專利名稱：奧氏體系不銹鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種奧氏體系不銹鋼。更詳細(xì)地講，本發(fā)明涉及一種原子能設(shè)備的構(gòu)造構(gòu)件所采用的、耐腐蝕性(特別是耐晶界腐蝕性)優(yōu)良且焊接熱影響部的耐裂紋敏感性也很優(yōu)良的奧氏體系不銹鋼，尤其是Cr和M含有量較多的SUS310型的、特別適合于在高溫水環(huán)境中采用的構(gòu)造構(gòu)件的奧氏體系不銹鋼。
背景技術(shù)：
與SUS316不銹鋼和SUS304不銹鋼相比，SUS310不銹鋼的耐晶界腐蝕性、耐整面腐蝕性等耐腐蝕性優(yōu)良，加工性和機(jī)械特性也很良好，因此，例如可用作原子能設(shè)備等在高溫水環(huán)境中采用的構(gòu)造構(gòu)件的原料。但是，在焊接或者高溫加熱的情況下，有可能由該焊接和高溫加熱導(dǎo)致在熱影響部產(chǎn)生明顯的晶界腐蝕。其原因在于，產(chǎn)生該晶界腐蝕的現(xiàn)象被稱作敏化，隨著Cr碳化物向晶界中析出，晶界周圍的Cr濃度降低，生成耐腐蝕性不充分的 Cr缺乏層。以往，作為該敏化對策，采取這樣的方法將C含有量抑制得較低或者將C做成 Ti、Nb的化合物而固定在粒內(nèi)，抑制Cr碳化物在晶界中析出，從而抑制生成Cr缺乏層。但是，在SUS310不銹鋼的情況下，Cr含有量有時也較多，對于抑制敏化的研究并不充分。對于Cr含有量較多的奧氏體系不銹鋼，例如在專利文獻(xiàn)1 6中有所公開。S卩，在專利文獻(xiàn)1中，作為氯離子(CD濃度為IOppm以下、在100°C以上的高溫純水中耐應(yīng)力腐蝕裂紋性優(yōu)良的材料，公開有一種含有20% 30%的Cr、20% 30%的Ni 及0.5% 4%的Mo的奧氏體系不銹鋼。在專利文獻(xiàn)2中公開有一種Cr和Ni含有量較多的奧氏體系不銹鋼，其特征在于， 從耐腐蝕性的方面考慮含有0. 05% 3. 0%的Mo，從形成碳化物及確保強(qiáng)度的方面考慮分別含有0. 001% 1.0%范圍內(nèi)的11、恥、￥、2『中的任一種以上。在專利文獻(xiàn)3中公開有一種將C、Si、P和S含有量抑制在最小限度且含有Mo及/ 或Nb的、耐晶界腐蝕性及耐晶界應(yīng)力腐蝕裂紋性優(yōu)良的奧氏體系不銹鋼。關(guān)于Cr含有量較多的SUS310不銹鋼，在硝酸環(huán)境中，會由鋼中的P和&引起晶界腐蝕。因此，在專利文獻(xiàn)4中公開有一種通過添加Nb和特殊的熱處理使P固定于粒內(nèi)的 “奧氏體系不銹鋼的制造方法”。在專利文獻(xiàn)5中，為了防止由中子照射脆性或中子照射感應(yīng)偏析引起機(jī)械強(qiáng)度及晶界腐蝕性變差，公開有一種減少了 N和P的奧氏體系不銹鋼。在專利文獻(xiàn)6中，為了改善耐中子照射脆化而公開有一種這樣的SUS310不銹鋼 積極地利用M23C6向晶界的析出，在固溶化熱處理之后實(shí)施600°C 750°C的時效處理，積極地使M23C6在晶界中整合析出而使晶界牢固，提高了耐應(yīng)力腐蝕裂紋性。另一方面，例如在專利文獻(xiàn)7中公開有一種Cr含有量較少的奧氏體系不銹鋼的敏化抑制技術(shù)。即，在專利文獻(xiàn)7中公開有一種這樣的技術(shù)在含有16 % 18 %的Cr和大于10 %且小于14%的Ni的SUS316型的不銹鋼中，通過含有V、Nb、Ti中的一種或兩種以上，而且使它們滿足
和[{(C/12) + (N/14)} - {(V/5 l) + (Nb/93) + (Ti/48)} ^ 0. 0058]這樣的兩個式，使C和N在粒內(nèi)固定化來抑制敏化。專利文獻(xiàn)1 日本特開昭52-108316號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2005-15896號公報專利文獻(xiàn)3 日本特開昭62-287051號公報專利文獻(xiàn)4 日本特開平5463131號公報專利文獻(xiàn)5 日本特開平8-165545號公報專利文獻(xiàn)6 :W099/09229號公報專利文獻(xiàn)7 :W02007/138815號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題在上述專利文獻(xiàn)1中公開有從抑制敏化的方面考慮而含有Ti、Nb、Ta等，但是僅對它們的絕對含量進(jìn)行了限定，對于它們的含量與C含量的相關(guān)性并沒有進(jìn)行說明。并且， Mo僅是作為耐腐蝕性改善元素規(guī)定了含有量，從抑制敏化這樣的方面考慮，其含有量較多， 可能會導(dǎo)致熱加工性降低。在專利文獻(xiàn)2中，Ti、Nb、V和ττ是有助于形成碳化物來提高強(qiáng)度的元素，對于為了抑制敏化而需要控制它們的含有量并沒有進(jìn)行研究。在專利文獻(xiàn)3中，不僅沒有研究抑制Cr碳化物向晶界中析出，而且也沒有研究對與降低焊接熱影響部的裂紋敏感性對應(yīng)的各元素的適當(dāng)含有量的控制。并且，在專利文獻(xiàn)4中，對抑制敏化沒有進(jìn)行任何研究。在專利文獻(xiàn)5中，為了在中子的照射下維持耐腐蝕性，含有作為碳化物形成元素的Nb、Ti、&、Ta、Hf及V中的一種或兩種以上合計(jì)1. 0%以下，但是對于不僅考慮耐腐蝕性也考慮加工性的各元素的適當(dāng)含有量沒有進(jìn)行任何研究。在專利文獻(xiàn)6中提出的技術(shù)并不是使C在粒內(nèi)固定化來抑制敏化的技術(shù)。在專利文獻(xiàn)7中提出的技術(shù)作為上述SUS316型的不銹鋼的敏化抑制對策極為有效。但是，與SUS316型的不銹鋼相比，作為更高Cr-高M(jìn)材料的SUS310不銹鋼更容易敏化。因此，對于SUS310不銹鋼，并不能說利用在專利文獻(xiàn)7中提出的技術(shù)一定能夠得到充分的效果。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種耐腐蝕性、特別是耐晶界腐蝕性優(yōu)良且焊接熱影響部的耐裂紋敏感性也很優(yōu)良的奧氏體系不銹鋼，尤其是Cr和M含有量較多的SUS310 型的奧氏體系不銹鋼。用于解決問題的方案本發(fā)明的基本思想在于一種SUS310型奧氏體系不銹鋼，該奧氏體系不銹鋼通過提高母材的Cr和Ni含有量而具有比SUS316型不銹鋼更加優(yōu)良的耐腐蝕性，其中，(a)通過使Cr作為氮化物在粒內(nèi)析出，來降低粒內(nèi)的Cr固溶量，從而抑制Cr系碳化物在晶界中析出，防止奧氏體系不銹鋼的晶界腐蝕；(b)為了抑制由Cr系氮化物析出量的增加導(dǎo)致焊接熱影響部的裂紋敏感性增大，控制晶界中的雜質(zhì)元素量。
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通常，為了抑制奧氏體系不銹鋼中的Cr系碳化物向晶界中析出，一般考慮使作為碳化物形成之源的C與和C的親和力較高的元素、例如Nb、V、Ti結(jié)合而以碳化物的形態(tài)將 C固定在粒內(nèi)的方法。但是，在為了具有高耐腐蝕性而降低了 C含有量的情況下，為了在比導(dǎo)致晶界敏化的溫度區(qū)域高溫的溫度下使碳化物穩(wěn)定地從粒內(nèi)析出，必須含有大量的Nb、V、Ti等用于固定C的元素。并且，在上述的情況下，粒內(nèi)和晶界的自由能量平衡會助長碳化物從晶界析出，結(jié)果耐腐蝕性有可能變差。因此，本發(fā)明人構(gòu)想，不僅通過將Nb、V等碳氮化物固定在粒內(nèi)、抑制Cr系碳化物向晶界中析出來防止晶界腐蝕，而且通過提高N含有量而使Cr (Nb、V)及/或固溶了一部分 Nb和V中的一種以上的Cr2N氮化物等Cr系氮化物在粒內(nèi)析出，從而能夠進(jìn)一步體現(xiàn)敏化抑制效果。其基于這樣的理由通過在高溫下使上述Cr系氮化物析出，粒內(nèi)的Cr的固溶度降低，因此，結(jié)果能夠降低敏化溫度區(qū)中的晶界的Cr主體的M23C6的析出量，改善了耐腐蝕性。而且可知，特別是通過含有Nb及/或V，能夠使Cr(Nb、V)N、CrNbN、CrVN(以下，將這些氮化物統(tǒng)統(tǒng)簡稱作“Cr (Nb、V)N”)的析出溫度高溫化，從而能夠顯著提高耐腐蝕性的改善效果。另一方面，Ti雖然能增大Cr2N的析出，但是不存在促進(jìn)在更高溫下穩(wěn)定地使 Cr (Nb、V) N析出的效果。因此，特別是含有Nb和V的效果較大。本發(fā)明人為了進(jìn)一步提高耐腐蝕性，對Mo的作用也進(jìn)行了研究。S卩，眾所周知，通常Mo作為耐腐蝕性改善元素而添加到不銹鋼中，但含有2. 0% 3. 0%的Mo的SUS316的敏化比SUS304的情況發(fā)生得晚，因此，Mo存在抑制敏化的效果。因此，著眼于作為Cr系氮化物形成元素的Nb和V及作為敏化抑制元素的Mo的作用，對于含有M% 沈％的Cr和19% 22%的Ni的SUS310型不銹鋼研究了能得到敏化抑制效果的適當(dāng)?shù)暮辛?。結(jié)果，能夠得到下述(a)的新見解。(a)在Mo含有量大于0. 10%時，對于敏化抑制有效果，但在0.50%以上時，雖說抑制Cr (Nb、V) N和Cr2N氮化物析出的作用變大，但耐腐蝕性的改善效果已經(jīng)飽和。因此， SUS310型不銹鋼的情況下的Mo含有量優(yōu)選為大于0. 10%且小于0. 50%。因此，使用含有上述范圍的Mo、并含有各種量的N、Nb和V的SUS310型不銹鋼對耐晶界腐蝕性和焊接性進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果，明確了下述(b) (d)的事項(xiàng)。(b)在提高N含有量的基礎(chǔ)之上，對于N、Nb和V含有量的上限進(jìn)行管理，將式中的元素符號作為該元素按質(zhì)量％計(jì)的含有量，使以下式表示的而1的值滿足[2.5<而1]，F(xiàn)nl = 36Nb+53V+15N從而得到耐晶界腐蝕性優(yōu)良的不銹鋼。這是基于這一點(diǎn)通過使Cr(Nb、V)N及/ 或固溶了一部分Nb和V中的一種以上的Cr2N氮化物等Cr系氮化物在粒內(nèi)析出，粒內(nèi)的Cr 的固溶度降低，因此，結(jié)果能夠降低敏化溫度區(qū)中的晶界的Cr主體的M23C6的析出量。(c)但是，在Nb、V和N含有量變多而的值過大時，不僅發(fā)生粒內(nèi)析出，而且Cr 系氮化物也自晶界析出，因此，耐晶界腐蝕性會變差。因此，以上式表示的的值也需要滿足[Fnl 彡 25. 0]。(d)通過以氮化物的形態(tài)將Cr固定在粒內(nèi)，能抑制晶界中的M23C6的析出量，能夠
5提高SUS310型奧氏體系不銹鋼的耐晶界腐蝕性，但是另一方面，產(chǎn)生焊接性降低、即焊接熱影響部的裂紋敏感性顯著增大的危險性。即，在Nb、V和N含有量增加的同時，粒內(nèi)氮化物的析出量增加，隨之，在粒內(nèi)出現(xiàn)析出強(qiáng)化而使粒內(nèi)強(qiáng)度急劇增加，因此，粒內(nèi)和晶界中的強(qiáng)度有可能產(chǎn)生不平衡，而在焊接熱影響部產(chǎn)生延展性降低的裂紋。因此，本發(fā)明人也著眼于特別是作為使晶界脆化的元素公知的S、P和Sn，對它們與Nb、V和N含有量的關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)的研究。結(jié)果，得到了下述(e)和(f)的重要見解。(e)若與由Nb、V和N含有量的增加導(dǎo)致粒內(nèi)強(qiáng)度上升相結(jié)合地適當(dāng)管理S、P和 Sn含有量，就能夠使耐晶界腐蝕性的提高和焊接熱影響部的裂紋敏感性的降低同時成立。(f)特別是，若與Nb、V和N含有量相應(yīng)地，將式中的元素符號作為該元素按質(zhì)量％ 計(jì)的含有量，使以下式表示的而2的值滿足[而2彡-5. 76X10"4XFnl+0. 0267]，能夠保持晶界和粒內(nèi)的強(qiáng)度平衡，F(xiàn)n2 = S+ {(P+Sn) /2}能夠提高奧氏體系不銹鋼的耐晶界腐蝕性，并且，能夠可靠地降低其焊接熱影響部的裂紋敏感性。本發(fā)明即是以上述見解為基礎(chǔ)做成的，其主旨在于下述(1)和(2)所示的奧氏體系不銹鋼。(1) 一種奧氏體系不銹鋼，其特征在于，按質(zhì)量％計(jì)含有Nb :0. 30%以下和V: 0. 40% 以下中的一種或兩種、C 0. 02% 以下、Si 0. 01% 0. 50%, Mn :0. 01% 2. 0%, Cr :24% 26%、Ni :19% 22%、Mo 大于 0. 10% 且小于 0. 50% 以及 N:大于 0. 04% 且小于等于0. 15%，其余部分由!^e和雜質(zhì)構(gòu)成，雜質(zhì)中的P、S和Sn分別為P :0. 030%以下、S 0.002%以下、及Sn :0. 015%以下，而且，各元素的含有量滿足下述(1)式和( 式表示的關(guān)系。2. 5 彡 Fnl 彡 25. 0... (1)Fn2 彡-5. 76 X 1(Γ4XFnl+0. 0267…U)其中，⑴式和⑵式中的而1和!^2分別是由下述(3)式和(4)式求出的值，(3) 式和(4)式中的元素符號表示該元素按質(zhì)量％計(jì)的含有量。Fnl = 36Nb+53V+15N— (3)Fn2 = S+(P+Sn)/2— (4)(2)根據(jù)上述(1)所述的奧氏體系不銹鋼，其特征在于，該奧氏體系不銹鋼用作原子能設(shè)備的構(gòu)造構(gòu)件。另外，作為其余部分的Ie和雜質(zhì)”中的“雜質(zhì)”是指在工業(yè)上制造鋼鐵材料時，因礦石、廢料等原料以及因其他各種原因而混入的物質(zhì)。發(fā)明的效果本發(fā)明的奧氏體系不銹鋼是Cr和Ni含有量較多的SUS310型的奧氏體系不銹鋼， 該奧氏體系不銹鋼的耐腐蝕性、特別是耐晶界腐蝕性優(yōu)良，而且，焊接熱影響部的耐裂紋敏感性也很優(yōu)良。因而，極為適合作為在有可能引起晶界腐蝕損傷的環(huán)境中使用的構(gòu)件、特別是原子能設(shè)備的構(gòu)造構(gòu)件。
具體實(shí)施方式
下面，對規(guī)定本發(fā)明的奧氏體系不銹鋼的化學(xué)組成的理由進(jìn)行說明。另外，以下說明中的各元素含有量的“ ％，，是指“質(zhì)量％，，的意思。C 0. 02% 以下C是出于鋼脫氧及確保強(qiáng)度的目的而使用的。但是，從耐腐蝕性的方面考慮，為了防止碳化物析出，其含有量最好盡可能地低。因而，使C的含量為0.02%以下。更優(yōu)選的C 含有量為0.015%以下。另外，考慮到鋼的脫氧及確保強(qiáng)度和碳化物析出，C的含有量更優(yōu)選為 0. 005% 0. 010%。Si 0. 01% 0. 50%Si是出于鋼脫氧的目的而使用的。在本發(fā)明鋼中，使Si的含有量為0. 01 %以上。但是，由于過量含有Si時會促進(jìn)生成夾雜物，因此，Si的含有量較低為好，為0. 01% 0.50%。Si的含有量更優(yōu)選為0. 15% 0. 30%。Mn 0. 01% 2. 0%Mn是有助于鋼脫氧及奧氏體相穩(wěn)定的元素，Mn的含有量在0. 01 %以上能得到該效果。另一方面，Mn與S形成硫化物，該硫化物成為非金屬夾雜物。并且，Mn在鋼材焊接時最先在焊接部的表面變濃而使鋼材的耐腐蝕性降低。因而，使Mn的含有量為0. 01% 2.0%。更理想的Mn含有量為0. 30%以上。Mn的含有量更理想一些為0. 40% 0. 80%。Cr :24% 26%Cr是為了確保鋼的耐腐蝕性而不可缺少的元素。在Cr含有量小于時，無法得到充分的耐腐蝕性。另一方面，在本發(fā)明鋼的假想的使用環(huán)境下，Cr達(dá)到的含有量就足夠，在大于沈％時，會導(dǎo)致加工性降低，并且，從作為實(shí)用鋼的價格及奧氏體相穩(wěn)定的方面來說存在問題。因而，使Cr的含有量為對^ 沈1^。Ni 22%Ni是用于使奧氏體相穩(wěn)定而維持耐腐蝕性的重要的元素。從耐腐蝕性的方面考慮，需要19%以上的Ni含有量。另一方面，在Cr含有量為對”^ 沈^的本發(fā)明中，在Ni 含有量增多而大于22%時，會導(dǎo)致焊接性降低。因此，從焊接性的方面考慮，使M含有量的上限為22%。Mo 大于 0. 10%且小于 0. 50%Mo具有敏化抑制作用，Mo的含有量大于0. 10%能得到效果。但是，即使Mo的含有量增多而達(dá)到0. 50%以上，上述效果也會飽和，因此只會引起成本上升。因此，使Mo含有量大于0. 10%且小于0.50%。另外，Mo含有量的更優(yōu)選的上限為0.40%。N:大于 0. 04%、小于等于 0. 15%N在本發(fā)明中是重要的元素。通過含有N，能夠提高鋼的強(qiáng)度，并且，通過提高N的含有量，不僅形成用于將C固定在粒內(nèi)的Nb及/或V的碳氮化物，而且形成能夠?qū)r固定在粒內(nèi)的氮化物，從而能夠抑制敏化。為了得到這樣的效果，需要使N含有量大于0. 04%。 但是，在N的含有量過剩、特別是大于0. 15%時，不僅是粒內(nèi)，也會促進(jìn)從晶界析出Cr氮化物而降低耐晶界腐蝕性。因而，使N的含有量大于0.04%且小于等于0. 15%。N含有量的下限更優(yōu)選為0.05%，再優(yōu)選一些為0.07%。另外，更優(yōu)選的上限為0. 13%。Nb、V :Nb :0. 3%以下及V :0. 4%以下中的一種或兩種Nb和V在本發(fā)明中也是重要的元素，通過含有這些元素，不僅是Nb和V的碳氮化物析出，也會促進(jìn)Cr (Nb、V) N析出。因此，能夠使Cr (Nb、V) N及固溶了一部分Nb和V中的一種以上的Cr2N這兩類氮化物在粒內(nèi)析出。能夠降低C和Cr的粒內(nèi)固溶量而抑制敏化。但是，在過量含有這些元素時，具體地講，在Nb的含有量大于0. 3%或V的含有量大于0. 4%時，在任一種情況下，都不僅會促進(jìn)Cr系氮化物自晶界析出而使耐晶界腐蝕性變差，也有可能使熱影響部的裂紋敏感性顯著增大。因而，Nb和V各自的含有量為Nb是 0. 3%以下及V是0. 4%以下。另外，Nb和V的更優(yōu)選的含有量上限分別為Nb是0. ^%、V 是 0. 35%。上述Nb和V單獨(dú)或者兩種混合地含有即可，但為了得到通過Cr系氮化物析出而降低粒內(nèi)Cr濃度的效果，在單獨(dú)含有這兩種元素的情況下，Nb和V的含有量的下限均優(yōu)選為 0. 01%。另外，在混合含有Nb和V的情況下，在合計(jì)含有量大于0. 6 %時，有可能促進(jìn)Cr系氮化物自晶界析出而使耐晶界腐蝕性變差，因此，合計(jì)含有量的上限優(yōu)選為0.6%。另外，在混合含有Nb和V的情況下，Nb和V的含有量的下限以合計(jì)含有量計(jì)優(yōu)選為 0. 01%。本發(fā)明的奧氏體系不銹鋼除上述元素之外，其余部分由！^和雜質(zhì)構(gòu)成。另外，雜質(zhì)中的P、S和Sn必須將其含有量分別限制在特定的值以下。P 0. 030% 以下P是作為雜質(zhì)而含有的元素，在其含有量增多、特別是大于0.030%時，會引起晶界脆化，而且，也使耐腐蝕性變差。并且，本發(fā)明的奧氏體系不銹鋼主要以氮化物的形態(tài)將 Cr固定在粒內(nèi)來抑制晶界敏化，通過促進(jìn)粒內(nèi)氮化物析出而使粒內(nèi)強(qiáng)度上升，因此，特別是在P的含有量大于0. 030%的情況下，粒內(nèi)強(qiáng)度與因P偏析而脆化的晶界的強(qiáng)度差變大，也會導(dǎo)致焊接熱影響部的裂紋敏感性增大。因而，P的含有量需要限制在0.030%以下。另外，P的含有量優(yōu)選為0. 020%以下。S 0. 002% 以下S是作為雜質(zhì)而含有的元素，在其含有量增多、特別是大于0.002%時，會引起晶界脆化，而且，也使耐腐蝕性變差。并且，本發(fā)明的奧氏體系不銹鋼主要以氮化物的形態(tài)將 Cr固定在粒內(nèi)來抑制晶界敏化，通過促進(jìn)粒內(nèi)氮化物析出而使粒內(nèi)強(qiáng)度上升，因此，特別是在S的含有量大于0. 002%的情況下，粒內(nèi)強(qiáng)度與因S偏析而脆化的晶界的強(qiáng)度差變大，也會導(dǎo)致焊接熱影響部的裂紋敏感性增大。因而，S的含有量需要限制在0.002%以下。另外，S的含有量優(yōu)選為0. 001 %以下。Sn 0. 015% 以下Sn也是作為雜質(zhì)而含有的元素，在其含有量增多、特別是大于0. 015%時，會引起晶界脆化，而且，也使耐腐蝕性變差。并且，本發(fā)明的奧氏體系不銹鋼主要以氮化物的形態(tài)將Cr固定在粒內(nèi)固定來抑制晶界敏化，通過促進(jìn)粒內(nèi)氮化物析出而使粒內(nèi)強(qiáng)度上升， 因此，特別是在Sn的含有量大于0.015%的情況下，粒內(nèi)強(qiáng)度與因Sn偏析而脆化的晶界的強(qiáng)度差變大，也會導(dǎo)致焊接熱影響部的裂紋敏感性增大。因而，Sn的含有量需要限制在 0.015%以下。另外，Sn的含有量優(yōu)選為0.010%以下。本發(fā)明的奧氏體系不銹鋼的Nb和V中的一種或兩種及N、雜質(zhì)中的P、S和Sn的含有量分別處于上述范圍內(nèi)，而且，這些元素的含有量需要滿足上述(1)式和(2)式表示的關(guān)系即2. 5 ^ Fnl ^ 25. 0... (1)Fn2 彡-5. 76 X 1(Γ4XFnl+0. 0267…U)(1)式和(2)式中的Fnl和Fn2分別是由上述(3)式和(4)式即Fnl = 36Nb+53V+15N— (3)Fn2 = S+(P+Sn)/2— (4)求出的值，(3)式和(4)式中的元素符號表示該元素的按質(zhì)量％計(jì)的含有量。對于Nb和V，在單獨(dú)含有其中任一種元素的情況下，將不含有的元素的含有量設(shè)為0(零)地求出以上述(3)式表示的而1的值即可。對于Nb和V中的一種或兩種及N，在以上述(3)式表示的!^nl的值小于2. 5的情況下，無法確保降低Cr的粒內(nèi)固溶量來抑制敏化的效果，因此，無法得到耐晶界腐蝕性優(yōu)良的不銹鋼。另一方面，在!^nl的值大于25. 0的情況下，不僅氮化物在粒內(nèi)析出，Cr系氮化物也自晶界析出，因此，反而會助長敏化，導(dǎo)致耐晶界腐蝕性變差。以上述(3)式表示的的值的下限優(yōu)選為4. 0，更優(yōu)選為6. 0。Fnl的值的上限優(yōu)選為23.0，更優(yōu)選為20.0。即使P、S和Sn的含有量處于上述說明的范圍內(nèi)，在以上述(4)式表示的而2的值大于[-5. 76X IO^4XFnl+0. 0267]時，也無法確保晶界和粒內(nèi)的強(qiáng)度平衡，無法避免焊接熱影響部的耐裂紋敏感性變小而產(chǎn)生裂紋。以上述⑷式表示的而2的值越小越理想。對熔化所使用的原料實(shí)施縝密詳細(xì)地分析，特別是選擇雜質(zhì)中的P、S和Sn的含有量分別為上述P :0. 030%以下、S 0. 002%以下及Sn :0. 015%以下、且以上述(4)式表示的而2滿足上述(2)式的材料之后，可以使用電爐、AOD爐、VOD爐等來熔煉制造本發(fā)明的奧氏體系不銹鋼。下面，利用實(shí)施例更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。實(shí)施例將表1所示的化學(xué)組成的不銹鋼熔化，利用熱鍛造和熱軋制造出厚度14mm的鋼板。表1也一并表示了(4)式的右邊的值、即[-5. 76X IO"4XFnl+0. 0267]的值。表1中的鋼1 8是化學(xué)組成處于本發(fā)明中規(guī)定的范圍內(nèi)的鋼。另一方面，鋼A F是成分元素的含有量、！^nl和而2的值中的至少任一個違背本發(fā)明中規(guī)定的條件的比較例的鋼。表1
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權(quán)利要求
1.一種奧氏體系不銹鋼，其特征在于，按質(zhì)量％計(jì)含有Nb 0. 30%以下和V 0. 40%以下中的一種或兩種、C 0. 02%以下、Si 0. 01% 0. 50%, Mn 0. 01% 2.0%、Cr :24% 26%、Ni 19% 22%、Mo 大于 0. 10% 且小于0. 50%以及N 大于0. 04%且小于等于0. 15%，其余部分由！^和雜質(zhì)構(gòu)成，雜質(zhì)中的P、S和Sn分別為P 0. 030%以下、S :0. 002%以下及Sn :0. 015%以下，而且，各元素的含有量滿足下述(1)式和( 式表示的關(guān)系，2.5 ^ Fnl ^ 25. 0... (1)Fn2 彡-5. 76X 10_4XFnl+0. 0267…U)其中，⑴式和⑵式中的而1和而2分別是由下述(3)式和(4)式求出的值，(3)式和(4)式中的元素符號表示該元素按質(zhì)量％計(jì)的含有量， Fnl = 36Nb+53V+15N— (3) Fn2 = S+(P+Sn)/2... (4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的奧氏體系不銹鋼，其特征在于， 該奧氏體系不銹鋼用作原子能設(shè)備的構(gòu)造構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種奧氏體系不銹鋼。該奧氏體系不銹鋼含有Nb≤0.30％和V≤0.40％中的一種或兩種、C≤0.02％、Si0.01％～0.50％、Mn0.01％～2.0％、Cr24％～26％、Ni19％～22％、Mo大于0.10％且小于0.50％以及N大于0.04％且小于等于0.15％，其余部分由Fe和雜質(zhì)構(gòu)成，雜質(zhì)中的P、S和Sn分別為P≤0.030％、S≤0.002％及Sn≤0.015％，且滿足[2.5≤36Nb+53V+15N≤25.0]及[S+{(P+Sn)/2}≤-5.76×10-4×(36Nb+53V+15N)+0.0267，該奧氏體系不銹鋼的耐腐蝕性、特別是耐晶界腐蝕性優(yōu)良，焊接熱影響部的耐裂紋敏感性也很優(yōu)良。該奧氏體系不銹鋼特別是作為原子能設(shè)備的構(gòu)造構(gòu)件的原料較為理想。
文檔編號C22C38/58GK102365383SQ20108001391
公開日2012年2月29日 申請日期2010年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者小薄孝裕, 橫山哲夫, 竹田貴代子 申請人:住友金屬工業(yè)株式會社