JP2019151928A - 耐食性二相鋼合金、耐食性二相鋼合金から作製された物品、及びそのような合金の作製方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(i)2NH3+CO2−>H2N−CO−ONH4
(ii)H2N−CO−ONH4<−>H2N−CO−NH2+H2O
C(0〜 0.05);
Si(0〜0.8);
Mn(0〜4.0);
Cr(29〜35超);
Ni(3.0〜10);
Mo(0〜4.0);
N(0.30〜0.55);
Cu(0〜0.8);
W(0〜3.0);
S(0〜0.03);
Ce(0〜0.2);
であり、残りはFeと不可避の不純物である。
ここで、ASTM E 3−01による試料調製を用いてDNV−RP−F112、Section7により決定されたオーステナイトのスペーシングは、試料上において、20μm未満、例えば15μm未満、例えば8〜15μmの範囲であり;且つ試料の三つの直交する平面にそれぞれ取得された三つの断面に必要に応じて決定された平均的なオーステナイト相の長さ/幅の比から選択された、最大の平均的オーステナイト相の長さ/幅の比は、5未満、例えば3未満、例えば2未満であり;
平均的オーステナイト相の長さ/幅の比は、以下の手順で決定されたものである:
i.試料の横断面を準備する;
ii.まず6μm、次に3μmの粒子サイズの回転ディスク上のダイヤモンドペーストを用いて表面を研磨し、研磨面を生成する;
iii.20℃で最大30秒間にわたり、Murakamiの薬剤(30gの水酸化カリウムと30gのK3Fe(CN)6を100mlのH2O中において混合することにより飽和溶液を調製し、この溶液を使用前に室温に冷却することにより提供される)を使用して表面をエッチングすることによりフェライト相を着色する;
iv.相の境界が区別できるように選択した倍率を用いる光学顕微鏡下において、エッチングされた状態の横断面を観察する;
v.画像の上に、オーステナイト−フェライト相の境界を観察するために適合されたグリッド距離を有するクロスグリッドを投影する;
vi.グリッド交差がオーステナイト相にあるとして同定できるようにグリッド上のグリッド交差を少なくとも10個無作為に選択する;
vii.それら10個のグリッド交差の各々において、オーステナイト相の長さ/幅の比を、オーステナイト相の長さと幅を測定することにより決定する(長さは、オーステナイト相からフェライト相へ遷移する相の境界における二地点間に直線を引いたとき、中断されない最長距離であり;幅は、同じ相の長さに直交して測定される中断されない最長距離と定義される);
viii.10個の測定されたオーステナイト相の長さ/幅の比の、オーステナイト相の長さ/幅の比の数値平均として、平均的なオーステナイト相の長さ/幅の比を計算する。
C 0〜0.05;
Si 0〜0.8;
Mn 0〜4.0;
Cr 29〜35超;
Ni 3.0〜10;
Mo 0〜4.0;
N 0.30〜0.55;
Cu 0〜0.8;
W 0〜3.0;
S 0〜0.03;
Ce 0〜0.2;
を含み、残りはFe及び不可避の不純物である。
a.重量%で:
C 0〜0.05;
Si 0〜0.8;
Mn 0〜4.0;
Cr 29〜35超;
Ni 3.0〜10;
Mo 0〜4.0;
N 0.30〜0.55;
Cu 0〜0.8;
W 0〜3.0;
S 0〜0.03;
Ce 0〜0.2;
と、Feと不可避の不純物である残りとを含むフェライト系オーステナイト合金を溶解する工程;
b.融成物を微粒子化して平均粒子サイズが約100−150μmであり、最大粒子サイズが約500μmである粉末を生成する工程;
c.製造する物品の形状を画定する鋳型を提供する工程;
d.鋳型の少なくとも一部に粉末を充填する工程;
e.工程dで充填した前記鋳型に、所定の温度、所定の圧力で、所定の期間にわたり熱間等方圧加圧法(HIP)を実施し、前記粉末の粒子を冶金学的に互いに結合させて物品を生成する工程
を含む。
C 0〜0.05;
Si 0〜0.8;
Mn 0〜4.0;
Cr 29〜35超;
Ni 3.0〜10;
Mo 0〜4.0;
N 0.30〜0.55;
Cu 0〜0.8;
W 0〜3.0;
S 0〜0.03;
Ce 0〜0.2;
と、Fe及び不可避の不純物である残りとを含み;この方法は、液分散器を上述の液分散器で置き換えることを含む。
C 0〜0.05;
Si 0〜0.8;
Mn 0〜4.0;
Cr 29〜35超;
Ni 3.0〜10;
Mo 0〜4.0;
N 0.30〜0.55;
Cu 0〜0.8;
W 0〜3.0;
S 0〜0.03;
Ce 0〜0.2;
を含み、残りはFe及び不可避の不純物である。
C 最大0.03;
Mn 0.8〜1.50;
S 最大0.03;
Si 最大0.50;
Cr 29〜30超;
Ni 5.8〜7.5;
Mo 1.50〜2.60;
Cu 最大0.80;
N 0.30〜0.40;
W 0〜3.0;
Ce 0〜0.2;
を含み、残りはFe及び不可避の不純物である。
C 最大0.03;
Si 最大0.8;例えば0.2〜0.6;
Mn 0.3〜2;例えば0.3〜1;
Cr 29〜33超;
Ni 3〜10;例えば4〜9;例えば5〜8;例えば6−8;
Mo 1〜3;例えば1〜1.3;例えば1.5〜2.6;例えば2−2.6;
N 0.36〜0.55;
Cu 最大0.8;
W 最大2.0;
S 最大0.03;
Ce 0〜0.2;
を含み、残りはFe及び不可避の不純物であり、フェライト含有量は、30〜70体積%の範囲、例えば30〜60体積%の範囲、例えば30〜55体積%の範囲、例えば40〜60体積%の範囲である。
a)前記物品の形状の少なくとも一部を画定するフォームを提供し;重量%で:
C 0〜0.05;
Si 0〜0.8;
Mn 0〜4.0;
Cr 29〜35超;
Ni 3.0〜10;
Mo 0〜4.0;
N 0.30〜0.55;
Cu 0〜0.8;
W 0〜3.0;
S 0〜0.03;
Ce 0〜0.2;
と、Feと不可避の不純物である残りとを含む粉末混合物を提供する工程;
b)前記粉末混合物で前記フォームの少なくとも一部を充填する工程;
c)前記フォームを、所定の温度及び所定の等方圧での所定の時間にわたる熱間等方圧加圧法に供し、粉末粒子を互いに対して冶金的に結合させる工程
を含む。
C 0〜0.05;
Si 0〜0.8;
Mn 0〜4.0;
Cr 26〜35;
Ni 3.0〜10;
Mo 0〜4.0;
N 0.30〜0.55;
Cu 0〜1.0;
W 0〜3.0;
S 0〜0.03;
Ce 0〜0.2;
と、Fe及び不可避の不純物である残りとを含む、耐食性フェライト系オーステナイト合金から作製されている。この方法は、液分散器を、上述又は後述に記載の本発明による液分散器、即ち、特に上記に定義したように、耐食性二相鋼を、熱間等方圧加圧法に供することにより得られる液分散器で置き換えることを含む。同様の態様では、本発明は、そのような既存の尿素プラントを、耐食性のフェライト−オーステナイト鋼から作製された任意の所望の構成機器を、本発明により記載される構成機器により置き換えることにより改造することにも関する。これは特に、一又は複数の機械加工表面を含む構成機器を指し、好ましくは液分散器、レーダーコーン、及びバルブ本体からなる群より選択される。
この実施例では、複数の異なる製造方法により製造されたフェライト−オーステナイト合金の資料が提供される。試料はその微細構造の調査に供される。
1.DNV−RP−F112、Section7(2008)[2]による、オーステナイトのスペーシング写真を伸長方向に水平に方向付け、測定を行うラインを写真において鉛直に方向付けた。
2.伸長方向に平行に測定されるオーステナイトのスペーシングと伸長方向に垂直に測定されるオーステナイトのスペーシングとの比と定義されるオーステナイトのスペーシング比(通常の手順では、伸長の方向に垂直なオーステナイトのスペーシングを測定する)。測定は、各標本に使用するフレームを一つに限るという点以外、DNV−RP−F112に従って実施した。
3.平均的なオーステナイト相の長さ/幅の比。平均的オーステナイト相の長さ/幅の比を、以下の手順に従って測定した:
a.オーステナイトのスペーシングに使用したフレームの種類(DNV−RP−F112)を使用した。
b.クロスグリッドを画像に投影し、20〜40個のグリッドの交差部を生成した。
c.グリッド交差部のうち10個を無作為に選択し、グリッド交差部をオーステナイト相にあるとして明確に識別した。
d.それら10個の交差部の各々について、10個の相の各々に関し、オーステナイト相/幅の比を、オーステナイト相の長さと幅を測定することにより決定した。ここで、長さは、相の境界における二地点間に直線を引いたとき、中断されない最長距離であり(相の境界は、オーステナイト相からフェライト相への遷移である);幅は、同じ相の長さに直交して測定される中断されない最長距離と定義される。
e.10個の測定されたオーステナイト相の長さ/幅の比の、オーステナイト相の長さ/幅の比の数値的平均として、平均的なオーステナイトの長さ/幅の比を算出した。
二つの試験試料をSafurex(登録商標)級の鋼から準備した。試料は液分散器に使用される典型的な構造を呈するもので、半分の輪に三つの穴が穿孔されたものであった。
L=長手方向(圧延又はピルガ方向)
T=移動方向(圧延又はピルガ方向に垂直)
断面1(CA1)は、T方向に垂直である。
断面2(CA2)は、L方向に垂直である。
(a)試料2HIP;
(b)試料2REF。
写真は、試料2HIPが見た目上試験条件による影響を殆ど受けていないこと、一方試料3REFが大きな損傷を有することを明確に示すものである。
二つの試料を実施例2のようにして調製した。
Claims (11)
- フェライト系オーステナイト鋼合金であって、その元素組成は、重量%で:
C 0〜0.05;
Si 0〜0.8;
Mn 0〜4.0;
Cr 29〜35超;
Ni 3.0〜10;
Mo 0〜4.0;
N 0.30〜0.55;
Cu 0〜0.8;
W 0〜3.0;
S 0〜0.03;
Ce 0〜0.2;
と、Feと不可避の不純物である残りとを含み、
ASTM E 3−01による試料調製を用いてDNV−RP−F112、Section7により試料上において決定されたオーステナイトのスペーシングは20μm未満であり;且つ試料の三つの直交する平面にそれぞれ取得された三つの断面に必要に応じて決定された平均的なオーステナイト相の長さ/幅の比から選択された、最大の平均的オーステナイト相の長さ/幅の比は、5未満であり;
平均的なオーステナイト相の長さ/幅の比は、以下の手順、即ち:
i.試料の横断面を準備すること;
ii.まず6μm、次に3μmの粒子サイズの回転ディスク上のダイヤモンドペーストを用いて表面を研磨し、研磨面を生成すること;
iii.20℃で最大30秒間にわたり、Murakamiの薬剤(30gの水酸化カリウムと30gのK3Fe(CN)6を100mlのH2O中において混合することにより飽和溶液を調製し、この溶液を使用前に室温に冷却することにより提供される)を使用して表面をエッチングすることによりフェライト相を着色すること;
iv.相の境界が区別できるように選択された倍率を用いる光学顕微鏡下において、エッチングされた状態の横断面を観察すること;
v.画像の上に、オーステナイト−フェライト相の境界を観察するために適合されたグリッド距離を有するクロスグリッドを投影すること;
vi.グリッド交差がオーステナイト相にあるとして同定できるグリッド上のグリッド交差を少なくとも10個無作為に選択すること;
vii.それら10個のグリッド交差の各々において、オーステナイト相の長さ/幅の比を、オーステナイト相の長さと幅を測定することにより決定すること(長さは、オーステナイト相からフェライト相へ遷移する相の境界における二地点間に直線を引いたとき、中断されない最長距離であり;幅は、同じ相の長さに直交して測定される中断されない最長距離と定義される);
10個の測定されたオーステナイト相の長さ/幅の比の、オーステナイト相の長さ/幅の比の数値平均として、平均的なオーステナイト相の長さ/幅の比を計算すること
により決定される、フェライト系オーステナイト鋼合金。 - 測定を実施する試料が、5mmより大きな寸法を少なくとも一つ有している、請求項1に記載のフェライト系オーステナイト鋼合金。
- 元素組成が、重量%で:
C 0〜0.030;
Mn 0.8〜1.50;
S 0〜0.03;
Si 0〜0.50;
Cr 29〜30.0超;
Ni 5.8〜7.5;
Mo 1.50〜2.60;
W 0〜3.0
Cu 0〜0.8;
N 0.30〜0.40
Ce 0〜0.2;
と、Feと不可避の不純物である残りとを含む、請求項1又は2に記載のフェライト系オーステナイト鋼合金。 - 元素組成が、重量%で:
C 0〜0.03;
Si 0〜0.5;
Mn 0.3〜1;
Cr 29〜33超;
Ni 3〜10;
Mo 2〜2.6;
N 0.36〜0.55;
Cu 0〜0.8;
W 0〜2.0;
S 0〜0.03;
Ce 0〜0.2;
と、Feと不可避の不純物である残りとを含む、請求項1又は2に記載のフェライト系オーステナイト鋼合金。 - フェライト含有量が30〜70体積%である、請求項1から4のいずれか一項に記載のフェライト系オーステナイト鋼合金。
- 前記オーステナイトのスペーシングが、8〜15μmの範囲といったように15μmより小さい、請求項1から5のいずれか一項に記載のフェライト系オーステナイト鋼合金。
- フェライト系オーステナイト鋼合金粉末を熱間等方圧加圧法に供することにより得られる物品であって、二相鋼粉末が、重量%で:
C 0〜0.05;
Si 0〜0.8;
Mn 0〜4.0;
Cr 29〜35超;
Ni 3.0〜10;
Mo 0〜4.0;
N 0.30〜0.55;
Cu 0〜0.8;
W 0〜3.0;
S 0〜0.03;
Ce 0〜0.2;
と、Feと不可避の不純物である残りとを含む、物品。 - フェライト系オーステナイト合金が、請求項1から6のいずれか一項に記載のフェライト系オーステナイト合金である、請求項7に記載の物品。
- 成形品である、請求項7又は8に記載の物品。
- フェライト系オーステナイト合金の物品を製造する方法であって、
a)前記物品の形状の少なくとも一部を画定するフォームを提供し、重量%で:
C 0〜0.05;
Si 0〜0.8;
Mn 0〜4.0;
Cr 29〜35超;
Ni 3.0〜10;
Mo 0〜4.0;
N 0.30〜0.55;
Cu 0〜0.8;
W 0〜3.0;
S 0〜0.03;
Ce 0〜0.2;
と、Feと不可避の不純物である残りとを含む粉末混合物を提供する工程;
b)前記粉末混合物で前記フォームの少なくとも一部を充填する工程;
c)前記フォームを、所定の温度及び所定の等方圧での所定の時間にわたる熱間等方圧加圧法に供し、粉末粒子を互いに対して冶金的に結合させる工程
を含む方法。 - 粉末混合物が、請求項1から6のいずれか一項に記載の元素組成を含む、請求項10に記載の方法。
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