JFE 技報 No. 20（2008 年 6 月）p. 53–59

温水器缶体用･省 Mo 型ステンレス鋼 JFE445M
Mo-saving Stainless Steel JFE445M for the Use of Hot Water Tank
福田 國夫

FUKUDA Kunio

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（課長）石川

ISHIKAWA Shin

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（課長）

伸

笠茂 利宏

KASAMO Toshihiro JFE スチール

東日本製鐵所

商品技術部

ステンレス室主任部員（課長）

要旨
従来，温水器缶体用ステンレス鋼として，SUS444（19mass%Cr-2mass%Mo 鋼）が一般的に使用されている。
溶接部の耐食性を高めることを目的として，Cr 含有量を上げ，さらに高価な Mo 含有量を抑えた JFE445M（22.5mass%Cr-1mass%Mo 鋼）を開発した。両鋼種の腐食特性を検討した結果，開発鋼 JFE445M は，現行のSUS444 に比較して，孔食電位，腐食隙間再不動態化試験，CCT 試験などの腐食試験で同等以上の性能を示した。
特に TIG（tungsten inert gas）溶接部の耐食性は，SUS444 より優れた特性を示した。これは，母材の Cr 含有量を高めた JFE445M では，溶接テンパーカラーが生成する際の，地鉄とスケール界面での Cr 濃度が，低下しにく
く，耐食性が大きく劣化しなかったためと考えられる。

Abstract:
For the use of hot water tank, JFE Steel developed the cost-saving JFE445M (22.5mass%Cr-1mass%Mo) stainlesssteel containing less Mo than the current material Type444 (19mass%Cr-2mass%Mo) stainless steels. The resultsof corrosion tests, such as the pitting potential, the rate of rusted area at cyclic corrosion test, the repassivation
potential for crevice corrosion, indicated JFE445M had the same or even better corrosion resistance than Type444.
At the welding zone by tungsten inert gas (TIG) welding method, JFE445M exhibited particularly higher corrosion
resistance than Type444. It was considered that the higher Cr content of JFE445M prevented the severe Cr
depletion at the interface between the scale and the substrate when the oxide layer was formed during welding

る JFE434LN2（19mass%Cr-2mass%Mo-0.35mass%Nb） を

1. はじめに

温水器缶体材料として過去に開発し，現在でも広く使用されている 。

近年，環境問題（CO2 削減）や省エネルギーへの機運のしかし，近年，Mo の価格が上昇し，従来の SUS444 と高まりにより，ヒートポンプ方式の温水器市場拡大が国策

同等の耐食性を有する省 Mo タイプのステンレス鋼のニーとして進められており，その伸びは著しい。温水器に使用ズが生じた。そこで，JFE434LN2 と同等以上の特性を有すされる家庭用水道水には，水道法により残留塩素が含まれる省 Mo タイプ鋼の開発を目的として，耐食性，特に TIG

1）ている 。また，水温も高温（85℃前後）に保たれるため，（tungsten inert gas）溶接時のテンパーカラー部の耐食性に

温水器缶体に使用される素材には，残留塩素が含まれる高及 ぼ す Cr，Mo 量 の 影 響 など に つ い て 検 討 し，温 水 器

温環境での耐食性が求められる。このため，温水器缶体の缶 体 用・ 省 Mo ス テ ン レ ス 鋼 JFE445M（22.5mass%Cr-

材料としては，耐食性に優れ，かつ応力腐食割れ感受性の1.0mass%Mo-0.35mass%Nb 鋼：JIS 規 格 SUS445J1） を 開

小さいフェライト系ステンレス鋼 SUS444（19mass%Cr-

発した。

2）

2mass%Mo 鋼）が広く使用されてきた 。この鋼種には，

本報では，まず，開発鋼の成分設計にあたり，温水器環

耐食性向上のため，Mo を 2％と多量に添加している。JFE

境での耐食性に及ぼす Mo 量の影響について検討した結果

スチールにおいても JIS（日本工業規格）の SUS444 にあたを述べる。さらに，現行材料：JFE434LN2 と開発した省Mo 鋼：JFE445M の各種腐食特性を比較検討した結果を示

2008 年 1 月 16 日受付す。
− 53 −

温水器缶体用･省 Mo 型ステンレス鋼 JFE445M

1 200˚C⫻1 h

1 200˚C⫻0.5 h

Hot rolled/25t

Hot rolled
25t /4t

1 050˚C⫻30 s

980˚C⫻30 s
Stainless sheet

Ingot
Cold rolled
4t /1t
図1
Fig. 1
表1
Table 1

供試材の製造方法

The method of preparing the specimens

供試材の化学成分

表2
Table 2

Chemical composition of specimens(mass%)

TIG 溶接条件（なめづけ溶接）

The welding condition by TIG (bead on plate)Electrode: 1.6 mmφ electrode made by tungsten

Sample

C

Si

Mn

Cr

Mo

Nb

N

A

0.008

0.30

0.16

22.1

0.5

0.41

0.008

Welding speed: 400 mm/min

B

0.007

0.29

0.16

22.1

0.8

0.41

0.007

Welding electric current: 80–100 A

C

0.008

0.30

0.17

22.1

1.0

0.41

0.007

Shield gas: 100%Ar or 98%Ar-2%O2

D

0.007

0.29

0.16

22.0

1.2

0.41

0.007

Gas flow: 20 l/min (both side)

SUS444

0.005

0.30

0.17

19.0

1.9

0.37

0.006

The distance between electrode and specimen: 2 mmていない場合を想定して実施した。表 2 に溶接条件を示す。
裏ビード側を試験面とし，2.1.2 項の方法で孔食電位を測定

2. 温水器用フェライト系ステンレス鋼の耐食性に及ぼす鋼中 Mo 量の影響2.1した。ただし，テンパーカラーの影響を見るため，試験前の研磨，試験液浸漬後の 10 分間放置を行わず，直ちに電位走査を開始した。

試験方法

2.2

2.1.1 供試材

実験結果

2.2.1 母材の孔食電位

表 1 に示す化学成分の 50 kg 小型鋼塊を溶製し，図 1 に示す工程で各種試験片の作製を行った。Cr は，22％に固定

JIS 規格に基づく溶液温度 30℃での母材の孔食電位（V’c10）として Mo を 0.5〜1.2％の範囲で変化させた。比較材とし測定結果の平均値（n ⫽ 5）を図 2 に示す。Cr 濃度が同じて，現行材である SUS444（JFE434LN2）と同等成分の小場合，孔食電位（V’c10）は，Mo 量に比例して増加した。

型鋼塊を用いた。

また，同じ P.I. 値（Cr ⫹ 3.3Mo）であっても，22Cr 系の方

2.1.2 母材の耐食性が 19Cr-2Mo よりも孔食電位は高くなった。足立らは Cr 含

母材の耐食性は，JIS G 0577「ステンレス鋼の孔食電位

有量が多くなると耐食性に及ぼす Mo 添加の効果が大きく測定方法」をベースに NaCl 溶液中での孔食電位を測定すなることを示しており ，本実験においても Cr 量の高いることにより評価した。試験片は，20 mm ⫻ 20 mm に剪断22Cr 系の方が，Mo の効果が大きかったと考えられる。

4）⫺後，#600 番研磨紙により研磨した板のエッジ部に電極棒を200 ppmCl 溶液で，種々の温度において母材の孔食電溶接し，アセトン中で超音波洗浄を行った。その後，50℃

位（V’c10）を測定した結果を図 3 に示す。22%Cr 鋼で Moの 30％硝酸溶液に 1 時間浸漬した後，シール材で測定面11 mm ⫻ 11 mm を残して被覆を行った。被覆後，測定直600

ルで脱脂した後，測定に供した。溶液は，Ar で脱気した

500

Pitting Potential, V’c10(mV vs. SCE)

前に #600 番研磨紙で 10 mm ⫻ 10 mm を研磨し，アルコー⫺

3.5% NaCl 溶液および NaCl で 200 ppmCl （国の水道水で3)の塩素イオン濃度基準値の上限） となるように調整した溶液を用いた。溶液の温度は，30〜80℃の間で変化させ，孔2

食電位 V’c10（電流値が 10 µA/cm になる電位）の測定を
行った。

400
300

0
22

溶接部の耐食性を調査するため，シールドガスとして

JFE 技報 No. 20（2008 年 6 月）

− 54 −

23

24

25

26

27

28

P.I.(Cr%⫹3.3⫻Mo%)

100%Ar，または 98%Ar-2%O2 を用い，裏ビード幅が 3 mm程度となる条件でビード・オン・プレート TIG 溶接を行っ

3.5% NaCl
30˚C

100

2.1.3 溶接部耐食性

た。98%Ar-2%O2 は溶接時のガスシールドがうまく保たれ19Cr-2.0Mo
22Cr-0.5Mo
22Cr-0.8Mo
22Cr-1.0Mo
22Cr-1.2Mo

200

図2
Fig. 2

母材の孔食電位に及ぼす P.I. の影響

The effect of P.I. (Pitting Index) on pitting potential of
substrate

温水器缶体用･省 Mo 型ステンレス鋼 JFE445M

⫺100
⫺200

200 ppm Cl⫺

0
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Temperature (˚C)
図3

各溶液温度における母材の孔食電位

Fig. 3 The effect of the solution temperature on pitting
potential of substrate

200

図5

溶接ビード面裏側の孔食電位（シールドガス：98%
Ar-2％O2）

Fig. 5

Pitting potential at the reverse side of welding bead
(Shield gas: 98% Ar-2%O2)

り，現行材の 19Cr-2Mo 鋼より良好な高い値を示した。

3.5% NaCl
30˚C

この差は，溶接時にできるテンパーカラーと呼ばれる酸化皮膜とその直下に生成する母材表層部の脱 Cr 濃度に起100

因すると考えられる。すなわち，22Cr 鋼では，母材の Cr0濃度が高い分，テンパーカラーの生成程度の Cr 消費では，

22Cr-1.2Mo

なかったためであると考えられる。この溶接テンパーカラー

22Cr-1.0Mo⫺200

22Cr-0.8Mo

界面の Cr 濃度が，低下しにくく，耐食性が大きく劣化し
22Cr-0.5Mo⫺100
19Cr-2Mo

Pitting potential, V’c10(mv vs. SCE)

300

22Cr-1.2Mo

100

022Cr-1.0Mo

200

100

22Cr-0.8Mo

300

3.5% NaCl
30˚C

200

22Cr-0.5Mo

400

Pitting potential, V’c10(mV vs. SCE)

500

Pitting potential, V’c10(mV vs. SCE)

300

19Cr-2.0Mo
22Cr-0.5Mo
22Cr-0.8Mo
22Cr-1.0Mo
22Cr-1.2Mo

19Cr-2Mo

600

部の腐食特性に関しては，後の 4 章で詳しく述べる。
2.2.3 新規鋼の成分系
以上の結果および過去の JFE434LN2 での開発知見から，

図4

溶接ビード面裏側の孔食電位（シールドガス：
100％ Ar）

Fig. 4

Pitting potential at the reverse side of welding
bead (Shield gas: 100% Ar)

新規鋼の成分を以下のように決定した。
まず，Cr 量は，溶接部の耐食性を向上させるため，また，隙間腐食などの低 pH 溶液中での耐食性を考慮して，本実
験より若干高めの 22.5％とした。Mo 量は，コストの低減

含 有 量 が 1.0 ％以 上 で あれ ば，す べ ての 温 度 において，の点では，低いほど良い。しかし，図 3 に示した結果より，19%Cr-2%Mo 鋼に比べて，同等以上の値を示した。

高温域（70〜80℃）での耐食性が JFE434LN2 と同等以上

2.2.2 溶接部耐食性になるように，目標下限値を 1.0％とした。

100%Ar ガスシールドの条件下での TIG 溶接部ビード裏

Si 量は，TIG 溶接・テンパーカラー部の耐食性を向上さ

面の孔食電位測定結果を図 4 に示す。孔食電位は，図 2 にせるためには増加させたほうが良い 。しかし，増加させ示した研磨板より低くなることが分かる。また，Mo の影

すぎると冷延焼鈍時の酸洗性が劣化し，2B 品でのテンパー

響は認められず，19%Cr-2%Mo 鋼との差も認められなかっ

カラー残りなど，生産性の劣化を引き起こす恐れがある。

た。次に，98%Ar ガス -2%O2 ガスシールドの条件下でのよって，過去の知見

TIG 溶接部ビード裏面の孔食電位測定結果を図 5 に示す。

の 0.4％添加とした。

5）

O2 含有雰囲気シールドでの溶接の場合，孔食電位は，やはり研磨板より低くなるが，22Cr 鋼では，その低下度合いが表3をもとに JFE434LN2 より 0.1％増加

C，N をトラップする安定化元素は，JFE434LN2 とほぼ同じ Nb の 0.35％単独添加とした。

少なく，またシールドガスが 100% Ar のときよりも高くな

Table 35）

開発鋼の成分の代表値とその成分範囲を表 3 に示す。

開発した JFE445M の化学成分

The chemical composition of developed JFE445M(mass%)

C

Si

Mn

Cr

N

Mo

Nb

Codex

⬉0.0150.35–0.45⬉0.20

22.0–24.0⬉0.015

1.00–1.20

15⫻(C⫹N)

Representative

0.008

0.41

0.16

22.6

0.008

1.06

0.31

− 55 −

JFE 技報 No. 20（2008 年 6 月）

温水器缶体用･省 Mo 型ステンレス鋼 JFE445M⬎95%RH），JASO：日本自動車工業規格協会）に従い，200

3. 開発鋼の諸特性
3.1

サイクルまで行って，発錆性を評価した。
3.1.5 TIG 溶接部の孔食電位

実験方法

2B 板を表 2 と同様の溶接条件で溶接した試験片を用い

3.1.1 孔食電位て孔食電位の測定を行った。測定は，2.1.2 項と同様に実施

以下の実験では，工場生産した省 Mo 鋼：JFE445M と現行 材：JFE434LN2 の 2B 板 を 用 い た。 孔 食 電 位 測 定 は，し，溶液は，30℃の 3.5% NaCl 溶液，および 30〜85℃の⫺200 ppmCl 溶液を用いた。

2.1.2 項と同様の手順で行った。溶液は JIS に準拠した 3.5％

3.2⫺

NaCl 溶液に加え，NaCl で調整した 200 ppmCl 溶液を用

結果

3.2.1 孔食電位

い，温度も 30〜85℃の間で変化させた。溶液の温度と濃度

図 6 に 3.5% NaCl 溶液中での 30〜80℃での母材の孔食電以外の試験片の処理等は，JIS G 0577 と同様である。
3.1.2 腐食隙間再不動態化電位位（V’c10）測定結果を示す。3.5% NaCl 溶液中では，すべ隙間腐食性の調査として，腐食隙間再不動態化電位の測ての温度において，JFE445M は JFE434LN2 に比較して高定を行った。この測定は，JIS G 0592 に規定されているとい良好な孔食電位を示した。また，温度が高くなると，そおり，オーステナイト系ステンレス鋼の隙間腐食性を評価の差は小さくなった。
⫺

するものであるが，フェライト系ステンレス鋼でも高耐食

図 7 に 200 ppmCl 溶液中での 50〜85℃での母材の孔食のものでは，隙間腐食特性の判断基準の一つになるものと電位（V’c10）測定結果を示す。200 ppmCl 溶液中でもすべ考えられる。

ての温度において，JFE445M は JFE434LN2 に比較して孔測 定 は JIS に ほ ぼ 準 拠 し て 実 施 し た。2B 材 よ り，⫺

食電位が高く，JFE445M 鋼は，温水器使用環境においても50l ⫻ 20w ⫻ 0.8t（mm）の 試 験 片を 採 取し，表 面をエメ

良好な耐孔食性を示すと考えられる。

リー紙 #600 番で全面研磨した。その後，試験対象面の反3.2.2 隙間腐食再不動態化電位⫺

対側の端部にリード線を取り付け，その部分をエポキシ系

50℃，200 ppmCl 溶液中での各分極線図より読み取った

樹 脂 で 被 覆 し た。 溶 液 は NaCl の 添 加 に より 調 整 し た

隙間腐食再不動態化電位を表 4 に示す。なお，表 4 中には，⫺200 ppmCl 溶液とし，温度は 50℃とした。
600
500

Pitting potential, V’c10(mV vs. SCE)

試験片は，測定直前に研磨し，ポリサルフォン製隙間冶
具を両面に被せた後，チタンボルトで所定のトルク（約4 N · m）まで締め付けた。その後，試験セル内に試料電極を 30 min 放置し，JIS の手順に従い分極を開始し，隙間腐
食再不動態化電位を測定した。
3.1.3 脱不動態化 pH
溶接缶体隙間部では，隙間形状により pH が下がる現象
pH の測定も行った。20 mm 角の冷延焼鈍材を #600 番研磨

試験溶液（大気開放）の中に浸漬し，直ちに ⫺700 mV（vs.

300
200
100
0
30

30

図6
Fig. 6

Pitting potential, V’c10(mV vs. SCE)

囲で，0.1 間隔で調整し，試験温度は 30℃とした。16 h 後に，不動態化による自然浸漬電位の上昇が確認されない最大の pH を脱不動態化 pH とした。
3.1.4 CCT 試験
缶体外側の耐食性を評価するため，2B 材の CCT 試験も行った。
試験サイズは 80 mm ⫻ 100 mm で，剪断後アルカリ80

90

3.5％ NaCl 溶液中での各鋼種の孔食電位

800
600
400
200
0
40

溶液で脱脂を行い，試験面 60 mm ⫻ 80 mm を残して，エッJFE445M
JFE443LN2
Average
Average50

ジ，裏面全面をシールした。試験モードは JASO M 609-91

60

70

80

90

Temperature (˚C)

（1 サ イクル： 塩 水 噴 霧（2 h，35 ℃，NaCl：5%）→ 乾 燥− 56 −

70

1 000

16 h 測定した。溶液は H2SO4 を用いて pH を 0.5〜2.0 の範JFE 技報 No. 20（2008 年 6 月）

60

Pitting potential of the steels in 3.5% NaCl solutions

SCE）で 10 min カソード処理を行った後，自然浸漬電位を（4 h，60 ℃，30%RH（ 相 対 湿 度 ）） → 湿 潤（2h，50 ℃，

50Temperature (˚C)

紙で研磨し，導通用の電極を溶接し，試験面 10 mm 角を残して他の部分をシール材で被覆した。作製した試験片を

400

⫺100
20

が認められる。よって，耐食性の評価として，脱不動態化

JFE445M
JFE443LN2
Average
Average

図7
Fig. 7

ⴚ

200 ppm Cl 溶液中での各鋼種の孔食電位⫺

Pitting potential of the steels in 200 ppm Cl solutions

温水器缶体用･省 Mo 型ステンレス鋼 JFE445M

表4

腐食隙間再不動態化電位，ER,crev.（mV vs. SCE）

300

Specimen

Temepature (˚C)

n⫽1

n⫽2

JFE445M

50

⫺227

⫺211

JFE434LN2

50

⫺225

⫺227

SUS316

50

⫺ 47

⫺ 56

Pitting potential, V’c10(mV vs. SCE)

Table 4 The repassivation potential for crevice corrosion,
ER,crev. (mV vs. SCE)

200

3.5% NaCl
30˚C

100
0
⫺100
⫺200
⫺300

445M 445LN2 445M 445LN2

本試験方法の正確性を確認するために行った SUS316 につ

Ar: 100%

いての測定値も示した。表 4 に示す様に，隙間腐食再不動
図9態化電位は，50℃では両鋼種とも，ほぼ同じであった。
Fig. 93.2.3 脱不動態化 pH

Ar: 98%O2: 2%

溶接ビード面裏側の孔食電位

Pitting potential at the reverse side of welding bead

図 8 に pH を変化させた溶液中に 16 時間浸漬した後に測定した電位を示す。図 8 より読み取れる JFE445M の脱不1.2Mo 鋼は，SUS444 や SUS316 に比較して良好な耐食性

動態化 pH は 0.9，JFE434LN2 の脱不動態化 pH1.2 となり，を示すことを報告しており，本実験の結果と一致する。
3.2.5 TIG 溶接部の孔食電位

JFE445M は JFE434LN2 より良好な値を示した。
3.2.4 CCT 試験

100％ Ar ガスシールド条件下では，溶接部より離れた箇

写真 1 に 2B 材の JASO 試験・200 サイクル後の試験片の所に極薄いテンパーカラーが生じているのに対し，98%Ar

外観を示す。なお，参考として SUS316 の 2B 材の結果もガス - 2%O2 ガスシールドの条件下では溶接部を中心とした合わせて示す。写真から JFE445M は，ほとんど錆が発生

テンパーカラー酸化物が多量に生成した。図 9 に TIG 溶接

しておらず，他の二鋼種に比較して，良好な耐食性を示し

部ビード裏面の 30℃，3.5% NaCl 溶液中での孔食電位測定

6）た。 宇 都 宮 ら は，22Cr-0.7〜1.2Mo 鋼 な ど と SUS444，

結果を示す。どちらの鋼種でも，孔食電位は図 6 に示した

SUS316 などの鋼種の大気暴露試験などを行い，22Cr-0.7〜

研磨板より低くなるものの，JFE445M の方が JFE434LN2に 比 較 し て 孔 食 電 位 は 高 く， 良 好 で あ っ た。 ま た，⫺

200 ppmCl 溶液中においても，JFE445M では，すべてのPotential after immersion
in solutions (mV vs. SCE)

200

温度域において溶接部の孔食電位が JFE434LN2 より高く，0

良好な値を示した。

⫺200

4. 考察

⫺400

4.1

JFE445M
JFE434LN2

⫺600
0.5

1

1.5

3 章での TIG 溶接部での耐食性の差の要因を考えるため，
2

TIG 溶接時に生成するテンパーカラーを大気中での熱処理

pH
図8

テンパーカラー部の腐食特性

各 pH 溶液中に 16 時間浸漬した後の各鋼種の浸漬電位

Fig. 8 The rest potential after 16 hour immersion in solutions
with several pH（均熱時間 30 s）によって生成させ，その耐食性，生成する酸化物，素地の状態を調査した。
熱処理後の外観は，両鋼種であまり差はなく，1 000℃程
度まではテンパーカラー，1 100 ℃を超えたあたりから(a) JFE445M(b) JFE434LN2

Cr2O3 起因と考えられる緑色が濃くなり，酸化物自体の色(c) SUS316

彩となっていた。また，TIG 溶接部の外観と比較したとこ
ろ，溶接中央部から距離が離れるにつれ，より低い温度で生成したテンパーカラーと色調が一致した。したがって，熱処理によりテンパーカラーを生成した試験片の耐食性を検討することにより，TIG 溶接部の耐食性を間接的に推定することができると考えられる。
図 10 にテンパーカラー熱処理材の孔食電位を JIS に準拠

写真 1

乾湿繰り返し腐食試験（JASO 法，JASO：日本自動車工業規格協会）・200 サイクル後の試験片外観し，測定した結果を示す。いずれの温度で熱処理した場合

Photo 1

Appearance of the specimens after cyclic corrosion
test (JASO method: 200 cycles, JASO: Japanese
Automobile Standards Organization)

く，テンパーカラーが発生した時の耐食性に優れることがでも，JFE445M は，JFE434LN2 に比較して孔食電位が高− 57 −

JFE 技報 No. 20（2008 年 6 月）

温水器缶体用･省 Mo 型ステンレス鋼 JFE445M(a) JFE445M(b) JFE434LN2

6

6

Cr

Mo

5

4

Mn

3

O

Fe

Mo

2

Nb

1

4

Intencity

Intencity

5

3
2

Si

1

0

Mn
O
Si

Nb

0
50

100

150

200

50

Sputterring time (s)

150

200

図 11

各鋼種に 1 200℃で熱処理を行った後の GDS による各元素の表面深さ方向の濃度プロファイル

Fig. 11The depth profile of the elements at surface of specimens heat treated at analyzed 1 200˚C by GDS(a) JFE454M
102
101
100
10⫺1

JFE445M

500

Current density (A/m2)

Pitting potential, V’c10(mV vs. SCE)

100
Sputterring time (s)

600
400
300
200
3.5% NaCl
30˚C

100

JFE434LN2

0
⫺100
0

200

400

600

800 1000 1200 1400

1 200˚C

10⫺2
10⫺3
10⫺4
10⫺5
⫺600 ⫺400 ⫺200

Heat treating temperature (˚C)
図 10

Fe

Cr

no treat0

200 400 600 800

Electrical potential (mV vs. SCE)

各鋼種の孔食電位に及ぼす熱処理温度の影響(b) JFE434LN2
102
101
100
1 200˚C
10⫺1
10⫺2

Current density (A/m2)

Fig. 10 The effect of heat treating temperature on pitting
potential

分かる。
また，図 11 に 1 200℃熱処理材の表面を GDS（グロー放電発光分光分析）により分析した結果を示す。JFE445M は，
JFE434LN2 に比較して，地鉄とスケール界面での Cr 濃度が高かった。また，その傾向はほぼ全温度において同じで，

no treat

⫺3

10
10⫺4
10⫺5
⫺600 ⫺400 ⫺200

0

200 400 600 800

Electrical potential (mV vs. SCE)

熱処理温度が高くなるほど両鋼種の Cr 濃度の差は大きく

図 12 未処理および 1 200℃で熱処理した試験片の 3.5％
NaCl 溶液中での分極曲線なった。
図 12 に 3.5% NaCl 溶液中での各テンパーカラー熱処理

Fig. 12

材の分極曲線の結果を示す。両鋼種とも，未処理（研磨面）

The polarization curves of heat treated specimens
in 3.5% NaCl solutions

では，低電位側では電流値も非常に小さく，孔食電位を境にして，電流が急激に増加する。これに対し，テンパーカ
ラー熱処理材では，低電位側で一時的に電流値が上がるが，果は，GDS などの界面での Cr 濃度の順番と非常によく対再度不動態化し，電流値が落ち着く箇所が数点存在する。

応する。また，JFE434LN2 の 1 200℃のテンパーカラー熱この一時的に電流値が高くなるのは，テンパーカラー（酸処理材では，電位が低い段階から電流値は大きくなり，不化物）が一時的に溶解していると考えられる。これらのテ動態化されずに孔食を起こしているが，GDS 分析の結果，ンパーカラーがある程度溶解しても下地の Cr 濃度が，再界面の Cr 濃度は非常に小さくなっていた。このようなテン

不動態化が起こるのに十分な Cr 濃度であれば，孔食はおパーカラー材での耐食性劣化のメカニズムは，溶接部のテ

きずに，再度電流値は低い値で安定する。しかし，下地のンパーカラー部でも同様であると推定される。

Cr 濃度が低い場合は再不動態化が起こらず，孔食となってす な わ ち，JFE445M が，JFE434LN2 に 比 較 し て，TIG

電流値は増大すると考えられる。このためテンパーカラー

溶接部の耐食性が良好であったのは，母材の Cr 含有量を材での耐食性は地鉄ままの状態より劣り，界面での Cr 濃増加させた分，テンパーカラーの生成の時に，地鉄とス

度が高いほど，またテンパーカラーが厚く保護性が高いほケール界面での Cr 濃度が低下しにくく耐食性が大きく劣

ど，耐食性の劣化は少なくなると考えられる。本実験の結化しなかったためであると考えられる。

JFE 技報 No. 20（2008 年 6 月）

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温水器缶体用･省 Mo 型ステンレス鋼 JFE445M

2） 小野山征生，辻正宣，安保秀雄，小川洋之，青木司郎．高耐食性フェ
ライト系ステンレス鋼の開発．製銑研究．1977，no. 292，p. 46．

5. おわりに

3） 水質基準に関する省令．平成 15 年 5 月 30 日厚生労働省令第 101 号．
4） 足立俊郎，広津貞雄，星野和夫．日本金属学会会報．1984，vol. 23，

温水器缶体用に，SUS444 を代替する省 Mo 型ステンレ
ス鋼 JFE445M（22.5Cr-1.0Mo-0.35Nb）を開 発し，腐 食 特性を，現行材である JFE434LN2（19Cr-2Mo-0.35Nb）と比no. 6，p. 523．
5） 加藤康，吉岡啓一，橋本修．SUS444 の溶接部耐食性に及ぼす Si の影
響．CAMP-ISIJ．1989，vol. 2，p. 724．
6） 宇都宮武志，杉本育弘，足立俊郎，植松美博．高耐候性フェライト系
ステンレス鋼 NSS 445M2 の開発．日新製鋼技報．1994，no. 70，p. 45．

較した。得られた主な結果は以下のとおりである。
（1） 開 発 鋼 の 母 材 の 耐 食 性 は 3.5% NaCl 溶 液 中 および⫺

200 ppmCl 溶液中でも従来鋼と同等以上の特性を示した。
（2） TIG 溶接部の孔食電位は，従来鋼に比較して開発鋼の方が高くなった。
（3）この理由は，従来鋼に比較して Cr 量を増大させた開発鋼では，テンパーカラーの生成の時に，地鉄とス
ケール界面での Cr 濃度が低下しにくく，耐食性が大きく劣化しなかったためであると考えられる。

参考文献
1） 水道法施行規則．昭和 32 年 12 月 14 日厚生省令第 45 号．第 17 条
（3）．

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福田 國夫

石川

伸

笠茂 利宏

JFE 技報 No. 20（2008 年 6 月）