特許 6786040 耐ルージュ性に優れたステンレス鋼及びステンレス鋼管、並びに純水蒸気経路部材

(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】6786040

(24)【登録日】2020年10月30日

(45)【発行日】2020年11月18日

(54)【発明の名称】耐ルージュ性に優れたステンレス鋼及びステンレス鋼管、並びに純水蒸気経路部材

(51)【国際特許分類】

   C22C 38/00 20060101AFI20201109BHJP

   C22C 38/58 20060101ALI20201109BHJP

   C25D 11/36 20060101ALI20201109BHJP

   C25F 3/24 20060101ALI20201109BHJP

【ＦＩ】

   C22C38/00 302Z

   C22C38/58

   C25D11/36 301

   C25F3/24

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2019-2895(P2019-2895)

(22)【出願日】2019年1月10日

(65)【公開番号】特開2020-111783(P2020-111783A)

(43)【公開日】2020年7月27日

【審査請求日】2019年11月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】714003416

【氏名又は名称】日鉄日新製鋼株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】519395455

【氏名又は名称】日鉄ステンレス鋼管株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000222336

【氏名又は名称】トーステ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】507225551

【氏名又は名称】第一三共プロファーマ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】関向 晃太郎

(72)【発明者】

【氏名】齋田 知明

(72)【発明者】

【氏名】今川 一成

(72)【発明者】

【氏名】中上 晋

(72)【発明者】

【氏名】赤路 博次

(72)【発明者】

【氏名】廣住 志郎

(72)【発明者】

【氏名】中島 貴史

(72)【発明者】

【氏名】延原 雄太

(72)【発明者】

【氏名】松本 年司

(72)【発明者】

【氏名】鎌田 政克

【審査官】 守安 太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１７６６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０３３１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２４３０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２１６７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０２９８７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ３８／００−３８／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｃ:０．１質量％以下、Ｓｉ：１．０質量％以下、Ｍｎ：２．０質量％以下、Ｐ：０．０４５質量％以下、Ｓ：０．０３質量％以下、Ｎｉ：３０質量％以下、Ｃｒ：１６〜３５質量％、Ｍｏ：６．０質量％以下、Ｃｕ：０．８質量％以下、Ｎ：０．３質量％以下を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなると共に、下記式（１）の関係（式中、各元素記号は、各元素の含有量を意味する）を満たす組成を有し、不働態皮膜中のＣｒ濃度が４０原子％以上である、耐ルージュ性に優れたステンレス鋼。
Ｃｒ＋０．５Ｍｏ≧１９ （１）

【請求項2】

Ｃ:０．１質量％以下、Ｓｉ：１．０質量％以下、Ｍｎ：０．０５〜２．０質量％、Ｐ：０．０４５質量％以下、Ｓ：０．０３質量％以下、Ｎｉ：３０質量％以下、Ｃｒ：１６〜３５質量％、Ｍｏ：６．０質量％以下、Ｃｕ：０．８質量％以下、Ｎ：０．３質量％以下を含み、Ｎｂ：０．８質量％以下、Ｔｉ：０．８質量％以下、Ａｌ：０．５質量％以下からなる群から選択される１種以上をさらに含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなると共に、下記式（１）の関係（式中、各元素記号は、各元素の含有量を意味する）を満たす組成を有し、不働態皮膜中のＣｒ濃度が４０原子％以上である、耐ルージュ性に優れたステンレス鋼。
Ｃｒ＋０．５Ｍｏ≧１９ （１）

【請求項3】

純水蒸気経路部材に用いられる、請求項１又は２に記載のステンレス鋼。

【請求項4】

Ｃ:０．１質量％以下、Ｓｉ：１．０質量％以下、Ｍｎ：２．０質量％以下、Ｐ：０．０４５質量％以下、Ｓ：０．０３質量％以下、Ｎｉ：３０質量％以下、Ｃｒ：１６〜３５質量％、Ｍｏ：６．０質量％以下、Ｃｕ：０．８質量％以下、Ｎ：０．３質量％以下を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなると共に、下記式（１）の関係（式中、各元素記号は、各元素の含有量を意味する）を満たす組成を有し、不働態皮膜中のＣｒ濃度が４０原子％以上である、耐ルージュ性に優れたステンレス鋼管。
Ｃｒ＋０．５Ｍｏ≧１９ （１）

【請求項5】

Ｃ:０．１質量％以下、Ｓｉ：１．０質量％以下、Ｍｎ：０．０５〜２．０質量％、Ｐ：０．０４５質量％以下、Ｓ：０．０３質量％以下、Ｎｉ：３０質量％以下、Ｃｒ：１６〜３５質量％、Ｍｏ：６．０質量％以下、Ｃｕ：０．８質量％以下、Ｎ：０．３質量％以下を含み、Ｎｂ：０．８質量％以下、Ｔｉ：０．８質量％以下、Ａｌ：０．５質量％以下からなる群から選択される１種以上をさらに含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなると共に、下記式（１）の関係（式中、各元素記号は、各元素の含有量を意味する）を満たす組成を有し、不働態皮膜中のＣｒ濃度が４０原子％以上である、耐ルージュ性に優れたステンレス鋼管。
Ｃｒ＋０．５Ｍｏ≧１９ （１）

【請求項6】

請求項１〜３のいずれか一項に記載のステンレス鋼、又は請求項４若しくは５に記載のステンレス鋼管を含む純水蒸気経路部材。

【請求項7】

サニタリー管である請求項６に記載の純水蒸気経路部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、耐ルージュ性に優れたステンレス鋼及びステンレス鋼管、並びに純水蒸気経路部材に関する。

【背景技術】

【0002】

医薬品、バイオテクノロジー、食品、化粧品などの分野では、滅菌装置、殺菌装置、消毒装置などの各種装置において、高純度水の蒸気（以下、「純水蒸気」という）を用いた処理が行われている。これらの装置及び関連設備の純水蒸気と接する部材には、オーステナイト系ステンレス鋼が一般に用いられているが、その表面にルージュと呼ばれる着色が発生することがある。

【0003】

ルージュは、鉄主体の金属酸化物の付着などに起因すると考えられている。この金属酸化物は、製品に混入して異物混入の原因となったり、純水蒸気に溶出して水質を劣化させたりする恐れがあることから、ルージュの発生を抑制することが望まれている。
ルージュの発生を抑制する従来技術としては、オーステナイト系ステンレス鋼の表面を不働態化し、不働態皮膜中のＣｒ濃度を４５原子％以上に高める方法が提案されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１−２９８７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の方法のように不働態皮膜中のＣｒ濃度を高めただけでは、ルージュの発生を十分に抑制できないことがある。また、特許文献１の方法は、鋼種がオーステナイト系ステンレス鋼に限定されており、様々な鋼種の耐ルージュ性を向上させることもできない。ここで、本明細書において「耐ルージュ性」とは、ルージュの発生を抑制する特性のことを意味する。

【0006】

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、耐ルージュ性に優れたステンレス鋼、ステンレス鋼管及び純水蒸気経路部材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】

【0007】

本発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究を行った結果、ステンレス鋼の組成（特に、Ｃｒ及びＭｏの含有量のバランス）及び不働態皮膜中のＣｒ濃度が、耐ルージュ性と密接に関係していることを見出し、本発明を完成するに至った。

【0008】

すなわち、本発明は、Ｃ:０．１質量％以下、Ｓｉ：１．０質量％以下、Ｍｎ：２．０質量％以下、Ｐ：０．０４５質量％以下、Ｓ：０．０３質量％以下、Ｎｉ：３０質量％以下、Ｃｒ：１６〜３５質量％、Ｍｏ：６．０質量％以下、Ｃｕ：０．８質量％以下、Ｎ：０．３質量％以下を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなると共に、下記式（１）の関係（式中、各元素記号は、各元素の含有量を意味する）を満たす組成を有し、不働態皮膜中のＣｒ濃度が４０原子％以上である、耐ルージュ性に優れたステンレス鋼である。
Ｃｒ＋０．５Ｍｏ≧１９ （１）
また、本発明は、Ｃ:０．１質量％以下、Ｓｉ：１．０質量％以下、Ｍｎ：０．０５〜２．０質量％、Ｐ：０．０４５質量％以下、Ｓ：０．０３質量％以下、Ｎｉ：３０質量％以下、Ｃｒ：１６〜３５質量％、Ｍｏ：６．０質量％以下、Ｃｕ：０．８質量％以下、Ｎ：０．３質量％以下を含み、Ｎｂ：０．８質量％以下、Ｔｉ：０．８質量％以下、Ａｌ：０．５質量％以下からなる群から選択される１種以上をさらに含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなると共に、上記式（１）の関係（式中、各元素記号は、各元素の含有量を意味する）を満たす組成を有し、不働態皮膜中のＣｒ濃度が４０原子％以上である、耐ルージュ性に優れたステンレス鋼である。

【0009】

また、本発明は、Ｃ:０．１質量％以下、Ｓｉ：１．０質量％以下、Ｍｎ：２．０質量％以下、Ｐ：０．０４５質量％以下、Ｓ：０．０３質量％以下、Ｎｉ：３０質量％以下、Ｃｒ：１６〜３５質量％、Ｍｏ：６．０質量％以下、Ｃｕ：０．８質量％以下、Ｎ：０．３質量％以下を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなると共に、下記式（１）の関係（式中、各元素記号は、各元素の含有量を意味する）を満たす組成を有し、不働態皮膜中のＣｒ濃度が４０原子％以上である、耐ルージュ性に優れたステンレス鋼管である。
Ｃｒ＋０．５Ｍｏ≧１９ （１）
また、本発明は、Ｃ:０．１質量％以下、Ｓｉ：１．０質量％以下、Ｍｎ：０．０５〜２．０質量％、Ｐ：０．０４５質量％以下、Ｓ：０．０３質量％以下、Ｎｉ：３０質量％以下、Ｃｒ：１６〜３５質量％、Ｍｏ：６．０質量％以下、Ｃｕ：０．８質量％以下、Ｎ：０．３質量％以下を含み、Ｎｂ：０．８質量％以下、Ｔｉ：０．８質量％以下、Ａｌ：０．５質量％以下からなる群から選択される１種以上をさらに含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなると共に、上記式（１）の関係（式中、各元素記号は、各元素の含有量を意味する）を満たす組成を有し、不働態皮膜中のＣｒ濃度が４０原子％以上である、耐ルージュ性に優れたステンレス鋼管である。

【0010】

さらに、本発明は、上記のステンレス鋼又は上記のステンレス鋼管を含む純水蒸気経路部材である。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、耐ルージュ性に優れたステンレス鋼、ステンレス鋼管及び純水蒸気経路部材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】純水蒸気発生装置及び蒸留水製造装置を備える純水供給システムのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明のステンレス鋼、ステンレス鋼管及び純水蒸気経路部材の好適な実施形態について説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、改良などを行うことができる。各実施形態に開示されている複数の構成要素は、適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【0014】

（ステンレス鋼）
本実施形態のステンレス鋼は、Ｃ:０．１質量％以下、Ｓｉ：１．０質量％以下、Ｍｎ：２．０質量％以下、Ｐ：０．０４５質量％以下、Ｓ：０．０３質量％以下、Ｎｉ：３０質量％以下、Ｃｒ：１６〜３５質量％、Ｍｏ：６．０質量％以下、Ｃｕ：０．８質量％以下、Ｎ：０．３質量％以下を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる。
また、別の実施形態のステンレス鋼は、Ｎｂ：０．８質量％以下、Ｔｉ：０．８質量％以下、Ａｌ：０．５質量％以下からなる群から選択される１種以上をさらに含むことができる。
ここで、本明細書において「不可避的不純物」とは、Ｏなどの除去することが難しい成分のことを意味する。この成分は、原料を溶製する段階で不可避的に混入する。

【0015】

＜Ｃ:０．１質量％以下＞
Ｃは、ステンレス鋼の加工性及び耐食性に影響を与える元素であり、特に多量のＣｒ、Ｍｏを含む組成系においてＣの含有量が多すぎると、硬質化して加工性が低下してしまう。したがって、Ｃの含有量の上限は、加工性の観点から、０．１質量％、好ましくは０．０９質量％、さらに好ましくは０．０８質量％に設定する。一方、Ｃの含有量の下限は、特に限定されないが、耐食性の観点から、好ましくは０．００１質量％、より好ましくは０．００３質量％である。

【0016】

＜Ｓｉ：１．０質量％以下＞
Ｓｉは、ステンレス鋼の加工性に影響を与える元素であり、Ｓｉの含有量が多すぎると、加工性が低下する。したがって、Ｓｉの含有量の上限は、加工性の観点から、１．０質量％、好ましくは０．９質量％、より好ましくは０．８質量％に設定する。一方、Ｓｉの含有量の下限は、特に限定されないが、好ましくは０．０１質量％、より好ましくは０．０５質量％、さらに好ましくは０．１質量％である。

【0017】

＜Ｍｎ：２．０質量％以下＞
Ｍｎは、ステンレス鋼の加工性及び耐食性に影響を与える元素であり、Ｍｎの含有量が多すぎると、加工性及び耐食性が低下する。したがって、Ｍｎの含有量の上限は、加工性及び耐食性の観点から、２．０質量％、好ましくは１．９質量％、さらに好ましくは１．８質量％に設定する。一方、Ｍｎの含有量の下限は、特に限定されないが、好ましくは０．０１質量％、より好ましくは０．０５質量％、さらに好ましくは０．１質量％である。

【0018】

＜Ｐ：０．０４５質量％以下＞
Ｐは、ステンレス鋼の加工性及び耐食性に影響を与える元素であり、Ｐの含有量が多すぎると、加工性及び耐食性が低下する。したがって、Ｐの含有量の上限は、加工性及び耐食性の観点から、０．０４５質量％、好ましくは０．０３５質量％に設定する。一方、Ｐの含有量の下限は、特に限定されないが、好ましくは０．００１質量％、より好ましくは０．００５質量％、さらに好ましくは０．０１質量％である。

【0019】

＜Ｓ：０．０３質量％以下＞
Ｓは、ステンレス鋼の加工性及び耐食性に影響を与える元素であり、Ｓの含有量が多すぎると、加工性及び耐食性が低下する。したがって、Ｓの含有量の上限は、加工性及び耐食性の観点から、０．０３質量％、好ましくは０．０２質量％、より好ましくは０．０１５質量％に設定する。一方、Ｓの含有量の下限は、特に限定されないが、好ましくは０．０００１質量％、より好ましくは０．０００５質量％である。

【0020】

＜Ｎｉ：３０質量％以下＞
Ｎｉは、ステンレス鋼の耐溶出性に影響を与える元素であり、Ｎｉの含有量が多すぎると、耐溶出性が低下すると共にルージュが発生し易くなる。また、Ｎｉは、ステンレス鋼がオーステナイト系である場合に、オーステナイト相形成に必要な成分でもある。したがって、Ｎｉの含有量の上限は、耐溶出性及び耐ルージュ性の観点から、３０質量％、好ましくは２５質量％に設定する。一方、Ｎｉの含有量の下限は、特に限定されないが、好ましくは０．０１質量％、より好ましくは０．０２質量％である。

【0021】

＜Ｃｒ：１６〜３５質量％＞
Ｃｒは、ステンレス鋼の加工性、耐食性及び耐ルージュ性に影響を与える元素であり、Ｃｒの含有量が少なすぎると、不働態皮膜が十分に形成されず、耐食性及び耐ルージュ性を確保することができない。したがって、Ｃｒの含有量の下限は、１６質量％、好ましくは１７質量％、より好ましくは１８質量％に設定する。一方、Ｃｒの含有量が多すぎると、耐食性及び耐ルージュ性は向上するものの、加工性が低下してしまう。したがって、Ｃｒの含有量の上限は、加工性の観点から、３５質量％、好ましくは３２質量％、より好ましくは３０質量％に設定する。

【0022】

＜Ｍｏ：６．０質量％以下＞
Ｍｏは、ステンレス鋼の加工性、耐食性及び耐ルージュ性に影響を与える元素である。また、Ｍｏは不働態皮膜が損傷したときに、不働態皮膜を再生する作用を有する元素でもある。ただし、Ｍｏの含有量が多すぎると、加工性が低下する。したがって、Ｍｏの含有量の上限は、加工性、耐食性及び耐ルージュ性の観点から、６．０質量％、好ましくは５．８質量％に設定する。一方、Ｍｏの含有量の下限は、特に限定されないが、好ましくは０．０１質量％、より好ましくは０．０２質量％、さらに好ましくは０．０３質量％である。

【0023】

＜Ｃｕ：０．８質量％以下＞
Ｃｕは、ステンレス鋼の加工性、耐溶出性及び耐ルージュ性に影響を与える元素であり、Ｃｕの含有量が多すぎると、加工性及び耐溶出性が低下すると共にルージュが発生し易くなる。したがって、Ｃｕの含有量の上限は、加工性、耐溶出性及び耐ルージュ性の観点から、０．８質量％、好ましくは０．４８質量％に設定する。一方、Ｃｕの含有量の下限は、特に限定されないが、好ましくは０．００５質量％、より好ましくは０．０２質量％、さらに好ましくは０．０４質量％である。

【0024】

＜Ｎｂ及びＴｉ：０．８質量％以下＞
Ｎｂ及びＴｉは、ステンレス鋼の加工性に影響を与える元素であり、Ｎｂ及びＴｉの含有量が多すぎると、加工性が低下する。したがって、Ｎｂ及びＴｉの含有量の上限は、０．８質量％、好ましくは０．６質量％、さらに好ましくは０．４質量％に設定する。一方、Ｎｂ及びＴｉの含有量の下限は、特に限定されないが、好ましくは０．０１質量％、より好ましくは０．０５質量％、さらに好ましくは０．１質量％である。

【0025】

＜Ａｌ：０．５質量％以下＞
Ａｌは、ステンレス鋼の加工性に影響を与える元素であり、Ａｌの含有量が多すぎると、加工性が低下する。したがって、Ａｌの含有量の上限は、０．５質量％、好ましくは０．３質量％、より好ましくは０．２質量％に設定する。一方、Ａｌの含有量の下限は、特に限定されないが、好ましくは０．０１質量％、より好ましくは０．０３質量％、さらに好ましくは０．０５質量％である。

【0026】

＜Ｎ：０．３質量％以下＞
Ｎは、ステンレス鋼の加工性に影響を与える元素であり、Ｎの含有量が多すぎると、硬質化して加工性が低下してしまう。したがって、Ｎの含有量の上限は、加工性の観点から、０．３質量％、好ましくは０．２５質量％に設定される。一方、Ｎの含有量の下限は、特に限定されないが、好ましくは０．００１質量％、より好ましくは０．００３質量％、さらに好ましくは０．００５質量％である。

【0027】

ステンレス鋼は、本発明の効果を阻害しない範囲において、当該技術分野において公知の元素を含有することができる。

【0028】

ステンレス鋼において、耐ルージュ性を向上させるためには、Ｃｒ及びＭｏの含有量のバランスが特に重要であり、下記式（１）の関係を満たす必要がある。
Ｃｒ＋０．５Ｍｏ≧１９ （１）
上記式（１）中、各元素記号は、各元素の含有量を意味する。
上記式（１）の関係を満たさない場合、所望の耐ルージュ性を有するステンレス鋼が得られない。

【0029】

また、上記式（１）におけるＣｒ＋０．５Ｍｏの下限値は、好ましくは１９．１、より好ましくは１９．２、さらに好ましくは１９．３である。このような下限とすることにより、ステンレス鋼の耐ルージュ性を安定して向上させることができる。一方、Ｃｒ＋０．５Ｍｏの上限値は、特に限定されないが、好ましくは３８、より好ましくは３５、さらに好ましくは３３である。

【0030】

ステンレス鋼は、不働態皮膜を表面に有する。ここで、本明細書において「不働態皮膜」とは、ステンレス鋼の耐食性（金属イオンの耐溶出性）を向上させるクロムリッチの酸化層のことを意味する。
不働態皮膜中のＣｒ濃度は、耐ルージュ性を確保する観点から、４０原子％以上、好ましくは４５原子％以上、さらに好ましくは５０原子％以上に設定される。一方、不働態皮膜中のＣｒ濃度の上限は、特に限定されないが、好ましくは９０原子％、より好ましくは８０原子％、さらに好ましくは７５原子％である。
ここで、不働態皮膜中のＣｒ濃度は、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）を用いたステンレス鋼の表面分析によって算出されるものを意味する。

【0031】

ＸＰＳの測定方法としては、特に限定されないが、本明細書では以下の手順に従って行った。
まず、ステンレス鋼の最表面（不働態皮膜）について広域光電子スペクトルを測定し、定性分析を行った。その後、表面から深さ方向に対してＡｒ⁺スパッタを行い、一定スパッタ深さごとに指定元素(Ｓｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｏ)の狭域光電子スペクトルを測定した。各スパッタ深さにおいて元素組成比(原子％)を算出し、不働態皮膜中のＣｒ濃度を求めた。

【0032】

また、ＸＰＳの測定条件としては、特に限定されないが、本明細書では以下の条件で行った。
分析装置：フィジカルエレクトロニクス（Physical Electronics）社製Ｑｕａｎｔｅｒａ ＳＸＭ（全自動走査型Ｘ線光電子分光装置）
Ｘ線源：単色化Ａｌ Ｋα
出力：４４．８Ｗ
ビーム径：２００μｍφ
取出し角度：４５°
スパッタ条件：Ａｒ⁺エネルギー１ｋｅＶ、スパッタレート約２．２４ｎｍ/分（ＳｉＯ₂換算）

【0033】

ステンレス鋼の表面は、算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下であることが好ましい。Ｒａが０．１μｍ以下であると、ルージュが発生し難くなる傾向にある。
ここで、本明細書において「算術平均粗さＲａ」とは、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に準拠して測定されるものを意味する。

【0034】

ステンレス鋼の金属組織は、特に限定されず、フェライト系、オーステナイト系、マルテンサイト系、オーステナイト・フェライト系のいずれであってもよい。

【0035】

上記のような組成及び不働態皮膜を有するステンレス鋼は、上記の組成を有するスラブを用いること以外は、公知の方法に準じて製造することができる。具体的には、上記の組成を有するスラブを熱間圧延して焼鈍及び酸洗を行った後、所定の厚さになるまで冷間圧延、焼鈍及び酸洗を繰り返し行い、次いで不働態化処理を行うことによってステンレス鋼を製造することができる。また、必要に応じて、冷延鋼板に機械研磨などの仕上げ加工を施してもよい。
不働態化処理としては、特に限定されないが、酸性溶液を用いた処理を行えばよい。不働態化処理の具体例としては、酸性溶液への浸漬処理、電解研磨などが挙げられるが、ステンレス鋼の表面粗さを制御し易い電解研磨が好ましい。
電解研磨の条件は、特に限定されないが、例えば、リン酸及び硫酸を含む混合液を用い、電圧３〜１５Ｖ、電流密度３〜２０Ａ/ｄｍ²、温度４０〜６０℃、時間３〜４０分とすればよい。

【0036】

上記のような組成及び不働態皮膜を有するステンレス鋼は、耐ルージュ性に優れているため、耐ルージュ性が要求される各種部材に用いるのに適している。耐ルージュ性が要求される部材としては、特に限定されないが、純水蒸気経路部材、例えば、純水蒸気発生装置、又は純水蒸気を使用する滅菌装置、殺菌装置若しくは消毒装置に用いられる部材、当該装置に関連する設備（例えば、サニタリー管）などが挙げられる。なお、本明細書において「純水蒸気経路部材」とは、純水蒸気と接触する部材のことを意味する。また、「サニタリー管」とは、衛生性が要求される配管のことを意味する。

【0037】

ここで、一例として、純水蒸気発生装置及び蒸留水製造装置を備える純水供給システムのブロック図を図１に示す。図１に示されるように、この純水供給システムでは、純水蒸気発生装置１、蒸留水製造装置２、タンク３、ポンプ４、熱交換器５、バルブ６、計器７、センサー８、配管部材９及びフィルター１０に用いられる部材が純水蒸気と接触する可能性がある。そのため、この純水供給システムでは、これらの部材を本実施形態のステンレス鋼を用いて作製することが好ましい。

【0038】

（ステンレス鋼管）
本実施形態のステンレス鋼管は、上記のステンレス鋼と同様の組成、不働態皮膜などの特徴を有する。したがって、これらの特徴については説明を省略する。
本実施の形態のステンレス鋼管は、上記のステンレス鋼を管状に加工することによって製造することができる。具体的には、ステンレス鋼を曲げ加工し、両端部を突合わせて溶接した後、焼鈍、酸洗や、機械研磨及び電解研磨などの加工を施すことによってステンレス鋼管を製造することができる。
本実施形態のステンレス鋼管は、上記のステンレス鋼を素材として用いているため、耐ルージュ性に優れている。

【0039】

（純水蒸気経路部材）
本実施形態の純水蒸気経路部材は、上記のステンレス鋼又は上記のステンレス鋼管を含む。この純水蒸気経路部材は、耐ルージュ性に優れているため、製品に異物（金属酸化物）が混入し難いと共に、純水蒸気に金属イオンが溶出して水質を劣化させる恐れも少ない。

【実施例】

【0040】

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
（実施例１〜９及び比較例１〜５）
表１に示す組成を有するスラブを熱間圧延した後、焼鈍及び酸洗して冷間圧延を繰り返し、厚みが１．０ｍｍの冷延焼鈍板を製造した。次に、冷延焼鈍板を３０ｍｍ×５０ｍｍに切り出した後、＃６００の機械研磨を行い、次いでリン酸及び硫酸を含む混合液中で電解研磨を行ってステンレス鋼を得た。電解研磨は、電圧を３〜１５Ｖ、電流密度を３〜２０Ａ/ｄｍ²、温度を４０〜６０℃、時間を３〜４０分とした。

【0041】

【表1】

【0042】

上記の実施例及び比較例で得られたステンレス鋼について、上記の方法に従って不働態皮膜中のＣｒ濃度を測定すると共に、表面粗さ形状測定機（東京精密社製ＳＵＲＦＣＯＭ２９００ＤＸ）を用いて算術平均粗さＲａを測定した。その結果を表２に示す。
次に、上記の実施例及び比較例で得られたステンレス鋼を、純水蒸気発生装置に接続された配管内部に設置し、圧力２ｋｇ／ｃｍ²・Ｇ、温度約１２０℃の純水蒸気環境下で１年間暴露試験を行った。暴露試験前後のステンレス鋼について、分光測色計（コニカミノルタ社製ＣＭ−２６００ｄ）を用い、Ｌ^*ａ^*ｂ^*色空間における色調Ｌ^*、ａ^*及びｂ^*を測定し、色差ΔＥ^*_ab＝〔（ΔＬ^*）²＋（Δａ^*)²＋(Δｂ^*)²〕^1/2を算出した。この色差ΔＥ^*_abが１０以下の場合、ルージュの発生を抑制できた（着色が少ない）と評価することができる。その結果を表２に示す。

【0043】

【表2】

【0044】

表２に示されるように、組成及び不働態皮膜中のＣｒ濃度が所定の範囲内にある実施例１〜９のステンレス鋼は、色差ΔＥ^*_abが１０以下であり、ルージュの発生を十分に抑制することができた。
これに対して、組成及び不働態皮膜中のＣｒ濃度が所定の範囲外である比較例１〜５のステンレス鋼は、色差ΔＥ^*_abが大きくなり、ルージュの発生を十分に抑制することができなかった。

【0045】

以上の結果からわかるように、耐ルージュ性に優れたステンレス鋼、ステンレス鋼管及び純水蒸気経路部材を提供することができる。

【符号の説明】

【0046】

１ 純水蒸気発生装置
２ 蒸留水製造装置
３ タンク
４ ポンプ
５ 熱交換器
６ バルブ
７ 計器
８ センサー
９ 配管部材
１０ フィルター

【図1】