JP5964256B2 - Duplex stainless steel structure manufacturing method and heat treatment apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、二相系ステンレス鋼製構造物製造方法および熱処理装置に関し、特に、二相系ステンレス鋼製構造物を製造するときに利用される二相系ステンレス鋼製構造物製造方法および熱処理装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a duplex stainless steel structure and a heat treatment apparatus, and in particular, a method for manufacturing a duplex stainless steel structure and a heat treatment apparatus used when manufacturing a duplex stainless steel structure. About.
二相ステンレス鋼から形成される構造物が知られている。このような構造物は、たとえば、海水ポンプ、海水配管、バルブ、ケーシング等に利用されるときに、耐食性に優れていることが望まれている。二相ステンレス鋼から形成される構造物の溶接部は、比較的耐食性が劣っている。その溶接部は、その構造物を溶体化熱処理することにより、耐食性が改善されることが知られている(たとえば、特許文献1、2、3参照)。
Structures formed from duplex stainless steel are known. Such a structure is desired to have excellent corrosion resistance when used in, for example, a seawater pump, a seawater pipe, a valve, a casing, and the like. The welds of structures formed from duplex stainless steel are relatively inferior in corrosion resistance. It is known that the welded portion is improved in corrosion resistance by subjecting the structure to solution heat treatment (see, for example,
このような構造物は、大型であるときに、熱処理することが困難になることがある。二相系ステンレス鋼製構造物の溶接部の耐食性をより容易に改善させることが望まれている。 Such a structure may be difficult to heat-treat when it is large. It is desired to improve the corrosion resistance of the welded portion of the duplex stainless steel structure more easily.
本発明の課題は、耐食性に優れた二相系ステンレス鋼製構造物をより容易に製造する二相系ステンレス鋼製構造物製造方法および熱処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for producing a duplex stainless steel structure and a heat treatment apparatus that more easily produce a duplex stainless steel structure having excellent corrosion resistance.
本発明による二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、二相系ステンレス鋼から形成される防食対象構造物を準備することと、防食対象構造物の表面の一部を形成し、防食対象構造物が溶接されることにより生成される溶接部および熱影響部を含み、且つ、防食対象構造物の深さ方向下側に溶体化熱処理されない溶接部および熱影響部があるよう溶体化熱処理対象部分を設定することと、その防食対象構造物のうちの溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されるように、その防食対象構造物を加熱することとを備えている。 The method for producing a duplex stainless steel structure according to the present invention provides a corrosion protection target structure formed from a duplex stainless steel, forms a part of the surface of the corrosion protection target structure, and provides a corrosion protection target structure. Solution heat treatment target part including a weld part and a heat affected part that are generated by welding an object, and there is a weld part and a heat affected part that are not solution heat treated at the lower side in the depth direction of the structure to be protected against corrosion. And heating the anticorrosion target structure so that the solution heat treatment target portion of the anticorrosion target structure is solution heat treated .
このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法によれば、防食対象構造物は、その溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されることにより、その溶体化熱処理対象部分に形成されるα相とγ相の比を適切な範囲に形成させるとともに、σ相を低減させることができ、防食対象構造物の表面のうちのその溶体化熱処理対象部分により形成される表面が腐食することを防止することができる。このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、さらに、一部分のみを溶体化熱処理することにより、その防食対象構造物の全体を溶体化熱処理する他の二相系ステンレス鋼製構造物製造方法に比較して、より容易に実行されることができる。 According to such a two-phase stainless steel structure manufacturing method, the anticorrosion target structure is formed in the solution heat treatment target portion by the solution heat treatment target portion being subjected to the solution heat treatment target portion. The ratio of the γ phase and the γ phase can be formed within an appropriate range, and the σ phase can be reduced, and the surface formed by the solution heat treatment target portion of the surface of the anticorrosion target structure is prevented from corroding. be able to. Such a two-phase stainless steel structure manufacturing method further includes manufacturing another duplex stainless steel structure in which the entire structure to be protected against corrosion is solution heat-treated by solution heat treatment of only a part thereof. Compared to the method, it can be performed more easily.
本発明による二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、その防食対象構造物を溶接することをさらに備えている。このとき、その溶体化熱処理対象部分は、その防食対象構造物が溶接されることにより生成される溶接部および熱影響部を含み、その防食対象構造物が溶接された後に溶体化熱処理される。 The method for manufacturing a duplex stainless steel structure according to the present invention further comprises welding the corrosion-resistant structure. At this time, the solution heat treatment target portion includes a welded portion and a heat affected zone generated by welding the corrosion protection target structure, and is subjected to solution heat treatment after the corrosion protection target structure is welded.
このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、防食対象構造物が溶接により形成されるときでも、防食対象構造物のうちの溶接による熱影響部が腐食することを防止することができる。 Such a two-phase stainless steel structure manufacturing method can prevent the heat-affected zone due to welding of the corrosion protection target structure from corroding even when the corrosion protection target structure is formed by welding. .
その防食対象構造物は、その溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されるときに、その溶体化熱処理対象部分が1050℃以上に加熱されるように、加熱される。 The anticorrosion target structure is heated so that the solution heat treatment target portion is heated to 1050 ° C. or higher when the solution heat treatment target portion is subjected to solution heat treatment.
このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法によれば、その溶体化熱処理対象部分は、その溶体化熱処理対象部分にσ相等の析出物が析出する析出量をより確実に低減することができ、その溶体化熱処理対象部分が形成する表面が腐食することをより確実に防止することができる。 According to such a two-phase stainless steel structure manufacturing method, the solution heat treatment target portion can more reliably reduce the amount of precipitation of precipitates such as σ phase on the solution heat treatment heat treatment target portion. It is possible to more reliably prevent the surface formed by the solution heat treatment target portion from being corroded.
その防食対象構造物は、その溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されるときに、その溶体化熱処理対象部分が1100℃以下に加熱されるように、加熱される。 The anticorrosion target structure is heated so that the solution heat treatment target portion is heated to 1100 ° C. or lower when the solution heat treatment target portion is subjected to solution heat treatment.
このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法によれば、その溶体化熱処理対象部分は、α/γ量比が適切になるように形成され、その溶体化熱処理対象部分が形成する表面が腐食することをより確実に防止することができる。 According to such a duplex stainless steel structure manufacturing method, the solution heat treatment target portion is formed so that the α / γ amount ratio is appropriate, and the surface formed by the solution heat treatment target portion is Corrosion can be more reliably prevented.
その溶体化熱処理対象部分は、その防食対象構造物が誘導加熱またはレーザ加熱装置により加熱されることにより、溶体化熱処理される。 The solution heat treatment target portion is subjected to solution heat treatment by heating the structure to be protected against corrosion by induction heating or a laser heating device .
このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法によれば、その溶体化熱処理対象部分を急熱急冷することができる。 According to such a two-phase stainless steel structure manufacturing method, the solution heat treatment target portion can be rapidly heated and rapidly cooled.
本発明による二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、その溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されることに並行して、その防食対象構造物のうちのその溶体化熱処理対象部分に隣接する部分を冷却することをさらに備えている。 The duplex stainless steel structure manufacturing method according to the present invention is adjacent to the solution heat treatment target portion of the anticorrosion target structure in parallel with the solution heat treatment target portion being subjected to the solution heat treatment. It further comprises cooling the part.
このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、その加熱により生成される熱影響部を低減し、溶体化熱処理対象部分の周辺が腐食することを防止することができる。 Such a duplex stainless steel structure manufacturing method can reduce the heat-affected zone generated by the heating and prevent the periphery of the solution heat treatment target portion from corroding.
本発明による二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、その溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されている時刻からその溶体化熱処理対象部分の温度が700℃以下になる時刻までの時間が100秒未満になるように、その溶体化熱処理対象部分を冷却することをさらに備えている。 The method for producing a duplex stainless steel structure according to the present invention has a time from the time when the solution heat treatment target part is subjected to solution heat treatment to the time when the temperature of the solution heat treatment target part becomes 700 ° C. or less. The method further includes cooling the solution heat treatment target portion so as to be less than a second.
α/γ量比の適正範囲の逸脱や析出物・金属間化合物の析出は、防食対象構造物の耐食性を低下させる。このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法によれば、その溶体化熱処理対象部分は、析出物・金属間化合物の析出が少なく、その溶体化熱処理対象部分が形成する表面が腐食することをより確実に防止することができる。 Deviations in the appropriate range of the α / γ amount ratio and precipitation of precipitates and intermetallic compounds reduce the corrosion resistance of the structure to be protected against corrosion. According to such a method for manufacturing a duplex stainless steel structure, the solution heat treatment target portion has less precipitation / intermetallic compound precipitation, and the surface formed by the solution heat treatment target portion is corroded. Can be prevented more reliably.
本発明による二相系ステンレス鋼製構造物は、二相系ステンレス鋼から形成されている。その二相系ステンレス鋼製構造物は、さらに、溶体化熱処理された溶体化熱処理対象部分と、前記溶体化熱処理対象部分の前記二相系ステンレス鋼製構造物の深さ方向下側に、溶体化熱処理されなかった溶接部及び熱影響部と溶体化熱処理されなかった部分とを備えている。このとき、その溶体化熱処理対象部分は、本二相系ステンレス鋼製構造物の表面の一部を形成している。 The duplex stainless steel structure according to the present invention is formed from duplex stainless steel. Duplex stainless steel structure thereof, further, the heat-treated solution heat treatment target portion solution, in the depth direction lower side of the two-phase stainless steel structure prior Symbol solution heat treatment target portion, A welded portion and a heat-affected zone that have not been subjected to solution heat treatment and a portion that has not been subjected to solution heat treatment are provided. At this time, the solution heat treatment target part forms part of the surface of the duplex stainless steel structure.
このような二相系ステンレス鋼製構造物は、本発明による二相系ステンレス鋼製構造物製造方法により作製され、その溶体化熱処理対象部分の、α相とγ相の比を適切な範囲に形成させるとともに、溶体化熱処理対象部分に形成されるσ相が低減されることにより、防食対象構造物の表面のうちのその溶体化熱処理対象部分に形成される表面が腐食することを防止することができる。 Such a duplex stainless steel structure is produced by the duplex stainless steel structure manufacturing method according to the present invention, and the ratio of the α phase to the γ phase in the solution heat treatment target portion is within an appropriate range. And preventing the surface formed on the solution heat treatment target portion of the surface of the anticorrosion target structure from being corroded by reducing the σ phase formed on the solution heat treatment target portion. Can do.
本発明による熱処理装置は、二相系ステンレス鋼から形成される防食対象構造物のうち、前記防食対象構造物の表面の一部を形成し、前記防食対象構造物が溶接されることにより生成される溶接部および熱影響部を含む溶体化熱処理対象部分を、前記溶体化熱処理部分の前記防食対象構造物の厚さ方向下側に、前記溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されることにより溶体化熱処理されない熱影響部および溶接部を含むよう加熱する加熱装置と、その加熱装置に固定される冷却装置とを備えている。このとき、その溶体化熱処理対象部分は、その防食対象構造物の表面の一部を形成している。その防食対象構造物は、その溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されることにより溶体化熱処理されない部分をさらに含んでいる。その冷却装置は、その防食対象構造物のうちのその溶体化熱処理対象部分に隣接する他の部分を冷却する。 The heat treatment apparatus according to the present invention is formed by forming a part of the surface of the anticorrosion target structure among the anticorrosion target structures formed of duplex stainless steel and welding the anticorrosion target structure. The solution heat treatment target portion including the welded portion and the heat affected zone is subjected to solution heat treatment on the lower side of the solution heat treatment portion in the thickness direction of the structure to be protected against corrosion. A heating device for heating so as to include the heat-affected zone and the weld zone that are not subjected to hydrothermal treatment, and a cooling device fixed to the heating device. At this time, the solution heat treatment target part forms part of the surface of the anticorrosion target structure. The anticorrosion target structure further includes a portion that is not subjected to solution heat treatment when the solution heat treatment target portion is subjected to solution heat treatment. The cooling device cools another part of the anticorrosion target structure adjacent to the solution heat treatment target part.
このような熱処理装置は、溶体化熱処理対象部分を溶体化熱処理するときに、防食対象構造物のうちのその溶体化熱処理対象部分に隣接する他の部分を容易に冷却することができる。このため、このような熱処理装置は、その防食対象構造物は、溶体化熱処理対象部分を加熱することに並行してその部分を冷却することにより、その溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されるときに生成される熱影響部の量を低減することができ、防食対象構造物が腐食することを防止することができる。 Such a heat treatment apparatus can easily cool other portions adjacent to the solution heat treatment target portion of the structure to be subjected to solution heat treatment when the solution heat treatment target portion is subjected to solution heat treatment. For this reason, in such a heat treatment apparatus, the structure to be subjected to solution heat treatment is subjected to solution heat treatment by cooling the part of the anticorrosion target structure in parallel with heating the part to be subjected to solution heat treatment. The amount of the heat-affected zone that is sometimes generated can be reduced, and the corrosion-resistant structure can be prevented from corroding.
その加熱装置は、誘導加熱またはレーザ加熱装置によりその溶体化熱処理対象部分を加熱する。 The heating device heats the solution heat treatment target portion by induction heating or a laser heating device .
このような熱処理装置は、防食対象構造物の形状に応じた形状に加熱装置が作製されることができ、様々な形状の防食対象構造物の溶体化熱処理対象部分を溶体化熱処理することができる。 In such a heat treatment apparatus, the heating apparatus can be manufactured in a shape corresponding to the shape of the anticorrosion target structure, and the solution heat treatment target portion of the anticorrosion target structure having various shapes can be solution heat treated. .
本発明による熱処理装置は、その溶体化熱処理対象部分を冷却する他の冷却装置をさらに備えている。 The heat treatment apparatus according to the present invention further includes another cooling device for cooling the solution heat treatment target portion.
このような熱処理装置は、溶体化熱処理対象部分が加熱された後に、溶体化熱処理対象部分をすぐに冷却することができる。このため、このような熱処理装置は、その溶体化熱処理対象部分のα相とγ相の比を適切な範囲に形成させるとともに、σ相析出量をより適切に低減することができ、その溶体化熱処理対象部分が形成する表面が腐食することをより確実に防止することができる。 Such a heat treatment apparatus can cool the solution heat treatment target portion immediately after the solution heat treatment target portion is heated. For this reason, such a heat treatment apparatus can form the ratio of the α phase and the γ phase of the solution heat treatment target portion in an appropriate range, and more appropriately reduce the amount of σ phase precipitation, so that the solution treatment It can prevent more reliably that the surface which the heat treatment object part forms corrodes.
本発明による二相系ステンレス鋼製構造物製造方法および熱処理装置は、耐食性に優れた二相系ステンレス鋼製構造物をより容易に製造することができる。 The method for producing a duplex stainless steel structure and the heat treatment apparatus according to the present invention can more easily produce a duplex stainless steel structure having excellent corrosion resistance.
図面を参照して、熱処理装置の実施の形態が以下に記載される。その熱処理装置1は、図1に示されているように、支持部材2と高周波誘導加熱装置3と第1冷却装置5と第2冷却装置6とを備えている。高周波誘導加熱装置3は、支持部材2に接合されることにより、支持部材2に支持されている。高周波誘導加熱装置3は、コイルから形成され、図示されていない電力原から所定の交流電力が供給されることにより、強度が変化する所定の磁力線を生成する。高周波誘導加熱装置3は、防食対象構造物7のうちの溶体化熱処理対象部分8に対して所定の位置に配置されているときに、その磁力線を生成することにより、溶体化熱処理対象部分8を加熱する。
With reference to the drawings, an embodiment of a heat treatment apparatus will be described below. As shown in FIG. 1, the
第1冷却装置5は、ノズルに形成され、ユーザに操作されることにより、図示されていない冷却機構により準備された圧縮空気や不活性ガスを噴射する。第1冷却装置5は、高周波誘導加熱装置3が溶体化熱処理対象部分8に対してその所定の位置に配置されているときに、防食対象構造物7のうちの溶体化熱処理対象部分8に隣接する領域にその圧縮空気が噴射されるように、高周波誘導加熱装置3に対して所定の相対位置に配置されている。第1冷却装置5は、支持部材2により支持され、その所定の相対位置に配置されるように、支持部材2により高周波誘導加熱装置3に対して固定されている。
The
第2冷却装置6は、ノズルに形成され、ユーザに操作されること、または所定のプログラムにより、その冷却機構により生成された圧縮空気や不活性ガスを噴射する。第2冷却装置6は、高周波誘導加熱装置3が溶体化熱処理対象部分8に対してその所定の位置に配置されているときに、溶体化熱処理対象部分8にその圧縮空気や不活性ガスが噴射されるように、高周波誘導加熱装置3に対して所定の相対位置に配置されている。第2冷却装置6は、支持部材2により支持され、その所定の相対位置に配置されるように、支持部材2により高周波誘導加熱装置3に対して固定されている。
The
このような熱処理装置1は、防食対象構造物7と溶体化熱処理対象部分8との形状に基づいて、溶体化熱処理対象部分8のみが高周波誘導加熱装置3により加熱されるように、溶体化熱処理対象部分8に隣接する部分が第1冷却装置5により冷却されるように、かつ、溶体化熱処理対象部分8が第2冷却装置6により冷却されるように、作製される。このような熱処理装置1は、支持部材2が適切な形状に作製されることにより作製されることができ、防食対象構造物7の全体を加熱する熱処理炉に比較して、より容易に作製されることができる。
Such a
二相系ステンレス鋼製構造物製造方法の実施の形態は、熱処理装置1を用いて実行され、防食対象構造物を準備する動作と防食対象構造物を熱処理する動作とを備えている。
The embodiment of the method for producing a duplex stainless steel structure is executed using the
その防食対象構造物を準備する動作では、まず、溶接により防食対象構造物7が作製される。このため、防食対象構造物7は、母材部分10と溶接部11と熱影響部12とが形成されている。母材部分10は、その溶接による熱により影響をほとんど受けていない部分から形成されている。溶接部11は、その溶接により防食対象構造物7に付加された溶接金属から形成されている。熱影響部12は、その溶接により熱影響を受けた部分から形成されている。このため、熱影響部12は、母材部分10と溶接部11との間に配置された領域を形成し、防食対象構造物7の表面の一部分を形成している。熱影響部12は、その溶接による熱による影響により、α/γ量比が適正範囲外となることやσ相などが析出し、母材部分10に比較して耐食性が低く、溶接部11に比較して耐食性が低い。
In the operation of preparing the anticorrosion target structure, first, the
その防食対象構造物を熱処理する動作では、まず、防食対象構造物7のうちの溶体化熱処理対象部分8が高周波誘導加熱装置3により加熱されるように、熱処理装置1が所定の位置に配置される。溶体化熱処理対象部分8は、防食対象構造物7により形成される表面の一部を含むように、設定され、溶体化熱処理対象部分8により形成される表面が、熱影響部12により形成される表面16を含むように、設定される。
In the operation of heat-treating the anticorrosion target structure, first, the
高周波誘導加熱装置3は、熱処理装置1がその所定の位置に配置されているときに、所定の交流電力が供給されることにより、溶体化熱処理対象部分8に所定の磁力線を生成する。溶体化熱処理対象部分8は、その磁力線が生成されることにより、渦電流が流れ、加熱される。第1冷却装置5は、溶体化熱処理対象部分8が高周波誘導加熱装置3により加熱されているときに、圧縮空気を防食対象構造物7のうちの溶体化熱処理対象部分8に隣接する部分に噴射することにより、その部分を冷却する。
The high frequency
熱処理装置1は、溶体化熱処理対象部分8の温度が1050℃から1100℃の範囲に所定の時間含まれるように加熱された後に、高周波誘導加熱装置3による加熱が停止される。第2冷却装置6は、溶体化熱処理対象部分8の加熱が停止された後に、溶体化熱処理対象部分8の温度が1050℃から700℃以下になる時間が100秒未満になるように、圧縮空気を溶体化熱処理対象部分8に噴射することにより、溶体化熱処理対象部分8を冷却する。
The
防食対象構造物7は、このように加熱されることにより、溶体化熱処理対象部分8が溶体化熱処理される。溶体化熱処理対象部分8により形成される表面は、溶体化熱処理対象部分8が溶体化熱処理されることにより、σ相などが析出される量が低減され、熱影響部12により形成される表面に比較して、耐食性が優れている。このため、このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法によれば、防食対象構造物7は、耐食性が向上される。
As the
防食対象構造物7の全体を溶体化熱処理するときに、防食対象構造物7の全部を内部に配置することができる大きな熱処理炉を準備する必要がある。さらに、防食対象構造物7は、全体が加熱されているときに、熱変形しないように、手当てする必要がある。このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、防食対象構造物7のうちの溶体化熱処理対象部分8と異なる部分14が溶体化熱処理されないように溶体化熱処理対象部分8を加熱することにより、その大きな熱処理炉を準備する必要がなく、熱変形しないように手当てする手間が軽減される。このため、このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、防食対象構造物7の全体を加熱する他の二相系ステンレス鋼製構造物製造方法に比較して、より容易に実行されることができる。
When performing the solution heat treatment on the
防食対象構造物7は、このように加熱されることにより、溶体化熱処理対象部分8と溶体化熱処理されない部分14との間に熱影響部15が形成される。熱影響部15は、その加熱による熱影響を受けた部分から形成され、熱影響部12と同様にして、耐食性が低い。防食対象構造物7は、溶体化熱処理対象部分8が加熱されているときに、溶体化熱処理対象部分8に隣接する部分が第1冷却装置5により冷却されることにより、溶体化熱処理対象部分8の周辺の温度勾配が急峻になり、熱影響部15が小さくなる。このため、防食対象構造物7は、熱影響部15により形成される表面17の面積が小さくなり、耐食性が向上する。
As the
鋼種SUS329J1、鋼種SUS329J3L、鋼種SUS329J4L、鋼種UNS S82122、鋼種UNS S32304の二相ステンレス鋼は、950℃〜1100℃に加熱した後に急冷することにより、溶体化熱処理される。その二相ステンレス鋼は、さらに、α相が析出する温度が600℃〜1000℃であり、窒化物が析出する温度が700℃〜1000℃であり、炭化物が析出する温度が600℃〜1050℃である。このため、このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、溶体化熱処理対象部分が1050℃以上1100℃以下になるように加熱していることにより、溶体化熱処理対象部分8を溶体化熱処理することができ、かつ、α相、窒化物、炭化物が溶体化熱処理対象部分8に析出する量を低減することができる。その結果、このような二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、溶体化熱処理対象部分8により形成される表面の耐食性を向上させることができ、さらにα/γ量比を適正な範囲とすることが可能となりその二相系ステンレス鋼製構造物製造方法が実行されない他の溶接材に比較して、防食対象構造物7の耐食性を改善させることができる。
The duplex stainless steels of steel types SUS329J1, steel type SUS329J3L, steel type SUS329J4L, steel type UNS S82122, and steel type UNS S32304 are subjected to solution heat treatment by heating to 950 ° C. to 1100 ° C. and then rapidly cooling. The duplex stainless steel further has a temperature at which the α phase precipitates at 600 ° C to 1000 ° C, a temperature at which the nitride precipitates at 700 ° C to 1000 ° C, and a temperature at which the carbide precipitates at 600 ° C to 1050 ° C. It is. For this reason, in such a method for producing a duplex stainless steel structure, the solution heat
図2は、二相ステンレス鋼の耐食性に及ぼすフェライト(α)量の影響を示す関係を示している。その関係31は、フェライト量に対する孔食速度を示している。あるフェライト量に対応する孔食速度は、ある二相ステンレス鋼にそのフェライト量のフェライト相が析出したときに、その二相ステンレス鋼に孔食が進行する速度を示している。関係31は、フェライト量が概ね50%に近いほど孔食速度が小さいことを示している。関係31は、さらに、ある二相ステンレス鋼にフェライト量が50%〜75%の範囲に含まれているときに、その二相ステンレス鋼が所定の耐食性を有していることを示している。
FIG. 2 shows a relationship indicating the effect of the amount of ferrite (α) on the corrosion resistance of the duplex stainless steel. The
図3は、二相ステンレス鋼の熱処理による組織変化を示す関係を示している。その関係32は、鋼種SUS329J1の二相ステンレス鋼を溶体化熱処理する加熱温度に対応するフェライト量(α/γ量比)を示している。関係32は、その二相ステンレス鋼を1100℃以下で溶体化熱処理することにより、その二相ステンレス鋼にフェライト相が析出するフェライト量が50%〜75%の範囲に含まれることを示している。すなわち、関係31と関係32とは、鋼種SUS329J1の二相ステンレス鋼を1100℃以下で溶体化熱処理することにより、その二相ステンレス鋼が所定の耐食性を有していることを示している。
FIG. 3 shows a relationship showing the structural change of the duplex stainless steel by heat treatment. The
図4は、二相ステンレス鋼の耐食性に及ぼすσ相析出量の影響を示す関係を示している。その関係34は、800℃における時効時間に対応するσ相面積率を示している。ある時効時間に対応するσ相面積率は、鋼種SUS329J4Lの二相ステンレス鋼が800℃にその時効時間だけ保持されたときに、その二相ステンレス鋼にσ相が析出する量を示し、その二相ステンレス鋼を平面で切断したときに、その二相ステンレス鋼に析出するσ相が切断された断面の断面積を、その二相ステンレス鋼が切断された切断面の面積で除算した割合を示している。関係34は、その時効時間が長いほどσ相面積率が大きいことを示し、その時効時間が長いほどその二相ステンレス鋼にσ相が析出する量が大きいことを示している。
FIG. 4 shows the relationship indicating the influence of the σ phase precipitation amount on the corrosion resistance of the duplex stainless steel. The
図4は、さらに、その時効時間と孔食電位との関係を示している。その関係35は、時効時間に対応する孔食電位を示している。ある時効時間に対応する孔食電位は、その時効時間だけ800℃に保持された鋼種SUS329J4Lの二相ステンレス鋼が80℃の人口海水に浸漬されたときに、その二相ステンレス鋼に孔食が発生する電位を示している。関係35は、その時効時間が長いほど孔食電位が小さいことを示し、その時効時間が長いほどその二相ステンレス鋼が腐食しやすいことを示している。すなわち、関係34と関係35とは、その二相ステンレス鋼にσ相が析出する量が小さいほどその二相ステンレス鋼の耐食性が優れていることを示している。
FIG. 4 further shows the relationship between the aging time and the pitting potential. The relationship 35 shows the pitting potential corresponding to the aging time. The pitting potential corresponding to a certain aging time is such that when a duplex stainless steel of SUS329J4L, which is kept at 800 ° C. only for that aging time, is immersed in artificial seawater at 80 ° C., the pitting corrosion occurs in the duplex stainless steel. The potential generated is shown. Relation 35 indicates that the longer the aging time is, the smaller the pitting potential is, and the longer the aging time is, the more easily the duplex stainless steel is corroded. That is, the
図5は、鋼種SUS329J4Lの二相ステンレス鋼におけるσ相の析出領域を示している。その析出領域36は、1100℃から100秒未満で700℃になるように溶体化熱処理対象部分8を急冷することにより、溶体化熱処理対象部分8にσ相等が析出することをより確実に防止することができることを示している。すなわち、関係34と関係35と析出領域36とは、1100℃から100秒未満で700℃になるように溶体化熱処理対象部分8を急冷することにより、すなわち、既述の二相系ステンレス鋼製構造物製造方法により、溶体化熱処理対象部分8により形成される表面が腐食することを防止することができることを示している。
FIG. 5 shows the precipitation region of the σ phase in the duplex stainless steel of the steel type SUS329J4L. The
その析出領域は、二相ステンレス鋼の鋼種により変化する。このため、700℃まで100秒以上かけて溶体化熱処理対象部分8をゆっくり冷却しても、溶体化熱処理対象部分8にσ相等が析出しない鋼種が存在することがある。その二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、防食対象構造物7がこのような鋼種から形成されているときに、100秒以上かけて溶体化熱処理対象部分8をゆっくり冷却することができる。この場合も、防食対象構造物7は、溶体化熱処理対象部分8が溶体化熱処理されることにより、耐食性が向上される。
The precipitation region varies depending on the type of duplex stainless steel. For this reason, even if the solution heat
図3は、さらに、鋼種SUS329J4Lの熱処理による組織変化を示す関係を示している。その関係33は、鋼種SUS329J4Lの二相ステンレス鋼を溶体化熱処理する加熱温度に対応するフェライト量を示している。関係33は、その二相ステンレス鋼を1100℃以上で溶体化熱処理した場合でも、その二相ステンレス鋼にフェライト相が析出するフェライト量が50%〜75%の範囲に含まれることを示している。すなわち、関係32と関係33とは、二相ステンレス鋼の鋼種に適切な加熱温度が異なることを示し、溶体化熱処理対象部分8が1100℃以上に加熱された場合でも、防食対象構造物7の耐食性を向上させることができることがあることを示している。その二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、防食対象構造物7がこのような鋼種から形成されているときに、溶体化熱処理対象部分8を1100℃以上に加熱することにより溶体化熱処理対象部分8を溶体化熱処理することもできる。この場合も、防食対象構造物7は、溶体化熱処理対象部分8が溶体化熱処理されることにより、耐食性が向上される。
FIG. 3 further shows the relationship showing the structural change due to the heat treatment of the steel type SUS329J4L. The
熱処理装置の実施の他の形態は、既述の実施の形態における高周波誘導加熱装置3が、誘導加熱以外の方法を利用して溶体化熱処理対象部分8を加熱する他の加熱装置に置換されることができる。その加熱装置としては、溶体化熱処理対象部分8にレーザを照射することにより溶体化熱処理対象部分8を加熱するレーザ加熱装置が例示される。このような加熱装置を備えた熱処理装置は、既述の実施の形態における熱処理装置1と同様にして、溶体化熱処理対象部分8をより容易に溶体加熱処理することができ、耐食性に優れた二相ステンレス鋼製構造物をより容易に作製することができる。
In another embodiment of the heat treatment apparatus, the high-frequency
なお、第1冷却装置5と第2冷却装置6とは、圧縮空気と異なる他の冷却用ガスを用いて防食対象構造物7を冷却することもできる。その冷却用ガスとしては、窒素に例示される不活性ガス、大気が例示される。第1冷却装置5と第2冷却装置6とは、このような冷却用ガスを用いたときも、既述の場合と同様に適切に防食対象構造物7を冷却することができる。
In addition, the
なお、二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、溶接による熱影響部と異なる他の領域の耐食性を向上させることに利用されることもできる。その領域としては、応力が付加されたことにより相変態した部分が例示される。二相系ステンレス鋼製構造物製造方法は、このような領域を溶体化熱処理対象部分8が含むように溶体化熱処理対象部分8を設定することにより、その領域をより容易に溶体加熱処理することができ、その領域が形成する表面の耐食性をより容易に向上させることができる。
In addition, the duplex stainless steel structure manufacturing method can also be used to improve the corrosion resistance of other regions different from the heat-affected zone by welding. An example of the region is a portion that has undergone phase transformation due to the application of stress. In the method for producing a duplex stainless steel structure, the solution heat
1 :熱処理装置
3 :高周波誘導加熱装置
5 :第1冷却装置
6 :第2冷却装置
7 :防食対象構造物
8 :溶体化熱処理対象部分
10:母材部分
11:溶接部
12:熱影響部
1: Heat treatment device 3: High frequency induction heating device 5: First cooling device 6: Second cooling device 7: Corrosion protection target structure 8: Solution heat treatment target portion 10: Base material portion 11: Welded portion 12: Heat affected zone
Claims (8)
前記防食対象構造物を溶接すること、
前記防食対象構造物の表面の一部を形成し、前記防食対象構造物が溶接されることにより生成される溶接部および熱影響部を含み、且つ、前記防食対象構造物の深さ方向下側に溶体化熱処理されない溶接部および熱影響部があるよう溶体化熱処理対象部分を設定すること、および、
前記防食対象構造物が溶接された後に前記防食対象構造物のうちの溶体化熱処理対象部分が溶体化熱処理されるように、誘導加熱装置またはレーザ加熱装置を用いて前記防食対象構造物を加熱すること、を備える二相系ステンレス鋼製構造物製造方法。 Preparing an anticorrosion target structure formed from duplex stainless steel;
Welding the anticorrosion target structure;
A part of the surface of the anticorrosion target structure is formed, and includes a welded portion and a heat-affected zone generated by welding the anticorrosion target structure, and the depth direction lower side of the anticorrosion target structure Setting a solution heat treatment target part so that there is a welded part and a heat-affected part that are not solution heat-treated, and
The anticorrosion target structure is heated using an induction heating device or a laser heating device so that a solution heat treatment target portion of the anticorrosion target structure is subjected to solution heat treatment after the corrosion protection target structure is welded. duplex stainless steel structure production method and a this.
溶体化熱処理された溶体化熱処理対象部分と、
前記溶体化熱処理対象部分の前記二相系ステンレス鋼製構造物の深さ方向下側に、溶体化熱処理されなかった溶接部及び熱影響部とを備え、
前記溶体化熱処理対象部分は、本二相系ステンレス鋼製構造物の表面の一部を形成する二相系ステンレス鋼製構造物。 It is a structure made of duplex stainless steel formed from duplex stainless steel,
A solution heat treatment target portion that has been solution heat treated, and
On the lower side in the depth direction of the two-phase stainless steel structure of the solution heat treatment target part, a welded portion and a heat affected zone that were not solution heat treated,
The solution heat treatment target part is a duplex stainless steel structure that forms part of the surface of the duplex stainless steel structure.
前記加熱装置に固定される冷却装置とを備え、
前記冷却装置は、前記防食対象構造物のうちの前記溶体化熱処理対象部分に隣接する他の部分を冷却し、
前記加熱装置は誘導加熱装置またはレーザ加熱装置である熱処理装置。 Among the anticorrosion target structures formed from duplex stainless steel, a welded portion and a heat affected zone that are formed by forming a part of the surface of the anticorrosion target structure and welding the anticorrosion target structure. A heat-affected zone that is not subjected to a solution heat treatment when the solution heat treatment target portion is subjected to a solution heat treatment on the lower side in the thickness direction of the structure to be protected against corrosion. A heating device for heating to include a weld ,
A cooling device fixed to the heating device,
The cooling device cools another part of the anticorrosion target structure adjacent to the solution heat treatment target part ,
The heating apparatus is a heat treatment apparatus that is an induction heating apparatus or a laser heating apparatus.
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