本发明专利技术提供一种在以二次热交换器用构件的使用环境为代表的由碳氢化合物燃烧排放气体产生的冷凝水环境下，显示出优良的耐蚀性的铁素体系不锈钢。该铁素体系不锈钢以质量%计，含有C：0.030%以下、N：0.030%以下、Si：0.4%以下、Mn：0.01～0.5%、P：0.05%以下、S：0.01%以下、Cr：16～24%、Mo：0.3～3%、Ti：0.05～0.25%、Nb：0.05～0.50%、Al：0.01～0.2%、Cu：0.4%以下，剩余部分包括Fe和不可避免的杂质，且满足式（A）：Cr＋Mo＋10Ti≥18、及式（B）：Si＋Cu≤0.5。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在热交换器、其中在以LPG或石油作为燃料的热水供给器中被认为将产生低pH的冷凝水的二次热交换器中，可用作其构件的耐蚀性优良的铁素体系不锈钢。
技术介绍
热交换器是将由各式各样的燃料燃烧所产生的热传送给以水为中心的介质的装置，应用于从原子能发电的蒸气发生器到一般家庭的热水供给器的各式各样的领域。其中，在一般家庭的煤气或石油热水供给器中也内设有热交换器，以将该燃烧热变成热水。该热交换器以往为了提高热效率，一般采用容易加工成散热片结构等、且热传导性优良的铜。但是，因近年来的环境问题而要求热水供给器削减CO2,为进一步提高热效率，开发了进一步利用以往排放气体的热的潜热回收型热水供给器。该热水供给器为了进一步利用使通过以往的热交换器(一次热交换器)后的煤气或石油燃烧而产生的排放气体的热，再具有一个热交换器(二次热交换器)。通过一次热交换器后的排放气体大约为150 200°C，含有大量的水蒸气，因此在二次热交换器中，不仅回收直接的热，而且回收水蒸气成为水滴的冷凝热即潜热，由此将总的热效率提高到95%以上。关于该潜热回收型热水供给器的结构，例如专利文献I中公开了它的一个例子。这里，为人所知的是二次热交换器中产生的冷凝水从使城市煤气或LPG、石油等碳氢化合物系的原料燃烧而产生的排放气体中生成，因此受到其气体成分的影响，含有硝酸根离子或硫酸根离子，是PH大约为3以下的弱酸性水溶液。在该低pH的溶液中，不能使用以往采用的铜(在PH为6. 5以下时发生腐蚀)。即使是其它普通钢(在pH大约为7以下时发生腐蚀)或铝(在PH大约为3时发生腐蚀)，在本环境下也有发生腐蚀的可能性。因此，作为二次热交换器用材料，目前选定在弱酸性区的耐蚀性优良的材料即不锈钢，即使在通用不锈钢中，为了重视耐蚀性，主要采用耐蚀性更为优良的作为奥氏体系不锈钢的SUS316L(18Cr-10Ni-2Mo)。可是，SUS316L虽然满足适用于潜热回收型热水供给器的二次热交换器构件所需的耐蚀性，但在其原料中大量含有价格稳定性非常不稳定的Ni、Mo。潜热回收型热水供给器作为削减CO2的王牌期待着向一般化的广泛普及，为了实现这一目标，一直强烈要求进一步降低成本。在作为二次热交换器材料的SUS316L中，当然也期待着提出更低成本的替代材料。此外，虽认为在一般的使用环境下没有耐蚀性问题，但在容易飘来成为阻碍不锈钢的耐蚀性的主要原因之一的海盐粒子的海岸附近等地区，不可否认即使SUS316L也有产生腐蚀的可能性。在此种情况下，SUS316L有发生作为奥氏体系不锈钢的弱点之一的应力腐蚀开裂的可能性。为了解决应用奥氏体系不锈钢时发生的这种问题，近年来，进行了在二次热交换器构件中应用铁素体系不锈钢的尝试(专利文献I 3)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2002-106970号公报专利文献2 日本特开2003-328088号公报专利文献3 :日本特开2009-299182号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题专利文献I认为，通过在潜热回收用热交换器中使用作为铁素体系不锈钢的SUS436J1L、SUS436L、SUS444，可得到热传导性、耐蚀性、钎焊性优良，同时具有比较廉价的管及散热片的潜热回收用热交换器。此外，专利文献2提出作为在热交换器环境中的高温水蒸气环境下发挥耐久性的铁素体系不锈钢，根据与使用预定温度的关系添加Cr、Mo、Si、Al含量。此外，在专利文 献3中，作为适合用作需要钎焊的热交换器构件的铁素体系不锈钢，规定了 Nb、C、N。但是，在专利文献I中作为耐蚀性的指标采用平均腐蚀深度，但在本来耐蚀性优良的不锈钢中主要在局部发生点蚀，如果其点蚀即使在一部分贯通，也不能作为材料使用。在这一点上，专利文献I所公开的条件是要求再改善的条件，根据本专利技术人的研究，即使在专利文献I所述的铁素体系不锈钢中，特别是在用于潜热回收用热交换器的情况下，有时在耐蚀性方面是比较差的。专利文献2因Al添加量较多，存在材料变得非常硬而脆的问题，此外，专利文献2中设想的温度为300 1000°C，与本次的潜热回收型热水供给器相比规定了在温度非常高的环境下使用的材料。此外，专利文献3以钎焊时防止热处理时的晶粒粗大化为目的，Nb为必需元素，但没有提到耐蚀性的提高。这样一来，以往的状况是不能说充分公开了适合作为二次热交换器构件的铁素体系不锈钢。本专利技术鉴于这样的情况，目的在于提供一种廉价、且耐蚀性优良、能适合用作二次热交换器用构件的铁素体系不锈钢。用于解决课题的手段本专利技术人为解决上述课题，对这样的环境下的各种不锈钢的耐蚀性进行了评价，结果表明在Cr及Ti含量较高、特别是它们在钝化膜表面浓缩的情况下，耐蚀性特别优良。此外，从发生的腐蚀起点的评价中获得了如下的见解通过降低Cu、Si，可提高本环境下的耐蚀性。本专利技术对这样的二次热交换器内的腐蚀环境进行了潜心的研究，结果开发出了二次热交换器环境下的耐蚀性优良的铁素体系不锈钢。也就是说，本专利技术涉及具有以下特征的由碳氢化合物燃烧排放气体产生的冷凝水环境下的耐蚀性优良的铁素体系不锈钢。(I) 一种由碳氢化合物燃烧排放气体产生的冷凝水环境下的耐蚀性优良的高耐蚀性铁素体系不锈钢，其特征在于以质量％计，含有C :0. 030%以下、N :0. 030%以下、Si :0. 4%以下、Mn 0. 01 O. 5%、P 0. 05% 以下、S 0. 01% 以下、Cr : 16 24%、Mo 0. 30 3%、Ti O. 05 O. 25%、Nb :0. 05 O. 50%、Al :0. 01 O. 2%、Cu :0. 4% 以下，剩余部分包括 Fe 和不可避免的杂质，且满足式(A) Cr + Mo + IOTi彡18及式(B) =Si + Cu彡05。其中，式中的Cr、Mo、Ti、Si、Cu意味着各自元素的含量(质量％)。(2)根据上述(I)所述的由碳氢化合物燃烧排放气体产生的冷凝水环境下的耐蚀性优良的高耐蚀性铁素体系不锈钢，其特征在于以质量％计，进一步含有Ni :0. 3 3%、B O. OOOl O. 003%、V 0. 03 I. 0%、Sn 0. 005 I. 0%、Sb 0. 005 I. 0% 之中的 I 种或 2种以上。(3)根据上述(I)或(2)所述的由碳氢化合物燃烧排放气体产生的冷凝水环境下的耐蚀性优良的高耐蚀性铁素体系不锈钢，其特征在于对上述(I)或(2)所述的钢，实施将其试验片半浸溃在pH为2. 5且含有硝酸根离子lOOppm、硫酸根离子lOppm、氯化物离子IOppm的水溶液中，并在80°C保持24小时的干湿循环试验，14个循环后的最大腐蚀深度为50 μ m以下。专利技术的效果根据本专利技术，可提供的不是大量添加高价的Ni或Mo的奥氏体不锈钢，而是二次热交换器环境下耐蚀性优良的铁素体系不锈钢。此外，不仅作为热水供给器材料，即使作为在以LNG或石油等碳氢化合物为燃料的燃烧气体的冷凝水环境下使用的设备材料，也可以发 挥优良的耐蚀性。附图说明图I (a)是表示用于试验的试样的形状的图示。图I (b)是表示用于试验的试样的形状的图示。图2是表示试验后的最大腐蚀深度与成分元素的关系的图示。图3是表示试验后的最大腐蚀深度与成分元本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：松桥透，德永纯，田村佑一，
申请(专利权)人：新日铁住金不锈钢株式会社，
类型：发明
国别省市：
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