一种高压氢气环境用低合金钢，其含有以质量％计的如下成分：Ｃ：０．１５～０．６０％、Ｓｉ：０．０５～０．５％、Ｍｎ：０．０５～３．０％、Ｐ：０．０２５％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．００５～０．１０％、Ｍｏ：０．５～３．０％、Ｖ：０．０５～０．３０％、Ｏ（氧）：０．０１％以下以及Ｎ：０．０３％以下，剩余部分为Ｆｅ和杂质，且拉伸强度为９００ＭＰａ以上。该低合金钢优选含有０．０００３～０．００３％的Ｂ，但此时Ｎ限制于０．０１０％以下。此外，优选含有Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ和Ｃａ中的１种以上。Ｍｏ和Ｖ的含量优选满足下述（１）式。［Ｍｏ（％）］.［Ｖ（％）］０．２≥０．３２（１）。
【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非常适合高压氢气环境中使用的低合金钢以及由该钢形成的高 压氢用容器。
技术介绍
燃料电池车以氢和氧为燃料而获得电动力，不会排出二氧化碳(CO2)、氮氧化物 (NOx)、硫氧化物(SOx)等有害物质，因此，作为替代汽油车、柴油车的新生代的环保汽车受 到瞩目。在日本，2002年开始出售搭载有氢气瓶的燃料电池汽车，其数量在逐年增加。不过， 现在的燃料电池车由于受到储罐尺寸的制约，所以行驶距离至多为300km，这成为普遍的障 碍。为了提高行驶距离，车载储罐中收容氢气的压力为35 70MPa的超高压是有效的，而 氢气的储藏用容器、配管、注入用阀等各种仪器，需要使用即便曝露于这样的高压氢环境也 安全的材料。然而，将钢铁材料在氢气环境、尤其是高压氢气环境中使用时，产生了由氢气引 起的氢脆化(Hydrogen Embrittlement)的问题。该现象被称为氢环境脆化(Hydrogen EnvironmentEmbrittlement :HEE)，作为氢气环境中金属材料的延伸、深冲、断裂应力等的 机械特性降低的现象已被公知。在日本，2003年在新能源 产业技术综合开发机构(New Energy and IdustrialTechnology Organization :NED0)的“氢安全利用等基础技术开发” 中，开始了氢用材料基础物性的研究，对各种材料进行了评价。作为该成果，有非专利文献1等论文。非专利文献1中，作为高压氢气环境中难以 产生脆化的金属材料，可列举铝合金A6061-T6和稳定的奥氏体系不锈钢SUS316L。这些金 属材料均具有被称为通常难以发生氢脆化的fee (面心立方dace-centered cubic)结构。 该研究成果的根据为高压气体保安法压缩氢汽车燃料装置用容器的例示基准第3条(材 料)。但是，A6161-T6的拉伸强度只限于约300MPa、SUS系奥氏体系不锈钢的拉伸强度只限 于约500 600MPa，不能充分满足用于车载用容器的轻量化的更高强度的要求。已知高强度低合金钢强度高、还能实现制造成本低廉，所以是可能满足上述要求 的材料，但其具有被称为氢脆化感受性高的bcc (体心立方b0dy-Centered cubic)结构， 特别是强度变高时脆化感受性变高。高压氢气环境中对低合金钢详细特性进行评价的例子 较少，例如，非专利文献2报导了将低合金钢(AISI4340钢、4130钢和高锰钢)作为供试验 材料的实验中，拉伸强度超过900MPa时脆化感受性变高。因此，以定期检查作为前提的低 合金钢制的容器虽然一部分适用氢站用的蓄压器等中，但对定期检查困难的车载用容器的 低合金钢适用通常被认为是较难的。另一方面，专利文献1中，申请人提出的专利技术涉及储罐用钢材，其包含有以质 量％计的如下成分c 0. 20 0. 35%, Si 彡 0. 35、Mn 0. 3 2. 0%、P 彡 0. 025%, S 彡 0. 015%,Cr 0. 8 2. 0%,Mo 0. 3 1. 0%,B 0. 0005 0. 0030%,Al 0. 01 0. 10% 和 N 彡 0. 008 %，或者进一步含有选自 Nb 彡 0. 10 %、Ti 彡 0. 10 %、Cu 彡 2. 00 %、Ni 彡2. 00%,V ^ 0. 10%和Ca:彡0.01%中的至少1种，且剩余部分由Fe的杂质组成。专利文献1 日本特开2005-139499号公报非专利文献1 田村元纪等，"45MPa高压水素另^雰囲気下T ”金属材料”機械的特性評価(45MPa高压氢气氛围下的金属材料的机械特性评价)”，日本金属学会志第69 卷第12号、2005年、第1039 1048页非专利文献2 日野谷重晴等，“常温高压水素力1 (二 J 3高張力鋼們水素脆性破 壊(由常温高压氢气带来的高张力钢的氢脆性破坏)”，铁和钢第64年第7号、1978年、第 899 905 页。
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献1记载的专利技术，虽然提供一种特别适合用于薄壁的储罐的高强度钢材， 但例如其实施例中所述的那样，该专利技术中设定的内压为24. 5MPa左右，而该专利技术中，车载储 罐所要求的所谓的35 70MPa的超高压还未研究。氢站用蓄压器等中使用JIS-SCM435、JIS-SCM440等规定的含Cr-Mo钢(含有以质 量％计0. 35 0. 40%的C、l%左右的Cr、0. 2%以下的Mo的钢)。通常这些钢通过淬火回 火来调整强度。但是，如前述的非专利文献2所记载的那样，拉伸强度超过900MPa的低合 金钢往往存在脆化感受性变高的倾向，在高压氢气环境直接使用现有的钢是困难的。本专利技术的目的是提供不仅拉伸强度为900MPa以上的高强度，而且耐氢环境脆化 特性优异的低合金钢和由该钢形成的低合金钢制容器。用于解决问题的方案本专利技术人等对这些现有的钢在氢环境下脆化的断裂面形态进行详细研究，了解了 这是该旧奥氏体晶界破裂，能通过改善晶界的碳化物形态来改善耐氢环境脆化特性。而且， 深入研究的结果发现，通过添加V，比现有钢进一步增加Mo含量，从而可大大改善耐氢环境 脆化特性，并完成了本专利技术。本专利技术的要旨在于，下述(A)所示的高压氢气环境用低合金钢和下述(B)所示的高压氢用容器。(A) 一种高压氢气环境用低合金钢，其特征在于，其含有以质量％计的如下成分C :0· 15 0. 60%、Si :0· 05 0. 5%、Mn :0· 05 3. 0%、P :0· 025% 以下、S :0· 010% 以下、Al :0· 005 0. 10%、Mo :0· 5 3.0%、V :0· 05 0. 30%、0(氧)0.01% 以下，以及N :0· 03% 以下，剩余部分由Fe和杂质组成，且拉伸强度为900MPA以上。此外，上述(A)的高压氢气环境用低合金钢优选进一步含有以质量％计0. 0003 0.003%的B。其中，此时，N含量需要限制到0.010%以下。另外，该高压氢气环境用低合 金钢优选进一步含有以质量％计，选自Cr :0.2 2.0%、Nb 0. 002 0. l%,Ti 0. 002 0. 1%, Zr 0. 002 0. 禾口 Ca 0. 0003 0. 01%中的1种以上。另夕卜，Mo和V的含量优 选满足下述(1)式。. 0·2≥ 0. 32(1)(B)高压氢用容器由上述(A)的高压氢气环境用低合金钢组成。专利技术的效果本专利技术的低合金钢在高压氢气环境中，不仅拉伸强度为900MPa以上的高强度，同 时耐氢环境脆化特性优异。附图说明图1 是整理了 TS · Κ1Ηα75 与 · 0'2 的关系的图。图2是整理了 Kih与TS的关系的图。图3是整理了 V和Mo含量关系的图。具体实施例方式(a)化学组成以下，对本专利技术的低合金钢的化学组成和其限定理由进行说明。在以下的说明中， 各元素的“ ％ ”是“质量％ ”的意思。C :0· 15 0.60%C是对增强淬火性而使强度提高有效的元素。为了获得该效果，需要使其含有 0.15%以上。另一方面，即便含有超过0.60%，其效果也是饱和的。因此，C含量为0.15 0. 60%。Si :0· 05 0.5%S本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高压氢气环境用低合金钢，其特征在于，其含有以质量％计的如下成分： Ｃ：０．１５～０．６０％ Ｓｉ：０．０５～０．５％ Ｍｎ：０．０５～３．０％ Ｐ：０．０２５％以下 Ｓ：０．０１０％以下 Ａｌ：０．００５～０．１０％ Ｍｏ：０．５～３．０％ Ｖ：０．０５～０．３０％ Ｏ（氧）：０．０１％以下 以及Ｎ：０．０３％以下， 剩余部分由Ｆｅ和杂质组成，且拉伸强度为９００ＭＰａ以上。
【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：大村朋彦，宫原光雄，仙波润之，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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