[发明专利]内部品质和热加工性优异的Ni-Cr-Nb-Fe系合金及其制造方法

说明书

关于Al、Mg、Ca、O等的微量成分，适当控制熔渣组成，由此提供具有优异的热加工性，防止大型的非金属夹杂物对内部品质的不良影响的健全的Ni‑Cr‑Nb‑Fe系合金。该合金由C：0.005~0.04%、Si：0.05~0.5%、Mn：0.05~0.5%、P：0.02%以下、S：0.0015%以下、Cr：14~17%、Nb：2~4%、Fe：6~8%、Al：0.01~0.2%、Mg：0.003~0.03%、Ca：0.0001~0.005%、B：0.0005~0.01%、N：0.005~0.02%、O：0.0001~0.005%和Mo：0.02%以上、作为任选成分的Cu和Ti、剩余部分的Ni和不可避免的杂质构成，Mo、Cu和Ti的合计为0.5%以下。制造方法：在电炉中熔解原料，在VOD中脱碳，加入石灰、萤石、Al，使用由CaO：40~70%、SiO₂：10%以下、MgO：3~35%、Al₂O₃：5~30%、F：5~15%构成的CaO‑Al₂O₃‑MgO‑SiO₂‑F系熔渣，实施利用Ar的搅拌的同时进行Cr还原、脱氧、脱硫，添加Nb源对成分进行调整，通过常规铸锭制作钢锭，锻造钢锭，实施热轧。

技术领域

本发明涉及抗晶间腐蚀性、抗应力腐蚀开裂性优异的Ni-Cr-Nb-Fe系合金，特别是涉及内部品质和热加工性提高了的Ni-Cr-Nb-Fe系合金。

背景技术

Ni-Cr-Nb-Fe系合金具有耐腐蚀性、耐热性优异的特性。因此，是在极其严酷的环境中使用的材料。由于这样的特性，有时作为原子能材料的压力容器内的材料等在特别严酷的环境中使用。

原本Ni基合金由于C的固溶量少，担心发生晶间敏化而在高温水中发生晶间应力腐蚀开裂。为了克服这一点，开发了将C控制为适当的含量的同时，添加Nb的技术。由此，成功地将机械性质维持在适当的范围的同时，改善了抗晶间腐蚀性(参照例如专利文献1~4)。

这样开发的Ni-Cr-Nb-Fe系合金特别是在高温水中的耐腐蚀性优异，在严酷的环境中大量使用。但是，在热加工性方面还存在课题，开发了降低S浓度、氧浓度而减少使加工性变差的要素的技术。另外，调整晶粒直径、提高加工性、防止表面开裂的技术也有进展。进一步地，也开发了将热轧时的加热温度和轧制道次最优化，改善加工性的技术(参照例如专利文献5~9)。

如上所述，由具有优异的耐腐蚀性的Ni-Cr-Nb-Fe系合金的开发可知，虽然实施了提高热加工性的开发，但是可以说还没有完成所有的品质改善。即，本合金通过熔渣精炼在脱氧、脱硫的同时，也控制了Si、Mn等的各种成分，在该过程中，Al、Mg、Ca、O等微量成分的控制也是必要的。根据情况，这些元素成为原因，不仅妨碍热加工性，而且非金属夹杂物凝集粗大化，对内部品质也有不良影响。

关于Ni基合金的精炼方法，公开了通过Mg、Ca等的微量控制，改善热加工性的技术(参照例如专利文献10)。

但是，该技术难以适用于含有2%以上Nb的Ni-Cr-Nb-Fe系合金等，期待进一步的开发。另外，Nb由于具有与Si同等程度的氧化力，根据脱氧状态的不同，有以Nb氧化物形式转移到炉渣中，难以将昂贵的Nb有效地利用的问题。

专利文献1：日本特开昭59-56555号公报

专利文献2：日本特开昭59-56556号公报

专利文献3：日本特开昭59-56557号公报

专利文献4：日本特开昭62-44546号公报

专利文献5：日本特许第4683712号公报

专利文献6：日本特许第4993328号公报

专利文献7：日本特许第4993327号公报

专利文献8：日本特许第4615120号公报