[发明专利]奥氏体类不锈钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种在发电用锅炉、化学工业用设备等中用作管、或耐热耐压构件的钢板、棒钢、锻造钢制品等的高温强度优良的奥氏体类不锈钢。

背景技术

以往，在高温环境下使用的锅炉、化学设备等中，使用JIS的SUS304H、SUS316H、SUS321H、SUS347H、SUS310S等奥氏体类不锈钢作为装置用材料。但是，近年来，在这样的高温环境下的装置的使用条件显著严酷，随之对使用材料的要求性能逐渐严格，以往所使用的奥氏体类不锈钢出现了高温强度显著不足的状况。

对于改善奥氏体类不锈钢的高温强度、尤其是改善蠕变强度，析出碳化物是有效的，利用M₂₃C₆或TiC、NbC等碳化物的强化作用。此外，也通过添加Cu来提高蠕变强度。这是由于蠕变中微细析出的Cu相有助于提高蠕变强度。

另一方面，本来作为杂质元素的P有助于M₂₃C₆碳化物的微细化，有助于提高蠕变强度，这是公知的，例如在日本特开昭62-243742号公报所公开的发明中，通过添加P来提高蠕变强度。但是，增加P添加量会使焊接性及蠕变延性变差，所以其添加量受到限制。因此，难以说充分利用了通过添加P进行的强化。

在日本特开平7-118810号公报中公开了含有超过0.06％、不大于0.20％的P的奥氏体类不锈钢。但是，该钢是为改善耐高温盐害性而研发的。因此，含有超过2.0％、不大于4.0％这样大量的Si。这样大量的Si促进析出σ相，导致韧性及延性变差。

发明内容

本发明的第1目的在于提供一种蠕变强度高、且蠕变延性及焊接性也优良的奥氏体类不锈钢。

本发明的第2目的在于提供一种除了上述特性之外还改善了热加工性的奥氏体类不锈钢。

本发明人通过在为提高高温强度而提高了P含量的奥氏体类不锈钢中添加微量元素来改善蠕变延性、焊接性及热加工性。

本发明人对改善P含量较高的奥氏体类不锈钢的蠕变延性的元素进行了各种研究。结果发现，添加极微量的REM、尤其添加Nd，飞跃性的提高蠕变延性，而且，也对改善焊接性及热加工性有效。

此外，若与P一起复合添加Ti，则不仅可得到碳化物的微细化效果，还确认到在蠕变中产生析出磷化物，提高了蠕变强度。

另外，为了提高蠕变强度，研究了添加Cu的影响。结果表明，当Cu含量超过3.0％时，通过添加REM、尤其添加Nd所带来的延性改善效果几乎都没有了。

本发明是基于上述见解而作出的，其要旨是下述(1)～(4)的奥氏体类不锈钢。

(1)一种奥氏体类不锈钢，以质量％计，含有C：0.05～0.15％、Si：2％以下、Mn：0.1～3％、P：0.05～0.30％、S：0.03以下、Cr：15～28％、Ni：8～55％、Cu：0～3.0％、Ti：0.05～0.6％、REM：0.001～0.5％、sol.Al：0.001～0.1％、N：0.03％以下，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成。

(2)上述(1)所述的奥氏体类不锈钢中，以质量％计，取代一部分Fe，还含有Mo：0.05～5％、W：0.05～10％、但Mo+(W/2)为5％以下、B：0.0005～0.05％、Nb：0.05～0.8％、V：0.02～1.5％、Co：0.05～5％、Zr：0.0005～0.2％、Hf：0.0005～1％、及Ta：0.01～0.8％中的一种以上元素。

(3)上述(1)或(2)所述的奥氏体类不锈钢中，以质量％计，取代一部分Fe，还含有Mg：0.0005～0.05％及Ca：0.0005～0.05％中的一元素或两元素。

(4)上述(1)～(3)中任一项所述的奥氏体类不锈钢中，REM是Nd。

另外，REM是rare earth element(稀土元素)的简称，是在15种镧系元素(lanthanoid)中添加了Sc及Y而成的17种元素的总称。

本发明的不锈钢可作成钢管、钢板、棒钢、铸造钢制品、锻造钢制品等而广泛适用于要求高温强度和耐腐蚀性用途的领域。

具体实施方式

以下阐述限定成分范围的理由。关于成分含量的％是“质量％”。

C：0.05～0.15％