耐晶间腐蚀特性优异的Ni合金包层钢及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及耐晶间腐蚀（intergranularcorrosion)特性优异的Ni合金包层钢 (nickel-basealloy-cladsteelplate)及其制造方法。
【背景技术】 阳00引近年来，由于能源问题，即使在W往难W开采的难开采环境中也在推进能源资源 的开发。对于运样的难开采环境而言，特别是腐蚀环境严苛，对耐腐蚀性更优异的高合金包 层钢（CRA(Corrc)SionResistantAlloy)cladsteel)的需求正在增加。而且，对于难开采 环境下使用的工业设备、结构物而言，希望耐久性、长寿命化及免维护化，WAlloy625、825 为代表的Ni合金作为符合上述需求的材料而受到了关注。
[0003] 另一方面，Ni合金的主要原料Ni及WMo、化为代表的合金元素的价格时常高 涨，会有较大的波动。因此，与作为实屯、材料（solidmetal,是指整个厚度均为包层材料 (alloy-claddingmetal)的金属组成的情况）来使用相比，最近，能够更经济地利用高合 金钢的优异的防诱性能的包层钢受到了关注。 阳004] 高合金包层钢是指WNi合金为包层材料、W普通钢材（low-alloysteel)为母 材，将两种性质不同的金属贴合而成的钢材。包层钢是将异种金属进行冶金上的接合而成 的，与锻敷不同，不必担屯、剥离，而且能够具有单一金属及合金不能获得的新特性。 阳0化]对于包层钢而言，通过选择具有与各个使用环境的目的相符合的功能的包层材 料，能够发挥与实屯、材料同等的功能。而且，包层钢的母材能够使用除耐腐蚀性W外还具有 高初性、高强度运样的适于严苛环境的碳钢、低合金钢。
[0006] 如上所述，与实屯、材料相比，包层钢中合金元素的使用量少，而且，能够确保与实 屯、材料同等的防诱性能，并且能够确保与碳钢、低合金钢同等的强度、初性，因此具有能够 兼顾经济性和功能性的优点。
[0007] 如上所述，可W认为使用了高合金包层材料的包层钢是非常有用的功能性钢材， 近年来在各种工业领域对其需求日益增高。
[0008] 但是，包层钢存在作为复合材料原本所具有问题。对于W不诱钢为代表的耐腐蚀 性材料而言，如果发生金属间化合物、碳化物、氮化物等的析出，则析出物周围部分的化浓 度会降低。通常，运些析出物优先在结晶晶界处析出，因此脱化区域会沿着晶界连续地形 成。该现象称为敏化。敏化明显的材料如果暴露在腐蚀环境下，则脱化区域会首先腐蚀而 发生晶粒脱落，因此耐晶间腐蚀特性差。
[0009] 因此，通常对实屯、材料在社制后实施固溶化处理，从而使析出物固溶。但是，在包 层钢的情况下，如果保持加热至使析出物烙融的高溫，则存在母材的低合金钢的晶粒粗大 化、机械特性显著变差的问题。
[0010] 在上述背景下，对不需要固溶化处理的耐腐蚀性优异的包层钢的制造方法进行了 研究。
[0011] 专利文献1和专利文献2中公开了一种无固溶化处理、且能够同时实现耐腐蚀性 和母材的强度、低溫初性的制造方法。
[0012] 专利文献3和专利文献4中公开了一种规定了包层材料的化学成分，同时限制社 审IJ、冷却条件来确保包层材料的耐腐蚀性和母材的初性的方法。
[0013] 现有技术文献
[0014] 专利文献
[0015] 专利文献1 :日本特公平8-25041号公报
[0016] 专利文献2 :日本特公平8-25040号公报
[0017] 专利文献3 :日本特开平5-154672号公报 阳01引专利文献4 :日本特开平5-214499号公报
【发明内容】
[0019] 发明要解决的课题
[0020] 不过，尽管析出物是耐腐蚀性变差的原因，但是还没有从Ni合金包层钢的耐腐蚀 性的观点对包层材料的析出物进行规定的报道。
[0021] 本发明的目的在于，通过调整Ni合金中析出物的析出状态，即通过限制作为析出 物存在的化量而调整碳化物的析出量来实现耐晶间腐蚀特性的提高，并且调整作为碳化 物析出位点的包层材料的晶粒的长径比使碳化物微细分散于晶界上，从而实现耐晶间腐蚀 特性的提高。
[0022] 解决课题的方法
[0023] 包层钢存在作为复合材料原本所具有的问题。对于W不诱钢为代表的耐腐蚀性材 料而言，如果发生金属间化合物、碳化物、氮化物等的析出，则耐腐蚀性变差，因此通常对实 屯、材料在社制后实施固溶化处理，从而使析出物固溶。但是，在包层钢的情况下，如果保持 加热至使析出物烙融的高溫，则存在母材的低合金钢的晶粒粗大化、机械特性显著变差的 问题。
[0024] 如上所述，如果保持加热包层钢至使析出物固溶的高溫，则存在母材的低合金钢 的晶粒粗大化、机械特性显著变差的问题，发明人等鉴于上述情况，注意到在Ni合金包层 钢板的包层材料中，析出物是导致耐腐蚀性变差的原因，对Ni合金的析出物与耐腐蚀性的 关系进行了研究。结果发现，在Ni合金包层钢制造中，很少产生金属间化合物的析出，并且 查明了耐腐蚀性变差是由于碳化物的析出引起的。而且，明确了析出物中含有的各耐腐蚀 性元素的量与包层材料的耐腐蚀性的关系，发现作为析出物存在的化量与耐晶间腐蚀特 性相关。另外，还从晶界长度越长，析出物越是细微分散而不易发生敏化，由此明确了包层 材料的晶粒长径比与耐晶间腐蚀特性相关。 阳0巧]本发明的主旨如下。 阳0%] [1] -种耐晶间腐蚀特性优异的Ni合金包层钢，其中，由Ni合金构成的包层材料 中W碳化物存在的化量W质量％计为0. 03%W下。 阳027] [2] -种耐晶间腐蚀特性优异的Ni合金包层钢，其中，由Ni合金构成的包层材料 的晶粒的长径比为1.5W上。 阳02引 閒一种耐晶间腐蚀特性优异的Ni合金包层钢，其中，由Ni合金构成的包层材料 中W碳化物存在的化量W质量％计为0.030%W下，且上述包层材料的晶粒的长径比为 I. 5W上。
[0029] [4]上述[1]~巧]中任一项所述的耐晶间腐蚀特性优异的Ni合金包层钢，其中， 作为包层材料，W质量％计还含有C:0. 030%W下、Si:0. 02~0. 50%、Mn:0. 02~0. 50%、 P:0. 015%W下、S:0. 015%W下、Cr:20. 0 ~23. 0%、Mo:8. 0 ~10. 0%、化：5. 0%W下、 Al:0.02~0. 40%、Ti:0. 10~0.40%，还含有佩巧a:3. 15~4. 15%，余量由Ni及不可避 免的杂质构成。
[0030] [引一种母材初性及耐晶间腐蚀特性优异的Ni合金包层钢的制造方法，该方法包 括：使用上述[4]所述的Ni合金包层钢的原材料，加热至1050°C W上且1200°C W下后，进 行在1000°C W上的压下比为2 W上、在950°C W下的溫度范围的控制社制的压下比为1.5 W上且4 W下、且精社溫度为7〇o°c W上的热社，然后立即进行冷却速度rc /秒W上、冷却 停止溫度为500°C W下的加速冷却，然后进行自然冷却。
[0031] 发明的效果
[0032] 根据本发明，能够获得具有优异的耐晶间腐蚀特性的Ni合金包层钢。
【具体实施方式】 阳〇3引 1.关于析出化量
[0034] 析出化量是W析出物存在的化量。一般来说，化作为形成纯化被膜的元素而众 所周知。如果Ni合金基质中的化集中于沿着晶界的析出物中，则析出物周围部分的化浓 度降低，运种现象称为敏化。如果将敏化的材料置于腐蚀环境下，则该低化区域优先被腐 蚀。W质量％计，如果析出化量超过0.030%，则敏化发展，发生晶粒的脱落。因此，使析出 Cr 量为 0.030% W下。 阳0对运里，作为在Ni合金中析出的碳化物，有MC、MeC、M23C6(M表示金属元素）等，作为 金属间化合物，有Laves相、5相、丫 "相。其中，MC主要是NbC，MC的析出不会对耐腐蚀性 带来较大影响。另外，在Ni合金中，金属间化合物