[发明专利]铁素体系不锈钢

说明书

技术领域

本发明涉及铁素体系不锈钢（ferritic stainless steel），涉及表面性状（quality of surface）优异且焊接部（weld zone）的耐腐蚀（corrosion resistance）性和酸洗（pickling）性优异的铁素体系不锈钢。

背景技术

不锈钢中，奥氏体系不锈钢（austenitic stainless steel）SUS304（18%Cr-8%Ni）（日本工业标准，JIS G4305）由于其优异的耐腐蚀性，广泛被使用。然而，该钢种大量包含Ni，因此价格高。

与此相对，在专利文献1中公开有一种铁素体系不锈钢板，其特征在于，作为成分组成含有C：0.03%以下、Si：1.0%以下、Mn：0.5%以下、P：0.04%以下、S：0.02%以下、Al：0.1%以下、Cr：20.5%～22.5%、Cu：0.3%～0.8%、Ni：1.0%以下，Ti：4×（C%+N%）～0.35%、Nb：0.01%以下、N：0.03%以下、C+N：0.05%以下且剩余部分由Fe和不可避免的杂质（inevitable impurities）形成。该不锈钢板由于其优异的耐腐蚀性和因不使用Ni所致的经济性，广泛地被用于建筑构件、产业机械、厨房类中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第4396676号公报

发明内容

然而，专利文献1中所公开的铁素体系不锈钢板在用于产业机械等时，不仅同一钢种相互焊接，还与不同钢种，尤其是与SUS304进行焊接而使用的情况多。在这种情况下也寻求能保持良好的耐腐蚀性。而本钢种虽然在同一钢种中的焊接部具有良好的耐腐蚀性，但与SUS304进行TIG焊接（Tungsten Inert Gas welding）时，有时存在焊接部的耐腐蚀性与母材相比下降的问题。

焊接部的耐腐蚀性是由于焊接时的热过程中钢中的C、N与Cr结合，作为铬碳氮化物析出于晶界（precipitates as Cr-carbides and Cr-nitrides at the grain boundaries during the cooling state of welding），从而晶界上产生贫铬层（chromium depletion layer at the grain boundaries）而发生的。将该现象称为敏化（sensitization）。为了防止其采取如下方法：将钢中的C、N降低的同时添加适量的Ti，使C、N作为钛碳氮化物析出，从而防止铬碳氮化物的生成。通过该方法，专利文献1中所公开的铁素体系不锈钢板彼此间的TIG焊接部维持良好的耐腐蚀性。

然而，相对于上述钢板的C含量为0.01%左右，SUS304的C含量高达0.04～0.05%，因此为了在上述钢板与SUS304的接合部防止敏化，必须将Ti添加量提高至0.4～1.0%左右。

然而，若这样地添加Ti，则钢变脆（get brittle），或Ti与氮结合，成为TiN且发生聚集，大量产生所谓的钛细脉（stringer caused by titanium nitrides），从而表面性状显著地受损。

如此，在现有技术中，与SUS304的不同钢种TIG焊接部的耐腐蚀性和表面性状难以兼得。此外，若进行焊接，则在表面生成也被称为焊接锈皮（scale caused by welding）的氧化皮膜（oxide layer），美观受损，因此需要用酸洗（acid pickling）除去该氧化皮膜。然而，专利文献1中所公开的铁素体系不锈钢中存在其焊接部的氧化皮膜难以用酸洗除去的问题。

鉴于该情况，本发明的目的是提供一种铁素体系不锈钢，其表面性状优异，并且，不仅在同一钢种相互间的焊接，在与不同钢种，尤其是与SUS304进行焊接而使用时焊接部的耐腐蚀性和酸洗性也优异。

本发明的发明人等发现，若添加适量的Si，则在凝固（solidification）的初期阶段促进钛碳氮化物的析出，析出物的尺寸变小，可以消除钛细脉的问题，且抑制焊接时氧化皮膜的生成，在焊接后的酸洗中氧化皮膜容易除去。进而发现，通过优化Cr添加量，使马氏体相（martensitephase）析出于与SUS304的TIG焊接部，从而可以防止敏化。