316Lと2205ステンレス鋼の腐食挙動に関する研究動向

Thread Content

この投稿は、2016年7月22日15時30分に王根荣によって最終的に編集されました。二相ステンレス鋼は、点食、隙間腐食、応力腐食、および腐食疲労に対する耐性が、一般的なオーステナイト系ステンレス鋼よりも大幅に優れており、高合金オーステナイト系ステンレス鋼に匹敵します。また、二相ステンレス鋼の降伏強度は400～550 MPaに達し、通常のステンレス鋼の2倍であるため、材料を節約し、機器製造コストを削減することができる。二相ステンレス鋼はその特別な利点から、石油化学装置、海水・廃水処理装置、石油・ガス輸送パイプライン、製紙機械などの産業分野で広く利用されており、近年では橋梁の支持構造分野での利用も研究されている。しかし、二相ステンレス鋼にも高クロムフェライト系ステンレス鋼と同様の各種の脆性傾向があり、300℃を超える作業条件では使用しない方がよい。そのため、特定の媒体環境が厳しい低温環境下では、二相ステンレス鋼が徐々に316Lやオーステナイト系ステンレス鋼に取って代わり、新しい黒色材料として注目されるようになるかもしれない。316Iおよびオーステナイト系ステンレス鋼に代わる二相ステンレス鋼の実用性を検討するため、国内外で多くの研究が行われている。多くの研究により、同じ条件下で2205二相鋼の腐食感受性は316Lオーステナイト鋼よりも低いことが示されており、その理由は多岐にわたる。二相ステンレス鋼はα＋γ相からなる二相組織を持つため、その特性はオーステナイト系ステンレス鋼とフェライト系ステンレス鋼の両方の特長を兼ね備えている。オーステナイト系ステンレス鋼と比較して、強度が高く、特に降伏強度が大幅に向上するため、粒間腐食耐性、応力腐食耐性、耐腐食疲労性などの性能も顕著に改善される。現在、二相ステンレス鋼ではさらにいくつかの新しい鋼種が開発されており、ここではSAF2205以外に新たに開発された二相ステンレス鋼をいくつか紹介する［1］。（1）SAF2707 悪劣な腐食環境下における熱交換器の運用性能を向上させ、使用寿命を延ばすため、サンドヴィック社は新しいタイプのスーパー二相ステンレス鋼であるSandvik SAF2707を開発しました。この鋼種は主に化学、石油化学、石油精製業界で使用されます。この種の鋼材を開発したのは、機器の信頼性、安全性、および使用性能を確保しつつ、熱交換器の運転温度をより高くし、運転時間（使用可能時間）をより長くするという要求に応えるためです。（2）YUS DX1は新日本製鉄が開発した高強度かつ高耐食性を持つ二相ステンレス鋼で、SUS 316やSUS 317よりも点食や隙間腐食に対する耐性が優れている。常温における降伏強度はSUS 304やSUS 316鋼の2倍であり、応力腐食に対する耐性もSUS 304鋼より高い。また、溶接性は一般的なオーステナイト系ステンレス鋼と同じである。（3）韓国特許に登録されている二相ステンレス鋼で、優れた熱可塑性、高温酸化耐性、耐食性、および衝撃強度を持つ。その主成分は、22％～27％のCr、5.0％～8.0％のNi、2.0％～5.0％のMoである。0％～5.0％W、Cuは2.0％未満、0.13％～0.30％Niで、海洋施設に適しています。価格や生産量などの理由から、国内で二相ステンレス鋼が使用される工業用生産ラインでは、依然として国産の2205が主流である。 結語 316Lオーステナイト系ステンレス鋼と2205二相ステンレス鋼は、それぞれ長所と短所がある。製造過程においては、ステンレス鋼の選定にあたってさまざまな腐食状況の可能性を十分に考慮し、研究過程では研究手法を継続的に改善しながら新しい材料を発見していくべきである。二相ステンレス鋼は、優れた塩化物腐食抵抗性や点食抵抗性、高い機械的性質といった特長に加え、製造コストが低いという利点から、現在耐食性に欠ける鋼構造部品や一部の一般的な高クロムニッケルステンレス鋼に取って代わりつつあります。そのため、2205二相ステンレス鋼がある種の低温環境下で316Lステンレス鋼に置き換わることは十分に可能です。二相ステンレスは、石油化学、海洋工学、海洋掘削プラットフォーム、船舶、そして東南沿岸地域の兵器装備などの分野で大きな応用が期待されている。