耐海水腐蝕性優(yōu)異的不銹鋼包層鋼板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在以港灣構(gòu)造物（harborstructure)、造船（shipbuilding)、海水淡 化設(shè)備（seawaterdesalinationunit)為代表的各種用途中使用的耐海水腐蝕性（marine corrosionresistance)優(yōu)異的不銹鋼包層鋼板（stainlesscladdingsteelplate) 〇
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，工業(yè)設(shè)備（industrialfacilities)和構(gòu)造物（structure)的需求指 向了耐久性（durability)和長壽命化以及免維護(hù)（maintenance-free)，不銹鋼作為符合 上述需求的材料而受到關(guān)注。另一方面，作為不銹鋼主要原料的以Ni、Mo、Cr為代表的合 金元素的價格高漲、價格存在上下波動，因此，最近，作為能夠更經(jīng)濟(jì)地利用不銹鋼的優(yōu)異 的耐腐蝕性、價格穩(wěn)定且便宜的鋼材的不銹鋼包層鋼代替實心不銹鋼（solidstainless steel)而受到了關(guān)注。
[0003] 不銹鋼包層鋼是指將作為包層材料（claddingmetal)的不銹鋼和作為母材 (basemetal)的普通鋼材（ordinarysteel)這兩種性質(zhì)不同的金屬接合而成的復(fù)合 鋼材（compositesteel)。包層鋼是將異種金屬（dissimilarmetal)進(jìn)行冶金上的 (metallurgically)接合而成的，與鍍敷（plating)不同，不必?fù)?dān)心剝離，而且能夠具有單 一金屬（singlemetal)及合金不能獲得的新特性。如上所述，不銹鋼包層鋼可以減少不銹 鋼材的用量，而且，能夠確保與實心材料（solidmetal)(是指整個厚度均為包層材料的金 屬組成的情況）同等的耐腐蝕性，因此具有能夠兼?zhèn)浣?jīng)濟(jì)性（economicefficiency)和功 能性（functionality)的優(yōu)點。
[0004] 如上所述，可以認(rèn)為不銹鋼包層鋼是非常有用的功能性鋼材（functional steel)，近年來各種工業(yè)領(lǐng)域（variousindustrialfield)對其需求日益增高。特別是在 以與海水接觸的環(huán)境中使用的港灣構(gòu)造物、造船、海洋石油/氣浮式生產(chǎn)儲卸設(shè)備（以下稱 為"FPSO"，F(xiàn)PSO:FloatingProductionStorageandOffloadingsystem)、海水淡化設(shè)備 等為代表的各種用途中使用不銹鋼包層鋼的情況下，由于在嚴(yán)重的海水腐蝕環(huán)境下使用， 因此要求耐海水腐蝕性。
[0005] 不銹鋼的鈍化膜（passivationfilm)容易被氯離子（chlorideion)破壞，其 腐蝕形態(tài)（formofcorrosion)包括孔蝕（PittingCorrosion)或裂隙腐蝕（Crevice Corrosion)的形態(tài)。另一方面，在以硫酸、氫氟酸等為代表的酸中，腐蝕形態(tài)呈現(xiàn)整個面腐 蝕（generalcorrosion)，相比之下，在海水中呈現(xiàn)局部腐蝕（localcorrosion)。因此，對 于作為防止局部腐蝕的起點的特性的耐孔蝕性（pittingcorrosionresistance)進(jìn)行考 慮是極為重要的。
[0006] 不銹鋼的耐孔蝕性受鋼中的Cr、Mo、N量的影響，通常用Cr(質(zhì)量％ )+3Mo(質(zhì) 量％ )+10N(質(zhì)量％)、Cr(質(zhì)量％ )+3. 3Mo(質(zhì)量％ )+16N(質(zhì)量％ )等整理為孔蝕指數(shù) (PRE:PittingResistanceEquivalent或PI:PittingIndex)，孔蝕指數(shù)越高，耐孔蝕性越 優(yōu)異。但是，其能夠適用的范圍限于實施了使析出物等固溶的熱處理的實心不銹鋼，并不能 直接適用于作為與碳鋼的復(fù)合材料的不銹鋼包層鋼的包層材料的耐孔蝕性。
[0007] 以往，為了兼具母材的機(jī)械性質(zhì)和包層材料的耐腐蝕性，對不銹鋼包層鋼進(jìn)行 了作為離線熱處理（〇ff_lineheattreatment)的正火（normalizing)、固溶化熱處理 (solutionheattreatment)〇
[0008] 在專利文獻(xiàn)1中公開了如下的技術(shù)：通過將規(guī)定了包層材料成分的包層鋼板進(jìn)行 加熱至1050°c以下、并以30°C/min以上進(jìn)行冷卻的固溶化熱處理，從而制造耐腐蝕性優(yōu)異 的不銹鋼包層鋼板。
[0009] 另外，在專利文獻(xiàn)2中公開了如下的技術(shù)：通過將規(guī)定了包層材料成分的包層鋼 加熱到1100~1250°c后進(jìn)行熱軋，在800°C以上結(jié)束軋制，然后以1°C/秒以上進(jìn)行冷卻， 從而制造耐腐蝕性優(yōu)異的不銹鋼包層鋼板。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)1:日本特開平09-104953公報
[0013] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開平02-254121公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 發(fā)明要解決的課題
[0015] 然而，專利文獻(xiàn)1中記載的技術(shù)在進(jìn)行固溶化熱處理的情況下，為了確保母材的 機(jī)械性質(zhì)，需要限定母材成分，另外，存在進(jìn)行離線熱處理導(dǎo)致制造工序增多的問題。
[0016] 專利文獻(xiàn)2中記載的技術(shù)對包層鋼板包層材料的成分、乳制結(jié)束的溫度、以及軋 制結(jié)束后的冷卻速度進(jìn)行了規(guī)定，但是存在未對耐腐蝕性劣化原因的〇相等析出物量進(jìn) 行研宄，用于確保耐腐蝕性的指標(biāo)不充分的問題。
[0017] 鑒于以上情況，本發(fā)明的目的在于提供一種包層材料的耐海水腐蝕性優(yōu)異的不銹 鋼包層鋼板。
[0018] 解決課題的方法
[0019] 為了解決上述課題，本發(fā)明對多種成分（鋼組成）及多次經(jīng)過從軋制到熱處理而 完成的不銹鋼包層鋼中的影響耐孔蝕性的鋼成分進(jìn)行了研宄，從而完成了本發(fā)明。
[0020] 本發(fā)明的主旨如下。
[0021] [1] -種耐海水腐蝕性優(yōu)異的不銹鋼包層鋼板，其中，
[0022] 不銹鋼包層鋼板的包層材料以質(zhì)量％計，含有C:0. 030 %以下、Si:0. 02~ 1. 50%、Mn:0? 02 ~2. 0%、P:0? 040 % 以下、S:0? 030 % 以下、Ni:22. 0 ~25. 0%、Cr: 22. 0~26. 0%、M〇 :3. 5~5. 0%、N:0. 10~0. 25%，余量由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并 且，滿足下述式（1)且在鋼中以析出狀態(tài)存在的Cr為0. 3質(zhì)量％以下、Mo為0. 2質(zhì)量％以 下，
[0023]Cr+3. 3MO+16N彡40 (1)
[0024] 式中，各元素符號表示各元素的質(zhì)量％。
[0025] [2]上述[1]所述的耐海水腐蝕性優(yōu)異的不銹鋼包層鋼板，其中，以質(zhì)量％計，包 層材料還含有B:0? 0010~0? 0055%。
[0026] [3]上述[1]或[2]所述的耐海水腐蝕性優(yōu)異的不銹鋼包層鋼板，其中，以質(zhì)量％ 計，包層材料中的Cu為0. 20 %以下。
[0027] 發(fā)明的效果
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，可以獲得兼具包層材料的耐海水腐蝕性和母材的機(jī)械特性的耐海水 不銹鋼包層鋼，因此，本發(fā)明能夠優(yōu)選用于以港灣構(gòu)造物、FPSO為代表的造船領(lǐng)域、以淡水 海水裝置為代表的要求耐海水腐蝕性的用途。
【具體實施方式】
[0029] 以下，對本發(fā)明的構(gòu)成進(jìn)行說明。為了使本發(fā)明的不銹鋼包層鋼板滿足耐海水腐 蝕性，需要對成分組成、析出物量等進(jìn)行規(guī)定。
[0030] 1.關(guān)于包層材料的成分組成
[0031] 首先，對限定包層材料不銹鋼的成分組成的理由進(jìn)行說明。需要說明的是，成分％ 均為質(zhì)量％。
[0032]C:0.030% 以下
[0033] 從耐腐蝕性、特別是焊接熱影響區(qū)（weldheat-affectedzone)的耐腐蝕性的觀 點考慮，C越低越好，需要限制在0. 030%以下。優(yōu)選為0. 020%以下。
[0034] Si :0. 02~1. 50%
[0035] Si是脫氧（deoxidation)所必需的成分，為了獲得該效果，需要含有0.02%以 上。但是，如果超過1.50%，則熱加工性（hotworkability)顯著變差，因此，將Si量設(shè)為 0.02~1.50%的范圍。優(yōu)選為0.02~0.60%的范圍。
[0036] Mn:0.02~2.0%
[0037]Mn是脫氧所必需的成分，為了獲得其效果，需要含有0. 02%以上。但是，如果超過 2.0%，則使耐腐蝕性變差，因此，將Mn量設(shè)為0.02~2.0%的范圍。優(yōu)選為0.20~0.60% 的范圍。
[0038]P:0? 040% 以下、S:0? 030% 以下
[0039] 從熱加工性的觀點考慮，P、S越低越好，如果P超過0. 040%、S超過0. 030%，則 會損害熱加工性，因此將P量設(shè)為0. 040%以下，S量設(shè)為0. 030%以下。
[0040]Ni:22.0~25.0%
[0041] 從奧氏體相（austenitephase)的穩(wěn)定性的觀點考慮，主要是由于與Cr及Mo 取得平衡，Ni需要為22.0%以上。另一方面，考慮到經(jīng)濟(jì)性及高Ni化引起的熱變形阻抗 (hotdeformationresistance)的增加，將其設(shè)為25.0%以下。因此，將Ni量設(shè)為22.0~ 25.0%的范圍。需要說明的是，從兼具奧氏體相的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性的觀點考慮，Ni量優(yōu)選 為22. 0~24. 5%的范圍，更優(yōu)選為22. 5~24. 5%的范圍。
[0042]Cr:22.0~26.0%
[0043]Cr對于提高耐孔蝕性、耐裂隙腐蝕性是有效的，需要為22.0%以上。另一方面，如 果超過26.0%，則在制成包層材料時以及包層軋制時或?qū)⑵淅鋮s時，會顯著促進(jìn)〇相的析 出，阻害耐腐蝕性及熱加工性，因此，將Cr量設(shè)為