JP2952929B2 - Duplex stainless steel and a method of manufacturing the steel - Google Patents

Duplex stainless steel and a method of manufacturing the steel

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JP2952929B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、オーステナイト−フェライト系の2相ステンレス鋼であって、特に炭酸ガスや硫化水素に対して優れた耐食性を有し、且つ高強度を備え、油井環境等で使用するのに適した2相ステンレス鋼、およびその鋼を素材とする鋼材の製造方法に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION (FIELD OF THE INVENTION) The present invention, austenitic - a two-phase stainless steel of the ferritic, particularly has excellent corrosion resistance to carbon dioxide and hydrogen sulfide, and high strength the provided, oil well environment, etc. duplex stainless steels suitable for use in, and to a method for producing a steel for the steel as a material.

(従来の技術) 2相ステンレス鋼は、通常のオーステナイトステンレス鋼やフェライトステンレス鋼に比べて溶体化のままでも強度が高いという特徴があり、その優れた耐食性とあわせてラインパイプや油井管用としての用途が拡大しつつある。 The (prior art) 2-phase stainless steel, is characterized in that a high strength even while the solution in comparison with conventional austenitic stainless steel or ferritic stainless steel, its excellent corrosion resistance combined with line pipe or as oil country tubular good for applications is expanding. これらの2相ステンレス鋼材の通常の製造プレセスでは、熱間成形後、冷却の過程で生成した炭窒化物、金属間化合物を溶体化する熱処理を行い、これらを再固溶させることによって耐食性を確保している。 In a typical preparation Puresesu these duplex stainless steel, after hot-forming, carbonitrides generated in the course of cooling, heat treatment is performed to the solution of the intermetallic compound, secure corrosion resistance by redissolved these doing. 高強度が望まれる場合には、さらに冷間加工を行うのが普通である。 When high strength is desired, it is common further perform cold working. このように、通常の2相ステンレス鋼材の製造方法では、溶体化熱処理や冷間加工の工程を必要とするため、その製造コストは著しく高い。 Thus, in the conventional method for manufacturing a duplex stainless steel, since it requires the steps of solution heat treatment and cold working, the manufacturing cost is significantly higher.

近年、溶体化熱処理を省略する製造方法として、高温で十分析出物を固溶させた後に熱間成形を行い、直ちに急冷するプロセス(直接溶体化)が提案されている。 Recently, as the manufacturing method is omitted solution heat treatment, subjected to hot molding after being dissolved sufficiently precipitates at high temperatures, the process of rapid cooling (direct solution) are proposed immediately. 例えば、特開昭59−182918号公報および特開昭60−89519 For example, JP 59-182918 and JP 60-89519
号公報には、高温で十分材料を加熱して、析出物を完全に固溶させた後に熱間成形を行い、導入された熱間加工歪が回復しないうちに急冷し、耐食性を低下させる炭窒化物や金属間化合物を析出させない製造方法が提案されており、これらの方法によれば溶体化処理が省略できるだけでなく、高い強度の鋼材が得られる。 The JP-charcoal by heating sufficient material at high temperature, the precipitate was subjected to hot molding After complete solid solution, hot working strain introduced is quenched in less recovery, reducing the corrosion resistance production process which does not deposit a nitride or intermetallic compounds have been proposed, not only solution treatment is omitted, according to these methods, the steel high strength can be obtained.

(発明が解決しようとする課題) これまでに提案された前記の各製造方法では、熱間成形後、800℃以上から急冷するプロセスが必須であり、 (Problems to be Solved invention) In the proposed the respective production methods to date, after hot-forming, it is essential process of quenching from 800 ° C. or higher,
この方法を実施するためには、圧延ラインに近い場所に水冷等の急冷設備が必要となる。 To carry out this method, it is necessary to quench facilities such as water cooling to a location close to the rolling line. 従って、この技術は急冷設備を備えた限られた特定のラインでしか実施できないという問題がある。 Therefore, this technique has a problem that can not be carried out only in certain lines a limited provided with a quenching facilities.

本発明の一つの目的は、鋼材製造後に別ラインでの特別の溶体化熱処理を必要としないだけでなく、熱間加工熱の急冷も必須とせずに、高強度と高耐食性を発現し得る2相ステンレス鋼を提供することにある。 One object of the present invention not only does not require a special solution heat treatment in a different line after steel production, without also essential quenching of hot working heat may express high strength and high corrosion resistance 2 and to provide a phase stainless steel.

本発明のもう一つの目的は、上記の2相ステンレス鋼を用いて、簡単なプロセスで高強度、高耐食性の鋼材を製造する方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a method of using a two-phase stainless steel of the above, to produce high strength, high corrosion resistance steel material by a simple process.

(課題を解決するための手段) 本発明者は、熱間加工後、特に急冷を行わなくても、 The present inventor (Means for Solving the Problems) after hot working, even right out the quench,
例えば空冷程度の冷却速度でも良好な耐食性と強度を有するに到る2相ステンレス鋼を、主にその化学組成の改良によって得ようと志し、耐食性を低下させる炭窒化物、σ相などの金属間化合物の析出に及ぼす2相ステンレス鋼の添加元素の影響を詳細に調査した。 For example the two-phase stainless steel leading to even have good corrosion resistance and strength in air around the cooling rate, to obtain mainly by improvement of its chemical composition and aspirations, carbonitrides to lower the corrosion resistance, a metal such as σ phase the influence of the additional element of duplex stainless steel on precipitation between compounds were investigated in detail. その結果、 as a result,
次のような結論が得られた。 Such as the following conclusions were obtained.

Cr、Mo、Niの添加はσ相析出を著しく促進させるので、これらの含有量は必要最小限度の抑えるのが望ましい。 Cr, Mo, because the addition of Ni causes significantly promote σ phase precipitation, these content desirably suppress a necessary minimum.

CおよびNの増加は炭窒化物の析出を促進させる。 Increase of C and N to promote the precipitation of carbonitrides.

炭酸ガスと微量硫化水素を含む環境での耐食性を保持するためには、NiとMoは重要であり、あまり低減できない。 To retain the corrosion resistance in an environment containing carbon dioxide and trace hydrogen sulfide, Ni and Mo are important, it can not be much reduced.

炭化物の析出は炭酸ガスと微量硫化水素を含む環境での耐食性を低下させるが、窒化物の析出はほとんど悪影響を及ぼさない。 While precipitation of carbides lowers the corrosion resistance in an environment containing carbon dioxide and trace hydrogen sulfide, precipitation of nitrides is little adverse effect.

Nの添加は直接溶体化を行った後の強度を上昇させる。 The addition of N increases the intensity after the direct solution.

以上の知見を総合してなされた本発明は、下記の2相ステンレス鋼とこれを用いた鋼材の製造方法を要旨とする。 The present invention described above has been made in integrating the findings are summarized as method for producing a steel material using a the same two-phase stainless steel below.

(i)重量%で、C:0.03%以下、Si:2.0%以下、Mn:5.0 (I) in weight%, C: 0.03% or less, Si: 2.0% or less, Mn: 5.0
%以下、Cr:17.0〜20.0%未満、Ni:2.0〜7.0%、Mo:2.5 % Or less, Cr: less than 17.0~20.0%, Ni: 2.0~7.0%, Mo: 2.5
〜4.0%、A:0.005〜0.05%、N:0.01〜0.2%を含み、 ~4.0%, A: 0.005~0.05%, N: includes 0.01 to 0.2%
残部がFeおよび不可避不述物からなるオーステナイトとフェライトの2相ステンレス鋼。 Duplex stainless steel of austenite and ferrite and the balance of Fe and unavoidable non predicates thereof.

(ii)上記(1)に記載した成分に加えて、Ti、Nb、 (Ii) In addition to the components described above (1), Ti, Nb,
V、CuおよびWのうちの1種または2種以上の合計量で V, in one or more of the total amount of Cu and W
3.0%以下、またはCa、MgおよびBのうちの1種または2種以上の合計量で0.001〜0.05%含有する2相ステンレス鋼。 3.0% or less, or Ca, Mg and one or more of the total amount of 0.001 to 0.05 percent 2-phase stainless steel containing of B.

(iii)上記(1)に記載した成分に加えて、Ti、Nb、 And (iii) in addition to the components described in the above (1), Ti, Nb,
V、CuおよびWのうちの1種または2種以上の合計量で V, in one or more of the total amount of Cu and W
3.0%以下、ならびにCa、MgおよびBのうちの1種または2種以上の合計量で0.001〜0.05%含有する2相ステンレス鋼。 3.0% or less, and Ca, Mg and one or more of the total amount of 0.001 to 0.05% 2-phase stainless steel containing of B.

(iv)上記(1)から(3)のいずれかの2相ステンレス鋼を素材として、加熱温度1100℃以上、仕上がり温度 (Iv) above as a material one of the duplex stainless steel of (1) (3), the heating temperature 1100 ° C. or higher, finishing temperature
900〜1100℃の条件で熱間加工を行った後、放冷することを特徴とする高強度と高耐食性を備える2相ステンレス鋼材の製造方法。 After hot working under conditions of 900 to 1100 ° C., high strength and method for producing a duplex stainless steel having a high corrosion resistance, characterized by cooling.

本発明の2相ステンレス鋼は、前記の各成分の総合的な作用によって優れた特性を発現するのであるが、その主要な特徴は下記のとおりである。 Duplex stainless steel of the present invention is than that exhibits excellent characteristics by comprehensive effect of each component of the, main features are as follows.

すなわち、σ相の析出を促進するCr、NiおよびMoのうち、微量硫化水素に対する耐食性を高めるNiとMoは通常の2相ステンレス鋼と同等はまたはそれ以上添加し、Cr That, Cr which promotes the precipitation of σ phase, of Ni and Mo, Ni and Mo to enhance the corrosion resistance to trace hydrogen sulfide is usually equivalent to the two-phase stainless steel or by adding more, Cr
はフェライト−オーステナイトの2相組織とするための最小値の17%から20%未満の範囲とする。 Ferrite - From 17% of the minimum value for the two-phase structure of austenite in the range of less than 20%. 炭化物の析出は耐食性を大きく低下させるので、空冷程度の直接溶体化プロセスであっても炭化物を析出させないためにC量を低く制限する。 Since precipitation of carbides is greatly lower the corrosion resistance, to limit low C amount in order not to be a direct solution process about cooling to precipitate carbides. 窒化物の析出は、前述のように耐食性、特に、微量硫化水素に対する耐食性を低下させず、 Precipitation of nitrides, corrosion resistance as mentioned above, in particular, without reducing the corrosion resistance to trace hydrogen sulfide,
直接溶体化した後の強度を大きく上昇させるので、Nを特に低く抑えることはしない。 Since increasing the strength after direct solution greatly and will not be suppressed N particularly low.

上記本発明の2相ステンレス鋼は、通常の熱間成形加工、例えば、圧延、鍛造、押し出し、線引き等を行った後に、水冷等に急冷プロセスを経ずに放冷するだけで必要な強度と耐食性を備えるに到る。 Duplex stainless steel of the present invention, conventional hot-forming process, for example, rolling, forging, extrusion, after the drawing and the like, and the necessary strength by simply cool without passing through the quenching process such as water cooling leading to comprise a corrosion resistance. 従って、この2相ステンレス鋼を素材として用いれば、オフラインでの溶体化熱処理が不必要であるばかりでなく、熱間加工ラインに急冷設備を付属させる必要もなく、経済的な方法で板、棒、管その他の形状の鋼材を製造できる。 Therefore, using the two-phase stainless steel as a material, solution heat treatment of offline not only unnecessary, there is no need to attach the quenching facility for hot processing line, the plate in an economical manner, bars It can be produced steel tubes and shapes.

なお、この2相ステンレス鋼を素材とする鋼材の加工方法としては、前記(iv)の方法が適当である。 As the working method of the steel of the duplex stainless steel as a material, the method of the (iv) is suitable.

(作用) まず、本発明の2相ステンレス鋼を構成する成分について説明する。 (Action) will be described first components constituting the two-phase stainless steel of the present invention. なお、成分含有量に関する%は全て重量%を意味する。 Incidentally, it means all related percentages ingredient content wt%.

C: 第1図は、18%Cr−5%Ni−3%Mo−0.1%Nの基本鋼において、C含有量を変えて腐食速度を調べた結果である。 C: Figure 1 is the basic steel 18% Cr-5% Ni-3% Mo-0.1% N, a result of examining the corrosion rate by changing the C content.

試験片は、溶製剤(厚さ60mm)を、加熱温度1200℃、 Specimen, melting agent (thickness 60 mm), the heating temperature 1200 ° C.,
仕上温度1000℃で厚さ15mmまで熱間圧延し、空冷したものから切り出した第3図(a)に示す2×10×75(mm) Finishing temperature 1000 hot rolled to a thickness of 15mm at ° C., FIG. 3 2 × 10 × 75 shown in (a) cut out from those air cooling (mm)
で中央に0.25mmRのノッチを有するものである。 In those having a notch 0.25mmR the center. この試験片1を、同図(b)のように曲げ治具2によって同図(C)に示す応力σが1σ (σ y :0.2%耐力)になるように曲げ応力を負荷した状態で、5%NaCl+0.1atmH 2 The test piece 1, the stress shown in FIG. (C) by bending jig 2 as shown in FIG. (B) sigma is 1 [sigma y: in a state loaded with (sigma y 0.2% proof stress) is made as bending stress , 5% NaCl + 0.1atmH 2
S+30atmCO 2の環境(120℃)に366時間浸漬して行った。 S + 30atmCO was performed by immersing 366 hours 2 environment (120 ° C.).

第1図から、C含有量が少なくなるほど腐食速度が小さくなることが明らかである。 From Figure 1, it is clear that the more the corrosion rate is reduced C content decreases. これは、Cが0.03%以下というように低い場合は、熱間加工後に空冷程度の冷却速度で冷却しても、耐食性を低下させる炭化物が析出しないからである。 This is because, when C is low and so 0.03% or less, be cooled by the air around the cooling rate after hot working, because does not precipitate carbides lowering the corrosion resistance. かかる理由から、本発明ではC含有量を0.03%以下とした。 From such reasons, and 0.03% or less of the C content in the present invention.

Si: Siはσ相の析出を促進し、靱性を低下させる。 Si: Si promotes the precipitation of σ phase and reduces the toughness. また、 Also,
耐食性の面からも好ましくない成分である。 Is an undesirable ingredient from the viewpoint of corrosion resistance. 従って、本発明では2.0%を許容上限値とした。 Therefore, 2.0% in the present invention was allowable upper limit value. さらに、Siは1.0% In addition, Si is 1.0%
以下に抑えるのが望ましい。 It is desirable to keep below.

Mn: Mnはオーステナイトを安定化し、マルテンサイトの生成を抑える。 Mn: Mn stabilizes the austenite, reduce the formation of martensite. また、強度を高めるという利点もある。 Another advantage of increasing the strength. しかし、Mnの含有量が5.0%を超えると熱間加工性が低下するので、5.0%を含有量の上限とする。 However, since the hot workability if the content of Mn exceeds 5.0% decreases, the upper limit of the content of 5.0%.

Cr: σ相の析出にもっとも直接的に関係し、その含有量を減らしていってσ相が析出しなくなるCr量は20.0%未満である。 Cr: most directly related to the σ phase precipitates, Cr amount σ phase went reduce its content is not deposited is less than 20.0%.

第2図は、0.01%C−5%Ni−3%Mo−0.15%Nを基本組成としてCr含有量を変えた場合の、前記第1図と同じ試験条件による腐食試験結果である。 FIG. 2, when changing the Cr content of 0.01% C-5% Ni-3% Mo-0.15% N as the basic composition is a corrosion test results of the same test conditions as the first FIG.

第2図に示されるとおり、Crが20%未満になれば割れの発生がなく、腐食速度も急激に小さくなる。 As shown in Figure 2, Cr is no generation of cracks if less than 20%, decreases sharply even corrosion rate. 即ち、Cr In other words, Cr
を低減しても炭酸ガスと微量硫化水素を含む環境での耐食性は低下しないが、17.0%に満たないとマルテンサイトが生成して耐食性が低下する。 Although not decrease corrosion resistance in an environment containing carbon dioxide and trace hydrogen sulfide be reduced, if not less than 17.0 percent martensite generated corrosion resistance is lowered. 従って、Cr含有量の範囲は17.0%から20.0%未満とした。 Accordingly, the scope of the Cr content is set to less than 20.0% from 17.0 percent.

Ni: 炭酸ガスと微量硫化水素を含む環境での耐食性を確保するために重要な元素である。 Ni: is an important element for ensuring corrosion resistance in an environment containing carbon dioxide and trace hydrogen sulfide. 微量硫化水素に対する割れ感受性を小さくするために、2.0%以上の含有量が必要である。 In order to reduce the cracking susceptibility trace hydrogen sulfide, it is necessary to content of not less than 2.0%. しかし7.0%を超えて含有させても耐食性の改善効果は飽和し、σ相が析出しやすくなるから、Niの適正含有量は2.0〜7.0%である。 But the effect of improving the corrosion resistance when the content exceeds 7.0% is saturated, since σ-phase tends to precipitate, the proper content of Ni is 2.0 to 7.0%.

Mo: Niと同様に炭酸ガスと微量硫化水素を含む環境での耐食性の改善に大きく寄与する元素である。 Mo: is a large element contributing to the improvement of corrosion resistance in environments containing Ni as well as carbon dioxide and trace hydrogen sulfide. 2.5%未満ではその効果が期待できず、4.0%を超えるとσ相が析出しやすくなり、直接溶体化プロセスに適さなくなる。 If it is less than 2.5% can not be expected the effect, more than 4.0%, the σ-phase tends to precipitate, it is not suitable for direct solution process.

N: 直接溶体化プロセスで析出する窒化物は、炭酸ガスと微量硫化水素を含む環境での耐食性を低下させない。 N: nitrides deposited directly solution process does not decrease the corrosion resistance in an environment containing carbon dioxide and trace hydrogen sulfide. 従って、従来の直接溶体化プロセスを適用する2相ステンレス鋼のようにNを極く低い含有量に抑える必要はない。 Therefore, it is not necessary to keep the very low content of N as a two-phase stainless steel applying conventional direct solution process. むしろ、Nは直接溶体化後の強度を上昇させるという効果が大きい。 Rather, N is the large effect of increasing strength after direct solution. 0.1%以下ではその効果がなく、0.2% Without its effect is less than 0.1%, 0.2%
を超えると熱間加工性を低下させるので、Nの含有量は Since decreases the hot workability by mass, the N content
0.01〜0.2%とした。 And 0.01 to 0.2%.

A: 脱酸のために添加されるもので、その効果を確かにするには、含有量として0.005%以上が必要である。 A: intended to be added for deoxidation, to ensure the effect, it must be at least 0.005% The content. しかし、Aの含有量が0.05%を超えるとANが析出して耐食性が低下する。 However, the content of A is the AN corrosion resistance precipitates decreases when more than 0.05%.

Ti、Nb、V、Cu、W: いずれも強度を高める効果があるので、1種または2 Ti, Nb, V, Cu, W: since they are effective to enhance the strength, one or
種以上、必要に応じて含有させることができる。 Species or may be contained as needed. 1種の場合はそれぞれの含有量が、また2種以上用いる場合は合計含有量が3.0%を超えると熱間加工性が低下する。 One case of each of the contents, the case of using two or more kinds hot workability total content exceeds 3.0% is reduced.

Ca、Mg、B: 苛酷な加工が施される場合に熱間加工性を改善するために添加してもよい。 Ca, Mg, B: may be added to improve the hot workability when severe processing is performed. その目的のためには1種または2 One or 2 for the purpose
種以上の合計で、0.001%以上含有させることが必要である。 In total more species, it is necessary to contain 0.001% or more. また、1種または2種以上合計で0.05%を超えると耐食性が低下する。 Further, corrosion resistance decreases when it exceeds 0.05% in total of one or more.

Ti、Nb、V、CuおよびWのグループとCa、MgおよびB Ti, Nb, V, Group Cu and W and Ca, Mg and B
のグループは、前記の範囲で両方を含有させてもよい。 Group may contain both a range of the.

なお、SとPは、いずれも熱間加工性が低下させる好ましくない不純物である。 Incidentally, S and P is an undesirable impurity which both hot workability decrease. Sは0.002%以下に、Pは0.0 S is below 0.002%, P 0.0
5%以下に、それぞれできるだけ少なくするのがよい。 5% or less, it is preferable as small as possible, respectively.

次に、本発明の2相ステンレス鋼を使用して鋼材を製造する望ましい方法について述べる。 It will now be described preferred method of producing the steel by using a two-phase stainless steel of the present invention.

この方法は、前記のとおり、加熱温度1100℃以上、仕上がり温度900〜1100℃の条件で熱間加工を行い、加工終了後は放冷することを特徴とするものである。 The method, as described above, the heating temperature 1100 ° C. or higher, subjected to hot working under conditions of a finishing temperature of 900 to 1100 ° C., after processing end is characterized in allowing it to cool.

加熱温度: この加熱は、熱間加工を容易にするとともに、炭窒化物およびσ相を完全に固溶させて、素材を均質化するために行う。 Heating temperature: This heating serves to facilitate hot working, carbonitride and σ phase was completely dissolved, performed in order to homogenize the material. これらの目的を達成するには1100℃以上の加熱温度が必要である。 To achieve these objectives it is necessary to heat a temperature above 1100 ° C.. 加熱温度の上限は1350℃程度とするのが望ましい。 The upper limit of the heating temperature is desirable to be about 1350 ° C.. 加熱時間は、素材のサイズと加熱温度に依存するが、要するに素材の芯部まで完全に均質化するに足りる時間にすればよい。 The heating time is dependent on the size and the heating temperature of the material may be a sufficient time to completely homogenize short to the core portion of the raw material.

仕上がり温度: この温度が低いほどが加工硬化しやすく、強度上昇が大きいが、900℃よりも定温で加工すると炭化物とσ相の析出が著しくなり耐食性が低下する。 Finished Temperature: The higher this temperature is lower is likely to work hardening, the strength increase is large, 900 ° C. precipitation of the processing at a constant temperature carbide and σ phase than there is remarkably corrosion resistance decreases. 仕上がり温度が Finish temperature
1100℃を超えると再結晶回復により加工硬化しないので強度上昇が得られない。 Since no work hardening by recrystallization recovery exceeds 1100 ° C. it does not increase in strength is obtained.

上記の条件で、圧延(マンネスマン穿孔圧延を含む)、鍛造、押出し、引抜き等の加工を行った後、特別な急冷をしなくてもよいことが本発明の2相ステンレス鋼の大きな利点である。 In the above conditions, (including Mannesmann piercing rolling) rolling, forging, extrusion, after processing of withdrawal, etc., that may not be special quenching is the great advantage of two-phase stainless steel of the present invention . 即ち、前述した合金成分の調整によって、本発明の2相ステンレス鋼は、空冷程度の冷却速度でも炭化物や金属間化合物が析出しにくい。 That is, by adjusting the alloy components mentioned above, two-phase stainless steel of the present invention, carbides and intermetallic compounds in air around the cooling rate is not easily precipitated. 従って、熱間加工の後は、加工終了温度から大気中放冷(いわゆる空冷)をすれば十分である。 Therefore, after hot working, it is sufficient to cool the air (so-called air-cooling) from the processing completion temperature. ただし、肉厚が50mm However, the wall thickness is 50mm
を超えるような部材では、中心部の冷却速度が遅くなり、十分な耐食性を有しなくなるおそれがあるから、水冷のような強制冷却を行ってもよい。 At the member exceeding, the cooling rate of the center portion becomes slow, because there is a risk that eliminates having sufficient corrosion resistance may be performed a forced cooling such as water cooling.

(実施例) 高周波誘導加熱真空溶解炉を用いて第1表に示す成分の鋼を溶製して、それぞれ100kgの鋼塊とした。 (Example) was smelted steel components shown in Table 1 using a high frequency induction heating vacuum melting furnace to obtain a steel ingot of 100kg respectively. これらの鋼塊を鍛造して分塊し、厚さ75mm×幅100mm×長さ200 These steel ingots were forged to slabbing, 200 thickness 75 mm × width 100 mm × length
mmのブロックを作製した。 It was produced mm of the block.

次いで、第2表に示す加工条件で熱間圧延を行い、30 Next, by hot rolling at the processing conditions shown in Table 2, 30
mm厚に仕上げた後、空冷直接溶体化または通常の再加熱溶体化処理を行い、降伏強度と、微量硫化水素含有雰囲気での応力腐食割れ性を調査した。 After finished mm thick, performed air directly solution or normal reheating solution treatment was investigated and the yield strength, the stress corrosion cracking resistance of a trace amount of hydrogen sulfide-containing atmosphere.

引張試験は直径4mm、平行部34mmの引張試験片を採取して行った。 Tensile test was conducted by collecting a diameter 4 mm, a tensile test piece parallel portion 34 mm. 腐食試験は、前記第1図および第2図の試験の条件と同じであり、試験片は2個づつ作製した。 Corrosion tests are the same as conditions of the test of the FIGS. 1 and 2, test pieces were prepared two at a time. 腐食試験の結果は366時間の浸漬試験、試料を取り出し、 Results of corrosion test immersion test 366 hours, the sample was taken out,
肉眼による外観観察および試験片断面の光学顕微鏡観察によって割れの有無および選択腐食の有無を調査して評価した。 It was evaluated by examining the presence or absence of presence and preferential corrosion cracking by visual observation and test piece cross-section of the optical microscope observation with the naked eye.

これらの試験結果を第2表に併せて示す。 The test results are shown in Table 2. 耐食性の評価で○○は試験片2個ともに割れがなく、また選択腐食もないもの、××は2個ともに割れまたは選択腐食が観察されたことを示す。 In the evaluation of corrosion resistance ○○ is no crack in two both specimens, also those no preferential corrosion, ×× indicates that cracking or preferential corrosion in two both were observed.

第1表に鋼種A、Bはそれぞれ通常よく用いられる22 Steel type A in Table 1, B is each usually used well 22
%Cr、および25%Crの2相ステンレス鋼である。 % Cr, and a two-phase stainless steel of 25% Cr. 鋼種C、D、EおよびFは本発明の18%Cr系の2相ステンレス鋼である。 Steel type C, D, E and F are two-phase stainless steel of 18% Cr system of the present invention.

第2表に示す比較例1、2は、加工後に再加熱して溶体化を行う従来のプロセスの例である。 Comparative Examples 1 and 2 shown in Table 2 is an example of a conventional process for performing reheated solution after processing. この方法で得られた鋼材は、耐食性については問題ないが、強度が著しく低くなっている。 Steel obtained in this way, there is no problem about the corrosion resistance, strength is extremely low.

比較例3、4は、圧延後に直接溶体化するプロセスであるが、その冷却を空冷として第1表の従来鋼A、Bに適用したものである。 Comparative Examples 3 and 4, although the process of solution directly after rolling, is obtained by applying the cooling conventional steel A in Table 1 as cooling, the B. これらの鋼種はCr含有量が高いので、空冷途上にσ相が析出し、強度は高くなるものの耐食性が甚だしく劣っている。 Due to the high these grades Cr content, and σ phase precipitates in cooling developing, strength corrosion resistance of the higher ones are inferior severely.

これらの比較例に対して、本発明例1〜6では、直接溶体化の冷却を放冷で行ったにもかかわらず、優れた耐食性が得られている。 For these comparative examples, the present invention Examples 1-6, despite to cool directly the solution with cooling, and provides excellent corrosion resistance. しかも、従来の再加熱溶体化材(比較例1〜2)に比べて強度も高い。 Moreover, the strength is high as compared with the conventional reheating solution material (Comparative Examples 1-2).

(発明の効果) 実施例に具体的に示したとおり、本発明の2相ステンレス鋼は、熱間加工後に放冷するという簡単なプロセスで処理しても高強度と高耐食性を備えた鋼材になる。 As specifically shown in Example (Effect of the Invention), two-phase stainless steel of the present invention, be treated with a simple process that cool after hot working the steel material having high strength and high corrosion resistance Become. 従って、本発明の2相ステンレス鋼を用いれば、急冷装置のような特別の設備を要さず、低い製造コストで厳しい環境で使用できる鋼材を製造することが可能になる。 Therefore, the use of the duplex stainless steel of the present invention, without requiring special equipment such as quenching apparatus, it is possible to produce a steel that can be used in harsh environments with low production costs.

【図面の簡単な説明】 第1図は、2相ステンレス鋼の微量硫化水素含有雰囲気での腐食速度と、C含有量との関係を示す図、 第2図は、同じくCr含有量との関係を示す図、 第3図(a)は、腐食試験に使用した試験片の形状を示す図、第3図(b)および(c)は、試験片の応力を負荷する方法を説明する図、 である。 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing the corrosion rate of a trace amount of hydrogen sulfide-containing atmosphere of a two-phase stainless steel, the relationship between the C content, FIG. 2, like the relationship between the Cr content shows a third diagram (a) is a diagram showing a shape of a test piece used in the corrosion test, FIG. 3 (b) and (c) are diagrams for explaining a method of loading the stress of the test piece, it is.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl. 6 ,DB名) C22C 38/00 302 C22C 38/44 C21D 8/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (58) investigated the field (Int.Cl. 6, DB name) C22C 38/00 302 C22C 38/44 C21D 8/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】重量%で、C:0.03%以下、Si:2.0%以下、 In claim 1 the weight%, C: 0.03% or less, Si: 2.0% or less,
    Mn:5.0%以下、Cr:17.0〜20.0%未満、Ni:2.0〜7.0%、 Mn: 5.0% or less, Cr: less than 17.0~20.0%, Ni: 2.0~7.0%,
    Mo:2.5〜4.0%、A:0.005〜0.05%、N:0.01〜0.2%を含み、残部がFeおよび不可避不純物からなるオーステナイトとフェライトの2相ステンレス鋼。 Mo: 2.5~4.0%, A: 0.005~0.05%, N: includes 0.01 to 0.2% austenite and duplex stainless steel of ferrite and the balance consisting of Fe and unavoidable impurities.
  2. 【請求項2】請求項(1)に記載した成分に加えて、T 2. In addition to the components described in claim (1), T
    i、Nb、V、CuおよびWのうちの1種または2種以上の合計量で3.0%以下含有する2相ステンレス鋼。 i, Nb, V, 1, two or more of the total amount of 3.0% or less two-phase stainless steel containing one of Cu and W.
  3. 【請求項3】請求項(1)に記載した成分に加えて、C 3. In addition to the components described in claim (1), C
    a、MgおよびBのうちの1種または2種以上の合計量で a, in one or more of the total amount of Mg and B
    0.001〜0.05%含有する2相ステンレス鋼。 From 0.001 to 0.05 percent 2-phase stainless steel containing.
  4. 【請求項4】請求項(1)に記載した成分に加えて、T 4. In addition to the components described in claim (1), T
    i、Nb、V、CuおよびWのうちの1種または2種以上の合計量で3.0%以下、さらにCa、MgおよびBのうちの1 i, Nb, V, 3.0% in one or more of the total amount of Cu and W or less, further Ca, of Mg and B 1
    種または2種以上の合計量で0.001〜0.05%含有する2 2 containing 0.001 to 0.05% at the species or two or more of the total amount
    相ステンレス鋼。 Phase stainless steel.
  5. 【請求項5】請求項(1)から(4)までのいずれかに記載した2相ステンレス鋼を、加熱温度1100℃以上、仕上がり温度900〜1100℃の条件で熱間加工し、この加工の終了後、放冷することを特徴とする高強度と優れた耐食性を備える2相ステンレス鋼材の製造方法。 5. A two-phase stainless steel as claimed in any one of claims (1) to (4), the heating temperature 1100 ° C. or higher, and hot working under conditions of a finishing temperature of 900 to 1100 ° C., the processing after completion, cool the high strength and excellent method for producing duplex stainless steel comprising a corrosion resistance characterized by.
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