本發(fā)明涉及作為高溫用材料使用的耐焊接高溫裂紋性優(yōu)異的高ni合金厚鋼板及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、作為含有al、ti的高ni合金鋼，合金800、825是代表性的商用合金鋼。近年來，發(fā)展中國家的需求擴大，要求開發(fā)用于可廉價地供給表面品質(zhì)及使用特性良好的商品的技術(shù)。因此，推進了由以往的鋼錠法向連續(xù)鑄造法的制造方法的轉(zhuǎn)換，但高ni合金鋼由于對于鑄造時的板坯內(nèi)部裂紋、熱加工時的邊裂及制品的表面缺陷的敏感性高，因此一直以來從改善連續(xù)鑄造法中的制造性的觀點出發(fā)，推進了合金的化學組成的設(shè)計、精煉、鑄造、熱加工技術(shù)的改善、開發(fā)。

2、作為關(guān)于連續(xù)鑄造技術(shù)的專利文獻，例如在專利文獻1中，作為抑制表面缺陷產(chǎn)生的方法，公開了關(guān)于將ti、n、si的含量降低到低水平的成分體系及制造方法的技術(shù)。在專利文獻2中公開了一種方法，其通過不添加ca合金的制造方法來防止噴嘴堵塞，防止表面缺陷。在該文獻中記載了存在下述問題：通過添加ca合金而在熔融合金中與氧結(jié)合而生成氧化物系的非金屬夾雜物，發(fā)生凝聚和大型化，造成最終制品合金板表面的線狀缺陷產(chǎn)生。在專利文獻3中，為了防止成為表面缺陷生成的原因的tin的粗大凝聚，包含cao-mgo-al2o3系夾雜物作為必須成分，按照cao和mgo的個數(shù)在全部夾雜物個數(shù)中所占的比例成為50％以下的方式進行規(guī)定。

3、上述的現(xiàn)有技術(shù)從制造性、尤其特別是抑制表面缺陷的觀點出發(fā)規(guī)定了成分體系和夾雜物組成。

4、現(xiàn)有技術(shù)文獻

5、專利文獻

6、專利文獻1：日本特開2003-147492號公報

7、專利文獻2：日本特開2014-189826號公報

8、專利文獻3：日本特開2018-59148號公報

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的課題

2、本發(fā)明人見識到：在將高ni合金鋼實際使用時，不僅存在制造性的問題，而且存在下述問題：由于為奧氏體單相鋼，因此呈現(xiàn)出低的耐焊接高溫裂紋性，在焊接施工時容易產(chǎn)生裂紋。若對于高溫裂紋進行大致區(qū)分，則有在熔化金屬部產(chǎn)生的凝固裂紋和在haz部產(chǎn)生的液化裂紋，但在本發(fā)明中，發(fā)明的課題是在含有al、ti的高ni合金鋼中提高以往未被研究的耐焊接高溫裂紋性、特別是使液化裂紋敏感性以低水平穩(wěn)定化。

3、含有al、ti的高ni合金鋼是據(jù)說熱加工性比較良好的合金。然而，鑄坯由于具有凝固組織，因此若含有數(shù)ppm以上的s，則在鑄坯的熱加工中熱加工性變得不充分。因此，必須微量添加ca合金、mg合金來謀求熱加工性的改善?？墒?，在通過添加ca或mg合金的方法來進行本發(fā)明作為對象的高ni合金鋼的連續(xù)鑄造、并由其板坯、鋼塊或鋼坯來制造鋼材的情況下，若使用該鋼材并通過焊接施工來制造結(jié)構(gòu)物，則有時因通過焊接時的熱量輸入而產(chǎn)生的熱應力而產(chǎn)生焊接高溫裂紋。特別是在含有al、ti的高ni合金鋼中有時在haz部中產(chǎn)生的液化裂紋成為問題。更難解決的是，就使用以數(shù)10kg的單位熔化的鋼錠而制造的鋼板而言，即使是設(shè)定為可良好地焊接的成分體系的情況下，在使用以數(shù)噸單位熔化并鑄造的鋼錠而制造的鋼板中也在haz部中產(chǎn)生液化裂紋。因此，可列舉出不僅對于成分而且對于組織學也必須最優(yōu)化。特別是在經(jīng)由熱軋工序和制品熱處理工序而得到的厚鋼板中，板坯厚度越厚則鑄造時的板坯內(nèi)部的冷卻速度變得越慢，因此變得越容易引起偏析，特別是在使用厚度160mm以上的板坯作為原板坯來制造的情況下，該傾向變得顯著。另一方面，為了在高合金厚鋼板中得到良好的再結(jié)晶組織，必須將原板坯的厚度設(shè)定為制品厚度的3倍以上，特別是為了制造厚度超過50mm的厚鋼板，變得需要160mm厚以上的原板坯。因此，在確保多個板厚儲備來進行工業(yè)生產(chǎn)的情況下，從制造效率的觀點出發(fā)，優(yōu)選集中到具有厚度160mm或其以上的厚度的原板坯來進行制造。

4、本發(fā)明的目的是提供可解決上述課題的耐焊接高溫裂紋性優(yōu)異的高ni合金厚鋼板及其制造方法。需要說明的是，本發(fā)明中規(guī)定的厚鋼板被限定為熱軋鋼板或?qū)彳堜摪鍖嵤┝苏{(diào)質(zhì)軋制而得到的鋼板，冷軋鋼板設(shè)定為本發(fā)明的對象外。

5、用于解決課題的手段

6、本發(fā)明人為了謀求上述課題的原因闡明和解決，以本發(fā)明作為對象的含有al、ti的高ni合金鋼作為基本組成，進行添加ca的實機熔化來制造鑄坯。使用所得到的鑄坯通過實驗室試制實施熱軋、退火、熱處理來制造鋼材。使用所得到的鋼材通過拘束焊接裂紋試驗來評價焊接時的液化裂紋敏感性。一并使用epma分析等方法來進行用于解決課題的研究。

7、在通過本發(fā)明人的研究而調(diào)查的高ni合金鋼的鋼錠中，單獨、或按照包括氧化物系夾雜物的方式生成tic、tin、或tinc。其中，著眼于作為液化裂紋的起點起作用的尺寸大的tic的析出行為。特別是關(guān)于液化裂紋，發(fā)現(xiàn)了：在板厚內(nèi)的ti正偏析部中存在包含tic的析出物局部地集聚的區(qū)域，產(chǎn)生在該集聚部產(chǎn)生的以tic作為起點的液化裂紋，在固溶的ti的濃度分布以標準偏差計超過0.045％的情況下產(chǎn)生tic的集聚及液化裂紋，從而達成了本發(fā)明。

8、即，本發(fā)明的主旨如下所述。

9、(1)一種耐焊接高溫裂紋性優(yōu)異的高ni合金厚鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計含有c：0.15％以下、si：0.05～1.0％、mn：0.05～2.0％、p：0.035％以下、s：0.0015％以下、cr：16～30％、ni：18～65％、al：0.01～1.0％、ti：0.15～1.5％、b：0.0002～0.0030％，n：0.05％以下、o：0.003％以下、mo：0.01～10％、cu：0.01～4.0％、co：0.01～3.0％、v：0.01～0.5％、mg：0.0050％以下，剩余部分由fe及雜質(zhì)構(gòu)成，以jisg0552規(guī)定的結(jié)晶粒度編號g≥1.0，板厚方向上的固溶ti濃度分布的標準偏差為0.045％以下。

10、(2)根據(jù)(1)所述的耐焊接高溫裂紋性優(yōu)異的高ni合金厚鋼板，其特征在于，進一步以質(zhì)量％計包含選自由下述a組及b組構(gòu)成的組中的1種或2種來代替上述fe的一部分。

11、[a組]

12、ca：0.0003～0.0050％、sn：0.0001～0.05％、zn+pb+bi：0.0010％以下、zr：0.0001～0.5％、hf：0.0001～0.5％、la+ce+nd+pr：0.0001～0.0050％中的1種或2種以上

13、[b組]

14、w：0.01～3.0％、nb：0.001～4.0％、ta：0.001～1.0％中的1種或2種以上

15、(3)根據(jù)(1)或(2)所述的耐焊接高溫裂紋性優(yōu)異的高ni合金厚鋼板，其被用于焊接結(jié)構(gòu)物。

16、(4)根據(jù)(1)或(2)所述的耐焊接高溫裂紋性優(yōu)異的高ni合金厚鋼板的制造方法，其特征在于，其是以通過連續(xù)鑄造所得到的厚度160mm以上并且呈現(xiàn)出板坯厚度/制品厚度之比為3.0以上的厚度的鋼錠作為原材料而制造的高ni合金厚鋼板的制造方法，所述制造方法包括：在最終熱軋的前階段實施將1200℃以上的保持時間確保8小時以上的高溫長時間熱處理。

17、(5)(3)所述的耐焊接高溫裂紋性優(yōu)異的高ni合金厚鋼板的制造方法，其特征在于，其是以通過連續(xù)鑄造所得到的厚度160mm以上并且呈現(xiàn)出板坯厚度/制品厚度之比為3.0以上的厚度的鋼錠作為原材料而制造的高ni合金厚鋼板的制造方法，所述制造方法包括：在最終熱軋的前階段實施將1200℃以上的保持時間確保8小時以上的高溫長時間熱處理。

18、通過本發(fā)明，容易穩(wěn)定地制造使用作為高溫用材料使用的含有al、ti的高ni合金厚鋼板的焊接結(jié)構(gòu)物。能夠得到除了熱加工性優(yōu)異以外、而且在制造焊接結(jié)構(gòu)物時不易產(chǎn)生焊接熱影響部的裂紋、高溫下的蠕變特性、耐氧化性優(yōu)異的含有al、ti的高ni合金厚鋼板。