奧氏體系高錳不銹鋼、高壓氫用貯氣罐及高壓氫氣用配管的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供奧氏體系高錳不銹鋼、高壓氫用貯氣罐及高壓氫氣用配管。耐氫脆敏感性?xún)?yōu)異的奧氏體系高錳不銹鋼，是可在高壓氫氣環(huán)境下使用的奧氏體系高錳不銹鋼，其特征在于，按質(zhì)量％計(jì)，含有C：0.01～0.10％、N：0.01～0.20％、Si：0.1～1％、Cr：10～20％、Mn：大于8％且11.5％以下、Cu：2～5％、Ni：1～6％、其余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)，奧氏體穩(wěn)定度的指標(biāo)Md30值滿足下述(A)式，－120＜Md30＜－17.0···(A)，其中，Md30(℃)為551－462(C+N)－9.2Si－8.1Mn－13.7Cr－29(Ni+Cu)－18.2Mo。
【專(zhuān)利說(shuō)明】奧氏體系高錳不銹鋼、高壓氫用貯氣罐及高壓氫氣用配管
[0001] 本申請(qǐng)是于2006年10月27日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?00680040664. 4、名稱(chēng)為"高壓氫 氣用奧氏體系高錳不銹鋼"的專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及可在高壓氫氣環(huán)境下使用的、具有優(yōu)異的機(jī)械性質(zhì)（強(qiáng)度、延性）的耐 氫脆敏感性?xún)?yōu)異的奧氏體系高Μη不銹鋼。而且，本發(fā)明涉及由這樣的奧氏體系高Μη不銹 鋼制成的高壓氫氣用儲(chǔ)罐（tank)或高壓氫氣用配管等的高壓氫氣用設(shè)備類(lèi)。

【背景技術(shù)】
[0003] 近年來(lái)，從地球變暖的方面出發(fā)，為了抑制室溫效應(yīng)氣體（C02、N0x、S0 x)的排放，利 用氫作為能源的技術(shù)引人注目。以往，在使氫成為高壓氫氣來(lái)儲(chǔ)存時(shí)，將直到壓力為40MPa 左右的氫氣填充到厚壁的Cr-Mo鋼制的儲(chǔ)氣瓶中。
[0004] 但是，該Cr-Mo鋼制的儲(chǔ)氣瓶，在反復(fù)進(jìn)行高壓氫的填充和放出的場(chǎng)合，由于內(nèi)壓 的變動(dòng)和氫的滲入，疲勞強(qiáng)度降低，因此需使壁厚為30_左右，重量增大。因此，設(shè)備機(jī)器 的重量增加和大型化成為深刻的問(wèn)題。
[0005] 另一方面，現(xiàn)有的SUS316系奧氏體不銹鋼，在高壓氫氣環(huán)境下的耐氫脆敏感性與 其他的結(jié)構(gòu)用鋼，例如包括上述的Cr-Mo鋼在內(nèi)的碳素鋼和SUS304系奧氏體不銹鋼相比是 良好的，所以正被用于配管用材料和燃料電池汽車(chē)的高壓氫燃料罐襯板（liner)。
[0006] 但是，為了將來(lái)儲(chǔ)存和運(yùn)輸大量的氫氣，需要將氫氣壓力提高到超過(guò)40MPa。在為 SUS316鋼制的配管的場(chǎng)合，為了在超過(guò)40MPa的高壓氫氣環(huán)境下使用，例如如果不使現(xiàn)在 壁厚為3mm的配管變?yōu)楹穸?mm以上，在強(qiáng)度上就不能承受。因此，即便使用SUS316,就現(xiàn) 狀的強(qiáng)度而言，將來(lái)不能避免設(shè)備機(jī)器的重量增加和大型化，可以預(yù)測(cè)在實(shí)用上成為很大 的障礙。
[0007] 人們知道，以往奧氏體不銹鋼通過(guò)冷加工來(lái)使強(qiáng)度上升。因此可以考慮通過(guò)實(shí) 施冷加工進(jìn)行高強(qiáng)度化來(lái)降低壁厚度的方法。例如，特開(kāi)平5-98391號(hào)公報(bào)或者特開(kāi)平 7-216453號(hào)公報(bào)曾經(jīng)公開(kāi)了 ：對(duì)于奧氏體不銹鋼，通過(guò)拉拔、延伸、或者軋制等冷加工來(lái)高 強(qiáng)度化，提高材料的疲勞強(qiáng)度。此外，特開(kāi)平5-65601號(hào)公報(bào)或者特開(kāi)平7-26350號(hào)公報(bào)曾 經(jīng)公開(kāi)了一種實(shí)施l〇〇〇°C以下的溫?zé)峒庸ぃM入未再結(jié)晶組織，從而兼?zhèn)涓邚?qiáng)度和高疲勞 強(qiáng)度的奧氏體不銹鋼。
[0008] 然而，實(shí)施了以上那樣的冷加工的加工組織或者通過(guò)溫?zé)峒庸ざ玫降奈丛俳Y(jié)晶 組織，延性和韌性的降低顯著，因此作為結(jié)構(gòu)用構(gòu)件存在問(wèn)題。
[0009] W02004-111285號(hào)公報(bào)曾經(jīng)公開(kāi)了一種改善由上述的冷加工導(dǎo)致的奧氏體不銹鋼 的延性和韌性的降低，能夠在70MPa以上的高壓氫氣環(huán)境下使用的高強(qiáng)度不銹鋼及其制造 方法。但是，該高強(qiáng)度不銹鋼，為了降低由冷加工引起的氫脆敏感性，必須控制加工組織的 織構(gòu)。作為其制造方法，有下述記載：例如，對(duì)板材實(shí)施30%的冷軋，并在與該加工方向垂 直的方向進(jìn)一步實(shí)施10 %的冷軋。在通常工業(yè)生產(chǎn)不銹鋼的冷軋工序中，如上述那樣地使 加工方向變化是極其困難的。因此，在工業(yè)上生產(chǎn)該公報(bào)所公開(kāi)的高強(qiáng)度不銹鋼存在課題。
[0010] 在「JRCM NEWS」（2003. 10 No. 204號(hào)，財(cái)團(tuán)法人金屬系材料研究開(kāi)發(fā)中心）中曾經(jīng) 針對(duì)SUS316系奧氏體不銹鋼示出了由在氫或氦氣氣氛下的拉伸試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)的氫環(huán)境脆 化敏感性。從其結(jié)果清楚表明，在低溫氫環(huán)境下提高脆化敏感性的主要因素是伴隨著加工 生成應(yīng)變誘發(fā)馬氏體，對(duì)于SUS316系奧氏體不銹鋼也已清楚知道，在低溫氫環(huán)境下生成應(yīng) 變誘發(fā)馬氏體從而發(fā)生脆化。而且，該結(jié)果還告訴我們?yōu)榱私档驮诘蜏貧洵h(huán)境下的脆化而 使用SUS310S系的高Ni奧氏體不銹鋼（19?22% Ni)的必要性。
[0011] 本
【發(fā)明者】們?cè)谔亻_(kāi)2005-154890號(hào)公報(bào)以及W02005-045082號(hào)公報(bào)中曾經(jīng)公開(kāi)了 一種奧氏體系高Μη不銹鋼，其具有能夠以高加工率進(jìn)行冷加工和深沖深加工等的壓制成 形的加工性，并且在加工后不生成應(yīng)變誘發(fā)馬氏體，能夠維持非磁性。這些奧氏體系高Μη 不銹鋼，近年來(lái)原料成本明顯上漲的Ni含量為6%以下，與SUS316系的奧氏體不銹鋼相比 較，經(jīng)濟(jì)性非常優(yōu)異。但是，這些奧氏體系高Μη不銹鋼，沒(méi)有謀求適用于低溫氫環(huán)境，關(guān)于 氫脆敏感性沒(méi)有進(jìn)行任何的研討。
[0012] 因此現(xiàn)狀是，在考慮經(jīng)濟(jì)性的情況下尚未出現(xiàn)如上述那樣，在低溫氫環(huán)境下抑制 應(yīng)變誘發(fā)馬氏體的生成、優(yōu)于SUS316系的耐氫脆敏感性?xún)?yōu)異的奧氏體不銹鋼。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明是為了得到在上述的低溫氫環(huán)境下抑制應(yīng)變誘發(fā)馬氏體的生成、優(yōu)于 SUS316系的耐氫脆敏感性?xún)?yōu)異的奧氏體不銹鋼而提出的。本
【發(fā)明者】們的目的在于，通過(guò)對(duì) 于迄今為止研討過(guò)的奧氏體系高Μη不銹鋼，進(jìn)行成分設(shè)計(jì)以使得Mn、Cu、Ν、奧氏體穩(wěn)定度 的指標(biāo)Md30值（°C)滿足特定條件，來(lái)提供適用于低溫氫環(huán)境的奧氏體系高Μη不銹鋼。并 且，為了達(dá)到該目的，
[0014] 本發(fā)明的耐氫脆敏感性?xún)?yōu)異的奧氏體系高錳不銹鋼，是可在高壓氫氣環(huán)境下使 用的奧氏體系高錳不銹鋼，其特征在于，按質(zhì)量％計(jì)，含有c :0.01?0. 10%、N :0.01? 0· 20%、Si :0· 1 ?1%、Cr :10 ?20%、Mn :大于 8%且 11. 5% 以下、Cu :2 ?5%、Ni :1 ? 6%、其余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)，奧氏體穩(wěn)定度的指標(biāo)Md30值滿足下述（A)式，
[0015] - 120 < Md30 < - 17. 0 · · · (A)
[0016] 其中，Md3〇rC )為 551 - 462(C+N) - 9. 2Si - 8· ΙΜη - 13. 7Cr - 29(Ni+Cu)- 18.2Mo。
[0017] (1)本發(fā)明的奧氏體系高M(jìn)n不銹鋼，其特征在于，成分被設(shè)計(jì)成按質(zhì)量％計(jì)，含有 C :0· 01 ?0· 10%、N :0· 01 ?0· 40%、Si :0· 1 ?l%、Cr :10 ?20%、Mn :6 ?20%、Cu :2 ? 5%、Ni :1?6%、其余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)，奧氏體穩(wěn)定度的指標(biāo)Md30值滿足下述 (A)式。
[0018] - 120 < Md30 < 20 · · · (A)
[0019] 其中，Md3〇rC )為 551 - 462(C+N) - 9. 2Si - 8· ΙΜη - 13. 7Cr - 29(Ni+Cu)- 18.2Mo。
[0020] (2)該奧氏體系高M(jìn)n不銹鋼，為了改善冷加工性和耐蝕性，按質(zhì)量％計(jì)，可以含有 Mo :0· 3 ?3. 0%。
[0021] (3)作為儲(chǔ)存壓力為120MPa以下的氫氣的高壓氫氣用罐的主體或襯板的結(jié)構(gòu)材 料，可以使用成分被設(shè)計(jì)成滿足上述（1)或（2)的奧氏體系高Μη不銹鋼。
[0022] (4)作為輸送壓力為120MPa以下的氫氣的高壓氫氣用配管的材料，可以使用成分 被設(shè)計(jì)成滿足上述（1)或（2)的奧氏體系高Μη不銹鋼。
[0023] 如以上說(shuō)明的那樣，本發(fā)明的奧氏體系高Μη不銹鋼，通過(guò)采用C :0. 01?0. 10%、 Ν:0·01 ?0.40%、Si :0· 1 ?l%、Cr :10 ?20%、Μη:6 ?20%、Cu:2 ?5%、Ni :1 ?6%、一 120 < Md30 < 20的成分設(shè)計(jì)，在低溫氫環(huán)境下抑制應(yīng)變誘發(fā)馬氏體的生成，耐氫脆敏感性 能夠降低到比得上SUS310S的程度。
[0024] 因此，能夠適用于以往SUS316系奧氏體不銹鋼難以適用的低溫氫環(huán)境，可以作為 儲(chǔ)存壓力超過(guò)40MPa的氫氣的高壓氫氣用罐的主體或高壓氫用貯氣罐的襯板的結(jié)構(gòu)材料、 或者輸送氫氣的高壓氫氣用配管的材料使用。而且，Μ含量低的奧氏體系高Μη不銹鋼，與 SUS316系奧氏體不銹鋼相比較，經(jīng)濟(jì)性極其優(yōu)異。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1是表示Μη的添加對(duì)伴隨加工的應(yīng)變誘發(fā)馬氏體的生成的影響的曲線圖。
[0026] 圖2是表示Μη的添加對(duì)耐氫脆敏感性的影響的曲線圖。
[0027] 圖3是表示Ν的添加對(duì)強(qiáng)度的影響的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 本發(fā)明的奧氏體系高Μη不銹鋼，通過(guò)采用此、&1、隊(duì)奧氏體穩(wěn)定度的指標(biāo)1(130值 (°C )滿足適宜范圍的成分設(shè)計(jì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)于SUS316系奧氏體不銹鋼的耐氫脆敏感性。
[0029] 以下，對(duì)本發(fā)明的奧氏體系高Μη不銹鋼的各成分的作用效果和含有范圍的限定 理由進(jìn)行說(shuō)明。
[0030] (Μη:6 ?20%)
[0031] 人們熟知Μη代替Ni作為奧氏體穩(wěn)定化元素有效地發(fā)揮作用。本
【發(fā)明者】們對(duì)于Μη 和Ni給應(yīng)變誘發(fā)馬氏體的生成帶來(lái)的作用效果，弄清了變形組織的詳細(xì)情況，得到了以下 那樣的新的見(jiàn)解。
[0032] (1)在Ni量為1?6%的低Ni奧氏體鋼中，如果添加Mn，則可大幅度地抑制伴隨 加工的應(yīng)變誘發(fā)馬氏體的生成。
[0033] (2)與奧氏體穩(wěn)定度的指標(biāo)Md30值（°C )為同等的300系列奧氏體不銹鋼（SU304、 SUS316等）相比，（1)的應(yīng)變誘發(fā)馬氏體的抑制效果極大。
[0034] (3)添加了 Μη的高Μη鋼，在加工時(shí)由于奧氏體的滑移變形而進(jìn)行塑性變形，當(dāng)公 稱(chēng)應(yīng)變超過(guò)〇. 2時(shí)伴有雙晶變形。因此，高Μη鋼不會(huì)由于加工而生成應(yīng)變誘發(fā)馬氏體。
[0035] (4)所述（3)的變形組織，即不生成應(yīng)變誘發(fā)馬氏體而伴有雙晶變形的塑性變形， 在Μη量為6%以上時(shí)容易呈現(xiàn)。
[0036] (5)不生成應(yīng)變誘發(fā)馬氏體的高Μη鋼，在低溫氫環(huán)境下呈現(xiàn)優(yōu)于SUS316的耐氫脆 敏感性。
[0037] 在本發(fā)明中，為了得到上述的作用效果，Μη添加6%以上，更優(yōu)選為8%以上。另 一方面，Μη的添加也存在導(dǎo)致S (硫）系夾雜物的增加，損害鋼材的延性和韌性或者耐蝕性 的問(wèn)題。因此，上限確定為20%,優(yōu)選為15%以下。
[0038] (Cu:2 ?5%)
[0039] 已知Cu是奧氏體穩(wěn)定化元素，也是對(duì)冷加工性和耐蝕性的改善有效的元素。在本 發(fā)明的高Μη鋼中，Cu由于與Μη的協(xié)同效應(yīng)而容易發(fā)生雙晶變形，從上述的變形組織的視 點(diǎn)來(lái)看，是有效地抑制應(yīng)變誘發(fā)馬氏體生成的元素。在本發(fā)明中，為了得到這些作用效果， 添加2%以上的Cu。但是，當(dāng)添加大量的Cu時(shí)，存在誘發(fā)煉鋼時(shí)的Cu污染和熱脆性，并且 損害鋼材的延性和韌性的問(wèn)題。因此，Cu的上限確定為5%。
[0040] (N :0· 01 ?0· 40% )
[0041] N是對(duì)奧氏體相的穩(wěn)定化和抑制δ鐵素體相的生成有效的元素。而且已知N通過(guò) 固溶強(qiáng)化使鋼材的〇. 2%屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度升高。Ν的添加對(duì)于本發(fā)明的高Μη鋼的高強(qiáng) 度化也是有效的。即，Ν的添加，即使不實(shí)施加工也能夠賦予作為結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度，因此是 對(duì)于器材的薄壁化和輕量化有效的手段。
[0042] 在本發(fā)明中，為了得到上述的作用效果有時(shí)添加 Ν。此時(shí)優(yōu)選為0. 1?0.40%。超 過(guò)0. 40%的Ν的添加在通常的熔煉工藝中是困難的，不僅煉鋼成本大幅度上升，而且由于 過(guò)度的強(qiáng)度上升，導(dǎo)致鋼材的延性下降。因此，Ν的上限確定為0. 40%，更優(yōu)選為0. 30%以 下。另外，在不添加 Ν，即不需要將鋼材高強(qiáng)度化的場(chǎng)合，Ν的下限確定為0.01%。使Ν小 于0. 01 %時(shí)，除了煉鋼成本的負(fù)擔(dān)以外，還很難滿足本發(fā)明規(guī)定的Md30值。
[0043] (奧氏體穩(wěn)定度的指標(biāo)：Md30值（°C ))
[0044] 亞穩(wěn)定奧氏體不銹鋼，即使在Ms點(diǎn)以上的溫度通過(guò)塑性加工也會(huì)引起馬氏體相 變。通過(guò)加工而發(fā)生相變點(diǎn)的上限溫度稱(chēng)為Md值。即，Md值是表示奧氏體的穩(wěn)定度的指 標(biāo)。并且，將通過(guò)拉伸變形給予30%的變形時(shí)產(chǎn)生50%的馬氏體的溫度稱(chēng)為Md30值。
[0045] 發(fā)現(xiàn)了對(duì)于本發(fā)明的高Μη不銹鋼而言，通過(guò)將定義為Md30 = 497 - 462 (C+N) - 9. 2Si - 8· ΙΜη - 13. 7Cr - 20(Ni+Cu) - 18. 5Mo 的 Md30 值 CC )設(shè)計(jì)成 _12(TC ?2(TC 的范圍，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明作為目標(biāo)的應(yīng)變誘發(fā)馬氏體抑制以及確保耐氫脆敏感性。
[0046] Md30值小于一 120°C的場(chǎng)合，通過(guò)高合金化或高N化，鋼材的延性降低，可加工性 受到損害。另一方面，Md30值超過(guò)20°C的場(chǎng)合，容易生成應(yīng)變誘發(fā)馬氏體，使耐氫脆敏感性 降低。Md30值為一 120?20°C的場(chǎng)合，本發(fā)明的高Μη不銹鋼（Μη :6?20% )在低溫氫環(huán) 境下抑制應(yīng)變誘發(fā)馬氏體的生成，呈現(xiàn)優(yōu)于SUS316的耐氫脆敏感性。
[0047] 本發(fā)明的調(diào)整為 Μη :6 ?20%、Cu :2 ?5%、Ν :0· 01 ?0· 40%、Md30 值：一120 ? 20°C的高Μη不銹鋼，在低溫氫環(huán)境下抑制應(yīng)變誘發(fā)馬氏體的生成，呈現(xiàn)優(yōu)于SUS316的耐氫 脆敏感性。另外，除了 Mn、Cu、N以外的本發(fā)明的其它合金元素，如以下說(shuō)明的那樣在以下的 范圍選擇。
[0048] (C :0· 01 ?0· 10% )
[0049] C是對(duì)奧氏體相的穩(wěn)定化和抑制δ鐵素體相生成有效的兀素。另外，C與N-樣， 具有通過(guò)固溶強(qiáng)化而使鋼材的〇. 2%屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度上升的效果。但是，由于C在奧 氏體不銹鋼中，以M23C6型碳化物（M :Cr、Mo、Fe等）和MC型碳化物（M :Ti、Nb等）析出，有 時(shí)給鋼材的延性和韌性或耐蝕性造成壞影響。因此，C的上限確定為0.10%，下限確定為 0. 01%。C小于0. 01%時(shí)，除了鋼的制造成本的負(fù)擔(dān)以夕卜，還難以滿足本發(fā)明規(guī)定的Md30 值。
[0050] (Si :0.1 ?1%)
[0051] Si作為熔煉時(shí)的脫氧劑是有效的，為了得到其效果，添加0. 1%以上。更優(yōu)選為 0.3%以上。當(dāng)Si不足0.1%時(shí)脫氧困難，而且也難以滿足本發(fā)明規(guī)定的Md30值。另一方 面，Si是對(duì)固溶強(qiáng)化有效的元素。因此，有時(shí)為了賦予作為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度而添 力口。但是，Si的添加助長(zhǎng)〇相等金屬間化合物的生成，有時(shí)使熱加工性和鋼材的延性和韌 性降低。因此，上限確定為1%。
[0052] (Cr:10 ?20%)
[0053] Cr是為了得到不銹鋼所要求的耐蝕性而必需的合金元素，需要10%以上。優(yōu)選為 12%以上。另外，當(dāng)Cr不足10%時(shí)，難以滿足本發(fā)明規(guī)定的Md30值。另一方面，當(dāng)大量添 加 Cr時(shí)，生成CrN、Cr2N等氮化物、M23C6型碳化物，有時(shí)對(duì)鋼材的延性和韌性造成壞影響。 因此，Cr的上限確定為20%，優(yōu)選為15%以下。
[0054] (Ni:l ?6%)
[0055] Ni是高價(jià)格的元素，對(duì)于超過(guò)6%的300系列的奧氏體不銹鋼而言會(huì)導(dǎo)致原料成 本的提高。因此，本發(fā)明的高Μη鋼的場(chǎng)合，Ni為6%以下，優(yōu)選為5%以下。Ni是奧氏體不 銹鋼所必需的元素，而且也是對(duì)抑制伴隨加工的應(yīng)變誘發(fā)馬氏體的生成有效的元素。因此， 下限確定為1%。
[0056] (Mo :0.3 ?3%)
[0057] Mo是對(duì)提高耐蝕性有效的元素。另外，還是對(duì)降低本發(fā)明所定義的Md30值有效 的元素。因此，為了得到這些效果，優(yōu)選添加 Mo。在該場(chǎng)合下，Mo的下限確定為0.3%。但 是，Mo過(guò)剩地含有時(shí)，會(huì)導(dǎo)致材料成本明顯升高，因此確定為3%以下。
[0058] 采用了上述的成分設(shè)計(jì)的奧氏體系高Μη不銹鋼，在低溫氫環(huán)境下抑制應(yīng)變誘發(fā) 馬氏體的生成，可以被用作為對(duì)于SUS316系奧氏體不銹鋼而言較難勝任的儲(chǔ)存壓力超過(guò) 40MPa的氫氣的高壓氫氣用罐的主體、高壓氫用貯氣罐的襯板的結(jié)構(gòu)材料、或者輸送氫氣的 高壓氫氣用配管的材料。雖然也能夠用于超過(guò)120MPa的壓力容器，但這樣的容器在結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)上幾乎不需要，因此壓力的上限確定為120MPa。
[0059] 實(shí)施例
[0060] 熔煉具有表1的化學(xué)組成的不銹鋼，通過(guò)加熱溫度為1200°C的熱軋，制造了板厚 為5. 0_的熱軋板。將熱軋板在1120°C、2分鐘的均熱時(shí)間的條件下進(jìn)行退火，并進(jìn)行酸洗， 制成為5mm厚度的熱乳退火板。進(jìn)而，將這些熱乳退火板冷乳至板厚為2. 0_，實(shí)施1080°C、 均熱時(shí)間30秒鐘的退火，并進(jìn)行酸洗，制作出2. 0mm厚度的冷乳退火板。
[0061] 從2. 0mm厚度的冷軋退火板制備JIS13B拉伸試片，實(shí)施在大氣中的拉伸試驗(yàn)、 以及在45MPa、90MPa、120MPa的高壓氫氣中的拉伸試驗(yàn)。氫脆敏感性是通過(guò)（1)在高壓 (120MPa)氫氣中進(jìn)行拉伸試驗(yàn)之后生成的應(yīng)變誘發(fā)馬氏體的體積率、（2)延伸率（高壓氫 氣中）/延伸率（大氣中）來(lái)評(píng)價(jià)。應(yīng)變誘發(fā)馬氏體的體積率使用市售的MC3C型鐵素體檢 測(cè)器進(jìn)行測(cè)定。在此，關(guān)于試驗(yàn)氣氛溫度，高壓氫氣中為一 50°C?一 100°C，大氣中為室溫 (20。。）。
[0062] 將Md30值、上述的氫脆化敏感性（1)和（2)的評(píng)價(jià)結(jié)果與供試鋼的化學(xué)組成一同 不于表1中。
[0063] 鋼No. 1?8滿足本發(fā)明規(guī)定的奧氏體系高Μη不銹鋼的成分設(shè)計(jì)條件，抑制在高 壓氫氣中的應(yīng)變誘發(fā)馬氏體的生成，幾乎沒(méi)有顯示出在45?120MPa的高壓氫氣中的延伸 率（延性和韌性）的下降。即，本發(fā)明的奧氏體系高Μη不銹鋼，與作為比較的No. 23所示 的SUS316L相比，可以得到良好的耐氫脆敏感性。
[0064] 鋼No. 9?21，由于以Μη量為首的本發(fā)明規(guī)定的成分和Md30值二者或其中一方偏 離本發(fā)明規(guī)定的條件，因此不能得到本發(fā)明作為目標(biāo)的耐氫脆敏感性。鋼No. 9、11、13、15、 17、19、21、22是Μη量、Cu量少或Md30大的例子，在氫氣中容易生成應(yīng)變誘發(fā)馬氏體，在高 壓氫氣中不能得到作為目標(biāo)的延性和韌性。鋼No. 10、12、14、16、18、20,雖然Md30小，能夠 抑制在高壓氫氣中的應(yīng)變誘發(fā)馬氏體的生成，但是偏離C、N等本發(fā)明所規(guī)定的成分范圍， 在高壓氫氣中不能得到作為目標(biāo)的延性和韌性。
[0065]

【權(quán)利要求】
1. 一種耐氫脆敏感性?xún)?yōu)異的奧氏體系高錳不銹鋼，是可在高壓氫氣環(huán)境下使用的奧氏 體系高錳不銹鋼，其特征在于，按質(zhì)量％計(jì)，含有C :0.01?0. 10%、N :0.01?0.20%、Si : 0· 1 ?1%、Cr :10 ?20%、Μη :大于 8%且 11. 5% 以下、Cu :2 ?5%、Ni :1 ?6%、其余量 的Fe和不可避免的雜質(zhì)，奧氏體穩(wěn)定度的指標(biāo)Md30值滿足下述㈧式， -120 < Md30 <- 17. 0 · · · (A) 其中，Md30( °C )為 551 - 462(C+N) - 9. 2Si - 8· ΙΜη - 13. 7Cr - 29(Ni+Cu)- 18.2Mo。
2. 如權(quán)利要求1所述的耐氫脆敏感性?xún)?yōu)異的奧氏體系高錳不銹鋼，其特征在于，按質(zhì) 量％計(jì)，含有Mo :0· 3?3. 0%。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的耐氫脆敏感性?xún)?yōu)異的奧氏體系高錳不銹鋼，其特征在于，按 質(zhì)量％計(jì)，含有N:0.01%以上且小于0.20%。
4. 一種高壓氫用貯氣罐，是儲(chǔ)存壓力為120MPa以下的氫氣的高壓氫用貯氣罐，其特征 在于，該貯氣罐的主體和/或襯板由奧氏體系高錳不銹鋼制成，所述奧氏體系高錳不銹鋼， 按質(zhì)量％計(jì)，含有 C :0· 01 ?0· 10%、N :0· 01 ?0· 20%、Si :0· 1 ?l%、Cr :10 ?20%、Mn : 大于8%且11. 5%以下、Cu :2?5%、Ni :1?6%、其余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)，奧氏體 穩(wěn)定度的指標(biāo)Md30值滿足下述（A)式， -120 < Md30 < - 17. 0 · · · (A) 其中，Md30( °C )為 551 - 462(C+N) - 9. 2Si - 8· ΙΜη - 13. 7Cr - 29(Ni+Cu)- 18.2Mo。
5. 如權(quán)利要求4所述的高壓氫用貯氣罐，其特征在于，所述奧氏體系高錳不銹鋼，按質(zhì) 量％計(jì)，含有Mo :0· 3?3. 0%。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的高壓氫用貯氣罐，其特征在于，按質(zhì)量％計(jì)，含有N :0. 01 % 以上且小于0. 20%。
7. -種高壓氫氣用配管，是輸送壓力為120MPa以下的氫氣的高壓氫氣用配管，其特征 在于，該配管由奧氏體系高錳不銹鋼制成，所述奧氏體系高錳不銹鋼，按質(zhì)量％計(jì)，含有C: 0· 01 ?0· 10%、N :0· 01 ?0· 20%、Si :0· 1 ?1%、Cr :10 ?20%、Mn :大于 8%且 20% 以 下、Cu :2?5%、Ni :1?6%、其余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)，奧氏體穩(wěn)定度的指標(biāo)Md30 值滿足下述（A)式， -120 < Md30 < - 17. 0 · · · (A) 其中，Md30( °C )為 551 - 462(C+N) - 9. 2Si - 8· ΙΜη - 13. 7Cr - 29(Ni+Cu)- 18.2Mo。
8. 如權(quán)利要求7所述的高壓氫氣用配管，其特征在于，所述奧氏體系高錳不銹鋼，按質(zhì) 量％計(jì)，含有Mo :0· 3?3. 0%。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的高壓氫氣用配管，其特征在于，按質(zhì)量％計(jì)，含有N :0. 01 % 以上且小于0. 20%。
【文檔編號(hào)】F16L9/02GK104195424SQ201410400196
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2005年11月1日
【發(fā)明者】秦野正治, 高橋明彥 申請(qǐng)人:新日鐵住金不銹鋼株式會(huì)社