[发明专利]奥氏体系Fe-Ni-Cr合金

说明书

技术领域

本发明涉及奥氏体系Fe-Ni-Cr合金，具体而言，涉及适用于所谓铠装加热器的包覆管等的、高温大气环境下的高温耐蚀性、水中等湿润环境下的耐蚀性优异、并且发黑处理性也优异的奥氏体系Fe-Ni-Cr合金。

背景技术

电烹调装置、电热水器等热源大多利用使用了尼克洛姆合金线的铠装加热器。该铠装加热器为，将尼克洛姆合金线插入到金属制的包覆管中，向空间部填充氧化镁粉末等并完全密封，对尼克洛姆合金线通电使其发热，由此进行加热的加热器。这种加热方法，由于不使用火而安全性高，作为所谓全电气化住宅所需要的物品，被广泛用于烤鱼架等电烹调装置、电热水器等，其需求近年急剧扩大。

但是，上述铠装加热器的包覆管产生孔、龟裂时，成为引起漏电、尼克洛姆合金线的断线的原因，不能发挥作为热源的功能。例如烤鱼架中使用的铠装加热器通常配设在被烹调物的正下方和/或正上方，以在大气中加热至700～900℃的高温的状态使用，但是若在包覆管的表面附着含有被烹调物的油脂、盐分等的异物，或者由于铠装加热器的排列，因使用而接近的包覆管之间接触，则局部产生异常氧化、异常腐蚀。因此，铠装加热器的包覆管需要即使在被高温加热的状态下，耐氧化性、耐蚀性也优异。

另外，除此之外，上述铠装加热器的包覆管，由于使用时重复受到加热和冷却，因此也需要高温强度、耐热冲击性、耐重复氧化特性等优异，以及为了有效地实现急速加热，也需要可以在其表面形成致密且辐射率高的黑色氧化覆膜等特性。

另一方面已知，对于电热水器等中使用的铠装加热器而言，由于自来水中含有的氯成分而产生附着在包覆管的表面的水垢、在包装密封部产生点腐蚀或裂隙腐蚀，另外已知，在包覆管产生内部应力的状态下使用时，容易产生应力腐蚀裂纹。因此，对于铠装加热器的包覆管，期待湿润环境下的耐蚀性、耐应力腐蚀裂纹性也优异。

然而，近年，铠装加热器为了实现小型化、高效率化，而减小U字弯曲部、螺旋形的曲率半径等、以复杂形状配设的情况增多，随之包覆管的裂纹频发。因此，最近，为了应对上述问题，在制造包覆管的中间工序实施热处理(中间热处理)去除加工应变而使其软化后，再次进行加工而精加工为规定的形状的情况增多。

该热处理通常在大气中或简易的非活性气氛中、在软化所需要的最低温度下进行，但是随之在包覆管的表面形成氧化覆膜。该氧化覆膜由于使包覆管的耐蚀性劣化，因此期望对氧化覆膜进行研磨或酸洗、去除该氧化覆膜后使用。但是如先前所述，由于铠装加热器的形状的复杂化，难以通过研磨、酸洗来完全去除氧化覆膜，另外，氧化覆膜的去除也成为导致生产效率的降低、成本升高的原因。因此，不去除形成在包覆管的表面的氧化覆膜而直接用于铠装加热器的情况增多。

作为铠装加热器的包覆管中使用的材料，利用SUS304、SUS316等时，对于上述苛刻的腐蚀环境下的使用而言是不充分的，因此，通常使用提高了Ni、Cr的含量的SUS310S、NASH840、NCF800等。但是，即使是SUS310S、NASH840、NCF800，根据使用环境，耐蚀性等也有可能成为问题。

因此，作为进一步改善耐蚀性的技术，例如专利文献1中提出了一种存在氯化物的高温干蚀环境用钢，其增加了Ni量，并添加了Mo、W和V。另外，专利文献2中考虑到电烹调装置中频繁地施加常温、高温的热循环，提出了通过增加Mo的添加量来改善耐重复氧化特性的材料。另外，专利文献3中提出了提高Cr含量，复合添加Al、稀土金属(REM)来提高耐氧化性，进而通过添加Co来改善耐应力腐蚀裂纹性的铠装加热器包覆管用奥氏体不锈钢。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特公昭64-008695号公报

[专利文献2]日本特公昭64-011106号公报

[专利文献3]日本特开昭63-121641号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，上述专利文献1～3中公开的技术都没有考虑到表面没有氧化覆膜的无垢状态和具有通过中间热处理形成的氧化覆膜的状态下的高温大气环境下或湿润环境下的耐蚀性等，若对照近年的包覆管制造工序，则未必具有充分的特性。