JP6652224B1 - 二相ステンレスクラッド鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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- B21B1/38—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling sheets of limited length, e.g. folded sheets, superimposed sheets, pack rolling
- B21B2001/383—Cladded or coated products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/38—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling sheets of limited length, e.g. folded sheets, superimposed sheets, pack rolling
- B21B2001/386—Plates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/005—Ferrite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2251/00—Treating composite or clad material
- C21D2251/02—Clad material
Abstract
Description
前記母材鋼板は、質量%で、C:0.06〜0.25%、Si:0.05〜0.50%、Mn:0.70〜1.60%、P:0.030%以下、S:0.010%以下、Al:0.005〜0.100%、Mo:0.01〜0.15%、Nb:0.010〜0.040%、Ti:0.005%未満、及びN:0.0010〜0.0100%を、Nb/Nが3.0以上、かつ下記式(1)で表わされるCeqが0.35〜0.45の範囲の下に含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる第1の成分組成を有し、
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5 ・・・(1)
(上記式(1)中、元素記号は各元素の含有量(質量%)を示し、当該元素を含有しない場合はゼロとして算出する)
前記二相ステンレス鋼板は、質量%で、C:0.030%以下、Si:1.00%以下、Mn:2.00%以下、P:0.050%以下、S:0.0100%以下、Ni:5.00〜8.00%、Cr:24.0%超え28.0%以下、Mo:2.5〜4.0%、及びN:0.08〜0.30%を、下記式(2)で定義されるPIが34.0〜43.0の範囲の下に含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる第2の成分組成と、
PI=Cr+3.3Mo+16N ・・・(2)
(上記式(2)中、元素記号は各元素の含有量(質量%)を示す)
フェライト相を面積分率で35〜65%含む組織と、を有し、
前記組織における析出Cr量が2.00%以下、かつ、析出Mo量が0.50%以下であることを特徴とする二相ステンレスクラッド鋼板。
母材鋼板となる、上記[1]又は[3]に記載の第1の成分組成を有する第1素材板と、合せ材としての二相ステンレス鋼板となる、上記[1]又は[2]に記載の第2の成分組成、及びフェライト相を面積分率で35〜65%含む組織を有する第2素材板とを積層させて、クラッドスラブを得る工程と、
前記クラッドスラブを1050〜1250℃に加熱する工程と、
その後、前記クラッドスラブに圧下比が2.0以上となる熱間圧延を施して、前記母材鋼板と前記二相ステンレス鋼板とが接合されたクラッド圧延体を得る工程と、
前記クラッド圧延体を放冷する工程と、
その後、前記クラッド圧延体を1000〜1100℃に再加熱する工程と、
その後、前記クラッド圧延体を、前記二相ステンレス鋼板における冷却速度が0.8℃/s以上、かつ前記母材鋼板における冷却速度が1.0℃/s以上となるように、冷却する工程と、
その後、前記クラッド圧延体を700℃以下で焼き戻しする工程と、
を有することを特徴とする二相ステンレスクラッド鋼板の製造方法。
本発明の一実施形態は、母材鋼板の片面又は両面に合せ材としての二相ステンレス鋼板が接合されている二相ステンレスクラッド鋼板に関する。二相ステンレスクラッド鋼板の板厚は特に限定されないが、6〜45mmが好適である。また、母材鋼板及び合せ材の板厚はそれぞれ、5〜40mm程度及び1〜5mmが好適である。本実施形態では、特定の母材と合せ材とを組み合わせた二相ステンレスクラッド鋼により、耐孔食性の向上と、強度及び靱性の向上との両立を図ることができる。
下記の成分組成の低炭素鋼を母材鋼板として用いることで、強度や靱性等の機械的特性に優れた二相ステンレスクラッド鋼を提供することができる。
Cは鋼の強度を向上させる元素であり、0.06%以上含有させることで十分な強度を発現する。よって、C量は0.06%以上とし、0.08%以上が好ましい。しかし、C量が0.25%を超えると溶接性及び靱性の劣化を招く。したがって、C量は0.25%以下とし、0.20%以下が好ましい。
Siは脱酸に有効であり、また鋼の強度を向上させるために0.05%以上で含有させる。また、Siは鉄鉱石などの原料から鋼中へ不可避的に入る元素であり、Si量を0.05%未満に抑えることは製鋼過程でのコスト増を招くことにもなる。したがって、Si量は0.05%以上とし、0.10%以上が好ましい。しかしながら、Si量が0.50%を超えると鋼の表面性状及び靱性の劣化を招く。よって、Si量は0.50%以下とし、0.45%以下が好ましい。
Mnは鋼の強度を上昇させる元素であり、0.70%以上でその効果を発現する。よって、Mn量は0.70%以上とし、1.00%以上が好ましい。しかしながら、Mn量が1.60%を超えると、溶接性が損なわれ、合金コストも増大する。したがって、Mn量は1.60%以下とする。
Pは鋼中の不可避的不純物であり、P量が0.030%を超えると靱性が劣化する。したがって、P量は0.030%以下とし、好ましくは0.020%以下、より好ましくは0.015%以下である。ただし、脱燐コストの観点から、P量は0.0001%以上であることが好ましい。
SもPと同様に、鋼中の不可避的不純物である。S量が0.010%を超えると靱性が劣化する。したがって、S量は0.010%以下とし、好ましくは0.005%以下、より好ましくは0.003%以下である。ただし、脱硫コストの観点から、S量は0.0001%以上であることが好ましく、0.0003%以上であることがより好ましい。
Alは脱酸剤として添加する。0.005%以上で脱酸効果を発揮する。よって、Al量は0.005%以上とし、0.010%以上が好ましい。しかしながら、Al量が0.100%を超えると溶接部の靱性劣化を招く。したがって、Al量は0.100%以下とし、0.070%以下が好ましい。
Moは鋼の焼入れ性を向上させる元素であり、圧延後の鋼の強度及び靱性を向上させる。その効果は0.01%以上の含有で発現する。よって、Mo量は0.01%以上とし、0.05%以上が好ましい。しかしながら、Mo量が0.15%を超えると溶接性の劣化を引き起こす。したがって、Mo量は0.15%以下とする。
NbはNb窒化物として析出し、オーステナイト粒の粗大化を抑制して、鋼の強度及び靱性を改善させる効果がある。また、オーステナイト域の圧延において再結晶温度域を低温まで拡大させ、結晶粒の微細化が可能となり、靱性が改善する。これらの効果は0.010%以上の含有により得られる。よって、Nb量は0.010%以上とし、0.013%以上が好ましく、0.015%以上がより好ましい。しかしながら、Nb量が0.040%を超えると、粗大なNb窒化物が形成されて靱性が劣化する。したがって、Nb量は0.040%以下とし、好ましくは0.035%以下、より好ましくは0.030%以下である。また、後述の窒素原子との比を所定値以上にすることで、オーステナイト粒の粗大化の抑制効果をより発揮することができる。
Nbを必須元素として含む本実施形態の場合、TiはNbとの複合炭化物及び/又は複合窒化物を形成する。本実施形態のNb量では、Ti量が0.005%以上になると、粗大なTiとNbの複合炭化物及び/又は複合窒化物が形成されて、靱性が劣化することが確認された。よって、Ti量は、0.005%未満とし、好ましくは0.003%以下、より好ましくは0.001%以下とする。Ti量はできるだけ低減することが好ましいが、例えば0.0001%以上、あるいは0.0003%以上となり得る。
NはNb窒化物の形成に不可欠な元素であり、0.0010%以上の含有でNb窒化物が形成される。よって、N量は0.0010%以上とし、好ましくは0.0020%以上、より好ましくは0.0025%以上である。しかしながら、N量が0.0100%を超えると、溶接性及び靱性の劣化を引き起こす。したがって、N量は0.0100%以下とし、好ましくは0.0070%以下、より好ましくは0.0050%以下とする。また、後述のNbとの比を所定値以上にすることで、γ粒(オーステナイト粒)の粗大化の抑制効果をより発揮することができると考えられる。
Nb/Nが3.0以上の場合、Nb窒化物の析出と固溶Nbの効果が十分に発現する。しかしながら、Nb/Nが3.0未満の場合、鋼中に固溶Nが存在するため、靱性の顕著な劣化が生じる。したがって、Nb/Nは3.0以上とし、好ましくは3.5以上とする。また、Nb/Nは20.0以下となり得る。
Ceqは、鋼の焼き入れ性の指標であり、以下の式(1)で表わされる。
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5 ・・・(1)
上記式(1)中、元素記号は各元素の含有量(質量%)を示し、当該元素を含有しない場合はゼロとして算出する。
Cuは鋼の焼入れ性を向上させる元素であり、圧延後の鋼の強度及び靱性を向上させる。その効果は0.01%以上の含有で発現する。よって、Cuによる焼き入れ性の向上を期待する場合は、Cu量を0.01%以上とすることが好ましく、0.05%以上がより好ましい。しかしながら、Cu量が0.50%を超えると、溶接性及び靱性の劣化を引き起こす。したがって、Cuを添加する場合、Cu量は0.50%以下とする。
Niは鋼の焼き入れ性を向上させ、特に靱性の改善に効果的な元素である。その効果は0.01%以上の含有で発現する。よって、Niによる焼き入れ性の向上を期待する場合は、Ni量を0.01%以上とすることが好ましく、0.05%以上がより好ましい。しかしながら、Ni量が0.50%を超えると、溶接性を損ない、合金コストも増大する。したがって、Niを添加する場合、Ni量は0.50%以下とする。
CrもCuと同様に、鋼の焼入れ性を向上させる元素であり、圧延後の鋼の強度及び靱性を向上させる。その効果は0.01%以上の含有で発現する。よって、Crによるこの効果を期待する場合は、Cr量を0.01%以上とすることが好ましく、0.05%以上がより好ましい。しかしながら、Cr量が0.40%を超えると、溶接性及び靱性の劣化を引き起こす。したがって、Crを添加する場合、Cr量は0.40%以下とする。
Vは炭窒化物を形成することで、鋼の強度を向上させる元素である。その効果は0.001%以上の含有で発現する。よって、Vによるこの効果を期待する場合は、V量を0.001%以上とすることが好ましく、0.005%以上がより好ましい。しかしながら、V量が0.050%を超えると靱性が劣化する。したがって、Vを添加する場合、V量は0.050%以下とする。
次に、合せ材としての二相ステンレス鋼板の成分組成を説明する。
Cは不可避的に鋼材中に存在する元素の一つである。C量が0.030%を超えると炭化物の析出が顕著に生じ、耐食性の劣化を引き起こす。したがって、C量は0.030%以下とし、好ましくは0.025%以下、より好ましくは0.020%以下とする。なお、C量は、製造コストの観点から0.001%以上とすることが好ましい。
Siはシグマ相など金属間化合物の析出を著しく促進する元素であり、シグマ相などの析出を抑えるには、Si量は1.00%以下とする必要がある。したがって、Si量は1.00%以下とし、好ましくは0.50%以下、より好ましくは0.40%以下とする。ただし、製造コストの観点から、Si量は0.01%以上が好ましい。
Mnは脱酸に有用な元素であり、好ましくは0.01%以上で含有させる。一方、Mn量が2.00%を超えると、MnSを形成し耐食性を劣化させる。したがって、Mn量は2.00%以下とし、好ましくは1.70%以下、より好ましくは1.50%以下、さらに好ましくは1.00%以下とする。
P量が0.050%を超えると靭性が劣化することに加え、耐食性が劣化する。したがって、P量は0.050%以下とし、好ましくは0.040%以下、より好ましくは0.020%以下とする。ただし、脱リンコストの観点から、P量は0.0001%以上であることが好ましい。
S量が0.0100%を超えると熱間加工性が劣化することに加え、耐食性が劣化する。したがって、S量は0.0100%以下とし、好ましくは0.0050%以下、より好ましくは0.0020%以下である。ただし、脱硫コストの観点から、S量は0.0001%以上であることが好ましい。
Niは二相ステンレス鋼の一方の相であるオーステナイト相を安定化させる元素として必須の元素である。5.00%以上の含有により、その効果を発揮する。よって、Ni量は5.00%以上とし、好ましくは5.50%以上、より好ましくは5.70%以上、さらに好ましくは6.00%以上とする。しかしながら、Niは高価な金属であるために、多量に含有させると合金自体の高価格化を招く。したがって、Ni量は8.00%以下とし、好ましくは7.50%以下、より好ましくは7.00%以下とする。また、前述のように二相ステンレス鋼では、オーステナイト相とフェライト相との比率が35:65〜65:35、好ましくはほぼ1:1の場合に耐食性が優れているので、この相比率を満足するためにも、Ni量は5.00〜8.00%とする。
Crは合金の耐食性を保証し、かつ二相ステンレス鋼の他方の相であるフェライト相を安定化するために必要不可欠な元素である。その効果を発揮させるためには、24.0%超えの含有量が必要である。よって、Cr量は24.0%超えとする。しかしながら、Cr量が28.0%を超えると、シグマ相の析出が促進され、延性や靭性に悪影響を及ぼす。したがって、Cr量は28.0%以下とし、好ましくは27.0%以下とし、より好ましくは26.0%以下とする。また、前述のように二相ステンレス鋼では、オーステナイト相とフェライト相との比率が35:65〜65:35、好ましくはほぼ1:1の場合に耐食性が優れているので、この相比率を満足するためにも、Cr量は24.0%超え28.0%以下とする。
Moも合金の耐食性を向上させる元素として重要である。その効果を発揮させるためには、2.5%以上の含有が必要である。よって、Mo量は2.5%以上とし、好ましくは3.0%以上とする。しかしながら、Mo量が4.0%を超えると、シグマ相の析出が著しく促進され、延性や靭性に悪影響を及ぼす。したがって、Mo量は4.0%以下とする。また、前述のように二相ステンレス鋼では、オーステナイト相とフェライト相との比率が35:65〜65:35、好ましくはほぼ1:1の場合に耐食性が優れているので、この相比率を満足するためにも、Mo量は2.5〜4.0%とする。
Nは合金の耐食性を向上させる元素として重要であり、同時に、強度を向上させる元素としても有効である。その効果を発揮させるためには、0.08%以上の含有が必要である。よって、N量は0.08%以上とし、好ましくは0.10%以上、より好ましくは0.14%以上とする。しかしながら、N量が0.30%を超えると、Cr2Nなどの窒化物の析出が促進され、耐食性に悪影響を及ぼす。したがって、N量は0.30%以下とし、好ましくは0.25%以下とする。また、前述のように二相ステンレス鋼では、オーステナイト相とフェライト相との比率が35:65〜65:35、好ましくはほぼ1:1の場合に耐食性が優れているので、この相比率を満足するためにも、N量は0.08〜0.30%とする。
PIはPitting Index(耐孔食性指数)であり、下記式(2)で定義される。
PI=Cr+3.3Mo+16N ・・・(2)
上記式(2)中、元素記号は各元素の含有量(質量%)を示す。
Cuは耐食性を向上させる元素であり、その効果は0.01%以上の含有で発現する。このため、Cuにより耐食性を向上させる場合には、Cu量を0.01%以上とすることが好ましい。しかし、Cu量が1.50%を超えると熱間加工性の著しい劣化を招く。したがって、Cuを含有する場合、Cu量は1.50%以下とし、好ましくは1.00%以下とする。
Wは合金の耐食性を向上させる元素であり、その効果は0.01%以上の含有により発現する。このため、Wにより耐食性を向上させる場合には、W量を0.01%以上とすることが好ましい。しかしながら、W量が1.50%を超えるとシグマ相析出が促進される。したがって、Wを含有する場合、W量は1.50%以下とし、好ましくは1.00%以下とする。
Coも耐食性を向上させる元素であり、その効果は0.01%以上の含有により発現する。このため、Coにより耐食性を向上させる場合には、Co量を0.01%以上とすることが好ましい。しかしながら、Co量が1.50%を超えると合金コストが上昇する。したがって、Coを含有する場合、Co量は1.50%以下とし、好ましくは1.00%以下とする。
TiはCと結合しやすい性質を有しており、合金中に含有すると耐食性に有害なCr23C6などの炭化物の析出を遅延させることができる。その効果は0.01%以上で発現する。したがって、Tiによるこの効果を期待する場合は、Ti量を0.01%以上とすることが好ましい。しかし、0.25%を超えて含有しても効果は向上せず、合金コストが増大する。したがって、Tiを含有する場合、Ti量は0.25%以下とし、好ましくは0.20%以下とする。
NbもTiと同様にCと結合しやすい性質を有しており、合金中に含有すると耐食性に有害なCr23C6などの炭化物の析出を遅延させることができる。その効果は0.01%以上で発現する。したがって、Nbによるこの効果を期待する場合は、Nb量を0.01%以上とすることが好ましい。しかし、0.25%を超えて含有しても効果は向上せず、合金コストが増大する。したがって、Nbを含有する場合、Nb量は0.25%以下とし、好ましくは0.20%以下とする。
フェライト相の面積分率:35〜65%
本明細書において「フェライト相の面積分率」は、下記式(3)〜(5)に従って算出される、二相ステンレス鋼板の成分組成から推定した値である。
フェライト相の面積分率(%)=4.01Creq−5.6Nieq−4.13 ・・・(3)
Creq=Cr+1.73Si+0.88Mo ・・・(4)
Nieq=Ni+24.55C+21.75N+0.4Cu ・・・(5)
上記式(4)及び(5)中、元素記号は各元素の含有量(質量%)を示し、当該元素を含有しない場合はゼロとして算出する。
合せ材の組織が所定量以上のCr系の析出物及びMo系の析出物を含むと、耐食性の劣化が生じる。そのため、本発明では、析出Cr量及び析出Mo量(すなわち、析出物として存在するCr及びMoの量)を所定量以下含有することが肝要である。なお、本明細書における「析出物」とは、合せ材の組織中に存在するシグマ相、炭化物、窒化物及び炭窒化物からなる群から選択される1種又は2種以上をいう。
本発明の一実施形態による二相ステンレスクラッド鋼板の製造方法を以下に説明する。母材鋼板となる第1素材板は、上記の母材鋼板の成分組成となるように溶製し、常法による製造することができる。合せ材としての二相ステンレス鋼板となる第2素材板は、上記の合せ材の成分組成となるように溶製し、常法による製造することができる。これらの第1素材板及び第2素材板を積層して、クラッドスラブを組み立てる。例えば、図1に示すように、第1素材板1と第2素材板2を積層した2組の積層体を、第2素材板同士が対向するように重ね合せることにより、クラッドスラブ10を形成することができる。この際、2つの第2素材板2の間には剥離剤3を塗布することができる。剥離剤3としては、特に限定されないが、Al2O3のように比較的安価であり、十分な剥離性を有していることが好ましい。なお、図1中、符号4はスペーサー、5は溶接部である。冷却時の反りを考慮すると、2枚の第1素材板同士と、2枚の第2素材板同士は、等厚であることが望ましい。もちろん、図1に示す組立方式に限定する必要が無いことは言うまでも無い。
加熱温度を1050℃以上とするのは、母材鋼板と合せ材との接合性及び母材鋼板の靱性を確保するためである。1050℃を下回る加熱温度では、高温域での圧延量が十分に確保できず、接合性が劣化する。したがって、加熱温度は1050℃以上とし、好ましくは1100℃以上とする。一方、加熱温度が1250℃を超えると、結晶粒の粗大が著しく、母材鋼板の靱性の劣化が生じる。そのため、加熱温度は1250℃以下とする。
圧下比とは、圧延前のクラッドスラブの厚さ/圧延後のクラッド圧延体の厚さをいう。クラッドスラブを高温で圧下することにより、金属相互の結合力が生じ、良好な接合が得られる。圧下比は2.0以上とし、好ましくは3.0以上とする。これにより、良好な接合性が得られる。また、母材鋼板の結晶粒が細粒化され、母材鋼板の靱性が向上する。圧下比は20.0以下とすることができる。
熱間圧延後に再加熱を行うのは、合せ材の耐食性確保のためである。熱間圧延後に再加熱を行うことで、析出物の再溶解が可能であり、合せ材の耐食性を担保できる。再加熱温度が1000℃未満となると、二相ステンレス鋼のシグマ相及び/又は炭窒化物の析出が著しくなるため、耐食性の劣化が生じる。よって、再加熱温度は1000℃以上とする。また、再加熱温度が1100℃を超えると、母材鋼板の結晶粒が粗大となって、母材鋼板の靱性の劣化が顕著となる。したがって、再加熱温度は1100℃以下とし、好ましくは1050℃以下とする。
合せ材の冷却速度が0.8℃/s未満では、合せ材中にシグマ相及び/又は炭窒化物の析出が生じて、合せ材の耐食性の劣化を引き起こす。したがって、合せ材の冷却速度は0.8℃/s以上とする。合せ材の冷却速度は100℃/s以下とすることができる。
母材鋼板の冷却速度が1.0℃/s未満では、母材の焼き入れ性が十分でなく強度及び/又は靱性の劣化が生じる。したがって、再加熱後の母材鋼板の冷却速度は1.0℃/s以上とし、好ましくは2.0℃/s以上とする。母材鋼板の冷却速度は100℃/s以下とすることができる。
焼き戻し処理を実施するのは、母材鋼板の強度調整が目的である。焼き戻し処理を実施することで所望の強度に調整することができる。また、炭化物の形態が変化して、靱性が改善する効果も期待できる。しかしながら、700℃を超える温度で焼き戻し処理を実施した場合、合せ材中に炭化物及び/又は窒化物が析出して、耐食性の劣化が生じる。したがって、焼き戻し温度は700℃以下とし、好ましくは650℃以下とする。焼き戻し温度は200℃以上とすることができる。
合せ材中の析出物の抽出には、10vol%アセチルアセトン−1mass%塩化テトラメチルアンモニウム−メタノール混合液(通称10%AA液と呼ぶ)中での電解抽出(通称SPEED法と呼ぶ)を適用した。ろ過によりフィルター上に捕集した抽出残渣を混酸(混酸成分比 硫酸10ml:硝酸10ml:過塩素酸5ml:水10ml)で溶解し、誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析することで析出Cr量と析出Mo量を求めた。
耐食性は、ASTM G48−試験方法(E)により評価した。試験方法は20±2℃に加熱した6%FeCl3水溶液中に試験片を24時間浸漬させ、試験後の合せ材表面に25μm以上の深さの孔食が発生していない場合に耐食性が良好であると判断した。
合せ材と母材の接合強度は、JIS G0601 せん断強さ試験によって評価した。せん断強さ試験は、合せ材を母材から接合面と平行に剥離し、その剥離に要した最大せん断強度から接合性を評価する方法である。せん断強度が200MPa以上の場合に接合性が良好であると判断した。
母材鋼板の靭性は、シャルピー衝撃試験によって評価した。母材鋼板からJIS Z2242に規定の10×10mmサイズVノッチシャルピー衝撃試験片を採取し、シャルピー衝撃試験を行った。−20℃におけるシャルピー衝撃吸収エネルギー値(vE−20)が100Jを超える場合に靭性が良好であると判断した。
母材の強度は引張試験によって評価した。クラッド鋼板の合せ材を機械加工によって取り除いた、母材のみの領域からJIS 1A号の引張試験片を採取し、引張試験を行った。引張強度が550MPa程度となるように焼き戻し温度を調整した。
2 第2素材板(合せ材の素材)
3 剥離剤
4 スペーサー
5 溶接部
10 クラッドスラブ
Claims (4)
- 母材鋼板の片面又は両面に合せ材としての二相ステンレス鋼板が接合されている二相ステンレスクラッド鋼板であって、
前記母材鋼板は、質量%で、C:0.06〜0.25%、Si:0.05〜0.50%、Mn:0.70〜1.60%、P:0.030%以下、S:0.010%以下、Al:0.005〜0.100%、Mo:0.01〜0.15%、Nb:0.010〜0.040%、Ti:0.005%未満、及びN:0.0010〜0.0100%を、Nb/Nが3.0以上、かつ下記式(1)で表わされるCeqが0.35〜0.45の範囲の下に含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる第1の成分組成を有し、
Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5 ・・・(1)
(上記式(1)中、元素記号は各元素の含有量(質量%)を示し、当該元素を含有しない場合はゼロとして算出する)
前記二相ステンレス鋼板は、質量%で、C:0.030%以下、Si:1.00%以下、Mn:2.00%以下、P:0.050%以下、S:0.0100%以下、Ni:5.00〜8.00%、Cr:24.0%超え28.0%以下、Mo:2.5〜4.0%、及びN:0.08〜0.30%を、下記式(2)で定義されるPIが34.0〜43.0の範囲の下に含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる第2の成分組成と、
PI=Cr+3.3Mo+16N ・・・(2)
(上記式(2)中、元素記号は各元素の含有量(質量%)を示す)
フェライト相を面積分率で35〜65%含む組織と、を有し、
前記組織における析出Cr量が2.00%以下、かつ、析出Mo量が0.50%以下であることを特徴とする二相ステンレスクラッド鋼板。 - 前記二相ステンレス鋼板の第2の成分組成が、質量%で、Cu:1.50%以下、W:1.50%以下、Co:1.50%以下、Ti:0.25%以下及びNb:0.25%以下からなる群から選択される1種又は2種以上をさらに含有する、請求項1に記載の二相ステンレスクラッド鋼板。
- 前記母材鋼板の第1の成分組成が、質量%で、Cu:0.50%以下、Ni:0.50%以下、Cr:0.40%以下及びV:0.050%以下からなる群から選択される1種又は2種以上をさらに含有する、請求項1又は2に記載の二相ステンレスクラッド鋼板。
- 母材鋼板の片面又は両面に合せ材としての二相ステンレス鋼板が接合されている二相ステンレスクラッド鋼板の製造方法であって、
母材鋼板となる、請求項1又は3に記載の第1の成分組成を有する第1素材板と、合せ材としての二相ステンレス鋼板となる、請求項1又は2に記載の第2の成分組成、及びフェライト相を面積分率で35〜65%含む組織を有する第2素材板とを積層させて、クラッドスラブを得る工程と、
前記クラッドスラブを1050〜1250℃に加熱する工程と、
その後、前記クラッドスラブに圧下比が2.0以上となる熱間圧延を施して、前記母材鋼板と前記二相ステンレス鋼板とが接合されたクラッド圧延体を得る工程と、
前記クラッド圧延体を放冷する工程と、
その後、前記クラッド圧延体を1000〜1100℃に再加熱する工程と、
その後、前記クラッド圧延体を、前記二相ステンレス鋼板における冷却速度が0.8℃/s以上、かつ前記母材鋼板における冷却速度が1.0℃/s以上となるように、冷却する工程と、
その後、前記クラッド圧延体を700℃以下で焼き戻しする工程と、
を有し、前記二相ステンレス鋼板の組織における析出Cr量が2.00%以下、かつ、析出Mo量が0.50%以下である二相ステンレスクラッド鋼板を製造することを特徴とする二相ステンレスクラッド鋼板の製造方法。
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