[发明专利]奥氏体类不锈钢包层钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于化学品运输船(chemical tanker)、压力容器、管线等的奥氏体类不锈钢包层钢板(austenitic stainless clad steel plate)及其制造方法。

背景技术

包层钢板是兼具母材的机械特性和包层材料(cladding material)的耐腐蚀性、且经济性优异的高性能钢板。奥氏体类不锈钢包层钢板多被用于化学品运输船用途，但随着能源开发领域的发展，用于管线用途的需要受到期待。近年来，在被称为难开采环境的区域中也在进行能源资源的开发，这样的环境比以往更加要求母材的低温韧性、尤其是脆性破坏的传播停止特性、包层材料的耐腐蚀性。

所谓包层钢板，是将作为包层材料的不锈钢、Ni合金、与作为母材的低合金钢材这两种不同性质的金属贴合在一起而成的钢材。由于包层钢板是将不同种类的金属以金属学的方式接合而成的，所以与电镀不同，无需担心发生剥离，可使其具有单一金属及合金无法达成的新特性。

对于包层钢板，通过选择具有与每种使用环境的目的相适应的功能的包层材料，能够使其发挥与实心材料(solid material)(是指整个厚度为包层材料的金属组织那样的情形)同等的功能。进而，对于包层钢板的母材，可应用除了耐腐蚀性以外还具有高韧性、高强度的适于严酷环境的碳钢、低合金钢。

如上所述，对于包层钢板而言，由于与实心材料相比合金元素的使用量少，而且能够确保与实心材料同等的耐腐蚀性能，还能够确保与碳钢、低合金钢同等的强度、韧性，因此，具有能够同时实 现经济性和功能性的优点。

由此，使用了高合金的包层材料(包括奥氏体类不锈钢钢板)的包层钢板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增长。

然而，对于作为包层材料的奥氏体类不锈钢钢板而言，在500℃～800℃的温度区域内进行保持时，产生Cr₂₃C₆这样的碳化物、σ相这样的金属间化合物(铁与铬形成的化合物)，从而使得析出物周边部分的Cr浓度变低，变得易于产生晶间腐蚀(grain boundary corrosion)、点蚀。通常，若为实心材料，则可在轧制后实施固溶处理而使析出物固溶，但在包层钢板的情况下，如果加热到析出物熔化那样的高温并进行保持，则作为母材的低合金钢的晶粒变得粗大，存在机械特性显著恶化的问题。

在这样的背景下，已公开了如下所述的包层钢板及包层钢板的制造方法。

在专利文献1及专利文献2中，公开了达成包层钢板的母材的强度和低温韧性的、通过淬火回火处理制得的包层钢板及其制造方法。然而，如上文所述，若在特定的温度区域内进行保持，则会发生耐腐蚀性的劣化，因此，为了达成高耐腐蚀性，最好不进行淬火处理、回火处理。另外，在利用淬火回火处理的制造方法中，低温韧性、尤其是脆性破坏的传播停止性能的提高存在限度。作为用于提高包层材料的耐腐蚀性和母材的低温韧性的手段，优选应用TMCP(Thermo-mechanical control process，热机械控制工艺)。

在专利文献3中，记载了一种利用TMCP制造以不锈钢或镍合金作为包层材料的包层钢板的方法，其中，使用以0.08～0.15质量％的范围含有Nb的低合金钢作为母材，使温度为1000℃以下时的压下比为3以上，并使轧制结束温度为900℃～1000℃。但是，专利文献3并没有提及确保包层材料的耐腐蚀性的方法。

在专利文献4中，记载了一种利用TMCP制造不锈钢包层钢的方法，其中，使用选择性地含有1.5质量％以下的Cu、3.0质量％以 下的Ni、0.3质量％以下的Cr、0.3质量％以下的Mo等的低合金钢作为母材，在加热到1100℃以上后，在1000℃以上的温度范围内使压下比为2.5以上，作为控制轧制，在从850℃以下至母材的Ar₃点-20℃的温度范围内实施50％以上的压下。但是，在该技术中，也没有提及确保包层材料的耐腐蚀性的方法。

专利文献1：日本特开2006-328460号公报

专利文献2：日本特开2004-149821号公报

专利文献3：日本特开平5-261567号公报

专利文献4：日本特开平5-245658号公报

发明内容

本发明提供一种耐腐蚀性(尤其是耐敏化特性)优异、并且包层材料与母材的接合性优异的奥氏体类不锈钢包层钢板及其制造方法。