铁素体-奥氏体系双相不锈钢板制造技术

提供焊接时不产生气孔、并且具有优良的强度的铁素体‑奥氏体双相不锈钢板。使所述铁素体‑奥氏体双相不锈钢板具有如下成分组成：以质量％计，含有C：0.10％以下、Si：1.0％以下、Mn：2.0～7.0％、P：0.07％以下、S：0.030％以下、Cr：18.0～24.0％、Ni：0.1～3.0％、Mo：0.01～1.0％、Cu：0.1～3.0％、Al：0.003～0.10％、Zr：0.01～0.50％、N：0.15～0.30％，满足下述(1)式和(2)式，余量由Fe和不可避免的杂质构成。N‑Zr/6.5≥0.15％…(1)N‑Zr/6.5≤0.23％…(2)其中，(1)式、(2)式中，N、Zr表示各元素的含量(质量％)。

Ferrite-austenite duplex stainless steel plate

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铁素体-奥氏体系双相不锈钢板
本专利技术涉及具有优良的焊接性和强度的铁素体-奥氏体系双相不锈钢板。
技术介绍
铁素体-奥氏体系双相不锈钢(以下也记为双相不锈钢)是在常温下具有铁素体(α)和奥氏体(γ)双相组织的钢种，具有高强度(高屈服强度)、并且耐应力腐蚀开裂性优良的特征。双相不锈钢的Ni含量少于γ系不锈钢，因此，从节约稀有元素的观点出发，其是近年来受到关注的钢种，JISG4304和JISG4305中规定了三种通用双相钢、一种超级双相钢、两种贫料(节省资源、Ni含量少)双相钢。其中，与以SUS329J3L(代表成分：22质量％Cr-5质量％Ni-3质量％Mo-0.16质量％N)等为代表的现有的通用双相钢相比，作为节省资源型双相不锈钢的SUS821L1(代表成分：22质量％Cr-2质量％Ni-0.5质量％Mo-1质量％Cu-0.18质量％N)是Ni含量特别少的钢种。SUS821L1的Ni、Mo的含量少，因此，耐腐蚀性比其它双相不锈钢差，为与作为通用γ系不锈钢的SUS304(代表成分：18质量％Cr-8质量％Ni)相同的程度。另一方面，对于SUS821L1而言，有效利用N、Mn、Cu等比较廉价的元素代替价格昂贵的Ni作为γ相生成元素，因此，价格稳定性优良。另外，与SUS304相比，屈服强度高，因此，也能够应用于迄今为止由于低屈服强度的原因而无法应用SUS304的结构构件。出于这样的背景，对于水闸门等要求耐腐蚀性的结构构件，SUS821L1等节省资源型双相不锈钢的应用越来越广。成分与SUS821L1类似的双相不锈钢例如专利文献1～3中有记载。这些文献所记载的钢均具有如下特征：在减少Ni量的同时，分别地增加N量、Mn量、Cu量。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4760031号公报专利文献2：日本专利第4760032号公报专利文献3：日本专利第5345070号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题近年来，随着上述双相不锈钢的应用范围的扩大，双相不锈钢所要求的强度也提高。特别是，以迄今为止应用着SUS304的构件的薄壁轻量化为目的而使用的情况下，强度(特别是屈服强度)越高则与以往相比越能够薄壁化，因此，高强度化是重要的课题。对于双相不锈钢的高强度化而言，熟知的是增加N量是有效的。这是因为：通过增加N，γ相中的固溶N量增加，从而强度提高。此外，N也有助于耐腐蚀性的提高、γ相百分率的增加，因此，主动地使双相不锈钢中含有N。这样，对于双相不锈钢而言，虽然N量的增加从提高强度、耐腐蚀性的观点考虑是有益的，但是，存在容易成为焊接缺陷的主要原因的问题。在双相不锈钢的焊接过程中，熔融金属部的凝固组织为α单相，在冷却过程中生成γ相而恢复成α-γ双相组织。另外，熔融金属部附近的热影响区(HAZ区)暂时被加热至α单相温度范围，然后在冷却过程中恢复成α-γ双相组织。在任一个部位，在焊接后的冷却过程中都经过从α单相组织向α-γ双相组织变化的过程，但是，有时由于冷却速度快，在冷却中没有充分地生成γ相，与焊接前相比γ相百分率降低。γ相百分率降低而α相中的N浓度升高的情况下，由于与γ相相比α相中的N的固溶量较少，因此，有时会产生因Cr2N的析出引起的晶界的耐腐蚀性降低、超过了固溶极限的N发生气化而产生气泡并在凝固时被封闭在焊缝内的缺陷(以下记为气孔)。特别是在产生气孔时，焊接接头强度降低，因此，难以用作结构用构件。这样，为了提高强度而增加N时，焊接性降低，因此，兼顾高强度化和焊接性成为双相不锈钢的重要课题。之前列举的专利文献1和专利文献2中记载的不锈钢将N最高提高至约0.6％，因此，能够高强度化，但是，N量超过0.2％的钢有时在焊接时会产生气孔。专利文献3中记载的不锈钢虽然提高了焊接热影响区的耐腐蚀性和韧性，但是，应用于结构用构件时有时母材强度不足。JISG4304和JISG4305中记载的SUS821L1由于N量低至0.15～0.20％，因此，几乎不产生气孔，但是，有时强度仍然不足。因此，本专利技术的目的在于提供在焊接时不产生气孔、并且具有优良的强度的铁素体-奥氏体双相不锈钢板。在此，在本专利技术中，“焊接时不产生气孔”是指，将两个厚度4.0mm的钢板的切削面彼此对接并进行TIG焊接，对熔融金属部和HAZ区的整个截面进行观察，不存在直径3μm以上的气孔。坡口设定为I型，焊接条件设定为如下，电流：220A、电压：15V、焊接速度：200mm/分钟、焊丝：无、保护气体：Ar、气体流量：表面和背面均为15升/分钟。另外，在本专利技术中，“优良的强度”是指依据JISZ2241测定的0.2％屈服强度为480MPa以上。用于解决问题的方法本专利技术人为了实现上述目的进行了深入研究，结果发现，通过适当地控制Zr与N的平衡，能够在不使α相中的N量过度地升高的情况下实现组织的高强度化。由此，能够在抑制焊接时的气孔产生的同时提高强度。本专利技术是基于这样的见解而完成的，其主旨如下所述。[1]一种铁素体-奥氏体系双相不锈钢板，其具有如下成分组成：以质量％计，含有C：0.10％以下、Si：1.0％以下、Mn：2.0～7.0％、P：0.07％以下、S：0.030％以下、Cr：18.0～24.0％、Ni：0.1～3.0％、Mo：0.01～1.0％、Cu：0.1～3.0％、Al：0.003～0.10％、Zr：0.01～0.50％、N：0.15～0.30％，满足下述(1)式和(2)式，余量由Fe和不可避免的杂质构成。N-Zr/6.5≥0.15％…(1)N-Zr/6.5≤0.23％…(2)其中，(1)式、(2)式中，N、Zr表示各元素的含量(质量％)。[2]一种铁素体-奥氏体系双相不锈钢板，其具有如下成分组成：以质量％计，含有C：0.10％以下、Si：1.0％以下、Mn：2.0～7.0％、P：0.07％以下、S：0.030％以下、Cr：18.0～24.0％、Ni：0.1～3.0％、Mo：0.1～1.0％、Cu：0.1～3.0％、Al：0.003～0.10％、Zr：0.01～0.50％、N：0.15～0.30％，满足下述(1)式和(2)式，余量由Fe和不可避免的杂质构成。N-Zr/6.5≥0.15％…(1)N-Zr/6.5≤0.23％…(2)其中，(1)式、(2)式中，N、Zr表示各元素的含量(质量％)。[3]如上述[1]或[2]所述的铁素体-奥氏体系双相不锈钢板，其中，在上述成分组成的基础上，以质量％计还含有B：0.01％以下、Ca：0.01％以下、Mg：0.01％以下、REM：0.1％以下中的任意一种或两种以上。专利技术效果根据本专利技术，可以得到焊接时不产生气孔、强度优良的铁素体-奥氏体双相不锈钢板。附图说明图1是用于说明Zr和N的含量影响钢的特性的图。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行说明。需要说明的是，本专利技术不限定于以下实施方式。首先，对作为本专利技术的专利技术点的Zr含量与N含量的平衡控制进行描述。以双相不锈钢的高强度化为目的而提高N含量的情况下，存在在焊接时容易产生气孔缺陷这样的问题。因此，本专利技术人对不依赖于过度增加固溶N量的新的强化方法进行了深入探索。其结果发现，通过含有适量的Zr，屈服强度提高。可推测：通过在钢中析出ZrN，晶粒微细化，屈服强度提高。另一方面，Zr与钢中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁素体‑奥氏体系双相不锈钢板，其具有如下成分组成：以质量％计，含有C：0.10％以下、Si：1.0％以下、Mn：2.0～7.0％、P：0.07％以下、S：0.030％以下、Cr：18.0～24.0％、Ni：0.1～3.0％、Mo：0.01～1.0％、Cu：0.1～3.0％、Al：0.003～0.10％、Zr：0.01～0.50％、N：0.15～0.30％，满足下述(1)式和(2)式，余量由Fe和不可避免的杂质构成，N‑Zr/6.5≥0.15％…(1)N‑Zr/6.5≤0.23％…(2)其中，(1)式、(2)式中，N、Zr表示各元素的质量％含量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.23 JP 2017-009132;2017.12.25 JP 2017-247171.一种铁素体-奥氏体系双相不锈钢板，其具有如下成分组成：以质量％计，含有C：0.10％以下、Si：1.0％以下、Mn：2.0～7.0％、P：0.07％以下、S：0.030％以下、Cr：18.0～24.0％、Ni：0.1～3.0％、Mo：0.01～1.0％、Cu：0.1～3.0％、Al：0.003～0.10％、Zr：0.01～0.50％、N：0.15～0.30％，满足下述(1)式和(2)式，余量由Fe和不可避免的杂质构成，N-Zr/6.5≥0.15％…(1)N-Zr/6.5≤0.23％…(2)其中，(1)式、(2)式中，N、Zr表示各元素的质量％含量。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：水谷映斗，藤泽光幸，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP