奥氏体不锈钢制造技术

一种奥氏体不锈钢，其成分组成以质量％计包含C：0.05～0.13％、Si：0.10～1.00％、Mn：0.10～3.00％、P：0.040％以下、S：0.020％以下、Cr：17.00～19.00％、Ni：12.00～15.00％、Cu：2.00～4.00％、Mo：0.01～2.00％、W：2.00～5.00％、2Mo+W：2.50～5.00％、V：0.01～0.40％、Ti：0.05～0.50％、Nb：0.15～0.70％、Al：0.001～0.040％、B：0.0010～0.0100％、N：0.0010～0.010％、Nd：0.001～0.20％、Zr+Bi+Sn+Sb+Pb+As：0.020％以下、O：0.0090％以下、余量：Fe和杂质，Nd+13·(B‑11·N/14)‑1.6·Zr：0.0001～0.250％。

austenitic stainless steel

A kind of austenitic stainless steel, its composition in terms of mass%. Including C:0.05 ~ 0.13%, Si:0.10 ~ 1%, Mn:0.10 ~ 3%, P:0.040%, below S:0.020%, Cr:17.00 ~ 19%, Ni:12.00 ~ 15%, Cu:2.00 ~ 4%, Mo:0.01 ~ 2%, W:2.00 ~ 5%, 2Mo+W:2.50 ~ 5%, V:0.01 ~ 0.40%, Ti:0.05 ~ 0.50%, Nb:0.15 ~ 0.70%, Al:0.001 ~ 0.040%, B:0.0010 ~ 0.0100%, N:0.0010 ~ 0.010%, Nd:0.001 ~ 0.20%, Zr+Bi+Sn+Sb+Pb+As:0.020%, below O:0.0090%, Fe margin and impurities, Nd+13 (B 11 - N/14) 1.6 - Zr: 0.0001 - 0.250%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】奥氏体不锈钢
本专利技术涉及奥氏体不锈钢。
技术介绍
在日本国内，从20世纪90年代开始，锅炉向高温高压化发展，蒸汽温度超过600℃的超超临界压(USC：UltraSuperCriticalpower)锅炉成为了主流。另一方面，就以欧洲、中国为代表的世界各地的锅炉而言，从应对地球环境的削减CO2的观点出发，接连不断地建设了高效率的USC锅炉。作为在锅炉内生成高温高压蒸汽的热交换器管和锅炉的配管中使用的原材料钢，高温强度高的钢材倍受期待，近年来已开发了各种钢材。例如，在专利文献1中公开了高温强度优异并且耐水蒸汽氧化性优异的18Cr系奥氏体不锈钢。专利文献2中公开了耐高温腐蚀热疲劳开裂性优异的奥氏体不锈钢。专利文献3中公开了高温强度和耐反复氧化特性优异的耐热奥氏体不锈钢。专利文献4中公开了即使长期暴露于高温环境后也具有优异的韧性的奥氏体不锈钢。专利文献5中公开了800℃×600小时下的蠕变断裂强度为100MPa以上的高强度奥氏体不锈钢。专利文献6中公开了为了弥补低碳不锈钢的低强度而运用由添加大量N(氮)所产生的固溶强化和氮化物的沉淀硬化来确保高温强度的方法(大量N添加法)。专利文献1：日本专利第3632672号公报专利文献2：日本专利第5029788号公报专利文献3：日本专利第5143960号公报专利文献4：日本专利第5547789号公报专利文献5：日本专利第5670103号公报专利文献6：日本专利第3388998号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题一般来说，在高温范围使用的热交换器管和在高温范围使用的锅炉的配管中所使用的原材料钢的成分组成的设计中，重视高温强度(例如蠕变强度)、高温耐蚀性、耐水蒸汽氧化特性、耐热疲劳特性等，而在从常温到350℃附近的温度区域中的耐蚀性(例如，在水中的耐应力腐蚀开裂性)尚未受到重视。其原因在于，在从常温到350℃附近的温度区域中的耐蚀性以往一直采用施工技术或运转管理技术来处理。但是，近年来，起因于焊接部、弯曲加工部等加热施工部分中的非均质的金属组织或不均匀的碳化物的析出，在常温和低温(约350℃以下)的水中发生应力腐蚀开裂成为了大的问题。例如，在锅炉的水压试验时或停止锅炉运转的情况下，水在热交换器管的内部长时间滞留，此时，应力腐蚀开裂有可能显著地发生。不锈钢的应力腐蚀开裂是如下发生的：由于在晶界附近处析出Cr系碳化物或生成Cr浓度低的层(Cr缺乏层)，从而晶界容易被选择性地腐蚀，由此发生不锈钢的应力腐蚀开裂。作为防止18Cr系奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂的方法，目前为止已知下述方法：减少C量，抑制晶界Cr碳化物的生成的方法(低碳化法)；为了抑制晶界Cr碳化物的生成，添加碳化物形成能力比Cr高的Nb和Ti而形成MC碳化物，将C固定的方法(稳定化热处理法)；添加22％以上的Cr来抑制Cr缺乏层的生成、抑制晶界的选择腐蚀的方法(大量Cr添加法)等。但是，所有的方法都存在问题。就低碳化法而言，没有生成对于高温强度有效的碳化物，具有高温强度降低的倾向。就稳定化热处理法而言，必须在950℃左右的低温度下进行稳定化热处理，具有高温强度、特别是蠕变强度受损害的倾向。就大量Cr添加法而言，由于σ相等脆化相大量地生成，因此为了金属组织的稳定化和维持高温强度，必须大量地添加价格高的Ni，存在原材料成本大幅地上升的倾向。专利文献6中所记载的方法(大量N添加法)是作为代替上述的现有方法的方法而想出的方法。该大量N添加法是为了弥补低碳不锈钢的低强度而运用由添加大量N所产生的固溶强化和氮化物的沉淀硬化来确保高温强度的方法。但是，就专利文献6的方法(大量N添加法)而言，查明了具有如下问题：生成大量的氮化物，从而反而发生应力腐蚀开裂；或者在700℃以上的高温范围下无法获得充分的高温强度。鉴于上述的实际情况，就18Cr系奥氏体不锈钢而言，要求不管是否是采用以往的低碳化法、稳定化热处理法、大量Cr添加法和大量N添加法都能确保优异的高温强度和耐应力腐蚀开裂性。本专利技术的目的是提供一种18Cr系奥氏体不锈钢，其为确保了优异的高温强度和耐应力腐蚀开裂性的奥氏体不锈钢。用于解决课题的手段用于解决上述课题的手段包含以下的方案。＜1＞一种奥氏体不锈钢，其成分组成以质量％计包含：C：0.05～0.13％、Si：0.10～1.00％、Mn：0.10～3.00％、P：0.040％以下、S：0.020％以下、Cr：17.00～19.00％、Ni：12.00～15.00％、Cu：2.00～4.00％、Mo：0.01～2.00％、W：2.00～5.00％、2Mo+W：2.50～5.00％、V：0.01～0.40％、Ti：0.05～0.50％、Nb：0.15～0.70％、Al：0.001～0.040％、B：0.0010～0.0100％、N：0.0010～0.0100％、Nd：0.001～0.20％、Zr：0.002％以下、Bi：0.001％以下、Sn：0.010％以下、Sb：0.010％以下、Pb：0.001％以下、As：0.001％以下、Zr+Bi+Sn+Sb+Pb+As：0.020％以下、O：0.0090％以下、Co：0.80％以下、Ca：0.20％以下、Mg：0.20％以下、Nd以外的镧系元素、Y、Sc、Ta、Hf和Re之中的1种或2种以上：合计0.20％以下、以及余量：Fe和杂质，用下述式(1)定义的有效M量Meff为0.0001～0.250％。有效M量Meff＝Nd+13·(B-11·N/14)-1.6·Zr式(1)(式(1)中，各元素符号表示各元素的含量(质量％)。)＜2＞根据＜1＞所述的奥氏体不锈钢，其中，上述成分组成以质量％计包含Co：0.01～0.80％、Ca：0.0001～0.20％和Mg：0.0005～0.20％之中的1种或2种以上。＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的奥氏体不锈钢，其中，上述成分组成以质量％计包含合计为0.001～0.20％的Nd以外的镧系元素、Y、Sc、Ta、Hf和Re之中的1种或2种以上。＜4＞根据＜1＞～＜3＞中任一项所述的奥氏体不锈钢，其金属组织的ASTM晶体粒度号为7以下。＜5＞根据＜1＞～＜4＞中任一项所述的奥氏体不锈钢，其的700℃、1万小时的蠕变断裂强度为140MPa以上。专利技术效果根据本专利技术，提供了一种18Cr系奥氏体不锈钢，其是确保了优异的高温强度和耐应力腐蚀开裂性的奥氏体不锈钢。具体实施方式以下对本专利技术的实施方式进行说明。本说明书中，使用“～”表示的数值范围的含义是指包含“～”的前后所记载的数值作为下限值和上限值的范围。另外，本说明书中，表示元素的含量的“％”和表示有效M量Meff的值的“％”的含义都是指“质量％”。另外，本说明书中，有时将C(碳)的含量表记为“C量”。对于其他元素的含量，有时也同样地表记。本实施方式的奥氏体不锈钢(以下也称为“本实施方式的钢”)的成分组成以质量％计包含C：0.05～0.13％、Si：0.10～1.00％、Mn：0.10～3.00％、P：0.040％以下、S：0.020％以下、Cr：17.00～19.00％、Ni：12.00～15.00％、Cu：2.00～4.00％、Mo：0.01～2.00％、W：2.00～5.00％、2Mo+W：2.50～5.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种奥氏体不锈钢，其成分组成以质量％计包含：C：0.05～0.13％、Si：0.10～1.00％、Mn：0.10～3.00％、P：0.040％以下、S：0.020％以下、Cr：17.00～19.00％、Ni：12.00～15.00％、Cu：2.00～4.00％、Mo：0.01～2.00％、W：2.00～5.00％、2Mo+W：2.50～5.00％、V：0.01～0.40％、Ti：0.05～0.50％、Nb：0.15～0.70％、Al：0.001～0.040％、B：0.0010～0.0100％、N：0.0010～0.0100％、Nd：0.001～0.20％、Zr：0.002％以下、Bi：0.001％以下、Sn：0.010％以下、Sb：0.010％以下、Pb：0.001％以下、As：0.001％以下、Zr+Bi+Sn+Sb+Pb+As：0.020％以下、O：0.0090％以下、Co：0.80％以下、Ca：0.20％以下、Mg：0.20％以下、Nd以外的镧系元素、Y、Sc、Ta、Hf和Re之中的1种或2种以上：合计0.20％以下、以及余量：Fe和杂质，用下述式(1)定义的有效M量Meff为0.0001～0.250％，有效M量Meff＝Nd+13·(B‑11·N/14)‑1.6·Zr式(1)式(1)中，各元素符号表示各元素的以质量％计的含量。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.05 JP 2015-1146651.一种奥氏体不锈钢，其成分组成以质量％计包含：C：0.05～0.13％、Si：0.10～1.00％、Mn：0.10～3.00％、P：0.040％以下、S：0.020％以下、Cr：17.00～19.00％、Ni：12.00～15.00％、Cu：2.00～4.00％、Mo：0.01～2.00％、W：2.00～5.00％、2Mo+W：2.50～5.00％、V：0.01～0.40％、Ti：0.05～0.50％、Nb：0.15～0.70％、Al：0.001～0.040％、B：0.0010～0.0100％、N：0.0010～0.0100％、Nd：0.001～0.20％、Zr：0.002％以下、Bi：0.001％以下、Sn：0.010％以下、Sb：0.010％以下、Pb：0.001％以下、As：0.001％以下、Zr+Bi+Sn+Sb+Pb+As：0.020％以下、O：0.0090％以下、Co：0.80％以下、Ca：...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊势田敦朗，冈田浩一，仙波润之，平田弘征，浜口友彰，净德佳奈，小野敏秀，田中克树，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP