[发明专利]双相不锈钢

说明书

技术领域

本发明涉及由铁素体相和奥氏体相构成的双相不锈钢。

背景技术

双相不锈钢的耐蚀性和焊接性优异，与铁素体系不锈钢或奥氏体系不锈钢相比，尤其是耐海水腐蚀性和强度优异。因此，可以容易地进行材料的薄壁化，一直以来被广泛用作具有经济性的工业材料。尤其是高Cr-高Mo双相不锈钢由于具有优异的耐蚀性和强度，适用于管线管、热交换器用部件、石油-化学工业用的工艺钢管-配管、油井管等各种领域。近年，对于油井用的控制管(umbilical tube)等而言，随着油井的深海化及材料的薄壁化，要求更高强度的材料。但是，双相不锈钢中的Cr和Mo的含量越高，则在800～1000℃左右的温度区域中越易析出硬且脆的金属间化合物(σ相、χ相)。其理由如下所述。

即，双相不锈钢的实心钢坯如下制造：对钢锭进行热锻或热轧得到长的板坯，将该长的板坯自然冷却后，对该板坯实施切断、切削等机械加工，由此制造上述双相不锈钢的实心钢坯。高Cr-高Mo双相不锈钢由于尤其是在自然冷却时析出σ相、原材料显著硬化，因此易产生裂纹，在各种加工时难以进行切断及切削。因此，制造上希望尽可能抑制σ相的析出，以往提出了降低Cr和Mo的含量、变更热处理条件、变更冷却条件等各种提案。

例如，专利文献1中提出了一种组织稳定指数PSI(=3Si+Cr+3.3Mo)为40以下的双相不锈钢。专利文献1中，在双相不锈钢的通常的热加工时的加热条件、热处理条件和焊接条件下没有生成σ相等。

专利文献2中提出了一种双相不锈钢的制造方法，其为将双相不锈钢加热到1110℃以上后，实施热加工来制造无缝钢管的方法，最终轧制结束后再加热至满足800+5Cr+25Mo+15W≤T(℃)≤1150的温度范围内后，进行骤冷处理。专利文献2中，可以制造没有σ相的析出、具有优异的耐蚀性、并且高强度的双相不锈钢管。

专利文献3中提出了一种铁素体量和PRE(耐点蚀当量)值处于规定范围内的双相不锈钢。专利文献3中，由此能得到耐海水性优异的双相不锈钢。专利文献4中提出了一种降低Mo含量而抑制σ相的生成、铁素体量和PREW处于规定范围内的双相不锈钢。专利文献4中，由此能得到温热加工性、耐裂隙腐蚀性和组织稳定性优异的双相不锈钢。

专利文献5和6中提出了一种铁素体量以及奥氏体相与铁素体相各自的PREW值及比处于规定范围内的双相不锈钢。专利文献5和6中，由此均能得到耐蚀性和组织稳定性良好的双相不锈钢。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-132741号公报

专利文献2：日本特开平9-241746号公报

专利文献3：日本特表2002-529599号公报

专利文献4：日本特表2003-503596号公报

专利文献5：日本特表2005-501969号公报

专利文献6：日本特表2005-501970号公报

发明内容

发明要解决的问题

如此，若降低作为耐蚀性提高元素的Cr和Mo的含量，则损害作为双相不锈钢的耐蚀性和强度。另一方面，对于Cr和Mo含量提高的钢而言，在热锻或热轧后的冷却时、焊接时、热弯曲加工时等易析出σ相。该倾向尤其是在钢坯等大型钢材中显著。因此，仅通过如现有技术那样管理钢的化学组成、组织状态、以及热处理条件等，不能抑制σ相的析出。

本发明是为了解决这种问题而提出的，其目的在于，提供不会损害作为双相不锈钢的耐蚀性、能够实现高强度化、通过抑制σ相析出而能够抑制由于钢坯自然冷却时或焊接时等热历程所导致的裂纹、并且在各种加工工序中发挥优异的切削性的双相不锈钢。

用于解决问题的方案

本发明人等为了解决上述问题，对于各元素对σ相敏感性的影响、即对各种双相不锈钢模拟钢坯自然冷却时和焊接时的热历程的时效处理(900℃×600秒)后的冲击值进行了调查，对σ相鼻尖温度与钢坯自然冷却时的冷却曲线进行了深入地研究。其结果发现，调整成分使得通过作为对σ相敏感性造成影响的元素的Si、Cu、Ni、Cr、Mo和W综合性地表示的σ相敏感性指数X满足规定的条件是有效的。

另外，本发明人等研究了各元素对强度的影响，结果发现，调整成分使得通过作为有助于高强度化的元素的Cr、Mo、W和N表示的强度指数Y满足规定的条件是有效的。通过同时满足上述指数X和Y的规定条件，可以提供σ相析出受到抑制的高强度双相不锈钢。