JP2012140689A - 靭性に優れた二相系ステンレス鋼 - Google Patents
靭性に優れた二相系ステンレス鋼 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012140689A JP2012140689A JP2011000923A JP2011000923A JP2012140689A JP 2012140689 A JP2012140689 A JP 2012140689A JP 2011000923 A JP2011000923 A JP 2011000923A JP 2011000923 A JP2011000923 A JP 2011000923A JP 2012140689 A JP2012140689 A JP 2012140689A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toughness
- stainless steel
- less
- duplex stainless
- content
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910001039 duplex stainless steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 5
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000013535 sea water Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 31
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 31
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 24
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 20
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 5
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 4
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 244000256297 Euphorbia tirucalli Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
【課題】 耐海水用途向けに使用される部材、特にシャフト類、バルブ、フランジ、配管類、計測機器等に使用される靭性に優れた二相系ステンレス鋼を提供する。
【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：１．２０％以下、Ｃｒ：２２〜２７％、Ｎｉ：４．０〜８．０％、Ｍｏ：１．０〜５．０％、Ｎ：０．１〜０．３％、Ｓ：０．００１０％超〜０．０２００％、Ｃａ：０．０００５超〜０．０１００％、残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、フェライト量が４０〜８０ｖｏｌ％であり、光学顕微鏡組織観察において、長径が１０μｍ以上のγ相が１ｍｍ2あたり８０個以上であることを特徴とする二相系ステンレス鋼。
【選択図】 図１
【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：１．２０％以下、Ｃｒ：２２〜２７％、Ｎｉ：４．０〜８．０％、Ｍｏ：１．０〜５．０％、Ｎ：０．１〜０．３％、Ｓ：０．００１０％超〜０．０２００％、Ｃａ：０．０００５超〜０．０１００％、残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、フェライト量が４０〜８０ｖｏｌ％であり、光学顕微鏡組織観察において、長径が１０μｍ以上のγ相が１ｍｍ2あたり８０個以上であることを特徴とする二相系ステンレス鋼。
【選択図】 図１
Description
本発明は、塩化物環境をはじめとする腐食環境で使用される耐食性に優れた二相系ステンレス鋼に関する。本発明鋼は、高靭性かつ塩化物環境下での優れた耐食性を有していることから、石油プラントや海水淡水化装置等のシャフト類、バルブ、フランジ、配管類、計測機器等に使用される。
二相系ステンレス鋼は、オーステナイト相とフェライト相からなるステンレス鋼であり、優れた強度と耐食性、特に塩化物環境下での耐孔食性、耐すきま腐食性を有していることから、石油プラントや海水淡水化装置等の幅広い用途で利用されている。また近年のＮｉ原料価格上昇等の影響もあり、省Ｎｉで高強度、高耐食性が得られる二相系ステンレス鋼に対する需要が高まっている。
一般に、二相系ステンレス鋼の耐食性は、Ｃｒ、Ｍｏ等の合金元素によってもたらされており、塩化物含有環境中での耐孔食性を表す指標として、下記式で定義される耐孔食性指数（Ｐｉｔｔｉｎｇ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ：ＰＲＥ）が広く知られている。すなわち、ＰＲＥ＝Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋１６Ｎ、にて表される。ここで、上式中の各元素記号は、それぞれの元素の含有量（質量％）を意味し、数値が大きいほど耐食性、特に耐孔食性が高いことを示す。
また、合金元素としてＷ添加することで、塩化物環境中での耐食性が向上することから、上述の式にＷを加えたＰＲＥＷ式が提案されている。すなわち、ＰＲＥＷ＝Ｃｒ＋３．３（Ｍｏ＋０．５Ｗ）＋１６Ｎ、にて表される。ここで、上式中の各元素記号は、それぞれの元素の含有量（質量％）を意味する。
例えば、ＷＯ２００３／０２０９９４号公報（特許文献１）、ＷＯ２００３／０２０９９５号公報（特許文献２）および特開平６−１１６６８４号公報（特許文献３）には、一般に二相ステンレス鋼の耐孔食性向上に有効なＣｒ、ＭｏおよびＮの含有量およびオーステナイト・フェライト相比を最適化し、Ｗ、Ｃｕを含有させて耐食性を高めた二相系ステンレス鋼がそれぞれ提案されている。
さらに、ＷＯ２００５／０１４８７２号公報（特許文献４）には、酸化物系介在物の組成および大きさ、単位面積あたりの個数を規定し、耐孔食性を高めた二相系ステンレス鋼およびその製造方法が提案されている。しかしながら、優れた耐孔食性を得るために、酸化物系介在物組成のＳ濃度を低減するために、合金組成のＳ含有量を極めて低く規定しているため、製鋼コストが増大するという問題がある。
一方で、二相系ステンレス鋼の靭性に関して、σ相析出や４７５℃脆性が生じた場合は、著しく靭性が低下することが知られており、例えば、特開平１−１６５７２０号公報（特許文献５）および特開２００８−２３１４６４号公報（特許文献６）のように、固溶化熱処理の冷却速度条件を規定する方法が多く提案されている。
しかしながら、二相系ステンレス鋼は、一般に脆性破壊を起こさないとされるオーステナイト相とフェライト相の混合組織であるが、ミクロ組織におけるオーステナイト析出状態と靭性の関係については検討されていない。
ＷＯ２００３／０２０９９４号公報
ＷＯ２００３／０２０９９５号公報
特開平６−１１６６８４号公報
ＷＯ２００５／０１４８７２号公報
特開平１−１６５７２０号公報
特開２００８−２３１４６４号公報
二相系ステンレス鋼の靭性は、合金組成およびオーステナイト・フェライト相比に加え、σ相析出や４７５℃脆性等の脆化組織による影響が大きい。しかしながら、成分およびフェライト量が同じで、σ相析出や４７５℃脆性を生じていない場合でも、安定して高靭性を得ることができるわけではない。本発明は、二相系ステンレス鋼のミクロ組織、特にオーステナイト相の析出状態に着目し、靭性に優れた二相系ステレンス鋼を安定して提供することを目的とした。
上述した問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、二相系ステンレス鋼の靭性を向上させるには、オーステナイト相の析出状態が靭性に大きな影響を及ぼしうることを見出した。すなわち、二相系ステンレス鋼におけるオーステナイト相は、亀裂伝播抑制効果を有し、靭性向上に寄与しているが、オーステナイト相の長径が１０μｍ未満、或いは、単位面積あたりの存在個数が少ない場合、亀裂伝播効果が小さいことを新たに知見した。
その発明の要旨とするところは、
（１）質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：１．２０％以下、Ｃｒ：２２〜２７％、Ｎｉ：４．０〜８．０％、Ｍｏ：１．０〜５．０％、Ｎ：０．１〜０．３％、Ｓ：０．００１０超〜０．０２００％、Ｃａ：０．０００５超〜０．０１００％、残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、フェライト量が４０〜８０ｖｏｌ％であり、光学顕微鏡組織観察において、長径が１０μｍ以上のγ相が１ｍｍ２あたり８０個以上であることを特徴とする二相系ステンレス鋼。
（１）質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：１．２０％以下、Ｃｒ：２２〜２７％、Ｎｉ：４．０〜８．０％、Ｍｏ：１．０〜５．０％、Ｎ：０．１〜０．３％、Ｓ：０．００１０超〜０．０２００％、Ｃａ：０．０００５超〜０．０１００％、残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、フェライト量が４０〜８０ｖｏｌ％であり、光学顕微鏡組織観察において、長径が１０μｍ以上のγ相が１ｍｍ２あたり８０個以上であることを特徴とする二相系ステンレス鋼。
（２）前記に加えて、Ａｌ：０．０５％以下、Ｃｕ：２．００％以下、Ｖ：１．００％以下、Ｗ：１．００％以下、Ｎｂ：１．００％以下、Ｂ：０．００５０％以下のうち１種または２種以上を含有することを特徴とする靭性に優れた二相系ステンレス鋼にある。
上述したように、本発明の靭性に優れた二相系ステンレス鋼およびその鋼材は、高靭性かつ高耐食性が求められる石油プラントや海水淡水化装置等のシャフト類、バルブ、フランジ、配管類、計測機器等に使用することができる工業的に極めて優れた効果を奏するものである。
以下に本発明の成分範囲の限定理由を説明する。成分含有量に関する％は「質量％」である。
Ｃ：０．０３０％以下
Ｃは、鋼中に不可避的に含まれる不純物元素であるが、その含有量が多い場合には、固溶化熱処理や溶接等によりフェライト相内または粒界からＣｒ炭化物が生成して、耐食性や靭性の劣化を招く。従って、Ｃ含有量の上限値を０．０３０％以下とする。
Ｃ：０．０３０％以下
Ｃは、鋼中に不可避的に含まれる不純物元素であるが、その含有量が多い場合には、固溶化熱処理や溶接等によりフェライト相内または粒界からＣｒ炭化物が生成して、耐食性や靭性の劣化を招く。従って、Ｃ含有量の上限値を０．０３０％以下とする。
Ｓｉ：１．００％以下
Ｓｉは、製鋼の際に脱酸材として用いられ、製造および溶接の際の流動性を高める。しかし、Ｓｉ含有量が多い場合、望ましくない金属間化合物の析出等により靭性の劣化を招くので、その上限値を１．００％以下とする。
Ｓｉは、製鋼の際に脱酸材として用いられ、製造および溶接の際の流動性を高める。しかし、Ｓｉ含有量が多い場合、望ましくない金属間化合物の析出等により靭性の劣化を招くので、その上限値を１．００％以下とする。
Ｍｎ：１．２０％以下
Ｍｎは、Ｓｉと同様に製鋼の際に脱酸材として用いられると共に、鋼中に含まれるＳを硫化物として固定し熱間加工性を改善する。しかし、Ｍｎ含有量が多い場合には耐食性が劣化するため、その上限値を１．２０％とする。
Ｍｎは、Ｓｉと同様に製鋼の際に脱酸材として用いられると共に、鋼中に含まれるＳを硫化物として固定し熱間加工性を改善する。しかし、Ｍｎ含有量が多い場合には耐食性が劣化するため、その上限値を１．２０％とする。
Ｃｒ：２２〜２７％
Ｃｒは、二相系ステンレス鋼の基本成分の一つであり、耐食性を向上させる重要な元素である。基本的な耐食性を満足するために２２％以上含有させるが、２７％を超えて含有させると有害な金属間化合物の析出を促進し、靭性を劣化させる。従って、Ｃｒ含有量は２２〜２７％とする。
Ｃｒは、二相系ステンレス鋼の基本成分の一つであり、耐食性を向上させる重要な元素である。基本的な耐食性を満足するために２２％以上含有させるが、２７％を超えて含有させると有害な金属間化合物の析出を促進し、靭性を劣化させる。従って、Ｃｒ含有量は２２〜２７％とする。
Ｎｉ：４．０〜８．０％
Ｎｉは、オーステナイト安定化元素として用いられ、二相系ステンレス鋼を得るための重要な元素である。オーステナイト・フェライト相比を望ましい値とするため、Ｎｉ含有量は４．０〜８．０％とする。
Ｎｉは、オーステナイト安定化元素として用いられ、二相系ステンレス鋼を得るための重要な元素である。オーステナイト・フェライト相比を望ましい値とするため、Ｎｉ含有量は４．０〜８．０％とする。
Ｍｏ：１．０〜５．０％
Ｍｏは、ステンレス鋼の耐食性を向上させる非常に有効な元素である。しかし、非常に高価な合金元素であり、５．０％を超えて含有させると金属間化合物の析出を促進し、靭性を劣化させる。従って、Ｍｏ含有量は１．０〜５．０％とする。
Ｍｏは、ステンレス鋼の耐食性を向上させる非常に有効な元素である。しかし、非常に高価な合金元素であり、５．０％を超えて含有させると金属間化合物の析出を促進し、靭性を劣化させる。従って、Ｍｏ含有量は１．０〜５．０％とする。
Ｎ：０．１〜０．３％
Ｎは、オーステナイト相に固溶して強度、耐食性を高める有効な元素である。しかし、Ｎ含有量が０．３％を超える場合、Ｃｒ窒化物析出を促進する。従って、Ｎ含有量は０．１〜０．３％とする。
Ｎは、オーステナイト相に固溶して強度、耐食性を高める有効な元素である。しかし、Ｎ含有量が０．３％を超える場合、Ｃｒ窒化物析出を促進する。従って、Ｎ含有量は０．１〜０．３％とする。
Ｓ：０．００１０超〜０．０２００％
Ｓは、鋼中に不可避的に含まれる不純物元素であり、粒界に偏析して熱間加工性および靭性を劣化させるため、Ｓ含有量は少ないほうが望ましい。しかしながら、Ｓ含有量を過度に低減することは製鋼時間の長時間化、製造コストの増大を招くため工業上望ましくない。また、Ｓを硫化物として固定すれば、熱間加工性および靭性を改善することができるため、Ｓ含有量は０．００１０％超〜０．０２００％とする。
Ｓは、鋼中に不可避的に含まれる不純物元素であり、粒界に偏析して熱間加工性および靭性を劣化させるため、Ｓ含有量は少ないほうが望ましい。しかしながら、Ｓ含有量を過度に低減することは製鋼時間の長時間化、製造コストの増大を招くため工業上望ましくない。また、Ｓを硫化物として固定すれば、熱間加工性および靭性を改善することができるため、Ｓ含有量は０．００１０％超〜０．０２００％とする。
Ｃａ：０．０００５超〜０．０１００％
Ｃａは、Ｓを硫化物として固定し、熱間加工性および靭性の改善に有効な元素である。しかし、Ｃａ含有量が０．０００５％以下ではその効果が十分に得られず、０．０１００％を超えると非金属介在物が鋼中に多数析出して腐食の起点となり、耐食性が劣化する。従って、Ｃａ含有量は０．０００５％超〜０．０１００％とする。
Ｃａは、Ｓを硫化物として固定し、熱間加工性および靭性の改善に有効な元素である。しかし、Ｃａ含有量が０．０００５％以下ではその効果が十分に得られず、０．０１００％を超えると非金属介在物が鋼中に多数析出して腐食の起点となり、耐食性が劣化する。従って、Ｃａ含有量は０．０００５％超〜０．０１００％とする。
Ａｌ：０．０５％以下
Ａｌは、製鋼の際に脱酸材として用いられる。しかし、Ａｌ含有量が０．０５％を超えた場合、窒化物の析出が促進されるため、その上限値を０．０５％以下とする。
Ａｌは、製鋼の際に脱酸材として用いられる。しかし、Ａｌ含有量が０．０５％を超えた場合、窒化物の析出が促進されるため、その上限値を０．０５％以下とする。
Ｃｕ：２．００％以下
Ｃｕは、硫酸のような酸環境中での耐全面腐食性を向上させる。また、オーステナイト安定化元素であるため、オーステナイト・フェライト相比にも影響を及ぼす。しかし、Ｃｕ含有量が２．００％を超えた場合、熱間加工性および靭性を劣化させるため、その上限値を２．００％以下とする。
Ｃｕは、硫酸のような酸環境中での耐全面腐食性を向上させる。また、オーステナイト安定化元素であるため、オーステナイト・フェライト相比にも影響を及ぼす。しかし、Ｃｕ含有量が２．００％を超えた場合、熱間加工性および靭性を劣化させるため、その上限値を２．００％以下とする。
Ｖ：１．００％以下、Ｎｂ：１．００％以下
Ｖ，Ｎｂは、共に耐食性を高めるために添加されるが、１．００％を超えて含有させると粗大な炭化物が生成し、靭性を劣化させる。従って、Ｖ，Ｎｂ含有量の上限値はそれぞれ１．００％以下とする。
Ｖ，Ｎｂは、共に耐食性を高めるために添加されるが、１．００％を超えて含有させると粗大な炭化物が生成し、靭性を劣化させる。従って、Ｖ，Ｎｂ含有量の上限値はそれぞれ１．００％以下とする。
Ｗ：１．００％以下
Ｗは、Ｍｏと同様に、ステンレス鋼の耐食性を向上させる有効な元素である。しかし、Ｗ含有量が多い場合、多量のＣｒおよびＭｏと共存すると有害な金属間化合物の析出量が増加し、靭性を劣化させるため、Ｗ含有量の上限値を１．００％以下とする。
Ｗは、Ｍｏと同様に、ステンレス鋼の耐食性を向上させる有効な元素である。しかし、Ｗ含有量が多い場合、多量のＣｒおよびＭｏと共存すると有害な金属間化合物の析出量が増加し、靭性を劣化させるため、Ｗ含有量の上限値を１．００％以下とする。
Ｂ：０．００５０％以下
Ｂは、熱間加工性を改善するために添加されるが、０．００５０％を超えて含有させてもその効果は飽和する。従って、Ｂ含有量の上限値を０．００５０％以下とする。
Ｂは、熱間加工性を改善するために添加されるが、０．００５０％を超えて含有させてもその効果は飽和する。従って、Ｂ含有量の上限値を０．００５０％以下とする。
フェライト量は、二相系ステンレス鋼のオーステナイト・フェライト相比を表す数値であり、機械的性質・耐食性・溶接性・靭性を良好に維持するために重要である。従って、良好な特性を得るために、フェライト量は４０〜８０ｖｏｌ％とする。
本発明者らは、二相系ステンレス鋼のオーステナイト相の析出状態と靭性の関係を検討した結果、オーステナイト相の長径が１０μｍ未満、或いは単位面積あたりのオーステナイト相個数が少ない場合、十分な亀裂伝播抑制効果が得られないことを見出した。従って、良好な靭性が得られるオーステナイト相の析出状態は、光学顕微鏡組織観察において、長径が１０μｍ以上のγ相が１ｍｍ2あたり８０個以上とする。
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
真空溶解炉にて各種化学成分の１００ｋｇ鋼塊を溶解し、加熱温度１２００〜１２５０℃で径５０ｍｍに鍛延した鋼材を、固溶加熱処理（１０５０〜１１００℃×３０ｍｉｎ水冷）を行ったもの供試材とした。試験方法としては、
（１）ミクロ組織観察は、供試材のＬ面中心部を鏡面仕上げし、１０％シュウ酸電解（１Ａ／ｃｍ2、３０ｓｅｃ）の腐食試験を行った。Ｌ面中心部近傍の任意２０視野を４００倍で観察し、１ｍｍ2 あたりに観察される長径が１０μｍ以上のオーステナイト相の個数を求めた。
（２）靭性評価は、供試材の中心部よりシャルピー衝撃試験片（Ｌ方向採取ー２ｍｍＶノッチ）を作製し、シャルピー衝撃試験を行った。なお試験温度は２３℃で行った。
真空溶解炉にて各種化学成分の１００ｋｇ鋼塊を溶解し、加熱温度１２００〜１２５０℃で径５０ｍｍに鍛延した鋼材を、固溶加熱処理（１０５０〜１１００℃×３０ｍｉｎ水冷）を行ったもの供試材とした。試験方法としては、
（１）ミクロ組織観察は、供試材のＬ面中心部を鏡面仕上げし、１０％シュウ酸電解（１Ａ／ｃｍ2、３０ｓｅｃ）の腐食試験を行った。Ｌ面中心部近傍の任意２０視野を４００倍で観察し、１ｍｍ2 あたりに観察される長径が１０μｍ以上のオーステナイト相の個数を求めた。
（２）靭性評価は、供試材の中心部よりシャルピー衝撃試験片（Ｌ方向採取ー２ｍｍＶノッチ）を作製し、シャルピー衝撃試験を行った。なお試験温度は２３℃で行った。
比較例のＮｏ．３およびＮｏ．１１は、化学成分のＣａ含有量が０．００５％以下であり、Ｓを硫化物として十分に固定できていないため、発明例の同鋼種と比較し靭性が劣っていた。また、比較例のＮｏ．４はオーステナイト相の析出状態が本発明条件外であったため、靭性が劣っていた。
さらに、比較例のＮｏ．８およびＮｏ．１５は、化学成分のＣ含有量またはＡｌ含有量またはＮ含有量が本発明条件外であったため、炭窒化物の析出により靭性が劣化した。また、比較例のＮｏ．１４は、化学成分のＣｒ含有量、Ｗ含有量が本発明条件外であり、σ相析出により靭性が劣化した。
一方、本発明例の二相系ステンレス鋼は、化学成分の最適化によってＳによる脆化や炭窒化物およびσ相析出の影響が低減されており、オーステナイト相の亀裂伝播抑制効果に優れたミクロ組織であったため、良好な靭性が得られた。
また、図１に、フェライト量が一定である場合におけるオーステナイト相の析出状態と靭性の関係を示す顕微鏡写真である。この図に示すように、オーステナイト相の亀裂伝播抑制効果を十分に得るためには、（ａ）から（ｃ）に近づくにつれて高靭性となることから、図１（ｂ）または（ｃ）のようなミクロ組織とする必要がある。
また、図１に、フェライト量が一定である場合におけるオーステナイト相の析出状態と靭性の関係を示す顕微鏡写真である。この図に示すように、オーステナイト相の亀裂伝播抑制効果を十分に得るためには、（ａ）から（ｃ）に近づくにつれて高靭性となることから、図１（ｂ）または（ｃ）のようなミクロ組織とする必要がある。
本発明は、二相系ステンレス鋼の化学成分の最適化およびオーステナイト相の析出状態に着目したものであり、靭性に優れた二相系ステンレス鋼を提供することができる。本発明鋼は、高靭性かつ塩化物環境下での優れた耐食性を有していることから、石油プラントや海水淡水化装置等のシャフト類、バルブ、フランジ、配管類、計測機器等に使用することができる。
Claims (2)
- 質量％で、
Ｃ ：０．０３０％以下
Ｓｉ：１．００％以下
Ｍｎ：１．２０％以下
Ｃｒ：２２〜２７％
Ｎｉ：４．０〜８．０％
Ｍｏ：１．０〜５．０％
Ｎ ：０．１〜０．３％
Ｓ ：０．００１０超〜０．０２００％
Ｃａ：０．０００５超〜０．０１００％
残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、フェライト量が４０〜８０ｖｏｌ％であり、光学顕微鏡組織観察において、長径が１０μｍ以上のγ相が１ｍｍ2あたり８０個以上であることを特徴とする二相系ステンレス鋼。 - 請求項１に加えて、
Ａｌ：０．０５％以下
Ｃｕ：２．００％以下
Ｖ ：１．００％以下
Ｗ ：１．００％以下
Ｎｂ：１．００％以下
Ｂ ：０．００５０％以下
のうち１種または２種以上を含有することを特徴とする靭性に優れた二相系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011000923A JP5726537B2 (ja) | 2011-01-06 | 2011-01-06 | 靭性に優れた二相系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011000923A JP5726537B2 (ja) | 2011-01-06 | 2011-01-06 | 靭性に優れた二相系ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012140689A true JP2012140689A (ja) | 2012-07-26 |
| JP5726537B2 JP5726537B2 (ja) | 2015-06-03 |
Family
ID=46677243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011000923A Active JP5726537B2 (ja) | 2011-01-06 | 2011-01-06 | 靭性に優れた二相系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5726537B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014074209A (ja) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | Kobe Steel Ltd | 二相系ステンレス鋼材および二相系ステンレス鋼管 |
| JP2018501403A (ja) * | 2014-12-26 | 2018-01-18 | ポスコＰｏｓｃｏ | 降伏強度及び衝撃靭性に優れたスーパー二相ステンレス鋼及びその製造方法 |
| WO2018114867A1 (en) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | Sandvik Intellectual Property Ab | Use of a duplex stainless steel object |
| CN111647815A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-09-11 | 成都格瑞特高压容器有限责任公司 | 165ksi级高强韧耐蚀钢及其制备方法和应用 |
| WO2020203931A1 (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 日鉄ステンレス株式会社 | 二相ステンレス鋼溶接継手及びその製造方法 |
| US11535914B2 (en) | 2018-08-08 | 2022-12-27 | Nippon Yakin Kogyo Co., Ltd. | Duplex stainless steel having superior low temperature toughness |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0382740A (ja) * | 1989-08-25 | 1991-04-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 熱間加工性と耐食性に優る２相ステンレス鋼 |
| JPH05132741A (ja) * | 1991-11-11 | 1993-05-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐食性に優れた高強度二相ステンレス鋼 |
| JPH09202942A (ja) * | 1996-01-24 | 1997-08-05 | Nippon Steel Corp | 耐疲労性・耐食性に優れた高強度ステンレスワイヤロープおよびその製造方法 |
| JP2003171743A (ja) * | 2001-12-06 | 2003-06-20 | Aichi Steel Works Ltd | 強度、靭性、耐海水性の優れた二相ステンレス鋼及びその製造方法 |
| JP2004360035A (ja) * | 2003-06-06 | 2004-12-24 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れた二相系ステンレス鋼 |
| JP2010222695A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp | 耐食性の良好な省合金二相ステンレス鋼材とその製造方法 |
-
2011
- 2011-01-06 JP JP2011000923A patent/JP5726537B2/ja active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0382740A (ja) * | 1989-08-25 | 1991-04-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 熱間加工性と耐食性に優る２相ステンレス鋼 |
| JPH05132741A (ja) * | 1991-11-11 | 1993-05-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐食性に優れた高強度二相ステンレス鋼 |
| JPH09202942A (ja) * | 1996-01-24 | 1997-08-05 | Nippon Steel Corp | 耐疲労性・耐食性に優れた高強度ステンレスワイヤロープおよびその製造方法 |
| JP2003171743A (ja) * | 2001-12-06 | 2003-06-20 | Aichi Steel Works Ltd | 強度、靭性、耐海水性の優れた二相ステンレス鋼及びその製造方法 |
| JP2004360035A (ja) * | 2003-06-06 | 2004-12-24 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れた二相系ステンレス鋼 |
| JP2010222695A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp | 耐食性の良好な省合金二相ステンレス鋼材とその製造方法 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014074209A (ja) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | Kobe Steel Ltd | 二相系ステンレス鋼材および二相系ステンレス鋼管 |
| JP2018501403A (ja) * | 2014-12-26 | 2018-01-18 | ポスコＰｏｓｃｏ | 降伏強度及び衝撃靭性に優れたスーパー二相ステンレス鋼及びその製造方法 |
| WO2018114867A1 (en) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | Sandvik Intellectual Property Ab | Use of a duplex stainless steel object |
| CN110088305A (zh) * | 2016-12-21 | 2019-08-02 | 山特维克知识产权股份有限公司 | 双相不锈钢制品的用途 |
| US11535914B2 (en) | 2018-08-08 | 2022-12-27 | Nippon Yakin Kogyo Co., Ltd. | Duplex stainless steel having superior low temperature toughness |
| WO2020203931A1 (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 日鉄ステンレス株式会社 | 二相ステンレス鋼溶接継手及びその製造方法 |
| JPWO2020203931A1 (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | ||
| KR20210129161A (ko) * | 2019-03-29 | 2021-10-27 | 닛테츠 스테인레스 가부시키가이샤 | 2상 스테인리스강 용접 조인트 및 그 제조 방법 |
| CN113631732A (zh) * | 2019-03-29 | 2021-11-09 | 日铁不锈钢株式会社 | 双相不锈钢焊接接头及其制造方法 |
| CN113631732B (zh) * | 2019-03-29 | 2023-03-21 | 日铁不锈钢株式会社 | 双相不锈钢焊接接头及其制造方法 |
| JP7270724B2 (ja) | 2019-03-29 | 2023-05-10 | 日鉄ステンレス株式会社 | 二相ステンレス鋼溶接継手及びその製造方法 |
| KR102684006B1 (ko) * | 2019-03-29 | 2024-07-12 | 닛테츠 스테인레스 가부시키가이샤 | 2상 스테인리스강 용접 조인트 및 그 제조 방법 |
| CN111647815A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-09-11 | 成都格瑞特高压容器有限责任公司 | 165ksi级高强韧耐蚀钢及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5726537B2 (ja) | 2015-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5072285B2 (ja) | 二相ステンレス鋼 | |
| AU2009310835B2 (en) | High strength stainless steel piping having outstanding resistance to sulphide stress cracking and resistance to high temperature carbon dioxide corrosion | |
| JP5487689B2 (ja) | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管の製造方法 | |
| JP5685198B2 (ja) | フェライト−オーステナイト系ステンレス鋼 | |
| WO2018066579A1 (ja) | ＮｉＣｒＦｅ合金 | |
| JP6303851B2 (ja) | 二相ステンレス鋼管 | |
| JP6237873B2 (ja) | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管 | |
| TW201319275A (zh) | 雙相不銹鋼 | |
| WO2018043565A1 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼 | |
| EP2885440A1 (en) | High-chromium heat-resistant steel | |
| JP2012140690A (ja) | 靭性、耐食性に優れた二相系ステンレス鋼の製造方法 | |
| JP5726537B2 (ja) | 靭性に優れた二相系ステンレス鋼 | |
| CA2875644C (en) | Duplex stainless steel | |
| JP2010222695A (ja) | 耐食性の良好な省合金二相ステンレス鋼材とその製造方法 | |
| JP2010229459A (ja) | 耐食性の良好な省合金二相ステンレス鋼材とその製造方法 | |
| JP6018364B2 (ja) | 線状加熱性に優れたケミカルタンカー用二相ステンレス鋼 | |
| JP2010209402A (ja) | 高靱性でかつ耐食性に優れた油井用高強度ステンレス鋼管 | |
| JP5018863B2 (ja) | 耐アルカリ性に優れた二相ステンレス鋼 | |
| JP5324149B2 (ja) | 耐食オーステナイト系ステンレス鋼 | |
| WO2012132679A1 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋳鋼 | |
| JP5329632B2 (ja) | 二相ステンレス鋼、二相ステンレス鋼鋳片、および、二相ステンレス鋼鋼材 | |
| JP2017088957A (ja) | オーステナイト系耐熱鋼 | |
| JP5883761B2 (ja) | 二相系ステンレス鋼材および二相系ステンレス鋼管 | |
| WO2017037851A1 (ja) | Ｃｒ基二相合金および該二相合金を用いた製造物 | |
| JPWO2016063974A1 (ja) | 二相ステンレス鋼およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131021 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141022 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141028 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141118 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150331 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150401 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5726537 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |