双相不锈钢 [技术领域] 【0001】 本发明涉及双相不锈钢材料,尤其涉及适用于二氧化碳捕集、利用和封存技术(CCUS)的双相不锈钢材料。 【背景技术】 【0002】 目前,地面二氧化碳浓度的增加是一个全球性问题。 遏制二氧化碳排放的努力正在取得进展。 在减少二氧化碳排放的努力中,CCUS 尤其引人注目。 【0003】 CCUS 是二氧化碳捕获、利用和储存的缩写。 如上所述,CCUS包括三项技术:二氧化碳捕获、利用和储存。 其中,作为封存二氧化碳的技术,捕捉发电厂、工厂等工业设施排放的二氧化碳,利用钢管将二氧化碳注入枯竭油井并封存的技术备受瞩目。 这种储存技术所使用的钢管用于枯竭油井等腐蚀性环境。 因此,要求用于此类存储技术的钢管在腐蚀环境中具有优异的耐腐蚀性能。 【0004】 具有铁素体和奥氏体的双相结构的双相不锈钢材作为在腐蚀环境下的耐蚀性优异的钢材而为人所知。 双相不锈钢例如在JP-A-5-132741(专利文献1)和JP-A-9-195003(专利文献2)中公开。 【0005】 专利文献1所公开的双相不锈钢材,以质量%计,C:0.03%以下、Si:1.0%以下、Mn:1.5%以下、P:0.040%以下、S:0.008%以下,溶胶。 Al:0.040%以下,Ni:5.0-9.0%,Cr:23.0-27.0%,Mo:2.0-4.0%,W:1.5-5.0%以上,N:0.24-0.32%,余量为Fe PREW(=Cr+3.3(Mo+0.5W)+16N)为40以上。 【0006】 专利文献2所公开的双相不锈钢材,以质量%计,C:0.12%以下、Si:1%以下、Mn:2%以下、Ni:3~12%、Cr:20~35。 %,Mo:0.5~10%,W:超过3~8%,Co:0.01~2%,Cu:0.1~5%,N:0.05~0.5%,余量由Fe和不可避免的杂质构成。 【0007】 专利文献1、2所公开的双相不锈钢材料通过调整化学组成来提高耐腐蚀性。 【0008】 专利文献 1 日本专利申请公开号 5-132741 专利文献 2 日本专利申请特开第 9-195003 号 【发明概要】 【发明要解决的问题】 【0009】 顺便说一句,通过上述二氧化碳储存技术,CO _２ 将CO2注入钢管注入 _２ 压缩和加压 CO _２ 到超临界状态。 从发电厂和工厂等工业设施中捕获的二氧化碳 _２ 所以 _Ｘ 和欧 _２ 它包括在内。 所以 _Ｘ 溶于水生成硫酸,对钢材表面造成全面腐蚀。 还有,欧 _２ 引起点蚀。 因此, _Ｘ 和欧 _２ 含超临界二氧化碳 _２ 形成极其恶劣的腐蚀环境。 在此,SO _Ｘ 和欧 _２ 含超临界二氧化碳 _２ 被称为“超临界腐蚀环境”。 【0010】 要求在超临界腐蚀环境中使用的钢材具有比常规腐蚀环境更好的耐全面腐蚀性能和耐点蚀性。 专利文献1、2所公开的双相不锈钢材料并非以在这样的超临界腐蚀环境下使用为目的。 【0011】 本发明的目的在于提供一种在超临界腐蚀环境下具有优异的耐全面腐蚀性能和耐点蚀性的双相不锈钢材料。 [解决问题的方法] 【0012】 根据本发明的双相不锈钢材料是 质量百分比, C:0.050%以下, Si:1.00%以下, Mn:0.40~3.00%, P:0.050%以下, S:0.0050%以下, 铬:24.50 至 27.00%, 铜:1.50-3.00%, 镍:4.00-8.50%, Mo:小于0.80~2.00%, N:0.150-0.350%, Co:0.10~1.00%, Sn:0.001~0.050%, 溶胶。 Al:0.050%以下, 〉V:0.01~0.50%, Ti:0.001~0.050%, Ca:0.0010~0.0100%, B:0.0015~0.0050%, O:0.0100%以下, W:0-1.50%, 〉镁:0~0.0100%, 稀土元素:0~0.0100%, Zr:0~0.0100%, Nb:0~0.500%, 作为:0至0.0500%, 锌:0~0.0100%, 铅:0~0.0100%, Sb:0~0.0100%, 余量由铁和杂质组成, 在各元素含量在上述范围内的前提下,式(1)定义的Fn为44.0以上, ‖在双相不锈钢材质中, Mn含量为10质量%以上、S含量为10质量%以上且当量圆直径为1.0μm以上的硫化锰,以及 Ca含量为20质量%以上、S含量为10质量%以上、Mn含量不足10质量%且当量圆直径为2.0μm以上1mm的硫化钙 ^２ 单位总片数0.50片/mm ^２ 它在下面。 ‖Fn=Cr+3.3(Mo+0.5W)+16N+2Ni+Cu+2Co+10Sn (1) 此处,用相应元素的质量%含量代替式(1)中的元素符号。 【发明效果】 【0013】 本发明的双相不锈钢材料在超临界腐蚀环境下具有优异的耐全面腐蚀性能和耐点蚀性。 【图纸简要说明】 【0014】 图1表示化学成分中各元素的含量在以下范围内的双相不锈钢材料的Fn与腐蚀速度(mm/年)的关系,该腐蚀速度是一般耐腐蚀性的指标。本实施例是示意图。 【0015】 ‖发明者开发了一种超临界二氧化碳 _２ SO 到气体 _Ｘ 气体和氧气 _２ 研究了在含气超临界腐蚀环境中具有优异耐全面腐蚀性能和耐点蚀性能的双相不锈钢材料。 【0016】 本发明人首先从化学组成的观点研究了在超临界腐蚀环境下具有优异的耐全面腐蚀性和优异的耐点蚀性的钢材。 其结果,以质量%计,C:0.050%以下、Si:1.00%以下、Mn:0.40~3.00%、P:0.050%以下、S:0.0050%以下、Cr:24.50~27.00%、 Cu:1.50~3.00%,Ni:4.00~8.50%,Mo:0.80~2.00%以下,N:0.150~0.350%,Co:0.10~1.00%,Sn:0.001~0.050%,溶胶。 Al:0.050%以下、V:0.01~0.50%、Ti:0.001~0.050%、B:0.0015~0.0050%、O:0.0100%以下、W:0~1.50%、Mg:0~0.0100%、稀有稀土元素:0-0.0100%,Zr:0-0.0100%,Nb:0-0.500%,As:0-0.0500%,Zn:0-0.0100%,Pb:0-0.0100%,Sb:0-0.0100 %,余量为Fe和杂质,认为在临界腐蚀环境下可以获得优异的全面耐蚀性和耐点蚀性。 【0017】 但是,即使是化学组成中的各元素的含量在上述范围内的双相不锈钢材料,在超临界腐蚀环境下的综合耐腐蚀性也可能较低。 因此,本发明人进一步研究了提高超临界腐蚀环境下的全面耐腐蚀性的手段。 【0018】 在此,发明人着眼于化学组成中各元素的作用。 通常,已知 Cr、Mo、W 和 N 在含有氯化物(例如海水)的正常腐蚀环境中提高一般耐腐蚀性。 因此,本发明人等认为这些元素即使在超临界腐蚀环境下也能提高全面的耐腐蚀性。 【0019】 除了Cr、Mo、W和N之外,本发明人还研究了提高超临界腐蚀环境中的全面耐腐蚀性的元素。 结果,在超临界腐蚀环境中,不仅Cr、Mo、W和N,而且Ni、Cu、Co和Sn提高超临界腐蚀环境中的全面耐腐蚀性,这首次变得明确。 【0020】 因此,本发明人进一步研究了双相不锈钢材料中Cr、Mo、W、N、Ni、Cu、Co和Sn的含量与超临界腐蚀环境下的全面耐腐蚀性能之间的关系。 其结果,在化学组成中各元素的含量在本实施方式的范围内的双相不锈钢材料中,若由式(1)定义的Fn为44.0以上,则在超临界腐蚀环境下,发现可以获得优异的一般耐腐蚀性。 ‖Fn=Cr+3.3(Mo+0.5W)+16N+2Ni+Cu+2Co+10Sn (1) 此处,用相应元素的质量%含量代替式(1)中的元素符号。 【0021】 图1表示化学成分中各元素的含量在以下范围内的双相不锈钢材料的Fn与腐蚀速度(mm/年)的关系,该腐蚀速度是一般耐腐蚀性的指标。本实施例是示意图。 图1是根据后述的实施例中得到的数据制作的。 参考图1,当Fn小于44.0时,腐蚀速率快于0.100mm/年。 另一方面,Fn为44.0以上时的腐蚀速度与Fn小于44.0时的腐蚀速度相比显着变慢。 因此,在化学组成中的各元素的含量在本实施方式的范围内的双相不锈钢材中,通过将Fn设定为44.0以上,超临界腐蚀环境下的综合耐腐蚀性显着提高。 【0022】 但是,即使化学组成中的各元素的含量在本实施方式的范围内且Fn为44.0以上,双相不锈钢材料在超临界腐蚀环境下也具有优异的耐全面腐蚀性能。但是,耐点蚀性有时被降低。 因此,本发明人进一步研究了如何在超临界腐蚀环境下同时获得优异的全面耐腐蚀性和优异的耐点蚀性。 【0023】 在此,本发明人等不从化学成分的角度出发,而是改变了思路,着眼于双相不锈钢材料中的夹杂物。 【0024】 一般情况下,Cr含量在2.00%以下的低合金钢材,钢材中的夹杂物(氧化物、硫化物、氮化物等)在正常腐蚀环境下成为裂纹萌生点,发生点腐蚀。发生。 另一方面,Cr含量为10.00%以上的高合金钢材料的Cr含量高。 因此,与低合金钢相比,高合金钢的表面会形成一层坚固的钝化膜。 因此,以往一直认为在高合金钢材中不易产生由夹杂物引起的点腐蚀。 【0025】 但是,在与通常的腐蚀环境不同的超临界腐蚀环境中,即使是高合金钢材,也发现以夹杂物为起点的点腐蚀也通过以下机理发生。 【0026】 〉在超临界腐蚀环境中,高温高压超临界CO _２ SO 到气体 _Ｘ 气体和氧气 _２ 含有气体。 当双相不锈钢表层存在硫化锰时,SO _Ｘ 气体和氧气 _２ 气体在水中的溶解溶解了双相不锈钢材料表面的夹杂物。 如果夹杂物溶解,则在表面形成凹坑。 粗大夹杂物溶解形成的凹痕往往是超临界腐蚀环境中点蚀的起点。 【0027】 本发明人进一步研究发现,在超临界腐蚀环境下,双相不锈钢材料表层存在的粗大夹杂物(氧化物、硫化物、氮化物等)均作为腐蚀的起点。点蚀 取而代之的是,发现当Mn硫化物溶解在钢材表面形成凹痕时会发生点蚀。 【0028】 如上所述,本发明人发现,在超临界腐蚀环境下,双相不锈钢材料可能会通过与正常腐蚀环境下的低合金钢材料不同的机理发生点腐蚀。 【0029】 基于以上的见解,本发明人发现,在化学组成中的各元素的含量在本实施方式的范围内的双相不锈钢材的情况下,通过抑制粗大的Mn硫化物的生成,Mn人们认为,通过抑制硫化物溶解引起的表面凹陷,可以提高超临界腐蚀环境下的耐点蚀性。 【0030】 因此,本发明人认为,通过在上述化学组成中添加0.0010~0.0100质量%的Ca,能够抑制粗大的Mn硫化物的生成。 即,以质量%计,C:0.050%以下、Si:1.00%以下、Mn:0.40~3.00%、P:0.050%以下、S:0.0050%以下、Cr:24.50~27.00%、Cu :1.50~3.00%、Ni:4.00~8.50%、Mo:0.80~不足2.00%、N:0.150~0.350%、Co:0.10~1.00%、Sn:0.001~0.050%、sol. Al:0.050%以下、V:0.01~0.50%、Ti:0.001~0.050%、Ca:0.0010~0.0100%、B:0.0015~0.0050%、O:0.0100%以下、W:0~1.50%、Mg :0~0.0100%,稀土元素:0~0.0100%,Zr:0~0.0100%,Nb:0~0.500%,As:0~0.0500%,Zn:0~0.0100%,Pb:0~0.0100%, Sb:0~0.0100%,余量由Fe和杂质构成如果双相不锈钢材料的化学组成为 具体而言,通过含有Ca,Ca与S结合而形成Ca硫化物。 Ca 硫化物的形成减少了与 Mn 结合的 S。 因此,抑制了粗大的Mn硫化物的形成。 【0031】 因此,本发明人制作了具有上述化学组成的双相不锈钢材料,研究了超临界腐蚀环境下的耐点蚀性。 其结果可知,虽然能够抑制粗大的Mn硫化物的生成,但有时无法得到优异的耐点蚀性。 因此,本发明人进一步调查和研究了妨碍获得充分的耐点蚀性的因素。 其结果发现,若含有上述Ca含量,则由于以下的新机理,在超临界腐蚀环境下有时无法得到优异的耐点蚀性。 【0032】 在钢材的化学组成中,若含有上述Ca含量,则形成Ca硫化物,抑制粗大的Mn硫化物的生成。 然而,在超临界腐蚀环境中,硫化钙本身和硫化锰一样容易溶解。 因此,如果在钢材的表层存在粗大的Ca硫化物,则Ca硫化物与Mn硫化物同样地溶解而在钢材表面形成凹陷。 由于该Ca硫化物引起的表面凹陷,在超临界腐蚀环境中可能发生点腐蚀。 【0033】 基于以上见解,本发明人认为,在化学组成中各元素的含量在本实施方式的范围内的双相不锈钢材中,不仅抑制粗大的Mn硫化物的生成,而且认为如果也能抑制粗大的Ca硫化物的形成,则即使在超临界腐蚀环境下也能够兼顾优异的全面耐腐蚀性和耐点蚀性。 【0034】 因此,本发明人发现,为了在超临界腐蚀环境下实现优异的耐全面腐蚀性和优异的耐全面腐蚀性,应当抑制每单位面积的粗大Mn硫化物和粗大Ca硫化物的总数。进一步研究了点蚀是否存在可以获得耐腐蚀性。 其结果,双相不锈钢材的夹杂物中,当量圆直径为1.0μm以上的Mn硫化物和当量圆直径为2.0μm以上的Ca硫化物的合计为0.50个/mm。 ^２ 如果低于,超临界 CO _２ SO 到气体 _Ｘ 气体和氧气 _２ 发现即使在含有气体的超临界腐蚀环境中,也能兼具优异的全面耐腐蚀性和优异的耐点蚀性。 【0035】 基于以上技术构思而完成的本实施方式的双相不锈钢材具有以下构成。 【0036】 [1] 》双相不锈钢材质, 质量百分比, C:0.050%以下, Si:1.00%以下, Mn:0.40~3.00%, P:0.050%以下, S:0.0050%以下, 铬:24.50 至 27.00%, 铜:1.50-3.00%, 镍:4.00-8.50%, Mo:小于0.80~2.00%, N:0.150-0.350%, Co:0.10~1.00%, Sn:0.001~0.050%, 溶胶。 Al:0.050%以下, 〉V:0.01~0.50%, Ti:0.001~0.050%, Ca:0.0010~0.0100%, B:0.0015~0.0050%, O:0.0100%以下, W:0-1.50%, 〉镁:0~0.0100%, 稀土元素:0~0.0100%, Zr:0~0.0100%, Nb:0~0.500%, 作为:0至0.0500%, 锌:0~0.0100%, 铅:0~0.0100%, Sb:0~0.0100%, 余量由铁和杂质组成, 在各元素含量在上述范围内的前提下,式(1)定义的Fn为44.0以上, ‖在双相不锈钢材质中, Mn含量为10质量%以上、S含量为10质量%以上且当量圆直径为1.0μm以上的硫化锰,以及 Ca含量为20质量%以上、S含量为10质量%以上、Mn含量不足10质量%且当量圆直径为2.0μm以上1mm的硫化钙 ^２ 单位总片数0.50片/mm ^２ 是以下 双相不锈钢材料。 ‖Fn=Cr+3.3(Mo+0.5W)+16N+2Ni+Cu+2Co+10Sn (1) 此处,用相应元素的质量%含量代替式(1)中的元素符号。 【0037】 [2] [1]所述的双相不锈钢材料, W:0.01~1.50%, 〇Mg:0.0001~0.0100%, 稀土元素:0.0001~0.0100%, Zr:0.0001~0.0100%, Nb:0.001~0.500%, 作为:0.0001至0.0500%, 锌:0.0001~0.0100%, Pb:0.0001~0.0100%,以及 含有选自由Sb组成的组中的一种或多种:0.0001至0.0100%, 双相不锈钢材料。 【0038】 [3] [1]或[2]所述的双相不锈钢材料, 双相不锈钢材料是钢管, 双相不锈钢材质。 【0039】 以下对本实施方式的双相不锈钢材进行详细说明。 除非另有说明,元素的“%”表示重量百分比。 【0040】 [本实施方式的双相不锈钢材的特性] 本实施方式的双相不锈钢材具有以下特征。 (特点 1) 化学组成中各元素的含量均在本实施例的范围内。 (特点 2) 在满足特征1的前提下,式(1)定义的Fn为44.0以上。 ‖Fn=Cr+3.3(Mo+0.5W)+16N+2Ni+Cu+2Co+10Sn (1) 此处,用相应元素的质量%含量代替式(1)中的元素符号。 (特点 3) 当量圆直径为1.0μm以上的Mn硫化物1mm和当量圆直径为2.0μm以上的Ca硫化物 ^２ 单位总片数0.50片/mm ^２ 它在下面。 下面将解释每个特征 1 到 3。 【0041】 [(特征1)化学成分] 本实施方式的双相不锈钢材的化学组成含有以下元素。 【0042】 C:0.050%以下 不可避免地含有碳(C)。 即,C含量超过0%。 C在晶界处形成Cr碳化物并增加晶界处的腐蚀敏感性。 因此,如果C含量过高,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,钢材的耐全面腐蚀性和耐点蚀性也会降低。 因此,C含量为0.050%以下。 优选C含量尽可能低。 然而,C含量的急剧降低大大增加了制造成本。 因此,考虑到工业生产,C含量的下限优选为0.001%,更优选为0.005%。 C含量的优选上限为0.045%,更优选为0.040%,进一步优选为0.035%,进一步优选为0.030%。 【0043】 Si:1.00%以下 不可避免地含有硅(Si)。 即,Si含量超过0%。 Si使钢脱氧。 然而,如果Si含量过高,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,钢的韧性和热加工性也会劣化。 因此,Si含量为1.00%以下。 Si含量的优选下限为0.15%,更优选为0.20%,进一步优选为0.25%。 Si含量的优选上限为0.80%,更优选为0.60%,进一步优选为0.50%。 【0044】 〇Mn:0.40~3.00% 锰(Mn)增加钢的淬透性,增加钢的强度。 Mn含量低于0.40%时,即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,也不能充分得到上述效果。 另一方面,如果Mn含量过高,Mn会形成大量粗大的Mn硫化物。 在超临界腐蚀环境中,存在于钢表面附近的粗大的硫化锰被溶解。 结果,在钢材的表面上形成凹痕。 该凹痕成为点蚀的起点,在超临界腐蚀环境下发生点蚀。 Mn含量超过3.00%时,即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,也会形成上述的凹坑,超临界腐蚀环境下的耐点蚀性降低。 因此,Mn含量为0.40-3.00%。 Mn含量的优选下限为0.50%,更优选为0.60%,进一步优选为0.70%,进一步优选为0.80%,进一步优选为0.90%。 Mn含量的优选上限为2.80%,更优选为2.60%,进一步优选为2.40%,进一步优选为2.30%,进一步优选为2.20%,进一步优选为2.00%。 【0045】 P:0.050%以下 磷 (P) 是一种杂质。 即P含量超过0%。 P在晶界偏析,降低钢材的韧性。 因此,P含量为0.050%以下。 P含量越低越好。 然而,P含量的急剧减少大大增加了制造成本。 因此,考虑到工业生产,P含量的下限优选为0.001%,更优选为0.003%。 P含量的优选上限为0.045%,更优选为0.040%,进一步优选为0.035%,进一步优选为0.030%。 【0046】 S:0.0050%以下 硫 (S) 是一种杂质。 即,S含量超过0%。 S在晶界处偏析并降低钢的韧性和热加工性。 因此,S含量为0.0050%以下。 优选S含量尽可能低。 然而,S含量的急剧减少大大增加了制造成本。 因此,考虑到工业生产,S含量的优选下限为0.0001%,更优选为0.0002%。 S含量的优选上限为0.0040%,更优选为0.0030%,进一步优选为0.0025%,进一步优选为0.0020%。 【0047】 铬:24.50-27.00% 铬 (Cr) 可提高钢材在超临界腐蚀环境中的抗全面腐蚀和抗点腐蚀能力。 具体而言,Cr作为氧化物在钢材表面形成钝化膜。 结果,增强了钢的一般耐腐蚀性和耐点蚀性。 如果Cr含量低于24.50%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内也不能充分得到上述效果。 另一方面,如果Cr含量超过27.00%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,铁素体的体积分数也变得过高。 在这种情况下,钢材的韧性降低。 因此,Cr含量为24.50-27.00%。 Cr含量的优选下限为24.70%,更优选为24.90%,进一步优选为25.10%,进一步优选为25.30%。 Cr含量的优选上限为26.80%,更优选为26.60%,进一步优选为26.40%,进一步优选为26.20%。 【0048】 铜:1.50-3.00% ‖铜(Cu)在超临界腐蚀环境下增强钢材的抗全面腐蚀和抗点腐蚀能力。 Cu含量低于1.50%时,即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,也无法充分得到上述效果。 另一方面,如果Cu含量超过3.00%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,钢的热加工性也会降低。 因此,Cu含量为1.50-3.00%。 Cu含量的优选下限为1.55%,更优选为1.60%,进一步优选为1.65%,进一步优选为1.70%,进一步优选为1.75%。 Cu含量的优选上限为2.90%,更优选为2.80%,进一步优选为2.70%,进一步优选为2.60%。 【0049】 镍:4.00-8.50% ‖镍(Ni)稳定钢中的奥氏体。 Ni进一步增强了钢在超临界腐蚀环境中的抗一般腐蚀和点腐蚀能力。 Ni含量低于4.00%时,即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,也不能充分得到上述效果。 另一方面,如果Ni含量超过8.50%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,奥氏体的体积分数也变得过高。 在这种情况下,钢材的强度降低。 因此,Ni含量为4.00-8.50%。 Ni含量的优选下限为4.10%,更优选为4.20%,进一步优选为4.40%,进一步优选为4.60%,进一步优选为4.80%,进一步优选为5.00%。 Ni含量的优选上限为8.30%,更优选为8.00%,进一步优选为7.70%,进一步优选为7.60%。 【0050】 Mo:小于0.80~2.00% 钼 (Mo) 提高钢材在超临界腐蚀环境中的抗全面腐蚀和抗点腐蚀能力。 Mo含量低于0.80%时,即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,也不能充分得到上述效果。 另一方面,如果Mo含量低于2.00%,则钢材的热加工性优异。 因此,Mo含量为0.80以上且低于2.00%。 Mo含量的优选下限为0.85%,更优选为0.90%,进一步优选为0.95%。 Mo含量的优选上限为1.95%,更优选为1.90%,进一步优选为1.85%,进一步优选为1.80%。 【0051】 N:0.150-0.350% 氮 (N) 稳定钢中的奥氏体。 N进一步增强了钢在超临界腐蚀环境中的抗全面腐蚀和抗点腐蚀能力。 N含量低于0.150%时,即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,也不能充分得到上述效果。 另一方面,如果N含量超过0.350%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,钢的韧性和热加工性也会劣化。 因此,N含量为0.150-0.350%。 N含量的优选下限为0.160%,更优选为0.170%,进一步优选为0.180%,进一步优选为0.190%。 N含量的上限优选为0.340%,更优选为0.330%,进一步优选为0.320%,进一步优选为0.310%,进一步优选为0.300%。 【0052】 钴:0.10-1.00% 钴 (Co) 可提高钢材在超临界腐蚀环境中的抗全面腐蚀和抗点腐蚀能力。 Co尤其增强了钢的耐点蚀性。 Co进一步提高钢材的淬透性,提高钢材的强度。 如果Co含量小于0.10%,则不能充分获得上述效果。 另一方面,如果Co的含量超过1.00%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,制造成本也非常高。 因此,Co含量为0.10-1.00%。 Co含量的优选下限为0.15%,更优选为0.20%,进一步优选为0.25%。 Co含量的上限优选为0.90%,更优选为0.80%,进一步优选为0.70%,进一步优选为0.60%,进一步优选为0.50%。 【0053】 锡:0.001-0.050% ‹ 锡(Sn)在超临界腐蚀环境下提高钢材的一般耐蚀性和耐点蚀性。 Sn尤其提高钢材的耐点蚀性。 如果Sn含量低于0.001%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,也无法充分得到上述效果。 另一方面,如果Sn的含量超过0.050%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,制造成本也非常高。 因此,Sn含量为0.001-0.050%。 Sn含量的优选下限为0.002%,更优选为0.003%,进一步优选为0.004%。 Sn含量的优选上限为0.040%,更优选为0.030%,进一步优选为0.020%,进一步优选为0.015%,进一步优选为0.010%。 【0054】 溶胶。 Al:0.050%以下 〉不可避免地含有铝(Al)。 也就是说,溶胶。 Al含量超过0%。 “铝使钢脱氧。” 然而,溶胶。 如果Al含量超过0.050%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,也会生成粗大的氧化物。 粗大的氧化物会降低钢的韧性。 “因此,溶胶。 Al含量为0.050%以下。 溶胶。 Al含量的优选下限为0.001%,更优选为0.005%,进一步优选为0.010%。 溶胶。 Al含量的优选上限为0.040%,更优选为0.035%,进一步优选为0.030%。 此外,溶胶。 Al含量是指酸溶性Al的含量。 【0055】 〇V:0.01~0.50% ‖钒(V)形成碳氮化物并增加钢材的强度。 如果V含量低于0.01%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,也不能充分得到上述效果。 另一方面,如果V含量超过0.50%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,钢材的强度也变得过高。 在这种情况下,钢材的韧性降低。 因此,V含量为0.01-0.50%。 V含量的优选下限为0.02%,更优选为0.03%,进一步优选为0.04%。 V含量的优选上限为0.40%,更优选为0.30%,进一步优选为0.20%,进一步优选为0.10%。 【0056】 钛:0.001-0.050% 钛 (Ti) 形成碳氮化物并提高钢材的强度。 如果Ti含量低于0.001%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,也无法充分获得上述效果。 另一方面,如果Ti含量超过0.050%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,钢材的强度也变得过高。 在这种情况下,钢材的韧性降低。 因此,Ti含量为0.001-0.050%。 Ti含量的优选下限为0.002%,更优选为0.003%,进一步优选为0.004%。 Ti含量的上限优选为0.040%,更优选为0.030%,进一步优选为0.020%,进一步优选为0.015%,进一步优选为0.012%。 【0057】 钙:0.0010-0.0100% ‖钙(Ca)与钢材中的S结合形成Ca硫化物,抑制Mn硫化物的形成。 当当量圆直径为1.0μm或更大的Mn硫化物存在于钢材的表层时,表层中的Mn硫化物在超临界腐蚀环境中溶解。 Mn硫化物的溶解在钢材表面形成凹陷。 在超临界腐蚀环境下,钢材表面形成的凹坑容易成为点蚀的起点。 ‖Ca抑制Mn硫化物的形成,数密度(个/mm ^２ ). 结果,钢在超临界腐蚀环境中的耐点蚀能力增强。 如果Ca含量低于0.0010%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内也不能充分得到上述效果。 另一方面,如果Ca含量超过0.0100%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,也会过量生成当量圆直径为2.0μm以上的硫化钙。 当当量圆直径为2.0μm以上的硫化钙存在于钢材的表层时,当量圆直径为2.0μm以上的硫化钙与上述粗大的Mn硫化物同样为超临界腐蚀环境。溶解于 因此,在钢材的表面形成凹痕。 该凹痕降低了钢材的耐点蚀性。 因此,Ca含量为0.0010-0.0100%。 Ca含量的优选下限为0.0012%,更优选为0.0014%,进一步优选为0.0016%。 Ca含量的上限优选为0.0090%,更优选为0.0080%,进一步优选为0.0070%,进一步优选为0.0060%,进一步优选为0.0050%,进一步优选为0.0040%,进一步优选为0.0035%。 【0058】 B:0.0015-0.0050% 硼(B)抑制钢材中的S向晶界的偏析,提高钢材的热加工性。 B含量低于0.0015%时,即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,也不能充分得到上述效果。 另一方面,如果B含量超过0.0050%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,也会生成氮化硼(BN)。 氮化硼降低钢的韧性。 因此,B含量为0.0015-0.0050%。 B含量的优选下限为0.0017%,更优选为0.0020%,进一步优选为0.0022%。 B含量的优选上限为0.0045%,更优选为0.0040%,进一步优选为0.0035%,进一步优选为0.0030%。 【0059】 O:0.0100%以下 氧 (O) 是不可避免的杂质。 即,O含量超过0%。 〇O形成氧化物并降低钢材的韧性。 如果O含量超过0.0100%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,钢材的韧性也显着降低。 因此,O含量为0.0100%以下。 优选O含量尽可能低。 然而,过度降低O含量会增加生产成本。 因此,考虑到工业生产,O含量的下限优选为0.0001%,更优选为0.0002%,进一步优选为0.0005%。 O含量的优选上限为0.0080%,更优选为0.0060%,进一步优选为0.0040%,进一步优选为0.0030%。 【0060】 本实施方式的双相不锈钢材的化学组成的剩余部分由Fe和杂质构成。 此处,化学成分中的杂质是在工业上制造双相不锈钢材料时,作为原料从矿石、废料或制造环境中混入的杂质,是有意含有的。而是指不对双相不锈钢材料产生不利影响的允许范围。影响根据本实施例的双相不锈钢材料。 【0061】 [关于可选元素] 本实施方式的双相不锈钢材的化学组成中,代替Fe的一部分, W:0-1.50%, 〉镁:0~0.0100%, 稀土元素:0~0.0100%, Zr:0~0.0100%, Nb:0~0.500%, 作为:0至0.0500%, 锌:0~0.0100%, Pb:0~0.0100%,以及 Sb:0~0.0100%,可以含有选自由以下组成的组中的一种以上。 下面将解释每个任意元素。 【0062】 [第1组:W] W:0-1.50% ‖钨(W)是一种可选元素,不是必须包含的。 即,W含量可以为0%。 含有时,即W含量超过0%时,W提高钢材在超临界腐蚀环境下的耐全面腐蚀性和耐点蚀性。 即使含有少量的W,也能在一定程度上得到上述效果。 但是,如果W含量超过1.50%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,钢材的强度也变得过高。 在这种情况下,钢材的韧性降低。 因此,W含量为0~1.50%,含有时为1.50%以下。 W含量的优选下限为0.01%,更优选为0.05%,进一步优选为0.10%,进一步优选为0.15%,进一步优选为0.20%,进一步优选为0.25%。 W含量的上限优选低于1.50%,更优选低于1.45%,进一步优选低于1.40%,进一步优选低于1.35%,进一步优选低于1.35%,低于30%。 【0063】 [第 2 组:Mg 和稀土元素 (REM)] 本实施方式的双相不锈钢材还可以含有选自由Mg和稀土元素(REM)组成的组中的一种以上来代替Fe的一部分。 这些元素为选择元素,均提高钢材的热加工性。 Mg和REM描述如下。 【0064】 〇镁:0~0.0100% 〉镁(Mg)为任选元素,并非必须含有。 即,Mg含量可以为0%。 含有时,即Mg含量超过0%时,Mg控制夹杂物的形态,提高钢材的热加工性。 即使含有少量的Mg,也能在一定程度上得到上述效果。 但是,如果Mg含量超过0.0100%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,钢材中的氧化物也会粗大化。 在这种情况下,钢材的韧性降低。 因此,Mg含量为0~0.0100%,含有时为0.0100%以下。 Mg含量的优选下限为0.0001%,更优选为0.0003%,进一步优选为0.0005%,进一步优选为0.0008%,进一步优选为0.0010%。 Mg含量的优选上限为0.0090%,更优选为0.0080%,进一步优选为0.0070%,进一步优选为0.0060%,进一步优选为0.0040%,进一步优选为0.0025%,进一步优选为0.0015%。 【0065】 〉稀土元素:0~0.0100% ‖稀土元素(REM)是可选元素,不必包含。 即,REM含量可以为0%。 含有时,即REM含量超过0%时,REM控制夹杂物的形态,提高钢材的热加工性。 即使含有少量REM,也能在一定程度上获得上述效果。 但是,如果REM含量超过0.0100%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,钢材中的氧化物也会粗大化。 在这种情况下,钢材的韧性降低。 因此,REM含量为0~0.0100%,含有时为0.0100%以下。 REM含量的优选下限为0.0001%,更优选为0.0003%,进一步优选为0.0006%。 REM含量的优选上限为0.0090%,更优选为0.0080%,进一步优选为0.0070%,进一步优选为0.0060%,进一步优选为0.0050%,进一步优选为0.0040%,进一步优选为0.0020%,进一步优选为0.0015% . 【0066】 本说明书中REM是指原子序数为21的钪(Sc)、原子序数为39的钇(Y)和镧系元素(La) 原子序数为57的镧系元素(La)至原子序数为71的镥(Lu)是指选自以下的一种或多种元素该组由以下组成; 本说明书中的REM含量为这些元素的总含量。 【0067】 【第三组:Zr和Nb】 本实施方式的双相不锈钢材还可以含有选自由Zr和Nb组成的组中的一种以上来代替Fe的一部分。 这些元素为任选元素,均提高钢材的强度。 下面描述Zr和Nb。 【0068】 锆:0-0.0100% 锆(Zr)是任选元素,并非必须含有。 即,Zr含量可以为0%。 含有时,即Zr含量超过0%时,Zr形成碳氮化物而提高钢材的强度。 即使含有少量的Zr,也能在一定程度上得到上述效果。 但是,如果Zr含量超过0.0100%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,钢材的强度也变得过高。 在这种情况下,钢材的韧性降低。 因此,Zr含量为0~0.0100%,含有时为0.0100%以下。 Zr含量的优选下限为0.0001%,更优选为0.0005%,进一步优选为0.0010%。 Zr含量的优选上限为0.0080%,更优选为0.0060%,进一步优选为0.0040%,进一步优选为0.0020%。 【0069】 铌:0-0.500% 铌 (Nb) 是可选元素,可能不含。 即,Nb含量可以为0%。 含有时,即Nb含量超过0%时,Nb形成碳氮化物而提高钢材的强度。 即使含有少量的Nb,也能在一定程度上得到上述效果。 但是,如果Nb含量超过0.500%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,钢材的强度也变得过高。 在这种情况下,钢材的韧性降低。 因此,Nb含量为0~0.500%,含有时为0.500%以下。 Nb含量的优选下限为0.001%,更优选为0.010%,进一步优选为0.040%,进一步优选为0.080%,进一步优选为0.100%。 Nb含量的优选上限为0.450%,更优选为0.400%,进一步优选为0.350%,进一步优选为0.300%,进一步优选为0.250%,进一步优选为0.200%,进一步优选为0.180%。 【0070】 [第 4 组:As、Zn、Pb 和 Sb] 本实施方式的双相不锈钢材还可以含有选自由As、Zn、Pb和Sb组成的组中的一种以上来代替Fe的一部分。 这些元素是任意元素,均提高钢材的综合耐蚀性。 As、Zn、Pb和Sb如下所述。 【0071】 〉作为:0~0.0500% 砷 (As) 是可选元素,并非必须包含。 即,As含量可以为0%。 含有时,即As含量超过0%时,As提高钢材在超临界腐蚀环境下的综合耐蚀性。 即使含有少量的As,也能在一定程度上得到上述效果。 但是,如果As含量超过0.0500%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,As也会在晶界偏析。 在这种情况下,钢材在超临界腐蚀环境下的耐全面腐蚀性能和耐点蚀性降低。 因此,As含量为0~0.0500%,含有时为0.0500%以下。 As含量的优选下限为0.0001%,更优选为0.0002%。 As含量的上限优选为0.0300%,更优选为0.0100%,进一步优选为0.0050%,进一步优选为0.0020%,进一步优选为0.0010%。 【0072】 锌:0~0.0100% 〉锌(Zn)为任选元素,并非必须含有。 即,Zn含量可以为0%。 含有时,即Zn含量超过0%时,Zn提高钢材在超临界腐蚀环境下的综合耐蚀性。 即使含有少量Zn,也能在一定程度上得到上述效果。 但是,若Zn含量超过0.0100%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,钢材在超临界腐蚀环境下的耐全面腐蚀性和耐点蚀性也会降低。 因此,Zn含量为0~0.0100%,含有时为0.0100%以下。 Zn含量的优选下限为0.0001%,更优选为0.0002%,进一步优选为0.0005%,进一步优选为0.0010%。 Zn含量的上限优选为0.0080%,更优选为0.0060%,进一步优选为0.0040%,进一步优选为0.0020%,进一步优选为0.0018%。 【0073】 铅:0~0.0100% ‖铅(Pb)是可选元素,不是必须含有的。 即,Pb含量可以为0%。 含有时,即Pb含量超过0%时,Pb提高钢材在超临界腐蚀环境下的综合耐蚀性。 即使含有少量的Pb,也能在一定程度上得到上述效果。 但是,如果Pb的含量超过0.0100%,则即使其他元素的含量在本实施方式的范围内,热加工后的钢材表面也会产生很多伤痕。 因此,Pb含量为0~0.0100%,若含有则为0.0100%以下。 Pb含量的优选下限为0.0001%,更优选为0.0002%。 Pb含量的优选上限为0.0080%,更优选为0.0060%,进一步优选为0.0040%,进一步优选为0.0020%。 【0074】 锑:0~0.0100% 锑 (Sb) 是可选元素,并非必须包含。 即,Sb含量可以为0%。 含有时,即Sb含量超过0%时,Sb提高钢材在超临界腐蚀环境下的综合耐蚀性。 即使含有少量的Sb,也能在一定程度上得到上述效果。 但是,如果Sb的含量过高,即使其他元素的含量在本实施例的范围内,生产成本也会非常高。 因此,Sb含量为0~0.0100%,如果含有则为0.0100%以下。 Sb含量的优选下限为0.0001%,更优选为0.0005%,进一步优选为0.0010%,进一步优选为0.0015%。 Sb含量的优选上限为0.0090%,更优选为0.0080%,进一步优选为0.0070%,进一步优选为0.0060%,进一步优选为0.0050%,进一步优选为0.0040%,进一步优选为0.0030%,进一步优选为0.0020% . 【0075】 [(特点2)关于Fn] 在本实施方式的双相不锈钢材中,以化学组成中各元素的含量在本实施方式的范围内为前提,即满足特征1的前提下,下述特征2很满意。。 (特点 2) 式(1)定义的Fn为44.0以上。 ‖Fn=Cr+3.3(Mo+0.5W)+16N+2Ni+Cu+2Co+10Sn (1) 此处,用相应元素的质量%含量代替式(1)中的元素符号。 【0076】 ‖Fn是双相不锈钢材料在超临界腐蚀环境下的一般耐蚀性指标。 如上所述,超临界 CO _２ SO 到气体 _Ｘ 气体和氧气 _２ 在含气体的超临界腐蚀环境中,双相不锈钢材料中满足特征1的元素中,不仅有Cr、Mo、W、N,还有Ni、Cu、Co、Sn都对全面腐蚀有贡献。改善 【0077】 ∀Fn是满足特征1的双相不锈钢材料在超临界腐蚀环境下考虑各元素对一般耐腐蚀性的贡献而设定的参数公式。 参考图1,当Fn小于44.0时,作为在超临界腐蚀环境中的一般耐腐蚀性指标的腐蚀速率高。 即,Fn小于44.0时,即使满足特性1、3,在超临界腐蚀环境下的全面耐腐蚀性也低。 另一方面,当Fn为44.0以上时,腐蚀速度显着减慢。 即,Fn为44.0以上时,超临界腐蚀环境下的全面耐腐蚀性显着提高。 因此,Fn为44.0以上。 【0078】 Fn的优选下限为45.0,更优选为46.0,进一步优选为47.0,进一步优选为48.0,进一步优选为49.0,进一步优选为50.0。 【0079】 [(特征3)关于总数密度ND] 本实施方式的双相不锈钢材进一步满足特征1和特征2,进一步满足以下的特征3。 (特点 3) 当量圆直径为1.0μm以上的Mn硫化物1mm和当量圆直径为2.0μm以上的Ca硫化物 ^２单位总片数0.50片/mm ^２ 它在下面。 【0080】 在此,双相不锈钢材的夹杂物中的Mn硫化物和Ca硫化物定义如下。 〉Mn硫化物:以夹杂物的质量%为100%时,Mn含量为10%以上、S含量为10%以上的夹杂物,以质量%计 硫化钙:以夹杂物质量%为100%时,Ca含量20%以上、S含量10%以上、Mn含量不足10%的夹杂物 【0081】 在本实施方式的双相不锈钢材中,在钢材的夹杂物中,单位面积的Mn硫化物和Ca硫化物的合计个数密度为在超临界腐蚀环境下容易溶解并在内部形成凹痕的尺寸。表层(个/mm ^２ ) 降低。 【0082】 双相不锈钢材中的Mn硫化物在双相不锈钢材的长度方向(轧制方向)延伸。 另一方面,双相不锈钢材料中的硫化钙呈球状。 因此,Mn硫化物和Ca硫化物在容易形成成为点腐蚀起点的凹痕的大小方面不同。 【0083】 Mn硫化物和Ca硫化物的面积换算成圆时的直径定义为当量圆直径。 当化学成分中各元素的含量在本实施例范围内时,单位面积(1mm ^２ ) 和单位面积 (1 mm ^２ ) 与超临界腐蚀环境中的耐点蚀性密切相关。 【0084】 本说明书中,钢材中的多种Mn硫化物和多种Ca硫化物中,单位面积(1mm ^２ ) 和单位面积 (1 mm ^２ )和total(总数),“总数密度ND”(单位:个数/mm ^２ ). 【0085】 此时,在本实施方式的钢材中,总个数密度ND为0.50个/mm ^２ 它在下面。 即,1mm的当量圆直径为1.0μm以上的Mn硫化物和Ca的当量圆直径为2.0μm以上的硫化物 ^２ 单位总片数0.50片/mm ^２ 它在下面。 【0086】 〉总数密度ND为0.50/mm ^２ ,即使双相不锈钢材料满足特性1和2,钢材表层的Mn硫化物和Ca硫化物也容易在超临界腐蚀环境下溶解。 结果,双相不锈钢材料的表面很可能凹陷,这是点腐蚀的起点。 因此,双相不锈钢材料在超临界腐蚀环境下的耐点蚀性降低。 【0087】 〉总数密度ND为0.50/mm ^２ 综上所述,在双相不锈钢材料满足特性1和特性2的前提下,在超临界腐蚀环境下具有易溶解尺寸的Mn硫化物和Ca硫化物的总个数密度足够低。 因此,在超临界腐蚀环境下,双相不锈钢材的表层不易产生因Mn硫化物和Ca硫化物溶解而产生的凹陷。 其结果,双相不锈钢材料在超临界腐蚀环境下的耐点蚀性得到充分提高。 【0088】 ‖总数密度ND的优选上限为0.49/mm ^２ 更优选0.48个/mm ^２ 更优选0.47个/mm ^２ 更优选0.46/mm ^２ 更优选0.45个/mm ^２ 更优选0.44/mm ^２ 更优选0.43/mm ^２ 更优选0.42个/mm ^２ 是。 【0089】 优选总数密度ND尽可能小。 然而,过度降低总数密度ND会显着增加制造成本。 因此,考虑到制造成本,总个数密度ND的优选下限为0.01/mm ^２ 更优选0.05/mm ^２ 更优选0.10/mm ^２ 更优选0.15个/mm ^２ 更优选0.20/mm ^２ 是。 【0090】 【总数密度ND的测定方法】 当量圆直径为1.0μm以上的Mn硫化物和当量圆直径为2.0μm以上的Ca硫化物的总个数密度ND可以通过以下方法测定。 首先,在双相不锈钢材料中,从以下试样取样位置取样试样。 〇当钢材为钢管时,从厚度中心截取试片。 当钢材为圆钢棒时,从R/2位置取试片。 圆钢是具有垂直于轴向的圆形横截面的实心钢材。 R/2位置是指半径R在与圆钢轴向垂直的截面中的中心位置。 当钢材为钢板时,从厚度中心位置取试片。 【0091】 用树脂填充收集的试件。 当钢材为钢管时,试件的表面中,包括管轴向和厚度方向的表面被用作观察表面。 当钢材为圆钢时,以试件包括轴向和径向的表面作为观察面。 当钢材为钢板时,观察面为包括轧制方向和板厚方向的平面。 【0092】 抛光树脂填充钢材料的观察表面。 抛光后在观察面上观察任意10个视场。 每个视野的面积为36毫米 ^２ (6 毫米 x 6 毫米)。 【0093】 获取每个视野中夹杂物的数量。 具体而言,对视野内的每个夹杂物进行元素浓度分析(EDS分析),识别夹杂物的种类。 EDS分析时,加速电压为20kV,分析元素为N、O、Mg、Al、Si、P、S、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Cu、Zr、Nb。 【0094】 根据每个夹杂物的EDS分析结果,鉴别夹杂物是Mn硫化物还是Ca硫化物。 Mn含量为10质量%以上且S含量为10质量%以上的情况下,将该夹杂物规定为“Mn硫化物”。 当Ca含量为20%以上、S含量为10%以上、Mn含量不足10%时,将该夹杂物规定为“Ca硫化物”。 【0095】 在10个视野中识别出的Mn硫化物中,求出当量圆直径为1.0μm以上的Mn硫化物的总数。 此外,求出在10个视野中测定的Ca硫化物中的当量圆直径为2.0μm以上的Ca硫化物的总数。 以当量圆直径为1.0μm以上的Mn硫化物总数、当量圆直径为2.0μm以上的Ca硫化物总数、10个视场的总面积为基准,当量圆直径为1.0μm.0μm以上的Mn硫化物和当量圆直径为2.0μm以上的Ca硫化物的单位面积总数密度ND(个/mm ^２ ). 【0096】 总数密度ND可以使用具有组成分析功能的扫描电子显微镜(SEM-EDS装置)来测量。 作为SEM-EDS装置,例如可以使用FEI(ASPEX)制造的夹杂物自动分析装置,商品名:Metals Quality Analyzer。 【0097】 [微观结构] 本实施例的双相不锈钢材料的显微组织由铁素体和奥氏体组成。 如本文所用,“由铁素体和奥氏体组成”是指除了铁素体和奥氏体之外具有可忽略的相。 例如,在本实施方式的双相不锈钢材的组织中,析出物和夹杂物的面积率与铁素体和奥氏体的面积率相比可以忽略不计。 即,本实施方式的双相不锈钢材的组织除了铁素体和奥氏体以外,还含有少量的析出物、夹杂物等。 【0098】 本实施方式的双相不锈钢材的显微组织中的铁素体的面积率和奥氏体的面积率没有特别限定。 当双相不锈钢材料满足特征1时,显微组织中的铁素体面积率和奥氏体面积率自然确定在一定范围内。 本实施方式的双相不锈钢材的显微组织中的铁素体的面积率例如为30~70%。 奥氏体的面积率例如为30~70%。 【0099】 【显微组织观察法】 在本实施方式中,双相不锈钢材料的铁素体面积率和奥氏体面积率可以通过以下方法求出。 从以下双相不锈钢材料试件采集位置采集试件。 当钢材为钢管时,从厚度中心位置截取试片。 如果钢材是圆棒,则从R/2位置取试样。 当钢材为钢板时,从厚度中心位置取试片。 【0100】用树脂填充收集的试件。 当钢材为钢管时,试件的表面中,包括管轴向和厚度方向的表面被用作观察表面。 当钢材为圆钢时,以试件包括轴向和径向的表面作为观察面。 当钢材为钢板时,观察面为包括轧制方向和板厚方向的平面。 【0101】 抛光树脂填充钢材料的观察表面。 镜面抛光的观察表面在 7% 的氢氧化钾蚀刻剂中进行电解蚀刻,以露出微观结构。 使用光学显微镜观察显微结构的观察面的10个视野。 虽然每个视野的面积没有特别限定,比如6.25×10 ^４ 微米 ^２ (放大400倍)。 【0102】 根据每个视野中的对比度识别铁素体和奥氏体。 确定指定的铁素体和奥氏体的面积比。 规定的铁素体和奥氏体的面积率的求出方法没有特别限定,可以使用公知的方法。 例如,可以通过图像分析获得。 在本实施方式中,将在所有视野中得到的铁素体面积率的算术平均值定义为铁素体面积率(%)。 然后,基于下式获得奥氏体的面积率。 〉奥氏体面积率(%)=100-铁素体面积率(%) 【0103】 [本实施方式的双相不锈钢材料的效果] 如上所述,本实施方式的双相不锈钢材满足特征1~3。 (特点 1) 化学组成中各元素的含量均在本实施例的范围内。 (特点 2) 式(1)定义的Fn为44.0以上。 ‖Fn=Cr+3.3(Mo+0.5W)+16N+2Ni+Cu+2Co+10Sn (1) 此处,用相应元素的质量%含量代替式(1)中的元素符号。 (特点 3) 当量圆直径为1.0μm以上的Mn硫化物和当量圆直径为2.0μm以上的Ca硫化物的总数密度ND为0.50/mm ^２ 它在下面。 通过满足这些特性,本实施方式的双相不锈钢材在超临界腐蚀环境下具有优异的耐全面腐蚀性和耐点蚀性。 【0104】 【关于超临界腐蚀环境下的一般耐腐蚀性】 在本说明书中,“在超临界腐蚀环境下表现出优异的全面耐腐蚀性”是指在后述的超临界腐蚀环境下的耐腐蚀试验中,腐蚀速度为0.100mm/年以下。 【0105】 【关于超临界腐蚀环境下的耐点蚀】 在本说明书中,“在超临界腐蚀环境下表现出优异的耐点蚀性”是指,在超临界腐蚀环境下进行耐蚀性试验后,双相不锈钢材料(试件)的表面发生点腐蚀,以下进行说明later. 表示未验证。 【0106】 【超临界腐蚀环境耐腐蚀试验】 〉超临界腐蚀环境下的耐腐蚀性试验通过以下方法进行。 从以下双相不锈钢材料试件采集位置采集试件。 当双相不锈钢材料为钢管时,从厚度中心位置截取试片。 如果双相不锈钢材料是圆棒,则从R/2位置取试样。 当双相不锈钢材料为钢板时,从厚度中心位置截取试片。 试验片的大小没有特别限定,例如长度:30mm、宽度:20mm、厚度:2mm。 【0107】 0.02% SO 按体积计 _２ 气体和 0.05% O 按体积 % _２ 准备气体饱和的5质量%NaCl(氯化钠)水溶液作为试验液。 将测试溶液放入高压灭菌器中。 将测试件浸入测试溶液中,然后放入总压为 130 巴、CO 为 100°C 的高压釜中。 _２ 对气体(超临界气体)加压,开始腐蚀试验。 测试时间为96小时。 此外,测试期间高压釜内的温度保持在100℃。 【0108】 〇在测试时间结束后测量测试件的质量。 腐蚀速率(毫米/年)是根据开始测试前的试件质量、测试时间结束后试件的质量、试件的密度、测试的表面积得出的片,和测试时间。 如果腐蚀速度为0.100mm/年以下,则判断为在超临界腐蚀环境下的耐全面腐蚀性优异。 【0109】 另外,试验结束后,用放大倍数10倍的放大镜观察试验片表面,确认有无点蚀。 如果用放大镜观察怀疑点腐蚀,则用100倍光学显微镜观察怀疑点腐蚀点的横截面,以确认有无点腐蚀。 如果未在试验片的整个表面确认点蚀,则判断为超临界腐蚀环境下的耐点蚀性优异。 【0110】 [双相不锈钢的形状和用途] 本实施方式的双相不锈钢材为钢管、圆钢(实心材)或钢板。 钢管可以是无缝钢管或焊接钢管。 本实施例的双相不锈钢材料例如适用于CCUS存储技术应用。 【0111】 【制作方法】 对本实施方式的双相不锈钢材的制造方法的一例进行说明。 以下说明的制造方法是一例,本实施方式的双相不锈钢材的制造方法并不限定于此。 即,只要能够制造具有上述构成的本实施方式的双相不锈钢材,制造方法并不限定于以下的方法。 但是,以下说明的制造方法是适合制造本实施方式的双相不锈钢材的制造方法。 【0112】 本实施方式的钢制造方法的一个例子包括以下步骤。 (工序一)炼钢工序 (工序二)热加工工序 (步骤三)固溶处理过程 下面将解释每个步骤。 【0113】 [(工序一)炼钢工序] 炼钢过程包括以下过程。 (步骤11)钢水制造工序(精炼工序) (工序12)使用钢水的铸造法​​制造材料的工序(材料制造工序) 【0114】 [(步骤11)精炼过程] 在精炼过程中,首先将含Cr的钢水放入钢包中,钢包中的钢水在常压下脱碳(粗脱碳精炼工艺)。 熔渣是粗脱碳精炼工序中脱碳处理产生的。 脱碳过程中产生的熔渣漂浮在粗脱碳精炼工序后的钢水液面上。 在粗脱碳精炼过程中,钢液中的Cr被氧化成Cr _２ 欧。 _３ 生成。 铬 _２ 欧。 _３ 被熔渣吸收。 因此,在钢包中加入脱氧剂,以去除炉渣中的Cr。 _２ 欧。 _３ 还原以回收钢水中的Cr(Cr还原处理步骤)。 【0115】 粗脱碳精炼工序和Cr还原处理工序例如通过电炉法、转炉法或AOD(Argon Oxygen Decarburization)法进行。 在Cr还原处理工序后,从钢水中除去熔渣(除渣处理工序)。 【0116】 对于双相不锈钢等含有大量Cr的钢,Cr降低钢水中的C活度。 因此,抑制了钢水中的脱碳反应。 因此,对脱渣工序后的钢水进一步实施精脱碳处理(精脱碳精炼工序)。 在最终的脱碳精炼工序中,在减压下进行脱碳。 如果在减压下进行脱碳,则大气中CO气体的分压(P _ＣＯ )降低,钢液中Cr的氧化得到抑制。 因此,如果在减压下进行脱碳处理,则能够抑制Cr的氧化并进一步降低钢水中的C浓度。 最终脱碳精炼工序后,在钢水中加入脱氧剂,以除去炉渣中的Cr。 _２ 欧。 _３ (Cr还原处理步骤)。 【0117】 最终脱碳精炼工序和最终脱碳精炼工序后的Cr还原处理工序例如可以通过VOD(Vacuum Oxygen Decarburization)法或RH(Ruhrstahl-Heraeus)法进行。 【0118】 〉Cr还原处理工序后,进行钢包内钢水的最终成分调整和原料制造工序前的钢水温度调整(成分调整工序)。 成分调整工序例如通过LT(Ladle Treatment)进行。 Ca在成分调整工序的后半段添加到钢水中。 这里,将从添加Ca到Ca在钢水中均匀分散的时间定义为“均匀混合时间”τ。 均匀混合时间τ可以通过下式(A)求出。 τ = 800 × ε ^－０．４ (A) 此处,ε 为 LT 下钢水的搅拌功率密度,由公式 (B) 定义。 ε = 28.5 (Q/W) x T x log (1 + H/1.48) (B) 其中 Q 是顶吹气体流量 (Nm ^３ /分钟)。 W是钢水质量(t)。 T是钢水温度(K)。 H为钢包内钢水深度(钢水池深度)(m)。 【0119】 在成分调整过程中,钢包内钢水温度保持在1500-1700℃。 另外,将Ca导入钢水中,将经过均匀混合时间τ后的保持时间定义为“保持时间t”(秒)。 这种情况下,在本实施方式中,将经过均匀混合时间τ后的保持时间t设定为60秒以上。 【0120】 当保持时间t小于60秒时,添加到钢水中的Ca不能充分地重整钢水中的Mn硫化物。 在这种情况下,大量粗大的Mn硫化物残留在钢材中。 因此,在双相不锈钢材料中,每单位面积的当量圆直径为1.0μm以上的Mn硫化物的个数过度增加。 因此,总数密度ND为0.50/mm ^２ 超过。 或者,Mn的硫化物与Ca反应而进行重组,虽然每单位面积的当量圆直径为1.0μm以上的Mn硫化物的个数减少,但与S结合形成的粗大的Ca硫化物不会残留在钢液中被炉渣充分吸收。 结果,总数密度ND为0.50/mm ^２ 超过。 【0121】 另一方面,如果保持时间t为60秒以上,则添加到钢水中的Ca充分地重整钢水中的Mn硫化物。 结果,粗大的Mn硫化物的数量减少。 因此,每单位面积的当量圆直径为1.0μm以上的Mn硫化物的数量充分减少。 此外,可以确保与S结合形成的粗大Ca硫化物有足够的时间漂浮在钢水中并被炉渣吸收。 因此,每单位面积的当量圆直径为2.0μm以上的Ca硫化物的数量充分减少。 结果,总个数密度ND(个/mm ^２ ) 为 0.50/mm ^２ 如下。 【0122】 如上所述,在本实施方式的成分调整工序中,将经过均匀混合时间τ后的滞留时间t设定为60秒以上。 另外,在本实施方式的成分调整工序中,对经过均匀混合时间τ后的保持时间t的上限没有特别限定,例如为3600秒。 【0123】 [(第12步)材料制造过程] 原材料(板坯或钢锭)使用通过上述精炼工序制造的钢水制造。 具体而言,使用钢水通过连续铸造法制造板坯。 板坯可以是板坯、大方坯或钢坯。 或者,可以通过铸锭法将钢水用作铸锭。 可以进一步对板坯或铸锭进行开坯轧制等来生产钢坯。 该材料通过上述步骤制成。 【0124】 [(工序二)热加工工序] 在热加工过程中,材料被热加工以生产中间钢材料。 当双相不锈钢材为钢管时,中间钢材对应为空管。 首先,材料在加热炉中加热。 加热温度没有特别限定,例如为1100~1300℃。 【0125】 钢坯是从加热炉中抽出的原材料,经过热加工制成坯管(无缝钢管),是一种中间钢材。 热加工的方法没有特别限定,可以使用公知的方法。 例如,曼内斯曼工艺是作为热加工来生产母管的。 在这种情况下,钢坯由穿孔机穿孔和轧制。 在穿孔轧制的情况下,穿孔率没有特别限定,例如为1.0~4.0。 【0126】 将穿孔轧制后的钢坯进一步使用芯棒轧机、减速机、定径机等进行热轧,制成母管。 热加工工序中的累计面积减少率例如为20~70%。 【0127】 当热挤压作为热加工进行时,例如,可以进行Eugene Sejournet方法或Erhardt pushbench方法来制造母管。 另外,热加工可以只进行一次,也可以进行多次。 例如,可以在对原材料进行上述穿孔轧制之后进行上述热挤压。 【0128】 当钢材为圆钢时,首先在加热炉中加热该材料。 加热温度没有特别限定,例如为1100~1300℃。 将从加热炉中取出的原材料进行热加工,制成圆钢作为中间钢材。 热加工例如是通过初轧机的初轧和/或通过连轧机的热轧。 在该连续轧机中,交替地配置有一对带槽辊的水平机架和带一对带槽辊的立式机架。 【0129】 当钢材为钢板时,首先在加热炉中加热该材料。 加热温度没有特别限定,例如为1100~1300℃。 将从加热炉取出的原料使用初轧机和连轧机进行热轧,制造作为中间钢材的钢板。 【0130】 通过热加工制造的中间钢材可以冷却至室温。 通过热加工制造的中间钢材可以不冷却至室温而在热加工后补热(再加热)后进行下一步的固溶处理。 【0131】 [(工序3)固溶处理工序] 在固溶处理工序中,对在上述热加工工序中生成的中间钢材进行固溶处理。 固溶化处理方法没有特别限定,可以使用公知的方法。 例如,将中间钢材料装入热处理炉中,保持在期望的温度,然后进行淬火。 另外,当将中间钢材放入热处理炉中,保持在所需的温度,然后快速冷却以进行固溶处理时,进行固溶处理的温度(固溶处理温度)是指温度( °C)的热处理炉进行。 在这种情况下,进行固溶处理的时间(固溶处理时间)是指将中间钢材保持在固溶处理温度的时间。 【0132】 优选地,本实施例的固溶处理步骤中的固溶温度为900-1200℃。 在该情况下,固溶处理后的双相不锈钢材中难以残留析出物(例如,作为金属间化合物的σ相等)。 【0133】 将中间钢材装入热处理炉,保持在所希望的温度,然后急冷而进行固溶处理时,固溶处理时间没有特别限定,可以在公知的条件下进行固溶处理。 固溶化时间例如为5~180分钟。 快速冷却方法是例如水冷。 【0134】 [其他工艺] 本实施方式的双相不锈钢材的制造方法也可以包括上述以外的制造工序。 例如,在热加工工序之后,可以在固溶处理工序之前对中间钢材进行冷加工。 冷加工可以是例如冷拔或冷轧。 另外,也可以在固溶处理工序后对中间钢材实施冷加工。 【0135】 可以在固溶处理工艺之后进行酸洗处理。 此时,酸洗处理可以通过公知的方法进行,没有特别限定。 当进行酸洗处理时,在制造的双相不锈钢材料的表面形成钝化膜。 【0136】 通过以上的工序,能够制造本实施方式的双相不锈钢材。 【0137】 通过实施例更具体地说明本实施方式的双相不锈钢材的一个方式的效果。 以下实施例中的条件是为了确认本实施例的双相不锈钢材料的可行性和效果而采用的条件示例。 因此,本实施方式的双相不锈钢材不限于该一个条件的例子。 【0138】 表1-1和表1-2所示的化学组成的双相不锈钢材(无缝钢管)通过以下方法制造。 【0139】 【0140】 【0141】 表1-1和表1-2中“化学成分”一栏中的“-”表示本实施例规定的有效数字(至最低位的数字)对应的元素含量为0%。 换言之,表示上述实施例中对应的元素含量四舍五入到指定的有效位(到最低位的值)时为0%。 【0142】 每个试验编号的钢水如下制造。 将含有Cr的钢水放入浇包中,通过AOD法实施公知的粗脱碳精炼工序和Cr还原处理工序。 在Cr还原处理步骤之后,进行除渣处理步骤以从钢水中除去熔渣。 进而,通过VOD法进行公知的最终脱碳精炼工序和Cr还原处理工序。 【0143】 在VOD法的Cr还原处理工序后,LT进行了钢包内钢水的最终成分调整和材料制造工序前的钢水温度调整。 钢水温度均为1500~1700℃。 此外,将Ca添加到钢水中。 添加Ca后,如表2所示调整均匀混合时间τ后的滞留时间t(秒)。 通过以上工序制造各试验编号的钢水。 【0144】 【0145】 使用钢水制造外径为 310 mm 的钢坯。 将制成的钢坯加热至1250℃后,通过曼内斯曼法进行热轧,制成外径244.48mm、壁厚13.84mm的管坯(无缝钢管)。 【0146】 对空白管进行固溶处理。 固溶温度为1080℃,固溶时间为15分钟。 经过固溶化热处理时间后,母管进行水冷。 通过以上工序,制造了各试验编号的钢材(无缝钢管)。 【0147】 【评价测试】 对各试验编号的钢材进行了以下的评价试验。 (试验一)显微组织观察试验 (试验2)总数密度ND测量试验 (试验三)超临界腐蚀环境耐腐蚀试验 下面将解释每个测试。 【0148】 [(试验一)显微组织观察试验] 各试验编号的双相不锈钢材料的显微组织观察基于上述[显微组织观察方法]。 10个视野每个视野的面积为6.25×10 ^４ 微米 ^２ 和 结果,所有试验编号的钢材的显微组织均由铁素体和奥氏体组成。 另外,显微组织中的铁素体面积率在任意试验编号中均为30~70%。 【0149】 [(测试2)总数密度ND测量测试] 基于上述[全数密度ND的测定方法],测定各试验编号的双相不锈钢材的全数密度ND。 得到的总数密度ND(个/mm ^２ )在表2中,“总数密度ND(个/mm ^２ )“ 柱子。 【0150】 【(试验三)超临界腐蚀环境耐腐蚀试验】 对于各试验编号的双相不锈钢材料,进行上述[超临界腐蚀环境下的耐腐蚀性试验]中记载的耐腐蚀性试验,求出腐蚀速度(mm/年)。 试验片的尺寸为长30mm、宽20mm、厚2mm。 得到的腐蚀速率(mm/年)示于表2的“腐蚀速率(mm/年)”栏中。 此外,通过上述方法确认耐腐蚀性试验后的试验片表面有无点蚀。 点腐蚀有无的判定结果示于表2的“点腐蚀有无”一栏。 “无”是指在试样表面没有观察到点腐蚀。 “是”表示在试样的任何表面上都证实了点腐蚀。 如果腐蚀速度超过0.100mm/年,则钢材表面会发生全面腐蚀,难以确认有无点蚀。 因此,对于腐蚀速度超过0.100mm/年的试验编号的双相不锈钢材料,无法确认有无点蚀。 在表2的“有无点腐蚀”一栏中,“-”表示未确认有无点腐蚀。 【0151】 【评价结果】 对照表1-1、1-2和2,化学成分中各元素的含量适用于试验编号1-28的双相不锈钢材料。 此外,Fn为44.0以上。 进而,当量圆直径为1.0μm以上的Mn硫化物和当量圆直径为2.0μm以上的Ca硫化物的总个数密度ND为0.50个/mm ^２ 它在下面。 其结果,在超临界腐蚀环境下的耐腐蚀性试验中,腐蚀速度为0.100mm/年以下,超临界腐蚀环境下的全面耐腐蚀性优异。 此外,试验后的试件表面未观察到点蚀,表明在超临界腐蚀环境下具有优异的耐点蚀性。 【0152】 另一方面,在试验编号29中,双相不锈钢材的化学组成中的Co含量过少。 因此,在超临界腐蚀环境下的耐蚀性试验中,试验后的试件表面确认有点蚀,超临界腐蚀环境下的耐点蚀性低。 【0153】 在试验编号30中,双相不锈钢材料的化学组成中的Sn含量过少。 因此,在超临界腐蚀环境下的耐蚀性试验中,试验后的试件表面确认有点蚀,超临界腐蚀环境下的耐点蚀性低。 【0154】 在试验编号31中,双相不锈钢材料的化学组成中的Cu含量过少。 因此,在超临界腐蚀环境下的耐腐蚀试验中,腐蚀速率大于0.100mm/年,超临界腐蚀环境下的一般耐腐蚀性能较低。 【0155】 在试验编号32中,双相不锈钢材料的化学组成中的Cr含量过少。 因此,在超临界腐蚀环境下的耐腐蚀试验中,腐蚀速率大于0.100mm/年,超临界腐蚀环境下的一般耐腐蚀性能较低。 【0156】 在试验编号33~35中,双相不锈钢材料的化学组成中由式(1)定义的Fn小于44.0。 因此,在超临界腐蚀环境下的耐腐蚀试验中,腐蚀速率大于0.100mm/年,超临界腐蚀环境下的一般耐腐蚀性能较低。 【0157】 试验编号36~38在制钢工序中均匀混合时间τ后的保持时间t过短。 结果,当量圆直径为1.0μm以上的Mn硫化物和当量圆直径为2.0μm以上的Ca硫化物的合计数密度ND为0.50个/mm ^２ 超过了。 结果,在超临界腐蚀环境下的耐蚀性试验中,试验后的试件表面确认有点蚀,表明超临界腐蚀环境下的耐点蚀性低。 【0158】 上面已经描述了本公开的实施例。 然而,上述实施例仅仅是用于实施本公开的示例。 因此,本公开不限于上述实施例,并且在不脱离本公开的范围的情况下可以适当地修改上述实施例。 【0159】 本实施方式的双相不锈钢材的要旨也可以如下所述进行说明。 【0160】 [1] 》双相不锈钢材质, 质量百分比, C:0.050%以下, Si:1.00%以下, Mn:0.40~3.00%, P:0.050%以下, S:0.0050%以下, 铬:24.50 至 27.00%, 铜:1.50-3.00%, 镍:4.00-8.50%, Mo:小于0.80~2.00%, N:0.150-0.350%, Co:0.10~1.00%, Sn:0.001~0.050%, 溶胶。 Al:0.050%以下, 〉V:0.01~0.50%, Ti:0.001~0.050%, Ca:0.0010~0.0100%, B:0.0015~0.0050%, 含有O:0.0100%以下,余量为Fe和杂质, 在各元素含量在上述范围内的前提下,式(1)定义的Fn为44.0以上, ‖在双相不锈钢材质中, Mn含量为10质量%以上、S含量为10质量%以上且当量圆直径为1.0μm以上的硫化锰,以及 Ca含量为20质量%以上、S含量为10质量%以上、Mn含量不足10质量%且当量圆直径为2.0μm以上1mm的硫化钙 ^２ 单位总片数0.50片/mm ^２ 是以下 双相不锈钢材质。 ‖Fn=Cr+3.3(Mo+0.5W)+16N+2Ni+Cu+2Co+10Sn (1) 此处,用相应元素的质量%含量代替式(1)中的元素符号。 【0161】 [2] 》双相不锈钢材质, 质量百分比, C:0.050%以下, Si:1.00%以下, Mn:0.40~3.00%, P:0.050%以下, S:0.0050%以下, 铬:24.50 至 27.00%, 铜:1.50-3.00%, 镍:4.00-8.50%, Mo:小于0.80~2.00%, N:0.150-0.350%, Co:0.10~1.00%, Sn:0.001~0.050%, 溶胶。 Al:0.050%以下, 〉V:0.01~0.50%, Ti:0.001~0.050%, Ca:0.0010~0.0100%, B:0.0015~0.0050%, 含有O:0.0100%以下, 进而含有选自由第1组至第4组组成的组中的1种以上,余量为Fe和杂质, 在各元素含量在上述范围内的前提下,式(1)定义的Fn为44.0以上, ‖在双相不锈钢材料中, Mn含量为10质量%以上、S含量为10质量%以上且当量圆直径为1.0μm以上的硫化锰,以及 Ca含量为20质量%以上、S含量为10质量%以上、Mn含量不足10质量%且当量圆直径为2.0μm以上1mm的硫化钙 ^２ 单位总片数0.50片/mm ^２ 是以下 双相不锈钢材料。 [第一组] W:1.50%以下 [第二组] Mg:0.0100%以下, 稀土元素:0.0100%以下,选自以下的一种或多种 [第3组] Zr:0.0100%以下, Nb:0.500%以下,选自以下的一种以上 [第4组] 作为:0.0500%以下, Zn:0.0100%以下, Pb:0.0100%以下, Sb:0.0100%以下,选自以下的一种以上元素 ‖Fn=Cr+3.3(Mo+0.5W)+16N+2Ni+Cu+2Co+10Sn (1) 此处,用相应元素的质量%含量代替式(1)中的元素符号。 【0162】 [3] [2]中描述的双相不锈钢材料, 包含第一组, 双相不锈钢材质。 【0163】 [4] [2]或[3]所述的双相不锈钢材料, 包含第二组, 双相不锈钢材质。 【0164】 [5] [2]~[4]中任一项所述的双相不锈钢材, 包含第三组, 双相不锈钢材质。 【0165】 [6] [2]~[5]中任一项所述的双相不锈钢材, 包含第四组, 双相不锈钢材质。 【0166】 [7] [1]~[6]中任一项所述的双相不锈钢材, 双相不锈钢材料是钢管, 双相不锈钢材质。