JP7098837B2 - スーパー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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Description
スーパー二相ステンレスクラッド鋼板において、一層が二相ステンレスであり、もう一層が炭素鋼である2層構造であり、
前記二相ステンレスの成分の重量百分率は、C≦0.03%、Mn≦1.20%、Si≦0.80%、Cr:24.0~26.0%、Ni:6.0~8.0%、Mo:3.0~5.0%、N:0.24~0.32%、P≦0.03%、S≦0.02%、残部がFe及び不可避的不純物であり、
前記炭素鋼の成分の重量百分率は、C:0.03~0.12%、Si:0.10~0.45%、Mn:0.70~1.60%、P:0~0.020%、S:0~0.025%、Cu:0~0.35%、Cr:0~0.40%、Ni:0~0.40%、Nb:0~0.05%、Mo:0~0.40%、Ti:0~0.018%、Al:0.015~0.045%、残部がFe及び不可避的不純物である。
C:Cはオーステナイト安定化元素であり、鋼において固溶強化の役割を果たし、鋼の強度を著しく向上させることができるが、C含有量が高すぎると、溶接性能及び靭性に不利であり、本発明では、冷却を制御する方式でベース層材料の性能と被覆層材料の性能のバランスが取れている。前記炭素鋼層中のC含有量を0.03~0.12%に制御した。
1)クラッド鋼板の被覆層とベース層との厚さ比率の要求に基づいて組立スラブ素材の二相ステンレスと炭素鋼との厚さの選択を行い、炭素鋼には連鋳スラブが用いられ、要求される寸法まで加熱分塊され、二相ステンレスと複合する必要のある炭素鋼の表面を金属表面が完全に露出するまでクリーニングし、二相ステンレス表面の酸化皮膜と汚染物をクリーニングするステップと、
2)クリーニングした後の炭素鋼面とクリーニングした後の二相ステンレス面を直接重ね合わせて、その後、真空封止溶接を行い、真空度を0.001Pa以下に制御し、第一の真空制御として、上下2つの独立した炭素鋼と二相ステンレスで形成された真空スラブを形成し、第一の真空障壁を形成し、その後、二相ステンレス面と二相ステンレス面を対向に積んで、厚さ方向で対称に積み、二相ステンレスと二相ステンレス面との間に分離するための分離剤を塗り、重ね合わせた後、四周を封止溶接した後、真空引き処理を行い、真空度を0.01Pa以下に制御し、第二の真空障壁を形成して、四層構造のクラッドスラブを形成するステップと、
3)クラッドスラブを加熱し、加熱温度を1100~1250℃に制御するステップと、
4)クラッドスラブを、圧延開始温度が1070~1220℃、圧延終了温度が900~1020℃で圧延するステップと、
5)圧延後に圧縮空気又は水冷方式で重ね合わせたクラッド鋼板を直接冷却し、冷却開始温度を880~1000℃、冷却速度を2℃/s~40℃/s、冷却終了温度を250~680℃に制御するステップと、
6)プラズマを用いて圧延後の重ね合わせたクラッド鋼板の首尾とエッジ部とを切断し、重ね合わせたクラッド鋼板を上下対称の2セットの完成品のクラッド鋼板に分離させるステップと、を含む。
好ましくは、ステップ4)では、1パス当たりの圧下率を10~25%に制御する。
クラッド鋼板の被覆層とベース層との厚さ比率の要求に基づいて組立スラブ素材の二相ステンレスと炭素鋼との厚さの選択を行い、炭素鋼には連鋳スラブが用いられ、要求される寸法まで加熱分塊され、二相ステンレスと複合する必要のある炭素鋼の表面を金属表面が完全に露出するまでクリーニングし、二相ステンレス表面の酸化皮膜と汚染物をクリーニングする。金属表面が完全に露出するまでクリーニングした後の炭素鋼面と二相ステンレス面を直接重ね合わせ、その後、真空封止溶接を行い、真空度を0.001Pa以下に制御し、第一の真空制御とする。上下2つの炭素鋼と二相ステンレスからなる真空スラブを形成し、その後、二相ステンレス面と二相ステンレス面を対向に積んで、厚さ方向で対称に積み、二相ステンレスと二相ステンレス面との間に分離剤を用いて分離させ、重ね合わせた後、四周を封止溶接した後、真空引き処理を行い、真空度を0.01Pa以下に制御する。
ここで、重ね合わせたクラッド鋼板の首尾とは、重ね合わせたクラッド鋼板の長さ方向の両端を指し、エッジ部とは、重ね合わせたクラッド鋼板の幅方向の両辺部分を指す。
第1に、2つの真空障壁による圧延方法を用いることで、より高い真空度を効果的に向上させて維持することができ、保存中の真空破壊のリスクを効果的に低減することができる。
図1に示すように、本発明による高耐食の二相ステンレスクラッド鋼板のクラッドスラブは、四層構造であり、その中で、中間の二層1、2が二相ステンレスであり、上下の二層3、4が炭素鋼である。符号5は分離剤であり、符号6は封止溶接の継ぎ目である。分離剤が二層のステンレスを分離させ、二層のステンレスの接着への防止に用いられる。
クラッド圧延:加熱温度は1250℃、圧延開始温度は1220℃、圧延終了温度は1020℃である。圧延後に水冷方式によってクラッドスラブを直接冷却し、冷却開始温度が1000℃、冷却速度が2℃/s、冷却終了温度が680℃であり、その後、空気下で自然に室温まで冷却した。圧延後、プラズマで切断し分離した後のクラッド鋼板の厚さは(3+10)mmであり、即ち被覆層の二相ステンレスの厚さは3mm、ベース層の炭素鋼の厚さは10mmである。
クラッド圧延:加熱温度は1100℃、圧延開始温度は1070℃、圧延終了温度は900℃である。圧延後に水冷方式でクラッドスラブを直接冷却し、冷却開始温度は880℃、冷却速度は20℃/s、冷却終了温度は550℃であり、その後、空気下で自然に室温まで冷却した。圧延後、プラズマで切断し分離した後のクラッド鋼板の厚さは(2+8)mmであり、即ち被覆層の二相ステンレスの厚さは2mm、ベース層の炭素鋼の厚さは8mmである。
クラッド圧延:加熱温度は1150℃、圧延開始温度は1110℃、圧延終了温度は990℃である。圧延後に水冷方式でクラッドスラブを直接冷却し、冷却開始温度は970℃、冷却速度は40℃/s、冷却終了温度は250℃であり、その後、空気下で自然に室温まで冷却してから、焼戻し処理を行った。焼戻し温度が550℃、焼戻し時間が1時間で、その後、出炉して室温まで空冷した。圧延後、プラズマで切断し分離した後のクラッド鋼板の厚さは(3+12)mmであり、即ち被覆層の二相ステンレスの厚さは3mm、ベース層の炭素鋼の厚さは12mmである。クラッド鋼板の力学性能は表7に示される。
実施例2と同一の材料を用いて同一の生産工程によって1セットを圧延した。性能の比較を行った。
Claims (6)
- スーパー二相ステンレスクラッド鋼板において、一層が二相ステンレスであり、もう一層が炭素鋼である2層構造であり、
前記二相ステンレスの成分の重量百分率は、C≦0.03%、Mn≦1.20%、Si≦0.80%、Cr:24.0~26.0%、Ni:6.0~8.0%、Mo:3.0~5.0%、N:0.24~0.32%、P≦0.03%、S≦0.02%、残部がFe及び不可避的不純物であり、
前記炭素鋼の成分の重量百分率は、C:0.03~0.12%、Si:0.10~0.45%、Mn:0.70~1.60%、P:0~0.020%、S:0~0.025%、Cu:0~0.35%、Cr:0~0.40%、Ni:0~0.40%、Nb:0~0.05%、Mo:0~0.40%、Ti:0~0.018%、Al:0.015~0.045%、残部がFe及び不可避的不純物であることを特徴とするスーパー二相ステンレスクラッド鋼板。 - 前記クラッド鋼板の前記二相ステンレスと前記炭素鋼との間の界面のせん断強さが290MPa以上に達し、降伏強度が300~650MPaであり、引張強度が400~900MPaであることを特徴とする請求項1に記載のスーパー二相ステンレスクラッド鋼板。
- 前記クラッド鋼板中の前記炭素鋼の降伏強度が235~550MPaであり、前記二相ステンレスの降伏強度が550MPa以上であり、引張強度が795MPaよりも高いことを特徴とする請求項1又は2に記載のスーパー二相ステンレスクラッド鋼板。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載のスーパー二相ステンレスクラッド鋼板の製造方法において、
1)クラッド鋼板の被覆層とベース層との厚さ比率の要求に基づいて組立スラブ素材の二相ステンレスと炭素鋼との厚さの選択を行い、炭素鋼には連鋳スラブが用いられ、要求される寸法まで加熱分塊され、前記二相ステンレスと複合する必要のある炭素鋼の表面を、金属表面が完全に露出するまでクリーニングし、前記二相ステンレス表面の酸化皮膜と汚染物をクリーニングするステップと、
2)クリーニングした後の炭素鋼面とクリーニングした後の二相ステンレス面を直接重ね合わせ、その後、真空封止溶接を行い、真空度を0.001Pa以下に制御し、第一の真空制御として、上下2つの独立した炭素鋼と二相ステンレスで形成された真空スラブを形成し、第一の真空障壁を形成し、その後、二相ステンレス面と二相ステンレス面とを対向に積んで、厚さ方向で対称に積み、二相ステンレスと二相ステンレス面との間に分離するための分離剤を塗り、重ね合わせた後、四周を封止溶接してから、真空引き処理を行い、真空度を0.01Pa以下に制御し、第二の真空障壁を形成して、四層構造のクラッドスラブを形成するステップと、
3)クラッドスラブを加熱し、加熱温度を1100~1250℃に制御するステップと、
4)クラッドスラブを、圧延開始温度が1070~1220℃、圧延終了温度が900~1020℃で圧延するステップと、
5)圧延後に圧縮空気又は水冷方式で重ね合わせたクラッド鋼板を直接冷却し、冷却開始温度を880~1000℃、冷却速度を2℃/s~40℃/s、冷却終了温度を250~680℃に制御するステップと、
6)プラズマを用いて圧延後の重ね合わせたクラッド鋼板の首尾とエッジ部とを切断し、重ね合わせたクラッド鋼板を上下対称の2セットの完成品のクラッド鋼板に分離させるステップと、
を含むことを特徴とするスーパー二相ステンレスクラッド鋼板の製造方法。 - 焼戻し熱処理を用い、焼戻し温度が500~600℃で、焼戻した後、空冷処理を行うステップをさらに含むことを特徴とする請求項4に記載のスーパー二相ステンレスクラッド鋼板の製造方法。
- ステップ4)では、1パス当たりの圧下率を10~25%に制御することを特徴とする請求項4に記載のスーパー二相ステンレスクラッド鋼板の製造方法。
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