CN111148854A

CN111148854A - 奥氏体系不锈钢及其制造方法

Info

Publication number: CN111148854A
Application number: CN201880061854.7A
Authority: CN
Inventors: 吉见敏彦; 石丸咏一朗
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Stainless Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Stainless Steel Corp
Priority date: 2018-01-12
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2020-05-12
Anticipated expiration: 2038-12-26
Also published as: JP6547011B1; WO2019138869A1; CN111148854B; JP2019123895A; KR20200047631A; KR102379904B1

Abstract

本发明提供一种奥氏体系不锈钢，该奥氏体系不锈钢具备钢和位于所述钢的表面的氧化皮膜，所述钢以质量％计含有C：0.100％以下、Si：3.00％以下、Mn：0.01～5.00％、P：0.100％以下、S：0.0050％以下、Ni：7.00～40.00％、Cr：17.00～28.00％、V：0.010～5.000％，剩余部分包括Fe和杂质；所述氧化皮膜是将氧化皮膜中的阳离子元素的总量设定为100％时、从最表层开始沿深度方向的V浓度的峰值为5.00原子％以上的膜。

Description

奥氏体系不锈钢及其制造方法

技术领域

本发明涉及奥氏体系不锈钢及其制造方法，更详细地讲，本发明涉及可在海洋环境、化学工厂等的腐蚀环境中使用的奥氏体系不锈钢及其制造方法。

本申请基于2018年1月12日提出的日本专利申请特愿2018-003523号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

奥氏体系不锈钢因具有优良的耐蚀性而作为海洋环境或化学工厂的构件使用。近年来，稀有金属的价格高涨，节省合金化且薄壁化的耐蚀性优良的不锈钢的需求旺盛。

此外，不锈钢的耐蚀性不仅受合金量的影响，而且还受表面皮膜(氧化皮膜)的影响。含较多Cr的奥氏体系不锈钢在通过热轧及退火而产生的氧化皮的正下方产生贫Cr层。在产生贫Cr层时，酸洗后露出的奥氏体系不锈钢的表面的Cr浓度低于钢材的平均Cr浓度。另外，酸洗后，在奥氏体系不锈钢上形成Cr浓度低的表面皮膜(氧化皮膜)，不能发挥本来的耐蚀性。

专利文献1中，记载了通过将830℃以下的热轧时的压下率规定为30％，进而以25℃/sec以上的冷却速度进行冷却，在650℃以下进行卷取而不使表面的Cr浓度下降的不锈钢的制造方法。可是，控制热轧条件关系到制造成本的增加。

专利文献2中，记载了通过添加与Fe离子的络合物生成常数比氢氟酸大的添加剂而提高溶解速度，从而能够溶解贫Cr层的酸洗剂。可是，在酸洗液中加入添加剂关系到制造成本的增加，而且使贫Cr层溶解关系到钢材成品率的下降。

专利文献3中，记载了通过用高浓度的盐酸进行酸洗而使贫Cr层溶解，从而使高速酸洗成为可能的方法。可是，使用高浓度的盐酸关系到制造成本的增加，而且使贫Cr层溶解关系到钢材成品率的下降。

这样一来，如果采用以往的技术制造奥氏体系不锈钢，则难确保适当的耐蚀性和制造性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3369570号公报

专利文献2：日本专利第2981417号公报

专利文献3：日本专利第2991829号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是为解决上述问题而提出的，目的是作为奥氏体系不锈钢提供一种不损害耐蚀性、制造性，且在退火、酸洗后耐蚀性也不降低的奥氏体系不锈钢。

用于解决课题的手段

为解决上述课题，本发明的一个方案涉及的奥氏体系不锈钢及其制造方法具有下述的主要条件。

(1)一种奥氏体系不锈钢，其特征在于，具备钢和位于所述钢的表面的氧化皮膜，

所述钢以质量％计，含有：

C：0.100％以下、

Si：3.00％以下、

Mn：0.01～5.00％、

P：0.100％以下、

S：0.0050％以下、

Ni：7.00～40.00％、

Cr：17.00～28.00％、

V：0.010～5.000％，

剩余部分包括Fe和杂质；

所述氧化皮膜是将氧化皮膜中的阳离子元素的总量设定为100％时，从最表层开始沿深度方向的V浓度的峰值为5.00原子％以上的膜。

(2)根据上述(1)所述的奥氏体系不锈钢，其特征在于，所述钢以质量％计含有选自Mo：10.00％以下、Cu：3.00％以下、W：2.000％以下、N：0.400％以下中的1种以上。

(3)根据上述(1)或(2)所述的奥氏体系不锈钢，其特征在于，所述钢以质量％计含有选自Ca：0.0002～0.0050％、B：0.0002～0.0050％、Mg：0.0002～0.0050％、REM：0.0010～0.1000％中的1种以上。

(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的奥氏体系不锈钢，其特征在于，所述钢以质量％计含有Al：3.000％以下。

(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的奥氏体系不锈钢，其特征在于，所述钢以质量％计含有选自Ti：0.001～0.400％、Nb：0.001～0.400％、Ta：0.001～0.500％、Zr：0.001～0.500％、Co：0.001～0.500％、Sn：0.001～0.500％、Sb：0.001～0.500％、Ga：0.001～0.500％中的1种以上。

(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的奥氏体系不锈钢，其特征在于，其在化学工厂、制盐设备、排烟脱硫装置、EGR冷却器、海洋结构体、水处理设备中使用。

(7)一种奥氏体系不锈钢的制造方法，其是上述(1)～(6)中任一项所述的奥氏体系不锈钢的制造方法，其特征在于，

在pH为6.0～7.5的0.05mol/L以上的Na₂SO₄水溶液中，在-0.35～-0.15V vs SHE的电解电位下，对酸洗后的钢进行10sec以上的电解处理，使从最表层开始沿深度方向的所述钢的氧化皮膜中的V浓度的峰值为5.00原子％以上。

发明效果

本发明的一方案涉及的奥氏体系不锈钢由于即使退火、酸洗后在露出的表面中存在贫Cr层，耐蚀性也不降低，所以能够解决以往难以兼顾制造性和耐蚀性的问题，从而提供耐蚀性优良的奥氏体系不锈钢。

附图说明

图1是表示从最表层开始沿深度方向的氧化皮膜中的V浓度峰值和ΔCPT的关系的图示。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式详细地进行说明。再者，只要不特别标注，本说明书中元素含量的％就意味为质量％。

本发明人对奥氏体系不锈钢的耐蚀性和表面皮膜(氧化皮膜)进行了潜心的研究，结果得到了以下的见解。

(1)通过在酸洗后于中性溶液中对添加了V的奥氏体系不锈钢进行电解，能够在表面皮膜(氧化皮膜)中使V浓化。

(2)即使在奥氏体系不锈钢的表面中存在贫Cr层，只要在表面皮膜(氧化皮膜)中使V浓化，就能够抑制耐蚀性的下降。

对本实施方式中的各成分元素的量的限定范围和其理由进行说明。

C：0.100％以下

C为确保不锈钢的耐蚀性而将C量限制在0.100％以下的含量。如果超过0.100％地含有C，则生成Cr碳化物而使耐蚀性劣化。从抑制Cr碳化物的生成的观点出发，C量的优选的范围是0.05％以下，更优选的范围是0.03％以下。可是，由于组织稳定性伴随着C量的下降而降低，所以C量优选为0.005％以上。

Si：3.00％以下

Si为了脱氧而优选以0.05％以上的量含有，但如果超过3.00％地含有Si，则促进σ相的析出。因此，将Si量的上限限定在3.00％以下。Si量在1.50％以下具有效果。Si量的优选的范围是1.50％以下，更优选的范围是0.80％以下。

Mn：0.01～5.00％

Mn作为脱氧材料含有0.01％以上。Mn量的下限优选为0.10％以上，更优选为0.25％以上。但是，如果超过5.00％地含有Mn，则耐蚀性劣化。因此，将Mn量的上限限定在5.00％以下。Mn量的上限的优选的范围是1.00％以下，更优选的范围是0.80％以下。

P：0.100％以下

P因使热加工性及韧性劣化而将P量限定在0.100％以下。P量的优选的范围是0.050％以下，更优选的范围是0.030％以下。可是，过度地降低P量招致精炼成本的上升，因此P量优选为0.010％以上。

S：0.0050％以下

S因使热加工性、韧性及耐蚀性劣化而将S量限制在0.0050％以下。S量的优选的范围是0.0050％以下，更优选的范围是0.0010％以下。可是，过度地降低S量招致原料成本及精炼成本的上升，所以S量优选为0.0002％以上。

Ni：7.00～40.00％

Ni具有对腐蚀产生时的腐蚀发展进行抑制，同时抑制σ相的析出的效果，但在Ni量低于7.00％时，不能得到良好的耐蚀性。如果Ni量超过40.00％，则耐蚀性的效果饱和。此外，增加Ni的使用量使钢板价格提高。因此，使Ni量在7.00～40.00％的范围是必要的。另外，如果Ni量少，则不能担保良好的耐蚀性。因此，Ni量的优选的下限为10.00％以上，Ni量的优选的上限为30.00％以下。此外，为了担保必要的良好的耐蚀性，同时抑制材料成本，Ni量的更优选的下限为17.00％以上，Ni量的更优选的上限为26.00％以下。

Cr：17.00～28.00％

在Cr量低于17.00％时，不能得到良好的耐蚀性，如果Cr量超过28.00％，则σ相的析出增多，从而使耐蚀性劣化。所以，使Cr量在17.00～28.00％的范围是必要的。另外，如果Cr量少，则不能担保良好的耐蚀性。因此，Cr量的优选的下限为20.00％以上，Cr量的优选的上限为27.00％以下。此外，为了担保必要的良好的耐蚀性，同时抑制材料成本，Cr量的更优选的下限为23.00％以上，Cr量的更优选的上限为26.00％以下。

V：0.010～5.000％

V具有改善耐蚀性、特别是改善氯化物环境下的耐点蚀性、耐间隙腐蚀性的效果，通过在表面的氧化皮膜中浓化而具有对退火及酸洗中产生的贫Cr层导致的耐蚀性下降进行补充的效果，是构成本实施方式的重要的元素。但是，如果以过度的量含有，则使加工性下降，而且提高耐蚀性的效果也饱和，所以将V量的下限设定为0.010％以上，将上限设定为5.000％以下。V量的优选的下限为0.040％以上，V量的优选的上限为3.000％以下。此外，V量的更优选的下限为0.070％以上，V量的更优选的上限为2.000％以下。V量根据需要最好为0.50％以下。为了表现出本实施方式的效果，V量也可以为0.25％以下。

在本实施方式中，除所述元素以外，为调整钢的诸特性，也可以含有以下的合金元素。

Mo、Cu、W、N是改善耐蚀性的元素，也可以根据其目的含有这些元素中的1种或2种以上。

Mo：10.00％以下

Mo的效果在Mo量为0.10％以上时表现出来，所以将Mo量的下限设定为0.10％以上。可是，如果过剩地含有Mo，则σ相的析出增多，同时热轧时的反作用力增高，从而制造性恶化。因此，使Mo量在0.10～10.00％是必要的。Mo量的优选的下限为1.50％以上，优选的上限为8.50％以下，更优选的下限为5.00％以上，更优选的上限为7.00％以下。

Cu：3.00％以下

Cu的效果从Cu量为0.10％时表现出来，所以将Cu量的下限设定为0.10％以上，但如果过剩地含有Cu，则铸造时容易发生裂纹。因此，使Cu量在0.10～3.00％是必要的。Cu量的优选的下限为0.30％以上。更优选的下限为0.60％以上。

W：2.000％以下

W的效果在W量为0.010％以上时表现出来，所以将W量的下限设定为0.010％以上。可是，如果过剩地含有W，则加工性下降。因此，使W量在0.010～2.000％是必要的。W量的优选的下限为0.030％以上，优选的上限为1.000％以下，更优选的下限为0.050％以上，更优选的上限为0.500％以下。

N：0.400％以下

N的效果在N量为0.100％以上时表现出来，所以将N量的下限设定为0.100％以上。可是，如果过剩地含有N，则铸造时发生气泡。因此，使N量在0.100～0.400％是必要的。N量的优选的下限为0.150％以上。更优选的下限为0.200％以上。优选的上限为0.300％以下。

Ca、B、Mg、REM是改善热加工性的元素，也可以根据其目的而含有这些元素中的1种或2种以上。也可以不含这些元素，不含时的下限为0％以上。

Ca：0.0002～0.0050％

Ca的效果在Ca量为0.0002％以上时表现出来，所以将Ca量的下限设定为0.0002％以上。但是，如果过剩地含有Ca，则相反热加工性下降，所以最好按以下确定Ca量的上下限。Ca量为0.0002～0.0050％。Ca量的优选的下限为0.0010％以上，优选的上限为0.0030％以下。

B：0.0002～0.0050％

B的效果在B量为0.0002％以上时表现出来，所以将B量的下限设定为0.0002％以上。但是，如果过剩地含有B，则相反热加工性下降，所以最好按以下确定B量的上下限。B量为0.0002～0.0050％。B量的优选的下限为0.0010％以上，优选的上限为0.0030％以下。

Mg：0.0002～0.0050％

Mg的效果在Mg量为0.0002％以上时表现出来，所以将Mg量的下限设定为0.0002％以上。但是，如果过剩地含有Mg，则相反热加工性下降，所以最好按以下确定Mg量的上下限。Mg量为0.0002～0.0050％。Mg量的优选的下限为0.0010％以上，优选的上限为0.0030％以下。

REM：0.0010～0.1000％

将REM量的下限设定为0.0010％以上。这里，所谓REM量，是后述的稀土类元素的合计量。但是，如果过剩地含有REM，则相反热加工性下降，所以最好按以下确定REM量的上下限。REM量为0.0010～0.1000％。REM量的优选的下限为0.0050％以上，优选的上限为0.0300％以下。

这里，REM(稀土类元素)按照通常的定义，指的是钪(Sc)、钇(Y)两元素和元素周期表中的从镧(La)到镥(Lu)的15种元素(镧族)的总称。这些元素可以单独含有，也可以以混合物的形式含有。

Al：3.000％以下

Al作为脱氧元素是有用的，以0.001％以上的量含有Al。可是，Al因使加工性劣化而不应大量含有，最好将Al量的上限限制在3.000％以下。Al量的优选的下限为0.005％以上，Al量的优选的上限为1.000％以下。此外，Al也可以不含有，不含时的下限为0％以上。

Ti、Nb、Ta、Zr、Co、Sn、Sb、Ga是提高耐蚀性的元素，也可以按以下的范围含有1种或2种以上。这些元素也可以不含有，不含时的下限为0％以上。

Ti：0.001～0.400％、Nb：0.001～0.400％、Ta：0.001～0.500％、Zr：0.001～0.500％、Co：0.001～0.500％、Sn：0.001～0.500％、Sb：0.001～0.500％、Ga：0.001～0.500％。

Ti及Nb具有以碳氮化物的形式固定C、N，抑制耐蚀性、特别是抑制晶间腐蚀的作用。因此，也可以含有Ti和Nb中的一方或双方，但是，即使含有过剩量的Ti、Nb，其效果也饱和，所以将Ti量、Nb量的各自的上限设定为0.400％。这里，只要Ti量和Nb量中的至少一方为0.001％以上，就可发挥效果。另外，作为Ti量、Nb量的适当的值，Ti量和Nb量的合计量为C量和N量的合计量的5倍以上且30倍以下。优选Ti量和Nb量的合计量为C量和N量的合计量的10倍以上且25倍以下。

Ta、Zr、Co、Sn、Sb是即使微量对于提高耐蚀性也有用的元素，也可以在不损害廉价性的范围内含有。在Ta、Zr、Co、Sn、Sb各自的量低于0.001％时，没有表现出提高耐蚀性的效果。如果Ta、Zr、Co、Sn、Sb各自的量超过0.500％，则成本上升显著，而且加工性也下降。因此，Ta、Zr、Co、Sn、Sb各自的量将0.001～0.500％作为适当范围。关于Ta、Zr、Co、Sn、Sb各自的量，优选的下限为0.010％以上，优选的上限为0.300％以下。

Ga是有助于提高耐蚀性及加工性的元素，可按0.001～0.500％的范围含有Ga。Ga量的优选的下限为0.015％以上，Ga量的优选的上限为0.300％以下。

在本实施方式的钢板中，上述元素以外的剩余部分包括Fe及不可避免的杂质，但除以上说明的各元素以外，也可在不损害本实施方式的效果的范围内含有。

接着，对本实施方式涉及的表面成分进行说明。

奥氏体系不锈钢的表面成分满足以下的主要条件(1)。

(1)将氧化皮膜中的阳离子元素的总量规定为100％时，从最表层开始沿深度方向的V浓度的峰值为5.00原子％以上。

认为退火、酸洗后耐点蚀性下降的理由如下。通过退火在氧化皮下的基体中产生贫Cr层，在通过酸洗未能将该贫Cr层除去时，酸洗后的表面Cr浓度低于钢的平均组成的Cr浓度，只形成与表面Cr浓度对应的Cr浓度的氧化皮膜。因此，可以认为耐点蚀性下降。本发明人对表面的氧化皮膜的组成和耐蚀性的关系进行了潜心的研究，弄清楚了通过在表面的氧化皮膜中使V浓化可提高不锈钢的耐蚀性。可以认为其原因在于：氧化皮膜中的V氧化物致密，具有与Cr氧化物同样的环境隔离性。要降低由退火、酸洗后产生的贫Cr导致的耐点蚀性的下降，有必要将氧化皮膜形成为在将氧化皮膜中的阳离子元素的总量设定为100％时，从最表层开始沿深度方向的V浓度峰值为5.00原子％以上的膜。详细地讲，在氧化皮膜的深度方向(厚度方向)的V的浓度分布中，将V浓度的最大值设定为5.00原子％以上。V浓度为在某一深度位置中用俄歇电子能谱法(AES：Auger Electron Spectroscopy)测定的相对于阳离子元素的总量的V量的比(阳离子分数)(原子％)。将氧化皮膜中的阳离子元素的总量设定为100％时，从最表层开始沿深度方向的V浓度峰值的优选的下限为7.00原子％以上，更优选的下限为10.00原子％以上。可是，氧化皮膜中的V的过度的浓缩关系到Cr量的下降，招致耐蚀性下降，所以V浓度的峰值优选为30.0原子％以下。

氧化皮膜中的V浓度峰值的测定方法如下。

将酸洗后的钢作为试样，在不对表面实施加工及化学处理的情况下，将该试样切断成可装入分析装置中的形状，采用AES(俄歇电子能谱分析装置)分析元素的量。一边在Ar气中从最表层开始对无处理的试样表面进行溅射，一边测定深度方向的元素的浓度分布。这里，所谓深度方向的元素的浓度分布，为通过将纵轴作为元素浓度，将横轴作为从最表层开始的深度而得到的曲线图。元素浓度为在某一深度位置中测定的相对于阳离子元素的总量的该元素的量的比(阳离子分数)(原子％)。所谓最表层(最表面)，是未进行溅射的氧化皮膜的表面。然后，分析贫Cr区的Cr浓度和氧化皮膜中的V浓度。这里，将贫Cr区规定为从最表层至Cr浓度达到母材的Cr量的值的位置的区域。将贫Cr区的最低Cr浓度规定为将阳离子元素的合计设定为100％时的Cr浓度的贫Cr区中最低的值。详细地讲，为深度方向的Cr浓度分布中的贫Cr区中的Cr浓度的最小值。此外，将氧化皮膜规定为从最表层至O(氧)的量达到峰值的半值的位置的区域。详细地讲，将从最表层至深度方向的O的浓度分布中的O量为峰值的半值的位置的区域规定为氧化皮膜。将V浓度的峰值规定为将阳离子元素的合计设定为100％时的V浓度的氧化皮膜中最高的值。详细地讲，为深度方向的V的浓度分布中的氧化皮膜的区域中的V浓度的最大值。这里，各元素的浓度按原子％(atomic％)进行计算。

接着，对本实施方式的奥氏体系不锈钢的制造方法进行说明。

本实施方式的奥氏体系不锈钢基本上可采用制造不锈钢的通常的工序进行制造。例如，用电炉形成具有上述化学组成的钢水，用AOD(Argon Oxygen Decarburization：氩氧脱碳)炉及VOD(Vacuum Arc Degassing：真空电弧加热脱气)炉等进行精练。然后，通过连续铸造法或铸锭法形成钢坯，接着实施热轧、热轧板的退火(固溶热处理)。在制造薄板(例如3mm左右的厚度的钢板)时，在上述的固溶热处理后实施冷轧，接着，再次实施退火(固溶热处理)及酸洗。由此制造薄板。再者，可适用本实施方式的钢只要是退火后实施了酸洗的钢材即可，不受板状钢材、线状钢材、管状钢材等的制约。在板状钢材时，也可以是热轧板、热轧退火板、冷轧板、冷轧退火板中的任一种。

接着，对酸洗后的钢材实施中性电解处理。对奥氏体系不锈钢的中性电解处理进行说明。

为了制造表面成分满足主要条件(1)的奥氏体系不锈钢，必须在V形成氧化物的特定的pH、电位下进行电解处理。例如，在虽为本实施方式的奥氏体系不锈钢的制造方法中的中性电解处理的pH范围即pH6.0～7.5，但在0.2V vs SHE(Standard Hydrogen Electrode：标准氢电极)的电解电位下进行电解时，由于在该电位-pH区域时V氧化物溶解，所以在氧化皮膜中V不会浓化。此外，在虽为本实施方式的奥氏体系不锈钢的制造方法中的中性电解处理的电位范围即-0.35～-0.15V vs SHE的电解电位，但在pH5.0下进行电解时，由于在该电位-pH区域时V氧化物溶解，所以在氧化皮膜中V不会浓化。因此，中性电解处理需要在氧化皮膜中形成V氧化物的pH6.0～7.5下，在-0.35～-0.15V vs SHE的电解电位下进行10sec以上的电解处理。再者，-0.35～-0.15V vs SHE，意味着相对于标准氢电极(SHE)的电位为-0.35～-0.15V。此外，如果作为电解质添加的硫酸钠(Na₂SO₄)的浓度较低，则因导电率不足而不能电解，所以中性电解处理中使用的电解液中的Na₂SO₄的浓度需要在0.05mol/L以上。可是，如果过度地提高Na₂SO₄的浓度，则在电解处理槽内产生局部的Na₂SO₄的析出，招致处理槽的劣化，所以Na₂SO₄的浓度优选为5.0mol/L以下。

由于电解液只要具有导电性即可，所以只要在上述的pH范围，也就可以使用其它水溶液。作为可用作电解液的水溶液的种类，例如可以列举出将NaNO₄、KNO₃、K₂SO₄等作为溶质的水溶液。如果采用NaCl等含有Cl的溶质，则电解中发生点蚀，所以不能采用。

本实施方式的奥氏体系不锈钢适合用于化学工厂、制盐设备、排烟脱硫装置、EGR冷却器、海洋结构体、水处理设备。

实施例

为了详细地确认本发明的效果，进行了以下实验。再者，本实施例表示本发明的一个实施例，本发明并不限定于以下的构成。

用真空感应熔炼炉熔炼、铸造具有表1～表5所示的化学成分的不锈钢。

接着，在1200℃实施均热处理，然后进行热锻造。接着热轧至板厚达到6mm，然后进行退火、酸洗。

接着，冷轧至板厚达到1mm，进而进行退火、酸洗。为了在表面皮膜(氧化皮膜)中使V浓化，按以下方法对得到的奥氏体系不锈钢进行中性电解处理。

按以下方法进行奥氏体系不锈钢的中性电解处理。

作为电解液，采用通过混合纯水和Na₂SO₄而调配的0.02～0.50mol/L的Na₂SO₄水溶液。这里所用的电解液由于只要具有导电性即可，所以只要在后述的pH范围，也就可以采用其它水溶液。作为能够用作电解液的水溶液的种类，例如可以列举出以NaNO₄、KNO₃、K₂SO₄等为溶质的水溶液。如果采用NaCl等含有Cl的溶质，则电解中发生点蚀，所以不能采用。采用H₂SO₄和NaOH等将电解液的pH调节至4.0～8.0。将电解电位设定为-0.40～-0.10V vs SHE，在常温下进行5～60sec的电解。

通过以上工序制成钢板。

接着，按以下方法进行特性试验。

(CPT测定)

为了评价钢板表面的耐蚀性，测定了发生点蚀的临界温度(CPT)。

在6％氯化铁水溶液中加入1％盐酸，制作出试验液。

试验中，准备研磨材(被研磨的钢材)和电解处理材这两种表面精加工材。研磨材通过进行600#金刚砂湿式研磨将最终制品的钢板的贫Cr区完全除去来制作。电解处理材通过只对最终制品的钢板的切断面进行600#金刚砂湿式研磨精加工来制作。再者，所谓600#金刚砂湿式研磨，是采用研磨剂的粒度号(粒度的种类)为600#的金刚砂砂纸进行湿式研磨。将该钢板在试验液中浸渍72h，将发生点蚀的最低温度作为CPT(发生点蚀的临界温度)。再者，试验温度以2℃为单位进行设定。将如此求出的研磨材的CPT作为研磨材CPT，将电解处理材的CPT作为电解处理材CPT，将用计算法从电解处理材CPT减去研磨材CPT所得的值作为ΔCPT。在ΔCPT为4℃以下时，判断为耐蚀性良好，在ΔCPT超过4℃时，判断为耐蚀性不足。

(氧化皮膜的分析)

为了调查中性电解处理后的表面皮膜的性状，对表面皮膜(氧化皮膜)进行了分析。

在不对表面实施加工及化学处理的情况下，将中性电解处理后的最终制品切断成可装入分析装置中的形状，采用AES(俄歇电子能谱分析装置)进行分析。一边在Ar气中从最表层对无处理的试样表面进行溅射，一边测定深度方向的元素的浓度分布。然后，分析贫Cr区的Cr浓度和氧化皮膜中的V浓度。这里，将贫Cr区规定为从最表层至Cr浓度达到母材的Cr量的值的位置的区域。将贫Cr区的最低Cr浓度规定为将阳离子元素的合计设定为100％时的Cr浓度的贫Cr区中最低的值。也就是说，将贫Cr区的最低Cr浓度规定为深度方向的Cr浓度分布中的贫Cr区中的Cr浓度的最小值。此外，将氧化皮膜规定为从最表层至O(氧)量达到峰值的半值的位置的区域。将V浓度的峰值规定为将阳离子元素的合计设定为100％时的V浓度的氧化皮膜中最高的值。也就是说，将V浓度的峰值规定为深度方向的V的浓度分布中的氧化皮膜的区域中的V浓度的最大值。这里，各元素的浓度按原子％(atomic％)进行计算。

表1～5及图1中示出CPT试验的结果。再者，所谓表中所述的钢中的平均Cr浓度(原子％)，是比氧化皮膜深的区域即母材钢中的Cr量。具体地讲，将从最表层至深度方向的O的浓度分布中的O量达到峰值的一半值的位置的深度作为氧化皮膜的厚度。将该氧化皮膜厚度的5倍的深度部位中的Cr浓度代表性地作为钢中的平均Cr浓度(原子％)。

由表1～8得知，本发明钢1～64由于从最表层开始沿深度方向的氧化皮膜中的V浓度的峰值为5.00原子％以上，所以ΔCPT都为4℃以下，示出良好的耐蚀性。

另一方面，由表9、10得知，比较钢4～12由于从最表层开始沿深度方向的氧化皮膜中的V浓度峰值低于5.00原子％，所以ΔCPT都超过4℃，耐蚀性不足。此外还得知：比较钢1～3尽管从最表层开始沿深度方向的氧化皮膜中的V浓度峰值为5.00原子％以上，但由于Mn量、S量、Cr量在本实施方式的范围外，所以ΔCPT超过4℃，耐蚀性不足。

再者，表1～10中示出的PRE是表示不锈钢板的耐点蚀性的一般的指标，是可从钢的平均组成按下式计算的值。

PRE＝{Cr}+3.3{Mo}+16{N}

这里，上述式中的大括号中的元素符号意味着钢板全体中的该元素的平均含量(质量％)。

工业上的可利用性

本实施方式的奥氏体系不锈钢在高盐分环境下可得到非常优良的耐间隙腐蚀性。因此，本实施方式的奥氏体系不锈钢适合用作海洋钢结构件用材料、海洋结构体内衬材用材料、排烟脱硫装置用材料、食品制造设备用材料、建筑外装材用材料、制盐设备用材料、温水储存用材料、化学工厂用材料、下水处理设备用材料、臭氧处理设备用材料、海水淡化设备用材料、海水泵用材料、汽车EGR(Exhaust Gas Recirculation：废气再循环)冷却器用材料。

Claims

1.一种奥氏体系不锈钢，其特征在于，具备钢和位于所述钢的表面的氧化皮膜，

所述钢以质量％计，含有：

C：0.100％以下、

Si：3.00％以下、

Mn：0.01～5.00％、

P：0.100％以下、

S：0.0050％以下、

Ni：7.00～40.00％、

Cr：17.00～28.00％、

V：0.010～5.000％，

剩余部分包括Fe和杂质；

所述氧化皮膜是将氧化皮膜中的阳离子元素的总量设定为100％时、从最表层开始沿深度方向的V浓度的峰值为5.00原子％以上的膜。

2.根据权利要求1所述的奥氏体系不锈钢，其特征在于，所述钢含有选自以下组中的1种以上，

第1组：

以质量％计，选自以下元素中的1种以上：

Mo：10.00％以下、

Cu：3.00％以下、

W：2.000％以下、

N：0.400％以下，

第2组：

以质量％计，选自以下元素中的1种以上：

Ca：0.0002～0.0050％、

B：0.0002～0.0050％、

Mg：0.0002～0.0050％、

REM：0.0010～0.1000％，

第3组：

以质量％计，为Al：3.000％以下，

第4组：

以质量％计，选自以下元素中的1种以上：

Ti：0.001～0.400％、

Nb：0.001～0.400％、

Ta：0.001～0.500％、

Zr：0.001～0.500％、

Co：0.001～0.500％、

Sn：0.001～0.500％、

Sb：0.001～0.500％、

Ga：0.001～0.500％。

3.根据权利要求1或2所述的奥氏体系不锈钢，其特征在于，其在化学工厂、制盐设备、排烟脱硫装置、EGR冷却器、海洋结构体、水处理设备中使用。

4.一种奥氏体系不锈钢的制造方法，其特征在于，其是权利要求1～3中任一项所述的奥氏体系不锈钢的制造方法，其中，

在pH为6.0～7.5的0.05mol/L以上的Na₂SO₄水溶液中，在-0.35～-0.15V vs SHE的电解电位下，对酸洗后的钢进行10秒以上的电解处理，使从最表层开始沿深度方向的所述钢的氧化皮膜中的V浓度的峰值为5.00原子％以上。