CN101341271A - 厚度为100mm以上的奥氏体系不锈钢轧制钢板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种厚度为100mm以上的奥氏体系不锈钢轧制钢板，其特征在于：以质量％计，含有C：0.08％以下，N：0.10％～0.22％，C+N：0.12％以上，Si：0.01％～2.0％，Mn：0.1％～2.0％，Cr：15％～27％，Ni：8％～20％，Mo：4％以下，Co：0.1％以下，Cu：0.1％～3％，Al：0.001％～0.10％，Ca：0.0005％～0.01％；δ铁素体量计算值(δcal：体积％)为－7％～4％，而且在厚度方向的任意部位，宽度方向及长度方向的延伸率为30％以上。

Description

厚度为100mm以上的奥氏体系不锈钢轧制钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种在150K以下可以使用的极低温用奥氏体系不锈钢轧制钢板，其用于核聚变反应堆的超导线圈用结构材料、以及LNG(液化天然气)用结构材料。特别涉及以前不能制造的厚度为100mm以上的轧制钢板。

背景技术

构成作为下一代能源而为人所期待的核聚变反应堆的超导线圈的结构材料在要求非磁性的同时，还要求在超导温度的极低温区域具有较高的强度特性。另外，由于可以想见超导线圈属大型装置，因而作为结构材料，壁厚较厚的厚板是不可缺少的。

以前，在该用途方面，正如特开昭60-13063号公报、特开昭61-5235 1号公报以及特开平2-57668号公报所公开的那样，一直使用的是尽量降低C、大量添加N以确保低温强度，并且使γ相稳定化的奥氏体系不锈钢。

在JIS G4304(2005)中，有热轧不锈钢钢板和钢带的规定，例如关于SUS316LN，规定屈服强度为245N/mm²以上，拉伸强度为550N/mm²，延伸率为40以上。

但是，对于厚度为100mm以上的钢板，要得到遍及整个断面满足该规格的轧制钢板，在制造工程上是很困难的。其原因在于：在轧制产品中，难以遍及整个断面得到微细的再结晶组织。

为确保强度和延伸率，必须遍及整个断面地将钢锭的铸造组织破碎，为在热处理后得到微细的再结晶组织，必须遍及整个断面导入加工应变，为此，尽可能地增大压缩比是有效的。

但是，在厚壁的产品中，由于轧机的制约，对轧制前基材的厚度存在限制，另外，压缩比也存在限制。

因此，产生不能导入加工应变的断面部位，特别是从板厚的1/4部位直到中心部位，由于很难导入加工应变，所以即使实施热处理，也会有铸造组织的残留，且铸造组织粗大化，从而产生强度和延伸率较低的部位。

在特开昭60-13063号公报中，公开了一种N、Mn较高的极低温结构用奥氏体系不锈钢，但并没有公开厚度为100mm以上的不锈钢。

在特开昭61-52351号公报中，公开了一种N、Mn、Al较高的极低温屈服强度及韧性优良的结构用奥氏体系不锈钢，但并没有公开厚度为100mm以上的不锈钢。

在特开平2-57668号公报中，公开了一种含有Nb、且Mn较高的耐再加热特性优良的极低温用奥氏体系不锈钢，但并没有公开厚度为100mm以上的不锈钢。

在特开平7-316653号公报中，公开了一种极低温特性优良的100mm以上的不锈钢厚板的制造方法，但并没有公开向不锈钢中添加Cu或Ti的内容。

另外，在上述公报中，虽然公开了一种为遍及整个断面得到均匀的整粒组织的加工热处理方法，但并没有公开通过凝固组织微细化进行的均质化的内容。

在特开平7-310120号公报中，公开了一种50mm厚度和100mm厚度的奥氏体系不锈钢厚板的热轧方法，但并没有公开不锈钢的成分组成。

在特开平8-104920号公报中，公开了一种高强度奥氏体不锈钢钢板(含Ti)的制造方法。在该不锈钢钢板中，Ti是为凝固组织的微细化、以及防止轧制时表面缺陷的发生而添加的。但是，在上述的制造方法中，省略了固溶化处理，而且在上述公报中，并没有公开厚度为100mm以上的不锈钢钢板。

在特开平11-131138号公报中，公开了一种97mm厚度的不锈钢极厚钢板的制造方法，其通过锻造，使其不在连续铸造铸坯的表面产生裂纹，并通过压接而使缩松缺陷消失。但在上述公报中，并没有公开厚度为100mm以上的不锈钢钢板和不锈钢钢板的成分组成。

作为以上的现有技术，虽然公开了在极低温下的屈服强度、韧性等机械性质优良的不锈钢，但关于100mm以上的极厚的轧制产品，并没有公开机械性质遍及整个断面优良的、100mm以上的极厚轧制产品及其制造方法。

锻造与轧制相比，因锻造机引起的对基料厚度的制约小于轧制机，从而可以增大压缩比，而且在板厚增加的方向也可以进行加工，所以即使是厚壁产品，也可以遍及整个断面导入加工应变，其结果是，容易使遍及整个断面获得微细的再结晶组织得以实现。

但是，如果全部只是用锻造进行精加工，则将导致成本上升和生产效率的降低。

发明内容

本发明的目的在于：针对核聚变反应堆的超导线圈用结构材料、以及LNG(液化天然气)用结构材料等在极低温使用的材料，特别针对100mm以上的极厚的不锈钢钢板，提供一种遍及整个断面具有优良机械性质的轧制产品以及获得该轧制产品的制造方法。

在大量添加有N、且在极低温具有高强度的奥氏体系不锈钢的轧制产品中，特别是在壁厚较厚的轧制产品中，从表层到板厚1/4～板厚3/4的部位是通过锻造和轧制难以导入加工应变的部位，从而难以在该部位确保强度和延性。

于是，本发明者详细研究了各种的合金，结果首先获得了如下的见解：即通过规定成分组成，即使在极低温下，也可以确保所需要的最低限度的强度和延性。

也就是说，为了遍及轧制钢板的整个板厚确保所需要的强度及延性，将对高强度有效的元素调整在适当的范围内；进而为了得到稳定且较高的效果，有效的方法是通过成分调整而进行凝固组织的微细化。

其次，还得到了如下的见解：即通过适当组合锻造和轧制工序，遍及整个断面使钢锭的铸造组织破碎，从而在整个断面导入热加工应变，则可以促进再结晶，并得到均匀的再结晶组织。

也就是说，通过锻造钢锭之后进行轧制，则即使对于100mm以上的极厚的不锈钢钢板，也可以制作遍及整个断面具有优良机械性质的轧制产品。

本发明是基于这些见解而完成的，其要点如下：

(1)一种厚度为100mm以上的奥氏体系不锈钢轧制钢板，其特征在于：以质量％计，含有C：0.08％以下，N：0.10％～0.22％，C+N：0.12％以上，Si：0.01％～2.0％，Mn：0.1％～2.0％，Cr：15％～27％，Ni：8％～20％，Mo：4％以下，Co：0.1％以下，Cu：0.1％～3％，Al：0.001％～0.10％，Ca：0.0005％～0.01％，余量为铁以及不可避免的杂质；按下述(I)式定义的δ铁素体量计算值(δcal：体积％)为-7％～4％，而且在厚度方向的任意部位，宽度方向及长度方向的延伸率为30％以上。

δcal(体积％)＝2.9×([Cr]+0.3[Si]+[Mo])-2.6×([Ni]+0.3×[Mn]+0.25×[Cu]+35×[C]+20×[N])-18    (I)

其中，[元素符号]表示元素的含量(质量％)，延伸率是在4K下测量的数值。

(2)根据(1)所述的厚度为100mm以上的奥氏体系不锈钢轧制钢板，其特征在于：以质量％计，还含有Ti：0.010％～0.030％。

(3)一种厚度为100mm以上的奥氏体系不锈钢轧制钢板的制造方法，其是制造(1)或(2)所述的厚度为100mm以上的奥氏体系不锈钢的方法，其特征在于：对于厚度为650mm以上的钢锭，将其以0.5以上的面积减少率进行锻造，接着以1.5以上的压缩比进行热轧，之后实施固溶化热处理。

在此，锻造的面积减少率(A)定义如下：

锻造前的钢锭断面积(厚度×宽度)：A₀

锻造后的钢锭断面积(厚度×宽度)：A₁

A＝(A₀-A₁)/A₀

另外，轧制压缩比(R)定义如下：

轧制前的铸坯厚度：B₀

轧制后的铸坯厚度：B₁

R＝B₀/B₁

(4)一种厚度为100mm以上的奥氏体系不锈钢轧制钢板的制造方法，其是制造(1)或(2)所述的厚度为100mm以上的奥氏体系不锈钢的方法，其特征在于：对于厚度为500mm以上的钢锭，交替地分别将在厚度减少的方向上面积减少率为0.3以上的锻造和在厚度增加的方向上面积减少率为0.15以上的锻造实施1次以上，接着以1.5以上的压缩比实施热轧，之后实施固溶化热处理。

在此，厚度减少、或增加方向上的锻造的面积减少率(C)定义如下：

第n次的锻造后的钢锭断面积(厚度×宽度)：C_n

第n-1次的锻造后的钢锭断面积(厚度×宽度)：C_n-1

C＝(C_n-1-C_n)/C_n-1

另外，轧制压缩比(R)定义如下：

轧制前的铸坯厚度：B₀

轧制后的铸坯厚度：B₁

R＝B₀/B₁

这里的锻造是使用压力机的自由锻造，但是，直至整个钢锭达到规定的断面形状为止，在钢锭的同一面及同一方向，往往分数次进行挤压。在此情况下，直至整个钢锭达到规定的断面形状为止，将在同一面及同一方向的通过挤压进行的一系列的压缩工序设定为1次锻造工序。

根据本发明，可以得到在极低温下的强度和延性较高、厚度为100mm以上的厚板。本发明的奥氏体系不锈钢轧制钢板可以适用于作为下一代能源而为人所期待的热核聚变反应堆(ITER)用超导线圈的结构材料。

另外，本发明的奥氏体系不锈钢钢板由于可以适用于超导设备的大型化、和LNG(液化天然气)用的结构件等，所以对于以将来的能源产业为首的各种产业领域，可以期待将做出较大的贡献。本发明具有很大的工业和社会效果。

具体实施方式

一直以来，虽然存在厚度为100mm以上的锻造产品，但不能得到轧制钢板。其原因在于：如果要得到在断面上均匀的结晶组织，则必须在整个断面导入应变并进行固溶化热处理，为此，必须尽可能增加钢坯厚度，并增大压缩比，但在轧制机上，对钢坯的厚度存在限制而不能进行制作。

如果为锻造工序，则可以增大钢坯厚度，但是，如果全部只是用锻造进行精加工，则将导致成本上升和生产效率的降低。

根据本发明，通过对规定了在提高强度方面有效的成分组成的钢锭在前半工序进行锻造、在后半工序进行轧制，便可以制作强度和延性优良的厚度为100mm以上的奥氏体系不锈钢轧制钢板。

但是，在从表层到板厚1/4～3/4的部位，由于往往残存粗大的凝固组织，从而该部位的延伸率较低，所以常常限制了整个断面的强度-延性平衡。

为此，本发明的特征在于：通过Ti的添加促进凝固组织的细微化、而且组合锻造-轧制工艺使产品的结晶组织遍及整个断面地微细化，由此谋求强度-延性平衡的提高。

下面说明本发明的限定条件。

C：如果大量地添加，则在极低温下的强度就提高，但是，在制造工序中，Cr碳氮化物大量析出，从而在极低温下的韧性劣化，因此，以0.08％为上限。

N：使奥氏体相稳定化，从而是用于确保在极低温下的强度非常有效的元素。但是，如果不足0.10％，则其效果较小，如果超过0.22％，则焊接性显著劣化，从而使焊接裂纹和气孔频发，所以将N含量设定为0.10～0.22％。

在极低温下的强度与钢中(C+N)的量相关，C+N越多，强度越高。关于C、N，由于分别规定了其含量范围，所以作为C+N，设定为0.12％以上。

Si：如果不足0.01％，则钢的清净度变得不良，韧性劣化，如果超过2.0％，则热加工性劣化，厚板的制造变得困难，所以将Si含量设定为0.01～2.0％。

Mn：如果不足0.1％，则钢的清净度也变得不良，如果超过2.0％，则热加工性劣化，所以将Mn含量设定为0.1～2.0％。

Cr：为确保部件加工时的耐蚀性，需要15％以上，但如果超过27％，则生成脆性的σ相，导致韧性劣化，所以将Cr含量设定为15～27％。

Ni：是使奥氏体相稳定化，且提高在极低温下的强度、韧性和延性的元素，但如果不足8％，则奥氏体相的稳定化效果并不充分，因而以8％为下限。但是，由于是非常昂贵的元素，所以从成本的角度考虑，以奥氏体稳定化效果达到饱和的20％作为上限。

为确保强度而添加的Mo，如果超过4％，则生成σ相等金属间化合物，不仅使极低温下的韧性劣化，而且大量的添加将导致成本的增大，因而将Mo含量设定为4％以下。此外，如果不足0.5％，则由于强度的提高效果减少，所以优选添加0.5％以上。

Co：在作为杂质元素混入的情况下，会有放射性，因而是有害的。为了降低放射性，将Co含量设定为0.1％以下。

Cu：由于是增加耐蚀性的元素，因而可以主动地添加。如果不足0.1％，则没有效果，如果超过3％，则会对热加工性产生阻碍，所以将Cu含量设定为0.1％～3％。

Al：是作为脱氧剂而改善钢的清净度的元素。但是，如果不足0.001％，则没有该效果，如果超过0.10％，则使热加工性劣化，所以将Al含量设定为0.001～0.10％。

以提高热加工性为目标而添加的Ca，如果不足0.0005％，则没有热加工性的提高效果，如果超过0.01％，则使清净度变得不良，所以将Ca含量设定为0.0005～0.01％。

Ti：是为了微细化凝固组织，更加稳定地提高强度和延伸率而添加的。如果不足0.010％，则没有添加效果，如果超过0.030％，则析出粗大的氮化物，从而导致韧性劣化，所以将Ti含量设定为0.010％～0.030％。

作为不可避免杂质而含有的S，是降低热加工性及韧性的元素，优选降低到0.003％以下。

作为不可避免杂质而含有的P，是对耐蚀性有害的元素，优选降低到0.040％以下。

下面将要说明的是将以下述(I)式定义的δ铁素体量计算值(δcal：体积％)设定为-7％～4％这一点。

δcal(体积％)＝2.9×([Cr]+0.3[Si]+[Mo])-2.6×[Ni]+0.3×[Mn]+0.25×[Cu]+35×[C]+20×[N])-18    (I)

其中，[元素符号]表示元素的含量(质量％)。

δcal是组合D.J.KOTECKI&T.A.SIEWERT的推荐式(Weld.J.，71(1992)，171s)、以及T.A.SIEWERT，C.N.McCOWAN&D.L.OLSON的推荐式(Weld.J.，67(1988)，289s)而得到的计算式，表示凝固组织中的δ铁素体量的比率。

实际的钢坯非常大，因此δ铁素体量的测量比较困难，所以根据在以小断面的钢锭为对象的实验中求出的计算式，推定出δ铁素体析出量。

本发明作为对象的大断面钢锭的δ铁素体量与按该计算式所预测的δ铁素体析出量相比，表现出-0、+8％左右的数值，这已在抽样检查中得到了确认。

如果凝固时出现δ铁素体，则对奥氏体凝固组织的微细化是有效果的，另外，如果δ铁素体在钢板中微细分散，则可以抑制加热中晶粒的粗大化。

如果δcal小于-7％，则上述效果就不会明显表现出来，如果超过4％，则不仅上述效果饱和，而且开始带有磁性，强度和延伸率等机械的特性发生劣化。因此，将δcal设定为-7％～4％。

钢板拉伸的方向有宽度方向、长度方向和厚度方向3个方向，但是，从实用性方面考虑，就宽度方向和长度方向的拉伸进行了规定。延伸率在直至常温以下4K的温度下，如果在厚度方向的任意的部位为30％以上，则在实用上不存在问题，因而设定为30％以上。

在需要更高加工性的部位，需要进一步的高延性，所以优选延伸率为40％以上。

关于本发明的制造方法，下面就以0.5以上的面积减少率对厚度为650mm以上的钢锭进行锻造，其次，以1.5以上的压缩比进行热轧，之后实施固溶化热处理的技术理由进行说明。

为使极厚材的断面组织均匀化，优选使用尽可能厚的钢锭，以增大压缩比。在本发明中，考虑到产品的厚度，将对象钢锭限定为厚度为650mm以上的钢锭。

另外，为破碎粗大的凝固组织，优选尽可能地增大可以局部地施加大的应变的锻造的面积减少率，另外，考虑轧机对板厚的制约、以及遍及整个断面在铸造组织中导入充分的加工应变，将面积减少率设定为0.5以上。

热轧是在锻造后的处理工艺中，直至得到产品厚度为止而实施的，但是，为尽可能地增大压缩比，并遍及整个断面导入应变，从而在固溶化热处理后得到均匀的再结晶组织，将热轧的压缩比设定为1.5以上。

实施固溶化热处理的目的是：通过使成分元素固溶化，并使金属组织和结晶粒度均匀化，从而在强度和延伸率等机械性质以及耐蚀性方面得到充分的特性值。固溶化热处理根据合金成分和制造工艺的不同，可以在920～1200℃进行，并从该温度进行急冷。

对于具有以上规定的成分组成、且厚度为650mm以上的钢锭，将其以0.5以上的面积减少率进行锻造，其次，以1.5以上的压缩比进行热轧，之后实施固溶化热处理，由此便可以制作一种厚度为100mm以上的奥氏体系不锈钢轧制钢板，其在厚度方向的任意的部位，宽度方向和长度方向的延伸率在30％以上。

下面就在本发明的制造方法中、增加在钢锭厚度增加的方向上以0.15以上的面积减少率进行锻造的工序的技术理由进行说明。

为使极厚材的断面组织均匀化，重要的是遍及整个断面导入加工应变，从而在固溶化热处理中得到再结晶组织。为此，有效的方法是：对上述的厚钢锭不仅沿厚度减少的方向进行锻造，而且增加在钢锭厚度增加的方向上进行锻造的工序，然后进行轧制。

在此，厚度减少、或者增加方向的锻造的面积减少率(C)定义如下：

第n次锻造后的钢锭断面积(厚度×宽度)：C_n

第n-1次锻造后的钢锭断面积(厚度×宽度)：C_n-1

C＝(C_n-1-C_n)/C_n-1

另外，轧制的压缩比(R)定义如下：

轧制前的钢坯厚度：B₀

轧制后的钢坯厚度：B₁

R＝B₀/B₁

每1次在厚度增加的方向上的锻造的面积减少率如果不足0.15，则效果较小，在0.15以上则可以得到均匀组织，所以面积减少率为0.15以上。另外，每1次在厚度减少的方向上的锻造的面积减少率只要在0.3以上就足够了。

对于厚度减少的方向上的锻造和厚度增加的方向上的锻造，无论从哪个方向的锻造开始都没关系。另外，只要交替地分别进行1次以上就足够了。例如，可以采用“增加的方向-减少的方向-增加的方向”、“减少的方向-增加的方向-减少的方向”等锻造方式。

通过从垂直于厚度方向的方向上进行锻造，可以从2个方向施加应变，增加滑移面，从而在整个断面中，遍及其它方向导入加工应变，所以一般认为在钢锭的厚度增加的方向上进行锻造的工序对均匀组织的形成具有明显的效果。

在此情况下，初期的钢锭的厚度也被减缓到500mm以上。另外，关于锻造后，以1.5以上的压缩比实施热轧，之后实施固溶化热处理这一点，也与上述的方法同样。

实施例

将表1及表4所示的钢铸造成钢锭，然后实施压缩比为1.5、2.0和2.5的锻造，接着实施压缩比为1.4～3.7的热轧，从而制造出厚度为1 00～250mm的厚板。表2和表3表示了表1所示的钢的制造条件和制造结果。

此外，表4所示的本发明钢No.1～13、比较钢No.1～11(权利要求1～3)的制造条件和制造结果如表5所示，表4所示的本发明钢No.14～18、比较钢No.12～13(权利要求4)的制造条件和制造结果如表6所示。

表1

表2

表3

首先，就表1～3所示的实施例进行说明。

采用加热到1100℃并进行水冷的方法，将以表2所示的制造条件实施过锻造和轧制的厚板进行固溶化热处理。

其后，进行在4K下的强度评价，其结果一并表示在表2和表3中。作为试验片，使用JIS Z 2201的14A号试验片(直径6mm、标点距离30mm、全长110mm)。

试验片是从产品板的长度方向的端部附近(相当于距离钢锭的上部100～200mm的部位)的宽度方向中央部(相当于钢锭的宽度方向中心的部位)开始，从产品表层(距离表面10mm的部位)、距表层1/4板厚的部位、距表层1/2板厚的部位、3/4板厚的部位、以及背面的表层这5个部位切出。另外，强度用拉伸试验进行评价。

关于具有代表性的本发明钢，其0.2％屈服强度、拉伸强度和延伸率如表2和表3所示。延伸率表示断面部位在厚板的宽度方向和长度方向的数值。

无论是哪一个本发明钢，0.2％屈服强度、拉伸强度和延伸率在1/4板厚～3/4板厚的部位最低，而不是表层为最低值。

这种现象与轧制钢板的铸造组织容易残留、且组织不均匀的部位是1/4板厚～3/4板厚的部位相对应。因此，在同一断面中，0.2％屈服强度、拉伸强度和延伸率的最低值处于1/4板厚～3/4板厚的范围。

根据以上结果，关于表4所示的钢，就整个实施例来说，0.2％屈服强度、拉伸强度和延伸率在相同断面的1/4板厚～3/4板厚的部位表现出最低值。

在表4所示的钢中，对于本发明钢No.1～13、比较钢No.1～11，根据表5所示的制造条件进行制造。

本发明钢No.14在轧制前的锻造工序中，在钢锭的宽度方向以0.25的面积减少率进行锻造，使厚度从730mm增加到900mm，其后，在厚度方向以0.6的面积减少率进行锻造，之后以1.8的压缩比进行轧制，从而制造出厚度为200mm的产品。

本发明钢No.15在轧制前的锻造工序中，在钢锭的长度方向以0.1 5的面积减少率进行锻造，使厚度从730mm增加到900mm，其后，在厚度方向以0.6的面积减少率进行锻造，之后以1.8的压缩比进行轧制，从而制造出厚度为200mm的产品。

本发明钢No.16在轧制前的锻造工序中，在钢锭的宽度方向以0.25的面积减少率进行锻造，使厚度从500mm增加到614mm，其后，在厚度方向以0.6的面积减少率进行锻造，之后以1.8的压缩比进行轧制，从而制造出厚度为137mm的产品。

本发明钢No.17在轧制前的锻造工序中，在钢锭的厚方向以0.30的面积减少率进行锻造，使厚度从730mm减少到510mm，其后，在宽度方向以0.15的面积减少率进行锻造，使厚度增加到600mm，之后在厚度方向以0.30的面积减少率进行锻造，使厚度减少到358mm，其后，以1.8的压缩比进行轧制，从而制造出厚度为200mm的产品。

本发明钢No.18在轧制前的锻造工序中，在钢锭的宽度方向以0.25的表面积减少率进行锻造，使厚度从500mm增大到614mm，其后在厚度方向以0.6的面积减少率进行锻造，使厚度减少到430mm，接着在宽度方向以0.25的面积减少率进行锻造，使厚度增加到471mm，之后在厚度方向以0.6的面积减少率进行锻造，将厚度减少到330mm，然后以1.8的压缩比进行轧制，从而制造出厚度为184mm的产品。

比较钢No.12为了与No.14比较因锻造面积减少率的不同而引起的强度差，在轧制前的锻造工序中，在钢锭的宽度方向以0.10的面积减少率进行锻造，使厚度从730mm增加到832mm，其后在厚度方向以0.57的面积滅少率进行锻造，使厚度减少到358mm，之后以1.8的压缩比进行轧制，从而制造出厚度为200mm的产品。

比较钢No.13为了与No.18比较因锻造面积减少率的不同而引起的强度差，在轧制前的锻造工序中，在钢锭的宽度方向以0.23的面积减少率进行锻造，使厚度从500mm增加到631mm，其后，在厚度方向以0.29的面积减少率进行锻造，使厚度减少到448mm，接着在宽度方向以0.13的面积减少率进行锻造，使厚度增加到502mm，之后在厚度方向以0.29的面积减少率进行锻造，将厚度减少到356mm，然后以1.8的压缩比进行轧制，从而制造出厚度为199mm的产品。

采用加热到1100℃并进行水冷的方法，将在以上制造条件下实施过锻造和轧制的厚板进行固溶化热处理。

其结果分别如表5、及表6所示。评价方法与表2和表3使用的评价方法相同。

在本发明钢中，确认了晶粒得以均匀地微细化，而且在4K下的强度较高，延伸率也较大。另一方面，在成分组成偏离本发明规定的范围的钢中，缺乏使晶粒均匀微细化的效果，而且残留有一部分粗大组织，所以即使能够得到高的强度，也不能得到高的延伸率。

另外，对于钢锭的厚度、锻造时的面积减少率、热轧的压缩比偏离本发明规定的范围的情况，也由于残留有一部分粗大晶粒组织，所以即使能够得到高的强度，也不能得到高的延伸率。

如上所述，根据本发明，可以得到在极低温下的强度及延性较高、且厚度为100mm以上的厚板。本发明的奥氏体系不锈钢钢板可以适用于作为下一代能源而为人所期待的热核聚变反应堆(ITER)用超导线圈的结构材料。

另外，本发明的奥氏体系不锈钢钢板由于可以适用于超导设备的大型化、和LNG(液化天然气)用的结构件等，所以对于以将来的能源产业为首的各种产业领域，可以期待将做出较大的贡献。本发明具有很大的工业和社会效果。

因此，本发明在产业上具有较大的应用可能性。

Claims (4)

1、一种厚度为100mm以上的奥氏体系不锈钢轧制钢板，其特征在于：以质量％计，含有

C：0.08％以下，

N：0.10％～0.22％，

C+N：0.12％以上，

Si：0.01％～2.0％，

Mn：0.1％～2.0％，

Cr：15％～27％，

Ni：8％～20％，

Mo：4％以下，

Co：0.1％以下，

Cu：0.1％～3％，

Al：0.001％～0.10％，

Ca：0.0005％～0.01％，

余量为铁以及不可避免的杂质；

按下述(I)式定义、且以体积％计的δ铁素体量计算值δcal为-7％～4％，而且

在厚度方向的任意部位，宽度方向及长度方向的延伸率为30％以上；

δcal(体积％)＝2.9×([Cr]+0.3[Si]+[Mo])-2.6×([Ni]+0.3×[Mn]+0.25×[Cu]+35×[C]+20×[N])-18(I)

其中，[元素符号]表示以质量％计的元素的含量，延伸率是在4K下测量的数值。

2、根据权利要求1所述的厚度为100mm以上的奥氏体系不锈钢轧制钢板，其特征在于：以质量％计，还含有Ti：0.010％～0.030％。

3、一种厚度为100mm以上的奥氏体系不锈钢轧制钢板的制造方法，其是制造权利要求1或2所述的厚度为100mm以上的奥氏体系不锈钢的方法，其特征在于：对于厚度为650mm以上的钢锭，将其以0.5以上的面积减少率进行锻造，接着以1.5以上的压缩比进行热轧，之后实施固溶化热处理；

在此，锻造的面积减少率A定义如下：

锻造前的钢锭断面积(厚度×宽度)：A₀

锻造后的钢锭断面积(厚度×宽度)：A₁

A＝(A₀-A₁)/A₀

另外，轧制压缩比R定义如下：

轧制前的铸坯厚度：B₀

轧制后的铸坯厚度：B₁

R＝B₀/B₁。

4、一种厚度为100mm以上的奥氏体系不锈钢轧制钢板的制造方法，其是制造权利要求1或2所述的厚度为100mm以上的奥氏体系不锈钢的方法，其特征在于：对于厚度为500mm以上的钢锭，交替地分别将在厚度减少的方向上面积减少率为0.3以上的锻造和在厚度增加的方向上面积减少率为0.15以上的锻造实施1次以上，接着以1.5以上的压缩比实施热轧，之后实施固溶化热处理；

在此，厚度减少、或增加方向上的锻造的面积减少率C定义如下：

第n次的锻造后的钢锭断面积(厚度×宽度)：C_n

第n-1次的锻造后的钢锭断面积(厚度×宽度)：C_n-1

C＝(C_n-1-C_n)/C_n-1

另外，轧制压缩比R定义如下：

轧制前的铸坯厚度：B₀

轧制后的铸坯厚度：B₁

R＝B₀/B₁。