本发明专利技术提供一种ＨＡＺ的抗焊接裂纹性和蠕变强度良好的铁素体类耐热钢。其特征在于，具有以下化学组成：以质量％计，包含Ｓｉ：超过０．１％且在１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｏ：１～８％、Ｃｒ：７～１３％、Ｖ：０．０５～０．４％、Ｎｂ：０．０１～０．０９％、Ｍｏ以及Ｗ中的一个或者两者合计：０．５～４％、Ｂ：０．００５～０．０２５％、Ａｌ：０．０３％以下以及Ｎ：０．００３～０．０６％，以满足下式（１）的量含有Ｃ，剩余部分为Ｆｅ以及杂质，作为杂质的Ｏ、Ｐ以及Ｓ分别为：Ｏ：０．０２％以下、Ｐ：０．０３％以下以及Ｓ：０．０２％以下。０．００５≤Ｃ≤（－５／３）×Ｂ＋０．０８５……（１）。在此，Ｃ以及Ｂ表示各个元素的含有量（质量％）。并且，也可以包含Ｎｄ、Ｔａ、Ｃａ以及Ｍｇ中的一种或者两种以上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在火力发电锅炉等的高温下使用的 构件的、焊接热影响区的高温强度和抗焊接裂紋性良好的铁素 体类耐热钢。
技术介绍
近年来，在火力发电中，为了提高热效率而促进蒸汽条件的高温高压化，计划将来在65(TC、 350气压这种超超临界压力 条件下进行作业。铁素体类耐热钢与奥氏体类不锈钢相比价格 低廉，并且具有热膨胀系数较小这种作为耐热钢的优点，因此 净皮广泛利用。对于铁素体类耐热钢，为了应对将来的蒸汽条件的严酷 化，-滚求其实现高强度化。例如，在专利文献1和专利文献2中 提出了使W和Mo的含有量最适宜化且含有Co以及B的钢。另 外，在专利文献3中才是出有一种通过添加W和Mo来有效利用由 微细的金属间化合物相来强化的钢。并且，在专利文献4中提 出了 一种有效利用在马氏体板条(Martensite Lath)表面析 出的M23Ce类碳化物、金属间化合物相来实现了高强度化的钢。然而，在将这些铁素体类耐热钢用作焊接结构物的情况 下，例如非专利文献l所示那样，在承受由焊接引起的热循环 的焊接热影响区(以下，简称HAZ)中有时蠕变强度(Creep strength)大幅下降。因此，存在无法充分地有效利用实现了 高强度化的钢的优点这种问题。因此，不仅提出了关于钢的技 术，还提出了以提高承受焊接热循环的HAZ的蠕变强度为目的 的钢的纟支术。例如，在专利文献5中公开了 一种通过生成相对于焊接线能量稳定的Ti 、 Zr或Hf类的氮化物来改善焊接接头部的长时间蠕变强度的钢，在专利文献6中公开了 一种通过添加W且微细地析出(Nb、 Ta)碳氮化物来改善焊接接头部的长时间蠕变强度的钢，在专利文献7及专利文献8中公开了 一种通过抑制生成Cr碳化物并提高{敖细的V 、 N b等的碳氮化物的长时间稳定性来改善焊接接头部的长时间蠕变强度的钢。虽然提出了很多种这样有效利用了碳氮化物的HAZ的强度改善方法，但从实用方面考虑优选进一 步提高HAZ强度。另夕卜，在专利文献9中提出了 一种通过含有0.003%~0.03%的B来抑制HAZ的细粒化并改善HAZ的蠕变强度这样的方法。然而，已知B是具有这种效果的元素，另一方面，/厶知B是在进行焊接时提高焊接金属的凝固裂紋敏感性、H A Z的液化裂紋敏感性的元素。在用作锅炉用主蒸汽管、压力容器等厚壁构件的情况,下，存在无法得到充分的焊接性(抗焊接裂紋性)这样的问题。曰本净争开平4—371551号7>才艮曰本净争开平4—371552号7>才艮曰本特开2001-152293号公报曰本净争开2002—241903号/>才艮曰本净争开平8—85848号/>才艮曰本净争开平9—71845号/>才艮曰本4争开2001—279391号7>才艮曰本净争开2002—69588号7>才艮曰本净争开2004—300532号7>才艮非专利文献l: Science and Technology of Welding andJoining, 1996， Vol, 1, No. 1， p. 36 42专利文献1专利文献2专利文献3专利文献4专利文献5专利文献6专利文献7专利文献8专利文献9如上所述，铁素体类耐热钢除了价才各低廉以外还具有热膨胀系数较小这种优点，因此，期待作为焊接结构物而用于促进蒸汽条件的高温高压化的火力发电锅炉等。并且，如上所述，为了使钢进一步高强度化并且改善焊接接头的HAZ的蠕变强度，使得在高温高压条件下也能够使用，还提出了各种方案。但是，不仅HAZ的高强度化尚不足，还存在焊接时得不到足够的抗焊接裂紋性这种问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种HAZ的抗焊接裂紋性良好且蠕变强度也良好的铁素体类耐热钢。为了提高HAZ的蠕变强度，公知将Cr、 Co、 V、 Nb限制在规定范围内并且添加B较有效。然而，在添加使HAZ高强度化所需的量的B的情况下，公知HAZ以及焊接金属的裂紋敏感性增加，抗焊接裂紋性存在问题。因此，为了改进HAZ中的蠕变强度并且同时实现良好的焊接性，发现能够如以下那样通过使C以及B的含有量最适宜化来谋求解决问题。在本专利技术的铁素体类耐热钢中，HAZ的蠕变强是5倍以上。进行了调查研究，结果确认到在具有Cr: 7 13%、 Co:1~8%、 V: 0.05~0.4%以及Nb: 0.01 0.09 /。的组成范围的4失素体类耐热钢中，含有B的情况下能够使HAZ高强度化。HAZ中的蠕变强度与母材相比降低的原因之一是，由于焊接热循环使HAZ被加热到Aci相变点至Ac3相变点之间的温度而导致细粒化，细粒化是通过在原来的组织即《失素体相(回火马氏体相)被加热到该温度区域时，在晶界重新生成奥氏体核且该奥氏体相成长而产生。B是容易在晶界偏析的元素，在被加热到该温度区域时，B在原来的铁素体相的晶界偏析而降低晶界的能量，抑制并延迟奥氏体核生成，从而抑制细粒化。结果，认为改善了HAZ的蠕变强度。但是，在含有能获得改善蠕变强度的效果的所需量以上的B的情况下，发现焊接金属的凝固裂紋及H A Z的液化裂紋敏感性增大。我们认为，其原因之一是由于B是容易在晶界偏析的元素，同时也是使熔点降低较大的元素。而且，S及P都与B同样是容易在晶界偏析且使熔点降低较大的元素。因此，在固相线附近的HAZ处，B的晶界偏析与P及S的晶界偏析重叠，产生晶界熔化，热应力或外部应力导致晶界开口，产生液化裂紋。焊接金属的凝固裂紋能通过调整焊接材料的成分来防止。另 一方面，HAZ的液化裂紋是涉及所使用的钢的成分的课题，在实际应用时受到较大的制约。根据这样的问题点，专心调查了能防止HAZ的液化裂紋且能使HAZ的蠕变强度高强度化所需的必要条件。反复研究的结果得到了新的见解仅在将C的含有量限定在规定的范围内的情况下，就能防止液化裂紋。并且，其理由考虑如下。即，C与B同样作为熔点降低元素发挥作用，且与上述B的熔点降低作用重叠，提高了Hx^Z的液化裂紋敏感性。因此，考虑可以通过根据B的含有量减低C的含有量来减轻熔点的降低。另外，能够根据热力学的理论计算来将作为本专利技术的基本合金成分的Cr: 7~13% 、 Co: 1 8% 、 V: 0.05 0.4% 、 Nb: 0.01~0.09%的范围内的C的含有量(％ )的上限特定为(-5/3)x[ %6B〗+0.085,所述C的含有量(。/。)的上限是能够将凝固脆性温度范围(B T R)缩小到在实际应用时能够充分防止产生液化裂紋的IO(TC以下的上限。在此，表示钢中的B的含有量(质量%)(以下相同)。而且，C通过其相互作用而给生成石克化物、磷化物的自由能量带来影响。即，在高温下，C的含有量增加，且Cr、 Nd等的硫化物或磷化物的溶解度降低，进而当C的含有量增加时，上述溶解度具有再次增加的倾向。在硫化物、磷化物的溶解度增加时，由于焊接等的热影响在晶界偏析出的S、 P的量增加，提高了液化裂紋敏感性。因此，在减少了C含有量的本专利技术范围的C含有量的情况下，硫化物、磷化物的溶解度变小，形成稳定的化合物。随之，通过与晶界中的S及P减少而抑制熔点降低的协同作用，能防止HAZ的液化裂紋。并且，得到了以下新见解在除了含有B之外还降低C的含有量的情况下，不仅本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高Ｃｒ铁素体类耐热钢，其特征在于， 具有以下化学组成：以质量％计，包含Ｓｉ：超过０．１％且在１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｏ：１～８％、Ｃｒ：７～１３％、Ｖ：０．０５～０．４％、Ｎｂ：０．０１～０．０９％、Ｍｏ以及Ｗ中的一种 或者两种合计：０．５～４％、Ｂ：０．００５～０．０２５％、Ａｌ：０．０３％以下以及Ｎ：０．００３～０．０６％，以满足下式（１）的量含有Ｃ，剩余部分为Ｆｅ以及杂质，作为杂质的Ｏ、Ｐ以及Ｓ分别为：Ｏ：０．０２％以下、Ｐ：０．０３％以下以及Ｓ：０．０２％以下， ０．００５≤Ｃ≤（－５／３）×Ｂ＋０．０８５．．．．．（１）； 在此，Ｃ以及Ｂ表示各个元素的含有量，即质量％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：平田弘征，吉泽满，小川和博，五十岚正晃，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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