[发明专利]不锈钢复合钢板的复合材料和使用该复合材料的不锈钢复合钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明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奥氏体系不锈钢复合钢板的复合材料和使用该复合材料的不锈钢复合钢板及其制造方法。

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、可以更经济地利用不锈钢的优良的耐腐蚀性、价格稳定并且廉价的钢材，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。这样，对于不锈钢复合钢而言，不锈钢材料的使用量少也可以，并且能够确保与整体材料(是指作为整个厚度为复合材料的不锈钢的材料)同等的耐腐蚀性，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日益提高。特别是在将不锈钢复合钢用在海洋结构物、海水淡化设备、以浮体式海洋石油/气体生产储卸设备(以下称为“FPSO”，FPSO：Floating Production,Storage and Offloading system)等为代表的造船领域等各种用途中的情况下，由于在苛刻的海水腐蚀环境下使用，因此要求耐海水腐蚀性。

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。另一方面，在以硫酸、氢氟酸等为代表的酸中，腐蚀方式呈全面腐蚀，与此相对，在海水中为局部腐蚀。因此，作为防止局部腐蚀的起点的特性，对耐点蚀性的考虑变得极其重要。

不锈钢的耐点蚀性通常以点蚀指数：Cr(质量％)+3.3Mo(质量％)+16N(质量％)整理，点蚀指数越高，则耐点蚀性越优良。但是，能够应用点蚀指数的情况仅限于实施了使析出物等固溶的热处理的整体的不锈钢，不能直接将其应用于作为与碳钢的复合材料的不锈钢复合钢的复合材料的耐点蚀性中。

对于不锈钢复合钢而言，通常为了确保母材的强度、韧性等机械性质而在正火后使用，所谓的正火是指加热至850～950℃的温度范围，然后进行空冷。不锈钢受到不适当的热处理、焊接所导致的热影响部之类的热历程时，耐腐蚀性有时会显著降低。其原因之一在于，对于不锈钢而言，在受到不适当的热处理、焊接所导致的热影响部之类的热历程时，碳化物、σ相等金属间化合物会析出。复合钢所受到的热历程因复合钢的板厚而变化，特别是对于30mm以上的复合钢而言，冷却速度降低，碳化物、σ相等金属间化合物更容易析出。

在专利文献1中公开了如下技术：为了防止在用于确保母材的机械性质而进行的正火处理中复合钢的耐腐蚀性变差，对复合材料的成分进行规定，由此，即使对复合材料的奥氏体系不锈钢实施850～950℃的正火处理，也会保持优良的耐腐蚀性。然而，对于通过该方法得到的不锈钢复合钢的耐腐蚀性而言，在氯化铁腐蚀试验中的腐蚀速度为约2g/m²·小时，作为耐海水腐蚀性并不充分。

另外，在专利文献2中公开了如下方法：规定固溶化热处理条件和母材碳钢的成分，制造以耐海水性优良的不锈钢作为复合材料且以碳钢作为母材的不锈钢复合钢管。然而，专利文献2中，为了确保不锈钢复合钢管的各用途(例如海洋结构物等)所要求的耐腐蚀性和耐海水腐蚀性，必须按照各用途来选择作为复合材料使用的不锈钢。即，只不过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，难以在提高对接合界面的完好性(接合性)的可靠性的同时维持母材和复合材料的性能(耐腐蚀性和机械特性)。另外，更难以应对全部高级钢材和多种品种。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭63-125615号公报

专利文献2：日本专利第4179133号公报

发明内容

发明所要解决的问题

鉴于上述情况，本发明人的目的在于提供在提高对接合界面的完好性的可靠性的同时维持母材和复合材料的性能(耐腐蚀性和机械特性)的耐海水腐蚀性优良的不锈钢复合钢板的复合材料和使用该复合材料的不锈钢复合钢板及其制造方法。

用于解决问题的方法