奥氏体系不锈钢铸钢以及奥氏体系不锈钢铸钢的制造方法技术

本发明专利技术的奥氏体系不锈钢铸钢在以1000℃加热时的截面中，奥氏体晶粒的中央部的等效圆直径500nm以上的碳化物在每单位面积的平均个数Nc为6.0

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】奥氏体系不锈钢铸钢以及奥氏体系不锈钢铸钢的制造方法


[0001]本公开涉及奥氏体系不锈钢铸钢及奥氏体系不锈钢铸钢的制造方法。本申请基于2020年11月27日在日本提出申请的日本特愿2020
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197385号主张优先权，将其内容援引于此。

技术介绍

[0002]涡轮增压器、燃气轮机在使用时会变为高温。因此，对于用于涡轮增压器、燃气轮机的材料，要求耐氧化性、高温时的高强度、热疲劳特性等优异的耐热性。
[0003]作为满足耐热性条件的材料，有奥氏体系不锈钢、Ni基合金。例如，专利文献1中公开了一种燃气轮机用喷嘴，其特征在于，所述燃气轮机用喷嘴由铸件制成，该铸件以Ni作为主成分、并在其中含有对于高温耐腐蚀性而言必要的量的Cr、和为碳化物形成元素且对于固溶强化而言必要的量的固溶强化型元素，所述燃气轮机用喷嘴具有在基体中分散有共晶碳化物及期望大小的二次碳化物的组织。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开昭57
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32348号公报

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的课题
[0008]但是，专利文献1中公开的燃气轮机用喷嘴是由价格昂贵的Ni基合金构成的，要求更低成本的材料。另外，目前，对于涡轮增压器，为了提高油耗性能，存在排气温度升高的倾向，因而要求比现有的奥氏体系不锈钢铸钢更高的温度下的耐热性。
[0009]本公开是为了解决上述课题而完成的，目的在于提供低成本、且具有优异的耐热性的奥氏体系不锈钢铸钢及其制造方法。
[0010]解决课题的方法
[0011]本公开的奥氏体系不锈钢铸钢在以1000℃加热时的截面中，等效圆直径500nm以上的碳化物在每单位面积的平均个数Nc为6.0
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‑2个/μm2以上，将奥氏体晶粒的晶界附近的等效圆直径500nm以上的上述碳化物在每单位面积的平均个数设为Ngb时，Ngb/Nc为1.30以下。
[0012]本公开的奥氏体系不锈钢铸钢的制造方法包括对铸造后的奥氏体系不锈钢铸钢以1100℃～1250℃的加热温度进行加热的加热工序。
[0013]专利技术的效果
[0014]根据本公开的上述方式，能够提供低成本、且具备优异的耐热性的奥氏体系不锈钢铸钢及其制造方法。
附图说明
[0015]图1是本公开的第1实施方式的奥氏体系不锈钢铸钢在加热后的光学显微镜图像。
[0016]图2是本公开的第2实施方式的奥氏体系不锈钢铸钢在加热后的光学显微镜图像。
[0017]图3是本公开的第2实施方式的奥氏体系不锈钢铸钢在加热前的光学显微镜图像。
[0018]图4是本公开的第3实施方式的奥氏体系不锈钢铸钢在加热前的光学显微镜图像。
[0019]图5是现有的奥氏体系不锈钢铸钢在加热后的光学显微镜图像。
具体实施方式
[0020]本专利技术人等针对耐热性的改善进行了深入研究，结果发现了如下情况。
[0021](1)由于反复的热应力，在现有的奥氏体系不锈钢铸钢中有时会发生破裂。
[0022](2)在现有的奥氏体系不锈钢铸钢中，如图5中以圆包围的区域所示那样，由于加热，在奥氏体晶粒的晶界附近会析出过量的碳化物。
[0023](3)对于现有的奥氏体系不锈钢铸钢的情况而言，由于在奥氏体晶粒的晶界附近会析出过量的碳化物，会导致奥氏体系不锈钢铸钢发生脆化，裂纹沿着晶界的碳化物扩展。
[0024]基于上述分析，本专利技术人等进行了深入研究，结果获得了以下的见解。
[0025](A)在将奥氏体系不锈钢铸钢加热后的截面中，将奥氏体晶粒的中央部的上述碳化物在每单位面积的平均个数设为Nc，将奥氏体晶粒的晶界附近的上述碳化物在每单位面积的平均个数设为Ngb时，如果Ngb/Nc为1.30以下，则能够抑制奥氏体系不锈钢铸钢的脆化。
[0026]本专利技术基于上述见解而确定了本公开的奥氏体系不锈钢铸钢的构成。需要说明的是，本公开的奥氏体系不锈钢铸钢会通过热处理而控制析出物，因此，奥氏体晶粒的中央部的等效圆直径500nm以上的碳化物在每单位面积的平均个数Nc为6.0
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‑2个/μm2以上。本公开的奥氏体系不锈钢铸钢可以通过上述的效果而获得高耐热性。这里，奥氏体晶粒的晶界附近设为“距奥氏体晶粒的晶界10μm以内的区域”，奥氏体晶粒的中央部是指“奥氏体的晶界附近以外的区域(其中，不包括无析出区域)”。需要说明的是，在本说明书中，使用“～”表示的数值范围是指包含“～”前后所记载的数值作为下限值及上限值的范围。需要说明的是，在本说明书中，加热温度等温度为奥氏体铸钢的表面的温度。
[0027]＜第1实施方式＞
[0028]以下，对第1实施方式的奥氏体系不锈钢铸钢进行说明。
[0029](Nc＝6.0
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‑2个/μm2以上)
[0030]在将第1实施方式的奥氏体系不锈钢铸钢以1000℃加热时的截面中，奥氏体晶粒的中央部的等效圆直径500nm以上的碳化物在每单位面积的平均个数Nc为6.0
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‑2个/μm2以上。需要说明的是，1000℃的加热时间没有特别限定，例如为30分钟。这里，等效圆直径是指具有与粒子的投影面积相等面积的圆的直径。更优选的碳化物在每单位面积的平均个数为6.5
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‑2个/μm2以上。进一步优选的碳化物在每单位面积的平均个数为7.0
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‑2个/μm2以上。在本实施方式中，由于通过热处理控制碳化物的析出，因此，奥氏体晶粒的中央部的等效圆直径500nm以上的碳化物在每单位面积的平均个数Nc为6.0
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‑2个/μm2以上。对于第1实施方式的奥氏体系铸钢，在1000℃加热前，Nc可以为6.0
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‑2个/μm2以上。
[0031]在将金属元素设为M(M：Fe、Cr、Nb)、将碳元素设为C时，碳化物优选为M
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C6。对于碳
化物，例如，可以通过能量色散X射线分光法(EDX)进行分析。
[0032](Nc的测定方法)
[0033]碳化物在每单位面积的平均个数可以通过以下方法进行测定。将经过了1000℃加热后的奥氏体系不锈钢铸钢切断，对其切断面进行苦味酸盐酸蚀刻，用光学显微镜进行观察(倍率1000倍)。图1是第1实施方式的奥氏体系不锈钢铸钢的光学显微镜图像。在图1的情况下，碳化物在奥氏体晶粒的中央部表现为黑色区域。在得到的观察图像的晶粒内的任意10个部位，测量直径10μm的正圆内的等效圆直径500nm以上的碳化物的个数，根据得到的碳化物的个数和测量了碳化物的区域的面积，可以计算出每单位面积的平均个数Nc。
[0034](Ngb/Nc：小于0.50)
[0035]在对第1实施方式的奥氏体系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种奥氏体系不锈钢铸钢，其在以1000℃加热时的截面中，奥氏体晶粒的中央部的等效圆直径500nm以上的碳化物在每单位面积的平均个数Nc为6.0
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‑2个/μm2以上，将奥氏体晶粒的晶界附近的等效圆直径500nm以上的所述碳化物在每单位面积的平均个数设为Ngb时，Ngb/Nc为1.30以下。2.根据权利要求1所述的奥氏体系不锈钢铸钢，其中，所述Ngb/Nc小于0.5。3.根据权利要求2所述的奥氏体系不锈钢铸钢，其具有无析出区域，该无析出区域是在倍率300倍的光学显微镜观察中观察不到碳化物的区域，所述无析出区域的宽度为1.5μm～20μm。4.根据权利要求1所述的奥氏体系不锈钢铸钢，其中，所述Ngb/Nc为0.50～1.30。5.根据权利要求1所述的奥氏体系不锈钢铸钢，其在1000℃加热前的截面中，奥氏体晶粒的中央部的等效圆直径500nm以上的碳化物在每单位面积的平均个数Nc为6.0
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‑2个/μm2以上，将奥氏体晶粒的晶界附近的等效圆直径500nm以上的所述碳化物在每单位面积的平均个数设为Ngb时，Ngb/Nc为0.50～1.30。6.根据权利要求1～5中任一项所述的奥氏体系不锈钢铸钢，其中，以质量％计，所述奥氏体系不锈钢铸钢的化学组成为：C：0.3％～0.5％、Mn：2.0％以下、P：0.04％以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村忠晖，斋藤伸彦，驹井伸好，桥本憩太，绀野勇哉，
申请(专利权)人：三菱重工发动机和增压器株式会社，
类型：发明
国别省市：