本发明专利技术提供一种奥氏体系不锈钢。该奥氏体系不锈钢含有C＜0.04％、Si：0.1～1.5％、Mn：2％以下、Cr：17～25％、Ni：6～13％、N：0.06～0.35％、sol.Al≤0.03％，且含有Nb≤0.5％、Ti≤0.4％、V≤0.4％、Ta≤0.2％、Hf≤0.2％以及Zr≤0.2％中的1种以上，剩余部分由Fe和杂质构成，杂质中P≤0.04％、S≤0.03％、Sn≤0.1％、As≤0.01％、Zn≤0.01％、Pb≤0.01％以及Sb≤0.01％，且满足F1＝S+{(P+Sn)/2}+{(As+Zn+Pb+Sb)/5}≤0.75、以及0.05≤Nb+Ta+Zr+Hf+2Ti+(V/10)≤1.7-9×F1，该奥氏体系不锈钢能够抑制在焊接时的HAZ上产生液化裂纹，在高温下长时间使用的情况下具有优异的HAZ上的耐脆化裂纹性，而且具有良好的耐连多硫酸SCC性和高温强度。
【技术实现步骤摘要】
奥氏体系不锈钢本申请是申请日为2008年10月2日、申请号为200880109886.6、专利技术名称为“奥氏体系不锈钢”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术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。
技术介绍
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(knifelineattack)”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：JournalofTheIronandSteelInstitute、October(1960)、p.188
技术实现思路
专利技术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。非专利文献3以及非专利文献4所提出的技术中的HAZ上的裂纹敏感性的降低效果在C含量大于0.1％的高C区域、且Nb含量也大于1％的高Nb区域是有效的。但是，在为了提高耐腐蚀性而将C含量较低地抑制为小于0.05％、且将Nb含量降低到0.5％以下的区域中，使用上述技术仍然不能避免在HAZ上产生液化裂纹。而且，在将非专利文献3以及非专利文献4所公开的奥氏体系不锈钢用于耐腐蚀用途中时，由于C含量较高，因此也不能避免在HAZ上产生敏化腐蚀。在上述非专利文献5中，作为使HAZ产生裂纹的要因，提出了M23C6、NbC这样的碳化物，但并未明确说明其机理。而且，非专利文献5所公开的技术只能用于防止在长时间加热后的HAZ上产生脆化裂纹，未必一定能够应用于防止在刚焊接后的HAZ上产生液化裂纹。专利文献1所提出的钢通过实现低C化和高N化而提高了对连多硫酸SCC的抵抗力，但只实施上述对策并不能达到在严酷条件下也能抑制连多硫酸SCC的效果。另外，只是通过实现低C化以及高N化并不能一并提高焊接部的耐液化裂纹性和耐脆化裂纹性。专利文献2所提出的钢同样也是只提高了耐硫化性和耐SCC性而不能一并提高焊接部的耐液化裂纹性和耐脆化裂纹性。另外，在更加严酷的条件下，该钢不能抑制SCC尤其不能抑制连多硫酸SCC。如上所述，从以前就知道，在充分利用了C固定化元素的高耐腐蚀奥氏体系不锈钢上会出现在HAZ上产生液化裂纹以及在长时间的使用过程中在HAZ上产生裂纹的现象，但是关于在HAZ上产生液化裂纹的这一现象，还未确定在C含量较低且C固定化元素的含量也较低的区域中的液化裂纹的产生机制以及用于抑制其产生的对策。另外，关于在长时间的使用过程中在HAZ上产生裂纹的这一现象，也没有完全弄清楚该裂纹的产生机制，并且还未确立用于抑制其产生的对策、特别是从材料方面考虑得到的对策。本专利技术是鉴于上述现状而做成的，目的在于提供一种奥氏体系不锈钢，其含有C固定化元素，能够抑制焊接时在HAZ上产生的液化裂纹，并且还具有优异的在高温且长时间使用的情况下的HAZ上的耐脆化裂纹性，而且具有较高的耐腐蚀性尤其是对于连多硫酸SCC具有较高抵抗力。用于解决问题的方案本专利技术人等为提供如下这种含C固定化元素的奥氏体系不锈钢而对液化裂纹、脆化裂纹以及连多硫酸SCC的产生机制进行了仔细调查、研究，该含C固定化元素的奥氏体系不锈钢能够抑制在焊接后的HAZ上产生液化裂纹(以下也将“焊接后的HAZ上的液化裂纹”简称为“液化裂纹”)，并且还能抑制在高温环境中长时间使用时的HAZ上产生脆化裂纹(以下也将“在高温环境中长时间使用时的HAZ上的脆化裂纹”简称为“脆化裂纹”)，且具有较高的耐腐蚀性尤其是对于连多硫酸SCC具有较高抵抗力。结果，首先发现了与液化裂纹的产生相关的下述事项(a)以及(b)。(a)在C含量为小于0.05％、特别是小于0.04％的较低量而且C固定化元素的含量也较低的奥氏体系不锈钢中，由于上述C固定化元素与C结合而成的碳化物的析出温度很低，因此在晶界中析出Cr碳氮化物。并且，在晶粒内析出本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有良好的耐连多硫酸应力腐蚀裂纹性和高温强度的奥氏体系不锈钢，其特征在于，以质量％计含有C：小于0.04％、Si：0.1～1.5％、Mn：2％以下、Cr：17～25％、Ni：6～13％、N：0.06～0.35％、sol.Al:0.03％以下，且含有Nb：0.5％以下、Ti：0.4％以下、V：0.4％以下、Ta：0.2％以下、Hf：0.2％以下以及Zr：0.2％以下中的1种或2种以上，剩余部分由Fe和杂质构成，杂质中的P、S、Sn、As、Zn、Pb以及Sb分别为P：0.04％以下、S：0.03％以下、Sn：0.1％以下、As：0.01％以下、Zn：0.01％以下、Pb：0.01％以下以及Sb：0.01％以下，且下述式(1)和式(2)所表示的F1和F2的值分别满足F1≤0.075以及0.05≤F2≤1.7‑9×F1，在1000～1350℃的温度范围内实施最终热处理，F1＝S+{(P+Sn)/2}+{(As+Zn+Pb+Sb)/5}…(1)F2＝Nb+Ta+Zr+Hf+2Ti+(V/10)…(2)这里，式(1)以及式(2)中的元素符号表示该元素以质量％计的含量。
【技术特征摘要】
2007.10.04 JP 2007-2604771.一种具有良好的耐连多硫酸应力腐蚀裂纹性和高温强度的奥氏体系不锈钢，其特征在于，以质量％计含有C：小于0.04％、Si：0.1～1.5％、Mn：大于0.1且2％以下、Cr：17～25％、Ni：6～13％、N：0.06～0.35％、sol.Al:0.03％以下、Mo：0.37～1.5％，且含有Nb：0.5％以下、Ti：0.4％以下、V：0.4％以下、Ta：0.2％以下、Hf：0.2％以下以及Zr：0.2％以下中的1种或2种以上，剩余部分由Fe和杂质构成，杂质中的P、S、Sn、As、Zn、Pb以及Sb分别为P：0.006～0.04％、S：0.0004～0.03％、Sn：0.001～0.1％、As：0.01％以下、Zn：0.01％以下、Pb：0.01％以下以及Sb：0.01％以下，且下述式(1)和式(2)所表示的F1和F...
【专利技术属性】
技术研发人员：小薄孝裕，小川和博，平田弘征，西山佳孝，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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