專(zhuān)利名稱(chēng)：焊接部耐腐蝕性?xún)?yōu)異的結(jié)構(gòu)用不銹鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于作為運(yùn)輸例如煤(coal)、鐵礦石(iron ore)的貨車(chē)(鐵路貨車(chē)(railway wagon))的車(chē)身用途材料的、焊接部的耐腐蝕性(corrosion resistance)優(yōu)異的結(jié)構(gòu)用不銹鋼板(structural stainlesssteel sheet)及其制造方法。
背景技術(shù)：
運(yùn)輸煤、鐵礦石的貨車(chē)(鐵路貨車(chē))的車(chē)身用途材料多使用不銹鋼。由于被采掘出的煤大量含有硫成分(sulfur content),因此鐵路貨車(chē)的車(chē)身用的材料要求耐硫酸腐蝕性能(sulfate corrosion resistance)、特別是焊接部的耐晶間腐蝕性(intergranularcorrosion resistance)。

作為兼具耐腐蝕性和焊接性的不銹鋼，例如專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了焊接部的韌性?xún)?yōu)異的含Ti的鐵素體系不銹鋼。但是，專(zhuān)利文獻(xiàn)I的技術(shù)中，以使焊接部的組織成為鐵素體相(ferrite phase)地進(jìn)行成分設(shè)計(jì)，因此存在焊接部的韌性(toughness)、耐腐蝕性并不充分這一問(wèn)題。對(duì)此，專(zhuān)利文獻(xiàn)2、3中公開(kāi)了如下技術(shù)通過(guò)控制高溫下的相分率，從而在焊接部生成適量的馬氏體相(martensitic phase),改善焊接部的加工性(workability)、耐腐蝕性。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了適于使用二氧化碳?xì)怏w(carbon dioxide gas)的焊接法的不銹鋼。另外，本發(fā)明人中的一人提出了一種結(jié)構(gòu)用不銹鋼板，其中，首先使用可正確預(yù)測(cè)焊接部的組織的參數(shù)(parameter),將成分組成合理化,從而改善了焊接部的耐腐蝕性(專(zhuān)利文獻(xiàn)5)。專(zhuān)利文獻(xiàn)I:日本特開(kāi)平3-249150號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2002-167653號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2009-13431號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2002-30391號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)5:日本特開(kāi)2009-280850號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，這些專(zhuān)利文獻(xiàn)2飛中公開(kāi)的技術(shù)中，對(duì)于最適成分范圍的研究未必充分。尤其這些幾乎沒(méi)有考慮制造性(manufacturability),鋼還階段(slab stage)的裂紋的發(fā)生以及被稱(chēng)之為結(jié)癥(scab)的表面缺陷(surface defect)的發(fā)生顯著,難以避免因成品率(yield ratio)下降引起的成本上升(cost rise)。本發(fā)明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供一種可低價(jià)且高效率地生產(chǎn)的、焊接部的耐腐蝕性?xún)?yōu)異的結(jié)構(gòu)用不銹鋼板。本發(fā)明人中的一人為了解決上述課題而進(jìn)行了深入研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)將化學(xué)成分、特別是Mn，Ti的含量與各成分的平衡(balance)調(diào)整為適當(dāng)范圍，則能夠抑制晶粒邊界附近的因Cr缺失而引起的晶間腐蝕(intergranular corrosion),并能夠?qū)⒑附訜嵊绊懖?welded heataffected zone)形成為以馬氏體(martensite)為主體的組織,從而提出了專(zhuān)利文獻(xiàn)5所示的參數(shù)(F值)。進(jìn)而，本發(fā)明人等基于以上見(jiàn)解，特別是對(duì)制造性繼續(xù)詳細(xì)研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)適量含有Al的基礎(chǔ)上，將V、Ca、0減少到規(guī)定范圍以下，并且將作為表示制造性?xún)?yōu)劣的新參數(shù)的FFV值設(shè)定為適當(dāng)?shù)姆秶?，由此能夠顯著下降鋼坯裂紋(slab crack)和因夾雜物引起的結(jié)疤(表面缺陷)，從而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明提供一種焊接部耐腐蝕性?xún)?yōu)異的結(jié)構(gòu)用不銹鋼板，其特征在于，以質(zhì)量 % 計(jì)，含有c 0. 0Γ0. 03%、N 0. ΟΓΟ. 03%、Si :0· 10 0· 40%、Mn :1. 5 2· 5%、P :0. 04% 以下、S 0. 02% 以下、Al 0. 05 0. 15%、Cr :10 13%、Ni 0. 5 I. 0%、Ti 4X (C + N) 0. 3% (其中，C、N表示這些元素的含量(質(zhì)量％))，并且，限定為V :0. 05%以下、Ca :0. 0030%以下、O :0. 0080%以下，而且，以下式表示的F值和FFV值滿(mǎn)足F值< 11、FFV值< 9. 0，剩余部分由Fe和F不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。F 值=Cr + 2XSi + 4XTi-2XNi-Mn-30X (C + N)!W值=Cr + 3XSi + 16XTi +Md + 2ΧΑ1-2ΧΜη_4Χ (Ni + CuHDX (C + N)+ 20XV 其中，這些式中，各元素符號(hào)為這些元素的含量(質(zhì)量％)。另外，本發(fā)明提供一種焊接部耐腐蝕性?xún)?yōu)異的結(jié)構(gòu)用不銹鋼板，其特征在于，在上述成分的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計(jì)，還含有Cu :1. 0%以下。另外，本發(fā)明提供一種焊接部耐腐蝕性?xún)?yōu)異的結(jié)構(gòu)用不銹鋼板，其特征在于，在上述成分的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計(jì)，還含有Mo :1. 0%以下。另外，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)用不銹鋼板的制造方法，其特征在于，將鋼坯加熱至1100^1300°C的溫度后，在大于1000°C的溫度區(qū)域進(jìn)行熱軋，或者，在進(jìn)行上述熱軋后，不對(duì)熱軋板進(jìn)行退火或在60(Ti00(rc的溫度下進(jìn)行退火之后實(shí)施酸洗，其中，所述熱軋包含至少進(jìn)行I次以上的壓下率為30%以上的軋制的熱粗軋，該鋼坯具有以下組成，即，以質(zhì)量％計(jì)，含有C 0. 0Γ0. 03%、N :0· θΓθ. 03%、Si O. 10 0· 40%、Mn :1. 5 2· 5%、Ρ 0. 04% 以下、S 0. 02% 以下、Al 0. 05 O. 15%、Cr :10 13%、Ni
0.5^1.0%, Ti 4X (C + N) ^0. 3% (其中，C、N表示這些元素的含量(質(zhì)量％))，并且限定為
V:0. 05%以下、Ca :0. 0030%以下、O :0. 0080%以下，而且，以下式表示的F值和FFV值滿(mǎn)足F值< 11、FFV值< 9. O，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。F 值=Cr + 2XSi + 4XTi-2XNi-Mn-30X (C + N)!W值=Cr + 3XSi + 16XTi +Md + 2ΧΑ1-2ΧΜη_4Χ (Ni + CuHDX (C + N)+ 20XV其中，這些式中，各元素符號(hào)為這些元素的含量(質(zhì)量％)。另外，本發(fā)明提供一種焊接部耐腐蝕性?xún)?yōu)異的結(jié)構(gòu)用不銹鋼板的制造方法，其特征在于，在上述成分的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計(jì)，還含有Cu :1. 0%以下。另外，本發(fā)明提供一種焊接部耐腐蝕性?xún)?yōu)異的結(jié)構(gòu)用不銹鋼板的制造方法，其特征在于，在上述成分的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計(jì)，還含有Mo :1. 0%以下。根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得可低價(jià)且高效率地生產(chǎn)的、適于作為運(yùn)輸例如煤、鐵礦石的貨車(chē)(鐵路貨車(chē))的車(chē)身用途材料的、焊接部的耐腐蝕性?xún)?yōu)異的結(jié)構(gòu)用不銹鋼板。


圖I是表示FFV值與表面缺陷發(fā)生率的關(guān)系的坐標(biāo)圖。
圖2是表示在硫酸-硫酸銅腐蝕試驗(yàn)后的試驗(yàn)片截面焊接熱影響部中能確認(rèn)到深坑狀的腐蝕的情況的觀察例的光學(xué)顯微鏡照片。
具體實(shí)施例方式以下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。首先，對(duì)本發(fā)明的成分組成進(jìn)行說(shuō)明。以下說(shuō)明中，％表示質(zhì)量％。· C 0. θΓθ. 03%
· N 0. θΓθ. 03%為了得到作為結(jié)構(gòu)用不銹鋼板所需要的強(qiáng)度，C和N均需要含有O. 01%以上。另一方面，如果C、N的含量大于O. 03%，則Cr碳化物或Cr碳氮化合物變得容易析出，耐腐蝕性，特別是焊接熱影響部的耐腐蝕性下降。另外，焊接熱影響部固化，韌性也下降。因此，使C和N的含量均為O. 01 O. 03%的范圍。更優(yōu)選C為O. 015 O. 025%，N為O. 012 O. 02%的范圍?！?Si 0. 10 0· 40%Si為可用作脫氧劑的元素，為了得到該效果，需要含有O. 10%以上。另一方面，如果其含量大于O. 40%，則使熱軋鋼板的韌性下降。因此，使Si含量為O. 1(Γ0. 40%的范圍。優(yōu)選的是下限為O. 20%，上限為O. 30%。· Mn :1.5 2. 5%Mn作為脫氧劑，并且是作為用于確保結(jié)構(gòu)用不銹鋼板所需要的強(qiáng)度的強(qiáng)化元素有用的元素，也是高溫下的奧氏體穩(wěn)定化元素。另外，本發(fā)明中，是將焊接熱影響部的微觀組織控制為具有所希望的體積率的馬氏體組織方面重要的元素。為了發(fā)揮這樣的作用，其含量必須為I. 5%以上。另一方面，含有大于2. 5%，則其效果不僅會(huì)飽和，含量變得過(guò)量而使韌性下降，還使制造工序中的脫鱗性下降，對(duì)表面性狀帶來(lái)負(fù)面影響，并且合金成本也增大。因此，使Mn的含量為I. 5^2. 5%的范圍。更優(yōu)選為I. 8^2. 5%的范圍。進(jìn)一步優(yōu)選為
I.85 2. 0%的范圍?！?P :0· 04% 以下從熱加工性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選P越少越好，將其含量可允許的上限值設(shè)為O. 04%。更優(yōu)選為O. 035%以下?！?S 0. 02% 以下從熱加工性和耐腐蝕性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選S越少越好，將其含量可允許的上限值設(shè)為O. 02%。優(yōu)選為O. 005%以下?！?Al :0· 05 O. 15%通常為了脫氧而含有Al，但本發(fā)明中，發(fā)現(xiàn)Al可對(duì)制造性，特別是對(duì)在鋼坯階段的裂紋發(fā)生的抑制有效地起作用，為了發(fā)揮這樣的功能而適量含有。為了抑制鋼坯裂紋的發(fā)生，在含有Al的基礎(chǔ)上，如后述所述還需要減少V、Ca、0，而且需要使FFV值最優(yōu)化。通過(guò)含有Al而可改善鋼坯裂紋的機(jī)理尚不明確，但推測(cè)是因相分率的合理化和控制夾雜物形態(tài)的效果而引起的。為了得到這樣的效果，需要含有O. 05%以上的Al。另一方面，如果其含量大于O. 15%，則生成大型的Al系夾雜物從而成為表面缺陷的原因。因此，使Al的含量為O. 05 O. 15%的范圍。更優(yōu)選為O. 080 0· 150%的范圍。進(jìn)一步優(yōu)選為O. 085 O. 120%的范圍?！?Cr :1 (Tl3%Cr是形成鈍化被膜，確保耐腐蝕性，特別是確保焊接熱影響部的耐腐蝕性方面所必須的元素，為了得到該效果，需要含有10%以上。另一方面，如果含有Cr大于13%，則不僅成本上升，在焊接部也難以在高溫下確保足夠的奧氏體相，難以得到焊接后的焊接熱影響部所需要的分率的馬氏體組織。其結(jié)果，導(dǎo)致焊接熱影響部的耐晶間腐蝕性的下降。因此，使Cr含量為10 13%的范圍。優(yōu)選為10. 5 12. 5%?！?Ni 0. 5 I. 0%出于確保強(qiáng)度和韌性的目的，含有O. 5%以上的Ni。另一方面，Ni為高價(jià)的元素，從經(jīng)濟(jì)性的觀點(diǎn)出發(fā)，將其上限設(shè)為I. 0%。應(yīng)予說(shuō)明，Ni與Mn同樣地是高溫下的奧氏體穩(wěn)定化元素，在將焊接熱影響部的微觀組織控制成具有所希望的體積率的馬氏體組織的方面是有用的，但本發(fā)明中，其效果能夠通過(guò)添加Mn而充分得到，因此Ni的含量?jī)?yōu)選為O. 5^1. 0%的范圍。更優(yōu)選為O. 6(Tl.0%的范圍。進(jìn)一步優(yōu)選為O. 6(Γ0. 90%的范圍。 · Ti 4X (C + N) 0.3%Ti為本發(fā)明中用于得到優(yōu)異的焊接部耐腐蝕性重要的元素，特別是為了提高焊接熱影響部的耐晶間腐蝕性所必須的元素。Ti將鋼中的C、N作為T(mén)i的碳化物、氮化物或碳氮化合物(以后，將碳化物、氮化物、碳氮化合物這3種進(jìn)行通稱(chēng)，記為碳氮化合物等)析出固定，具有抑制Cr的碳氮化合物等的生成的效果。本發(fā)明中，鋼板的焊接熱影響部具有由鐵素體和馬氏體構(gòu)成的組織，而從耐腐蝕性這一角度出發(fā)，在冷卻中伴隨碳氮化合物等的析出的鐵素體相部分上，耐腐蝕性的下降將成為問(wèn)題。本發(fā)明的鋼板中，通過(guò)含有Ti來(lái)解決在焊接時(shí)的焊接熱影響部上Cr的碳氮化合物等析出，由此在晶粒邊界附近發(fā)生Cr缺失,特別是在鐵素體相部分耐晶間腐蝕性下降的問(wèn)題。為了發(fā)揮這樣的效果，需要將Ti的含量設(shè)為4X (C + N)以上(其中，C、N表示這些元素的含量(質(zhì)量％))。另一方面，超過(guò)O. 3%而大量含有則其效果不僅飽和，在鋼中還析出大量Ti的碳氮化合物等，導(dǎo)致韌性變差。因此，Ti的含量設(shè)為4X (C + N廣O. 3%。更優(yōu)選為O. 18(Γ0. 230%的范圍，有效的是以使Ti的含量同時(shí)滿(mǎn)足4Χ (C + N)以上的方式減少C、N。本發(fā)明中，為了生產(chǎn)率(合格率)、制造性，尤其是為了抑制鋼坯階段產(chǎn)生的裂紋和因夾雜物而產(chǎn)生的結(jié)疤(表面缺陷)，重要的是按如下減小V、Ca、O。· V :0.05% 以下V大多作為Cr原料等的雜質(zhì)而被含有，有時(shí)是非原意地含有，但尤其為了抑制鋼坯階段的裂紋的發(fā)生，必須嚴(yán)格限定其含量。從上述觀點(diǎn)出發(fā)，需要將V的含量設(shè)為O. 05%以下。優(yōu)選的范圍為O. 03%以下，進(jìn)一步優(yōu)選的范圍為小于O. 03%。通過(guò)使含量為O. 01%以下，能夠得到更好的裂紋抑制效果，但由于需要進(jìn)行原料的篩選，因此經(jīng)濟(jì)上不利?！?Ca :0· 0030% 以下Ca是生成低熔點(diǎn)的夾雜物，特別是會(huì)成為因夾雜物引起的表面缺陷的原因。因此，本發(fā)明中需要嚴(yán)格限定其含量，將其上限設(shè)為O. 0030%。Ca含量越低越優(yōu)選，優(yōu)選為O. 0010%、進(jìn)一步優(yōu)選為O. 0002%以下，但需要進(jìn)行原料篩選，因此經(jīng)濟(jì)上不利?！?O :0· 0080% 以下為了抑制氧化物系夾雜物的生成，確保高生產(chǎn)率，需要降低O的含量，將其上限設(shè)為O. 0080%O優(yōu)選為O. 0060%以下。而且，本發(fā)明中，通過(guò)使以下所示的F值、FFV值設(shè)為適當(dāng)?shù)姆秶?，大幅改善耐腐蝕性、生產(chǎn)率。 F 值彡 11F值以Cr + 2XSi + 4XTi-2XNi-Mn_30X (C + N)表示(其中，各元素符號(hào)為這些元素的含量(質(zhì)量％))，是判斷焊接時(shí)的焊接熱影響部的微觀組織(microstructure)的參數(shù)，更詳細(xì)而言是判斷馬氏體組織的體積率(鐵素體組織的殘余率)的參數(shù)。在如焊接熱影響部這樣的曝露于高溫下的部位中，其一部分變態(tài)為奧氏體(austenite)(或一部分進(jìn)一步變態(tài)為δ鐵素體(delta ferrite)),該相在冷卻過(guò)程中變態(tài)為馬氏體。其比例受鐵素體穩(wěn)定化兀素(鐵素體生成兀素(ferrite formationelements))與奧氏體穩(wěn)定化兀素(奧氏體生成元素(austenite formationelements))的量的平衡的影響。表示上述F值的式中的系數(shù)為正的元素(Cr、Si、Ti)為鐵素體穩(wěn)定化元素,系數(shù)為負(fù)的元素(Ni, Mn, C, N)為奧氏體穩(wěn)定化元素。即，F(xiàn)值越大鐵素體組織越易殘留(鐵素體組織的體積率大，即馬氏體組織的體積率小)，越小鐵素體組織越難以殘留(鐵素體組織的體積率小，即，馬氏體組織的體積率大)。專(zhuān)利文獻(xiàn)5中，調(diào)查F值與焊接熱影響部的馬氏體組織的體積率的關(guān)系，通過(guò)硫酸-硫酸銅腐蝕試驗(yàn)進(jìn)一步評(píng)價(jià)焊接熱影響部附近的耐腐蝕性，從而實(shí)現(xiàn)成分的最優(yōu)化，而本發(fā)明中也與上述專(zhuān)利文獻(xiàn)5同樣地，為了實(shí)現(xiàn)焊接熱影響部的耐腐蝕性的提高，將上述F值設(shè)為11以下(馬氏體體積率40%以上)。優(yōu)選F值10. 5以下(馬氏體體積率60%以上)，進(jìn)一步優(yōu)選為10以下。應(yīng)予說(shuō)明，從焊接部的耐腐蝕性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選將F值的下限設(shè)為5. O以上。進(jìn)一步優(yōu)選的范圍為6. O以上。.FFV 值≤9. O·FFV 值以 Cr + 3XSi + 16ΧΤ + Mo + 2XAl_2XMn_4X (Ni + Cu)-40X (C +N)+ 20 X V表示(其中，各元素符號(hào)為這些元素的含量(質(zhì)量％)),是本發(fā)明中作為表示制造性的指標(biāo)新導(dǎo)出的值。該FFV值是考慮了熱軋中的相平衡的值，因此進(jìn)行上述的成分調(diào)整，特別是進(jìn)行Al的含有、V、Ca、O的上限的限定的基礎(chǔ)上，減小該值，從而能夠顯著減少因鋼坯階段的裂紋和夾雜物而引起的表面缺陷的產(chǎn)生。本發(fā)明的顯著特征是通過(guò)實(shí)現(xiàn)對(duì)F值設(shè)計(jì)時(shí)未考慮的Al量進(jìn)行考慮的新參數(shù)的最優(yōu)化，從而成功地大幅抑制了因表面缺陷的生成導(dǎo)致的成品率的下降。雖然FFV值的最優(yōu)化引起的制造性改善的機(jī)理尚未完全明確，但通過(guò)將FFV值設(shè)為9. O以下，從而能夠顯著改善制造性，因此將FFV值設(shè)為9. O以下。優(yōu)選為8. 5以下。應(yīng)予說(shuō)明，為了減小FFV值，有效的是減少Cr量，增加C、N量，這樣則有可能使耐腐蝕性下降。因此，優(yōu)選將FFV值的下限設(shè)為5.0以上。進(jìn)一步優(yōu)選的范圍為6.0以上。以熱軋板或熱軋退火板的狀態(tài)被使用的本發(fā)明鋼板中，為了減少表面缺陷，重要的是控制鋼坯階段的裂紋和夾雜物。表面缺陷的發(fā)生不僅使成品率大幅下降，裂紋、結(jié)疤這部分的表觀變差，還會(huì)成為銹產(chǎn)生的起點(diǎn)，因此作為產(chǎn)品出廠時(shí)必須切除對(duì)象部分。應(yīng)予說(shuō)明，上述FFV值的式中含有Mo、V、Cu，但也有鋼中不含有這些的情況，在不含有這些時(shí)，將其中的不含有的成分設(shè)為0%來(lái)計(jì)算FFV值。圖I表示FFV值與表面缺陷發(fā)生率的關(guān)系。對(duì)于缺陷的發(fā)生率而言，可知通過(guò)將相對(duì)于鋼卷全長(zhǎng)由缺陷發(fā)生的部分的長(zhǎng)度計(jì)算得到的FFV值設(shè)為9. O以下的適當(dāng)?shù)姆秶?，從而能夠顯著抑制表面缺陷的發(fā)生。本發(fā)明中，除上述成分以外，可以根據(jù)需要，在以下范圍含有Cu。.Cu :1.0% 以下Cu是提高耐腐蝕性的元素,特別是使縫隙腐蝕(crevice corrosion)減少的元素。因此，可在要求高耐腐蝕性的情況下添加。但是，如果含有大于1.0%，則熱加工性(hotworkabi I ity )下降,并且高溫下的相平衡被打破,在焊接熱影響部難以得到所希望的組織。因此，含有Cu的情況下，將其上限設(shè)為I. 0%。為了充分發(fā)揮提高耐腐蝕性效果，有效的是含有0. 3%以上。更優(yōu)選的范圍為0. 3 0. 5%?！?Mo :1.0% 以下Mo是提高耐腐蝕性的元素，特別是在要求高耐腐蝕性的情況下可添加。但是，如果含有大于1.0%，則冷加工性下降，并且引起熱軋下的表面粗糙化，表面品質(zhì)極端下降。因此，含有Mo的情況下，將其上限設(shè)為I. 0%。為了充分發(fā)揮耐腐蝕性，有效的是含有0. 03%以上。更優(yōu)選范圍為0. Γ1. 0%。本發(fā)明中，除了如上所述地通過(guò)含有I. 0%以下的Cu、Mo而改善耐腐蝕性，還可以根據(jù)以往的知識(shí)含有其他元素，例如通過(guò)含有0. 005%以下的B而改善延展性等，而在該情況下考慮高溫下的相平衡同樣重要。應(yīng)予說(shuō)明，Nb為強(qiáng)穩(wěn)定元素，與C、N結(jié)合而大幅破壞相平衡，因此本發(fā)明中不添加。應(yīng)予說(shuō)明，以上規(guī)定的元素以外的剩余部分為Fe和不可避免的雜質(zhì)。對(duì)于本發(fā)明的鋼板，為了實(shí)現(xiàn)提高焊接熱影響部的耐腐蝕性，通過(guò)將上述F值設(shè)為11以下，從而使焊接熱影響部的馬氏體體積率為40%以上。進(jìn)一步優(yōu)選將F值設(shè)為10. 5以下，由此使焊接熱影響部的馬氏體體積率成為60%以上。進(jìn)一步優(yōu)選為10以下，此時(shí)的馬氏體體積率為80%以上。另外，本發(fā)明的鋼板中，母材部以體積率計(jì)50%以上為鐵素體組織。剩余部分的組織，特別是在熱軋的原樣的狀態(tài)下，存在馬氏體相和殘余Y相，一部分含有碳氮化合物等的組織。特別是如后面所述的設(shè)為適當(dāng)?shù)慕M成范圍并在適當(dāng)?shù)耐嘶饤l件下實(shí)施熱軋板退火后的熱軋退火板的組織時(shí)以體積率計(jì)幾乎100%具有鐵素體相組織，加工性非常優(yōu)異。接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明的不銹鋼板的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的不銹鋼板的制造方法根據(jù)常規(guī)方法進(jìn)行即可，沒(méi)有特別限定，但作為可高效率制造的方法，推薦以下方法將熔煉成上述成分組成的鋼通過(guò)連續(xù)鑄造等而制成鋼坯后，制成熱軋鋼卷，根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行退火后，進(jìn)行除鱗(descaling)(噴丸(shotblasting)、酸洗(pickling)等),制成本發(fā)明的不銹鋼板。以下，進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。首先，利用轉(zhuǎn)爐(steel converter)或電爐(electric furnace)等通常使用的公知的熔煉爐對(duì)調(diào)整為本發(fā)明的成分組成的鋼水進(jìn)行熔煉，然后，利用真空脫氣(RH法)、VOD(Vacuum Oxygen Decarburization)法、AOD (Argon Oxygen Decarburization)法等公知的精煉方法進(jìn)行精煉，接著，利用連續(xù)鑄造法(continuous casting)或鑄錠-開(kāi)還法制成鋼坯(鋼素材)。從生產(chǎn)率及品質(zhì)的觀點(diǎn)出發(fā)，鑄造法優(yōu)選連續(xù)鑄造。另外，為了確保后述的利用熱粗軋的壓下率，優(yōu)選將鋼坯厚設(shè)為IOOmm以上。更優(yōu)選的范圍為200mm以上。
接著，將鋼坯加熱至110(Tl30(rC的溫度后，進(jìn)行熱軋制成熱軋鋼板。為了防止熱軋板的表面粗糙化(surface roughness resistance)和提高冷軋退火后的抗皺特性(anti-ridging property or ridging property),鋼還加熱溫度越高越優(yōu)選，但大于1300°C，則鋼坯下垂(slab sag)顯著，并且晶粒粗大化從而使熱軋板的韌性下降。另一方面，如果為小于1100°C的加熱溫度，則熱軋中的負(fù)載增高，熱軋中的表面粗糙化變得顯著，并且熱軋中的再結(jié)晶(recrystallization)變得不充分,熱軋板的韌性仍會(huì)下降。優(yōu)選熱粗軋的工序是在大于1000°C的溫度區(qū)域，將壓下率為30%以上的軋制至少進(jìn)行I次以上。通過(guò)在該強(qiáng)壓下進(jìn)行軋制，從而使鋼板的結(jié)晶組織細(xì)微化，提高韌性。熱粗軋后，根據(jù)常法(通常的熱精軋的條件)，進(jìn)行熱精軋。通過(guò)熱軋制造的板厚2. (Γ8. Omm左右的熱軋板可直接用作結(jié)構(gòu)材料，或者，不經(jīng)退火而進(jìn)行酸洗后用作結(jié)構(gòu)材料。對(duì)于熱軋板，可以在60(nooo°c的溫度下對(duì)熱軋板進(jìn)行退火之后實(shí)施酸洗。熱軋板的退火溫度如果小于600°c，則有時(shí)仍會(huì)殘留熱軋的原樣狀態(tài)下可能存在的馬氏體相、殘余Y相，鐵素體組織以體積率計(jì)將成為小于50%，無(wú)法獲得充分 的加工性。另一方面，如果大于1000°c，則晶粒的粗大化顯著，韌性下降。熱軋板的退火優(yōu)選通過(guò)所謂的箱內(nèi)退火(box annealing)在規(guī)定的60(Tl000°C的溫度下保持I小時(shí)以上。另外，如果退火溫度過(guò)高，則有時(shí)到達(dá)產(chǎn)生Y變態(tài)的溫度，因而不優(yōu)選。因此，需要將組成調(diào)整為適當(dāng)?shù)姆秶疫x擇對(duì)應(yīng)該組成的適當(dāng)?shù)臏囟确秶?。在本發(fā)明鋼的組成范圍中，大致設(shè)為60(T90(TC的退火溫度的情況下，以體積率計(jì)，幾乎100%成為鐵素體相，因而優(yōu)選該溫度范圍。本發(fā)明的不銹鋼板的焊接中，TIG焊接、MIG焊接為代表的電弧焊(arc welding)、縫焊(seam welding)、點(diǎn)焊(spot welding)等電阻焊接、激光焊接(laser welding)等通常的焊接方法均可使用。實(shí)施例利用轉(zhuǎn)爐-VOD-連續(xù)鑄造法將具有表I所示的成分組成的不銹鋼制成200mm厚的鋼坯。將這些鋼坯加熱至1180°C的溫度后，通過(guò)熱軋制成板厚5. Omm的卷材狀的熱軋板。熱軋結(jié)束溫度為900°C，熱軋后的卷繞溫度為700°C。對(duì)得到的熱軋鋼板在690°C進(jìn)行10小時(shí)的退火后，進(jìn)行噴丸及酸洗，除去鱗(氧化膜)。從這些除去了鱗后的鋼板中切出平板試樣(flat plate sample),組裝由下板和垂直板構(gòu)成的T型試驗(yàn)體,進(jìn)行兩側(cè)一層的角焊接(both sideone pass fillet welding)(氣體金屬電弧焊(gas metal arc welding),保護(hù)氣體(shielding gas):98 容量 ％Ar_2 容量％02，流量20升/分鐘)，制成三個(gè)角焊接試驗(yàn)片。焊接棒使用株式會(huì)社神戶(hù)制鋼所公司制MGS-309LS，熱輸入量為0.4 0.8kJ / mm的范圍。從這些角焊接試驗(yàn)片的角焊接部采取腐蝕試驗(yàn)片，進(jìn)行硫酸-硫酸銅腐蝕試驗(yàn)(基于 ASTM A262practice E 以及 ASTM A763practice Z 的 Modified Strauss test、試驗(yàn)溶液為Cu / 6%CuS04 / 0. 5%H2S04，將端面研磨了的試驗(yàn)片在該沸騰液中浸潰20小時(shí))，觀察焊接熱影響部附近的腐蝕狀況。圖2是表示硫酸-硫酸銅腐蝕試驗(yàn)后的試驗(yàn)片截面的觀察例的光學(xué)顯微鏡照片。如該照片所示，對(duì)焊接熱影響部的評(píng)價(jià)如下，即，將能確認(rèn)到晶間腐蝕，進(jìn)而能看到非常深的坑狀的腐蝕的情況評(píng)價(jià)為C，能確認(rèn)到少許腐蝕的情況評(píng)價(jià)為B，在光學(xué)顯微鏡的觀察中沒(méi)有確認(rèn)到腐蝕的情況評(píng)價(jià)為A。另外，對(duì)熱軋退火板酸洗后的表面狀態(tài)在整個(gè)全長(zhǎng)上進(jìn)行了觀察。將相對(duì)于全長(zhǎng)的、能夠觀察到因鋼坯裂紋或夾雜物引起的表面缺陷的長(zhǎng)度的比例作為指標(biāo)，將發(fā)生缺陷的比例為3%以下評(píng)價(jià)為a，大于3%且小于等于30%評(píng)價(jià)為b，大于30%評(píng)價(jià)為C。將這些結(jié)果示于表2。其結(jié)果，在本發(fā)明的范圍內(nèi)的作為本發(fā)明例的No. 1 5、1(Γ13、15中，焊接部的耐腐蝕性良好，且表面狀態(tài)也極為良好。與此相對(duì)，在F值脫離本發(fā)明范圍的作為比較例的No. 9和14中，在焊接熱影響部的馬氏體生成量少，因此耐晶間 腐蝕性明顯差。另外，在Si高于本發(fā)明的范圍且Al低于本發(fā)明的范圍的作為比較例的No. 6以及FFV值脫離本發(fā)明的范圍的作為比較例的No. 7、8、9及14中，在熱軋退火后的表面觀察中，能大量觀察到鋼坯起因裂紋、夾雜物起因結(jié)疤。本發(fā)明鋼能夠以熱軋板或熱軋退火板的狀態(tài)使用，因此，結(jié)疤的產(chǎn)生會(huì)使成品率大幅下降。這是由于結(jié)疤部不僅使表觀變差，也會(huì)成為發(fā)生銹的起點(diǎn)，因此作為產(chǎn)品出廠時(shí)必須切除對(duì)象部分。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)用不銹鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，含有C 0. 0Γ0. 03%、N 0.ΟΓΟ. 03%、Si 0. 10 0· 40%,Mn 1. 5 2· 5%、Ρ 0. 04% 以下、S 0. 02% 以下、Al 0. 05 O. 15%、 Cr :1(Γ13%、Ni 0. 5 I. 0%、Ti 4Χ (C + N) O. 3%，其中，C、N表示這些元素的以質(zhì)量％計(jì)的含量，并且，限定為V 0. 05%以下、Ca 0. 0030%以下、O 0. 0080%以下，而且，以下式表示的F值和FFV值滿(mǎn)足F值< 11、FFV值< 9. 0，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；F 值=Cr + 2XSi + 4XTi-2XNi-Mn_30X (C + N)FFV值=Cr + 3XSi + 16XTi + Mo + 2ΧΑ1_2ΧΜη_4Χ (Ni + Cu)_40X (C + N)+ 20XV 其中，這些式中，各元素符號(hào)為這些元素的以質(zhì)量％計(jì)的含量。
2.—種結(jié)構(gòu)用不銹鋼板，其中，在權(quán)利要求I的成分的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計(jì)，還含有Cu 1.0%以下。
3.一種結(jié)構(gòu)用不銹鋼板，其中，在權(quán)利要求I或2的成分的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計(jì)，還含有 Mo 1. 0% 以下。
4.一種結(jié)構(gòu)用不銹鋼板的制造方法，其特征在于，將鋼坯加熱至110(Tl30(rC的溫度后，在超過(guò)1000°c的溫度區(qū)域進(jìn)行熱軋，或者，在進(jìn)行所述熱軋后，不對(duì)熱軋板進(jìn)行退火或在60(Ti00(rc的溫度下進(jìn)行退火之后實(shí)施酸洗，其中，所述熱軋包含至少進(jìn)行I次以上的壓下率為30%以上的軋制的熱粗軋，所述鋼坯具有以下組成，即，以質(zhì)量％計(jì)，含有C 0. ΟΓΟ. 03%, N 0. 0Γ0. 03%、Si O.10 0· 40%、Mn 1. 5 2· 5%、P 0. 04% 以下、S 0. 02% 以下、Al 0. 05 O. 15%、Cr :10 13%、Ni 0.5 I. 0%、Ti 4X (C + N) 0. 3%，其中，C、N表示這些元素的以質(zhì)量％計(jì)的含量，并且，限定為V 0. 05%以下、Ca :0· 0030%以下、O :0. 0080%以下，而且，以下式表示的F值和FFV值滿(mǎn)足F值< 11、FFV值< 9. 0，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；F 值=Cr + 2XSi + 4XTi-2XNi-Mn_30X (C + N)FFV值=Cr + 3XSi + 16XTi + Mo + 2ΧΑ1_2ΧΜη_4Χ (Ni + Cu)_40X (C + N)+ 20XV 其中，這些式中，各元素符號(hào)為這些元素的以質(zhì)量％計(jì)的含量。
5.一種結(jié)構(gòu)用不銹鋼板的制造方法，其中，在權(quán)利要求4的鋼坯的成分的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計(jì)，還含有Cu 1. 0%以下。
6.一種結(jié)構(gòu)用不銹鋼板的制造方法，其中，在權(quán)利要求4或5的鋼坯的成分的基礎(chǔ)上， 以質(zhì)量％計(jì)，還含有Mo 1.0%以下。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠低價(jià)且高效率地生產(chǎn)的、焊接部的耐腐蝕性?xún)?yōu)異的結(jié)構(gòu)用不銹鋼板及其制造方法。具體而言，以質(zhì)量%計(jì)含有C0.01～0.03%、N0.01～0.03%、Si0.01～0.40%、Mn1.5～2.5%、P0.04%以下、S0.02%以下、Al0.05～0.15%、Cr10～13%、Ni0.5～1.0%、Ti4×(C＋N)以上、0.3%以下，并且，限定為V0.05%以下、Ca0.0030%以下、O0.0080%以下，而且，以Cr＋2×Si＋4×Ti－2×Ni－Mn－30×(C＋N)表示的F值滿(mǎn)足11以下，以Cr＋3×Si＋16×Ti＋Mo＋2×Al－2×Mn－4×(Ni＋Cu)－40×(C＋N)＋20×V表示的FFV值滿(mǎn)足9.0以下，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
文檔編號(hào)C22C38/58GK102933732SQ20118002647
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者太田裕樹(shù), 藤田健一, 加藤康 申請(qǐng)人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社