铁素体系不锈钢的制作方法_2

文档序号:8344279阅读:来源:国知局
的理由进行说明。应予说明,成分%全部为质 量%。
[0033] C :0· 001 ~0· 030%
[0034] C量越高强度越大,越少加工性越好。为了得到充分的强度,需含有0.001%以上, 但如果含有C超过0. 030%则加工性的下降明显,而且容易发生由碳化铬析出引起的局部 Cr缺乏所致的耐腐蚀性下降。因此,C量设为0.001~0.030%的范围。其中,从耐腐蚀性 和加工性的观点考虑C量越低越好,但如果要使C量极度下降则精炼耗费时间,在制造上不 优选,因此优选为0. 003~0. 018%的范围。更优选为0. 005~0. 012%的范围。
[0035] Mn :0. 05 ~0. 50%
[0036] Mn是不可避免地含有的元素。如果Mn量超过0.50%,则促进成为腐蚀的起点 的MnS的析出,耐腐蚀性下降。因此,Mn量设为0.50%以下。另一方面,Mn量减少至低于 0.05%会导致制造成本明显上升。因此,Mn量设为0.05~0.50%的范围。优选为0.05~ 0.40%的范围。更优选为0.05~0.35%的范围。
[0037] P :0.05% 以下
[0038] P是钢中不可避免地含有的元素,过量的含有使焊接性下降,容易发生晶界腐蚀。 该趋势在含有P超过〇. 05%时变得明显。因此,P量设为0. 05%以下。优选为0. 03%以 下。
[0039] S :0.01 % 以下
[0040] S与P同样地也是钢中不可避免地含有的元素,含有S超过0. 01 %导致耐腐蚀性 下降。因此,S量设为0.01 %以下。优选为0.008%以下。
[0041] Cr :18. 0 ~19. 0%
[0042] Cr是为了确保耐腐蚀性最重要的元素。低于18.0%时,在因焊接中的氧化导 致表层的Cr减少的焊缝及其周边得不到充分的耐腐蚀性。特别是与SUS304等奥氏体 系不锈钢进行不同钢种焊接时,氮的侵入进一步助长敏化。另外,低于18.0%时,钝化 (passivation)变得不稳定,后面叙述的N ta值与再活化率(reactivation rate)的关系瓦 解,敏化引起耐腐蚀性下降。另一方面,如果含有Cr超过19. 0%,则由于酸洗时钢基体的溶 解速度下降,所以在专利文献1公开的使用碳钢的酸洗生产线的高速酸洗方法中无法除净 氧化皮,有时在钢板的端部等残留氧化皮。因此,Cr量设为18. 0~19. 0%的范围。优选为 18. 0~18. 7%的范围。更优选为18. 3~18. 7%的范围。
[0043] Ni :大于等于0· 05%且低于0· 50%
[0044] Ni是提高不锈钢的耐腐蚀性的元素,是在无法形成钝化被膜(passive film)而 发生活性溶解(active dissolution)的腐蚀环境中抑制腐蚀的进行的元素。另外,Ni是 强的奥氏体生成元素,具有抑制铁素体在焊接部生成,抑制碳氮化铬的析出引起的敏化的 效果。这些效果通过含有0.05%以上能获得。但是,含有0.50%以上时,加工性下降,并且 应力腐蚀开裂的感受性变强。并且,由于Ni是高价的元素,导致制造成本增大。因此,Ni 量设为大于等于0.05%且低于0.50%的范围。优选为0.10~0.30%的范围。更优选为 0. 15~0. 25%的范围。
[0045] Cu :0· 30 ~0· 60%
[0046] Cu是提高耐腐蚀性的元素,是对提高水溶液中或附着有弱酸性的水滴时的母材和 焊接部的耐腐蚀性特别有效的元素。另外,Cu与Ni同样是强的奥氏体生成元素,具有抑制 铁素体在焊接部生成,抑制碳氮化铬的析出引起的敏化的效果。这些效果通过含有〇. 30% 以上能获得。另一方面,如果含有Cu超过0. 60%,则热加工性下降,并且热轧时在钢板表面 生成被称为红色氧化皮(red scale)的Cu生成氧化物,产生表面缺陷,因而不优选。因此, Cu量设为0. 30~0. 60%的范围。优选为0. 30~0. 50%的范围。更优选为0. 35~0. 45% 的范围。
[0047] N :0· 001 ~0· 030%
[0048] N含量越高强度越大,越少加工性越好。为了得到充分的强度,理想的是含有 0.001%以上,但如果含量超过0.030%则加工性(伸长率)明显下降,而且由于助长氮化铬 的析出而导致耐腐蚀性下降,因而不优选。因此,N量设为0. 001~0. 030%的范围。从耐 腐蚀性的观点考虑,N越少越好,但为了减少N量,需要增加精炼时间,导致制造成本上升和 生产率下降,因此优选为0.003~0.030%的范围。更优选为0.003~0.015%的范围。进 一步优选为0. 005~0.0 lO%的范围。
[0049] Si+1. 5A1+1. 2Ti (Ox值):0· 40 ~2. 4
[0050] 应予说明,式中的元素符号表示各元素的含有率。
[0051] Si、Al和Ti在本发明中是极其重要的元素。这3种元素的与氧的亲和力均强。 因此,添加了这些元素的不锈钢被氧化时,在钢板表面形成以Si、Al和Ti为主成分的氧化 物的被膜。由于该氧化物的被膜致密且保护性高,所以抑制由Cr的氧化引起的母材中的 Cr浓度下降所致的耐腐蚀性下降。该效果在Ox值为0.40以上时能获得。但是,如果(^值 超过2. 4,则氧化物被膜的结晶性升高,抑制金属离子等透过的效果下降,所以耐腐蚀性再 次下降。因此,Ox值设为0.40~2. 4的范围。优选为0.40~1.8的范围。进一步优选为 0· 50~L 5的范围。
[0052] I. 2Nb+l. 7Ti+V+2. 2A1 (Ntr值):0· 60 以上
[0053] 应予说明,式中的元素符号表示各元素的含有率。
[0054] 焊接部的敏化的原因是从大气侵入熔融池的氮或者从焊接对象材侵入的氮与Cr 形成氮化物而析出,生成局部Cr缺乏区域。当复合添加与N的亲和力比Cr大的Nb、Ti、V 和Al时,氮不与Cr反应而是以这4种元素的氮化物的形式析出。因此,能够抑制Cr缺乏 区域的生成,焊接部的耐腐蚀性提高。该效果在N ta值为0.60以上时能获得。进一步优选 为0.80以上。
[0055] 应予说明,如果Nt,值超过4. 00则产生由Ti系或Al系的夹杂物引起的表面缺陷, 上限值设为4. 00。优选为2. 50以下。
[0056] Si、Al、Ti、Nb和V以满足上述的Ox值和Ntr值的优选范围的方式复合添加,但本 发明中根据下述的理由进一步规定各元素的添加量。
[0057] Si :0· 05 ~0· 30%
[0058] 如上所述Si是与Al、Ti 一起浓缩成焊接时形成的回火色而提高氧化被膜的保护 性使焊接部的耐腐蚀性良好的元素。该效果通过含有0.05%以上而能获得。但是,如果含 有Si超过0. 30 %,则发生热轧工序中的轧制负荷增大以及退火工序中在钢板表层形成Si 浓化层而引起的酸洗性下降,从而导致表面缺陷的增加、制造成本的上升,因而不优选。因 此,Si量设为0. 05~0. 30%的范围。优选为0. 05~0. 25%的范围。进一步优选为0. 08~ 0. 20%的范围。
[0059] Al :0· 10 ~L 50%
[0060] Al与Si同样,也是与Si和Ti 一起浓缩成焊接时形成的回火色而提高焊接部的耐 腐蚀性的元素。此外,由于Al与氮的亲和力比Cr强,所以氮混入焊接部时,氮不以氮化铬 的形式而以氮化铝的形式析出,具有抑制敏化的效果。另外,Al是对炼钢工序中的脱氧也 有用的元素。这些效果通过含有0.10%以上而能获得。但是,如果含有Al超过1.50%,则 铁素体晶粒粗大化,加工性、制造性下降。因此,Al量设为0. 10~1. 50%的范围。优选为 0. 12~0. 80%的范围。进一步优选为0. 15~0. 50%的范围。
[0061] Ti :0. 05 ~0. 50%
[0062] Ti与Si和Al同样,也是浓缩成焊接时形成的回火色而提高氧化被膜的保护性的 元素。另外,Ti还是与C和N优先结合抑制碳氮化铬的析出引起的敏化所致的耐腐蚀性下 降的元素。这些效果通过添加0.05 %以上而能获得。但是,如果添加超过0.50%,则生成 粗大的碳氮化钛,引起表面缺陷,因而不优选。因此,Ti量设为0.05~0.50%的范围。优 选为0. 10~0. 40%的范围。进一步优选为0. 15~0. 35%的范围。
[0063] Nb :0· 002 ~0· 050%
[0064] Nb是与C和N优先结合抑制碳氮化铬的析出引起的敏化所致的耐腐蚀性下降的 元素。该效果通过含有0.002%以上能获得。另一方面,Nb也是使再结晶温度上升的元素, 如果含有Nb超过0. 050%,则再结晶所需的退火温度升温,通过使用碳钢的退火生产线的 退火和酸洗低廉制造功能件变得困难。因此,Nb量设为0.002~0.050%的范围。优选为 0. 010~0. 045%的范围。进一步优选为0. 015~0. 040%的范围。
[0065] V :0.01 ~0.50%
[0066] V是提高耐腐蚀性、加工性的元素。氮侵入焊接部时,使氮以VN的形式析出,抑制 敏化。该效果通过含有0.01 %以上而能获得。但是,如果含有V超过0.50%,则加工性下 降。因此,V量设为0.01~0.50%的范围。优选为0.05~0.30%的范围。进一步优选为 0· 08~0· 20%的范围。
[0067] 以上是本发明的基本化学成分,剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成,作为不可 避
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