奥氏体系不锈钢焊接接头制造技术

本申请提供耐连多硫酸SCC性以及耐环烷酸腐蚀性优异、并且蠕变延性也优异的奥氏体系不锈钢焊接接头。奥氏体系不锈钢焊接接头(1)具备母材(10)和焊接金属(20)。在焊接金属(20)的宽度中央位置且是厚度中央位置的化学组成以质量％计为C：0.050％以下、Si：0.01～1.00％、Mn：0.01～3.00％、P：0.030％以下、S：0.015％以下、Cr：15.0～25.0％、Ni：20.0～70.0％、Mo：1.30～10.00％、Nb：0.05～3.00％、N：0.150％以下、B：0.0050％以下、以及余量：Fe以及杂质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】奥氏体系不锈钢焊接接头
本专利技术涉及焊接接头，更详细而言，涉及奥氏体系不锈钢焊接接头。
技术介绍
奥氏体系不锈钢焊接接头通过焊接奥氏体系不锈钢材来制造，包含由奥氏体系不锈钢形成的母材和焊接金属。奥氏体系不锈钢焊接接头可以用于火力锅炉、石油精制以及石油化学设备等化工厂设备的焊接结构物。化工厂设备的焊接结构物例如为蒸馏塔的周边设备、加热炉管、反应管、热交换器、配管等。在这些化工厂设备的焊接结构物中所使用的部件之中存在在600～700℃的高温并且在含有包含硫化物和/或氯化物的腐蚀性流体的环境中使用的部件。在本说明书中，将600～700℃的高温环境且是含有包含硫化物和/或氯化物的腐蚀性流体的环境称为“高温腐蚀环境”。在高温腐蚀环境中所使用的焊接结构物在化工厂的定期检修时停止工作。在工作停止时，焊接结构物的温度下降至常温。此时，空气、水分、硫化物氧化皮发生反应，在焊接结构物的部件表面生成连多硫酸。该连多硫酸诱发在晶界处的应力腐蚀裂纹(以下，称为连多硫酸SCC)。因此，对于在上述的高温腐蚀环境中所使用的部件谋求优异的耐连多硫酸SCC性。在日本特开2003-166039号公报(专利文献1)以及国际公开第2009/044802号(专利文献2)中提出了提高耐连多硫酸SCC性的钢。连多硫酸SCC是由于Cr以M23C6型碳化物的形式在晶界析出，在晶界附近形成缺Cr层从而发生的。因此，在专利文献1以及专利文献2中，降低C量，抑制M23C6型碳化物的生成，提高耐连多硫酸SCC性。具体而言，专利文献1中所公开的奥氏体系耐热钢以质量％计含有C：0.005％以上且小于0.03％、Si：0.05～0.4％、Mn：0.5～2％、P：0.01～0.04％、S：0.0005～0.005％、Cr：18～20％、Ni：7～11％、Nb：0.2～0.5％、V：0.2～0.5％、Cu：2～4％、N：0.10～0.30％、B：0.0005～0.0080％，余量为Fe以及不可避的杂质。Nb以及V的含量总计为0.6％以上，钢中的Nb固溶量为0.15％以上。进而，满足N/14≥Nb/93+V/51以及Cr-16C-0.5Nb-V≥17.5。专利文献1中，降低C含量，规定Cr与C、Nb以及V的关系，从而提高耐连多硫酸SCC性。专利文献2中所公开的奥氏体系不锈钢以质量％计含有C：小于0.04％、Si：1.5％以下、Mn：2％以下、Cr：15～25％、Ni：6～30％、N：0.02～0.35％、Sol.Al：0.03％以下，进一步含有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％以下之中的1种或2种以上，余量为Fe以及杂质。在杂质中，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。进而，满足F1＝S+{(P+Sn)/2}+{(As+Zn+Pb+Sb)/5}≤0.075，以及0.05≤Nb+Ta+Zr+Hf+2Ti+(V/10)≤1.7-9×F1。在专利文献2中，通过使C含量小于0.05％，从而提高耐连多硫酸SCC性。进而，通过降低Nb、Ti之类的C固定化元素，降低钢中的P、S、Sn等晶界脆化元素，从而提高焊接热影响部(HAZ)处的耐脆化裂纹性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-166039号公报专利文献2：国际公开第2009/044802号
技术实现思路
专利技术要解决的问题结果，在化工厂设备中，存在使用劣质的原油的情况；不仅产生连多硫酸SCC腐蚀、还产生环烷酸腐蚀的情况。环烷酸为具有1个或多个羧基的环式饱和烃。环烷酸不像连多硫酸那样引起SCC，而引起全面腐蚀。因此，在用于上述的工厂设备的焊接接头中，优选不仅耐连多硫酸SCC性优异，而且耐环烷酸腐蚀性也优异。此外，最近在600～700℃的高温腐蚀环境下所使用的部件中，谋求高的蠕变延性。在化工厂设备中，如上所述，存在停止设备实施定期检修的情况。在定期检修中，调查在化工厂设备的焊接结构物中必须更换的部件。此时，蠕变延性若较高，则在定期检修时，可以确认部件的变形程度，可以作为部件更换的判断基准。在专利文献1以及专利文献2中，虽然以耐连多硫酸SCC性的改善为目的，但是并研究耐环烷酸腐蚀性，此外，对于蠕变延性的提高也没有研究。进而，也未进行关于作为不仅包含母材还包含焊接金属的、焊接接头的耐连多硫酸SCC性以及耐环烷酸腐蚀性的研究。本申请的目的在于提供耐连多硫酸SCC性以及耐环烷酸腐蚀性优异，并且母材的蠕变延性也优异的奥氏体系不锈钢焊接接头。用于解决问题的方案基于本申请的奥氏体系不锈钢焊接接头具备母材和焊接金属，所述母材的化学组成以质量％计为C：0.030％以下、Si：0.10～1.00％、Mn：0.20～2.00％、P：0.040％以下、S：0.010％以下、Cr：16.0～25.0％、Ni：10.0～30.0％、Mo：0.10～5.00％、Nb：0.20～1.00％、N：0.050～0.300％、sol.Al：0.001～0.100％、B：0.0010～0.0080％、Cu：0～5.00％、W：0～5.0％、Co：0～1.0％、V：0～1.00％、Ta：0～0.20％、Hf：0～0.20％、Ca：0～0.010％、Mg：0～0.010％、稀土元素：0～0.100％、以及余量：Fe以及杂质，且满足式(1)；在所述焊接金属中，在所述焊接金属的宽度中央位置且是厚度中央位置的化学组成以质量％计为C：0.050％以下、Si：0.01～1.00％、Mn：0.01～3.00％、P：0.030％以下、S：0.015％以下、Cr：15.0～25.0％、Ni：20.0～70.0％、Mo：1.30～10.00％、Nb：0.05～3.00％、N：0.150％以下、B：0.0050％以下、sol.Al：0～1.000％、Cu：0～2.50％、W：0～1.0％、Co：0～15.0％、V：0～0.10％、Ti：0～0.50％，Ta：0～0.20％、Ca：0～0.010％、Mg：0～0.010％、稀土元素：0～0.100％、以及余量：Fe以及杂质。B+0.004-0.9C+0.017Mo2≥0(1)其中，在式(1)中的元素符号处代入对应元素的含量(质量％)。专利技术的效果基于本申请的奥氏体系不锈钢焊接接头的耐连多硫酸SCC性以及耐环烷酸腐蚀性优异，并且母材的蠕变延性也优异。...

【技术保护点】
1.一种奥氏体系不锈钢焊接接头，其具备母材和焊接金属，/n所述母材的化学组成以质量％计为/nC：0.030％以下、/nSi：0.10～1.00％、/nMn：0.20～2.00％、/nP：0.040％以下、/nS：0.010％以下、/nCr：16.0～25.0％、/nNi：10.0～30.0％、/nMo：0.10～5.00％、/nNb：0.20～1.00％、/nN：0.050～0.300％、/nsol.Al：0.001～0.100％、/nB：0.0010～0.0080％、/nCu：0～5.00％、/nW：0～5.0％、/nCo：0～1.0％、/nV：0～1.00％、/nTa：0～0.20％、/nHf：0～0.20％、/nCa：0～0.010％、/nMg：0～0.010％、/n稀土元素：0～0.100％、以及/n余量：Fe以及杂质，且/n满足式(1)；/n在所述焊接金属中，/n在所述焊接金属的宽度中央位置且是厚度中央位置的化学组成以质量％计为/nC：0.050％以下、/nSi：0.01～1.00％、/nMn：0.01～3.00％、/nP：0.030％以下、/nS：0.015％以下、/nCr：15.0～25.0％、/nNi：20.0～70.0％、/nMo：1.30～10.00％、/nNb：0.05～3.00％、/nN：0.150％以下、/nB：0.0050％以下、/nsol.Al：0～1.000％、/nCu：0～2.50％、/nW：0～1.0％、/nCo：0～15.0％、/nV：0～0.10％、/nTi：0～0.50％，/nTa：0～0.20％、/nCa：0～0.010％、/nMg：0～0.010％、/n稀土元素：0～0.100％、以及/n余量：Fe以及杂质，/nB+0.004-0.9C+0.017Mo...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180228 JP 2018-0359421.一种奥氏体系不锈钢焊接接头，其具备母材和焊接金属，
所述母材的化学组成以质量％计为
C：0.030％以下、
Si：0.10～1.00％、
Mn：0.20～2.00％、
P：0.040％以下、
S：0.010％以下、
Cr：16.0～25.0％、
Ni：10.0～30.0％、
Mo：0.10～5.00％、
Nb：0.20～1.00％、
N：0.050～0.300％、
sol.Al：0.001～0.100％、
B：0.0010～0.0080％、
Cu：0～5.00％、
W：0～5.0％、
Co：0～1.0％、
V：0～1.00％、
Ta：0～0.20％、
Hf：0～0.20％、
Ca：0～0.010％、
Mg：0～0.010％、
稀土元素：0～0.100％、以及
余量：Fe以及杂质，且
满足式(1)；
在所述焊接金属中，
在所述焊接金属的宽度中央位置且是厚度中央位置的化学组成以质量％计为
C：0.050％以下、
Si：0.01～1.00％、
Mn：0.01～3.00％、
P：0.030％以下、
S：0.015％以下、
Cr：15.0～25.0％、
Ni：20.0～70.0％、
Mo：1.30～10.00％、
Nb：0.05～3.00％、
N：0.150％以下、
B：0.0050％以下、
sol.Al：0～1.000％、
Cu：0～2.50％、
W：0～1.0％、
Co：0～15.0％、
V：0～0.10％、
Ti：0～0.50％，
Ta：0～0.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：净德佳奈，山田健太，冈田浩一，小薄孝裕，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP