CN104160056A - 耐海水不锈钢复合钢 - Google Patents

耐海水不锈钢复合钢 Download PDF

Info

Publication number
CN104160056A
CN104160056A CN201380012948.2A CN201380012948A CN104160056A CN 104160056 A CN104160056 A CN 104160056A CN 201380012948 A CN201380012948 A CN 201380012948A CN 104160056 A CN104160056 A CN 104160056A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stainless steel
steel
seawater
matrix material
clad steel
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
Application number
CN201380012948.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104160056B (zh
Inventor
矢泽好弘
岸庆一郎
橘俊一
星野俊幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp filed Critical NKK Corp
Publication of CN104160056A publication Critical patent/CN104160056A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104160056B publication Critical patent/CN104160056B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/011—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic all layers being formed of iron alloys or steels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0263—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
    • C25F3/02—Etching
    • C25F3/06—Etching of iron or steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12993—Surface feature [e.g., rough, mirror]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

本发明提供耐磨损性及耐海水点蚀性优良的耐海水不锈钢复合钢。一种耐海水不锈钢复合钢，其为以由Cr(质量％)+3.3Mo(质量％)+16N(质量％)表示的点蚀指数为35.0以上且表面的σ相面积率小于2.0％的不锈钢作为复合材料的不锈钢复合钢，其特征在于，基于JIS K7125(1999)对轧制方向及轧制直角方向测定的动摩擦系数均为0.05以下。

Description

耐海水不锈钢复合钢
技术领域
本发明涉及耐海水不锈钢复合钢，特别是涉及在以海洋结构物、造船、海水淡化设备为代表的各种用途中使用的耐磨损性和耐海水点蚀性优良的耐海水不锈钢复合钢。
背景技术
近年来，作为对产业设备和结构物的需求，志在耐久性、长寿命化以及免维修化，不锈钢作为符合这些需求的材料而受到关注。另一方面，作为不锈钢的主要原料的以Ni、Mo、Cr为代表的合金元素存在价格的上涨或价格的变动。因此，最近，作为代替整体(無垢)的不锈钢、可以利用不锈钢的优良的防锈性能并且价格稳定、廉价的经济性高的钢材，不锈钢复合钢受到关注。不锈钢复合钢是将作为复合材料的不锈钢与作为母材的普通钢材这两种性质不同的金属叠合而得到的钢材。复合钢通过将不同种金属进行金属学接合而得到，与镀覆不同，不必担心剥离，能够具有凭借单一金属和合金无法实现的新特性。
对于不锈钢复合钢而言，为了确保符合各使用环境的目的的防锈性能，针对各使用环境选择作为复合材料的不锈钢的种类，确保与整体材料(無垢材)(全厚不锈钢)同等的防锈性能。这样，不锈钢复合钢的不锈钢材料的使用量少也可以，并且能够确保与整体材料(全厚不锈钢)同等的防锈性能，因此具有能够兼顾经济性和功能性的优点。
根据以上内容，不锈钢复合钢被认为是非常有益的功能性钢材，近年来，其需求在各种产业领域中日益提高。
另一方面，不锈钢的钝化被膜容易被氯化物离子破坏，其腐蚀方式采用点蚀(Pitting Corrosion)或者缝隙腐蚀(Crevice Corrosion)的方式。因此，在以硫酸、氢氟酸等为代表的酸中的腐蚀方式呈现全面腐蚀，相对于此，在海水中作为局部腐蚀的起点的耐海水点蚀性成为重要的指标。因此，在以海水淡化设备、造船(FPSO：Floating Production，Storageand Offloading system)等为代表的海洋结构物、与海水接触的环境下使用不锈钢复合钢的情况下，要求能够耐受严酷的海水腐蚀环境的耐海水点蚀性。另外，也要求对冰、漂流的木材等漂流物的冲击的耐磨损性。
作为改善耐海水点蚀性的技术，在专利文献1中公开了如下技术：在制造以耐海水性优良的不锈钢作为复合材料、以碳钢作为母材的不锈钢复合钢管的方法中，规定固溶化热处理条件与母材碳钢的成分。但是，在专利文献1中，为了确保不锈钢复合钢管的各用途(例如海洋结构物等)所要求的耐腐蚀性以及耐海水点蚀性，必须按照各用途选择作为复合材料使用的不锈钢。即，只是公开了仅利用不锈钢的成分进行调节的方法，在不锈钢复合钢的情况下，难以对所有高级钢材和多种品种在提高对接合界面的完好性(接合性)的可靠性的同时保持母材和复合材料的性能(耐腐蚀性和机械特性)。
在专利文献2中公开了提供具有优良的耐海水点蚀性的耐海水腐蚀性奥氏体系不锈钢铸钢以及海水用泵的技术。具体而言，公开了如下技术：对于以重量％计含有C：0.08重量％以下、Si：0.5～1.5重量％、Mn：0.5～2重量％、P：0.04重量％以下、S：0.01重量％以下、Ni：8.0～9.5重量％、Cr：18～21重量％的奥氏体系不锈钢铸钢，通过使δ铁素体相为6体积％以上或者使洁净度为0.1％以下来实现。但是，在专利文献2中没有公开只是通过将钢的成分及第二相的析出量规定为预定范围内而使钢板的表面性状和耐磨损性充分的技术。另外，在用于铸钢的强度等方面不利，并且在该状态下不能作为复合钢的原料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4179133号公报
专利文献2：日本专利第3336820号公报
非专利文献
非专利文献1：(财)沿岸技术研究中心“海港钢结构物防腐蚀修补手册(港湾鋼構造物防食·補修マニュアル)2009年版p.132”
发明内容
发明所要解决的问题
不锈钢复合钢的耐腐蚀性能由作为复合材料的不锈钢的耐腐蚀性能决定。为了提高不锈钢的耐腐蚀性，进行了增加Cr、Mo这样的稀有合金元素的添加量而提高作为耐点蚀性指标的点蚀指数(Pitting Index)的合金设计。
另外，在复合钢的情况下，即使为相同组成的复合材料，也需要同时确保母材的强度和韧性以及复合材料的耐腐蚀性，因此，选择与整体材料不同的制造条件。因此，会产生无法完全抑制由于敏化引起严重的耐腐蚀性降低的σ相析出的问题。另外，需要将从钢中析出的σ相的面积率在能够制造的范围内尽可能降低。
但是，在以往的制造技术中，为了提高点蚀指数，必须增加Cr、Mo等昂贵的稀有合金元素的添加，为了降低σ相的面积率，需要实施急速加热、加速冷却等高度的热处理，产生制造中的负荷增加、制造性降低的问题。这些均导致复合材料的成本上升。
另外，在复合钢板的情况下，复合材料与母材的相容性(接合性等)在制造方面而言极其重要。该情况下，通过调节添加元素来控制点蚀指数、即耐腐蚀性时，不能避免高合金化，与耐腐蚀性的要求值对应的复合材料的种类被限定得较窄，母材的选择自由度也变窄。母材的选择自由度窄时，有时难以降低成本或者由于耐腐蚀性的要求值而不能进行制造。
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供耐磨损性及耐海水点蚀性优良的耐海水不锈钢复合钢。
用于解决问题的方法
发明人着眼于在造船或海洋结构物、特别是航行中的船舶的船体表面即不锈钢复合钢表面上具有流水，对是否能够提高不锈钢复合钢的耐腐蚀性以及制造自由度进行了研究。在不锈钢表面上具有流水的情况下，如果动摩擦系数小，则能够减少海盐粒子、藤壶等附着物，结果，能够抑制由附着物下的缝隙腐蚀引起的不锈钢的腐蚀，使耐腐蚀性提高。这样，通过控制动摩擦系数，即使点蚀指数、σ相面积率同等，也能够得到更高的耐腐蚀性。
另外，在实现与以往同等的耐腐蚀性时，能够使点蚀指数较低，能够使σ相面积率较高，因此，与耐腐蚀性要求值对应的复合材料的选择增多，进而母材的选择自由度提高。因此，能够实现成本下降和制造自由度的扩大。
另外，在船舶的情况下，如果摩擦阻力小，则还具有如下次生效果：以低能量即可实现相同的船速，能够节约燃料。
另外，本发明着眼于船舶航行中的流水而完成，但即使是处于静止状态的海洋结构物和海水淡化设备，如果摩擦系数小，也能够减少海盐粒子、藤壶等附着物，对抑制缝隙腐蚀有效，因此，具有提高耐腐蚀性的效果，进而使制造自由度扩大。
如上所述，本发明的要点在于，将动摩擦系数设定为一定值以下，并且控制点蚀指数及σ相面积率，得到耐磨损性及耐海水点蚀性优良的耐海水不锈钢复合钢。
具体而言，对以多个成分(钢组成)及多个历程完成从轧制至热处理的工序后的不锈钢复合钢实施各种表面精加工处理，对给耐海水点蚀性和耐磨损性带来影响的钢成分及表面性状进行了研究。而且，着眼于钢的成分、动摩擦系数、耐海水点蚀性进行了研究，结果发现，其是以点蚀指数(Pitting Index)为35.0以上且表面的σ相面积率小于2.0％的不锈钢作为复合材料的不锈钢复合钢，其中，不锈钢复合钢表面的基于JIS K 7125(1999)测定的轧制(长度)方向(μL)以及相对于轧制方向成直角的方向(C)的动摩擦系数(μC)均为0.05以下，可以得到在海水环境中优良的耐磨损性和耐海水点蚀性。
本发明是基于以上的见解完成的，其主旨如下所述。
[1]一种耐海水不锈钢复合钢，其为以由Cr(质量％)+3.3Mo(质量％)+16N(质量％)表示的点蚀指数(Pitting Index)为35.0以上且表面的σ相面积率小于2.0％的不锈钢作为复合材料的不锈钢复合钢，其特征在于，基于JIS K 7125对轧制方向及轧制直角方向测定的动摩擦系数均为0.05以下。
[2]如上述[1]所述的耐海水不锈钢复合钢，其特征在于，上述复合材料的基于JIS G 0551测定的晶粒度为6.0以上。
[3]如上述[1]或[2]所述的耐海水不锈钢复合钢，其特征在于，上述复合材料以质量％计含有B：0.0010～0.0050％。
[4]如上述[1]至[3]中任一项所述的耐海水点蚀性和耐磨损性优良的耐海水不锈钢复合钢，其特征在于，上述不锈钢复合钢通过如下步骤制造：将钢坯再加热温度设定为900℃～1100℃进行热轧后，以0.2℃/秒～20℃/秒的冷却速度进行冷却，省略正火处理。
[5]如上述[1]至[3]中任一项所述的耐海水点蚀性和耐磨损性优良的耐海水不锈钢复合钢，其特征在于，上述不锈钢复合钢通过如下步骤制造：将钢坯再加热温度设定为950℃～1150℃进行热轧后，在800～1000℃的加热温度下进行正火处理，然后，以1.0℃/秒～20℃/秒的冷却速度进行冷却。
发明效果
根据本发明，可得到耐海水点蚀性和耐磨损性优良的耐海水不锈钢复合钢。因此，可以适合在以海洋结构物和FPSO为代表的造船领域、以海水淡化装置为代表的要求耐海水点蚀性的用途中使用。
具体实施方式
以下，对本发明的不锈钢复合钢进行说明。
首先，对本发明的不锈钢复合钢的不锈钢(复合材料)进行说明。
作为本发明的复合材料即不锈钢，其特征在于，非专利文献1中记载的由Cr(质量％)+3.3Mo(质量％)+16N(质量％)表示的点蚀指数为35.0以上。为了在海洋结构物和造船用途中以无涂装的形式使用不锈钢，需要在海水环境中具有充分的耐海水点蚀性。对于点蚀指数小于35.0的不锈钢而言，在海水中、特别是在附着有藤壶等时产生的缝隙部，耐腐蚀性不充分。因此，在海水中产生点蚀，进而点蚀生长。其结果，耐海水点蚀性变差。因此，即使控制后述的表面的动摩擦系数，也不能得到充分的耐海水点蚀性。本发明中，点蚀指数为35.0以上，优选为36.0以上。另外，作为上限值，为52.0以下。
本发明的特征在于，不锈钢的表面的σ(sigma)相面积率小于2.0％。σ相为以Fe、Cr、Mo作为主要成分的金属间化合物。对于含有大量Cr、Mo的不锈钢而言，已知通常在600℃～900℃的温度范围内析出σ相，在750℃附近最容易析出σ相。在实际的制造工序中，在钢坯加热～热轧～冷却～正火热处理的过程中，达到上述温度范围时析出σ相。σ相与母相相比，有助于提高不锈钢的耐腐蚀性的Mo、Cr含量高，在σ相周围形成Mo、Cr缺乏相的敏化的敏感性提高，并且母相中的有效Mo、Cr量相对降低。因此，σ相成为耐海水点蚀性降低的原因。优选σ相尽可能降低(优选完全抑制析出)，但有时不可避免地析出。在该情况下，特别是沿晶界析出的σ相连续地连接，如果引起晶粒的脱落，则会引起严重的耐腐蚀性的降低。
因此，通过将σ相面积率规定为小于2.0％，能够得到充分的耐海水点蚀性。本发明中，σ相面积率优选为1.0％以下。需要说明的是，本发明中的σ相面积率通过如下方法求出：将钢材的表面切削0.3mm，然后，埋入树脂中，将表面研磨成镜面，用王水进行腐蚀后，以1000倍对5个50μm×50μm的视野进行SEM观察，对拍摄的照片进行图像处理。
另外，作为本发明的不锈钢复合钢的母材，可以使用碳钢、低合金钢。
本发明的特征在于，关于不锈钢复合钢的表面的动摩擦系数，基于JIS K 7125测定的轧制方向的动摩擦系数(μL)及轧制直角方向(C)的动摩擦系数(μC)均为0.05以下。不锈钢复合钢的表面的性状、即摩擦阻力对耐磨损性及耐海水点蚀性产生较大的影响。例如，对于碎冰船而言，如果船体与冰之间的摩擦阻力高，则在航行时受到的全部阻力增大，行驶性能降低。
另外，如果摩擦阻力高，则在海水浸渍中以海盐粒子、藤壶等为主的附着物容易附着在不锈钢复合钢的表面上，容易形成缝隙。而且，由于表面积增大，存在于晶界、晶粒内的可溶性析出部大量露出在表面上，作为点蚀的起点的脆弱部增多。考虑到提高耐海水点蚀性、减小摩擦阻力、排除附着物的方面而进行了研究，结果可知，对于不锈钢的表面的动摩擦系数，基于JIS K 7125测定的轧制方向(μL)及轧制直角方向(C)的动摩擦系数(μC)均为0.05以下，优选为0.04以下，由此，浸渍于海水时不锈钢复合钢表面的摩擦阻力减小，耐磨损性及耐海水点蚀性显著提高。
另外，在摩擦阻力具有各向异性的情况下，表面的性状根据方向不同而不同。另外，存在在特定的方向上摩擦阻力增大、必须考虑不锈钢复合钢的钢板的方向来使用的实用方面的问题。因此，着眼于动摩擦系数及其各向异性时，进一步优选使轧制方向(L)与轧制直角方向(C)的动摩擦系数之比(L/C)为0.50以上且2.0以下，进一步优选为0.60以上且1.7以下。
另外，关于复合材料的组织，如果晶粒小，则在相同体积内晶界长度延长，因此，在相同析出量的情况下，析出物在晶界上分散而不会连续地析出，具有减轻敏化的效果。因此，基于JISG0551测定的板面的结晶粒度编号为6.0以上是有效的。
关于复合材料的组成，优选为下述成分系统，但通过进一步添加0.0010～0.0050％的B，具有抑制σ相的晶界析出的效果，对敏化的减轻是有效的。
另外，关于复合材料的成分，可以优选使用下述成分范围的钢。
C：0.03％以下、Si：1.50％以下、Mn：2.0％以下、P：0.04％以下、S：0.03％以下、Cu：2.0％以下、Ni：17.0～25.0％、Cr：19.0～26.0％、Mo：3.0％～6.0％、N：0.10％～0.35％
需要说明的是，在添加B的情况下，B量为0.0010％以上时，发挥抑制σ相的晶界析出的效果，超过0.0050％时，发生硬质化，对接合性产生影响。因此，B量优选设定为0.0010～0.0050％的范围。更优选为0.0020～0.0040％的范围。
接着，对本发明的不锈钢复合钢的制造方法进行说明。
本发明的不锈钢复合钢在母材的单面或者双面上接合(复合)不锈钢作为复合材料。
作为复合材料及母材的制造方法，通过转炉、电炉、真空熔炼炉等公知的方法进行熔炼即可，可以通过连铸法或铸锭-开坯法制成钢原材(钢坯)。接着，可以将所得到的钢原材在通常使用的条件下依次进行热轧、热轧板退火(例如装箱退火)、酸洗的处理而制成热轧板。
关于复合材料及母材的接合方法，没有特别限定，可以列举例如：轧制法、爆炸法、重叠(堆焊)等。
在复合材料及母材的接合后，进行热轧，接着，根据需要进行正火(正火热处理)。本发明中，也可以省略该正火。通常，进行正火时，容易析出导致耐海水点蚀性降低的σ相。通过省略该正火，能够防止σ相的析出。但是，如果省略正火，则对于母材而言无法得到充分的强度和韧性。另外，本发明中，在省略正火的情况下，优选将钢坯再加热温度设定为900℃～1100℃，将热轧后所得到的接合的复合材料及母材以0.2℃/秒以上且20℃/秒以下的速度进行冷却。通过在这样的条件下进行热轧，能够得到充分的强度和韧性，因此，能够制造耐磨损性和耐海水点蚀性优良的不锈钢复合钢。另外，作为其他条件，优选为总轧制比3以上、CR率30％以上、冷却开始温度约850℃、冷却停止温度约600℃的条件。
另外，本发明中，在进行正火而不将其省略的情况下，优选将钢坯再加热温度设定为950℃～1150℃进行热轧，此时，正火的加热温度优选为800～1000℃。另外，优选将在正火后接合的复合材料及母材以1.0℃/秒～20℃/秒的冷却速度进行冷却。在进行正火的情况下，通过以上述方式控制热轧及冷却速度，能够抑制由正火引起的σ相的析出。其结果，能够制造耐磨损性和耐海水点蚀性优良的不锈钢复合钢。
接着，以使所得到的不锈钢复合钢的表面的动摩擦系数为0.05以下的方式对复合材料的表面性状进行处理。
具体而言，除了作为机械处理的磨石研磨、砂带研磨之外，从除去表面的夹杂物和强化钝化被膜的观点出发，优选将利用鲁兹纳(Ruthner)法(利用20％硫酸钠溶液或硝酸钠溶液的电解处理)或者在10～30％硝酸中的电解处理的化学处理复合进行。
需要说明的是，为了实现0.05以下的动摩擦系数，也可以为如下方法。即，在下述的方法中，在机械处理的基础上根据需要组合化学处理，由此，能够控制表面性状，使表面的特性在预定的范围内。作为机械处理，可以列举通常的砂带研磨、磨石研磨等，也可以将这些现有的各种表面研磨方法组合来进行。通过组合这些方法，能够将表面的粗糙度抑制得较低。另外，从除去表面的夹杂物和强化钝化被膜的观点出发，优选进行化学处理。作为化学处理方法，没有特别限定，优选为在硝酸、氟硝酸、硫酸、盐酸中的酸洗处理、或者在这些酸溶液中或中性盐溶液中的电解处理(例如，鲁兹纳法：20％硫酸钠溶液或硝酸钠)。
另外，例如，对于不锈钢的表面，利用例如#80(#60～#240)#240(#120～#400)沿长度方向进行多道次的砂带研磨，接着，利用例如#240(#120～#400)#600(#400～#800)沿长度直角方向进行多道次的砂带研磨，然后，将30％(20～35％)硝酸(室温)以1L/分钟(200ml～10L/分钟)喷雾到不锈钢的表面上20秒(5秒～10分钟)，水洗，即使进行钝化处理，也可以得到预定的特性。
通过经过以上的工序，可以得到本发明的耐海水不锈钢复合钢。另外，作为本发明的耐海水不锈钢复合钢，也包括热轧钢板、热轧处理后实施正火热处理而得到的钢板中的任意一种，可得到同样的效果。
实施例1
以下，详细说明本发明。
作为复合材料，将表1所示成分组成的奥氏体系不锈钢1～12进行熔炼，制成钢坯。同样地，作为母材，将表1所示的成分组成的普通钢A、B进行熔炼，制成钢坯。接着，将这些得到的钢坯依次进行热轧、热轧板退火、酸洗的处理而制成热轧板，作为不锈钢复合钢的复合材料及母材。
接着，将复合材料(板厚15mm)和母材(板厚55mm)组装成宽度1890mm、长度2060mm的钢坯尺寸，在表2所示的条件下进行热轧，制造不锈钢复合钢(复合材料：板厚3mm、母材：板厚11mm、宽度2500mm、长度8000mm)。另外，对于所制造的不锈钢复合钢的一部分，在表3所示的条件下进行正火。
对于通过上述得到的不锈钢复合钢，以表面形成表4所示的粗糙度形状的方式进行砂带研磨。具体而言，使用#80、#240、#400进行砂带研磨。在研磨后，进一步进行以往公知的酸洗处理，由此减小表面的粗糙度。
表3
对通过以上方法得到的不锈钢复合钢测定动摩擦系数以及σ相面积率。另外，测定点蚀电位、CPT(临界点蚀温度)、CCT(临界缝隙腐蚀温度)，评价耐海水点蚀性。另外，进行强度以及夏比冲击试验，由所得到的夏比冲击值评价韧性。点蚀电位、动摩擦系数、σ相面积率、CPT、CCT、强度以及夏比冲击值的测定方法如下所述。
(1)点蚀电位
除了将试验温度设定为70℃以外，基于JIS G 0577测定点蚀电位。另外，本发明中，将电流密度达到100μA/cm2的电位表示为点蚀电位。本发明中，将400mV以上记作合格。
(2)动摩擦系数
基于JIS K 7125，在同一位置对轧制方向(L)和轧制直角方向(C)这两个方向测定动摩擦系数。在5个部位进行测定，求出轧制方向(L)和轧制直角方向(C)各自的平均值，作为轧制方向(L)和轧制直角方向(C)的动摩擦系数。另外，计算轧制方向(L)与轧制直角方向(C)的动摩擦系数之比，求出L/C。
(3)CPT(临界点蚀温度：Critical Pitting Temperature)
基于ASTM G 48(方法E)，在6％FeCl3+1％HCl溶液中以5℃的间隔进行浸渍试验。试验片尺寸为宽度20mm×长度50mm×板厚2.0mm。在各条件下进行浸渍试验3次，将产生的点蚀中的最大点蚀深度达到0.025mm的情况记作不合格。将3次的最大点蚀深度均小于0.025mm的情况记作合格，将结果达到合格的最高温度作为CPT(℃)。另外，CPT的合格值为40℃以上，优选为50℃以上。
(4)CCT(临界缝隙腐蚀温度：Critical Crevice Temperature)
与上述CPT(临界点蚀温度)同样地基于ASTM G 48记载的方法进行。在各条件下进行浸渍试验3次，将产生的点蚀中的最大点蚀深度达到0.025mm的情况记作不合格。将3次的最大点蚀深度均小于0.025mm的情况记作合格，将结果达到合格的最高温度作为CCT(℃)。另外，CCT的合格值为20℃以上，优选为30℃以上。
(5)σ相面积率
以1000倍对50μm×50μm的视野进行5个部位的SEM观察，对各自的照片进行图像处理，求出σ相的面积率，算出它们的平均值作为σ相面积率。
(6)强度
基于拉伸试验JIS G 3601进行拉伸试验，将强度490MPa以上记作合格。
(7)夏比冲击值
基于冲击试验JIS G 3106进行夏比冲击试验，求出夏比冲击值。将夏比冲击值试验中吸收能量在-40℃下为50J以上的情况记作合格。
将评价结果示于表4。可知，本发明例中，可得到耐海水点蚀性及耐磨损性优良的不锈钢复合钢。
表5中示出了结晶粒度对耐点蚀性的影响。关于表1记载的复合材料No.6、使用母材A的复合钢，使钢坯再加热温度及热轧条件进行各种变化，使钢中σ相析出量大致恒定，仅仅改变结晶粒径。粒度编号为6.0以上时，能够得到更加优良的耐腐蚀性。

Claims (5)

1.一种耐海水不锈钢复合钢，其为以由Cr(质量％)+3.3Mo(质量％)+16N(质量％)表示的点蚀指数为35.0以上且表面的σ相面积率小于2.0％的不锈钢作为复合材料的不锈钢复合钢，其特征在于，基于JIS K7125对轧制方向及轧制直角方向测定的动摩擦系数均为0.05以下。
2.如权利要求1所述的耐海水不锈钢复合钢，其特征在于，所述复合材料的基于JIS G 0551测定的晶粒度为6.0以上。
3.如权利要求1或2所述的耐海水不锈钢复合钢，其特征在于，所述复合材料以质量％计含有B：0.0010～0.0050％。
4.如权利要求1至3中任一项所述的耐海水不锈钢复合钢，其特征在于，所述不锈钢复合钢通过如下步骤制造：将钢坯再加热温度设定为900℃～1100℃进行热轧后，将所述热轧后的冷却速度设定为0.2℃/秒～20℃/秒进行冷却，省略正火处理。
5.如权利要求1至3中任一项所述的耐海水不锈钢复合钢，其特征在于，所述不锈钢复合钢通过如下步骤制造：将钢坯再加热温度设定为950℃～1150℃进行热轧后，在800～1000℃的加热温度下进行正火处理，然后，将所述正火处理后的冷却速度设定为1.0℃/秒～20℃/秒进行冷却。
CN201380012948.2A 2012-03-08 2013-03-07 耐海水不锈钢复合钢 Active CN104160056B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-051124 2012-03-08
JP2012051124 2012-03-08
JP2012-269163 2012-12-10
JP2012269163 2012-12-10
PCT/JP2013/001460 WO2013132863A1 (ja) 2012-03-08 2013-03-07 耐海水ステンレスクラッド鋼

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104160056A true CN104160056A (zh) 2014-11-19
CN104160056B CN104160056B (zh) 2017-03-08

Family

ID=49116355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380012948.2A Active CN104160056B (zh) 2012-03-08 2013-03-07 耐海水不锈钢复合钢

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20150030883A1 (zh)
EP (1) EP2824211B1 (zh)
JP (1) JP5842993B2 (zh)
KR (1) KR101686721B1 (zh)
CN (1) CN104160056B (zh)
WO (1) WO2013132863A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106956478A (zh) * 2017-03-24 2017-07-18 桥运精密部件（苏州）有限公司 一种不锈钢复合钢板
CN111918979A (zh) * 2018-03-30 2020-11-10 杰富意钢铁株式会社 双相不锈钢包层钢板和其制造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5807669B2 (ja) * 2012-12-05 2015-11-10 Ｊｆｅスチール株式会社 耐海水腐食性に優れたステンレスクラッド鋼板
JP6138209B2 (ja) * 2015-10-05 2017-05-31 日新製鋼株式会社 耐食性に優れたステンレス鋼管及びその製造方法
US20170350718A1 (en) * 2016-06-03 2017-12-07 Toyota Motor Sales, U.S.A., Inc. Information-attainment system based on monitoring an occupant
KR101957337B1 (ko) 2017-09-27 2019-03-12 이문희 부식 방지 패널 내부 밀착형 강관 및 부식 방지 패널 내부 밀착형 강관용 누수 확인홀 형성 장치
US11692252B2 (en) 2018-03-30 2023-07-04 Jfe Steel Corporation Duplex stainless clad steel plate and method of producing same
KR102514911B1 (ko) * 2019-03-29 2023-03-27 닛테츠 스테인레스 가부시키가이샤 클래드 강판 및 그 제조 방법
US20220126357A1 (en) * 2020-10-26 2022-04-28 Uwm Research Foundation, Inc. Materials, methods and techniques for surface alloying sand casted articles

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02254121A (ja) * 1989-03-28 1990-10-12 Nkk Corp 耐海水用クラッド鋼板の製造方法
EP0596121A1 (en) * 1991-05-28 1994-05-11 OHMI, Tadahiro Process for forming passive film on stainless steel, and stainless steel and gas- and liquid-contacting part
JP3828067B2 (ja) * 2002-11-08 2006-09-27 新日鐵住金ステンレス株式会社 冷間加工性が良好な高耐食オーステナイト系ステンレス鋼

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5812887B2 (ja) 1976-04-19 1983-03-10 旭化成株式会社 オレフイン重合用触媒
JPS5812887A (ja) * 1981-07-10 1983-01-25 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 耐氷用船舶及び海洋構造物
JPS62244910A (ja) * 1986-04-18 1987-10-26 Nippon Kokan Kk <Nkk> 氷海構造物
JPS6396281A (ja) * 1986-10-14 1988-04-27 Nippon Steel Corp 表面特性の優れたステンレス鋼板の製造法
JPS6418502A (en) * 1987-07-14 1989-01-23 Kawasaki Steel Co Manufacture of corrosion resistant austenitic stainless steel clad steel sheet containing mo
DE3742539A1 (de) 1987-12-16 1989-07-06 Thyssen Stahl Ag Verfahren zur herstellung von plattiertem warmband und danach hergestelltes plattiertes warmband
JPH02232344A (ja) * 1989-03-06 1990-09-14 Sumitomo Metal Ind Ltd 耐生物付着性に優れたステンレス鋼
JP2830034B2 (ja) * 1989-04-26 1998-12-02 日本鋼管株式会社 耐海水用クラッド鋼板の製造方法
JP2575946B2 (ja) 1990-11-09 1997-01-29 株式会社カイジョー ワイヤボンディング目標点の位置設定方法
JP3336820B2 (ja) 1995-07-25 2002-10-21 株式会社日立製作所 耐海水腐食性オーステナイト系ステンレス鋳鋼及び海水用ポンプ
JPH0953612A (ja) * 1995-08-15 1997-02-25 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 気体保持能を有する没水体表面の形成方法
JPH1017986A (ja) 1996-06-28 1998-01-20 Nippon Steel Corp パイプラインの耐外面ｓｃｃ特性に優れた鋼
JP2004043844A (ja) 2002-07-09 2004-02-12 Nippon Steel Corp 流体部品
JP4179133B2 (ja) 2003-10-29 2008-11-12 Ｊｆｅスチール株式会社 ステンレスクラッド鋼管の製造方法
KR102004808B1 (ko) * 2017-11-06 2019-10-01 삼성전기주식회사 유전체 조성물 및 적층형 전자 부품

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02254121A (ja) * 1989-03-28 1990-10-12 Nkk Corp 耐海水用クラッド鋼板の製造方法
EP0596121A1 (en) * 1991-05-28 1994-05-11 OHMI, Tadahiro Process for forming passive film on stainless steel, and stainless steel and gas- and liquid-contacting part
JP3828067B2 (ja) * 2002-11-08 2006-09-27 新日鐵住金ステンレス株式会社 冷間加工性が良好な高耐食オーステナイト系ステンレス鋼

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106956478A (zh) * 2017-03-24 2017-07-18 桥运精密部件（苏州）有限公司 一种不锈钢复合钢板
CN111918979A (zh) * 2018-03-30 2020-11-10 杰富意钢铁株式会社 双相不锈钢包层钢板和其制造方法
US11891675B2 (en) 2018-03-30 2024-02-06 Jfe Steel Corporation Duplex stainless clad steel plate and method of producing same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140117620A (ko) 2014-10-07
US20150030883A1 (en) 2015-01-29
US20180298477A1 (en) 2018-10-18
CN104160056B (zh) 2017-03-08
EP2824211A1 (en) 2015-01-14
JP5842993B2 (ja) 2016-01-13
KR101686721B1 (ko) 2016-12-14
WO2013132863A1 (ja) 2013-09-12
EP2824211B1 (en) 2019-09-25
JPWO2013132863A1 (ja) 2015-07-30
US10774396B2 (en) 2020-09-15
EP2824211A4 (en) 2016-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104160056A (zh) 耐海水不锈钢复合钢
EP2930254B1 (en) Stainless steel-clad steel plate having exceptional corrosion resistance to seawater
CN101696476B (zh) 一种耐蚀多元铝青铜合金材料
CN102652181B (zh) 焊接变形较小且耐腐蚀性优良的钢板
CN102732799A (zh) 一种耐酸腐蚀的船体内底板用钢及其生产方法
JP5741763B2 (ja) ステンレスクラッド鋼
CN105518172B (zh) 耐盐酸和硫酸的复合腐蚀、具有优异耐磨性和表面质量的钢材以及制造该钢材的方法
JP5928175B2 (ja) 耐海水腐食性および低温靭性に優れたオーステナイト系ステンレスクラッド鋼の製造方法
CN109440017A (zh) 点焊性优异的高强度低比重钢板
JP5742239B2 (ja) 耐食性に優れたステンレスクラッド鋼
JP5609668B2 (ja) 耐海水孔食性に優れたステンレスクラッド鋼
CN111655889A (zh) 锚链用钢和锚链
WO2014181537A1 (ja) 溶接構造用鋼材
CN113549819B (zh) 一种耐海洋飞溅区腐蚀用高性能钢板及其生产方法
JP2014101555A (ja) 耐海水孔食性と美観に優れたステンレスクラッド鋼
JP7008873B2 (ja) ステンレス鋼板
CN115135797B (zh) 耐磨性和复合耐蚀性优异的钢板及其制造方法
CN102762756B (zh) 焊接变形小且耐腐蚀性优异的钢板
KR101125931B1 (ko) 강산 염수용액 내에서 전면부식 및 국부부식 저항성이 우수한 고인성 선박용 강재 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant