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UDC : : : Effect of Metallurgical Factors of Low Carbon Steel Sheets on Stress Corrosion Cr

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1016 鉄 と 鋼 第63年(1977) 第6号

UDC 669. 14-122. 2-415: 620. 194. 2: 669. 141. 24. 019. 42: 547. 262

メ タ ノ ー ル 溶 液 中 の応 力 腐 食 割 れ に お よ ぼ す

低炭 素鋼 板 冶金 的 因子 の影 響*

雄**・

昭**

Effect

of Metallurgical

Factors

of Low Carbon

Steel Sheets

on

Stress

Corrosion

Cracking

in Methanol

Solution

Kameo MATSUKURA and Kazuaki SATO

Synopsis:

Studies were carried out on the effects of chemical composition, manufacturing condition and heat-treatment

of low carbon rimmed hot rolled steel sheets on susceptibility to stress corrosion cracking in 60℃ reagent

methanol containing 0.01 wt% formic acid and 0.1 wt% water by using a constant strain rate test. Similar

studies were done for various cold rolled steel sheets and pure iron sheets.

Carbon content (0.001-0.12wt%)

did not affect the susceptibility.

Chromium additions (0.04 wt% and

over) increased the resistance to cracking, whereas temper rolling and lower coiling temperature of hot rolled

sheets decreased the resistance.

Also the higher cooling rate of steel sheet cooled from austenite region and

low temperature heat treatments (100-300℃ ×5h) decreased the resistance.

The effect of strain rate on the SCC susceptibility of a bent or straight form specimen in the methanol solution

was investigated. It was found that the both specinlens showed SCC at the strain rate ε=10-4-10-5 sec-1

and the cracking depth observed in the bent specimen (max 0.28mm) was greater than that in the straight

specimen

(max 0.05mm).

The same SCC as that in the methanol solution was observed in reagent ethanol (C2H5OH), methyl

cel-losolve (H3COC2H4OH), and ethylene glycol (C2H4(OH)2) containing formic or acetic acid and water.

1. 緒 言 不 純物 と して 微量 の ギ酸(HCOOH, 0.005∼0.02wt %)と 水(0.05∼0.2wt%)を 含む メ タ ノー ル 中で 軟 鋼 に 応 力 腐 食割 れ(以 下SCCと 略 記)が 発生 す る ことを 前 報1)で報 告 した.こ れ は ビニ ル 系樹 脂 メ タ ノール 溶 液 を 充 填 した低 炭 素 鋼板 製 の ドラ ム缶(内 面 は亜 鉛 あ るい は 鉄 ボ ン デ処 理)輪 帯 部 が 割 れ,液 もれ が 発生 した ことが 発 端 となつ て 解 明 され た.こ の ドラ ム缶 に発 生 す るSCC を 防止 す る方 法 と して は,ド ラ ム缶 内 面 の 塗 装 を完 全 に 行 つ て,溶 液 と鋼 の接 触 を た つ,温 度 上 昇 を 防 ぐ,輪 帯 部 に か か る引 張 応 力(3段 積 み の場 合,最 大24kg/mmmm2) を小 さ くす るた め に俵 積 み を や め縦 置 きす る な どの 方 法 が あ るが,一 方 ドラム缶 の 素材 で あ る低 炭素 鋼 板 のSC C感 受 性 を 含有 成 分,製 造 方法 な どを 変 え る こ とに よ り 弱 くす る こ とも考 え られ る.事 実 ドラ ム缶 の 割 れ 発 生 率 が 缶 素 材 の 製造 ロ ッ トが異 な る と違 う こ とを経 験 して い る.そ れ で まず 各 種 の熱 延鋼 板,冷 延 鋼 板,純 鉄 板 の メ タ ノー ル溶 液 中 で のSCC感 受性 を調 べ,次 に熱 延 鋼 板 製 造 条 件(熱 間 圧 延 後 の ス ト リップ捲 取 温度,ス キ ンパ ス 圧下 率,後 熱 処 理 条 件)のSCC感 受性 に お よぼ す影 響 を調 査 した. 次 に ビニ ル 系樹 脂 メ タ ノー ル 溶液 中で の 軟 鋼 のSCC がW型 試 験片(定 応 力 試 験)と 曲げ 試 験 片(定 ひず み 速 度 試 験)で は実 験 室 的 に再 現 され た が,普 通 使 わ れ てい るU型 試 験片 や 真 直 ぐな ま ま の試 験 片(以 下 真直 試験 片 と呼 ぶ)で はSCCが 再 現 され なか つ た こ と も報告 し た.硝 酸塩 水 溶 液 や 苛 性 ア ル カ リ水 溶 液 中 で の軟 鋼 の SCC試 験 で は 真直 ぐ な ま ま の試 験 片 を使 つ た定 荷 重 試 験 や 定 ひ ずみ 速 度 試 験 でSCCが 発 生 して お り,あ らか じめ 曲 げ加 工 した 試 験 片2)を 使 用 す る こ とは ま れ で あ る.そ こで メタ ノール 溶 液 中 で の軟 鋼 のSCC発 生 に 試 験 片 の 曲 げ加 工 が どん な 意味 を持 つの か 解 析 した. つ い で この ドラム缶 割 れ と類似 の 状 況 下 で,メ チ ルセ * 昭 和49年11月 ,50年10月 本 会 講 演 大 会 に て 発 表 昭 和51年5月24日 受 付(Received May 24, 1976) ** 新 日本 製 鉄(株)堺 製 鉄 所(Sakai Works

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ロソル ブ(エチ レン グ リ コール ・モ ノ メチル エ ーテ ル)を 充填 した低 炭 素 鋼 板 製 ドラム缶 に も割れ の発 生 す る こと を経験 して い る.メ タ ノール 以 外 の有 機 溶 媒 で も同様 の SCCが 起 こ る こ とが 想 定 され る ので メチル セ ロソ ル ブ, エ タノール,エ チ レン グ リコー ル に つ いてSCC試 験 を 行ない,そ のSCC性 の有 無 を確 か め た. 2. 実 験 方 法 SCC試 験 方 法 は 前 報1)で報 告 した 定 ひ ず み速 度 試 験 法 を選ん だ.短 ざ く型 試 験片 を一 定 温 度 に 保 つ た メ タ ノー ル溶液 中に 浸漬 し,イ ン ス トロ ン型 試験 機 に よ り0.05 mm/minの 一 定 速度 で引 張 り,破 断 に要 す る時 間 を求 め,こ の 時 間 をSCC感 受 性 を 表 わす 尺 度 と した. 試 験溶液 の メ タ ノール に は 軟 鋼 にSCCを 起 こ させ る の に必要 なギ 酸 を0.005∼0.03wt%お よ びSCC促 進 剤 として働 く水 を0.1wt%添 加 した.水 は 多量 にな る と抑 制剤 とな る.試 験 温 度 は メ タ ノール 溶 液 で は60± 0.1℃ で あ る.pHメ ー タ ーで 測定 した 試 薬特 級 メタ ノ ール のpHは6.2,水0.1%,ギ 酸0.01%を 添 加 した メタ ノー ル溶 液 のpHは3.3で あつ た. 試験 片 は熱 間 また は冷 間 圧 延鋼 板(コ イ ル に捲 取 り後 レベ ラーを 通 した 平 板)か ら圧 延 方 向 と平行(L)ま た は これ と直 角(C)に12mmw×500mmlに 切 り出 し,こ れに10mmw×400mml(長 平 行 部試 験片 と呼 ぶ)ま た は10mmw×60mml(短 平 行 部 試 験 片 と呼 ぶ)の 平行 部 を切削加 工 に よ りつ け た(Fig. 1).真 直 試 験 片 で は ギ 酸添加量 の 小 さ い範 囲 で は,メ タ ノ ール 溶 液 中でSCC を発生 しなか つ た の で,試 験 片 に は あ らか じめ 曲 げ試 験 機を用 い て高 さ10mmの 曲 げ加 工 を 加 え た.試 験 材 と

Fig. 1. Specimen used for constant strain rate test.

して使 用 した熱 延,冷 延 鋼 板 の 板厚 は1.2mmま た は 2.0mmで す べ て 通常 の 方 法 の現 場 製 造 材 で あ る.熱 延 鋼 板 は15% HCl (70℃)で 酸 洗 脱 ス ケ ール 後 中 和乾 燥 して使 用 した.な お酸 洗 後,試 料 表 面 を 化学 研 磨 液(過 酸 化水 素100cc,フ ッ化 水 素 水15cc)中 で平 滑 に 仕上 げ た試 験 片 に つ い て もSCC感 受 性 を調 べ たが,酸 洗 板 と の差 は認 め られ なか つ た. 純 鉄 板 は電 解 鉄 を真 空 溶 解,鋳 造,熱 間 圧 延(6mm 厚)後,冷 間圧 延(1.2mm厚)し,700℃ ×5h真 空 焼 鈍 して実 験室 的 に作 成 した.こ れ らの供 試 材 の チ ェ ック 分 析 値,機 械 的 性 質 をTable 1に 示 す. 3. 結 果 と 考 察 3.1 鋼 板 材 質 のSCC感 受 性 に およ ぼ す 影響 3.1.1 熱 延 鋼 板 のSCC感 受 性 ほ ぼ 同 じ条 件 で製 造 され て い る低 炭 素 リム ド熱 延 鋼 板 の 間 にSCC感 受 性 の差 が あ るか ど うか,あ る とすれ ば どの よ うな 試 験 条件 で そ の 差が 出 るか を調 べ る 目的 で現 場 製造 の1.2mm厚 熱 延 鋼板 の 中 か ら ラン ダ ムに 選 んだ 4種 類 の 試 験 材A, B, C, DのSCC感 受 性 を 比較 し

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1018 鉄 と 鋼 第63年(1977) 第6号

Fig. 2. SCC susceptibility of hot rolled sheets A, B, C, D. (long gage-length specimen, formic acid and 0.1% water added to reagent methanol, test temp. 60℃)

た.Fig. 2は ギ酸 添 加量0.005∼0.03wt%の メ タ ノー ル溶 液 中 で の長 平行 部 試験 片 の 試 験 結 果 を示 す.ギ 酸 添 加 量0.005%の 最 も弱 いSCC条 件 で,Dは12.8, 14.6 h後 試 験 片 曲 げ部 内 側 に発 生 す るSCCが 起 点 とな つ て 破 断 す るの に対 し,A, B, Cは20h後 も曲 げ 部 内側 にSCCは 発生 す るが 弱 く破断 は しな い.ギ 酸 添加 量 0.01%の 比較 的 強 いSCC条 件 で は,Dは お よそ8h の短 時 間 で破 断 す るの に対 し,B, Cは11∼12hで, Aは これ らの 中間 の 時 間 でそ れ ぞ れ 破断 す る.ギ 酸 添加 量0.02%で は さ ら に破断 時 間 が 短 くな り,A, B, C, D間 の 破 断 時 間の 差 は小 さ くな るが,そ の 破断 時 間 の 順 位,B∼C>A>Dは 変 わ らな い. 以 上 の よ うにSCC感 受 性 はDが 最 も強 く,B, Cは 弱 く,Aは これ らの 中 間 で あ る.こ の 場 合 の各 試 験 材 間 のSCC感 受 性 の差 を出 す た め の試 験 条 件 と して は ギ酸 添 加量0.01%が 適 当で あ ろ う. 試験 材A, B, C, DのSCC感 受 性 の 順 位 とチ ェ ック 分 析 値や 機 械 試験 値 と の 間 に は相 関 は認 め ら れ な か つ た.な お 試 験 材 のSCC感 受性 を破 断 時 間 で 表 してい る が,こ れ に 試 験材 の 延 性 や 靱性 が影 響 を 与 え る こ とが 考 え られ る.し か しA, B, C, Dの 全伸 び(延 性)と 破 断 時 間 の 間 に相 関 は 認 め られ ず,破 断 時 間 は 延性 の影 響 を ほ とん ど受 けて い な い.し た が つ て破 断 時 間 は一 義的 に はSCC感 受性 を表 す と考 えた.こ のSCC感 受 性 の 差 は 後 述す る よ うに熱 間圧 延 後 の 冷却 速 度,捲 取 温 度 な ど の 熱 処理 条 件 や,ス キ ンパ ス,レ ベ リン グな どの加 工 条 件 が異 な るた め と考 え られ る. 次 に短 平 行 部 試 験片 で もFig. 2と 同 様 の 試 験 を行 つ た.長 平 行 部 試 験片 に比 べ て 破断 時 間 は全 体 的 に 短 くな る が,試 験 片 間 のSCC感 受 性 の順 位 は ほぼ 一 致 した.

Fig. 3. SCC susceptibility of hot rolled sheets,

cold rolled sheets, and pure iron sheets.

(short gage-length specimen)

長 平行 部 試 験 片 はSCC感 受性 の差 が 小 さい 材料 間 の比 較 を行 うの に 適 してい る.こ れ に 対 し短 平 行 部 試験 片 は SCC感 受性 の 差 の 大 き い材 料 間 の 比 較 を よ り短 い 試験 時 間 で行 うの に 適 して い る と考 え られ る. 3.1.2 冷 延鋼 板,純 鉄板 のSCC感 受 性 冷 延 鋼 板 も熱 延鋼 板 と同 様 に ドラム缶 の 素 材 と して使 わ れ る.Fig. 3は 冷 延 鋼 板 と純鉄 板 のSCC感 受性 を熱 延鋼 板 の そ れ と比較 した もの で あ る.試 験 は 短 平行 部試 験片 を使 い,ギ 酸0.01%,水0.1%を 添 加 した60℃ メ タノ ール 中 で 行 つた.熱 延 鋼 板A, C, DはL方 向, C方 向 試験 片 と もに4∼5hで 破 断 し,こ の 試 験条 件 で は 前 に述 べ た よ うに 材料 間 お よびL, C方 向 間 の差 は明 瞭 に で な い. 冷 延 鋼板 のL方 向 試験 片 は この 試 験 条件 で はK (TS 53.6kg/mmmm2)が 約7hで 破 断 す る 以 外 は いず れ も曲 げ 部 にSCCが 発生 す るが 弱 く,こ れ が 起点 とな つ ては 破 断 しな い.C方 向 試 験片 はL方 向 よ りもSCC感 受 性 が 強 く,い ず れ も曲 げ 部SCCが 起 点 となつ てL方 向 よ りも短 い時 間(5∼9h)で 破 断 す る.こ れ らの うちG (TS 33.2kg/mmmm2), K (TS 53.6kg/mmmm2)は 熱 延鋼 板 と同 程 度 のSCC感 受 性 を 示 し,H, I, Jよ りもSCC 感 受 性 が 強 い が,そ の 成 分,引 張 強 さな ど との 相関 性 は 認 め られ な い. 冷 延 焼 鈍 した純 鉄 板L, NのL方 向 試 験 片 も曲げ 部 SCCが 起 点 とな つ て約8hお よび11hで 破 断 し,冷 延 鋼 板L方 向 試験 片 と同 程 度 のSCC感 受 性 を 示 す.純 鉄 板Mは 曲 げ部SCCは 発 生 す るが,こ れ が 起 点 となつ て破 断 す る こ とは な く,他 の 純 鉄 板L, Nよ り もSCC感 受 性 は 弱 い. 硝 酸 塩 水 溶 液 中 で の軟 鋼 のSCC感 受 性 に お よぼす 成 分 の 影 響 に つ い て 多 くの 報 告 が あ るが,Cの 影 響 が 最 も

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大 きく,低 炭 素鋼 板 のC含 有 量 範 囲で あ る0.05∼0.1% で最 も感 受 性 が 強 くな る と報 告 され て い る.た とえ ば, PARKINS3)は0.07∼0.22%C鋼 でC量 が 多 い ほ ど 感 受 性が 弱 くな る こ と,0.07%C鋼 を 湿 水 素 中で0.02%ま で脱 炭す る と感 受 性 が な く な る こ とを 報告 し て い る. UHLIG4)ら は0.06, 0.11%C鋼 が短 時 間 でSCCを 発生 させ るの に対 し,0.001%C鋼 で は 長 時 間 後 もSCCが 発生 しな い ことを 示 し,ま たFLIS5)は0.009%C鋼 は 最 強の感 受性 を示 す の に 対 し,こ れ を脱 炭 した0.001% 以下,お よび0.10%C鋼 で は 感 受性 が 弱 くな る こ とを 示 して い る.こ の よ うに 硝酸 塩 水 溶 液 の場 合 はC含 有 量 の影響 が大 きいが,メ タ ノー ル溶 液 の 場合 は純 鉄 板 の例 にみ るよ うに0.001%C含 有 量 で も通 常 の低 炭 素 冷 延 鋼 板 と同程 度 の 感受 性 を 示 して お り,こ の 範 囲のC含 有 量 ではSCC感 受 性 は変 化 しな い. 3.1.3 Cr含 有 量 の 影 響 炭 窒化 物形 成 元 素 の一 つ で あ るCrは 硝 酸 塩水 溶 液 中 での軟 鋼 のSCC感 受 性 を 弱 め る効 果6)7)のあ る こ とが 知 られ て いる.Fig. 4はA∼Fの 熱 延鋼 板 の0.01∼0.1 %のCr含 有 量 とSCC破 断 時 間(長 平行 部試 験 片)の 関 係を示 すが,Cr含 有 量 が 多 い ほ ど破 断 時 間 は長 くな つ てい る.す な わ ち低 炭 素 鋼 板 のCr含 有量 が0.04% 以上 で あれ ば メタ ノー ル溶 液 中で のSCC感 受性 は弱 く な る. 3.1.4 ス キ ンパ ス圧 下 率 の 影 響 圧 延や 引張 りに よる加 工 がSCC感 受 性 に 影響 を与 え る ことが 軟鋼3)4),ス テ ン レス鋼8)9),黄 銅10)な どで 知 ら れ てい る.Fig. 5は 鋼 板A, Dに 実 験 室 圧 延 機 で最 大5 %ま での ス キ ンパ ス 圧下 を加 えた と きのSCC感 受 性 に およぼす ス キ ンパ ス圧 下 率 の 影 響 を 示 す(短 平行 部 試験 片).ス キン パス 圧 下 の影 響 はギ 酸 添加 量 が0.005%の 場合 には 大 き く,ス キ ンパ ス圧 下 率 が 大 きく な るに した が って破 断時 間 は 短 くな る.ギ 酸 添加 量が0.025%の 場

Fig. 4. Effect of Cr content on the time to SCC

failure. (long gage-length specimen)

Fig. 5. Effect of temper rolling reduction on the

time to SCC failure. (short gage-length

specimen)

Fig. 6. Effect of hot strip coiling temperature (℃) on the time to SCC failure. (steel No. O short gage-length specimen)

合 は腐 食環 境 の 影響 が 大 き く,ス キ ンパ ス圧 下 の 影 響 は 明 らか で はな い.一 方 最 大5%ま で の 引 張 り予 ひず み の SCC感 受 性 に お よぼ す 影 響 を調 べ た が,破 断 時 間 は 引 張 り予 ひず み 量 に よ り変 わ らな い.引 張 り変 形 に よ る ひ ず み は 引張 長 手 方 向断 面 で均 一 に 分 布す るの に 対 し,ス キ ンパ ス圧 下 に よ るひず み は板 表 面 部 に不 均 一 に 分 布11) す る.後 で述 べ る よ うに,試 験 片 の 曲 げ部 内 側 表面 部 の ひず み 速度 の大 小 がSCCの 発 生 に大 き な影 響 を お よ ぼ す が,ス キ ン パス 圧 下 に よ り板 表 面 に この よ うな不 均 一 な ひず み 部 分が あ る と,引 張 りに と もな う曲 げ戻 し変 形 中 に加 工 硬 化 の小 さい 未 変 形 部 に変 形 が 集 中 し,そ の 部 分 の ひず み 速 度 が最 もSCCの 発生 に適 した 値 とな り, その 結 果SCCが 発 生 しや す くな るの で は な い か と考 え られ る. 3.1.5 捲取 温度 の 影 響 Fig. 6は 熱 間 圧 延 仕上 温 度 が 同 じで 捲取 温 度 が500℃, 600℃, 700℃ の 同 一成 分の 低炭 素 リム ド熱 延鋼 板(試 験 材O,捲 取 冷 却 後 ス キ ンパ ス圧 下1%)のSCC破 断 時 間 を比 較 した もの で あ る.ギ 酸 添加 量0.0075%で は

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1020 鉄 と 鋼 第63年(1977)第6号 捲取 温 度700℃ は曲 げ 部SCCは 発生 す るが 弱 く これ が 原 因 で 破 断 は しな い.こ れ に対 し600℃ は 約11h で,500℃ は約9hで 破断 す る.ギ 酸 添加 量0.01%, 0.015%の よ り強 いSCC試 験 条 件 で も同様 に 捲 取 温度 の高 い もの ほ ど破 断 時 間 は長 い.す な わ ち 捲取 温 度 が 高 い 方がSCC感 受 性 は 弱 くな る. Photo. 1は 炭 化物 形 態 を 示 し,捲 取 温度700℃ で は セ メン タ イ ト,600℃ と500℃ では パ ー ライ ト,で あ る.低 炭 素 熱 延 鋼板 の 炭 化 物形 態12),ア ル ミキル ド熱 延 鋼 板 の窒 化 アル ミニ ウ ム13)の析 出 は500∼700℃ の 捲取 温度 に よ り変 化 す る.軟 鋼 でSCCを 起 こ しやす い環 境 で あ る硝 酸 塩 水 溶液 中で 純 鉄 はSCCを 生 じな い こ とか ら,軟 鋼 中のCやNが そ の 感受 性 に関 与 す る こ とが 知 ら れ て い る.同 時 に 熱処 理 条 件 に よ って も感 受性 が 変 化 す る こ とか ら,CやNの 含 有 量 だ けで な く,破 壊 の 起 る結 晶 粒 界 でのCやNの 存 在 状 態 が感 受 性 に 影 響 をお よぼ す と考 え られ てい る4).熱 延鋼 板 の 捲取 温 度 に よ りSCC感 受 性 が変 化 した の は捲 取 温度 に よ りCやNの 状 態 が 変 化 した ため と考 え られ る. 3.1.6 後 熱処 理 の 影 響 水焼 入 れ され た低 炭 素 鋼 の 硝酸 塩 水 溶 液 中 で のSCC

Photo. 1. Influence of hot strip coiling temperature on carbide type and distribution.

Fig. 7. Effect of heat treatment of hot rolled steel sheet on the time to SCC failure.

感 受性 は その 後 の 熱処 理 に よ り変 化 す る3)4)7)14). Fig. 7 は 捲取 温 度500℃, 600℃, 700℃ の 試 験 材Oに 加 え た,100∼600℃ ×5hの 真 空 中熱 処理 温 度 とSCC破 断 時 間(短 平 行 部 試 験片)の 関 係 を 示 す. 捲 取 温 度500℃ に100℃, 200℃ ×5hの 熱 処理 を 加 え る と,SCC破 断 時 間 は原 板 よ り も短 く な る.400℃ 以 上 の 熱 処 理 で は破 断 時 間 は長 くな る.捲 取 温度600℃ お よ び700℃ も同様 の傾 向 を 示 す. 軟 鋼 の 熱 処 理 に とも な うSCC感 受 性 の 変 化 を炭 化物 形 態 の変 化 と結 び つ け て考 えて い る 報告 が 多 い が,試 験 溶液 の種 類,試 験 条件 に よ り結 論 が それ ぞ れ 異 なつ て い る.た と えばPARKINS3)ら は硝 酸 塩 水 溶 液 中 で の軟 鋼の SCC感 受性 は熱 処 理 に よ り粒 界へ 粒 状 炭 化 物 が析 出す る と強 く な る こ とを 報告 して い る.一 方 小 若 ら15)は苛性 ソー ダ水 溶 液 中 で は,粒 界 へ 微細 な炭 化 物 が分 散 す る (γ+α)領 域 で の加 熱 が 軟 鋼 のSCC感 受 性 を 弱 くす る と述 べ てい る.Photo. 2は500℃ 捲取 材 の500℃ お よ び600℃ ×5hの 熱 処 理 後 の 炭 化物 形 態 変 化 を示 す. 炭 化物 形 態 は500℃ ×5h以 下 の熱 処 理 で は原 板 と同 じパ ー ライ ト組 織 であ るが,600℃ ×5hの 熱 処理 で パ ー ライ トの 一 部 が 塊状 セ メン タイ トに な る.一 方SCC 感 受性 は熱 処 理 温度 に よ りFig. 7に 示 す よ うに100∼ 300℃ で 強 く,500℃ 以 上 で 弱 くなつ てお り,炭 化 物形 態 の変 化 とは 対 応 しな い.電 子 顕 微鏡 に よ る高 倍率(∼ ×10000)で の 観察 に よ って も上 記 熱 処 理 に よ る炭 化物 形態 の変 化 は600℃ ×5h以 外 で は認 め られ な かつ た. ま た これ らの熱 処理 に と もな う内 部摩 擦 に よ り測 定 した (C+N)固 溶量,機 械 的 性 質(YP, TS, El, HRB)の 変 化 とSCC感 受 性 の 変 化 との 間 に対 応 関 係 は 認 め られ な か つた.捲 取 温度,後 熱 処 理 に よ るSCC感 受性 の 変 化 は 本実 験 条 件 で は炭 化 物 形 態 の 変化 と結 び つ くもの で は な く,100∼300℃ の 比 較 的 低 い温 度 で 大 きな変 化 を 示 す こ とか ら結 晶 粒 界 で の よ り ミク ロなCやNの 存在 状 態 の 変化,た と えば原 子 状C, N4)と 関 連 づ け て考 え ら

Photo. 2. Influence of heat treatment temperature for 5h on carbide type and distribution of as rolled specimen. (steel No. O

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Fig. 8. Effect of cooling rate and heat treatment

temperature

for 5h on the time to SCC

failure. (steel No. P, short gage-length

specimen)

れ るべ きで あ ろ う. 3.1.7 オ ース テ ナ イ ト(γ)域 か らの 冷 却 速 度 の影 響 硝酸塩 中 での 軟 鋼 のSCC感 受 性 は γ域 か らの 冷却 速 度 の影響 を受 け る4)7)14). 1.2mm厚 低 炭 素 熱 延鋼 板(試 験材P)を950℃ ×15min Ar雰 囲 気 中 で加 熱 後,熱 間圧延時 の 仕上 圧 延 ∼ 捲 取 機間 の ス トリップの 冷 却 速度 (∼30℃/sec)を 想 定 して油 焼 入 れ,水 シ ャ ワー 冷却, 空冷(950∼500℃ 間 の 平均 冷 却 速 度 は それ ぞれ ∼150, ∼40,∼10℃/sec)を 行 つ た.次 い で200∼700℃ ×5h の真空 中熱処 理 を行 い,冷 却 速度 と熱 処 理 のSCC感 受 性にお よぼ す影 響 を 調 べ た.Fig. 8に 試 験 結 果 を 示 す. 冷 却 まま の試 験 材 で は,冷 却 速 度 の一 番 大 きい 油焼 入 れ材は約4hでSCC破 断 し,強 い感 受 性 を 示 す.こ れに対 し冷却 速 度 の よ り小 さい シ ャ ワー水 冷 材,空 冷 材 はSCCは 発 生 す るが 弱 く これ が原 因で 破 断 す る こ とは ない.ま た シ ャ ワー水 冷 材 と空 冷 材 に発 生 す るSCCを 観察 比較 す る と,シ ャワ ー水 冷 材 はSCCは 目視 で判 別 で きるほ ど大 きい の に対 し,空 冷 材 で は低 倍 率 の顕 微 鏡 で判別 で き る程度 の小 さい 割 れ しか認 め られ な い.以 上 か らSCC感 受性 は油 焼 入 れ 材が 最 も強 く,シ ャ ワー水 冷 材,空 冷 材 の順 に 弱 くな る.す なわ ち γ域 か らの 冷 却 速度 は大 きい ほ どSCC感 受 性 は強 くな る.し たが つ て 前 に述べ た 捲取 温 度 が 低 い とSCC感 受 性 が強 くな る理 由の一 つは 仕 上圧 延 ∼ 捲 取 間 の ス トリ ップ冷却 速 度 が 捲 取 温度 が低 い とよ り大 き くな る た め と理 解 され る. 油 焼 入れ 後200∼700℃ ×5hの 熱 処 理 に よ り破 断 時 間 は単調 に増 加 し,700℃ で はSCCが 起 点 とな つて は 破断 しな くな る. 3.2 曲 げ試 験 片 の 割 れ 発生 機 構 3.2.1 割 れ 進 行 状 況 曲 げ試験 片 を使 つ て 定 ひず み速 度 試 験 を行 う と,適 当 な条件下 で 試 験 片 の 曲 げ 内側 に発 生 す るSCCが 起 点 と な つ て5∼20h後 に試 験 片 は 破断 す る.こ の定 ひず み 速度 試験 を途 中 で停 止 して そ の ときの 試 験 片 の割 れ 進 行 状 況 を調 べ た.Fig. 9は 定 ひず み 速 度 試 験 の時 間-荷 重 関 係 を示 す.試 験 材 はO(捲 取 温 度500℃)を 使 用 した. 試 験 条件 は短 平行 部 試 験 片,ギ 酸0.01%,水0.1%を 添 加 した メ タ ノール 溶 液(60℃)で あ る. Photo. 3は 曲 げ試 験 片 各 引張 り時 の 変 形 の様 子 を示 す が,試 験 片 は引張 りに と もな つ て,ま ず 中 央 のB部(10 R)が 主 と して伸 び,約2hで この 部 分 が だ いた い 真 直 に な る.こ の 間 の荷 重 の 上 昇 は ゆ るや か で あ る.次 に A, C部(5R)が 同時 に 伸 び,約2hで この部 分 が 大 体 真 直 ぐに な る.こ の 間の 荷 重 は 急 激 に上 昇 し,試 験 片 全 体 が ほ ぼ 真直 ぐに な る 約4h後 に降 伏 点 を 通 過,5.5h 後 に 試 験片 は破 断 した.Photo. 4は 引 張 り2.5h後 のA 部 のSCC発 生 状 況 を 示 す.

Fig. 9. Relation between tensile time and load of bent short gage-length specimen.

Photo. 3. Relation between tensile time (h) and

shape of bent specimen.

(7)

1022 第63年(1977) 第6号

Photo. 4. Stress corrosion cracking observed on

bent specimen after constant strain rate

test. (2.5h)

Fig. 10. Effect of tensile time on crack depth. (steel No. O, short gage-length speci-men)

Fig. 10は 引張 開 始 後30minご とに 調 べ たA, B, C部 の 割 れ 深 さ を示 す.引 張 開始30min後 で は割 れ は 認 め られ な い が,1h後 に は先 に伸 び 始 め る 曲 げB部 に 割 れ が 出始 め,2h後 に深 さ0.15mmに な る ま で割 れ は 進 行 す る.こ の 間 の割 れ 進 行 速度 は約0.1mm/hで あ る. 2h以 後 は 割 れ の進 行 は停 止 す るが,こ の 時 間 はPhoto. 3に 示 す よ うにB部 が 真 直 ぐ に な る時 間 と一致 して お り,こ れ 以 後 はB部 に は 伸 び変 形 が 起 こ らな い ため に 割 れ の進 行 が 停止 す る と考 え られ る.A, C部 はB部 よ り も遅 れ,2h後 に割 れ が 出始 め,4h後 に 深 さ0.22mm に な る まで 割 れ は進 行 す る.こ のA, C部 の割 れ 開 始 時 間,一 時 停 止時 間 はB部 の場 合 と同 様 に 大体A, C部 の 伸 び の 開 始 お よび 終 了時 間 と一 致 す る.す な わ ち曲 げ 試 験 片 に は初 めの 段 階 で は,曲 げ 部 の 曲 げ戻 し変 形 中 に か ぎつ て割 れ が 進 行 す る. 次 に破 断30min前 の試 験 片 全 体 が 真 直 ぐにな つた状 態 に な る と割 れ の す で に発 生 して い るA, C, B部 に集 中 して変 形 が 加 わ り,一 度 停 止 した 割 れ が再 び 進行 し, 引張 荷 重 の 大 きさ が残 りの 板 厚 で 支 持 し得 る値 以上 にな つた と きに 試 験片 は延 性 破 断 す る. 3.2.2 曲 げ 深 さ の影 響 Fig. 10, Photo. 3はSCCは 曲 げ 部が 曲 げ戻 され て い る間 に 進 行 す る こ とを示 し て い る.こ れ か らFig. 1 の 試 験 片 曲 げ 深 さ(10mm)を 大 き く して曲 げ 部が 曲げ 戻 され る時 間 を 長 くす れ ば,割 れ 深 さ は大 き くな る こと が考 え られ る. Table 2は 試 験 材B(短 平 行 部 試 験片)に つ いて 曲 げ深 さ を変 えて 試 験 した結 果 を示 す.こ れ か らB部 の割 れ 深 さ は 曲 げ深 さの 大 きく な るに した が つ て大 き くな つ てい る が,こ れ は 曲 げ 深 さ の大 き いほ ど曲 げ部 の 曲 げ 戻 され る時 間,す な わ ち割 れ の進 行 時 間 が長 くな るた め と考 え られ る.一 方A, C部 の 割 れ 深 さは 変 らな いが,こ れ は こ れ らの 曲 げ 部 分 の 曲 げ戻 され る時 間 が 曲げ 深 さに影 響 さ れ な いた め で あ る.試 験 片 の 破 断時 間 は割 れ 深 さが一 番 大 き い曲 げ 深 さ13mmが 最 も長 い が,こ れ は曲 げ深 さ が大 き い とそ れ だ け この曲 げ を 曲 げ戻 すの に要 す る時 間 が長 くな り,こ れ が破 断 時 間 に 加 算 さ れ るた め で あ る. 3.2.3 曲 率 半 径 の影 響 このSCCの 発生 に は曲 げ が 重 要 な 役割 りをは た して い るが,試 験 片 の 曲 げ内 側 に は 圧 縮 ひず みが 生 じ て い る.こ の 圧 縮 ひ ずみ 量 のSCC割 れ 深 さ にお よぼ す影 響 を調 べ る 目的 で,A, C部 の 曲 率半 径 を4∼10mmに 変 化 させ た 試 験 片(試 験 材B)の 割 れ 深 さ を調 べ た.前 節 で述 べ た よ うに,割 れ 深 さは 曲 げ 部 が 曲 げ戻 され る時 間 に 比例 して 大 き くな るが,A, C部 の 曲率 半 径 が 変 わ る と この 部 分 の 伸 ば され る時 間 の 変 わ る こ とが 考 え られ る. しか し曲 率 半 径4∼10mmの 試 験片 の引 張 時 間-荷 重 関 係 を調 べ る と,A, C部 の 曲 げ 戻 さ れ る時 間 は いず れ も2 h前 後 で ほ とん ど同 じで あ り,4∼10mmの 範 囲 で は こ の 時 間 は 変 わ らな い.Fig. 11はA, C部 の 曲 率 半径 と 引 張 り4h後 の割 れ 深 さ との 関 係 を 示す.こ の 引張 り

(8)

Fig. 11. Effect of radius of curvature of bent short gage-length specimen on crack depth.

Fig. 12. Relation between inner surface strain of bent specimen and crack depth.

4h後 はFig. 10に 示 す よ うに,試 験 片 が 真 直 ぐに な る ときで,こ の と きA, C部 の 割 れ進 行 は一度 止 ま る. Fig. 11は 曲 率 半径 が小 さい ほ ど,す なわ ち 曲 げ に よ る 試験片 表面 の 圧 縮 ひず み が 大 きい ほ ど割 れ 深 さは 大 き く な る ことを示 す. 変 形の な い中 立面 を板 厚 の 中 央 と仮 定 す る単 純 曲 げ理 論(ε=η/ρ ε:ひ ず み,η:中 立 面 か らの 距 離mm, ρ:曲 率半 径mm)で 計 算 した 板 表面 の圧 縮 ひ ず み と割 れ深 さの 関係 をFig. 12に 示 す が,こ れ ら の 間 に は直 線関 係が あ る.割 れ 深 さ が0す な わ ち この 試 験 条 件 で SCCが 発生 しな くな る ときの ひ ず み をFig. 12か ら外 挿 して求 め る と ε≒0.03(曲 率 半 径20mm)に な る. 以上 の よ うに試 験 片 の 曲 げ 内側 の 圧 縮 ひず み εが0.03 ∼0.15の 範 囲 で,SCC割 れ 深 さは εに 比例 して大 き く な る ことがわ か つ た.定 ひず み 速 度 試 験 で は ひず み 速 度 がSCC感 受 性 に 大 きな影 響 を与 え る16).す なわ ちひ ず み速度 が 大 きす ぎ る と腐 食反 応 が 進 ま な い うち に試 料 は 延性破 断 をお こ し,一 方 ひず み 速 度 が 小 さす ぎる と塑 性 変形 に よ り破 壊 され る試 料 表 面 の 保 護 皮 膜 が 試料 表 面 に SCC腐 食物 質 が 到 達 す る前 に補 修 され て しま う.し た がつて この両 方 の 場 合 に はSCCは 起 こ らず,こ れ らの 中 間 の ひ ず み 速 度 で 初 め てSCCが 起 こ る.SCCが 発 生 しや す い ひ ず み 速 度 εはPARKINS16)ら の 解 説 に よ れ ば 沸 と う ア ル カ リ水 溶 液 中 で の 軟 鋼 の 場 合 ε∼10-6sec-1 で あ る.ま た 川 嶋17)ら に よ れ ば,H2S飽 和 水 溶 液 中 で の 軟 鋼 板 の 場 合(た だ し水 素 脆 性)ε は10-4∼10-5sec-1で 最 高 の 割 れ 感 受 性 を 示 す. 以 上 の 考 え 方 に した が え ば 曲 げ 試 験 片 のSCC感 受 性 に お よ ぼ す 曲 率 半 径 の 影 響 は 圧 縮 ひ ず み εの ち が い に よ り生 ず る ひ ず み 速 度 の ち が い と し て 理 解 さ れ る.す な わ ち 曲 げA, C部 が 曲 げ 戻 さ れ る の に 要 す る 時 間 は そ の 曲 率 半 径(4∼10mm)に 関 係 な く 一 定 で あ る の で,そ の ひ ず み 速 度(ひ ず み/時 間)は 圧 縮 ひ ず み εに よ り 一 義 的 に 決 ま る.先 に 述 べ た ε=0.03(曲 率 半 径20mm)の 場 合,引 張 り に よ り こ の 圧 縮 ひ ず み が2hで0に な る と仮 定 す る と,そ の 曲 げ 部 内 側 表 面 の 平 均 ひ ず み 速 度 εは 4.2×10-6sec-1で あ り こ の 値 で は 小 さ す ぎ てSCCは 発 生 し な い.一 方 ε=0.15(曲 率 半 径4mm)の 場 合 の 平 均 ひ ず み 速 度 は 同 様 に して2.1×10-5sec-1で こ の 値 はSCCを 発 生 さ せ る の に 適 当 で あ る と 考 え られ る. 3.2.4 真 直 試 験 片 で の 引 張 り ひ ず み 速 度 の 影 響 前 節 の 考 え 方 を 確 認 す る 目 的 で,曲 げ を 与 え な い 真 直 試 験 片 に つ い て ひ ず み 速 度 のSCC感 受 性 に お よ ぼ す 影 響 を 調 べ た.Fig. 13は 真 直 長 平 行 部 試 験 片(試 験 材C) で ひ ず み 速 度 εを2×10-6∼4×10-4sec-1(引 張 り速 度 0.05∼10mm/min)に 変 化 さ せ た と き の 破 断 伸 び 値(標 点 距 離50mm)の 変 化 を 示 す.ひ ず み 速 度 の 最 も 大 き い 4×10-4sec-1で は 破 断 伸 び 値 は 空 気 中 で の 値 と 同 じ40 %で あ り,SCCの 発 生 は 認 め ら れ な い.1×10-4∼1× 10-5sec-1の 範 囲 で はSCCは 試 験 片 の 表,裏 両 面 に 発 生 し,ひ ず み 速 度 が 小 さ く な る に した が つ て 破 断 伸 び 値 は 小 さ く な る.4×10-6sec-1以 下 で は 破 断 伸 び は さ ら に 小 さ く な り,最 小16%に な る.こ の 場 合 はSCCは 試 験 片 の 一 様 伸 び 部 に は 認 め ら れ な い が,く び れ 部 に は

Fig. 13. Effect of strain rate ε on tensile total

elongation.

(steel No. C, long

gage-length specimen)

(9)

1024 鉄 と 鋼 第63年(1977) 第6号 認 め られ る.く びれ 部 に 認 め られ るSCCは くび れ が始 ま る と伸 び 変形 は この 部分 にだ け 集 中 し試 験 片 全 体 の 平 均 ひ ず み 速度 よ りも数 十倍 大 きな 値 とな る た めに 発 生 し た もの で あ る. 以 上 の よ うに 曲げ を 与 え な い真 直 試 験 片 で も メ タ ノー ル 溶 液 中 でSCCが 発 生す る こと,ひ ず み速 度 が これ に 大 きな 影響 を与 えて い る ことが わ か つ た.こ の 試 験 条件 で のSCCの 発 生す る ひ ず み 速 度 の範 囲 は1×10-5∼1 ×10-4sec-1で あ る が,こ の 値 は 前節 で述 べ た 曲 げ 試験 片 で得 られ た 値 とほ ぼ一 致 す る.な お試 験 片 材 質 が 変わ る とSCCの 発 生 す る最 低 ひ ず み 速度 も変 わ る こ とが認 め られ た.試 験 材Cで は4×10-6sec-1以 下 の ひ ず み速 度 で はSCCが 発 生 しな くな るが,Cよ りも強 いSCC 感 受性 を示 す 試 験 材Dで は2×10-6sec-1で もSCCの 発 生 が認 め られ た. 前 報1)で真直 試 験 片(平 行 部 長 さ400mm,引 張 り速 度0.05mm/min)で はSCCが 発生 しな い こ とを述 べ た が,こ れ はそ の ひ ずみ 速 度 が2×10-6sec-1で 小 さす ぎて不 適 当で あ つ た た めで あ る.こ れ に対 し曲 げ 試験 片 で は 同 じ試 験 条 件 でSCCが 発 生 した の は 引 張 りの 過 程 で 曲 げ部 に集 中 的 に変 形 が 加 わ つ て そ の ひ ずみ 速 度 が SCC発 生 に適 当な 値 に な つた た め で あ る. 真直 試 験 片 に 発生 す るSCC割 れ 深 さは 最 大 で0.05 mm(ε=10-5sec-1)で,曲 げ 試験 片 に発 生 す る割 れ 深 さ(最 大0.28mm)よ りも相 当 小 さ い.こ の こ とよ り 各 種の 試 験 材,ま た は試 験 環境 間のSCC感 受性 を相 互 に 比較 した い 場 合 に はSCC感 受性 が よ り強 くあ らわ れ る曲 げ試 験 片 の 方 が真 直 試 験 片 よ り も適 当 と考 え ら れ る. Fig. 14は 短 平行 部 真直 試 験 片 のSCC感 受 性 に お よ ぼす ひ ず み速 度 の 影 響 を示 す.こ の 場 合1.4×10-5∼2.8 ×10-sec-1の ひ ず み速 度 範 囲 でSCCが 発 生 す るが, この 値 はFig. 13の 長 平行 部 試 験片 の場 合 とだ い た い一 致 す る.

Fig. 14. Effect of strain rate ε on tensile total

elongation.

(steel No. O, short

gage-length specimen)

Fig. 14中 の △ 印 と○ 印 は同 一 試 験片 を60℃ と20 ℃ の タ ー ビン油 中 で引 張 つた 時 の 破 断伸 び を示 す.試 験温 度20℃ で は 破断 伸 び は引 張 速 度 の 影響 を受 けず, 空 気 中 での 破 断 伸 び と同 じ値 を示 す.こ れ に対 し60℃ で は ひず み 速 度 の 小 さ くな るに した が つ て タ ー ビン油 中 で の破 断 伸 び は小 さ くな り,最 小 の ひ ず み速 度1.4× 10-5sec-1で は20℃ で の 値41%よ り約14%小 さ く な る.こ の と きの試 験 片 の 破 断 状 況 は通 常 の 延性 破 断で あ り,SCCな どの 割 れ は認 め られ な い. 以 上 の よ うに 試験 温 度60℃,十 分 小 さい ひず み 速度 で引 張 試 験 を行 う と,低 炭 素 熱 延 鋼板 の 延 性 破断 伸 び値 が相 当小 さ くな る. 60℃ メ タ ノール 溶 液 中 で の真 直 試 験 片 の破 断 伸 び値 が小 さい ひ ず み 速度 で は小 さ くな る の は,SCCが 発生 す る こ と と同時 に この 試 験片 自体 の 延 性 が 小 さ くな る こ と も影 響 して い る. 3.3 メ タ ノー ル以 外 の 有 機 溶 媒 中で 発 生 す るSCC 3.3.1 エ タ ノ ーノレ ギ酸 また は サ ク酸 お よび水 を添 加 した 試 薬特 級 エタ ノ ール 中 で 曲 げ を与 えた 短 平行 部 試 験 片(試 験 材O)を 使 つ て,定 ひず み 速 度 試 験(引 張 速 度0.05mm/min)を 行 つ た.試 験 温 度 は60土0.1℃ で あ る.ギ 酸0.01∼ 0.25%,水0.1%を 添 加 した エ タ ノ ール 中 で は約10h の引 張 り後 もSCCの 発生 は認 め られ な か つ た.サ ク酸 0.01%,水0.1%を 添 加 した エ タ ノ ー ル 溶液 中で は試 験 片 の 曲 げ 内側 にSCCが 発 生 した.し か しこのSCC は メ タ ノー ル溶 液 の 場 合 に 比べ て非 常 に 弱 く,試 験片板 厚 方 向 へ の割 れ 深 さは0.01mm以 下 で あ る.ひ ず み速 度 や サ ク酸,水 の 添 加 量 な どを適 当 に選 べ ば,よ り強い SCCが 発 生 す る可能 性 はあ る.し か しエ タ ノール の酸 化 に よ りアセ トアル デ ヒ ドを経 て サ ク酸 が 生成 す るがサ ク酸 は ギ酸 よ りも弱 い酸 な の で,メ タ ノ ール 溶液 の よ う な強 いSCCは 生 じな い で あ ろ う. 3.3.2 メチ ル セ ロ ソル ブ メチル セ ロ ソル ブ(別 名 エチ レン グ リコ ール ・モ ノメ チル エ ーテ ル,2-メ トキ シ エ タ ノー ル)は 多価 アル コー ル の一 つ で,示 性 式H3COC2H4OH,分 子 量76.09,沸 点124.4℃ の 常温 で無 色 透 明 な 液 体 で あ り,ニ トロセ ル ロー ス,ア セ チル セル ロー ス 系 の 溶剤 な どに使 用 され る18). ギ酸 また は サ ク酸 お よび 水 を 添 加 した 試薬 特 級 メチル セ ロ ソル ブ溶 液 中 で前 節 と同様 の 試 験 を80±0.1℃ で 行 つ た.水0.1%を 添 加 した 場 合,ギ 酸添 加 量が0, 0.005, 0.05%で はSCC発 生 は 認 め られ な いが,0.01, 0.02%で は 発生 す る.こ のSCCも 試 験片 の 曲 げ 内側

(10)

に発生 し,粒 界割 れ で あ るが そ の 強 さ は メタ ノー ル 溶液 の場合 ほ ど大 き く な く(割 れ 深 さ最 大0.15mm)こ の SCCが 起点 とな つ て試 験 片 が 破 断 す る こ とは あ ま りな い.ギ 酸添 加 量0.01%の 場 合,水 添加 量0∼2%の 範 囲でSCCの 発 生 が 認 め られ るが,5%以 上 で は認 め ら れな くな る.ギ 酸0.01%を 添 加 した メタ ノ ール 溶液 の 場合,0.01%の 水 はSCCを 促 進 し,0.5%以 上 の水 はSCCを 抑 制 す る1)が メチル セ ロソ ル ブの 場 合 も水 は 同様 の働 き をす る と考 え られ る. メチル セ ロソル ブに サ ク酸0.02∼0.1%,水0.1%を 添加 した 場合 もSCCの 発生 が 認 め られ るが,そ の 程度 はギ酸添加 の 場 合 よ り も相 当弱 い. 3.3.3 エ チ レン グ リコ ール エチ レン グ リコ ール も多価 アル コー ル の一 つ で,示 性 式C2H4(OH)2,分 子量62.07,沸 点197.9℃ の 常 温 で 無 色透 明な やや ね ば い 液 体 で あ り,主 用 途 は不 凍 液,作 動油な ど18)であ る. ギ酸 また は サ ク酸,お よ び水 を添 加 した 溶液 中で 同 様 の試験 を80±0.1℃ で 行 つ た.ギ 酸0.01∼0.05%,水 0.1%を 添 加 した エチ レン グ リコール 溶 液 中で,試 験片 曲げ内側 にSCCが 発 生 した.そ の 程 度 は 弱 く,割 れ 深 さは最大 で0.05mmで あ る.水0.1%,サ ク酸0.01 ∼0.05%を 添 加 した 場 合 はSCCの 発生 は認 め ら れ な かつた. 以上 の よ うに 低 炭素 鋼 板 に メタ ノ ール 溶液 以 外の エ タ ノール,メ チル セ ロソル ブ,エ チ レン グ リコー ル溶 液 中 で もSCCが 発 生 した.こ れ らの4有 機 溶 媒 以 外の 他 の 有 機溶 液中 で も,低 炭 素 鋼 にSCCが 発 生 す る こ とが 予 想され る. 4. 結 論 微 量の ギ 酸 と水 を 添加 した メ タ ノー ル溶 液 中 で のSCC 感受 性 にお よ ぼす 軟 鋼板 材 質 の 影 響 を 定 ひず み 速 度 試 験 によ り調 査 した.冷 延 鋼 板,熱 延 鋼板 ともに そ のSCC 感受性 は引張 り強 さ(TS 23∼60kg/mmmm2)やC (0.001 ∼0.12%)な ど の成 分 値 で は整 理 で きな い.純 鉄 板 に も SCCが 発生 した.Cr含 有量 が0.04%以 上 の熱 延 鋼 板 の感 受性 は 弱 い.熱 延 鋼板 の ス キ ンパ ス 圧下 率 は低 い 方 が,捲 取 温度 は高 い 方 が感 受 性 は弱 い.熱 延鋼 板 を100 ∼300℃ ×5h熱 処理 す る と感 受 性 は 強 くな り,400℃ ×5h以 上 で は 弱 くな る.オ ース テナ イ ト化 後 の 冷 却 速 度 が遅 い 方が 感 受 性 は 弱 い. メタ ノール 溶 液 中 で 曲 げ試 験 片 の 曲 げ 部 内側 に発 生 す るSCCの 発 生 状 況 を,曲 げ深 さ,曲 率 半径 を変 えた 試 験片 に つ いて 調 べ,SCC発 生 に お け る曲 げの 意 味 を 解 析 した.そ の 結 果,曲 げ 試 験 片 を0.05mm/minで 引 張 る と,曲 げ 部 内 側 表 面 はSCCの 発 生 に 適 当 な ひ ず み 速 度 で 変 形 さ れ る た め,SCCが この 位 置 に 発 生 す る と 考 え ら れ た.こ の 考 え 方 を 確 か め る た め に,曲 げ を 与 え な い 真 直 試 験 片 を10-4∼10-5sec-1で 変 形 さ せ た と こ ろ,試 験 片 平 行 部 の 表 裏 全 面 にSCCが 発 生 した.す な わ ち メ タ ノ ー ル 溶 液 中 で は 低 炭 素 鋼 板 が10-4∼10-5sec-1 の ひ ず み 速 度 で 変 形 さ れ る とSCCが 発 生 す る.た だ し 真 直 ぐ な 試 験 片 に 発 生 す るSCC割 れ 深 さ は 曲 げ 試 験 片 の そ れ よ りも 小 さ い. ギ 酸 ま た は サ ク酸 お よ び 水 を 微 量 添 加 した エ タ ノ ー ル,メ チ ル セ ロ ソ ル ブ,エ チ レ ン グ リ コ ー ル に も メ タ ノ ー ル 溶 液 と 同 様 のSCCが 低 炭 素 鋼 板 に 発 生 す る. 終 わ りに あ た り,本 研 究 の 実 験 に 御 協 力 願 つ た 堺 技 術 研 究 室 ・小 甲 康 二 氏 に 深 く 感 謝 の 意 を 表 しま す. 文 献 1) 松 倉 亀 雄,佐 藤 一 昭,小 甲 康 二:鉄 と 鋼,62 (1976) 8, p.1025 2) 藤 井 晴 一:金 属 防 食 技 術 便 覧(日 本 学 術 振 興 会 編) (1972), p.663[日 刊 工 業 新 聞 社] 3) R.N. PARKINS: JISI, 172 (1952) 2, p.149 4) H.H. UHLIG and J. SAVA: Trans. ASM, 56

(1963), p.361

5) J. FLIS: Corrosion-NACE, 29 (1973) 1, p.37 6) R.N. PARKINS and A. BROWN: JISI, 193

(1959) 1, p.45

7) H. UHLIG, K. ELAYA PERUMAL, and M. TALER-MAN: Corrosion-NACE, 30 (1974), 7, p.229 8) 前 川 立 夫,香 川 優,中 島 宣 雄:日 本 金 属 学 会 誌, 27 (1963) 11, p.548 9) 渡 辺 正 紀,向 井 喜 彦,曾 根 祥 光:溶 接 学 会 誌,36 (1967) 9, p.1015 10) 堀 茂 徳,竹 本 正:日 本 金 属 学 会 誌,37 (1973) 3, p.257

11) R.D. BUTLER and D.V. WILSON: JISI,

201

(1963) 1, p.16

12) P.N. RICHARDS

and K.V.

BARRATT: Trans.

ASM, 58 (1965), p.601

13) H.F.

BEEGHLY: Anal. Chem., 21 (1949) 12,

p.1513

14) R.N. PARKINS, P.W. SLATTERY, W.R.

MID-DLETON, and M.J.

HUMPHRIES: Brit. Corros.

J., 8 (1973) 5, p.117

15) 小 若 正 倫,北 村 昌 章:日 本 金 属 学 会 誌,39 (1975) 4, p.381

16) R.N. PARKINS, F. MAZZA, J.J.

ROYUELA,

and J.C.

SCULLY: Brit. Corros. J., 7 (1972) 7,

p.154

17) 川 嶋 朝 日,高 野 道 典,橋 本 功 二,下 平 三 郎:日 本 金 属 学 会 誌,38 (1974) 3, p.247

18) 溶 剤 ポ ケ ッ ト ブ ッ ク(有 機 合 成 化 学 協 会 編) (1967)[オ ー ム 社]

Fig.  1.  Specimen  used  for  constant  strain  rate  test.
Fig.  4.  Effect  of  Cr  content  on  the  time  to  SCC  failure.  (long  gage-length  specimen)
Fig.  7.  Effect  of  heat  treatment  of  hot  rolled  steel  sheet  on  the  time  to  SCC  failure
Fig.  9.  Relation  between  tensile  time  and  load  of  bent  short  gage-length  specimen.
+4

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