奥氏体不锈钢铸钢制造技术

铁素体相的体积率为0.1～5.0%的奥氏体不锈钢铸钢。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】铁素体相的体积率为0.1～5.0%的奥氏体不锈钢铸钢。【专利说明】奥氏体不锈钢铸钢
本专利技术涉及的是奥氏体不锈钢铸钢。
技术介绍
奥氏体不锈钢铸钢因为在耐腐蚀性、强度、焊接性等方面有显著优点，因此在化学设备和发电设备的管路和阀门等方面被广泛应用。例如从冶金学上来说，奥氏体不锈钢铸钢是由约10%?20%的α相和约90%?80%的Y相(奥氏体相)这两相形成的。作为奥氏体不锈钢的铸钢商品，CF8C是众所周知的。例如，CF8C奥氏体不锈钢铸钢商品含有最多0.08质量％的C (碳)、最多2.0质量％的Si (硅)、最多1.5质量％的Mn (锰)、18.0?21.0质量％的Cr (铬)、9.0?12.0质量％的Ni (镍)、最多1.0质量％的Nb (铌)。CF8C约含有12.0%的铁素体相。铁素体相例如用众所周知的铁素体含量检测仪来测定奥氏体不锈钢中的铁素体含量，或者根据成分元素从Schaeffler状态图中算出，用体积率(百分比(％))表示。该铁素体对于防止焊接裂纹和减轻应力腐蚀裂纹是有效的。但是，铁素体相含量高的情况下，例如将CF8C长期曝露于高温下时，该铁素体相有可能会变化成铁和铬的化合物组成的σ相(ο相)而脆化。专利文献I中，公开了由改变CF8C而成的合金CF8C-Plus，该CF8C-Plus中不含有铁素体相。专利文献I中，CF8C-Plus含有0.05?0.15质量％的(:、0.2?1.0质量％的S1、0.5 ?10.0质量％的]^、18.0?25.0质量％的0、10.0?15.0 质量 ％ 的 N1、0.1 ?.1.5质量％的Nb、0.05?0.5质量％的N。在CF8C-P1US中不存在铁素体相，对于维持材料制成的部件寿命和材料铸造时的特性是很重要的。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2009-545675号公报
技术实现思路
CF8C在长期高温曝露的使用环境下，有可能会产生σ相析出、时效脆化，时效延性不充分的可能。而且，即使是专利文献I中记载的CFSC-Plus，对于抗氧化性也在寻求更好的改善。因此，本专利技术的目的是提供有良好时效延性和抗氧化性的奥氏体不锈钢铸钢。为达成所述的目的，提供以下?所示的专利技术。(I)铁素体相的体积率为0.1?5.0 %的奥氏体不锈钢铸钢。(2)所述(I)中记载的奥氏体不锈钢铸钢，其含有C:0.01?0.10质量％，S1:0.6 ?1.0 质量％，Mn:2.0 ?2.8 质量％，N:0.1 ?0.4 质量 ％。(3)所述⑴或⑵中记载的奥氏体不锈钢铸钢，其含有Cr:18.0?24.0质量％，Ni:8.0 ?15.0 质量％，Nb:0.2 ?0.7 质量％。(4)奥氏体不锈钢铸钢，其铁素体相的体积率为0.1?5.0 %，所述奥氏体不锈钢铸钢含有c:0.01?0.10质量％，Si:0.6?L O质量％，Mn:2.0?2.8质量％，N:0.I?0.4 质量％，Cr:18.0 ?24.0 质量％，Ni:8.0 ?15.0 质量％，Nb:0.2 ?0.7 质量％，剩余部分为Fe及不可避免的杂质。(5)所述⑴?⑷中任意一项记载的奥氏体不锈钢铸钢，其通过从1150?1350°C的温度范围，以30°C /分以上的冷却温度冷却到600?800的温度范围来得到。(6)使用上述⑴?(5)任意一项记载的奥氏体不锈钢铸钢所形成的阀。本专利技术的奥氏体不锈钢铸钢，例如下述实施例中所示的在时效延性、拉伸强度、抗氧化性方面都很优异。特别是时效延性方面，本专利技术的实施例为比较例的2.4倍左右。同样在抗氧化性方面的改善也得到了认同，本专利技术中实施例为比较例的9.5倍左右。作为该奥氏体不锈钢铸钢有这样优异的特性的理由，铁素体相的体积率为0.1?5.0%这一点、所含有的成分C、S1、Mn、Cr、N1、Nb、N的含量被认为很重要。对各成分进行详细说明。铁素体相的体积率为0.1?5.0%时，即使长期在高温下曝露，σ相的析出量也能变少。该σ相的析出量变少的话，奥氏体不锈钢铸钢就不易脆化，能生成时效延性优异的奥氏体不锈钢铸钢。 C有使熔点降低，改善熔融液的流动性即铸造性的作用。而且，C从耐腐蚀性的角度出发是越低越好，大量添加会使母体材料耐腐蚀性下降。根据上述原因，本专利技术中为改善高温延性，C的添加量设为0.01?0.10质量％。Si为熔融液的脱氧剂，以及是改善流动性、抗氧化性、改善焊接性的有效元素。但是，过多的加入会使奥氏体组织不稳定，导致铸造性的劣质化，助长加工性和焊接性的阻碍、焊接裂纹的产生。因此，本专利技术中Si的添加量为0.6?1.0质量％。Mn作为熔融液的脱氧剂是有效的，能提高铸造时熔液的流动性，改善生产率。而且有效地减少了焊接裂纹。但过度地添加会损害抗氧化性，本专利技术中Mn的添加量为2.0?2.8质量％。Mn在这个范围内时,如下述实施例所示的,可以得到抗氧化性优异的奥氏体不锈钢铸钢。N是改善高温强度及耐热疲劳性的元素，是强力的奥氏体生成元素，使奥氏体基体稳定，而且是使晶粒微细化的有效元素。根据晶粒的微细化，可以确保作为构造物的重要材料的延性。而且，可以改善奥氏体不锈钢铸钢特有的切削性差的缺点。特别是用作部件连接而实施穿孔加工的构件，能使其穿孔加工性能良好。N大量添加会促进脆化，另一方面有效的Cr量减少会使抗氧化性变差。因此，本专利技术中N的添加量在0.1?0.4质量％之间。Cr是改善抗氧化性，使铁素体组织稳定的元素，为保证其效果的有效，设定在18.0质量％以上。另一方面，大量添加时，在高温使用过程中，Cr碳化物会过多的析出导致钢的时效延性低下，因此以 24.0质量％为上限。Ni是能形成稳定的奥氏体基体，使奥氏体相稳定化，能提高钢的高温强度，抗氧化性。考虑到良好的铸造性、耐腐蚀性及焊接性,本专利技术中Ni的添加量为8.0?15.0质量％。Nb和C结合形成微小的碳化物,能改善高温强度。而且,通过抑制Cr碳化物的生成，能够提高抗氧化性。为使这些效果得以有效地发挥，含量必须控制在0.2%以上。但是大量添加时，高温裂纹敏感性会显著提高，内部品质恶化，因此本专利技术中Nb的添加量为0.2?0.7质量％。而且，本专利技术的奥氏体不锈钢铸钢，能够通过从1150?1350°C的温度范围，以30°C /分以上的冷却温度，冷却到600?800°C的温度范围来制造。上述条件下制造本专利技术的奥氏体不锈钢铸钢时，因为即使是未加工铸件也能有优异的强度特性，因此可以省略固溶化热处理。制造出来的奥氏体不锈钢铸钢，例如作为化学设备、发电设备的管路或阀等的材料而使用。【专利附图】【附图说明】检查奥氏体不锈钢铸钢的抗氧化性(mm/年)的结果所示的图表。【具体实施方式】以下，根据附图对本专利技术的实施方式进行说明。本专利技术的奥氏体不锈钢铸钢的构成为，铁素体相的体积率0.1?5.0%，优选0.5?3.0 %。本专利技术的奥氏体不锈钢铸钢，含有C、S1、Mn、Cr、N1、Nb、N等成分。各成分的含量如下，C的含量为0.01?0.10质量％，优选0.02?0.04质量％。Si的含量为0.6?1.0质量％，优选0.7?0.9质量％。Mn的含量在2.0?2.8质量％，优选2.2?2.4质量％。N:0.1 ?0.4 质量％，优选 0.15 ?0.25 质量％Cr:18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：坂本伸之，日根野实，
申请(专利权)人：株式会社久保田，
类型：
国别省市：