜中の Cr 濃度に及ぼす Cr 含有量およびCu 添加量の影響

Fig. 2

Effect of Cr content and Cu addition on the ratio of Crto Fe⫹Cr in passive films formed on 20–22%Cr-0.3%Ti
stainless steels after 1.5 years field exposure− 11 −

JFE 技報 No. 20（2008 年 6 月）

Ni，Mo フリー高耐食フェライト系ステンレス鋼 JFE443CT

2.5

25
Rust area ratio (%)

Depassivation pH30˚C
2.0
18%Cr-0.3%Ti
1.5
1.021%Cr-0.3%Ti

0.52015105000012312
Cu content (mass%)

3

Cu content (mass%)

図5

図318%Cr-0.3%Ti 鋼および 21%Cr-0.3%Ti 鋼の脱不態化 pH に及ぼす Cu 添加の影響

1 ヶ月大気暴露した 20%Cr-0.3%Ti ステンレス鋼の発銹面積率に及ぼす Cu 添加量の影響

Fig. 5

Fig. 3

Effect of Cu addition on the depassivation pH of
18%Cr-0.3%Ti stainless steels and 21%Cr-0.3%Ti
stainless steels

Influence of Cu content on the rust area ratio of
20%Cr-0.3%Ti stainless steels after one month
exposure

600
Corrosion depth (µm)

せた硫酸水溶液に浸漬し，⫺700 mV ⫻ 10 min のカソード処理を行った後，16 時間後の自然浸漬電位を測定し，再不働態化による電位上昇が認められない最大の pH とした。
この値が低いほど再不働態化しやすいといえる。18％Cr 鋼に比べて 21％Cr 鋼では，Cu 添加により顕著に脱不動態化
pH が低下しており，高 Cr 化と Cu 添加が再不動態化の促

Maximum
depth
Average ofhigher tenpoints

400

021%Cr21%Cr⫺0.3%Ti ⫺0.5%Cu⫺0.3%Tiが 2 での自然浸漬電位を図 4 に示す。Cu 添加鋼の方が Cu

SUS304Lower sheet(60⫻80 mm)<Specimen shape>

図690 サイクルの JASO-CCT で 21%Cr-0.3%Ti ステン
レス鋼に生じた隙間腐食の浸食深さに及ぼす Cu 添加の影響

Fig. 6

Effect of Cu addition on the crevice corrosion depthof 21%Cr-0.3%Ti stainless steels after 90 cycles
JASO M 609-91 mode cyclic corrosion test (JASO:Japanese Automobile Standards Organization)

が再不動態化を促進するだけではなく，再不動態化後の不動態皮膜を強固にする効果もあることを示している。
高 Cr 化と Cu 添加を同時に行うと，表面に Cu が濃化しSpotwelding

200進にも有効であることを示している。それぞれの鋼種の pH無添加鋼より貴な電位となった。これは高 Cr 化と Cu 添加

Upper sheet(20⫻30 mm)て再不動態化しやすくなるとともに，再不動態化後の電位が貴となるために不動態皮膜中の Cr 濃度が上昇して皮膜5）が強固になり，耐食性が向上すると考えられる 。
図 5 に Cu 添加量を変化させた 20％Cr-0.3％Ti 鋼を千葉

Cu を添加すると逆に発銹率が増加している。これは，鋼中海浜地区（護岸より 10 m）に 1 ヶ月間暴露後の発銹面積率に数十ナノメートル程度の微細な金属 Cu が析出して発銹を示す。Cu 無添加鋼に対して 0.3〜0.6％Cu 添加鋼では発起点となるためである。この結果から Cu の添加量を 0.4％

銹面積が少なく良好な耐食性を示しているが，1％以上のに選定した。
図 6 に JASO（自動車技術会）M 609-91 に準拠した塩乾湿複合サイクル腐食試験（1 サイクル：塩水噴霧（5％NaClOpen circuit potential(mV vs. SCE)

200

30˚C pH2

水 溶 液，35 ℃，2 時 間 ） → 乾 燥（60 ℃， 相 対 湿 度 20〜

0.6%Cu-bearing

030％，4 時間）→湿潤（50℃，相対湿度 95％以上，2 時間））の 30 サイクル後の隙間腐食に対する Cu 添加の影響を示す。

⫺200

Cu-free

SUS304 には劣るが，Cu 添加により侵食深さが低減しており，Cu 添加は隙間腐食低減にも効果があることが分かる。

⫺400
⫺600

以 上 の 実 験 結 果 か ら，JFE443CT の 基 本 成 分 を 21％0204060

Cr-0.4％Cu とした。

Immersion time (ks)
図4

21%Cr-0.3%Ti ステンレス鋼の自然浸漬電位に及ぼす Cu 添加の影響

Fig. 4

Effect of Cu addition on the open circuit potential of
21%Cr-0.3%Ti stainless steels

JFE 技報 No. 20（2008 年 6 月）

2.3成分設計

表 1 に JFE443CT の化学成分を示す。21％Cr-0.4％Cu の基本成分に，高 Cr および Cu 添加の効果を最大限引き出す
ために鋼中の C および N を精錬により極力低減（SUS430− 12 −

Ni，Mo フリー高耐食フェライト系ステンレス鋼 JFE443CT

表1400

Chemical composition of JFE443CT

Pitting potential, V’C10(mV vs. SCE)

Table 1

JFE443CTの化学成分(Typical values, mass%)

Steel grade

CCrNiCu

Ti

JFE443CT

0.01 21—0.4 0.3

SUS430NbN— 0.010.04 16———— 0.04

JFE430CuN (SUS430J1L) 0.01 19—0.5—

0.4 0.01

SUS304

8——— 0.03

0.05 18

3.5%NaCl30˚C

300
200
1000SUS JFE430CuN SUS
430 (SUS430J1L) 304

JFE443CT

Steel gradeの 1/6〜1/4 程度に高純度化）している。さらに，安定化元素として 0.3％の Ti を添加することにより，鋼中に残存

図7Fig. 7する C，N を Ti 炭化物，Ti 窒化物として無害化し，溶接JFE443CT の孔食電位

Pitting potential of JFE443CT部の耐食性の確保と加工性の向上を行っている。
なお，安定化元素に Nb ではなく Ti を選定した理由は，
SUS430

鋼板の再結晶温度を下げることにより，普通鋼製造ライン

JFE430CuN(SUS430J1L)

SUS304

JFE443CT（タンデム圧延 - 連続焼鈍酸洗ライン（CAL））での製造を可能にするためである。これにより，JFE443CT は一般的なステンレス鋼の表面仕上げである 2B（焼鈍酸洗材），BA（光輝焼鈍材）に加えて生産性の高い機能品仕上げ（タンAfter
30cyclesデム - CAL 仕上げ）を品揃えすることができた。機能品仕上げは 2B 仕上げに比較して表面粗度が大きいため，塗装密着性が良い利点がある。

2.4

After
150cycles

製造技術の確立

Cr 添加量が 20％を超える高 Cr フェライト系ステンレス鋼は精錬（C，N の低減）での製造負荷が大きいことや熱間圧延時に表面欠陥が生じやすいこと，さらにスラブや熱写真 1

塩 乾 湿 複 合 サ イ ク ル 腐 食 試 験（JASO M 609-91，
JASO：Japanese Automobile StandardsOrganization）での試験片外観（表面 600 番研磨仕上げ，試験片寸法 60⫻80 mm）

Photo 1

Appearance of various stainless steels after
JASO M 609-91 (JASO: Japanese AutomobileStandards Organization) mode cyclic corrosion test(#600 polished surface, Sample size: 60 ⫻ 80 mm)

延板の靭性が低く量産化が難しい。当社では，不純物元素の C，N を効率よく除去できる大排気量かつ大容量の SSVOD（ 強 攪 拌 真 空 酸 脱 炭 炉：strongly stirred vacuum
oxygen decarburization）の使用

6）と，SUS447J1（30％Cr-2％Mo）や 20％Cr-5％Al ステンレス鋼をはじめとする多くの難製造性高 Cr フェライト系ステンレス鋼の製造で蓄積した製造技術7）を活用することにより，JFE443CT の大量SUS304 より発銹面積は少ないがそれぞれの錆はより深く進行していた。JFE443CT は SUS304 より発銹量が少なく生産技術を確立した。

良好な耐食性を示している。

3. JFE443CT の特性
3.1

写真 2 に沖縄海浜地域（護岸から 20 m）で大気暴露試
験後の外観を示す。SUS304 では全面に点錆が見られる。

耐食性

これに対して，JFE443CT では発銹はほとんど見られず，

JFE443CT と 従 来 鋼 の 孔 食 電 位 を 図 7 に 示 す。SUS

SUS304 以上の優れた耐食性を示している。

430J1L は Mo 無添加フェライト系ステンレス鋼の JIS 規格

以上のように，開発の目標とした屋内外での一般的な腐鋼種のなかではもっとも耐食性が高いが，その孔食電位は食環境（中性塩化物環境）では，JFE443CT は SUS304 にSUS304 より低く，SUS304 と同等の耐食性とはいえない。

比べて同等以上の優れた耐食性を有している。

それに対して，JFE443CT の孔食電位は SUS304 と同等で3.2ある。

機械的特性

表 2 に JFE443CT の機械的特性を示す。本鋼の機械的特写真 1 に JASO M 609-91 に準拠した塩乾湿複合サイクル
腐食試験での 30 および 150 サイクル後の試験片の外観を性は SUS430J1L と同程度であり，SUS430 に比べると延性

示 す。SUS430 は 著 し く 発 銹 し て い る。SUS430J1L は，および r 値（ランクフォード値）が高く加工性に優れてい− 13 −

JFE 技報 No. 20（2008 年 6 月）

Ni，Mo フリー高耐食フェライト系ステンレス鋼 JFE443CT

SUS430

SUS304る。特に r 値は SUS304 より優れており，本鋼の深絞り性

JFE443CT

は良好である。

3.3

物理的特性

表 3 に JFE443 ＣＴの物理的特性を示す。本鋼の物理的After
6months

特性は他のフェライト系ステンレス鋼と同等である。磁性があり，マグネット式の器具やアクセサリーが利用できる。
また，SUS304 に比べ熱膨張係数が小さく，熱伝導性に優れている。これにより，溶接による変形が低減できることが多い。また，密度が 7.74 と SUS304 の 7.93 に比べ小さいことから，2.5％ほど軽量化できる特長も有している。

4. おわりに
After
14months

JFE443CT は，Cr 含有量を 21％に高めるとともに 0.4％の Cu を添加することにより中性塩化物環境で SUS304 と同等の優れた耐食性をもち，Ni，Mo 無添加とすることにより SUS304 より安価であり，中性塩化物環境で使用される用途での SUS304 代替鋼に最適である。
2006 年から Ni が高騰して SUS304 の価格が上昇してお写真 2

沖縄海浜地区で大気暴露試験した JFE443CT，
SUS304 および SUS430 の外観（表面 800 番研磨仕上げ，試験片寸法：75  150 mm）

り，JFE443CT の需要は急激に増大している。現在，本鋼Appearance of JFE443CT, SUS304, and SUS430
after 6 and 14 months filed exposure test in acoastal area at Okinawa (#800 surface finished,Sample size: 75  150 mm)

SUS304 代替として広く使用されている。それらの例を写Photo 2

表2
Table 2は厨房機器，建材建具や家電，自動車，産業機械などで真 3 に示す。
さらに，JFE443CT の適用拡大により，韓国，中国のス

JFE443CTの機械的特性

Mechanical properties of JFE443CT(Typical values, Specimen thickness: 0.8 mm)

Steel grade

0.2% proof
Tesile stress Elongationstress(MPa)
(%)
(MPa)

Meanr-value

JFE443CT

305

483

311.3

SUS430

320

490

291.0

JFE430CuN(SUS430J1L)

356

496

29

1.3

SUS304

260

64560

1.0

表3
Table 3

写真 3

JFE443CT の適用事例

Photo 3

Applications of JFE443CT

JFE443CTの物理的特性

Physical properties of JFE443CT

Steel grade

Density(g/cm3)

Electroc
resistivity(106Ω·cm)

Magnetism

Specific heat
25˚C
(J/kg·˚C)

Thermalconductivity 100˚C(W/m·˚C)

JFE443CT

7.74

58

Magnetic

440

22.5

10.5

204

SUS4307.70

60Magnetic

460

26.1

10.4

200

JFE430CuN(SUS430J1L)

7.73

61

Magnetic

460

24.0

10.5

203

SUS304

7.93

70

Non-magnetic

500

16.2

17.3

193

JFE 技報 No. 20（2008 年 6 月）

− 14 −

Thermal expansion
Young’s modulus
coefficient 20–100˚C(GPa)6(10 /˚C)

Ni，Mo フリー高耐食フェライト系ステンレス鋼 JFE443CT

テンレス鋼メーカーからも同様の鋼種の供給が始められて

6） 鍋島祐樹，小倉滋，山田純夫．川崎製鉄技報．1996，vol. 28，no. 4，p. 206．

いる。
今 後，JFE443CT を 含 め た 21％Cr-Cu ス テ ン レ ス 鋼 が7） 佐 藤 進，宇 城 工，石 井 和 秀．川 崎 製 鉄 技 報．1999，vol. 31，no. 1，
p. 28．

SUS304 代替鋼の世界標準となり，省資源やステンレス鋼の安定供給に貢献することが期待されている。

参考文献
1） 井口貴朗，尾崎芳宏．JFE 技報．2008，no. 20，p. 16．
2） 塩川隆，矢沢好弘，岡田修二．JFE 技報．2008，no. 20，p. 22．
3） 岡田修二，栃原美佐子，槇石規子，石井和秀，古君修．CAMP-ISIJ．
2005，vol.18，p.1637.
4） Makiishi, N.; Okada, S.; Ishii, K.; Sato, K. 5th International Symposium
on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices 05.
2005, p. 414.
5） 石井知洋，船川義正，宇城工，山下英明．CAMP-ISIJ．2007，vol. 20，no. 3，p. 430．

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石井 和秀

石井 知洋

太田 裕樹

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