[发明专利]奥氏体系不锈钢

说明书

本申请是申请日为2008年10月2日、申请号为200880109886.6、发明名称为“奥氏体系不锈钢”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种奥氏体系不锈钢，详细而言涉及一种含有C固定化元素的奥氏体系不锈钢，更详细而言涉及一种用在发电锅炉、炼油、石油化学工业用设备的加热炉炉管等中的含有C固定化元素的奥氏体系不锈钢。更详细而言，涉及一种含有C固定化元素、且在焊接部具有优异的耐液化裂纹性和耐脆化裂纹性并且具有较高的耐腐蚀性、尤其对连多硫酸应力腐蚀裂纹性具有较高抵抗力的奥氏体系不锈钢。

背景技术

近年来，迫于对能源的需求，所以一直都在新设发电锅炉、炼油、石油化学工业用设备，用在这些设备中的加热炉炉管等中的奥氏体系不锈钢自不必说需要具有优异的耐腐蚀性，而且还要求具有优异的高温强度。

在上述那样的技术背景的基础之上，例如在非专利文献1中提出了如下耐腐蚀性较高的奥氏体系不锈钢，该奥氏体系不锈钢减少了C含量，并含有特定量的N，且含有特定量的Nb作为C固定化元素，从而具有优异的耐应力腐蚀裂纹性和高温强度，即使在焊接后未进行后补加热处理并经历了长时间的时效后，也不会敏化。

另外，在非专利文献2中提出了如下报告，即、关于含有C固定化元素的奥氏体系不锈钢在焊接后在焊接热影响部(以下称作“HAZ”)产生的裂纹，因为进行焊接热循环而使碳化物固溶、以及在后一循环中再次将该不锈钢加热到M₂₃C₆的析出温度，由此形成敏化区域，产生被称作“刀状腐蚀(knife line attack)”的晶界腐蚀裂纹。

另外，在非专利文献3以及非专利文献4中提出了如下报告，即、使用含有高浓度的Nb和C的奥氏体系不锈钢详细调查后发现，由于在晶界中析出的NbC、Laves相这样的低熔点化合物熔融从而产生HAZ上的液化裂纹，因而为了防止在HAZ上出现液化裂纹，可以抑制上述低熔点化合物在晶界中析出。

另一方面，非专利文献5指出长时间的加热使18％Cr-8％Ni系的奥氏体系不锈耐热钢的焊接部的HAZ上产生晶界裂纹。

另外，在专利文献1中公开了一种充分利用C固定化元素而形成的不锈钢，具体而言是一种由特定的化学成分构成、Nb/C≥4且N/C≥5的“具有较强的耐晶界腐蚀性和耐晶界应力腐蚀裂纹的不锈钢”。另外，在下述的说明中，将“应力腐蚀裂纹”称作“SCC”。

另外，在专利文献2中公开了一种“高温用含N奥氏体系不锈钢”，具体而言，是一种因被高Cr化而在高温高压的状态下具有耐硫化性、利用高Cr化、高Ni化、低C化的复合效果提高了耐氯化物SCC性、并且利用低C化且依据需要含有Nb而提高了耐连多硫酸SCC性的“能在Cl—、S共存的350℃以上的高温环境中使用的具有优异的耐硫化性、耐SCC性的高温用含N奥氏体系不锈钢”。

专利文献1：日本特开昭50-67215号公报

专利文献2：日本特开昭60-224764号公报

非专利文献1：工藤赳夫等：住友金属、38(1986)、p.190

非专利文献2：西本和俊等：ステンレス鋼の溶接(2000)、p.114[产报出版]

非专利文献3：中尾嘉邦等：溶接学会誌、第51卷(1982)第1号、p.64

非专利文献4：中尾嘉邦等：溶接学会誌、第51卷(1982)第12号、p.989

非专利文献5：R.N.Younger等：Journal of The Iron and Steel Institute、October(1960)、p.188

发明内容

发明要解决的问题

由于上述非专利文献1所公开的技术不但将C量抑制到较低而且降低了用于稳定C所需要的Nb的含量，因此能够有效降低焊接金属的凝固裂纹敏感性。但是，完全没有考虑到在HAZ上产生液化裂纹以及在长时间使用时产生脆化裂纹。因此，虽然非专利文献1所述的含有C固定化元素的奥氏体系不锈钢自不必说确实具有优异的耐腐蚀性、而且还具有优异的高温强度，但通过大的线能量利用TIG(钨极惰性气体保护)焊接方法组装该奥氏体系不锈钢后不久、以及在高温环境中长时间使用了该奥氏体系不锈钢的情况下，都无法避免在HAZ上产生上述2种不同的裂纹。

非专利文献2所报告的晶界腐蚀裂纹与在暴露于腐蚀环境中之前的焊接施工阶段产生的HAZ晶界的液化裂纹完全不同。