[发明专利]耐海水不锈钢复合钢

说明书

技术领域

本发明涉及耐海水不锈钢复合钢，特别是涉及在以海洋结构物、造船、海水淡化设备为代表的各种用途中使用的耐磨损性和耐海水点蚀性优良的耐海水不锈钢复合钢。

背景技术

近年来，作为对产业设备和结构物的需求，志在耐久性、长寿命化以及免维修化，不锈钢作为符合这些需求的材料而受到关注。另一方面，作为不锈钢的主要原料的以Ni、Mo、Cr为代表的合金元素存在价格的上涨或价格的变动。因此，最近，作为代替整体(無垢)的不锈钢、可以利用不锈钢的优良的防锈性能并且价格稳定、廉价的经济性高的钢材，不锈钢复合钢受到关注。不锈钢复合钢是将作为复合材料的不锈钢与作为母材的普通钢材这两种性质不同的金属叠合而得到的钢材。复合钢通过将不同种金属进行金属学接合而得到，与镀覆不同，不必担心剥离，能够具有凭借单一金属和合金无法实现的新特性。

对于不锈钢复合钢而言，为了确保符合各使用环境的目的的防锈性能，针对各使用环境选择作为复合材料的不锈钢的种类，确保与整体材料(無垢材)(全厚不锈钢)同等的防锈性能。这样，不锈钢复合钢的不锈钢材料的使用量少也可以，并且能够确保与整体材料(全厚不锈钢)同等的防锈性能，因此具有能够兼顾经济性和功能性的优点。

根据以上内容，不锈钢复合钢被认为是非常有益的功能性钢材，近年来，其需求在各种产业领域中日益提高。

另一方面，不锈钢的钝化被膜容易被氯化物离子破坏，其腐蚀方式采用点蚀(Pitting Corrosion)或者缝隙腐蚀(Crevice Corrosion)的方式。因此，在以硫酸、氢氟酸等为代表的酸中的腐蚀方式呈现全面腐蚀，相对于此，在海水中作为局部腐蚀的起点的耐海水点蚀性成为重要的指标。因此，在以海水淡化设备、造船(FPSO：Floating Production，Storage and Offloading system)等为代表的海洋结构物、与海水接触的环境下使用不锈钢复合钢的情况下，要求能够耐受严酷的海水腐蚀环境的耐海水点蚀性。另外，也要求对冰、漂流的木材等漂流物的冲击的耐磨损性。

作为改善耐海水点蚀性的技术，在专利文献1中公开了如下技术：在制造以耐海水性优良的不锈钢作为复合材料、以碳钢作为母材的不锈钢复合钢管的方法中，规定固溶化热处理条件与母材碳钢的成分。但是，在专利文献1中，为了确保不锈钢复合钢管的各用途(例如海洋结构物等)所要求的耐腐蚀性以及耐海水点蚀性，必须按照各用途选择作为复合材料使用的不锈钢。即，只是公开了仅利用不锈钢的成分进行调节的方法，在不锈钢复合钢的情况下，难以对所有高级钢材和多种品种在提高对接合界面的完好性(接合性)的可靠性的同时保持母材和复合材料的性能(耐腐蚀性和机械特性)。

在专利文献2中公开了提供具有优良的耐海水点蚀性的耐海水腐蚀性奥氏体系不锈钢铸钢以及海水用泵的技术。具体而言，公开了如下技术：对于以重量％计含有C：0.08重量％以下、Si：0.5～1.5重量％、Mn：0.5～2重量％、P：0.04重量％以下、S：0.01重量％以下、Ni：8.0～9.5重量％、Cr：18～21重量％的奥氏体系不锈钢铸钢，通过使δ铁素体相为6体积％以上或者使洁净度为0.1％以下来实现。但是，在专利文献2中没有公开只是通过将钢的成分及第二相的析出量规定为预定范围内而使钢板的表面性状和耐磨损性充分的技术。另外，在用于铸钢的强度等方面不利，并且在该状态下不能作为复合钢的原料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4179133号公报

专利文献2：日本专利第3336820号公报

非专利文献

非专利文献1：(财)沿岸技术研究中心“海港钢结构物防腐蚀修补手册(港湾鋼構造物防食·補修マニュアル)2009年版p.132”

发明内容

发明所要解决的问题

不锈钢复合钢的耐腐蚀性能由作为复合材料的不锈钢的耐腐蚀性能决定。为了提高不锈钢的耐腐蚀性，进行了增加Cr、Mo这样的稀有合金元素的添加量而提高作为耐点蚀性指标的点蚀指数(Pitting Index)的合金设计。

另外，在复合钢的情况下，即使为相同组成的复合材料，也需要同时确保母材的强度和韧性以及复合材料的耐腐蚀性，因此，选择与整体材料不同的制造条件。因此，会产生无法完全抑制由于敏化引起严重的耐腐蚀性降低的σ相析出的问题。另外，需要将从钢中析出的σ相的面积率在能够制造的范围内尽可能降低。