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公開番号2025125978
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-28
出願番号2024022301
出願日2024-02-16
発明の名称オーステナイト系ステンレス鋼
出願人日本製鉄株式会社
代理人弁理士法人ブライタス
主分類C22C 38/00 20060101AFI20250821BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】高価な合金元素を低減しつつも、耐水素脆化性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼を提供する。
【解決手段】母材と酸化皮膜とを有し、母材の化学組成が、質量%で、C:0.080%以下、Si:1.0%以下、Mn:2.00%以下、P:0.050%以下、S:0.020%以下、Cr:17.0～20.0%、Ni:8.0～13.0%、Al:0.300%以下、N:0.250%以下、任意元素、残部:Feおよび不純物であり、GDSによって測定される、酸化皮膜中のA値[=Cr+4Si+10Al+5(Nb+Ti)]の最大値が30以上であり、酸化皮膜の厚さが5nm以上である、オーステナイト系ステンレス鋼。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
母材と、前記母材の表面上に形成された酸化皮膜とを有するオーステナイト系ステンレス鋼であって、
前記母材の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０８０％以下、
Ｓｉ：１．０％以下、
Ｍｎ：２．００％以下、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０２０％以下、
Ｃｒ：１７．０～２０．０％、
Ｎｉ：８．０～１３．０％、
Ａｌ：０．３００％以下、
Ｎ：０．２５０％以下、
Ｎｂ：０～０．２０％、
Ｔｉ：０～０．２０％、
Ｍｏ：０～１．００％、
Ｃｕ：０～１．０％、
Ｃｏ：０～０．５０％、
Ｖ：０～０．５０％、
Ｗ：０～０．５０％、
Ｂ：０～０．００５０％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｚｒ：０～０．５０％、
Ｇａ：０～０．０５０％、
Ｈｆ：０～０．１０％、
ＲＥＭ：０～０．１０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
グロー放電発光分光分析法を用いて、前記オーステナイト系ステンレス鋼の最表面から深さ方向において、Ｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｓｉ、ＡｌおよびＮの濃度変化を測定し、Ｏを除いたその他の元素の総量が、質量％で１００％となるように換算した場合に、
前記酸化皮膜での測定結果において、下記（ｉ）式で算出されるＡ値の最大値が３０以上であり、
前記酸化皮膜の厚さが５ｎｍ以上である、
オーステナイト系ステンレス鋼。
Ａ値＝Ｃｒ＋４Ｓｉ＋１０Ａｌ＋５（Ｎｂ＋Ｔｉ）・・・（ｉ）
但し、上記（ｉ）式中の各元素記号は、グロー放電発光分光分析法において、各深さ位置において測定される各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合はゼロとする。
続きを表示（約 350 文字）【請求項２】
前記化学組成が、質量％で、
Ｎｂ：０．０１～０．２０％、
Ｔｉ：０．０１～０．２０％、
Ｍｏ：０．０５～１．００％、
Ｃｕ：０．０５～１．０％、
Ｃｏ：０．０１～０．５０％、
Ｖ：０．０５～０．５０％、
Ｗ：０．０５～０．５０％、
Ｂ：０．０００２～０．００５０％、
Ｃａ：０．０００２～０．０１００％、
Ｍｇ：０．０００２～０．０１００％、
Ｚｒ：０．０１～０．５０％、
Ｇａ：０．００１～０．０５０％、
Ｈｆ：０．０１～０．１０％、および
ＲＥＭ：０．０１～０．１０％、
から選択される１種以上を含有する、
請求項１に記載のオーステナイト系ステンレス鋼。

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に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、化石燃料に代わる新たなエネルギー源として、水素ガスが注目されている。水素ガスは、ＣＯ
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を排出しないクリーンなエネルギー源である。その一方、水素ガスは、例えば、素材を脆化させる水素脆化を引き起こすことがある。そこで、特許文献１には、耐水素ガス脆化性を向上させたオーステナイト系ステンレス鋼が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－１９６８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されたオーステナイト系ステンレス鋼は、耐水素ガス脆化性を向上させるために、高価な合金元素を多く添加しているため、合金コストが高くなるという問題がある。一般的に、オーステナイト系ステンレス鋼において、高価な合金元素を低減しつつも、耐水素脆化性を向上させるのは難しい。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決し、高価な合金元素を低減しつつも、耐水素脆化性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼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】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、下記のオーステナイト系ステンレス鋼を要旨とする。
【０００７】
（１）母材と、前記母材の表面上に形成された酸化皮膜とを有するオーステナイト系ステンレス鋼であって、
前記母材の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０８０％以下、
Ｓｉ：１．０％以下、
Ｍｎ：２．００％以下、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０２０％以下、
Ｃｒ：１７．０～２０．０％、
Ｎｉ：８．０～１３．０％、
Ａｌ：０．３００％以下、
Ｎ：０．２５０％以下、
Ｎｂ：０～０．２０％、
Ｔｉ：０～０．２０％、
Ｍｏ：０～１．００％、
Ｃｕ：０～１．０％、
Ｃｏ：０～０．５０％、
Ｖ：０～０．５０％、
Ｗ：０～０．５０％、
Ｂ：０～０．００５０％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｚｒ：０～０．５０％、
Ｇａ：０～０．０５０％、
Ｈｆ：０～０．１０％、
ＲＥＭ：０～０．１０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
グロー放電発光分光分析法を用いて、前記オーステナイト系ステンレス鋼の最表面から深さ方向において、Ｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｓｉ、ＡｌおよびＮの濃度変化を測定し、Ｏを除いたその他の元素の総量が、質量％で１００％となるように換算した場合に、
前記酸化皮膜での測定結果において、下記（ｉ）式で算出されるＡ値の最大値が３０以上であり、
前記酸化皮膜の厚さが５ｎｍ以上である、
オーステナイト系ステンレス鋼。
Ａ値＝Ｃｒ＋４Ｓｉ＋１０Ａｌ＋５（Ｎｂ＋Ｔｉ）・・・（ｉ）
但し、上記（ｉ）式中の各元素記号は、グロー放電発光分光分析法において、各深さ位置において測定される各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合はゼロとする。
【０００８】
（２）前記化学組成が、質量％で、
Ｎｂ：０．０１～０．２０％、
Ｔｉ：０．０１～０．２０％、
Ｍｏ：０．０５～１．００％、
Ｃｕ：０．０５～１．０％、
Ｃｏ：０．０１～０．５０％、
Ｖ：０．０５～０．５０％、
Ｗ：０．０５～０．５０％、
Ｂ：０．０００２～０．００５０％、
Ｃａ：０．０００２～０．０１００％、
Ｍｇ：０．０００２～０．０１００％、
Ｚｒ：０．０１～０．５０％、
Ｇａ：０．００１～０．０５０％、
Ｈｆ：０．０１～０．１０％、および
ＲＥＭ：０．０１～０．１０％、
から選択される１種以上を含有する、
上記（１）に記載のオーステナイト系ステンレス鋼。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高価な合金元素を低減しつつも、耐水素ガス脆化性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明者らは、耐水素ガス脆化性を改善する方法について検討を行い、以下の知見を得た。
（【００１１】以降は省略されています）

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