相稳定性优异的高耐腐蚀Ni-Cr-Mo-N合金制造技术

本发明专利技术的Ni

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相稳定性优异的高耐腐蚀Ni
‑
Cr
‑
Mo
‑
N合金


[0001]本专利技术涉及通过钎焊制造的护套加热器、热交换器、汽车排气系统零件等，或者在实施焊接后需要实施焊接后热处理(Post Weld Heat Treatment，以下简称为PWHT)的部件等，在其制造工序中需要进行高温加热的工序的情况下，即使实施这些热处理，也可保持优异的耐腐蚀性的Ni
‑
Cr
‑
Mo
‑
N合金。

技术介绍

[0002]大量含有Cr、Mo、Nl合金由于耐腐蚀性优异，所以可用于严酷的腐蚀环境中，在其制造工序中采用钎焊的情况也多。在这种情况下，为了使钎焊材料熔融、浸透，加热到900℃以上的温度并保持一定时间。若将Cr、Mo含量多的合金保持在这样的温度，则析出σ相，有时引起耐腐蚀性降低而成为问题。因此，在不析出σ相的更高温度、例如1150℃下进行处理。但是，若在这样的温度下实施钎焊，则有时在高温保持中产生由热引起的变形、或者产生由冷却引起的变形或新的残余应变，需要可在更低的温度下进行钎焊处理的合金，即难以析出σ相、可将析出量抑制在最小限度的合金。
[0003]除此之外，作为对象的合金大多通过焊接进行接合组装。因焊接产生的残余应变成为经时变形或开裂、应力腐蚀开裂的原因，因此一般进行去除，实施被称为PWHT的热处理。为了去除应力，在600～900℃左右下进行热处理的情况居多，但在大量含有Cr、Mo的合金中，若保持在这些温度，则会由于Cr碳化物的析出、σ相的析出而使耐腐蚀性降低。因此，在更高温度下，例如在1150℃以上的温度下实施。在此，问题与钎焊的情况相同，需要即使实施PWHT也难以析出σ相、可将析出量抑制在最小限度的合金。
[0004]作为涉及控制σ相的析出的现有技术，例如在专利文献1中，对于含有Cu、La、Ce的钢，提出了通过规定加热温度、保持时间、加热次数等热轧条件来进行控制，使σ相量为1体积％以下的钢和制造方法。目的在于改善与轧制方向成直角方向的伸长率、弯曲性，σ相量的测定是基于JIS G 0555进行C截面的观察而求得的。虽然关注σ相的控制，但未考虑对耐腐蚀性的影响。
[0005]在专利文献2中，对于含有Cu的钢，提出了通过将用于以面积率计控制板厚中央部的σ相量为低于1％的构成元素的关系式、控制腐蚀的产生的关系式、控制其进行的关系式组合，从而控制σ相而耐腐蚀性优异的钢。成为对象的是实施了固溶热处理的材料，没有考虑经过钎焊或PWHT等工序的材料中的σ相析出、耐腐蚀性。
[0006]在专利文献3中，其对于含有Cu的钢，也提出了通过用由Fe、Cr、Mo、Ni、Cu构成的关系式控制组成，从而在距表层0.1μm深度的范围内σ相以面积率计为1％以下的钢。虽然目的是确保钎焊后的耐腐蚀性，但由于使用环境假定为含有硫酸、盐酸的特殊环境，所以在主要含有氯化物的环境中有时耐腐蚀性不充分。虽然用于控制σ相的关键点之一是添加Cu，但Cu是非常昂贵的元素，在含有氯化物的环境下的耐腐蚀性提高与成本不相称。另外，钎焊是在1150℃下实施的，为了减小变形、残余应变，希望可在更低的温度下实施。
[0007]在专利文献4中，提出了通过抑制钢锭中的σ相的析出，从而使耐缝隙腐蚀性和热
加工性提高的奥氏体不锈钢。由于对象是钢锭，目的是抑制凝固组织中的σ相生成，并且将其热加工而成的板是对象，因此没有考虑钎焊工序。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开2002
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322545，
[0011]专利文献2：WO2016/076254，
[0012]专利文献3：日本特开2018
‑
172709，
[0013]专利文献4：日本专利第3512304。
附图说明
[0014][图1]是表示对评价用的合金进行的通过EBSD得到的σ相测定结果的电子显微镜照片图。
[0015][图2]是表示成分对σ相析出造成的影响的图，(a)表示Ni量与Mo量的关系，(b)表示Ni量与Cr量的关系。
[0016][图3]是表示Si、Mn、Al量对σ相析出面积率、耐腐蚀性造成的影响的图。
[0017][图4]是钎焊性评价中使用的试验片的示意图。
[0018][图5]是表示Si、Mn、Al量对Ni钎焊材料的润湿性造成的影响的图。

技术实现思路

[0019]专利技术所要解决的课题
[0020]本专利技术是鉴于以往技术中的上述问题而完成的专利技术，其目的在于提供即使在暴露于析出σ相的温度区域、具体而言暴露于700～1000℃的温度范围的情况下，耐腐蚀性也优异的Ni
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Cr
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Mo
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N合金。
[0021]用于解决课题的手段
[0022]专利技术人为了解决上述课题而反复深入研究。其结果，通过调整合金组成，且满足式(1)～(3)，发现了以950℃
×
30min保持后的σ相以面积率计为1.0％以下的具有优异的耐腐蚀性的合金。
[0023]即，本专利技术的相稳定性优异的高耐腐蚀Ni
‑
Cr
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Mo
‑
N合金是以以下质量％计，含有Ni：22.0％以上、Cr：22.0％以上、Mo：5.0％以上、N：0.180％以上、Si、Al、Mn，且余量由Fe和不可避免的杂质构成的合金，其特征在于，满足下述式(1)～(3)，在以950℃
×
30min保持后的截面组织中，通过EBSD测定的σ相的面积率为1.0％以下。
[0024]Cr+3.3
×
Mo+16
×
N≥43.0...(1)
[0025]7.3
×
Mo
‑
Ni≤21.0...(2
‑
1)
[0026]1.3
×
Cr
‑
Ni≤5.7...(2
‑
2)
[0027]1.6
×
Si+0.99
×
Mn+2.2
×
Al≤0.95...(3)
[0028]在本专利技术中，优选的方式是，C为0.001～0.030％，Si为0.02～0.30％，Mn为0.02～0.40％，P为0.005～0.050％，S为0.0001～0.0030％，Ni为22.0～38.0％，Cr为22.0～28.0％，Mo为5.0～8.0％，Cu为0.02～0.50％，N为0.180～0.250％，Al为0.005～0.100％。
[0029]在本专利技术中，优选的方式是，满足下述式(4)，并且B为0.0005～0.0050％，O为≤
35ppm。
[0030]0.20≤1.6
×
Si+0.99
×
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.Ni
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Cr
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Mo
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N合金，其是以以下质量％计，含有Ni：22.0％以上、Cr：22.0％以上、Mo：5.0％以上、N：0.180％以上、Si、Al、Mn，且余量由Fe和不可避免的杂质构成的合金，其特征在于，满足下述式(1)～(3)，在以950℃
×
30min保持后的截面组织中，通过EBSD测定的σ相的面积率为1.0％以下，Cr+3.3
×
Mo+16
×
N≥43.0...(1)7.3
×
Mo
‑
Ni≤21.0...(2
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1)1.3
×
Cr
‑
Ni≤5.7...(2
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2)1.6
×
Si+0.99
×
Mn+2.2
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Al≤0.95...(3)。2.根据权利要求1所述的Ni
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Cr
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边隆之，平田茂，
申请(专利权)人：日本冶金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：