特許 5964256 二相系ステンレス鋼製構造物製造方法および熱処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5964256

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】二相系ステンレス鋼製構造物製造方法および熱処理装置

(51)【国際特許分類】

   C21D 9/50 20060101AFI20160721BHJP

   C21D 6/00 20060101ALI20160721BHJP

   B23K 31/00 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   C21D9/50 101B

   C21D6/00 102L

   B23K31/00 B

【請求項の数】8

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-17059(P2013-17059)

(22)【出願日】2013年1月31日

(65)【公開番号】特開2014-148705(P2014-148705A)

(43)【公開日】2014年8月21日

【審査請求日】2015年1月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(72)【発明者】

【氏名】原田 照正

(72)【発明者】

【氏名】今川 雄三

【審査官】 田口 裕健

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−１１１３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２３８４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０９９９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭５８−０４８０１６（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２１Ｄ ９／００− ９／４４、 ９／５０

Ｃ２１Ｄ ６／００

Ｂ２３Ｋ ３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二相系ステンレス鋼から形成される防食対象構造物を準備すること、
前記防食対象構造物を溶接すること、
前記防食対象構造物の表面の一部を形成し、前記防食対象構造物が溶接されることにより生成される溶接部および熱影響部を含み、且つ、前記防食対象構造物の深さ方向下側に溶体化熱処理されない溶接部および熱影響部があるよう溶体化熱処理対象部分を設定すること、および、
前記防食対象構造物が溶接された後に前記防食対象構造物のうちの溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されるように、誘導加熱装置またはレーザ加熱装置を用いて前記防食対象構造物を加熱すること、を備える二相系ステンレス鋼製構造物製造方法。

【請求項2】

前記防食対象構造物は、前記溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されるときに、前記溶体化熱処理対象部分が１０５０℃以上に加熱されるように、加熱される請求項１に記載される二相系ステンレス鋼製構造物製造方法。

【請求項3】

前記防食対象構造物は、前記溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されるときに、前記溶体化熱処理対象部分が１１００℃以下に加熱されるように、加熱される請求項１または請求項２に記載される二相系ステンレス鋼製構造物製造方法。

【請求項4】

前記溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されることに並行して、前記防食対象構造物のうちの前記溶体化熱処理対象部分に隣接する部分を冷却することをさらに備える請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項に記載される二相系ステンレス鋼製構造物製造方法。

【請求項5】

前記溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されている時刻から前記溶体化熱処理対象部分の温度が７００℃以下になる時刻までの時間が１００秒未満になるように、前記溶体化熱処理対象部分を冷却することをさらに備える請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項に記載される二相系ステンレス鋼製構造物製造方法。

【請求項6】

二相系ステンレス鋼から形成される二相系ステンレス鋼製構造物であり、
溶体化熱処理された溶体化熱処理対象部分と、
前記溶体化熱処理対象部分の前記二相系ステンレス鋼製構造物の深さ方向下側に、溶体化熱処理されなかった溶接部及び熱影響部とを備え、
前記溶体化熱処理対象部分は、本二相系ステンレス鋼製構造物の表面の一部を形成する二相系ステンレス鋼製構造物。

【請求項7】

二相系ステンレス鋼から形成される防食対象構造物のうち、前記防食対象構造物の表面の一部を形成し、前記防食対象構造物が溶接されることにより生成される溶接部および熱影響部を含む溶体化熱処理対象部分を、前記溶体化熱処理部分の前記防食対象構造物の厚さ方向下側に、前記溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されることにより溶体化熱処理されない熱影響部および溶接部を含むよう加熱する加熱装置と、
前記加熱装置に固定される冷却装置とを備え、
前記冷却装置は、前記防食対象構造物のうちの前記溶体化熱処理対象部分に隣接する他の部分を冷却し、
前記加熱装置は誘導加熱装置またはレーザ加熱装置である熱処理装置。

【請求項8】

前記溶体化熱処理対象部分を冷却する他の冷却装置をさらに備える請求項７に記載される熱処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二相系ステンレス鋼製構造物製造方法および熱処理装置に関し、特に、二相系ステンレス鋼製構造物を製造するときに利用される二相系ステンレス鋼製構造物製造方法および熱処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

二相ステンレス鋼から形成される構造物が知られている。このような構造物は、たとえば、海水ポンプ、海水配管、バルブ、ケーシング等に利用されるときに、耐食性に優れていることが望まれている。二相ステンレス鋼から形成される構造物の溶接部は、比較的耐食性が劣っている。その溶接部は、その構造物を溶体化熱処理することにより、耐食性が改善されることが知られている（たとえば、特許文献１、２、３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６１−２１２４８３号公報

【特許文献2】特開平６−２９９２３４号公報

【特許文献3】特開２０１２−１７２１５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような構造物は、大型であるときに、熱処理することが困難になることがある。二相系ステンレス鋼製構造物の溶接部の耐食性をより容易に改善させることが望まれている。

【0005】

本発明の課題は、耐食性に優れた二相系ステンレス鋼製構造物をより容易に製造する二相系ステンレス鋼製構造物製造方法および熱処理装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、二相系ステンレス鋼から形成される防食対象構造物を準備することと、防食対象構造物の表面の一部を形成し、防食対象構造物が溶接されることにより生成される溶接部および熱影響部を含み、且つ、防食対象構造物の深さ方向下側に溶体化熱処理されない溶接部および熱影響部があるよう溶体化熱処理対象部分を設定することと、その防食対象構造物のうちの溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されるように、その防食対象構造物を加熱することとを備えている。

【0007】

このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法によれば、防食対象構造物は、その溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されることにより、その溶体化熱処理対象部分に形成されるα相とγ相の比を適切な範囲に形成させるとともに、σ相を低減させることができ、防食対象構造物の表面のうちのその溶体化熱処理対象部分により形成される表面が腐食することを防止することができる。このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、さらに、一部分のみを溶体化熱処理することにより、その防食対象構造物の全体を溶体化熱処理する他の二相系ステンレス鋼製構造物製造方法に比較して、より容易に実行されることができる。

【0008】

本発明による二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、その防食対象構造物を溶接することをさらに備えている。このとき、その溶体化熱処理対象部分は、その防食対象構造物が溶接されることにより生成される溶接部および熱影響部を含み、その防食対象構造物が溶接された後に溶体化熱処理される。

【0009】

このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、防食対象構造物が溶接により形成されるときでも、防食対象構造物のうちの溶接による熱影響部が腐食することを防止することができる。

【0010】

その防食対象構造物は、その溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されるときに、その溶体化熱処理対象部分が１０５０℃以上に加熱されるように、加熱される。

【0011】

このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法によれば、その溶体化熱処理対象部分は、その溶体化熱処理対象部分にσ相等の析出物が析出する析出量をより確実に低減することができ、その溶体化熱処理対象部分が形成する表面が腐食することをより確実に防止することができる。

【0012】

その防食対象構造物は、その溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されるときに、その溶体化熱処理対象部分が１１００℃以下に加熱されるように、加熱される。

【0013】

このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法によれば、その溶体化熱処理対象部分は、α／γ量比が適切になるように形成され、その溶体化熱処理対象部分が形成する表面が腐食することをより確実に防止することができる。

【0014】

その溶体化熱処理対象部分は、その防食対象構造物が誘導加熱またはレーザ加熱装置により加熱されることにより、溶体化熱処理される。

【0015】

このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法によれば、その溶体化熱処理対象部分を急熱急冷することができる。

【0016】

本発明による二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、その溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されることに並行して、その防食対象構造物のうちのその溶体化熱処理対象部分に隣接する部分を冷却することをさらに備えている。

【0017】

このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、その加熱により生成される熱影響部を低減し、溶体化熱処理対象部分の周辺が腐食することを防止することができる。

【0018】

本発明による二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、その溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されている時刻からその溶体化熱処理対象部分の温度が７００℃以下になる時刻までの時間が１００秒未満になるように、その溶体化熱処理対象部分を冷却することをさらに備えている。

【0019】

α／γ量比の適正範囲の逸脱や析出物・金属間化合物の析出は、防食対象構造物の耐食性を低下させる。このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法によれば、その溶体化熱処理対象部分は、析出物・金属間化合物の析出が少なく、その溶体化熱処理対象部分が形成する表面が腐食することをより確実に防止することができる。

【0020】

本発明による二相系ステンレス鋼製構造物は、二相系ステンレス鋼から形成されている。その二相系ステンレス鋼製構造物は、さらに、溶体化熱処理された溶体化熱処理対象部分と、前記溶体化熱処理対象部分の前記二相系ステンレス鋼製構造物の深さ方向下側に、溶体化熱処理されなかった溶接部及び熱影響部と溶体化熱処理されなかった部分とを備えている。このとき、その溶体化熱処理対象部分は、本二相系ステンレス鋼製構造物の表面の一部を形成している。

【0021】

このような二相系ステンレス鋼製構造物は、本発明による二相系ステンレス鋼製構造物製造方法により作製され、その溶体化熱処理対象部分の、α相とγ相の比を適切な範囲に形成させるとともに、溶体化熱処理対象部分に形成されるσ相が低減されることにより、防食対象構造物の表面のうちのその溶体化熱処理対象部分に形成される表面が腐食することを防止することができる。

【0022】

本発明による熱処理装置は、二相系ステンレス鋼から形成される防食対象構造物のうち、前記防食対象構造物の表面の一部を形成し、前記防食対象構造物が溶接されることにより生成される溶接部および熱影響部を含む溶体化熱処理対象部分を、前記溶体化熱処理部分の前記防食対象構造物の厚さ方向下側に、前記溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されることにより溶体化熱処理されない熱影響部および溶接部を含むよう加熱する加熱装置と、その加熱装置に固定される冷却装置とを備えている。このとき、その溶体化熱処理対象部分は、その防食対象構造物の表面の一部を形成している。その防食対象構造物は、その溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されることにより溶体化熱処理されない部分をさらに含んでいる。その冷却装置は、その防食対象構造物のうちのその溶体化熱処理対象部分に隣接する他の部分を冷却する。

【0023】

このような熱処理装置は、溶体化熱処理対象部分を溶体化熱処理するときに、防食対象構造物のうちのその溶体化熱処理対象部分に隣接する他の部分を容易に冷却することができる。このため、このような熱処理装置は、その防食対象構造物は、溶体化熱処理対象部分を加熱することに並行してその部分を冷却することにより、その溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されるときに生成される熱影響部の量を低減することができ、防食対象構造物が腐食することを防止することができる。

【0024】

その加熱装置は、誘導加熱またはレーザ加熱装置によりその溶体化熱処理対象部分を加熱する。

【0025】

このような熱処理装置は、防食対象構造物の形状に応じた形状に加熱装置が作製されることができ、様々な形状の防食対象構造物の溶体化熱処理対象部分を溶体化熱処理することができる。

【0026】

本発明による熱処理装置は、その溶体化熱処理対象部分を冷却する他の冷却装置をさらに備えている。

【0027】

このような熱処理装置は、溶体化熱処理対象部分が加熱された後に、溶体化熱処理対象部分をすぐに冷却することができる。このため、このような熱処理装置は、その溶体化熱処理対象部分のα相とγ相の比を適切な範囲に形成させるとともに、σ相析出量をより適切に低減することができ、その溶体化熱処理対象部分が形成する表面が腐食することをより確実に防止することができる。

【発明の効果】

【0028】

本発明による二相系ステンレス鋼製構造物製造方法および熱処理装置は、耐食性に優れた二相系ステンレス鋼製構造物をより容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】熱処理装置を示し、防食対象構造物を示す断面図である。

【図2】二相ステンレス鋼の耐食性に及ぼすフェライト量の影響を示すグラフである。

【図3】二相ステンレス鋼の熱処理による組織変化を示すグラフである。

【図4】二相ステンレス鋼の耐食性に及ぼすσ相析出量の影響を示すグラフである。

【図5】二相ステンレス鋼におけるσ相の析出領域を示すＴＴＴ曲線を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0030】

図面を参照して、熱処理装置の実施の形態が以下に記載される。その熱処理装置１は、図１に示されているように、支持部材２と高周波誘導加熱装置３と第１冷却装置５と第２冷却装置６とを備えている。高周波誘導加熱装置３は、支持部材２に接合されることにより、支持部材２に支持されている。高周波誘導加熱装置３は、コイルから形成され、図示されていない電力原から所定の交流電力が供給されることにより、強度が変化する所定の磁力線を生成する。高周波誘導加熱装置３は、防食対象構造物７のうちの溶体化熱処理対象部分８に対して所定の位置に配置されているときに、その磁力線を生成することにより、溶体化熱処理対象部分８を加熱する。

【0031】

第１冷却装置５は、ノズルに形成され、ユーザに操作されることにより、図示されていない冷却機構により準備された圧縮空気や不活性ガスを噴射する。第１冷却装置５は、高周波誘導加熱装置３が溶体化熱処理対象部分８に対してその所定の位置に配置されているときに、防食対象構造物７のうちの溶体化熱処理対象部分８に隣接する領域にその圧縮空気が噴射されるように、高周波誘導加熱装置３に対して所定の相対位置に配置されている。第１冷却装置５は、支持部材２により支持され、その所定の相対位置に配置されるように、支持部材２により高周波誘導加熱装置３に対して固定されている。

【0032】

第２冷却装置６は、ノズルに形成され、ユーザに操作されること、または所定のプログラムにより、その冷却機構により生成された圧縮空気や不活性ガスを噴射する。第２冷却装置６は、高周波誘導加熱装置３が溶体化熱処理対象部分８に対してその所定の位置に配置されているときに、溶体化熱処理対象部分８にその圧縮空気や不活性ガスが噴射されるように、高周波誘導加熱装置３に対して所定の相対位置に配置されている。第２冷却装置６は、支持部材２により支持され、その所定の相対位置に配置されるように、支持部材２により高周波誘導加熱装置３に対して固定されている。

【0033】

このような熱処理装置１は、防食対象構造物７と溶体化熱処理対象部分８との形状に基づいて、溶体化熱処理対象部分８のみが高周波誘導加熱装置３により加熱されるように、溶体化熱処理対象部分８に隣接する部分が第１冷却装置５により冷却されるように、かつ、溶体化熱処理対象部分８が第２冷却装置６により冷却されるように、作製される。このような熱処理装置１は、支持部材２が適切な形状に作製されることにより作製されることができ、防食対象構造物７の全体を加熱する熱処理炉に比較して、より容易に作製されることができる。

【0034】

二相系ステンレス鋼製構造物製造方法の実施の形態は、熱処理装置１を用いて実行され、防食対象構造物を準備する動作と防食対象構造物を熱処理する動作とを備えている。

【0035】

その防食対象構造物を準備する動作では、まず、溶接により防食対象構造物７が作製される。このため、防食対象構造物７は、母材部分１０と溶接部１１と熱影響部１２とが形成されている。母材部分１０は、その溶接による熱により影響をほとんど受けていない部分から形成されている。溶接部１１は、その溶接により防食対象構造物７に付加された溶接金属から形成されている。熱影響部１２は、その溶接により熱影響を受けた部分から形成されている。このため、熱影響部１２は、母材部分１０と溶接部１１との間に配置された領域を形成し、防食対象構造物７の表面の一部分を形成している。熱影響部１２は、その溶接による熱による影響により、α／γ量比が適正範囲外となることやσ相などが析出し、母材部分１０に比較して耐食性が低く、溶接部１１に比較して耐食性が低い。

【0036】

その防食対象構造物を熱処理する動作では、まず、防食対象構造物７のうちの溶体化熱処理対象部分８が高周波誘導加熱装置３により加熱されるように、熱処理装置１が所定の位置に配置される。溶体化熱処理対象部分８は、防食対象構造物７により形成される表面の一部を含むように、設定され、溶体化熱処理対象部分８により形成される表面が、熱影響部１２により形成される表面１６を含むように、設定される。

【0037】

高周波誘導加熱装置３は、熱処理装置１がその所定の位置に配置されているときに、所定の交流電力が供給されることにより、溶体化熱処理対象部分８に所定の磁力線を生成する。溶体化熱処理対象部分８は、その磁力線が生成されることにより、渦電流が流れ、加熱される。第１冷却装置５は、溶体化熱処理対象部分８が高周波誘導加熱装置３により加熱されているときに、圧縮空気を防食対象構造物７のうちの溶体化熱処理対象部分８に隣接する部分に噴射することにより、その部分を冷却する。

【0038】

熱処理装置１は、溶体化熱処理対象部分８の温度が１０５０℃から１１００℃の範囲に所定の時間含まれるように加熱された後に、高周波誘導加熱装置３による加熱が停止される。第２冷却装置６は、溶体化熱処理対象部分８の加熱が停止された後に、溶体化熱処理対象部分８の温度が１０５０℃から７００℃以下になる時間が１００秒未満になるように、圧縮空気を溶体化熱処理対象部分８に噴射することにより、溶体化熱処理対象部分８を冷却する。

【0039】

防食対象構造物７は、このように加熱されることにより、溶体化熱処理対象部分８が溶体化熱処理される。溶体化熱処理対象部分８により形成される表面は、溶体化熱処理対象部分８が溶体化熱処理されることにより、σ相などが析出される量が低減され、熱影響部１２により形成される表面に比較して、耐食性が優れている。このため、このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法によれば、防食対象構造物７は、耐食性が向上される。

【0040】

防食対象構造物７の全体を溶体化熱処理するときに、防食対象構造物７の全部を内部に配置することができる大きな熱処理炉を準備する必要がある。さらに、防食対象構造物７は、全体が加熱されているときに、熱変形しないように、手当てする必要がある。このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、防食対象構造物７のうちの溶体化熱処理対象部分８と異なる部分１４が溶体化熱処理されないように溶体化熱処理対象部分８を加熱することにより、その大きな熱処理炉を準備する必要がなく、熱変形しないように手当てする手間が軽減される。このため、このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、防食対象構造物７の全体を加熱する他の二相系ステンレス鋼製構造物製造方法に比較して、より容易に実行されることができる。

【0041】

防食対象構造物７は、このように加熱されることにより、溶体化熱処理対象部分８と溶体化熱処理されない部分１４との間に熱影響部１５が形成される。熱影響部１５は、その加熱による熱影響を受けた部分から形成され、熱影響部１２と同様にして、耐食性が低い。防食対象構造物７は、溶体化熱処理対象部分８が加熱されているときに、溶体化熱処理対象部分８に隣接する部分が第１冷却装置５により冷却されることにより、溶体化熱処理対象部分８の周辺の温度勾配が急峻になり、熱影響部１５が小さくなる。このため、防食対象構造物７は、熱影響部１５により形成される表面１７の面積が小さくなり、耐食性が向上する。

【0042】

鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ１、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ３Ｌ、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ、鋼種ＵＮＳ Ｓ８２１２２、鋼種ＵＮＳ Ｓ３２３０４の二相ステンレス鋼は、９５０℃〜１１００℃に加熱した後に急冷することにより、溶体化熱処理される。その二相ステンレス鋼は、さらに、α相が析出する温度が６００℃〜１０００℃であり、窒化物が析出する温度が７００℃〜１０００℃であり、炭化物が析出する温度が６００℃〜１０５０℃である。このため、このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、溶体化熱処理対象部分が１０５０℃以上１１００℃以下になるように加熱していることにより、溶体化熱処理対象部分８を溶体化熱処理することができ、かつ、α相、窒化物、炭化物が溶体化熱処理対象部分８に析出する量を低減することができる。その結果、このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、溶体化熱処理対象部分８により形成される表面の耐食性を向上させることができ、さらにα／γ量比を適正な範囲とすることが可能となりその二相系ステンレス鋼製構造物製造方法が実行されない他の溶接材に比較して、防食対象構造物７の耐食性を改善させることができる。

【0043】

図２は、二相ステンレス鋼の耐食性に及ぼすフェライト（α）量の影響を示す関係を示している。その関係３１は、フェライト量に対する孔食速度を示している。あるフェライト量に対応する孔食速度は、ある二相ステンレス鋼にそのフェライト量のフェライト相が析出したときに、その二相ステンレス鋼に孔食が進行する速度を示している。関係３１は、フェライト量が概ね５０％に近いほど孔食速度が小さいことを示している。関係３１は、さらに、ある二相ステンレス鋼にフェライト量が５０％〜７５％の範囲に含まれているときに、その二相ステンレス鋼が所定の耐食性を有していることを示している。

【0044】

図３は、二相ステンレス鋼の熱処理による組織変化を示す関係を示している。その関係３２は、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ１の二相ステンレス鋼を溶体化熱処理する加熱温度に対応するフェライト量（α／γ量比）を示している。関係３２は、その二相ステンレス鋼を１１００℃以下で溶体化熱処理することにより、その二相ステンレス鋼にフェライト相が析出するフェライト量が５０％〜７５％の範囲に含まれることを示している。すなわち、関係３１と関係３２とは、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ１の二相ステンレス鋼を１１００℃以下で溶体化熱処理することにより、その二相ステンレス鋼が所定の耐食性を有していることを示している。

【0045】

図４は、二相ステンレス鋼の耐食性に及ぼすσ相析出量の影響を示す関係を示している。その関係３４は、８００℃における時効時間に対応するσ相面積率を示している。ある時効時間に対応するσ相面積率は、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌの二相ステンレス鋼が８００℃にその時効時間だけ保持されたときに、その二相ステンレス鋼にσ相が析出する量を示し、その二相ステンレス鋼を平面で切断したときに、その二相ステンレス鋼に析出するσ相が切断された断面の断面積を、その二相ステンレス鋼が切断された切断面の面積で除算した割合を示している。関係３４は、その時効時間が長いほどσ相面積率が大きいことを示し、その時効時間が長いほどその二相ステンレス鋼にσ相が析出する量が大きいことを示している。

【0046】

図４は、さらに、その時効時間と孔食電位との関係を示している。その関係３５は、時効時間に対応する孔食電位を示している。ある時効時間に対応する孔食電位は、その時効時間だけ８００℃に保持された鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌの二相ステンレス鋼が８０℃の人口海水に浸漬されたときに、その二相ステンレス鋼に孔食が発生する電位を示している。関係３５は、その時効時間が長いほど孔食電位が小さいことを示し、その時効時間が長いほどその二相ステンレス鋼が腐食しやすいことを示している。すなわち、関係３４と関係３５とは、その二相ステンレス鋼にσ相が析出する量が小さいほどその二相ステンレス鋼の耐食性が優れていることを示している。

【0047】

図５は、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌの二相ステンレス鋼におけるσ相の析出領域を示している。その析出領域３６は、１１００℃から１００秒未満で７００℃になるように溶体化熱処理対象部分８を急冷することにより、溶体化熱処理対象部分８にσ相等が析出することをより確実に防止することができることを示している。すなわち、関係３４と関係３５と析出領域３６とは、１１００℃から１００秒未満で７００℃になるように溶体化熱処理対象部分８を急冷することにより、すなわち、既述の二相系ステンレス鋼製構造物製造方法により、溶体化熱処理対象部分８により形成される表面が腐食することを防止することができることを示している。

【0048】

その析出領域は、二相ステンレス鋼の鋼種により変化する。このため、７００℃まで１００秒以上かけて溶体化熱処理対象部分８をゆっくり冷却しても、溶体化熱処理対象部分８にσ相等が析出しない鋼種が存在することがある。その二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、防食対象構造物７がこのような鋼種から形成されているときに、１００秒以上かけて溶体化熱処理対象部分８をゆっくり冷却することができる。この場合も、防食対象構造物７は、溶体化熱処理対象部分８が溶体化熱処理されることにより、耐食性が向上される。

【0049】

図３は、さらに、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌの熱処理による組織変化を示す関係を示している。その関係３３は、鋼種ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌの二相ステンレス鋼を溶体化熱処理する加熱温度に対応するフェライト量を示している。関係３３は、その二相ステンレス鋼を１１００℃以上で溶体化熱処理した場合でも、その二相ステンレス鋼にフェライト相が析出するフェライト量が５０％〜７５％の範囲に含まれることを示している。すなわち、関係３２と関係３３とは、二相ステンレス鋼の鋼種に適切な加熱温度が異なることを示し、溶体化熱処理対象部分８が１１００℃以上に加熱された場合でも、防食対象構造物７の耐食性を向上させることができることがあることを示している。その二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、防食対象構造物７がこのような鋼種から形成されているときに、溶体化熱処理対象部分８を１１００℃以上に加熱することにより溶体化熱処理対象部分８を溶体化熱処理することもできる。この場合も、防食対象構造物７は、溶体化熱処理対象部分８が溶体化熱処理されることにより、耐食性が向上される。

【0050】

熱処理装置の実施の他の形態は、既述の実施の形態における高周波誘導加熱装置３が、誘導加熱以外の方法を利用して溶体化熱処理対象部分８を加熱する他の加熱装置に置換されることができる。その加熱装置としては、溶体化熱処理対象部分８にレーザを照射することにより溶体化熱処理対象部分８を加熱するレーザ加熱装置が例示される。このような加熱装置を備えた熱処理装置は、既述の実施の形態における熱処理装置１と同様にして、溶体化熱処理対象部分８をより容易に溶体加熱処理することができ、耐食性に優れた二相ステンレス鋼製構造物をより容易に作製することができる。

【0051】

なお、第１冷却装置５と第２冷却装置６とは、圧縮空気と異なる他の冷却用ガスを用いて防食対象構造物７を冷却することもできる。その冷却用ガスとしては、窒素に例示される不活性ガス、大気が例示される。第１冷却装置５と第２冷却装置６とは、このような冷却用ガスを用いたときも、既述の場合と同様に適切に防食対象構造物７を冷却することができる。

【0052】

なお、二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、溶接による熱影響部と異なる他の領域の耐食性を向上させることに利用されることもできる。その領域としては、応力が付加されたことにより相変態した部分が例示される。二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、このような領域を溶体化熱処理対象部分８が含むように溶体化熱処理対象部分８を設定することにより、その領域をより容易に溶体加熱処理することができ、その領域が形成する表面の耐食性をより容易に向上させることができる。

【符号の説明】

【0053】

１ ：熱処理装置
３ ：高周波誘導加熱装置
５ ：第１冷却装置
６ ：第２冷却装置
７ ：防食対象構造物
８ ：溶体化熱処理対象部分
１０：母材部分
１１：溶接部
１２：熱影響部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】