双相不锈钢钢材和双相不锈钢钢管的制作方法_2

文档序号:9203896阅读:来源:国知局
溶出,具有促进钝态皮膜的修复(再钝化)的效 果。因此,本发明人等着眼于这一效果,进行在酸性环境中与Mo同样的会溶出离子的元素 的提取。其结果发现,Ge在酸性区域的电化学的特性与Mo接近,通过适度地添加,强化不 镑钢的再纯化能力,具有使耐局部腐蚀性提尚的功能。
[0035] 本发明的双相不锈钢钢材的特征在于,是由铁素体相和奥氏体相构成的双相不 锈钢钢材,上述双相不锈钢钢材的成分组成含有C :0. 100%质量以下、Si :0. 10~2. 00质 量%、]^ :0· 10 ~2· OO 质量%、P :0· 050 质量% 以下、S :0· OlOO 质量% 以下、Al :0· OOl ~ 〇· 050 质量%、Ni :L 0 ~KX 0 质量%、Cr :22. 0 ~28. 0 质量%、Mo :2. 0 ~6. 0 质量%、N : 0.20~0.50质量%,还含有从Ta :0.01~0.50质量%和Ge :0. 1~1.0质量%中选择的 一种以上,余量由Fe和不可避免的杂质构成。
[0036] 如前所述,双相不锈钢钢材通过含有既定量的C、Si、Mn、P、S、Al、Ni、Cr、Mo、N、以 及Ta和/或Ge,耐腐蚀性提高。另外,选择Ta作为含有元素时,热加工性的降低也得到抑 制。
[0037] 另外,本发明的双相不锈钢钢材,在设Cr含量(质量% )为[Cr],Mo含量(质 量% )为[Mo],N含量(质量% )为[N]时,若由下式表示的PRE值为40以上,则钢材的耐 腐蚀性和强度提高而优选。
[0038] PRE = [Cr]+3. 3 [Mo]+16 [N]
[0039] 此外,本发明的双相不锈钢钢材优选还含有上述Ta,并将作为杂质的0限制在 0. 01质量%以下,且上述双相不锈钢钢材的夹杂物之中,长径为1 μL?以上的含有Ta的 硫?氧化物系复合夹杂物在与加工方向垂直的截面的每Imm2中有500个以下,上述硫?氧 化物系复合夹杂物的Ta含量为5原子%以上。这样一来,耐腐蚀性进一步提高。
[0040] 本发明的双相不锈钢钢材中,优选上述成分组成还含有从Co :0. 10~2. 00质 量%、〇1:0.10~2.00质量%、¥:0.01~0.50质量%、11:0.01~0.50质量%、恥 :0.01~ 0. 50质量%所构成的群中选择的一种以上。
[0041] 如前所述,双相不锈钢钢材通过还含有既定量的从Co、Cu、V、Ti、Nb所构成的群中 选择的一种以上,耐腐蚀性进一步提高。另外,Co、Cu也有助于奥氏体相的稳定化,V、Ti、 Nb也有助于强度特性和热加工性的提高。
[0042] 另外,本发明的双相不锈钢钢材中,优选上述成分组成还含有Mg :0. 0005~ 0. 0200质量%、Ca :0. 0005~0. 0200质量%中的一种或两种。
[0043] 如前所述,双相不锈钢钢材通过还含有既定量的Mg、Ca中的一种或两种,可抑制 容易成为局部腐蚀的起点的、形成钝态皮膜缺损处所这样的粗大的MnS等夹杂物的生成, 耐局部腐蚀性提尚。另外,粗大的MnS等夹杂物的生成得到抑制,热加工性提尚。
[0044] 此外,本发明的双相不锈钢钢管的特征在于,由上述的双相不锈钢钢材构成。
[0045] 如前所述,对于双相不锈钢钢管而言,通过由双相不锈钢钢材构成钢管,形成于钢 管表面的纯态皮I旲的稳定性提尚,因此能够大幅抑制局部腐蚀,耐腐蚀性提尚。
[0046] 发明效果
[0047] 根据本发明的双相不锈钢钢材,在含有氯化物、硫化氢、二氧化碳等腐蚀性物质的 环境中,显现出良好的耐腐蚀性。另外,在含有Ta时,也显现出良好的热加工性。此外,根 据本发明的双相不锈钢钢管,在含有氯化物、硫化氢、二氧化碳等腐蚀性物质的环境中,显 现出良好的耐腐蚀性。其结果是,双相不锈钢钢管以脐带缆、海水淡化工厂、LNG气化器等 的海水环境的结构材料为代表,可以面向油井管和各种化学工厂等腐蚀性严酷的环境的结 构材料使用。
【具体实施方式】
[0048] 〈双相不锈钢钢材〉
[0049] 对于本发明的双相不锈钢钢材的实施方式详细地加以说明。
[0050] 本发明的双相不锈钢钢材是由铁素体相和奥氏体相构成的双相不锈钢钢材,上述 双相不锈钢钢材的成分组成以既定量含有(:、5丨、111、?、5、41、附、0、1〇、1并且,以既定量 含有Ta和/或Ge,余量由Fe和不可避免的杂质构成。以下,对于各构成进行说明。
[0051] (钢材组织)
[0052] 本发明的双相不锈钢钢材由铁素体相和奥氏体相的双相构成。在由铁素体相和奥 氏体相构成的双相不锈钢钢材中,所处于的倾向是,Cr、Mo等的铁素体相稳定化元素浓缩在 铁素体相中,Ni、N等的奥氏体相稳定化元素浓缩在奥氏体相中。这时,铁素体相对于奥氏 体相的面积比低于30%或高于70%时,Cr、Mo、Ni、N等有助于耐腐蚀性的元素在铁素体相 和奥氏体相中的浓度差异变得过大,铁素体相和奥氏体相的耐腐蚀性差的任意一侧被选择 腐蚀,耐腐蚀性劣化的倾向变大。因此,推荐也使铁素体相和奥氏体相的面积比最佳化,从 耐腐蚀性的观点出发,铁素体相的面积比优选为30~70%,更优选为40~60%。这样的 铁素体相与奥氏体相的面积比,可以通过调整铁素体相稳定化元素与奥氏体相稳定化元素 的含量而适当化。
[0053] 另外,本发明的双相不锈钢钢材中除了铁素体相与奥氏体相以外,在不损害耐腐 蚀性、机械特性等诸特性的程度下,还能够允许σ相、Cr的碳氮化物等的异相。优选铁素 体相和奥氏体相的面积的合计为95%以上,更优选为97%以上。
[0054] 对于双相不锈钢钢材的成分组成的数值范围的限定理由进行说明。
[0055] (C :0· 100 质量% 以下)
[0056] C在钢材中形成与Cr等的碳化物,使耐腐蚀性和热加工性降低,因此是有害的元 素。因此,C含量为0.100质量%以下。还有,C含量尽可能少为宜,因此优选为0.080质 量%以下,更优选为〇. 060质量%以下。还有,C也可以在钢材中不含有,即,为0质量%。
[0057] (Si :0· 10 ~2. 00 质量% )
[0058] Si是用于脱氧和铁素体相的稳定化所需要的元素。为了得到这样的效果,Si含量 为0. 10质量%以上。但是,若过剩地含有Si,则热加工性劣化,因此Si含量为2. 00质量% 以下。Si含量的优选的下限值为0.15质量%,更优选为0.20质量%。另外,Si含量的优 选的上限值为1.50质量%,更优选的上限值为1.00质量%。
[0059] (Mn :0· 10 ~2. 00 质量% )
[0060] Mn与Si同样有脱氧效果,此外还是用于确保强度所需要的元素。为了得到这样的 效果,Mn含量为0. 10质量%以上。但是,若过剩地含有Mn,则形成粗大的MnS,耐腐蚀性和 热加工性劣化,因此Mn含量为2. 00质量%以下。Mn含量的优选的下限值为0. 15质量%, 更优选为0.20质量%。另外,Mn含量的优选的上限值为1.50质量%,更优选为1.00质 量%。
[0061] (P :0· 050 质量% 以下)
[0062] P是在熔炼时混入的杂质,是对耐腐蚀性有害的元素,另外也是使焊接性和加工性 劣化的元素。因此,P含量为0.050质量%以下。还有,P含量尽可能少为宜,因此优选为 0. 040质量%以下,更优选为0. 030质量%以下。另外,P可以在钢材中不含有,即,为0质 量%,但P含量的过度的降低会带来制造成本的上升,因此P含量在实际操作上的下限值为 0.010 质量%。
[0063] (S :0· 0100 质量% 以下)
[0064] S与P同样是在熔炼时混入的杂质,与Mn等结合而形成硫化物系夹杂物,是使耐 腐蚀性和热加工性劣化的元素。因此,S含量为0.0100质量%以下。还有,S含量尽可能 少为宜,因此优选为0. 0030质量%以下。另外,S也可以在钢材中不含有,即,为0质量%, 但因为S含量的过度的减少会带来制造成本的上升,所以S含量在实际操作上的下限值为 〇· 0001 质量%。
[0065] (Al :0· 001 ~0· 050 质量% )
[0066] Al与Si、Mn同样有脱氧的效果,是熔炼时减少氧量所需要的元素。为了得到这 样的效果,Al含量为0. 001质量%以上。但是,若过剩地含有A1,则生成氧化物系夹杂物 而对耐点蚀性造成不良影响,因此Al含量为0. 050质量%以下。Al含量的优选的范围是 0· 010 ~0· 020 质量%。
[0067] (Ni :1. 0 ~10. 0 质量% )
[0068] Ni是耐腐蚀性提高所需要的元素,特别是对氯化物环境下的局部腐蚀的抑制效果 明显。另外,Ni对于提高低温韧性也有效,此外还是用于使奥氏体相稳定化所需要的元素。 为了得到这样的效果,Ni含量为1.0质量%以上。但是,若过剩地含有Ni,则奥氏体相过多, 强度降低,金属间化合物(σ相)容易生成,使热加工性劣化,因此Ni含量为10.0质量% 以下。Ni含量的优选的下
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