ステンレスの高温加熱について

質問

ある実験機をSUS310で製作しました。
その実験機を運転すると900度まで加熱されます。
電源を切ると常温まで下がります。

その繰り返しを200回ほどしたところ、真っ黒になり、亀裂が生じました。

破損の原因は「粒界腐食」と考えてよろしいのでしょうか？

また、こういう状況を避けるためにはどういった方法があるのでしょうか？

回答No.4

noname#230359

＃３さんの実績で「固溶化熱処理などをして、作り直しましたが、結果は同じでした。」とありますので＃２の方法では対応不可のようです。
耐熱合金のハステロイとかインコネルに材質変更するのが早道だと思います。

参考URL：

http://www.neji-no1.com/contents/03/alloy/index1.html

回答No.3

noname#230359

◎ＳＵＳ３１０を使用してもだめな理由として、２つほど考えられます。
　?Cr炭化物の生成
　　900℃から空冷状態になる場合、800450℃の間で、盛んにクロム炭化物が生成され、ます。溶接のビード部のような状態になります。
　?繰り返し加熱による脆化
　　Cr炭化物が粒界に広がって行く為、脆化し耐食性が著しく低下し、黒色化する。

　当社のセラミック２次焼成炉でも、同様の現象がおき、固溶化熱処理などをして、作り直しましたが、結果は同じでした。

　最終的には、インコネルで製作し解決しました。

お礼

ありがとうございました。

また質問なのですが、インコネルって何なんでしょうか？

回答No.2

noname#230359

溶体化処理（1050℃あたりまで昇温する処理）で避けられそうです。

参考URL：

http://www.kougise.pref.ibaraki.jp/pdf/19/n19p145.pdf

お礼

ありがとうございました。
溶体化処理をすると、腐食はおこりにくいのか、
おこらないのかどちらでしょうか？

回答No.1

noname#230359

こんにちは
Ｍ-ＡＩさんがおしゃる通り、粒界腐食と考えて構わないと思います。オーステナイト系ステンレスでは、加熱されることによりCrとCが反応して
炭化クロムを生成し、不動態化しなくなります。
つまり、鋭敏化を引き起こして、Cr欠乏部の
侵食（粒界腐食）を生じさせます。そこに
引張応力が共存していれば、亀裂は起きると思います。
対策としては、
?材質の変更　
TiやNbを加えたもの　SUS321/SUS347
極低炭素鋼　　　　　SUS316L
ニッケル耐熱合金

?耐高温めっき・被覆
アルミナイズα処理　
セラミック被覆

実際に使用環境・コスト等に左右されますので、
何ともいえませんが・・・

お礼

ありがとうございました。
やはり粒界腐食でしたか。

?ちなみに現在の材質はSUS316Lです。

メッキは提案してみます。

補足

SUS310で作っていて割れが起こるので、
SUS316Lに変更したところ、同じ現象が起きたということです。