[发明专利]双相不锈钢钢材和双相不锈钢钢管

说明书

本发明涉及双相不锈钢钢材，其包含铁素体相和奥氏体相。所述钢材作为金属成分组成含有从V：0.01～0.50质量％、Ti：0.0001～0.0500质量％、Nb：0.0005～0.0500质量％和Ta：0.01～0.50质量％的X群元素中选择的至少一种，所述钢材具有复合夹杂物、或者复合夹杂物和夹杂物，所述夹杂物包括氧化物、硫化物和氧硫化物中的至少一种，所述复合夹杂物以所述夹杂物为核并且在所述核的周围具备含有Cr和至少一种所述X群元素的碳化物或氮化物的外壳，所述复合夹杂物的个数比例是所述夹杂物的个数总和的30％以上。

技术领域

本发明涉及双相不锈钢钢材和双相不锈钢钢管。

背景技术

不锈钢钢材是在腐蚀环境中会自然形成被称为钝化皮膜的以Cr的氧化物为主体的稳定的表面皮膜以便表现耐腐蚀性的材料。尤其，对于包含铁素体相和奥氏体相的双相不锈钢钢材而言，其强度特性相对于奥氏体系不锈钢及铁素体系不锈钢优异，并且其耐点蚀性和耐应力腐蚀裂纹性良好。基于这样的特征，双相不锈钢钢材被广泛使用于：如脐带管、海水淡化厂、LNG(Liquefied Natural Gas(液化天然气))气化器等海水环境的结构材料；以及如油井管、各种化学工厂等的结构材料。

但是，在使用环境含有大量的氯化物、硫化氢、二氧化碳等腐蚀性物质的情况下，有时会以双相不锈钢钢材中的夹杂物、钝化皮膜的缺陷等为起点而在双相不锈钢钢材中发生局部腐蚀、即所谓的点蚀。另外，对于双相不锈钢钢材的配管、边缘等中的在结构上形成有间隙的部分而言，在间隙内部会发生氯化物离子等腐蚀性物质的浓缩，形成更严酷的腐蚀环境。进而存在如下情况：在间隙外部和内部之间形成氧的浓差电池，进一步促进间隙内部的局部腐蚀，发生所谓的间隙腐蚀。进而，点蚀、间隙腐蚀等局部腐蚀有时成为应力腐蚀裂纹的起点。

对于这些问题的措施，例如，专利文献1公开了一种双相不锈钢，其通过控制Cr、Mo、N、W的含量而将PREW值设为40以上，从而改善了耐腐蚀性。另外，专利文献2公开了一种双相不锈钢，其除了控制Cr、Mo、W、N的含量以外，还控制B、T等的含量，从而使耐腐蚀性和热加工性优异。

另外，非专利文献1通过实验揭示了：在不锈钢中，钢中夹杂物MnS成为局部腐蚀(点蚀)的起点。另外，专利文献3记载有如下技术：为了降低对热加工性和耐腐蚀性造成不良影响的钢中的硫化物系夹杂物，在真空熔化炉内使用CaO坩埚和CaO－CaF₂－Al₂O₃系的炉渣而将S量降低到3ppm以下。

另外，专利文献4公开了一种包含奥氏体和铁素体的双相不锈钢铸片的制造方法，其通过使Ti系氮化物和Mg系氧化物的复合非金属夹杂物微细分散在从铸片表层到深度10mm为止的任意的截面上，来制造控制了铁素体相的形态以便热加工性优异的双相不锈钢铸片。

另外，专利文献5公开了一种铁素体系不锈钢的制造方法，其通过微细分散以Mg系夹杂物为核并且生成有Ti系氧化物或氮化物的复合非金属夹杂物，从而防止了以夹杂物为起点的点蚀，并且通过使铸片的组织微细化，从而提高了耐腐蚀性。

另外，专利文献6公开了一种耐点蚀性优异的低合金钢的制造方法，其通过微细分散以Al－Ca系氧硫化物为核并且在该核的周围具备Ti和/或Nb的碳氮化物外壳的夹杂物，从而防止了以夹杂物为起点的点蚀，并且不引起了以点蚀为起点的硫化物应力裂纹。

另外，专利文献7公开了一种耐局部腐蚀性优异的双相不锈钢的制造方法，其通过使含有长径为1μm以上的Ta的硫氧化物系复合夹杂物在每1mm²的垂直于加工方向的截面上设为500个以下，且通过使该硫氧化物系复合夹杂物中的Ta含量设为5原子％以上，从而将通常的不锈钢所含的硫化物系夹杂物改性为含有Ta的硫氧化物系复合夹杂物。