ES2768088T3 - Duplex stainless steel, duplex stainless steel sheet and duplex stainless steel material - Google Patents
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Abstract
Un acero inoxidable dúplex que consiste en, en % en masa: C: 0,03% o menos; Si: 0,05% a 1,0%; Mn: 0,1% a 7,0%; P: 0,05% o menos; S: 0,0001% a 0,0010%; Ni: 0,5% a 5,0%; Cr: 18,0% a 25,0%; N: 0,10% a 0,30%; Al: 0,05% o menos; Ca: 0,0010% a 0,0040%; Sn: 0,01% a 0,2%; opcionalmente uno o más seleccionados de Mo: 1,5% o menos, Cu: 0,3% a 2,0%, W: 0,05% a 1,0%, Co: 2,0% o menos, V: 0,05% a 0,5%, Nb: 0,01% a 0,20%, Ti: 0,003% a 0,05%, B: 0,0005% a 0,0050%, Mg: 0,0001% a 0,0030%, y REM: 0,005 a 0,10%; y siendo el resto Fe e impurezas inevitables, en donde una relación Ca/O de las cantidades de Ca y O está en un intervalo de 0,3 a 1,0, y un índice de picadura PI mostrado por la fórmula (1) está en un intervalo menor que 30, PI=Cr+3,3Mo+16N (1), en donde los símbolos químicos en la fórmula (1) indican las cantidades de los elementos.A duplex stainless steel consisting of, in mass%: C: 0.03% or less; Si: 0.05% to 1.0%; Mn: 0.1% to 7.0%; P: 0.05% or less; S: 0.0001% to 0.0010%; Ni: 0.5% to 5.0%; Cr: 18.0% to 25.0%; N: 0.10% to 0.30%; Al: 0.05% or less; Ca: 0.0010% to 0.0040%; Sn: 0.01% to 0.2%; optionally one or more selected from Mo: 1.5% or less, Cu: 0.3% to 2.0%, W: 0.05% to 1.0%, Co: 2.0% or less, V: 0.05% to 0.5%, Nb: 0.01% to 0.20%, Ti: 0.003% to 0.05%, B: 0.0005% to 0.0050%, Mg: 0.0001% at 0.0030%, and REM: 0.005 to 0.10%; and the remainder being Fe and unavoidable impurities, wherein a Ca / O ratio of the amounts of Ca and O is in a range of 0.3 to 1.0, and a pitting index PI shown by formula (1) is in a range less than 30, PI = Cr + 3,3Mo + 16N (1), where the chemical symbols in formula (1) indicate the amounts of the elements.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Acero inoxidable dúplex, plancha de acero inoxidable dúplex y material de acero inoxidable dúplexDuplex stainless steel, duplex stainless steel plate and duplex stainless steel material
Campo técnicoTechnical field
La presente invención se refiere a un acero inoxidable dúplex que contiene Sn económico. Además, la presente invención se refiere a un acero inoxidable dúplex barato que contiene una combinación de Cu y Sn y que es excelente en resistencia a la corrosión. En detalle, la presente invención se refiere a un acero inoxidable dúplex, una plancha de acero inoxidable dúplex (un acero colado de un acero inoxidable dúplex), y un material de acero inoxidable dúplex que pueden usarse en una unidad de desalación de agua de mar, tanque para un barco de transporte, diversos tipos de contenedores, o similares.The present invention relates to an inexpensive Sn containing duplex stainless steel. Furthermore, the present invention relates to a cheap duplex stainless steel containing a combination of Cu and Sn and which is excellent in corrosion resistance. In detail, the present invention relates to a duplex stainless steel, a duplex stainless steel sheet (a cast steel of a duplex stainless steel), and a duplex stainless steel material that can be used in a seawater desalination unit , tank for a transport ship, various types of containers, or the like.
Antecedentes de la técnicaBackground of the Art
Un acero inoxidable dúplex de uso general contiene una gran cantidad de Cr, Mo, Ni y N, y tiene una resistencia a la corrosión favorable. Sin embargo, como resultado de contener Mo y Ni, que son caros, el coste de aleación es alto y la capacidad de fabricación no es favorable. Como resultado, el precio del material de acero no es barato y el acero inoxidable dúplex no se usa ampliamente en lugar de acero inoxidable de grado 316 o acero inoxidable de grado 317. Aquí, el acero inoxidable dúplex de uso general al que se hace referencia en la presente invención indica acero inoxidable dúplex que tiene el índice de picadura PI (representado por la siguiente fórmula que es la suma de las cantidades de los elementos de aleación: PI=Cr+3,3Mo+16N) de aproximadamente 30 o más a menos que 40 (% en masa). A partir de las circunstancias descritas anteriormente, en tales aceros, se considera que hay una necesidad de aceros donde el coste de aleación sea más bajo que el de la técnica relacionada y los costes de fabricación sean económicos, y que tengan una capacidad de fabricación en caliente favorable a la vez que exhiban el mismo nivel de resistencia a la corrosión que el acero inoxidable dúplex de uso general de la técnica relacionada.A general purpose duplex stainless steel contains a high amount of Cr, Mo, Ni and N, and has favorable corrosion resistance. However, as a result of containing Mo and Ni, which are expensive, the cost of alloying is high and the manufacturing capacity is not favorable. As a result, the price of steel material is not cheap, and duplex stainless steel is not widely used in place of grade 316 stainless steel or grade 317 stainless steel. Here, the referenced general purpose duplex stainless steel in the present invention indicates duplex stainless steel having the PI pitting index (represented by the following formula which is the sum of the amounts of the alloying elements: PI = Cr + 3.3Mo + 16N) of about 30 or more at less than 40 (mass%). From the circumstances described above, in such steels, it is considered that there is a need for steels where the cost of alloying is lower than that of the related art and the manufacturing costs are inexpensive, and have a manufacturing capacity in hot favorable while exhibiting the same level of corrosion resistance as the related general purpose duplex stainless steel.
Por otra parte, recientemente, se ha desarrollado un acero inoxidable dúplex de tipo ahorrador en aleación en el que las cantidades de Cr, Ni, Mo y similares son reducidas. Aquí, el acero inoxidable dúplex de tipo ahorrador en aleación indica un acero inoxidable que exhibe una resistencia a la picadura equivalente a las de SUS 304 y 316L, y donde el índice de picadura (PI=Cr+3,3Mo+16N), que es indexado por las cantidades de los elementos de aleación, está aproximadamente en un intervalo menor que 30. En estos aceros donde las cantidades de elementos de aleación que son eficaces para la resistencia a la picadura y la resistencia a los ácidos están reducidas, es difícil obtener el mismo nivel de resistencia a la corrosión que el del acero inoxidable dúplex de uso general. Sin embargo, se considera que es posible desarrollar aceros mejorados usando elementos alternativos económicos.Furthermore, recently, an alloy saver type duplex stainless steel has been developed in which the amounts of Cr, Ni, Mo and the like are reduced. Here, the alloy saver type duplex stainless steel indicates a stainless steel that exhibits a pitting resistance equivalent to that of SUS 304 and 316L, and where the pitting index (PI = Cr + 3.3Mo + 16N), which it is indexed by the amounts of the alloying elements, it is approximately in a range less than 30. In these steels where the quantities of alloying elements that are effective for pitting resistance and acid resistance are low, it is difficult Obtain the same level of corrosion resistance as that of general-purpose duplex stainless steel. However, it is considered that it is possible to develop improved steels using inexpensive alternative elements.
Se han propuesto en la técnica relacionada diversos tipos de aceros inoxidables dúplex que contienen Sn. Por ejemplo, se describen aceros inoxidables dúplex que contienen 25% o más de Cr y contienen 0,01% a 0,1% de Sn como elemento seleccionado (véanse los Documentos de Patente 1 y 2 descritos más adelante). Además, se describen aceros inoxidables dúplex de tipo ahorrador en aleación que contienen 1% o menos o 0,1% de Sn (véanse los Documentos de Patente 3 y 4 descritos más adelante). En los Documentos de Patente, un objeto es mejorar la resistencia a la corrosión por medio de la cantidad de Sn; sin embargo, la relación entre la capacidad de fabricación en caliente del material de acero y la cantidad de Sn no se investigó.Various types of Sn containing duplex stainless steels have been proposed in the related art. For example, duplex stainless steels are described that contain 25% or more of Cr and contain 0.01% to 0.1% of Sn as the selected element (see Patent Documents 1 and 2 described below). In addition, alloy sparing type duplex stainless steels containing 1% or less or 0.1% Sn are described (see Patent Documents 3 and 4 described below). In the Patent Documents, an object is to improve corrosion resistance by means of the amount of Sn; however, the relationship between the hot manufacturing ability of the steel material and the amount of Sn was not investigated.
Además, en los Documentos de Patente descritos anteriormente, el tema es un acero donde la cantidad de N está en un intervalo de 0,2% o menos. N es un elemento que disminuye la maleabilidad en caliente del acero inoxidable. Asegurar un nivel deseado de maleabilidad en caliente de un acero inoxidable dúplex que contiene 0,2% o más de N es más difícil que asegurar un nivel deseado de maleabilidad en caliente de un acero inoxidable dúplex que contiene menos que 0,2% de N. La bibliografía técnica que haga una descripción con respecto a la maleabilidad en caliente de un acero inoxidable dúplex que contiene 0,20% o más de N y contiene además una combinación de Sn y Cu no se va a encontrar.Furthermore, in the Patent Documents described above, the subject is a steel where the amount of N is in a range of 0.2% or less. N is an element that reduces the hot malleability of stainless steel. Ensuring a desired level of hot malleability of a duplex stainless steel containing 0.2% or more of N is more difficult than ensuring a desired level of hot malleability of a duplex stainless steel containing less than 0.2% of N The technical literature describing the hot malleability of a duplex stainless steel containing 0.20% or more of N and also containing a combination of Sn and Cu will not be found.
Los presentes inventores se centraron en la posibilidad de mejorar la resistencia a los ácidos y la resistencia a la picadura usando Sn en un acero inoxidable dúplex de tipo ahorrador en aleación. Después, los presentes inventores investigaron la relación entre la cantidad de Sn y la resistencia a la corrosión y la capacidad de fabricación en caliente. Como resultado, se encontró que era posible mejorar la resistencia a la corrosión estando contenido 0,01% a 0,2% de Sn. Sin embargo, se aprendió que la capacidad de fabricación en caliente disminuyó en aceros inoxidables dúplex que contenían una gran cantidad de Sn. Por esta razón, la frecuencia de disminuciones en el rendimiento del material de acero aumentará, y se predice un aumento significativo del coste.The present inventors focused on the possibility of improving acid resistance and pitting resistance by using Sn in an alloy saver duplex stainless steel. Next, the present inventors investigated the relationship between the amount of Sn and the corrosion resistance and the heat build ability. As a result, it was found that it was possible to improve the corrosion resistance with 0.01% to 0.2% Sn content. However, it was learned that hot fabrication capacity decreased in duplex stainless steels containing a large amount of Sn. For this reason, the frequency of decreases in the performance of the steel material will increase, and a significant increase in cost is predicted.
Además, los presentes inventores se centraron en la posibilidad de mejorar la resistencia a los ácidos y la resistencia a la picadura usando Sn y Cu en el acero inoxidable dúplex de uso general. Entonces, con respecto al acero inoxidable dúplex donde las cantidades de Mo y Ni están reducidas y que contiene 0,20% o más de N, los presentes inventores investigaron la relación entre las cantidades de Sn y Cu, la resistencia a la corrosión y la capacidad de fabricación en caliente. Como resultado, se encontró que era posible mejorar la resistencia a la corrosión estando contenido 0,01% a 0,2% de Sn y 0,2% a 3,0% de Cu. Sin embargo, se aprendió que la capacidad de fabricación en caliente disminuyó en aceros inoxidables dúplex que contenían una gran cantidad de Sn y Cu. Por esta razón, la frecuencia de disminuciones en el rendimiento del material de acero aumentará, y se predice un aumento significativo del coste. Furthermore, the present inventors focused on the possibility of improving acid resistance and pitting resistance by using Sn and Cu in general purpose duplex stainless steel. So, with respect to duplex stainless steel where the amounts of Mo and Ni are reduced and containing 0.20% or more of N, the present inventors investigated the relationship between the amounts of Sn and Cu, the corrosion resistance and the hot manufacturing capacity. As a result, it was found that it was possible to improve the corrosion resistance by being 0.01% to 0.2% Sn and 0.2% to 3.0% Cu. However, it was learned that hot build capacity decreased in duplex stainless steels that contained a large amount of Sn and Cu. For this reason, the frequency of decreases in the performance of the steel material will increase, and a significant increase in cost is predicted.
Los presentes inventores investigaron el conocimiento de la técnica relacionada que se refieren a las técnicas de fabricación para un material de acero inoxidable dúplex laminado en caliente que contiene Sn de la técnica relacionada partiendo de los Documentos de Patente 1 a 4. Como resultado, se encontró que había poco conocimiento con respecto a la relación entre el intervalo de temperaturas donde se produce fragilización en caliente debido al Sn que está incluido en el acero inoxidable dúplex y la cantidad de Sn y la relación con las cantidades de otros elementos.The present inventors investigated knowledge of the related art relating to manufacturing techniques for a related prior art Sn-containing hot-rolled duplex stainless steel material from Patent Documents 1 to 4. As a result, it was found There was little knowledge regarding the relationship between the temperature range where hot embrittlement occurs due to the Sn that is included in duplex stainless steel and the amount of Sn and the relationship to the amounts of other elements.
Documento de la técnica anteriorPrior Art Document
Documentos de PatentePatent Documents
Documento de Patente 1: Solicitud de patente japonesa no examinada, Primera Publicación N° H3-158437 Patent Document 1: Unexamined Japanese Patent Application, First Publication No. H3-158437
Documento de Patente 2: Solicitud de patente japonesa no examinada, Primera Publicación N° H4-072013 Patent Document 2: Unexamined Japanese Patent Application, First Publication No. H4-072013
Documento de Patente 3: Solicitud de patente japonesa no examinada, Primera Publicación N° 2010-222593 Patent Document 3: Unexamined Japanese Patent Application, First Publication No. 2010-222593
Documento de Patente 4: Publicación Internacional PCT N° WO2009-119895, publicada también como EP2258885 A1 Patent Document 4: PCT International Publication No. WO2009-119895, also published as EP2258885 A1
Documento de Patente 5: Solicitud de patente japonesa no examinada, Primera Publicación N° 2002-69592 Patent Document 5: Unexamined Japanese Patent Application, First Publication No. 2002-69592
Documento de Patente 6: Solicitud de patente japonesa no examinada, Primera Publicación N° H7-118805 Patent Document 6: Unexamined Japanese Patent Application, First Publication No. H7-118805
Documento No de PatenteNon-Patent Document
Documento No de Patente 1: "Effect of Cu y Ni on Hot Workability of Hot-rolled Mild Steel" ISIJ, Vol. 37, p.217 a 223 (1997) Non-Patent Document 1: "Effect of Cu and Ni on Hot Workability of Hot-rolled Mild Steel" ISIJ, Vol. 37, p.217 to 223 (1997)
Descripción de la invenciónDescription of the Invention
Problemas a ser solucionados por la invenciónProblems to be solved by the invention
La presente invención encuentra una medida para solucionar los problemas descritos anteriormente clarificando la relación entre la cantidad de Sn y la capacidad de fabricación en caliente en un acero inoxidable dúplex de tipo ahorrador en aleación. Además, la presente invención encuentra una medida para solucionar los problemas descritos anteriormente clarificando la relación entre las cantidades de Sn y C uy la capacidad de fabricación en caliente en un acero inoxidable dúplex de uso general. Debido a esto, el objeto de la presente invención es proporcionar un acero inoxidable dúplex que contiene Sn, un acero colado de un acero inoxidable dúplex, y un material de acero inoxidable dúplex que son económicos y tienen una capacidad de fabricación en caliente favorable. Se espera que tal acero inoxidable dúplex tenga un equilibrio excelente entre la resistencia a la corrosión y el coste. Por esta razón, se considera que la posibilidad de que el acero inoxidable dúplex sea usado ampliamente en diversos campos es alta. The present invention finds a measure to solve the problems described above by clarifying the relationship between the amount of Sn and the capacity of hot manufacturing in a duplex stainless steel of alloy-saving type. Furthermore, the present invention finds a measure to solve the problems described above by clarifying the relationship between the amounts of Sn and C u and the capacity of hot manufacturing in a duplex stainless steel for general use. Because of this, the object of the present invention is to provide a duplex stainless steel containing Sn, a cast steel of a duplex stainless steel, and a duplex stainless steel material that are inexpensive and have a favorable hot build capacity. Such duplex stainless steel is expected to have an excellent balance between corrosion resistance and cost. For this reason, the likelihood that duplex stainless steel is widely used in various fields is considered to be high.
En particular, un objeto de un segundo aspecto (una segunda realización) de la invención es desarrollar un acero inoxidable dúplex de uso general económico donde las cantidades de Ni y Mo, que son elementos caros, se reduzcan aumentando las cantidades de N y Mn y añadiendo una combinación de Cu y Sn.In particular, an object of a second aspect (a second embodiment) of the invention is to develop an inexpensive general purpose duplex stainless steel where the amounts of Ni and Mo, which are expensive elements, are reduced by increasing the amounts of N and Mn and adding a combination of Cu and Sn.
Medios para solucionar los problemasMeans of solving problems
A fin de solucionar los problemas descritos anteriormente, para el acero inoxidable dúplex de tipo ahorrador en aleación que es el tema de la presente invención, los presentes inventores prepararon materiales fundidos donde la cantidad de Sn y las cantidades de Ca, B, elementos de tierras raras (REM) o similares fueron cambiadas, y realizaron los siguientes experimentos. Aquí, se dice que las cantidades de Ca, B, elementos de tierras raras (REM) o similares mejoran la capacidad de fabricación en caliente.In order to solve the problems described above, for the alloy saver type duplex stainless steel which is the subject of the present invention, the present inventors prepared cast materials where the amount of Sn and the amounts of Ca, B, earth elements Rare (REM) or the like were changed, and performed the following experiments. Here, amounts of Ca, B, rare earth elements (REM) or the like are said to enhance hot build ability.
Se recogieron piezas de ensayo de tracción de aceros colados que se colaron a partir de los materiales fundidos. Se realizó un ensayo de tracción a alta temperatura a una temperatura de 1.200 a 700°C con respecto a las piezas de ensayo de tracción, y se evaluó la ductilidad a alta temperatura midiendo la reducción de área (relación de reducción en sección transversal de la superficie de fractura). Además, se obtuvo una placa de acero laminada en caliente con un espesor de placa de 12 mm por forja en caliente y laminación en caliente, y se evaluó la resistencia al agrietamiento en los bordes. La resistencia al agrietamiento en los bordes se evaluó cambiando la temperatura de calentamiento y la temperatura de laminación de la laminación en caliente con respecto a una parte del acero, y se determinó una correlación de la temperatura de calentamiento y la temperatura de laminación de la laminación en caliente con la ductilidad a alta temperatura.Tensile test pieces of cast steels were collected and cast from the cast materials. A high temperature tensile test was performed at a temperature of 1,200 to 700 ° C with respect to the tensile test pieces, and high temperature ductility was evaluated by measuring the area reduction (reduction ratio in cross section of the fracture surface). Furthermore, a hot-rolled steel plate with a plate thickness of 12 mm was obtained by hot forging and hot rolling, and the edge cracking resistance was evaluated. Edge cracking resistance was evaluated by changing the heating temperature and the rolling temperature of the hot rolling with respect to a part of the steel, and a correlation of the heating temperature and the rolling temperature of the rolling was determined. hot with high temperature ductility.
Como se describe en los Documentos de Patente 5 y 6 descritos anteriormente, generalmente, en los aceros inoxidables dúplex, se sabe que se genera un agrietamiento en los bordes significativo en la laminación en caliente del acero colado en la mayoría de los casos donde la reducción de área del acero colado, que se evalúa por un ensayo de tracción a alta temperatura, cae por debajo de 60%. Por esta razón, los ingenieros en este campo someten a menudo a los aceros a refinado, colado y trabajo en caliente con el fin de ajustar la reducción de área del acero colado a altas temperaturas para que esté en un intervalo de 60% o más. Aquí, cuando los presentes inventores evaluaron la ductilidad a alta temperatura del acero colado de acero inoxidable dúplex de tipo ahorrador en aleación (composición base: 21% Cr -2% Ni - 3% Mn - 0,18% N) que contiene alrededor de 0,1% de Sn, fue claro que todas las reducciones de área cayeron por debajo de 60% en varios experimentos de fusión. La evaluación de la ductilidad a alta temperatura se realizó como sigue. Primero, se calentó una sección paralela de una barra redonda de 8 hasta 1.200°C usando una alta frecuencia. A continuación, se disminuyó la temperatura hasta una temperatura para realizar un ensayo de rotura, y se realizó una ruptura por tracción a una velocidad de 20 mm/segundo a esta temperatura. Después, se determinó la relación de encogimiento de la sección transversal. Se muestra un ejemplo de los datos en la FIG. 1. A partir de estos resultados, se consideró que casi no hubo esperanza de obtener un acero inoxidable dúplex de tipo ahorrador en aleación económico con Sn añadido en la práctica.As described in Patent Documents 5 and 6 described above, generally, in duplex stainless steels, it is known that significant edge cracking is generated in hot rolling of cast steel in most cases where reduction area of cast steel, which is evaluated by a high-temperature tensile test, falls below 60%. For this reason, engineers in this field often subject the steels to refining, casting, and hot working in order to adjust the area reduction of the cast steel at high temperatures to be in the range of 60% or more. Here, when the present inventors evaluated the high temperature ductility of alloy saver duplex stainless steel cast steel (composition base: 21% Cr -2% Ni - 3% Mn - 0.18% N) containing about 0.1% Sn, it was clear that all area reductions fell below 60% in various fusion experiments . The evaluation of high temperature ductility was performed as follows. First, a parallel section of a round bar was heated from 8 to 1,200 ° C using a high frequency. The temperature was then lowered to a temperature to perform a break test, and a tensile break was performed at a rate of 20 mm / second at this temperature. Then, the shrink ratio of the cross section was determined. An example of the data is shown in FIG. 1. From these results, it was considered that there was almost no hope of obtaining an economical alloy saver duplex stainless steel with Sn added in practice.
Los presentes inventores observaron una longitud de agrietamiento en los bordes que se generó cuando un acero colado de un acero inoxidable dúplex que contiene Sn de tipo ahorrador en aleación, que se obtuvo por fusión a vacío y colado, se sometió a laminación en caliente. Como resultado, se encontró que raramente existe un acero colado de un acero inoxidable dúplex que contiene Sn en el que un número de grietas en los bordes sea pequeño. Los experimentos de laminación en caliente se realizaron como sigue. Primero, se calentó un acero colado con un espesor de 90 a 44 mm hasta 1.200°C. A continuación, se redujo el espesor del acero colado hasta un espesor de 12 a 6 mm mediante una pluralidad de pases de laminación. La temperatura de laminación de acabado se controló para que fuera aproximadamente 900°C. Se generó un agrietamiento en los bordes en los lados izquierdo y derecho y se totalizaron las longitudes máximas en ambos lados para obtener la longitud de agrietamiento en los bordes. Incluso cuando la longitud de agrietamiento en los bordes del material de acero se contempló como que estaba relacionada con el valor mínimo (el valor mínimo se obtiene a aproximadamente 900°C en la FIG. 1) de la reducción de área de la ductilidad a alta temperatura del acero colado, no fue posible obtener una correlación clara. Sin embargo, cuando la longitud de agrietamiento en los bordes se contempló como que estaba relacionada con la reducción de área a 1.000°C como se muestra en la FIG. 2, fue claro que se exhibe una buena correlación, independientemente de si está contenido Sn o no. Aquí, en la FIG. 2, los puntos que se representan mediante o (círculos abiertos) corresponden a los resultados de Sn-A y Sn-B de la FIG. 1, y los puntos que se representan mediante ♦ (diamantes negros) son los otros resultados del experimento (los resultados del experimento examinados independientemente de si está contenido Sn o no). The present inventors observed an edge cracking length that was generated when a cast saver type duplex stainless steel cast alloy steel, obtained by vacuum melting and casting, was subjected to hot rolling. As a result, it was found that there is seldom a cast steel of a duplex stainless steel containing Sn in which a number of edge cracks is small. The hot rolling experiments were carried out as follows. First, a cast steel with a thickness of 90 to 44 mm was heated to 1,200 ° C. Next, the thickness of the cast steel was reduced to a thickness of 12 to 6 mm by a plurality of rolling passes. The finish rolling temperature was controlled to be approximately 900 ° C. Edge cracking was generated on the left and right sides and maximum lengths on both sides were totaled to obtain the edge cracking length. Even when the cracking length at the edges of the steel material was viewed as being related to the minimum value (the minimum value is obtained at approximately 900 ° C in FIG. 1) of the ductility area reduction to high temperature of the cast steel, it was not possible to obtain a clear correlation. However, when the edge cracking length was viewed as being related to area reduction at 1,000 ° C as shown in FIG. 2, it was clear that a good correlation is exhibited, regardless of whether Sn is contained or not. Here in FIG. 2, the points represented by or (open circles) correspond to the results of Sn-A and Sn-B in FIG. 1, and the points represented by ♦ (black diamonds) are the other results of the experiment (the results of the experiment examined regardless of whether Sn is contained or not).
Los presentes inventores realizaron experimentos de fusión, colado y laminación a la vez que cambiaban además las cantidades de diversos elementos, a fin de encontrar las condiciones para obtener de manera fiable un acero colado con poco agrietamiento en los bordes como se describió anteriormente. Después, se realizó activamente la evaluación de la ductilidad a alta temperatura del acero colado y la evaluación del agrietamiento en los bordes del material de acero después de una laminación en caliente. El primer aspecto de la presente invención donde se especifica el acero inoxidable dúplex de tipo ahorrador en aleación que contiene Sn económico se completó en base a los hallazgos que se obtuvieron mediante los experimentos anteriores.The present inventors performed melting, casting and rolling experiments while also changing the amounts of various elements, in order to find the conditions to reliably obtain a cast steel with little edge cracking as described above. Thereafter, the high temperature ductility evaluation of the cast steel and the evaluation of cracking at the edges of the steel material after hot rolling were actively performed. The first aspect of the present invention where economical Sn containing alloy duplex stainless steel saver type is specified was completed based on the findings obtained by the above experiments.
Los requisitos del primer aspecto del acero inoxidable dúplex de la presente invención se muestran a continuación. The requirements of the first aspect of the duplex stainless steel of the present invention are shown below.
(1) Un acero inoxidable dúplex que consiste en, en % en masa: C: 0,03% o menos; Si: 0,05% a 1,0%; Mn: 0,1% a 7,0%; P: 0,05% o menos; S: 0,0001% a 0,0010%; Ni: 0,5% a 5,0%; Cr: 18,0% a 25,0%; N: 0,10% a 0,30%; Al: 0,05% o menos; Ca: 0,0010% a 0,0040%; y Sn: 001% a 0,2%, opcionalmente uno o más seleccionados de Mo: 1,5% o menos, Cu: 0,3% a 2,0%, W: 0,05% a 1,0%,’ Co: 2,0% o menos, V: 0,05% a 0,5%, Nb: 0,01% a 0,20%, Ti: 0,003% a 0,05%, B: 0,0005% a 0,0050%, Mg: 0,0001% a 0,0030%, y REM: 0,005% a 0,10%, y siendo el resto Fe e impurezas inevitables, en donde una relación Ca/O de las cantidades de Ca y O está en un intervalo de 0,3 a 1,0, y un índice de picadura PI mostrado por la fórmula (1) está en un intervalo menor que 30.(1) A duplex stainless steel consisting of, in mass%: C: 0.03% or less; Si: 0.05% to 1.0%; Mn: 0.1% to 7.0%; P: 0.05% or less; S: 0.0001% to 0.0010%; Ni: 0.5% to 5.0%; Cr: 18.0% to 25.0%; N: 0.10% to 0.30%; Al: 0.05% or less; Ca: 0.0010% to 0.0040%; and Sn: 001% to 0.2%, optionally one or more selected from Mo: 1.5% or less, Cu: 0.3% to 2.0%, W: 0.05% to 1.0%, 'Co: 2.0% or less, V: 0.05% to 0.5%, Nb: 0.01% to 0.20%, Ti: 0.003% to 0.05%, B: 0.0005% to 0.0050%, Mg: 0.0001% to 0.0030%, and REM: 0.005% to 0.10%, and the rest being Fe and unavoidable impurities, where a Ca / O ratio of the amounts of Ca and O is in a range of 0.3 to 1.0, and a PI sting index shown by formula (1) is in a range of less than 30.
PI=Cr+3,3Mo+16N (1)PI = Cr + 3.3Mo + 16N (1)
(Los símbolos químicos en la fórmula (1) indican las cantidades de los elementos).(The chemical symbols in formula (1) indicate the quantities of the elements).
(2) El acero inoxidable dúplex según (1), que incluye además uno o más seleccionados de Mo: 1,5% o menos, Cu: 0,3% a 2,0%, W: 0,05% a 1,0%, y Co: 2,0% o menos.(2) Duplex stainless steel according to (1), which further includes one or more selected Mo: 1.5% or less, Cu: 0.3% to 2.0%, W: 0.05% to 1, 0%, and Co: 2.0% or less.
(3) El acero inoxidable dúplex según (1) o (2), que incluye además uno o más seleccionados de V: 0,05% a 0,5%, Nb: 0,01% a 0,20%, y Ti: 0,003% a 0,05%.(3) Duplex stainless steel according to (1) or (2), which also includes one or more selected from V: 0.05% to 0.5%, Nb: 0.01% to 0.20%, and Ti : 0.003% to 0.05%.
(4) El acero inoxidable dúplex según uno cualquiera de (1) a (3), que incluye además uno o más seleccionados de B: 0,0005% a 0,0050%, Mg: 0,0001% a 0,0030%, y REM: 0,005% a 0,10%.(4) Duplex stainless steel according to any one of (1) to (3), which also includes one or more selected from B: 0.0005% to 0.0050%, Mg: 0.0001% to 0.0030% , and REM: 0.005% to 0.10%.
Además, a fin de solucionar los problemas descritos anteriormente, con respecto al acero inoxidable dúplex de uso general que es el tema de la presente invención, los presentes inventores prepararon materiales fundidos donde la cantidad de Sn, las cantidades de Ca, B, elementos de tierras raras (REM) y similares y la cantidad de Ni se cambiaron, y donde se añadió además Co, y realizaron los siguientes experimentos. Aquí, se dice que la capacidad de fabricación en caliente es mejorada por contener Ca, B, elementos de tierras raras (REM) y similares.Furthermore, in order to solve the problems described above, regarding the general purpose duplex stainless steel which is the subject of the present invention, the present inventors prepared molten materials where the amount of Sn, the amounts of Ca, B, elements of Rare earths (REM) and the like and the amount of Ni were changed, and where Co was added, and the following experiments were performed. Here, hot build capacity is said to be enhanced by containing Ca, B, rare earth elements (REM), and the like.
Se recogieron piezas de ensayo de tracción de un acero colado que fue colado a partir de los materiales fundidos. Las piezas de ensayo de tracción se sometieron a un ensayo de tracción a alta temperatura a una temperatura de 1.200 a 700°C, y se evaluó la ductilidad a alta temperatura midiendo la reducción de área (relación de reducción en sección transversal de la superficie de fractura). Además, se obtuvo una placa de acero laminada en caliente con un espesor de placa de 12 mm por forja en caliente y laminación en caliente, y se evaluó la resistencia al agrietamiento en los bordes. La resistencia al agrietamiento en los bordes se evaluó cambiando la temperatura de calentamiento y la temperatura de laminación de la laminación en caliente con respecto a una parte del acero, y se determinó una correlación de la temperatura de calentamiento y la temperatura de laminación de la laminación en caliente con la ductilidad a alta temperatura.Tensile test pieces were collected from a cast steel that was cast from the molten materials. The tensile test pieces were subjected to a high temperature tensile test at a temperature of 1,200 to 700 ° C, and high temperature ductility was evaluated by measuring the area reduction (reduction ratio in section transverse fracture surface). Furthermore, a hot-rolled steel plate with a plate thickness of 12 mm was obtained by hot forging and hot rolling, and the edge cracking resistance was evaluated. The edge cracking resistance was evaluated by changing the heating temperature and the rolling temperature of the hot rolling with respect to a part of the steel, and a correlation of the heating temperature and the rolling temperature of the rolling was determined. hot with high temperature ductility.
Como se describe en los Documentos de Patente 5 y 6 descritos anteriormente, generalmente, en aceros inoxidables dúplex, se sabe que se genera un agrietamiento en los bordes significativo en la laminación en caliente del acero colado en la mayoría de los casos donde la reducción de área del acero colado, que se evalúa mediante un ensayo de tracción a alta temperatura, cae por debajo de 60%. Por esta razón, los ingenieros en este campo someten a menudo a los aceros a refinado, colado y trabajo en caliente con el fin de ajustar la reducción de área del acero colado a altas temperaturas para que esté en un intervalo de 60% o más. Aquí, cuando los presentes inventores evaluaron la ductilidad a alta temperatura del acero colado de uso general de un acero inoxidable dúplex (composición base: 25% Cr - 4% Ni -1,2% Mo -1,5% Cu - 0,25% N) que contiene alrededor de 0,1% de Sn, fue claro que los valores mínimos de todas las reducciones de área cayeron por debajo de 60% en varios experimentos de fusión. La evaluación de la ductilidad a alta temperatura se realizó como sigue. Primero, se calentó una sección paralela de una barra redonda de 8 mm$ hasta 1.200°C usando una alta frecuencia. A continuación, se disminuyó la temperatura hasta una temperatura para realizar un ensayo de rotura, y se realizó una ruptura por tracción a una velocidad de 20 mm/segundo a esta temperatura. Después, se determinó la relación de encogimiento de la sección transversal. Se muestra un ejemplo de los datos en la FIG. 3. A partir de estos resultados, se consideró que casi no hubo esperanza de obtener un acero inoxidable dúplex de uso general económico con Sn añadido en la práctica.As described in Patent Documents 5 and 6 described above, generally, on duplex stainless steels, it is known that significant edge cracking is generated in hot rolling of cast steel in most cases where the reduction of Cast steel area, which is evaluated by a high-temperature tensile test, falls below 60%. For this reason, engineers in this field often subject the steels to refining, casting, and hot working in order to adjust the area reduction of the cast steel at high temperatures to be in a range of 60% or more. Here, when the present inventors evaluated the high temperature ductility of general purpose cast steel of a duplex stainless steel (base composition: 25% Cr - 4% Ni -1.2% Mo -1.5% Cu - 0.25 % N) containing about 0.1% Sn, it was clear that the minimum values of all area reductions fell below 60% in various fusion experiments. The evaluation of high temperature ductility was performed as follows. First, a parallel section of a $ 8mm round bar was heated to 1,200 ° C using a high frequency. The temperature was then lowered to a temperature to perform a break test, and a tensile break was performed at a rate of 20 mm / second at this temperature. Then, the shrink ratio of the cross section was determined. An example of the data is shown in FIG. 3. From these results, it was considered that there was almost no hope of obtaining an inexpensive general purpose duplex stainless steel with Sn added in practice.
Los presentes inventores observaron una longitud de agrietamiento en los bordes que se generó cuando un acero colado de un acero inoxidable dúplex de uso general, que se obtuvo por fusión a vacío y colado, se sometió a laminación en caliente. Como resultado, se descubrió que raramente existe un material de acero inoxidable dúplex que contiene Sn en el que un número de grietas en los bordes sea pequeño. Los experimentos de laminación en caliente se realizaron como sigue. Primero, se calentó un acero colado con un espesor de 90 a 44 mm hasta 1.200°C. A continuación, se redujo el espesor del acero colado hasta un espesor de 12 a 6 mm mediante una pluralidad de pases de laminación. La temperatura de laminación de acabado se controló para que fuera aproximadamente 900°C. Se generó un agrietamiento en los bordes en los lados izquierdo y derecho y se totalizaron las longitudes máximas en ambos lados para obtener la longitud de agrietamiento en los bordes. Incluso cuando la longitud de agrietamiento en los bordes del material de acero se contempló como que estaba relacionada con el valor mínimo (el valor mínimo se obtiene a aproximadamente 900°C en la FlG. 3) de la reducción de área de la ductilidad a alta temperatura del acero colado, no fue posible obtener una correlación clara. Sin embargo, cuando la longitud del agrietamiento en los bordes se contempló como que estaba relacionada con la reducción de área a 1.000°C como se muestra en la FIG. 4, fue claro que se exhibe una buena correlación, independientemente de si está contenido Sn o no. Aquí, en la FIG. 4, los puntos que se representan mediante o (círculos abiertos) corresponden a los resultados de Sn-Ay Sn-B de la FIG. 3, y los puntos que se representan mediante ♦ (diamantes negros) son los otros resultados del experimento (los resultados del experimento examinados independientemente de si está contenido Sn o no).The present inventors observed an edge cracking length that was generated when a cast steel of a general purpose duplex stainless steel, obtained by vacuum melting and casting, was subjected to hot rolling. As a result, it was found that there is rarely a duplex stainless steel material containing Sn in which a number of edge cracks is small. The hot rolling experiments were carried out as follows. First, a cast steel with a thickness of 90 to 44 mm was heated to 1,200 ° C. Next, the thickness of the cast steel was reduced to a thickness of 12 to 6 mm by a plurality of rolling passes. The finish rolling temperature was controlled to be approximately 900 ° C. Edge cracking was generated on the left and right sides and maximum lengths on both sides were totaled to obtain the edge cracking length. Even when the cracking length at the edges of the steel material was regarded as being related to the minimum value (the minimum value is obtained at approximately 900 ° C in FlG. 3) of the ductility area reduction to high temperature of the cast steel, it was not possible to obtain a clear correlation. However, when the edge cracking length was viewed as being related to the area reduction at 1,000 ° C as shown in FIG. 4, it was clear that a good correlation is exhibited, regardless of whether Sn is contained or not. Here in FIG. 4, the points represented by or (open circles) correspond to the results of Sn-A and Sn-B in FIG. 3, and the points represented by ♦ (black diamonds) are the other results of the experiment (the results of the experiment examined regardless of whether Sn is contained or not).
Los presentes inventores realizaron experimentos de fusión, colado y laminación a la vez que cambiaron las cantidades de diversos elementos, a fin de encontrar las condiciones para obtener de manera fiable un material de acero con poco agrietamiento en los bordes como se describió anteriormente. Después, se realizó activamente la evaluación de la ductilidad a alta temperatura del acero colado y la evaluación del agrietamiento en los bordes del material de acero después de una laminación en caliente. El segundo aspecto de la presente invención donde se especifica el acero inoxidable dúplex que contiene Sn económico se completó en base a los hallazgos que se obtuvieron mediante los experimentos anteriores.The present inventors performed melting, casting and rolling experiments while changing the amounts of various elements in order to find the conditions to reliably obtain a steel material with little edge cracking as described above. Thereafter, the high temperature ductility evaluation of the cast steel and the evaluation of cracking at the edges of the steel material after hot rolling were actively performed. The second aspect of the present invention where inexpensive Sn containing duplex stainless steel is specified was completed based on the findings that were obtained by the above experiments.
Los requisitos del segundo aspecto del acero inoxidable dúplex de la presente invención se muestran a continuación. The requirements of the second aspect of the duplex stainless steel of the present invention are shown below.
(5) Un acero inoxidable dúplex que consiste en, en % en masa: C: 0,03% o menos; Si: 0,05% a 1,0%; Mn: 0,1% a 4,0%; P: 0,05% o menos; S: 0,0001% a 0,0010%; Cr: 23,0% a 28,0%; Ni: 2,0% a 6,0%; Co: 0% a 1,0%; Cu: 0,2% a 2,0%; Sn: 0,01% a 0,2%; N: 0,20% a 0,30%; Al: 0,05% o menos; y Ca: 0,0010% a 0,0040%, opcionalmente uno o más seleccionados de Mo: 0,2% a 2,0%, W: 0,1% a 1,0%, V: 0,05% a 0,5%, Nb: 0,01% a 0,15%, Ti: 0,003% a 0,05%, B: 0,0005% a 0,0050%, Mg: 0,0001% a 0,0030%, y REM: 0,005% a 0,10%; y siendo el resto Fe e impurezas inevitables, en donde Ni+Co está en un intervalo de 2,5% o más y una relación Ca/O de las cantidades de Ca y O está en un intervalo de 0,3 a 1,0, y el PI mostrado por la fórmula (1) está en un intervalo de 30 o más y menos que 40.(5) A duplex stainless steel consisting of, in mass%: C: 0.03% or less; Si: 0.05% to 1.0%; Mn: 0.1% to 4.0%; P: 0.05% or less; S: 0.0001% to 0.0010%; Cr: 23.0% to 28.0%; Ni: 2.0% to 6.0%; Co: 0% to 1.0%; Cu: 0.2% to 2.0%; Sn: 0.01% to 0.2%; N: 0.20% to 0.30%; Al: 0.05% or less; and Ca: 0.0010% to 0.0040%, optionally one or more selected from Mo: 0.2% to 2.0%, W: 0.1% to 1.0%, V: 0.05% to 0.5%, Nb: 0.01% to 0.15%, Ti: 0.003% to 0.05%, B: 0.0005% to 0.0050%, Mg: 0.0001% to 0.0030% , and REM: 0.005% to 0.10%; and with the balance Fe and unavoidable impurities, where Ni + Co is in a range of 2.5% or more and a Ca / O ratio of the amounts of Ca and O is in a range of 0.3 to 1.0 , and the PI shown by formula (1) is in a range of 30 or more and less than 40.
PI=Cr+3,3Mo+16N (1)PI = Cr + 3.3Mo + 16N (1)
(Los símbolos químicos en la fórmula (1) indican las cantidades de los elementos).(The chemical symbols in formula (1) indicate the quantities of the elements).
(6) El acero inoxidable dúplex según (5), que incluye además uno cualquiera o ambos de Mo: 0,2% a 2,0%, y W: 0,1% a 1,0%.(6) Duplex stainless steel according to (5), which further includes any one or both of Mo: 0.2% to 2.0%, and W: 0.1% to 1.0%.
(7) El acero inoxidable dúplex según (5) o (6), que incluye además uno o más seleccionados de V: 0,05% a 0,5%, Nb: 0,01% a 0,15%, y Ti: 0,003% a 0,05%.(7) Duplex stainless steel according to (5) or (6), which also includes one or more selected from V: 0.05% to 0.5%, Nb: 0.01% to 0.15%, and Ti: 0.003% to 0.05%.
(8) El acero inoxidable dúplex según uno cualquiera de (5) a (7), que incluye además uno o más seleccionados de B: 0,0005% a 0,0050%, Mg: 0,0001% a 0,0030%, y REM: 0,005% a 0,10%.(8) Duplex stainless steel according to any one of (5) to (7), which also includes one or more selected from B: 0.0005% to 0.0050%, Mg: 0.0001% to 0.0030% , and REM: 0.005% to 0.10%.
Los requisitos de un aspecto del acero colado del acero inoxidable dúplex y el material de acero inoxidable dúplex de la presente invención se muestran a continuación.The requirements for a cast steel aspect of the duplex stainless steel and the duplex stainless steel material of the present invention are shown below.
(9) Un acero colado de un acero inoxidable dúplex que tiene una composición según uno cualquiera de (1) a (8), en donde el acero colado es un acero en un estado después de colar y antes de procesar, y una reducción de fractura de área a 1.000°C está en un intervalo de 70% o más.(9) A cast steel of a duplex stainless steel having a composition according to any one of (1) to (8), wherein the cast steel is a steel in a state after casting and before processing, and a reduction of Area fracture at 1,000 ° C is in a range of 70% or more.
(10) Un material de acero inoxidable dúplex que es obtenible trabajando en caliente el acero colado del acero inoxidable dúplex según (9), en donde el material de acero inoxidable es un producto semiacabado, una placa de acero laminada en caliente, una placa de acero laminada en frío, un alambre de acero o una tubería de acero.(10) A duplex stainless steel material that is obtainable by hot working cast steel from duplex stainless steel according to (9), wherein the stainless steel material is a semi-finished product, a hot-rolled steel plate, a cold rolled steel, steel wire, or steel pipe.
Efectos de la InvenciónEffects of the Invention
Según un aspecto de la presente invención, es posible proporcionar un acero inoxidable dúplex, un acero colado de un acero inoxidable dúplex y un material de acero inoxidable dúplex que tienen una resistencia a la corrosión mejorada en comparación con un acero usado en la técnica relacionada como material para una unidad de desalación de agua de mar, tanques para un barco de transporte, diversos tipos de contenedores o similares, además de un equilibrio excelente con el coste. Por esta razón, los aspectos de la presente invención hacen una contribución significativa al desarrollo industrial.In accordance with one aspect of the present invention, it is possible to provide a duplex stainless steel, a cast steel of a duplex stainless steel, and a duplex stainless steel material having improved corrosion resistance compared to a steel used in the related art as material for a seawater desalination unit, tanks for a transport ship, various types of containers or the like, plus an excellent balance with cost. For this reason, the aspects of the present invention make a significant contribution to industrial development.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
La FIG. 1 es un diagrama que ilustra la ductilidad a alta temperatura de aceros inoxidables dúplex que contienen Sn y exentos de Sn asociados con el primer aspecto del acero inoxidable dúplex (un acero inoxidable dúplex de tipo ahorrador en aleación).FIG. 1 is a diagram illustrating the high temperature ductility of Sn-free and Sn-free duplex stainless steels associated with the first appearance of duplex stainless steel (an alloy saver duplex stainless steel).
La FIG. 2 es un diagrama que muestra la relación entre la longitud de agrietamiento de los bordes después de una laminación y la reducción de área a 1.000°C asociada con el primer aspecto del acero inoxidable dúplex (el acero inoxidable dúplex de tipo ahorrador en aleación).FIG. 2 is a diagram showing the relationship between edge cracking length after lamination and area reduction at 1,000 ° C associated with the first appearance of duplex stainless steel (the alloy saver duplex stainless steel).
La FIG. 3 es un diagrama que ilustra la ductilidad a alta temperatura de aceros inoxidables dúplex que contienen Sn y aceros colados exentos de Sn asociada con el segundo aspecto del acero inoxidable dúplex (un acero inoxidable dúplex de uso general).FIG. 3 is a diagram illustrating the high temperature ductility of Sn-containing duplex stainless steels and Sn-free cast steels associated with the second aspect of duplex stainless steel (a general-purpose duplex stainless steel).
La FIG. 4 es un diagrama que muestra la relación entre la longitud de agrietamiento de los bordes después de una laminación y la reducción de área a 1.000°C asociada con el segundo aspecto del acero inoxidable dúplex (el acero inoxidable dúplex de uso general).FIG. 4 is a diagram showing the relationship between edge cracking length after lamination and area reduction at 1,000 ° C associated with the second aspect of duplex stainless steel (general purpose duplex stainless steel).
Realizaciones de la invenciónEmbodiments of the invention
(Primera realización)(First embodiment)
A continuación, se dará una descripción de las razones para limitar el primer aspecto (el acero inoxidable dúplex de tipo ahorrador en aleación) del acero inoxidable dúplex de la presente invención. Aquí, las cantidades de los componentes respectivos se muestran en términos de % en masa.Next, a description will be given of the reasons for limiting the first aspect (the alloy saver type duplex stainless steel) of the duplex stainless steel of the present invention. Here, the amounts of the respective components are shown in terms of mass%.
Aquí, en la presente realización, el acero colado del acero inoxidable indica un acero en un estado después de colar y antes de procesar, tal como trabajo en caliente, forja o similar, y el material de acero inoxidable indica un producto semiacabado, una placa de acero laminada en caliente, una placa de acero laminada en frío, un alambre de acero o una tubería de acero, después de procesar el acero colado por diversos métodos. Además, el acero inoxidable indica formas generales para un acero tales como un acero colado, un material de acero y similares. El procesamiento descrito anteriormente incluye procesamientos en caliente y en frío.Here, in the present embodiment, the cast steel of the stainless steel indicates a steel in a state after casting and before processing, such as hot working, forging or the like, and the stainless steel material indicates a semi-finished product, a plate hot rolled steel, cold rolled steel plate, steel wire or steel pipe, after processing the cast steel by various methods. Furthermore, stainless steel indicates general shapes for a steel such as cast steel, a steel material, and the like. The processing described above includes hot and cold processing.
A fin de asegurar la resistencia a la corrosión del acero inoxidable, la cantidad de C se limita para que esté en un intervalo de 0,03% o menos. Cuando está contenido más que 0,03% de C, la resistencia a la corrosión y la tenacidad se degradan debido a la generación de carburos de Cr durante la laminación en caliente.In order to ensure the corrosion resistance of stainless steel, the amount of C is limited to be in a range of 0.03% or less. When more than 0.03% C is contained, the corrosion resistance and toughness degrade due to the generation of Cr carbides during hot rolling.
Se añade 0,05% o más de Si para la desoxidación. Sin embargo, cuando se añade más que 1,0% de Si, la tenacidad se degrada. Por lo tanto, el límite superior para la cantidad de Si se limita a 1,0%. El intervalo preferible para la cantidad de Si está en un intervalo de 0,2% a 0,7%.0.05% or more of Si is added for deoxidation. However, when more than 1.0% Si is added, the toughness degrades. Therefore, the upper limit for the amount of Si is limited to 1.0%. The preferable range for the amount of Si is in a range of 0.2% to 0.7%.
Mn tiene el efecto de mejorar la tenacidad aumentando la fase de austenita. Además, dado que Mn tiene el efecto de disminuir la temperatura de precipitación de nitruros TN, es preferible añadir activamente Mn al material de acero de la presente realización. Para la tenacidad del material base y las secciones de soldadura, se añade 0,1% o más de Mn. Sin embargo, cuando se añade más que 7,0% de Mn, la resistencia a la corrosión y la tenacidad se degradan. Por lo tanto, el límite superior para la cantidad de Mn se limita a 7,0%. La cantidad de Mn está preferiblemente en un intervalo de 1,0% a 6,0%, y más preferiblemente en un intervalo de 2,0% a 5,0%.Mn has the effect of improving toughness by increasing the austenite phase. Furthermore, since Mn has the effect of lowering the precipitation temperature of TN nitrides, it is preferable to actively add Mn to the steel material of the present embodiment. For the toughness of the base material and weld sections, 0.1% or more of Mn. However, when more than 7.0% Mn is added, the corrosion resistance and toughness degrade. Therefore, the upper limit for the amount of Mn is limited to 7.0%. The amount of Mn is preferably in a range of 1.0% to 6.0%, and more preferably in a range of 2.0% to 5.0%.
P es un elemento que se mezcla inevitablemente desde las materias primas, y la cantidad de P se limita para que esté en un intervalo de 0,05% o menos, dado que P degrada la maleabilidad en caliente y la tenacidad. La cantidad de P está preferiblemente en un intervalo de 0,03% o menos.P is an element that is inevitably mixed from the raw materials, and the amount of P is limited to be in a range of 0.05% or less, since P degrades the hot pliability and toughness. The amount of P is preferably in a range of 0.03% or less.
S es un elemento que se mezcla inevitablemente desde las materias primas, y la cantidad de S se limita para que esté en un intervalo de 0,0010% o menos, dado que S degrada la maleabilidad en caliente, la tenacidad y la resistencia a la corrosión. Además, reducir la cantidad de S a menos que 0,0001% aumenta los costes debido al refinado de desulfurización. Por esta razón, la cantidad de S se ajusta para que esté en un intervalo de 0,0001% a 0,0010%. La cantidad de S está preferiblemente en un intervalo de 0,0002% a 0,0006%.S is an element that inevitably mixes from the raw materials, and the amount of S is limited to be in a range of 0.0010% or less, since S degrades the hot pliability, toughness and resistance to corrosion. Also, reducing the amount of S to less than 0.0001% increases costs due to desulfurization refining. For this reason, the amount of S is adjusted to be in a range of 0.0001% to 0.0010%. The amount of S is preferably in a range of 0.0002% to 0.0006%.
Dado que Ni estabiliza la estructura austenítica y mejora la tenacidad y la resistencia a la corrosión con respecto a diversos tipos de ácido, está contenido 0,5% o más de Ni. Aumentando la cantidad de Ni, es posible disminuir la temperatura de precipitación de los nitruros. Por otra parte, Ni es una aleación cara, y desde el punto de vista de los costes, la cantidad de Ni se limita para que esté en un intervalo de 5,0% o menos en el acero de la presente realización donde el tema es un acero inoxidable dúplex de tipo ahorrador en aleación. La cantidad de Ni está preferiblemente en un intervalo de 1,0% a 4,0%, y más preferiblemente en un intervalo de 1,5% a 3%.Since Ni stabilizes the austenitic structure and improves toughness and corrosion resistance with respect to various types of acid, it contains 0.5% or more of Ni. By increasing the amount of Ni, it is possible to decrease the precipitation temperature of nitrides. On the other hand, Ni is an expensive alloy, and from a cost point of view, the amount of Ni is limited to be in a range of 5.0% or less in the steel of the present embodiment where the subject is an alloy saver duplex stainless steel. The amount of Ni is preferably in a range of 1.0% to 4.0%, and more preferably in a range of 1.5% to 3%.
A fin de asegurar la resistencia a la corrosión básica, está contenido 18,0% o más de Cr. Por otra parte, cuando está contenido más que 25,0% de Cr, la fracción de fase de ferrita aumenta, y la tenacidad y la resistencia a la corrosión de las secciones de soldadura son inhibidas. Por esta razón, la cantidad de Cr se ajusta para que esté en un intervalo de 18,0% o más y 25,0% o menos. La cantidad de Cr está preferiblemente en un intervalo de 19,0% a 23,0%.In order to ensure basic corrosion resistance, it contains 18.0% or more of Cr. On the other hand, when it contains more than 25.0% of Cr, the ferrite phase fraction increases, and the toughness and the corrosion resistance of the welding sections are inhibited. For this reason, the amount of Cr is adjusted to be in a range of 18.0% or more and 25.0% or less. The amount of Cr is preferably in a range of 19.0% to 23.0%.
N es un elemento que es eficaz para aumentar la fuerza y la resistencia a la corrosión estando solubilizado en sólido en la fase de austenita. Por esta razón, está contenido 0,10% o más de N. Por otra parte, el límite de solubilidad en sólido es aumentado según las cantidades de C ry Mn; sin embargo, cuando está contenido más que 0,30% de N en el acero de la presente realización, se precipitan nitruros de Cr, de tal modo que la tenacidad y la resistencia a la corrosión son inhibidas y la capacidad de fabricación en caliente es inhibida. Por esta razón, el límite superior de la cantidad de N se ajusta a 0,30%. La cantidad de N está preferiblemente en un intervalo de 0,10% a 0,25%.N is an element that is effective in increasing strength and corrosion resistance while being solubilized in solid in the austenite phase. For this reason, 0.10% or more of N is contained. On the other hand, the limit of solid solubility is increased according to the amounts of C r and Mn; however, when more than 0.30% N is contained in the steel of the present embodiment, Cr nitrides are precipitated, such that toughness and corrosion resistance are inhibited and hot workability is inhibited. For this reason, the upper limit of the amount of N is adjusted to 0.30%. The amount of N is preferably in a range of 0.10% to 0.25%.
Al es un elemento que desoxida un acero y reduce el oxígeno en el acero según la necesidad. Por esta razón, Al está contenido junto con 0,05% o más de Si. En un acero que contiene Sn, la reducción de la cantidad de oxígeno es esencial para asegurar la capacidad de fabricación en caliente, y por esta razón, es necesario que esté contenido 0,003% o más de Al según la necesidad. Por otra parte, Al es un elemento que tiene una afinidad comparativamente grande con N, y cuando se añade una cantidad excesiva de Al, la tenacidad del acero inoxidable es inhibida debido a la generación de AlN. El grado también depende de la cantidad de N; sin embargo, cuando la cantidad de Al excede de 0,05%, la tenacidad es disminuida en gran medida. Por esta razón, el límite superior de la cantidad de Al se ajusta a 0,05%. La cantidad de Al está preferiblemente en un intervalo de 0,04% o menos.Al is an element that deoxidizes a steel and reduces oxygen in the steel as needed. For this reason, Al is contained together with 0.05% or more of Si. In a steel containing Sn, the reduction of the amount of oxygen is essential to ensure the capacity of hot manufacturing, and for this reason, it is necessary to contain 0.003% or more of Al according to the need. On the other hand, Al is an element that has a comparatively large affinity for N, and when an excessive amount of Al is added, the toughness of stainless steel is inhibited due to the generation of AlN. The degree also depends on the amount of N; however, when the amount of Al exceeds 0.05%, the toughness is greatly decreased. For this reason, the upper limit of the amount of Al is adjusted to 0.05%. The amount of Al is preferably in a range of 0.04% or less.
Ca es un elemento importante para la capacidad de fabricación en caliente del acero, y es necesario que esté contenido Ca a fin de fijar S y O en el acero como inclusiones y mejorar la capacidad de fabricación en caliente. En el acero de la presente realización, está contenido 0,0010% o más de Ca para este fin. Además, la adición de una cantidad excesiva del mismo disminuye la resistencia a la picadura. Por esta razón, el límite superior de la cantidad de Ca se ajusta a 0,0040%.Ca is an important element in the hot manufacturing capacity of steel, and it is necessary for it to be contained in Ca in order to fix S and O in the steel as inclusions and to improve the hot manufacturing capacity. In the steel of the present embodiment, 0.0010% or more of Ca is contained for this purpose. Also, adding an excessive amount of it decreases pitting resistance. For this reason, the upper limit of the amount of Ca is adjusted to 0.0040%.
Sn está contenido a fin de mejorar la resistencia a la corrosión del acero de la presente realización. Por esta razón, es necesario que esté contenido al menos 0,01% de Sn. Además, es preferible que esté contenido 0,02% o más de Sn. Por otra parte, Sn es un elemento que inhibe la capacidad de fabricación en caliente del acero, y disminuye la resistencia en caliente de la interfaz entre la fase de ferrita y la fase de austenita, particularmente a una temperatura de 900°C o menos en el acero inoxidable dúplex de tipo elemento ahorrador en aleación que es el tema de la presente realización. El grado de la disminución depende de las cantidades de S, Ca, y O; sin embargo, cuando está contenido más que 0,2% de Sn, no es posible impedir la disminución en la capacidad de fabricación en caliente, ni siquiera restringiendo otros límites en la presente realización. Por lo tanto, el límite superior de la cantidad de Sn se ajusta a 0,2%.Sn is contained in order to improve the corrosion resistance of the steel of the present embodiment. For this reason, it is necessary that it contains at least 0.01% Sn. Furthermore, it is preferable that 0.02% or more of Sn is contained. On the other hand, Sn is an element that inhibits the hot manufacturing capacity of steel, and decreases the hot resistance of the interface between the ferrite phase and the austenite phase, particularly at a temperature of 900 ° C or less in the alloy sparing element type duplex stainless steel which is the subject of the present embodiment. The degree of the decrease depends on the amounts of S, Ca, and O; however, when more than 0.2% Sn is contained, it is not possible to prevent the decrease in hot manufacturing capacity, even by restricting other limits in the present embodiment. Therefore, the upper limit of the amount of Sn is adjusted to 0.2%.
La relación Ca/O de las cantidades de O y Ca es un índice de componentes importante para mejorar la capacidad de fabricación en caliente y la resistencia a la corrosión del acero de la presente realización. El límite inferior de Ca/O se limita a fin de mejorar la capacidad de fabricación en caliente del acero que contiene Sn. La ductilidad a alta temperatura del acero que contiene Sn es disminuida, particularmente a una temperatura de 900°C o menos. Cuando el valor de Ca/O está en un intervalo menor que 0,3, la ductilidad a alta temperatura a 1.000°C es disminuida también y la capacidad de fabricación en caliente es perjudicada en gran medida. Por esta razón, Ca/O se limita para que esté en un intervalo de 0,3 o más en el acero de la presente realización. Por otra parte, cuando se añade una cantidad excesiva de Ca y Ca/O excede de 1,0, la resistencia a la picadura es perjudicada. Además, cuando la cantidad de Ca es excesiva, la ductilidad a alta temperatura a una temperatura de 1.000 a 1.100°C es perjudicada también. Por esta razón, el límite superior de Ca/O se ajusta para que esté en un intervalo de 1,0. Ca/O está preferiblemente en un intervalo de 0,4 a 0,8.The Ca / O ratio of the amounts of O and Ca is an important component index for improving the hot fabrication capacity and corrosion resistance of the steel of the present embodiment. The lower Ca / O limit is limited in order to improve the hot fabrication capacity of the Sn containing steel. The high temperature ductility of Sn-containing steel is decreased, particularly at a temperature of 900 ° C or less. When the Ca / O value is in a range less than 0.3, the high temperature ductility at 1,000 ° C is also decreased and the hot manufacturing capacity is greatly impaired. For this reason, Ca / O is limited to be in a range of 0.3 or more in the steel of the present embodiment. On the other hand, when an excessive amount of Ca and Ca / O exceeds 1.0 is added, the resistance to pitting is impaired. Furthermore, when the amount of Ca is excessive, high temperature ductility at a temperature of 1,000 to 1,100 ° C is also impaired. For this reason, the upper limit of Ca / O is adjusted to be in a range of 1.0. Ca / O is preferably in a range of 0.4 to 0.8.
O es una impureza inevitable, y no se fija particularmente un límite superior del mismo; sin embargo, O es un elemento importante que configura óxidos que son los representativos de inclusiones no metálicas. El control de la composición de los óxidos es extremadamente importante para la mejora de la capacidad de fabricación en caliente. Además, se causan defectos superficiales cuando se generan óxidos gruesos con forma de racimos. Por esta razón, es necesario limitar la cantidad de O para que sea baja. En la presente realización, como se describió anteriormente, ajustando la relación de la cantidad de Ca y la cantidad de O para que esté en un intervalo de 0,3 o más, la cantidad de O se limita. El límite superior de la cantidad de O está preferiblemente en un intervalo de 0,005% o menos.Or it is an inevitable impurity, and its upper limit is not particularly set; however, O is an important element that configures oxides that are representative of non-metallic inclusions. Control of the composition of the oxides is extremely important for the improvement of the capacity of hot manufacturing. In addition, surface defects are caused when thick, clustered oxides are generated. For this reason, it is necessary to limit the amount of O so that it is low. In the present embodiment, as described above, by adjusting the ratio of the amount of Ca and the amount of O to be in a range of 0.3 or more, the amount of O is limited. The upper limit of the amount of O is preferably in a range of 0.005% or less.
A fin de aumentar de manera incremental la resistencia a la corrosión, pueden estar contenidos uno o más seleccionados de Mo: 1,5% o menos, Cu: 0,3% a 2,0%, W: 0,05% a 1,0%, y Co: 2,0% o menos, según la necesidad. Se dará una descripción de las razones para estos límites.In order to incrementally increase corrosion resistance, one or more selected Mo may be contained: 1.5% or less, Cu: 0.3% to 2.0%, W: 0.05% to 1 , 0%, and Co: 2.0% or less, as needed. A description of the reasons for these limits will be given.
Mo es un elemento que es extremadamente eficaz en aumentar de manera incremental la resistencia a la corrosión del acero inoxidable, y Mo puede estar contenido según la necesidad. A fin de mejorar la resistencia a la corrosión, es preferible que esté contenido 0,2% o más de Mo. Por otra parte, Mo es un elemento que promueve la precipitación de compuestos intermetálicos, y el límite superior de la cantidad de Mo se ajusta a 1,5% desde el punto de vista de suprimir la precipitación en el acero de la presente realización durante la laminación en caliente.Mo is an element that is extremely effective in incrementally increasing the corrosion resistance of stainless steel, and Mo can be contained as needed. In order to improve corrosion resistance, it is preferable that it contain 0.2% or more Mo. On the other hand, Mo is an element that promotes the precipitation of intermetallic compounds, and the upper limit of the amount of Mo is adjusts to 1.5% from the standpoint of suppressing precipitation on the steel of the present embodiment during hot rolling.
Cu es un elemento que aumenta de manera incremental la resistencia a la corrosión del acero inoxidable con respecto al ácido, y Cu tiene un efecto de mejorar la tenacidad; y por lo tanto, se recomienda que esté contenido 0,3% o más según la necesidad. Cuando está contenido más que 2,0% de Cu, la cantidad de Cu excede la solubilidad en sólido; y de este modo, se precipita £-Cu durante la laminación en caliente para causar fragilización. Por esta razón, el límite superior de la cantidad de Cu se ajusta a 2,0%. En un caso donde esté contenido Cu, la cantidad está preferiblemente en un intervalo de 0,3% a 1,5%.Cu is an element that incrementally increases the corrosion resistance of stainless steel with respect to acid, and Cu has an effect of improving toughness; and therefore, it is recommended that it be contained 0.3% or more as needed. When more than 2.0% Cu is contained, the amount of Cu exceeds the solubility in solid; and thus £ -Cu is precipitated during hot rolling to cause embrittlement. For this reason, the upper limit of the amount of Cu is adjusted to 2.0%. In a case where Cu is contained, the amount is preferably in a range of 0.3% to 1.5%.
W es un elemento que aumenta de manera incremental la resistencia a la corrosión del acero inoxidable de la misma manera que Mo, y W puede añadirse según la necesidad. Para el fin de aumentar la resistencia a la corrosión en el acero de la presente realización, el límite superior de la cantidad de W se ajusta a 1,0%. La cantidad de W está preferiblemente en un intervalo de 0,05% a 0,5%.W is an element that incrementally increases the corrosion resistance of stainless steel in the same way as Mo, and W can be added as needed. In order to increase the corrosion resistance in the steel of the present embodiment, the upper limit of the amount of W is adjusted to 1.0%. The amount of W is preferably in a range from 0.05% to 0.5%.
Co es un elemento que es eficaz para aumentar la tenacidad y la resistencia a la corrosión del acero y que se añade selectivamente. La cantidad de Co está preferiblemente en un intervalo de 0,03% o más. Cuando está contenido más que 2,0% de Co, un efecto que es proporcional al coste no es exhibido, ya que Co es un elemento caro. Por esta razón, el límite superior de la cantidad de Co se ajusta a 2,0%. En un caso donde se añada Co, la cantidad está preferiblemente en un intervalo de 0,03% a 1,0%.Co is an element that is effective in increasing the toughness and corrosion resistance of steel and that is selectively added. The amount of Co is preferably in a range of 0.03% or more. When more than 2.0% Co is contained, an effect that is proportional to cost is not exhibited, since Co is an expensive item. For this reason, the upper limit of the amount of Co is adjusted to 2.0%. In a case where Co is added, the amount is preferably in a range from 0.03% to 1.0%.
Además, pueden estar contenidos uno o más seleccionados de V: 0,05% a 0,5%, Nb: 0,01% a 0,20%, y Ti: 0,003% a 0,05%. Estos son elementos que es más probable que generen nitruros que Cr. V, Nb y Ti pueden añadirse según la necesidad, y hay una tendencia a que la resistencia a la corrosión sea mejorada en casos donde estos estén contenidos en cantidades traza.Furthermore, one or more selected from V may be contained: 0.05% to 0.5%, Nb: 0.01% to 0.20%, and Ti: 0.003% to 0.05%. These are elements that are more likely to generate nitrides than Cr. V, Nb, and Ti can be added as needed, and there is a tendency for corrosion resistance to be improved in cases where these are contained in trace amounts.
Los nitruros y carburos que son formados por V se generan en el trabajo en caliente y el procedimiento de enfriamiento del material de acero, y estos tienen el efecto de aumentar la resistencia a la corrosión. Las razones para lo mismo no están confirmadas suficientemente; sin embargo, se considera que hay una probabilidad de suprimir la velocidad de generación de los nitruros de cromo a una temperatura de 700°C o menos. Está contenido 0,05% o más de V a fin de mejorar la resistencia a la corrosión. Cuando está contenido más que 0,5% de V, se generan carbonitruros de V gruesos, y la tenacidad se degrada. Por lo tanto, el límite superior de la cantidad de V se limita a 0,5%. En un caso donde se añada V, la cantidad está preferiblemente en un intervalo de 0,1% a 0,3%.The nitrides and carbides that are formed by V are generated in the hot work and the cooling process of the steel material, and these have the effect of increasing resistance to corrosion. The reasons for the same are not sufficiently confirmed; however, it is considered that there is a probability of suppressing the rate of chromium nitride generation at a temperature of 700 ° C or less. It is 0.05% or more V content to improve corrosion resistance. When more than 0.5% V is contained, thick V carbonitrides are generated, and toughness degrades. Therefore, the upper limit of the amount of V is limited to 0.5%. In a case where V is added, the amount is preferably in a range of 0.1% to 0.3%.
Los nitruros y carburos que son formados por Nb se generan en el trabajo en caliente y el procedimiento de enfriamiento del material de acero, y estos tienen el efecto de aumentar la resistencia a la corrosión. Las razones para lo mismo no están confirmadas suficientemente; sin embargo, se considera que hay una probabilidad de suprimir la velocidad de generación de los nitruros de cromo a una temperatura de 700°C o menos. Está contenido 0,01% o más de Nb a fin de mejorar la resistencia a la corrosión. Por otra parte, en el caso donde se añada una cantidad excesiva de Nb, Nb se precipita como precipitados solubilizados no en sólido durante el calentamiento antes de la laminación en caliente; y de este modo, la tenacidad es inhibida. Por esta razón, el límite superior de la cantidad de Nb se ajusta a 0,20%. En un caso donde se añada Nb, el intervalo de la cantidad está preferiblemente en un intervalo de 0,03% a 0,10%.The nitrides and carbides that are formed by Nb are generated in the hot work and the cooling process of the steel material, and these have the effect of increasing resistance to corrosion. The reasons for the same are not sufficiently confirmed; however, it is considered that there is a probability of suppressing the rate of chromium nitride generation at a temperature of 700 ° C or less. Contains 0.01% or more of Nb to improve corrosion resistance. On the other hand, in the case where an excessive amount of Nb is added, Nb precipitates as non-solid solubilized precipitates during heating before hot rolling; and thus, toughness is inhibited. For this reason, the upper limit of the amount of Nb is adjusted to 0.20%. In a case where Nb is added, the amount range is preferably in a range of 0.03% to 0.10%.
Ti es un elemento que forma óxidos, nitruros y sulfuros en cantidades muy pequeñas, y Ti refina los granos cristalinos en la estructura solidificada y la estructura calentada a una alta temperatura del acero. Además, de la misma manera que V y Nb, Ti también tiene la propiedad de reemplazar una parte del cromo en los nitruros de cromo. Con una cantidad de Ti de 0,003% o más, se forman precipitados de Ti. Por otra parte, cuando está contenido más que 0,05% de Ti en el acero inoxidable dúplex, la tenacidad del acero es perjudicada debido a la generación de TiN grueso. Por esta razón, el límite superior de la cantidad de Ti se ajusta a 0,05%. Una cantidad adecuada de Ti está en un intervalo de 0,005% a 0,020%.Ti is an element that forms oxides, nitrides and sulfides in very small amounts, and Ti refines the crystalline grains in the solidified structure and the structure heated to a high temperature of the steel. Furthermore, in the same way as V and Nb, Ti also has the property of replacing a part of the chromium in the chromium nitrides. With an amount of Ti of 0.003% or more, Ti precipitates are formed. On the other hand, when more than 0.05% Ti is contained in the duplex stainless steel, the toughness of the steel is impaired due to the generation of coarse TiN. For this reason, the upper limit of the amount of Ti is adjusted to 0.05%. An adequate amount of Ti is in a range from 0.005% to 0.020%.
Además, pueden estar contenidos uno o más seleccionados de B: 0,0005% a 0,0050%, Mg: 0,0001% a 0,0030%, y REM: 0,005% a 0,10%. A fin de conseguir una mejora adicional de la maleabilidad en caliente, el B, Mg y REM a estar contenidos según la necesidad se limitan como sigue.In addition, one or more selected B's may be contained: 0.0005% to 0.0050%, Mg: 0.0001% to 0.0030%, and REM: 0.005% to 0.10%. In order to achieve a further improvement in hot malleability, the B, Mg and REM to be contained as needed are limited as follows.
B, Mg y REM son todos ellos elementos que mejoran la maleabilidad en caliente del acero, y se añade uno o más de los mismos para este fin. La adición de una cantidad excesiva de uno cualquiera de B, Mg y REM tiene el efecto opuesto de disminuir la maleabilidad en caliente y la tenacidad. Por esta razón, los límites superiores de las cantidades anteriores se ajustan como sigue. El límite superior de la cantidad de B es 0,0050%. El límite superior de la cantidad de Mg es 0,0030%. El límite superior de la cantidad de REM es 0,10%. Las cantidades preferibles de los elementos respectivos son B: 0,0005% a 0,0030%, Mg: 0,0001% a 0,0015%, y REM 0,005% a 0,05%. Aquí, REM es la suma de las cantidades de elementos de tierras raras lantánidos tales como Ce, La y similares.B, Mg and REM are all elements that improve the hot malleability of the steel, and one or more of them is added for this purpose. The addition of an excessive amount of any one of B, Mg, and REM has the opposite effect of decreasing hot malleability and toughness. For this reason, the upper limits of the above amounts are adjusted as follows. The upper limit of the amount of B is 0.0050%. The upper limit of the amount of Mg is 0.0030%. The upper limit of the REM amount is 0.10%. The preferable amounts of the respective elements are B: 0.0005% to 0.0030%, Mg: 0.0001% to 0.0015%, and REM 0.005% to 0.05%. Here, REM is the sum of the amounts of lanthanide rare earth elements such as Ce, La and the like.
Teniendo las características del acero inoxidable dúplex de la presente realización descritas anteriormente, es posible mejorar en gran medida la capacidad de fabricación en caliente del acero inoxidable dúplex ahorrador en aleación que contiene Sn.By having the characteristics of the duplex stainless steel of the present embodiment described above, it is possible to greatly improve the hot manufacturing capability of the Sn containing alloy duplex stainless steel alloy.
En la etapa de acero colado, una reducción de fractura de área a 1.000°C está en un intervalo de 70% o más. Además, sometiendo el acero colado a los procedimientos que incluyen el trabajo en caliente, es posible obtener un material de acero inoxidable dúplex con un alto rendimiento y pocos defectos superficiales.In the cast steel stage, an area fracture reduction at 1,000 ° C is in the range of 70% or more. In addition, by subjecting cast steel to procedures that include hot working, it is possible to obtain a duplex stainless steel material with high performance and few surface defects.
(Segunda realización)(Second embodiment)
A continuación, se dará una descripción de las razones para los límites del segundo aspecto (un acero inoxidable dúplex de uso general) del acero inoxidable dúplex de la presente invención. Aquí, las cantidades de los componentes respectivos se muestran en términos de % en masa.Next, a description will be given of the reasons for the limits of the second aspect (a general purpose duplex stainless steel) of the duplex stainless steel of the present invention. Here, the amounts of the respective components are shown in terms of mass%.
Aquí, en la presente realización, el acero colado del acero inoxidable indica un acero en un estado después de que se realice el colado, y antes del procesamiento, tal como trabajo en caliente, forja o similares, y el material de acero inoxidable indica un producto semiacabado, una placa de acero laminada en caliente, una placa de acero laminada en frío, un alambre de acero o una tubería de acero, después de procesar el acero colado por diversos métodos. Además, el acero inoxidable indica las formas generales para un acero tal como un acero colado, un material de acero y similares. El procesamiento descrito anteriormente incluye procesamientos en caliente y en frío.Here, in the present embodiment, the cast steel of the stainless steel indicates a steel in a state after casting, and before processing, such as hot work, forging or the like, and the stainless steel material indicates a semi-finished product, hot-rolled steel plate, cold-rolled steel plate, steel wire, or steel pipe, after the cast steel is processed by various methods. In addition, stainless steel indicates the general shapes for a steel such as cast steel, a steel material, and the like. The processing described above includes hot and cold processing.
A fin de asegurar la resistencia a la corrosión del acero inoxidable, la cantidad de C se limita para que esté en un intervalo de 0,03% o menos. Cuando está contenido más que 0,03% de C, la resistencia a la corrosión y la tenacidad se degradan debido a la generación de carburos de Cr durante la laminación en caliente.In order to ensure the corrosion resistance of stainless steel, the amount of C is limited to be in a range of 0.03% or less. When more than 0.03% C is contained, the corrosion resistance and toughness degrade due to the generation of Cr carbides during hot rolling.
Se añade 0,05% o más de Si para desoxidación. Sin embargo, cuando se añade más que 1,0% de Si, la tenacidad se degrada. Por lo tanto, el límite superior para la cantidad de Si se limita a 1,0%. El intervalo preferible para la cantidad de Si está en un intervalo de 0,2% a 0,7%.0.05% or more Si is added for deoxidation. However, when more than 1.0% Si is added, the toughness degrades. Therefore, the upper limit for the amount of Si is limited to 1.0%. The preferable range for the amount of Si is in a range of 0.2% to 0.7%.
Mn tiene el efecto de mejorar la tenacidad aumentando la fase de austenita. Además, dado que Mn tiene el efecto de suprimir la precipitación de nitruros, es preferible añadir activamente Mn al material de acero de la presente realización. Para la tenacidad del material base y las secciones de soldadura, se añade 0,1% o más de Mn. Sin embargo, cuando se añade más que 4,0% de Mn, la resistencia a la corrosión y la tenacidad se degradan. Por lo tanto, el límite superior para la cantidad de Mn se limita a 4,0%. La cantidad de Mn está preferiblemente en un intervalo de 1,0% a 3,5%, y más preferiblemente en un intervalo de 2,0% a 3,0%.Mn has the effect of improving toughness by increasing the austenite phase. Furthermore, since Mn has the effect of suppressing nitride precipitation, it is preferable to actively add Mn to the steel material of the present embodiment. For the toughness of the base material and weld sections, 0.1% or more Mn is added. However, when more than 4.0% Mn is added, the corrosion resistance and toughness degrade. Therefore, the upper limit for the amount of Mn is limited to 4.0%. The amount of Mn is preferably in a range of 1.0% to 3.5%, and more preferably in a range of 2.0% to 3.0%.
P es un elemento que se mezcla inevitablemente desde las materias primas, y la cantidad de P se limita para que esté en un intervalo de 0,05% o menos, dado que P degrada la maleabilidad en caliente y la tenacidad. La cantidad de P está preferiblemente en un intervalo de 0,03% o menos.P is an element that is inevitably mixed from the raw materials, and the amount of P is limited to be in a range of 0.05% or less, since P degrades the hot pliability and toughness. The amount of P is preferably in a range of 0.03% or less.
S es un elemento que se mezcla inevitablemente desde las materias primas, y la cantidad de S se limita en un intervalo de 0,0010% o menos, dado que S degrada la maleabilidad en caliente, la tenacidad y la resistencia a la corrosión. Además, reducir la cantidad de S a menos que 0,0001% aumenta los costes debido al refinado de desulfurización. Por esta razón, la cantidad de S se ajusta para que esté en un intervalo de 0,0001% a 0,0010%. La cantidad de S está preferiblemente en un intervalo de 0,0002% a 0,0006%.S is an element that inevitably mixes from the raw materials, and the amount of S is limited to a range of 0.0010% or less, since S degrades hot workability, toughness and corrosion resistance. Also, reducing the amount of S to less than 0.0001% increases costs due to desulfurization refining. For this reason, the amount of S is adjusted to be in a range of 0.0001% to 0.0010%. The amount of S is preferably in a range of 0.0002% to 0.0006%.
Está contenido 23,0% o más de Cr a fin de asegurar la resistencia a la corrosión básica. Por otra parte, cuando está contenido más que 28,0% de Cr, la fracción de fase de ferrita aumenta y la tenacidad y la resistencia a la corrosión de las secciones de soldadura se inhiben. Por esta razón, la cantidad de Cr se ajusta para que esté en un intervalo de 23,0% o más a 28,0% o menos. La cantidad de Cr está preferiblemente en un intervalo de 24,0% a 27,5%.It is 23.0% or more Cr in order to ensure basic corrosion resistance. On the other hand, when more than 28.0% Cr is contained, the ferrite phase fraction increases and the toughness and corrosion resistance of the weld sections are inhibited. For this reason, the amount of Cr is adjusted to be in a range of 23.0% or more to 28.0% or less. The amount of Cr is preferably in a range of 24.0% to 27.5%.
Ni estabiliza la estructura austenítica y mejora la tenacidad y la resistencia a la corrosión con respecto a diversos tipos de ácido. Además, Ni suprime una disminución en la maleabilidad en caliente debida a la adición de Sn y Cu. Por esta razón, está contenido 2,0% o más de Ni. Aumentando la cantidad de Ni, es posible disminuir la temperatura de precipitación de los nitruros. Por otra parte, dado que Ni es una aleación cara, la cantidad de Ni se limita para que esté en un intervalo de 6,0% o menos. La cantidad de Ni está preferiblemente en un intervalo de 2,5% a 5,5%, y más preferiblemente en un intervalo de 3,0% a 5,0%.Nor does it stabilize the austenitic structure and improve toughness and corrosion resistance with respect to various types of acid. Furthermore, Ni suppresses a decrease in hot malleability due to the addition of Sn and Cu. For this reason, it contains 2.0% or more of Ni. By increasing the amount of Ni, it is possible to decrease the temperature of nitride precipitation. On the other hand, since Ni is an expensive alloy, the amount of Ni is limited to be in a range of 6.0% or less. The amount of Ni is preferably in a range of 2.5% to 5.5%, and more preferably in a range of 3.0% to 5.0%.
Co es un elemento que es eficaz para aumentar la tenacidad y la resistencia a la corrosión del acero y que suprime una disminución en la maleabilidad en caliente debida a la adición de Sn y Cu, y es deseable que Co esté contenido junto con Ni. Además, en un caso donde se añada Co, es preferible que esté contenido 0,1% o más de Co. Cuando está contenido más que 1,0% de Co, un efecto que es proporcional al coste no es exhibido, ya que Co es un elemento caro. Por esta razón, el límite superior de la cantidad de Co se ajusta a 1,0%. En un caso donde se añada Co, la cantidad está preferiblemente en un intervalo de 0,1% a 0,5%.Co is an element that is effective in increasing the toughness and corrosion resistance of steel and that suppresses a decrease in hot malleability due to the addition of Sn and Cu, and it is desirable that Co be contained together with Ni. Furthermore, in a case where Co is added, it is preferable that 0.1% or more of Co be contained. When more than 1.0% of Co is contained, an effect that is proportional to cost is not exhibited, since Co it is an expensive item. For this reason, the upper limit of the amount of Co is adjusted to 1.0%. In a case where Co is added, the amount is preferably in a range of 0.1% to 0.5%.
Se sabe por el Documento No de Patente 1 que Ni aumenta la solubilidad en sólido de Cu y tiene un efecto de suprimir la generación de una fase líquida que tiene un punto de fusión bajo debido a la adición de Cu y Sn. Además, Co es un elemento que pertenece al mismo grupo que Ni. Por esta razón, se considera que la disminución en la maleabilidad en caliente debida a Cu y Sn es suprimida aumentando la suma de las cantidades de Ni y Co. Los presentes inventores aprendieron que el agrietamiento en los bordes del material de acero aumenta en el caso donde la cantidad total de Ni y Co está en un intervalo menor que 2,5% cuando la maleabilidad en caliente del acero que es el tema de la presente realización está dispuesta sobre la suma de la cantidades de Ni y Co. Por esta razón, el intervalo de Ni+Co se ajusta para que esté en un intervalo de 2,5% o más.It is known from Non-Patent Document 1 that Ni increases the solid solubility of Cu and has an effect of suppressing the generation of a liquid phase having a low melting point due to the addition of Cu and Sn. Furthermore, Co is an element that belongs to the same group as Ni. For this reason, it is considered that the decrease in hot malleability due to Cu and Sn is suppressed by increasing the sum of the amounts of Ni and Co. The present inventors learned that the cracking at the edges of the steel material increases in the case where the total amount of Ni and Co is in a range less than 2.5% when the hot malleability of the steel that is the subject of the present embodiment is arranged on the sum of the amounts of Ni and Co. For this reason, the Ni + Co range is adjusted to be in a range of 2.5% or more.
Cu es un elemento que aumenta la resistencia a la corrosión del acero inoxidable con respecto al ácido y tiene un efecto de mejorar la tenacidad. En la presente realización, a fin de aumentar la resistencia a la corrosión, está contenido 0,2% o más de Cu junto con 0,01% o más de Sn. Cuando está contenido más que 3,0% de Cu, la cantidad de Cu excede de la solubilidad en sólido; y de este modo, se precipita £-Cu durante la laminación en caliente para causar fragilización. Por esta razón, el límite superior de la cantidad de Cu se ajusta a 2,0%. La cantidad está preferiblemente en un intervalo de 0,5% a 2,0%.Cu is an element that increases the corrosion resistance of stainless steel with respect to acid and has an effect of improving toughness. In the present embodiment, in order to increase the corrosion resistance, 0.2% or more of Cu is contained together with 0.01% or more of Sn. When more than 3.0% Cu is contained, the amount of Cu exceeds the solubility in solid; and thus £ -Cu is precipitated during hot rolling to cause embrittlement. For this reason, the upper limit of the amount of Cu is adjusted to 2.0%. The amount is preferably in a range of 0.5% to 2.0%.
Sn está contenido a fin de mejorar la resistencia a la corrosión del acero de la presente realización. Por esta razón, es necesario que esté contenido al menos 0,01% de Sn. Además, es preferible que esté contenido 0,02% o más de Sn. Por otra parte, Sn es un elemento que inhibe la capacidad de fabricación en caliente del acero, y disminuye la resistencia en caliente de la interfaz entre la fase de ferrita y la fase de austenita, particularmente a una temperatura de 900°C o menos en el acero inoxidable dúplex de tipo ahorrador de elementos de aleación que es el tema de la presente realización. El grado de la disminución depende de las cantidades de S, Ca, y O; sin embargo, cuando está contenido más que 0,2% de Sn, no es posible impedir la disminución en la capacidad de fabricación en caliente incluso restringiendo otros límites en la presente realización. Por lo tanto, el límite superior de la cantidad de Sn se ajusta a 0,2%.Sn is contained in order to improve the corrosion resistance of the steel of the present embodiment. For this reason, it is necessary that it contains at least 0.01% Sn. Furthermore, it is preferable that 0.02% or more of Sn is contained. On the other hand, Sn is an element that inhibits the hot manufacturing capacity of steel, and decreases the hot resistance of the interface between the ferrite phase and the austenite phase, particularly at a temperature of 900 ° C or less in the alloying element-saving duplex stainless steel which is the subject of the present embodiment. The degree of the decrease depends on the amounts of S, Ca, and O; however, when more than 0.2% Sn is contained, it is not possible to prevent the decrease in hot build capacity even by restricting other limits in the present embodiment. Therefore, the upper limit of the amount of Sn is adjusted to 0.2%.
N es un elemento que es eficaz para aumentar la fuerza y la resistencia a la corrosión estando solubilizado en sólido en la fase de austenita. Por esta razón, está contenido 0,20% o más de N. Dado que es posible disminuir la cantidad de Ni aumentando la cantidad de N, N es un elemento que es deseable de añadir activamente. Por otra parte, es necesario limitar el límite superior de la cantidad de N para que esté dentro del límite de solubilidad de N. El límite de solubilidad de N se aumenta según las cantidades de Cr y Mn. Cuando está contenido más que 0,30% de N en el acero de la presente realización, se precipitan nitruros de Cr, de tal modo que la tenacidad y la resistencia a la corrosión son inhibidas y la capacidad de fabricación en caliente es inhibida. Por esta razón, el límite superior de la cantidad de N se ajusta a 0,30%. La cantidad de N está preferiblemente en un intervalo de 0,20% a 0,28%.N is an element that is effective in increasing strength and corrosion resistance while being solubilized in solid in the austenite phase. For this reason, 0.20% or more of N is contained. Since it is possible to decrease the amount of Ni by increasing the amount of N, N is an element that is desirable to actively add. On the other hand, it is necessary to limit the upper limit of the amount of N so that it is within the solubility limit of N. The solubility limit of N is increased according to the amounts of Cr and Mn. When more than 0.30% N is contained in the steel of the present embodiment, Cr nitrides precipitate, such that toughness and corrosion resistance are inhibited and hot workability is inhibited. For this reason, the upper limit of the amount of N is adjusted to 0.30%. The amount of N is preferably in a range of 0.20% to 0.28%.
Al es un elemento que desoxida un acero, y Al está contenido junto con 0,05% o más de Si a fin de reducir el oxígeno en el acero según la necesidad. En un acero que contiene Sn, la reducción de la cantidad de oxígeno es esencial para asegurar la capacidad de fabricación en caliente, y por esta razón, es necesario que esté contenido 0,003% o más de Al según la necesidad. Por otra parte, Al es un elemento que tiene una afinidad comparativamente grande con N, y cuando se añade una cantidad excesiva de Al, la tenacidad del acero inoxidable es inhibida debido a la generación de AlN. El grado también depende de la cantidad de N; sin embargo, cuando la cantidad de Al excede de 0,05%, la tenacidad es disminuida en gran medida. Por esta razón, el límite superior de la cantidad de Al se ajusta a 0,05%. La cantidad de Al está preferiblemente en un intervalo de 0,04% o menos.Al is an element that deoxidizes a steel, and Al is contained together with 0.05% or more of Si in order to reduce the oxygen in the steel as needed. In a steel containing Sn, the reduction of the amount of oxygen is essential to ensure the capacity of hot manufacturing, and for this reason, it is necessary to contain 0.003% or more of Al according to the need. On the other hand, Al is an element that has a comparatively large affinity for N, and when an excessive amount of Al is added, the toughness of stainless steel is inhibited due to the generation of AlN. The degree also depends on the amount of N; however, when the amount of Al exceeds 0.05%, the toughness is greatly decreased. For this reason, the upper limit of the amount of Al is adjusted to 0.05%. The amount of Al is preferably in a range of 0.04% or less.
Ca es un elemento importante para la capacidad de fabricación en caliente del acero, y es necesario que Ca esté contenido a fin de fijar el S y O en el acero como inclusiones y mejorar la capacidad de fabricación en caliente. En el acero de la presente realización, está contenido 0,0010% o más de Ca para este fin. Además, la adición de una cantidad excesiva del mismo disminuye la resistencia a la picadura. Por esta razón, el límite superior de la cantidad de Ca se ajustó a 0,0040%.Ca is an important element in the hot manufacturing capacity of steel, and it is necessary that Ca is contained in order to fix the S and O in the steel as inclusions and to improve the hot manufacturing capacity. In the steel of the present embodiment, 0.0010% or more of Ca is contained for this purpose. Also, adding an excessive amount of it decreases pitting resistance. For this reason, the upper limit of the amount of Ca was adjusted to 0.0040%.
La relación Ca/O de las cantidades de O y Ca es un índice de componentes importante para mejorar la capacidad de fabricación en caliente y la resistencia a la corrosión del acero de la presente realización. El límite inferior de Ca/O se limita a fin de mejorar la capacidad de fabricación en caliente del acero que contiene Sn. La ductilidad a alta temperatura del acero que contiene Sn es disminuida, particularmente a una temperatura de 900°C o menos. Cuando el valor de Ca/O está en un intervalo menor que 0,3, la ductilidad a alta temperatura a 1.000°C es disminuida también y la capacidad de fabricación en caliente es perjudicada en gran medida. Por esta razón, en el acero de la presente realización, Ca/O se limita para que esté en un intervalo de 0,3 o más. Por otra parte, cuando se añade una cantidad excesiva de Ca y Ca/O excede de 1,0, la resistencia a la picadura es perjudicada. Además, cuando la cantidad de Ca es excesiva, la ductilidad a alta temperatura a una temperatura de 1.000 a 1.100°C es perjudicada también. Por esta razón, el límite superior de Ca/O se ajusta para que esté en un intervalo de 1,0. Ca/O está preferiblemente en un intervalo de 0,4 a 0,8.The Ca / O ratio of the amounts of O and Ca is an important component index for improving the hot fabrication capacity and corrosion resistance of the steel of the present embodiment. The lower Ca / O limit is limited in order to improve the hot fabrication capacity of the Sn containing steel. The high temperature ductility of Sn-containing steel is decreased, particularly at a temperature of 900 ° C or less. When the Ca / O value is in a range less than 0.3, the high temperature ductility at 1,000 ° C is also decreased and the hot manufacturing capacity is greatly impaired. For this reason, in the steel of the present embodiment, Ca / O is limited to be in a range of 0.3 or more. On the other hand, when an excessive amount of Ca and Ca / O exceeds 1.0 is added, the resistance to pitting is impaired. Furthermore, when the amount of Ca is excessive, high temperature ductility at a temperature of 1,000 to 1,100 ° C is also impaired. For this reason, the upper limit of Ca / O is adjusted to be in a range of 1.0. Ca / O is preferably in a range of 0.4 to 0.8.
O es una impureza inevitable, y no se ajusta particularmente un límite superior del mismo; sin embargo, O es un elemento importante que configura óxidos que son representativos de inclusiones no metálicas. El control de la composición de los óxidos es extremadamente importante para la mejora de la capacidad de fabricación en caliente. Además, se causan defectos superficiales cuando se generan óxidos gruesos con forma de racimos. Por esta razón, es necesario limitar la cantidad de O para que sea baja. En la presente realización, como se describió anteriormente, ajustando la relación de la cantidad de Ca y la cantidad de O para que esté en un intervalo de 0,3 o más, la cantidad de O se limita. El límite superior de la cantidad de O está preferiblemente en un intervalo de 0,005% o menos.Or it is an inevitable impurity, and an upper limit of it is not particularly set; however, O is an important element that configures oxides that are representative of non-metallic inclusions. Control of the composition of the oxides is extremely important for the improvement of the capacity of hot manufacturing. In addition, surface defects are caused when thick, clustered oxides are generated. For this reason, it is necessary to limit the amount of O so that it is low. In the present embodiment, as described above, by adjusting the ratio of the amount of Ca and the amount of O to be in a range of 0.3 or more, the amount of O is limited. The upper limit of the amount of O is preferably in a range of 0.005% or less.
Además, puede estar contenido uno cualquiera o ambos de Mo: 0,2% a 2,0% y W: 0,1% a 1,0%. Estos son elementos que aumentan de manera incremental la resistencia a la corrosión. Se dará una descripción de las razones para estos límites.In addition, either or both of Mo may be contained: 0.2% to 2.0% and W: 0.1% to 1.0%. These are elements that incrementally increase corrosion resistance. A description of the reasons for these limits will be given.
Mo es un elemento que es extremadamente eficaz en aumentar de manera incremental la resistencia a la corrosión del acero inoxidable, y Mo puede estar contenido según la necesidad. A fin de mejorar la resistencia a la corrosión, está contenido 0,2% o más de Mo. Por otra parte, Mo es un elemento caro, y desde el punto de vista de suprimir el coste de la aleación en el acero de la presente realización, el límite superior de la cantidad de Mo se ajusta a 2,0%. Mo is an element that is extremely effective in incrementally increasing the corrosion resistance of stainless steel, and Mo can be contained as needed. In order to improve the resistance to corrosion, it contains 0.2% or more of Mo. On the other hand, Mo is an expensive element, and from the point of view of suppressing the cost of the alloy in the steel herein. embodiment, the upper limit of the amount of Mo is set to 2.0%.
W es un elemento que aumenta de manera incremental la resistencia a la corrosión del acero inoxidable de la misma manera que Mo, y es posible añadir W según la necesidad. Para el fin de aumentar la resistencia a la corrosión en el acero de la presente realización, el límite superior de la cantidad de W se ajusta a 1,0%. La cantidad de W está preferiblemente en un intervalo de 0,1% a 0,8%.W is an element that incrementally increases the corrosion resistance of stainless steel in the same way as Mo, and W can be added as needed. In order to increase the corrosion resistance in the steel of the present embodiment, the upper limit of the amount of W is adjusted to 1.0%. The amount of W is preferably in a range of 0.1% to 0.8%.
Además, pueden estar contenidos uno o más seleccionados de V: 0,05% a 0,5%, Nb: 0,01% a 0,15%, y Ti: 0,003% a 0,05%. Estos son elementos que es más probable que generen nitruros que Cr. Es posible añadir cualquiera de V, Nb y Ti según la necesidad, y hay una tendencia a que la resistencia a la corrosión sea mejorada en casos donde estos estén contenidos en cantidades traza.Furthermore, one or more selected from V may be contained: 0.05% to 0.5%, Nb: 0.01% to 0.15%, and Ti: 0.003% to 0.05%. These are elements that are more likely to generate nitrides than Cr. It is possible to add any of V, Nb and Ti as needed, and there is a tendency for the corrosion resistance to be improved in cases where these are contained in trace amounts.
Los nitruros y carburos que son formados por V se generan en el trabajo en caliente y el procedimiento de enfriamiento del material de acero, y estos tienen el efecto de aumentar la resistencia a la corrosión. Las razones para lo mismos no están confirmadas suficientemente; sin embargo, se considera que hay una probabilidad de suprimir la velocidad de generación de los nitruros de cromo a una temperatura de 700°C o menos. Es deseable que esté contenido 0,05% o más de V a fin de mejorar la resistencia a la corrosión. Cuando está contenido más que 0,5% de V, se generan carbonitruros de V gruesos y la tenacidad se degrada. Por lo tanto, el límite superior de la cantidad de V se limita a 0,5%. En un caso donde se añade V, la cantidad está preferiblemente en un intervalo de 0,1% a 0,3%.The nitrides and carbides that are formed by V are generated in the hot work and the cooling process of the steel material, and these have the effect of increasing resistance to corrosion. The reasons for the same are not sufficiently confirmed; however, it is considered that there is a probability of suppressing the rate of chromium nitride generation at a temperature of 700 ° C or less. It is desirable that 0.05% or more of V be contained in order to improve corrosion resistance. When more than 0.5% V is contained, thick V carbonitrides are generated and toughness degrades. Therefore, the upper limit of the amount of V is limited to 0.5%. In a case where V is added, the amount is preferably in a range of 0.1% to 0.3%.
Los nitruros y carburos que son formados por Nb se generan en el trabajo en caliente y el procedimiento de enfriamiento del material de acero, y estos tienen el efecto de aumentar la resistencia a la corrosión. Las razones para lo mismo no están confirmadas suficientemente; sin embargo, se considera que hay una probabilidad de suprimir la velocidad de generación de los nitruros de cromo a una temperatura de 700°C o menos. Es deseable que esté contenido 0,01% o más de Nb a fin de mejorar la resistencia a la corrosión. Por otra parte, en el caso donde se añada una cantidad excesiva de Nb, Nb se precipita como precipitados solubilizados no en sólido durante el calentamiento antes de la laminación en caliente; y de este modo, la tenacidad es inhibida. Por esta razón, el límite superior de la cantidad de Nb se ajusta a 0,15%. En un caso donde se añada Nb, el intervalo de la cantidad está preferiblemente en un intervalo de 0,03% a 0,10%.The nitrides and carbides that are formed by Nb are generated in the hot work and the cooling process of the steel material, and these have the effect of increasing resistance to corrosion. The reasons for the same are not sufficiently confirmed; however, it is considered that there is a probability of suppressing the rate of chromium nitride generation at a temperature of 700 ° C or less. It is desirable that 0.01% or more of Nb be contained in order to improve corrosion resistance. On the other hand, in the case where an excessive amount of Nb is added, Nb precipitates as non-solid solubilized precipitates during heating before hot rolling; and thus, toughness is inhibited. For this reason, the upper limit of the amount of Nb is set to 0.15%. In a case where Nb is added, the amount range is preferably in a range of 0.03% to 0.10%.
Ti es un elemento que forma óxidos, nitruros y sulfuros en cantidades muy pequeñas, y Ti refina los granos cristalinos en la estructura solidificada y la estructura calentada a una alta temperatura del acero. Además, de la misma manera que V y Nb, Ti también tiene la propiedad de reemplazar una parte del cromo en los nitruros de cromo. Con una cantidad de Ti de 0,003% o más, se forman precipitados de Ti. Por otra parte, cuando está contenido más que 0,05% de Ti en el acero inoxidable dúplex, la tenacidad del acero es perjudicada debido a la generación de TiN grueso. Por esta razón, el límite superior de la cantidad de Ti se ajusta a 0,05%. Una cantidad adecuada de Ti está en un intervalo de 0,005% a 0,020%.Ti is an element that forms oxides, nitrides and sulfides in very small amounts, and Ti refines the crystalline grains in the solidified structure and the structure heated to a high temperature of the steel. Furthermore, in the same way as V and Nb, Ti also has the property of replacing a part of the chromium in the chromium nitrides. With an amount of Ti of 0.003% or more, Ti precipitates are formed. On the other hand, when more than 0.05% Ti is contained in the duplex stainless steel, the toughness of the steel is impaired due to the generation of coarse TiN. For this reason, the upper limit of the amount of Ti is adjusted to 0.05%. A suitable amount of Ti is in a range of 0.005% to 0.020%.
Además, pueden estar contenidos uno o más seleccionados de B: 0,0005% a 0,0050%, Mg: 0,0001% a 0,0030%, y REM: 0,005% a 0,10%. A fin de conseguir una mejora adicional de la maleabilidad en caliente, el B, Mg y REM a estar contenidos según la necesidad se limitan como sigue.In addition, one or more selected B's may be contained: 0.0005% to 0.0050%, Mg: 0.0001% to 0.0030%, and REM: 0.005% to 0.10%. In order to achieve a further improvement in hot malleability, the B, Mg and REM to be contained as needed are limited as follows.
B, Mg y REM son todos ellos elementos que mejoran la maleabilidad en caliente del acero, y es deseable que se añada uno o más para este fin. La adición de una cantidad excesiva de cualquiera de B, Mg y REM tiene el efecto opuesto de disminuir la maleabilidad en caliente y la tenacidad. Por esta razón, los límites superiores de las cantidades anteriores se ajustan como sigue. El límite superior de la cantidad de B es 0,0050%. El límite superior de la cantidad de Mg es 0,0030%. El límite superior de la cantidad de REM es 0,10%. Las cantidades preferibles de los elementos respectivos son B: 0,0005% a 0,0030%, Mg: 0,0001% a 0,0015%, y REM 0,005% a 0,05%. Aquí, REM es la suma de las cantidades de elementos de tierras raras lantánidos tales como Ce, La y similares.B, Mg and REM are all elements that improve the hot malleability of the steel, and it is desirable that one or more be added for this purpose. Adding an excessive amount of any of B, Mg, and REM has the opposite effect of decreasing hot malleability and toughness. For this reason, the upper limits of the above amounts are adjusted as follows. The upper limit of the amount of B is 0.0050%. The upper limit of the amount of Mg is 0.0030%. The upper limit of the REM amount is 0.10%. Preferable quantities of items Respective are B: 0.0005% to 0.0030%, Mg: 0.0001% to 0.0015%, and REM 0.005% to 0.05%. Here, REM is the sum of the amounts of lanthanide rare earth elements such as Ce, La and the like.
Anteriormente, teniendo las características del acero inoxidable dúplex de la presente realización descritas anteriormente, es posible mejorar en gran medida la capacidad de fabricación en caliente del acero inoxidable dúplex de uso general que contiene Sn.Previously, by having the characteristics of the duplex stainless steel of the present embodiment described above, it is possible to greatly improve the hot fabrication ability of the general purpose duplex stainless steel containing Sn.
En la etapa de acero colado, una reducción de fractura de área a 1.000°C está en un intervalo de 70% o más. Además, sometiendo el acero colado a los procedimientos que incluyen el trabajo en caliente, es posible obtener un material de acero inoxidable dúplex con un alto rendimiento y pocos defectos superficiales.In the cast steel stage, an area fracture reduction at 1,000 ° C is in the range of 70% or more. In addition, by subjecting cast steel to procedures that include hot working, it is possible to obtain a duplex stainless steel material with high performance and few surface defects.
EjemplosExamples
(Ejemplo 1)(Example 1)
Se dará una descripción de ejemplos del acero inoxidable dúplex de tipo ahorrador en aleación a continuación. Las composiciones químicas de aceros de ensayo se muestran en las Tablas 1 a 4. Aquí, el resto distinto a los componentes que se describen en la Tabla 1 es Fe y elementos de impurezas inevitables. Además, para los componentes que se muestran en las Tablas 1 a 4, las porciones donde las cantidades no se describen muestran los niveles de impurezas. REM indica elementos de tierras raras lantánidos, y la cantidad de REM muestra el total de estos elementos. Los números que están subrayados en las tablas indican valores fuera de los intervalos que se definen en la primera realización. A description of examples of the alloy saver duplex stainless steel will be given below. The chemical compositions of test steels are shown in Tables 1 to 4. Here, the residue other than the components described in Table 1 is Fe and elements of unavoidable impurities. Furthermore, for the components shown in Tables 1 to 4, the portions where the amounts are not described show the levels of impurities. REM indicates rare earth elements lanthanides, and the amount of REM shows the total of these elements. The numbers that are underlined in the tables indicate values outside the ranges that are defined in the first embodiment.
Para todos los aceros, en primer lugar, se preparó un acero colado con un espesor de 100 mm, y se evaluó la reducción de fractura de área. La evaluación se realizó como sigue. Primero, se calentó una sección paralela de una barra redonda de 8 mm$ hasta 1.200°C usando una alta frecuencia. A continuación, se disminuyó la temperatura hasta una temperatura (1.000°C) a la que se realizó un ensayo de rotura. La ruptura a la tracción se realizó a una velocidad de 20 mm/segundo a esta temperatura, y se midió el encogimiento de la sección transversal. Los aceros donde la reducción de fractura de área estuvo en un intervalo de 70% o más se evaluaron como A (buenos), los aceros donde la reducción de área estuvo en un intervalo de 60% o más a menos que 70% se evaluaron como B (aceptables), los aceros donde la reducción de área estuvo en un intervalo menor que 60% se evaluaron como C (malos), y los resultados se dan en las Tablas 5 y 6.For all steels, first, a cast steel with a thickness of 100 mm was prepared, and the reduction of area fracture was evaluated. The evaluation was carried out as follows. First, a parallel section of a $ 8mm round bar was heated to 1,200 ° C using a high frequency. The temperature was then decreased to a temperature (1,000 ° C) at which a burst test was performed. Tensile rupture was performed at a speed of 20 mm / second at this temperature, and the shrinkage of the cross section was measured. Steels where area fracture reduction was in a range of 70% or more were rated as A (good), steels where area reduction was in a range of 60% or more unless 70% were rated as B (acceptable), the steels where the area reduction was in an interval less than 60% were evaluated as C (bad), and the results are given in Tables 5 and 6.
El acero colado se sometió a forja en caliente para obtener un producto semiacabado con un espesor de 60 mm, y este producto semiacabado se usó como material laminado en caliente. El producto semiacabado se calentó hasta una temperatura predeterminada de 1.150 a 1.250°C, y después se realizó la laminación en caliente usando una máquina de laminación de dos etapas en un laboratorio en las condiciones siguientes. Primero, se realizó repetidamente una reducción para ajustar el espesor de placa para que fuera 25 mm. Después, se realizó una laminación de acabado a partir de 1.000°C, y la laminación de acabado final se llevó a cabo a 900°C. Esta laminación se realizó de tal manera que el espesor de placa final llegó a ser 12 mm y la anchura de placa llegó a ser 120 mm para obtener una placa de acero laminada en caliente. Se midieron las longitudes máximas de los agrietamientos en los bordes que se generaron en las secciones de los bordes izquierdo y derecho de la placa de acero laminada en caliente obtenida, y se determinó la suma de las longitudes máximas de los agrietamientos en los bordes en las secciones de los bordes izquierdo y derecho. Los aceros donde la suma de los agrietamientos en los bordes estuvo en un intervalo menor que 5 mm se evaluaron como A (buenos), los aceros donde la suma de los agrietamientos en los bordes estuvo en un intervalo de 5 a 10 mm se evaluaron como B (aceptables), los aceros donde la suma de los agrietamientos en los bordes excedió de 10 mm se evaluaron como C (malos), y los resultados se dan en las Tablas 5 y 6.The cast steel was hot forged to obtain a semi-finished product with a thickness of 60 mm, and this semi-finished product was used as a hot-rolled material. The semi-finished product was heated to a predetermined temperature of 1,150 to 1,250 ° C, and then hot lamination was performed using a two-stage lamination machine in a laboratory under the following conditions. First, a reduction was repeatedly made to adjust the plate thickness to be 25 mm. Thereafter, a finish lamination was performed starting at 1,000 ° C, and the final finish lamination was performed at 900 ° C. This rolling was carried out in such a way that the final plate thickness became 12 mm and the plate width became 120 mm to obtain a hot-rolled steel plate. The maximum lengths of the edge cracks that were generated in the left and right edge sections of the obtained hot-rolled steel plate were measured, and the sum of the maximum lengths of the edge cracks in the left and right edge sections. Steels where the sum of edge cracks was in a range less than 5 mm were evaluated as A (good), steels where the sum of edge cracks was in a range of 5 to 10 mm were evaluated as B (acceptable), steels where the sum of the cracks at the edges exceeded 10 mm were evaluated as C (bad), and the results are given in Tables 5 and 6.
Además, las placas de acero se sometieron a un tratamiento de calor de solubilización de la siguiente manera. La placa de acero se insertó en un horno de tratamiento de calor a 1.000°C y se calentó durante aproximadamente 5 minutos. A continuación, se extrajo la placa de acero, y después se sometió a un enfriamiento en agua a temperatura ambiente.Furthermore, the steel plates were subjected to a solubilization heat treatment in the following manner. The steel plate was inserted into a heat treatment oven at 1,000 ° C and heated for approximately 5 minutes. The steel plate was then removed, and then subjected to cooling in water to room temperature.
La resistencia a la corrosión de la placa de acero se evaluó mediante la velocidad de corrosión en ácido sulfúrico. The corrosion resistance of the steel plate was evaluated by the corrosion rate in sulfuric acid.
La velocidad de corrosión en el ácido sulfúrico se midió como sigue. Se sometieron piezas de ensayo de 3 mm de espesor * 25 mm de ancho * 25 mm de largo a un ensayo de inmersión durante 6 horas en ácido sulfúrico al 5% en ebullición. Se midió el peso antes y después de la inmersión, y se calculó la velocidad de disminución en peso. Los aceros donde la velocidad de corrosión en el ácido sulfúrico estuvo en un intervalo menor que 0,3 g/m2 por hora se evaluaron como A (buenos), los aceros donde la velocidad de corrosión en el ácido sulfúrico estuvo en un intervalo de 0,3 a 1 g/m2 por hora se evaluaron como B (aceptables), los aceros donde la velocidad de corrosión en el ácido sulfúrico estuvo en un intervalo de 1 g/m2 por hora o más se evaluaron como C (malos), y los resultados de la evaluación se dan en las Tablas 5 y 6.The corrosion rate in sulfuric acid was measured as follows. Test pieces 3mm thick * 25mm wide * 25mm long were subjected to a 6 hour immersion test in 5% boiling sulfuric acid. Weight was measured before and after immersion, and the rate of decrease in weight was calculated. Steels where the corrosion rate in sulfuric acid was in a range less than 0.3 g / m2 per hour were evaluated as A (good), steels where the corrosion rate in sulfuric acid was in a range of 0 , 3 to 1 g / m2 per hour were evaluated as B (acceptable), steels where the corrosion rate in sulfuric acid was in a range of 1 g / m2 per hour or more were evaluated as C (bad), and the evaluation results are given in Tables 5 and 6.
Las características de impacto se midieron usando piezas de ensayo de Charpy que se tomaron en la dirección de la anchura. Las piezas de ensayo se prepararon procesando muescas en V de 2 mm a tamaño completo en la dirección de laminación. El ensayo se llevó a cabo a -20°C usando dos piezas de ensayo para cada uno de los aceros, y las características de impacto se evaluaron mediante los valores medios de los valores de impacto obtenidos. Los aceros donde el valor de impacto estuvo en un intervalo de más que 100 J/cm2 se evaluaron como A (buenos), los aceros donde el valor de impacto estuvo en un intervalo de 50 a 100 J/cm2 se evaluaron como B (aceptables), los aceros donde el valor de impacto fue menos que 50 J/cm2 se evaluaron como C (malos), y los resultados de la evaluación se dan en las Tablas 5 y 6. Impact characteristics were measured using Charpy test pieces that were taken in the width direction. Test pieces were prepared by processing full size 2mm V-notches in the rolling direction. The test was carried out at -20 ° C using two test pieces for each of the steels, and the impact characteristics were evaluated by means of the mean values of the impact values obtained. Steels where the impact value was in a range of more than 100 J / cm2 were evaluated as A (good), steels where the impact value was in a range of 50 to 100 J / cm2 were evaluated as B (acceptable ), the steels where the impact value was less than 50 J / cm2 were evaluated as C (bad), and the evaluation results are given in Tables 5 and 6.
Tabla 5Table 5
Tabla 6Table 6
A partir de los ejemplos que se muestran en la Tabla 5 y 6, los aceros N° 1-1 a 1-33, que satisfacen las condiciones de la primera realización, tienen una capacidad de fabricación en caliente, resistencia a la corrosión y características de impacto favorables. Por otra parte, los aceros N° 1-A a 1-U, que no satisfacen las condiciones de la primera realización, fueron inferiores en todas de la capacidad de fabricación en caliente, la resistencia a la corrosión y las características de impacto.From the examples shown in Table 5 and 6, the steels Nos. 1-1 to 1-33, which satisfy the conditions of the first embodiment, have a hot workability, corrosion resistance, and characteristics of favorable impact. On the other hand, the No. 1-A to 1-U steels, which do not satisfy the conditions of the first embodiment, were all inferior in hot manufacturing capacity, corrosion resistance and impact characteristics.
Como se ve a partir de los ejemplos anteriores, es claro que es posible obtener un acero inoxidable dúplex de tipo ahorrador en aleación económico con una capacidad de fabricación en caliente favorable donde la resistencia a la corrosión es mejorada por la adición de Sn según la primera realización.As seen from the previous examples, it is clear that it is possible to obtain an economical alloy saver type duplex stainless steel with a favorable hot manufacturing capacity where the corrosion resistance is improved by the addition of Sn according to the first realization.
(Ejemplo 2)(Example 2)
Se dará una descripción de ejemplos del acero inoxidable dúplex de uso general a continuación. Las composiciones químicas de los aceros de ensayo se muestran en lasTablas 7 a 10. Aquí, el resto distinto a los componentes que se describen en las Tablas 7 a 10 es Fe y elementos de impurezas inevitables. Además, para los componentes que se muestran en las Tablas 7 a 10, las porciones donde las cantidades no se describen muestran los niveles de impurezas. REM indica elementos de tierras raras lantánidos, y la cantidad de REM muestra el total de estos elementos. Los números que están subrayados en las tablas indican valores fuera de los intervalos que se definen en la segunda realización. A description of examples of general purpose duplex stainless steel will be given below. The chemical compositions of the test steels are shown in Tables 7 to 10. Here, the remainder other than the components described in Tables 7 to 10 is Fe and elements of unavoidable impurities. Furthermore, for the components shown in Tables 7 to 10, the portions where the amounts are not described show the levels of impurities. REM indicates rare earth elements lanthanides, and the amount of REM shows the total of these elements. The numbers that are underlined in the tables indicate values outside the ranges that are defined in the second embodiment.
En las mismas condiciones que el Ejemplo 1, se realizó la fabricación del acero colado, la evaluación de la reducción de fractura de área del acero colado, la fabricación del material laminado en caliente, la realización de la laminación en caliente con respecto al material laminado en caliente, y la evaluación del agrietamiento en los bordes. Los resultados de la evaluación obtenidos se dan en las Tablas 11 y 12.Under the same conditions as Example 1, cast steel fabrication, evaluation of area fracture reduction of cast steel, fabrication of hot rolled material, performing hot rolling with respect to rolled material was performed. hot, and evaluation of cracking at the edges. The evaluation results obtained are given in Tables 11 and 12.
Además, las placas de acero se sometieron a un tratamiento de calor de solubilzación de la siguiente manera. La placa de acero se insertó en un horno de tratamiento de calor a 1.050°C y se calentó durante aproximadamente 5 minutos. A continuación, se extrajo la placa de acero, y después se sometió a un enfriamiento en agua a temperatura ambiente.Furthermore, the steel plates were subjected to a solubilizing heat treatment in the following manner. The steel plate was inserted into a heat treatment oven at 1,050 ° C and heated for approximately 5 minutes. The steel plate was then removed, and then subjected to cooling in water to room temperature.
La resistencia a la corrosión de la placa de acero se evaluó mediante la velocidad de corrosión en ácido sulfúrico. The corrosion resistance of the steel plate was evaluated by the corrosion rate in sulfuric acid.
La velocidad de corrosión en el ácido sulfúrico se midió como sigue. Se sometieron piezas de ensayo de 3 mm de espesor * 25 mm de ancho * 25 mm de largo a un ensayo de inmersión durante 6 horas en ácido sulfúrico que incluía 2.000 ppm de iones Cl, donde la concentración fue 15% y la temperatura fue 40% Se midió el peso antes y después de la inmersión, y se calculó la velocidad de disminución en peso. Los aceros donde la velocidad de corrosión en el ácido sulfúrico estuvo en un intervalo menor que 0,1 g/m2 por hora se evaluaron como A (buenos), los aceros donde la velocidad de corrosión en el ácido sulfúrico estuvo en un intervalo de 0,1 a 0,3 g/m2 por hora se evaluaron como B (aceptables), los aceros donde la velocidad de corrosión en el ácido sulfúrico estuvo en un intervalo demás que 0,3 g/m2 por hora o más se evaluaron como C (malos), y los resultados de la evaluación se dan en las Tablas 11 y 12. The corrosion rate in sulfuric acid was measured as follows. Test pieces 3 mm thick * 25 mm wide * 25 mm long were subjected to a 6 hour immersion test in sulfuric acid including 2,000 ppm Cl ions, where the concentration was 15% and the temperature was 40 % Weight was measured before and after immersion, and the rate of decrease in weight was calculated. Steels where the rate of corrosion in sulfuric acid was in a range less than 0.1 g / m2 per hour were evaluated as A (good), steels where the rate of corrosion in sulfuric acid was in a range of 0 , 1 to 0.3 g / m2 per hour were evaluated as B (acceptable), steels where the corrosion rate in sulfuric acid was in a range other than 0.3 g / m2 per hour or more were evaluated as C (bad), and the evaluation results are given in Tables 11 and 12.
En las mismas condiciones que el Ejemplo 1, se midieron las características de impacto. Los resultados de la evaluación obtenidos se dan en las Tablas 11 y 12.Under the same conditions as Example 1, the impact characteristics were measured. The evaluation results obtained are given in Tables 11 and 12.
Tabla 11Table 11
Tabla 12Table 12
A partir de los ejemplos que se muestran en la Tabla 11 y 12, los aceros inoxidables dúplex de uso general N° 2-1 a 2-23, que satisfacen las condiciones de la segunda realización, tienen una capacidad de fabricación en caliente, resistencia a la corrosión y características de impacto favorables. Por otra parte, los aceros N° 2-A a 2-K y 2-M a 2-T, que no satisfacen las condiciones de la segunda realización, fueron inferiores en capacidad de fabricación en caliente, resistencia a la corrosión y características de impacto. Además, el ejemplo comparativo 2-L satisfizo las características; sin embargo, dado que estaba contenido una gran cantidad de Co, el ejemplo comparativo 2-L fue inferior en términos de coste. Además, el ejemplo comparativo 2-U es acero S31803 y es favorable en todas de la capacidad de fabricación en caliente, la resistencia a la corrosión y la capacidad de fabricación. Sin embargo, las cantidades de Ni y Mo son altas, y el ejemplo comparativo 2-U es inferior en términos de coste para el fin de la segunda realización.From the examples shown in Table 11 and 12, the general purpose duplex stainless steels No. 2-1 to 2-23, which satisfy the conditions of the second embodiment, have a hot workability, strength corrosion and favorable impact characteristics. On the other hand, the steels N ° 2-A to 2-K and 2-M to 2-T, which do not satisfy the conditions of the second embodiment, were inferior in hot manufacturing capacity, resistance to corrosion and characteristics of impact. Furthermore, Comparative Example 2-L satisfied the characteristics; however, since a large amount of Co was contained, Comparative Example 2-L was lower in terms of cost. In addition, Comparative Example 2-U is S31803 steel and is favorable in all of the hot build ability, corrosion resistance, and build ability. However, the amounts of Ni and Mo are high, and the comparative example 2-U is lower in terms of cost for the purpose of the second embodiment.
Como se ve a partir de los ejemplos anteriores, es claro que es posible obtener un acero inoxidable dúplex de uso general económico con una capacidad de fabricación en caliente favorable donde la resistencia a la corrosión es mejorada debido a la adición de Sn y Cu según la segunda realización.As seen from the previous examples, it is clear that it is possible to obtain an inexpensive general purpose duplex stainless steel with a favorable hot manufacturing capacity where the corrosion resistance is improved due to the addition of Sn and Cu according to the second embodiment.
Aplicabilidad industrialIndustrial applicability
Según la primera y segunda realizaciones, es posible proporcionar un acero inoxidable dúplex de tipo ahorrador en aleación y un acero inoxidable dúplex de uso general que son económicos y donde la resistencia a la corrosión es mejorada. Estos materiales de acero inoxidable dúplex hacen una contribución extremadamente significativa a las industrias, porque es posible usar los materiales de acero inoxidable dúplex en una unidad de desalación de agua de mar, tanques para un barco de transporte, diversos tipos de contenedores, o similares. According to the first and second embodiments, it is possible to provide an alloy saver type duplex stainless steel and a general purpose duplex stainless steel which are inexpensive and where the corrosion resistance is improved. These duplex stainless steel materials make an extremely significant contribution to industries, because it is possible to use duplex stainless steel materials in a seawater desalination unit, tanks for a transport ship, various types of containers, or the like.
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