[發明專利]焊接性和表面性狀優異的高耐腐蝕Ni-Cr-Mo鋼及其制造方法

在審

• 申請號: 202010630768.2
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN112410656A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 岡崎賢司;平田茂
• 申請（專利權）人: 日本冶金工業株式會社
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/42;C22C38/50;C22C38/06;C22C33/06;C21C7/06;C21C7/064;C21C7/068
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張桂霞;李志強

本發明涉及Ni?Cr?Mo鋼，其特征在于，包含以下成分，C：0.005~0.035%、Si：0.02~0.25%、Mn：0.03~0.40%、P：≤0.030%、S：0.0001~0.0020%、Ni：32.0~38.0%、Cr：21.0~25.0%、Mo：6.0~8.0%、W：0.01~2.0%、Cu：2.0~5.0%、N：0.18~0.30%、B≤0.0005%、Ca≤0.0015%、REM≤0.0020%、Al：0.005~0.150%、Ti：0.002~0.200%、O≤35ppm，余量為Fe和不可避免的雜質，并且，滿足下式(1)~(3)。1.3×Mo＋1.0×W﹣1.3×Cu﹣52.7×Al﹣17.9×Ti＜6.5…式(1)8.4×Si＋Cu＜4.70…式(2)Ti＋0.625×Si＜0.26…式(3)。

技術領域

本發明涉及火力發電廠的排煙脫硫裝置、船舶用洗滌塔等所使用的在具有優異的耐腐蝕性的同時，焊接性和表面性狀也優異的Ni-Cr-Mo鋼。

背景技術

含有大量的Cr、Mo的高Ni鋼因耐腐蝕性優異而被用于在嚴酷的腐蝕環境下運轉的裝置，但該合金常常通過焊接來接合而組裝，也需要優異的焊接性。若裝置大型化或設計復雜，則在焊接部熔敷金屬的裂紋常常成為問題，需要從基材尋求解決措施。

另外，由于該高Ni鋼的熱加工性差，所以常常發生表面缺陷、裂紋等涉及表面性狀的問題。雖然不斷地得到改善，但如今使用環境日趨嚴酷，現狀是，例如，若為了提高耐腐蝕性而在高Ni鋼中添加大量的Cr、Mo、N，則目前的解決措施不充分，發生由熱加工引起的問題，未發現解決措施。

與熱加工相關的問題涉及多方面，有在板、帶中發生的條狀缺陷、端部的裂紋，除此之外在板、帶的平面發生的光澤不均也被認為是一個問題，全部需要解決措施。

與熱加工性相關的改善有許多，例如，在專利文獻1中，通過在含有Cu的Ni-Cr-Mo合金中添加REM (Rare Earth Metal)來實現900℃下的斷面收縮率(絞り値)的改善。但是，在該技術中，未進行與焊接性相關的研究。另外，REM為容易氧化的元素，在該技術中，擔心因焊縫(溶接ビード，weld bead)上形成氧化物而導致的品質惡化。

除該技術以外，在專利文獻2中提出了用關系式控制C、Cr、Mo、Al、Ti、Fe的含量，抑制過熱溫度的降低，進而通過因添加Ca而引起的S的固著來實現改善的合金。在板、帶中，作為被稱為所謂的邊裂(耳割れ)的端部的裂紋解決措施而提出，但在該技術中也未考慮焊接性。

在專利文獻3中提出了一種鋼，其雖然是奧氏體不銹鋼的實例，但添加Ca、REM、B中的任一種以上來實現改善。由于在該技術中以Mo含量少的合金為對象，認為作為基質的熱加工性的惡劣程度存在差異，不確定是否可應用于Ni-Cr-Mo合金，此外，未研究焊接性，若一并考慮裝置的制造，則不清楚是否具有充分的特性。

雖然同是不銹鋼的實例，但在專利文獻4中提出了添加B，通過按照包含Cu、Mo、O的含量的關系式的值達到一定范圍來進行控制，從而熱加工性優異的鋼。其作為對象的鋼的Mo量、Ni量少。因此，認為作為基質的熱加工性的惡劣程度存在差異，不清楚是否可適用于Ni-Cr-Mo鋼。此外，與上述相同地未研究焊接性，裝置的制造性存在疑問。

同樣在專利文獻5中，提出了顯示優異的耐腐蝕性的奧氏體系不銹鋼，其中，雖然記載了通過添加B、Ca來改善熱加工性，但無實施例，詳細情況不得而知。其也無針對焊接性的研究，而專注于釬焊性的改善，目的是應用于EGR (排氣再循環)等汽車用設備。因此，不清楚焊接部的特性。

如上所述，以往技術只以熱加工性為對象，無針對Ni-Cr-Mo鋼等高含Mo鋼中產生的表面光澤的不均勻的研究，結果無法得到表面性狀優異的板、帶。光澤不均是外觀上的不足，且不美觀，但不單單是美觀，在該部分附著化學裝置的內容物、腐蝕生成物等，由此引起腐蝕的發生、加劇，所以是足以導致問題的缺陷。此外，在作為研磨精加工而交付的情況下，由于至完成研磨的時間短，所以從這一層面出發具有一樣的光澤也是必需的特性。