ES2833355T3 - Acero inoxidable austenítico y método de producción de acero inoxidable austenítico - Google Patents

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Abstract

Un acero inoxidable austenítico que tiene una composición química que comprende, en % en masa: de 0,005 a 0,07 % de C; de 0,1 a 1,2 % de Si; de 3,2 a 6,5 % de Mn; de 9 a 14 % de Ni; un total no inferior a 0,005 % y hasta 2 % de al menos uno de Cu y Co; de 19 a 24 % de Cr; de 1 a 4 % de Mo; de 0,05 a 0,38 % de Nb; de 0,15 a 0,45 % de N; hasta 0,05 %de Al; hasta 0,03 % de P; hasta 0,002 % de S; hasta 0,02 % de O; de 0 a 0,5 % de V; de 0 a 0,5 % de Ti; de 0 a 0,01 % de B; de 0 a 0,05 % de Ca; de 0 a 0,05 % de Mg; de 0 a 0,5 % de MTR; y siendo el resto Fe e impurezas, donde una cantidad de Nb analizada como residuo después de la extracción electrolítica es de 0,01 a 0,28 % en masa, en donde se mide la cantidad de Nb analizada como residuo después de la extracción electrolítica por: la obtención de un material de prueba a partir del acero inoxidable austenítico; el sometimiento del material de prueba a una disolución anódica a una densidad de corriente de 20 a 25 mA/cm2 con electrólisis de corriente constante utilizando, como electrolito, una solución de metanol al 10 % en volumen de acetilacetona-1 % en masa de cloruro de tetrametilamonio para extraer el residuo que comprende carbonitruros y nitruros; el sometimiento del residuo extraído a una descomposición por ácido y la realización de un análisis por emisión de plasma acoplado inductivamente a alta frecuencia para medir la masa de Nb en el residuo; y la división de la masa de Nb en el residuo por una cantidad de disolución del material de prueba.

Description

DESCRIPCIÓN
Acero inoxidable austenítico y método de producción de acero inoxidable austenítico
Campo técnico
La presente invención se refiere a un acero inoxidable austenítico y a un método de fabricación de un acero inoxidable austenítico.
Antecedentes de la técnica
En los últimos años, se han realizado investigaciones para poner en uso práctico equipos de transporte que utilizan hidrógeno, en lugar de combustibles fósiles, como energía impulsora. Tal uso práctico requiere la provisión de un entorno de uso en el que se pueda almacenar y transportar hidrógeno a alta presión (en lo sucesivo también denominado equipo de hidrógeno). El equipo de hidrógeno puede ser, por ejemplo, un equipo de gas de hidrógeno a alta presión o un equipo de hidrógeno líquido. Se requiere que los materiales utilizados en un equipo de hidrógeno tengan resistencia a la fragilización por hidrógeno.
Los documentos WO 2004/083476 A1, WO 2004/083477 A1, WO 2004/110695 A1 y WO 2012/132992 A1 divulgan cada uno un acero inoxidable austenítico de alta resistencia. De acuerdo con estos documentos, Mn se aumenta para aumentar la solubilidad de N, y V y Nb se añaden para proporcionar un fortalecimiento del soluto debido al N y un fortalecimiento de la precipitación debido a nitruros y esto hace que los granos sean más finos debido a su efecto de anclaje, aumentando de este modo la resistencia.
Cuando se utiliza un acero inoxidable austenítico como estructura, se requiere que el acero permita el ensamblaje mediante soldadura por razones de costo. El documento JP Hei5(1993)-192785 A, JP 2010-227949 A y, de nuevo, WO 2004/110695 A1 divulgan cada uno una junta soldada donde Al, Ti y Nb sirven como elementos útiles y se realiza un tratamiento térmico posterior a la soldadura para lograr una resistencia a la tracción por encima de 800 MPa.
El documento WO 2013/005570 A1 divulga una junta soldada donde el contenido de N en el material de soldadura, el gas de protección utilizado durante la soldadura y el área del baño de fusión se controlan para aumentar el contenido de N en el metal de soldadura, proporcionando de este modo una alta resistencia incluso sin un tratamiento térmico posterior a la soldadura.
Divulgación de la invención
Se requiere que los materiales utilizados para las estructuras tengan varias propiedades además de la resistencia a la fragilización por hidrógeno y fuerza. Por ejemplo, cuando dichos materiales se utilizan en tuberías, algunas estructuras pueden doblarse en frío o soldarse en diversas condiciones. Como tal, para proporcionar estructuras saludables, se necesitan tanto una ductilidad suficiente como una buena soldabilidad.
El empleo de técnicas como se describe en los documentos de patente enumerados anteriormente proporciona un material de base de alta resistencia o una junta soldada con una resistencia mejorada a la fragilización por hidrógeno. Particularmente, los documentos WO 2004/083476 A1 y WO 2004/083477 A1 divulgan cada uno un acero inoxidable austenítico de alta resistencia con una ductilidad correspondiente a un alargamiento de rotura superior al 30 %. Sin embargo, si se contiene una alta concentración de Nb como elemento de aleación con el fin de aprovechar sus efectos, la soldabilidad puede disminuir y, durante la soldadura, pueden desarrollarse grietas en las zonas afectadas por el calor de soldadura.
El documento WO 2012/132992 A1 divulga la realización de un trabajo en frío después del tratamiento térmico en solución y, a continuación, la realización del tratamiento térmico nuevamente para proporcionar un acero inoxidable austenítico con una resistencia de 800 MPa o superior. Sin embargo, cuando se va a utilizar un material como estructura, es difícil realizar un trabajo en frío en todas sus partes. Por tanto, se prefiere un material que pueda proporcionar la resistencia requerida y otras propiedades después del tratamiento térmico en solución después del trabajo en caliente sin ningún tratamiento adicional.
El documento EP 1577414 divulga un acero inoxidable austenítico resistente al calor que tiene una resistencia a alta temperatura y a la resistencia al pandeo capaz de resistir temperaturas de trabajo de no menos de 550 GRADOS C, así como ser de bajo costo, y un proceso de producción del mismo. El acero no contiene más de 0,1% en peso de C, menos de 1,0 % en peso de Si, 1,0 % en peso a 10,0 % en peso de Mn, no más de 0,03 % en peso de P, no más de 0,01 % en peso de S, 0,01 % en peso a 3,0 % en peso de Cu, 7,0 % en peso a 15,0 % en peso de Ni, 15,0 % en peso a 25,0 % en peso de Cr, 0,5 % en peso a 5,0% en peso de Mo, no más de 0,03 % en peso de Al, 0,4% en peso a 0,8 % en peso de N, y el resto consiste sustancialmente en Fe e impurezas inevitables.
MATERIALS PERFORMANCE, NACE INTERNATIONAL, HOUSTON, TX, EE.UU., Vol. 46, n.° 1, 1 de enero de 2007 (01-01-2007), páginas 58-60 divulga un acero con la siguiente composición química (% en peso) de C: 0,035; Si: 0,47; S: 0,01; P: 0,26; Mn: 3,69; Ni: 13,56; Cr: 20,45; Mo: 2,29; Cu: 0,46; Nb: 0,21; V: 0,22; Ti: 0,004; Sn: 0,006; Co: 0,04; Al: 0,022; Pb: 0,0002; W: 0,036; Ca: 0,0012; Zn: 0,033; y Fe: Resto.
Un objeto de la presente invención es proporcionar un acero inoxidable austenítico con resistencia, ductilidad y soldabilidad mejoradas.
Un acero inoxidable austenítico de acuerdo con una realización de la presente invención tiene una composición química que consiste en, en % en masa: de 0,005 a 0,07 % de C; de 0,1 a 1,2 % de Si; de 3,2 a 6,5 % de Mn; de 9 a 14 % de Ni; un total no inferior a 0,005 % y hasta 2 % de al menos uno de Cu y Co; de 19 a 24 % de Cr; de 1 a 4 % de Mo; de 0,05 a 0,38 % de Nb; de 0,15 a 0,45 % de N; hasta 0,05 %de Al; hasta 0,03 % de P; hasta 0,002 % de S; hasta 0,02 % de O; de 0 a 0,5 % de V; de 0 a 0,5 % de Ti; de 0 a 0,01 % de B; de 0 a 0,05 % de Ca; de 0 a 0,05 % de Mg; de 0 a 0,5 % de MTR; y siendo el resto Fe e impurezas, donde una cantidad de Nb analizada como residuo después de la extracción electrolítica es de 0,01 a 0,28 % en masa.
La presente invención proporciona un acero inoxidable austenítico con resistencia, ductilidad y soldabilidad mejoradas.
Realizaciones para llevar a cabo la invención
Los presentes inventores investigaron la resistencia y ductilidad de los aceros inoxidables austeníticos producidos mediante la realización de trabajo en caliente y tratamiento térmico en solución sobre una materia prima que contiene, en % en masa: de 0,005 a 0,07 % de C; de 0,1 a 1,2 % de Si; de 3,2 a 6,5 % de Mn; de 9 a 14 % de Ni; un total no inferior a 0,005 % y menos de 3 % de al menos uno de Cu y Co; de 19 a 24 % de Cr; de 1 a 4 % de Mo; de 0,05 a 0,38 % de Nb; de 0,15 a 0,50 % de N; hasta 0,05 %de Al; y otros elementos, y obtuvieron los siguientes hallazgos.
La resistencia y ductilidad de un acero inoxidable austenítico están relacionadas con la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica, es decir, están relacionadas con la cantidad de precipitados que contienen Nb. Los precipitados que contienen Nb son carbonitruros de Nb y nitruros de Nb producidos durante la fabricación del acero inoxidable austenítico.
Para proporcionar la resistencia requerida después del tratamiento térmico en solución después del trabajo en caliente sin ningún tratamiento adicional, la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica debe ser de 0,005 % en masa o más. Por otro lado, si la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica supera el 0,28 % en masa, la ductilidad disminuye.
Incluso en el caso de un acero donde la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica es de 0,005 % en masa o más y se proporciona la resistencia requerida, soldar dicho acero antes de usarlo puede causar otro problema: pueden desarrollarse grietas por licuación en las zonas afectadas por calor de soldadura adyacentes a la línea de fusión. Esto se debe presumiblemente a que, cuando la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica es pequeña, los efectos del anclado debido a los carbonitruros o nitruros de Nb son insuficientes y, por tanto, durante una soldadura, los granos se vuelven gruesos. Para evitar el agrietamiento por licuación durante la soldadura, la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica debe ser de 0,01 % en masa o más.
Por consiguiente, para proporcionar una buena resistencia, ductilidad y soldabilidad en un acero inoxidable austenítico que tiene la composición química indicada anteriormente, se requiere que la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica sea de 0,01 a 0,28 % en masa.
Adicionalmente, los presentes inventores descubrieron que se puede proporcionar incluso una mejor ductilidad y soldabilidad ajustando las condiciones del tratamiento térmico en solución realizadas después del trabajo en caliente dependiendo del contenido de Nb en la materia prima. Más específicamente, descubrieron que se puede proporcionar una buena ductilidad y soldabilidad realizando un tratamiento térmico en solución a una temperatura de tratamiento térmico en solución en el intervalo de 950 a 1300 °C en una condición que satisfaga la siguiente fórmula, (1):
40x[% de Nb]+100<Txlog(1,2+t/60)<-200x[% de Nb]+700 (1)
En la fórmula (1), el contenido de Nb en la materia prima en % en masa se sustituye por [% de Nb], la temperatura de tratamiento térmico en solución en °C se sustituye por T y el tiempo de tratamiento térmico en solución en minutos se sustituye por t.
La presente invención se elaboró basándose en los hallazgos analizados anteriormente. Un acero inoxidable austenítico de acuerdo con una realización de la presente invención y un método de fabricación se describirán en detalle a continuación.
[Composición química]
El acero inoxidable austenítico de acuerdo con la presente realización tiene la composición química que se describe a continuación. En la siguiente descripción, "%" en el contenido de un elemento significa porcentaje en masa.
C: de 0,005 a 0,07 %
El carbono (C) es un elemento eficaz para estabilizar la austenita. Además, C produce carburos de Nb y contribuye a proporcionar suficiente resistencia. El contenido de C debe ser de 0,005 % o superior para que estos efectos estén suficientemente presentes. Sin embargo, si el contenido de C es demasiado alto, se producen cantidades excesivas de carburos de Nb, lo que disminuye la ductilidad del acero. En vista de esto, el contenido de C debería estar en el intervalo de 0,005 a 0,07 %. El límite inferior del contenido de C es preferentemente de 0,01 % y más preferentemente de 0,02 %. El límite superior del contenido de C es preferentemente de 0,06 % y más preferentemente de 0,05 %.
Si: de 0,1 y hasta 1,2 %
El silicio (Si) es un elemento eficaz como desoxidante y también eficaz para mejorar la resistencia a la corrosión. El contenido de Si debe ser de 0,1 % o superior para que estos efectos estén suficientemente presentes. Sin embargo, si el contenido de Si es demasiado alto, esto reduce la estabilidad de la microestructura de austenita y también reduce la ductilidad del acero. En vista de esto, el contenido de Si debería estar en el intervalo de 0,1 a 1,2 %. El límite inferior del contenido de Si es preferentemente de 0,15 % y más preferentemente de 0,2 %. El límite superior del contenido de Si es preferentemente de 1,1 % y más preferentemente de 1,0 %.
Mn: de 3,2 a 6,5 %
El manganeso (Mn) contribuye a la desoxidación durante la fabricación y también es eficaz para estabilizar la austenita. Mn aumenta aún más la solubilidad de N para contribuir indirectamente a aumentar la resistencia. El contenido de Mn necesita ser de 3,2 % o superior para que estos efectos estén suficientemente presentes. Por otro lado, si el contenido de Mn es demasiado alto, no solo el acero se satura en términos de estos efectos, sino que también el Mn se convierte en humos durante la soldadura que se adhieren a la soldadura, lo que disminuye la resistencia a la corrosión. En vista de esto, el contenido de Mn debería estar en el intervalo de 3,2 a 6,5 %. El límite inferior del contenido de Mn es preferentemente de 3,4 % y más preferentemente de 3,5 %. El límite superior del contenido de Mn es preferentemente de 6,3 % y más preferentemente de 6,0 %.
Ni: de 9 a 14 %
El níquel (Ni) es indispensable para proporcionar austenita estable, y aumenta la energía de falla de apilamiento y reduce la susceptibilidad a la fragilización en un entorno de hidrógeno. El contenido de Ni debe ser de 9 % o superior para que estos efectos estén suficientemente presentes. Sin embargo, el Ni es un elemento caro y los altos contenidos de Ni implican mayores costes. En vista de esto, el contenido de Ni debería estar en el intervalo de 9 a 14 %. El límite inferior del contenido de Ni es preferentemente de 9,5 % y más preferentemente de 10 %. El límite superior del contenido de Ni es preferentemente de 13,5 % y más preferentemente de 13 %.
Total de al menos uno de Cu y Co: no inferior a 0,005 % y hasta 2 %
Similar a Ni, el Cu (cobre) y el Co (cobalto) son eficaces para proporcionar una microestructura de austenita estable. El contenido total de Cu y Co debe ser de 0,005 % o más para que estos efectos estén suficientemente presentes. Solo se puede contener uno de Cu y Co, o se pueden contener ambos. Sin embargo, el Cu y el Co son elementos costosos y contenidos más altos significan mayores costos. Además, el exceso de contenido de Cu y Co conduce a una menor ductilidad del acero. En vista de esto, el contenido total de Cu y Co no debe ser inferior a 0,005 % e inferior a 2 %. El límite inferior del contenido total de Cu y Co es preferentemente de 0,01 % y más preferentemente de 0,02 %. El límite superior del contenido total de Cu y Co es preferentemente de 1 %.
Cr: de 19 a 24 %
El cromo (Cr) es indispensable para proporcionar suficiente resistencia a la corrosión en un entorno de uso. Cr aumenta aún más la solubilidad de N durante la fabricación del material de base para contribuir indirectamente a aumentar la resistencia. El contenido de Cr debe ser de 19 % o superior para que estos efectos estén suficientemente presentes. Sin embargo, si el contenido de Cr es demasiado alto, la microestructura de austenita se vuelve inestable. En vista de esto, el contenido de Cr debería estar en el intervalo de 19 a 24 %. El límite inferior del contenido de Cr es preferentemente de 19,5 % y más preferentemente de 20 %. El límite superior del contenido de Cr es preferentemente de 23,5 % y más preferentemente de 23 %.
Mo: de 1 a 4 %
El molibdeno (Mo) es un elemento eficaz para mejorar la resistencia a la corrosión en un entorno de uso y aumentar la resistencia. El contenido de Mo debe ser de 1 % o superior para que estos efectos estén suficientemente presentes. Sin embargo, el Mo es un elemento caro y los altos contenidos de Mo significan mayores costes. Además, si el contenido de Mo es demasiado alto, la microestructura de austenita se vuelve inestable. En vista de esto, el contenido de Mo debería estar en el intervalo de 1 a 4 %. El límite inferior del contenido de Mo es preferentemente de 1,2 % y más preferentemente de 1,5 %. El límite inferior del contenido de Mo es preferentemente de 3,8 % y más preferentemente de 3,5 %.
Nb: de 0,05 a 0,38 %
El niobio (Nb) se precipita en forma de carbonitruros y nitruros finos en la matriz y es eficaz para mejorar la resistencia. Además, los carbonitruros y nitruros finos que se han precipitado evitan el engrasamiento de los granos en las zonas afectadas por calor durante la soldadura, reduciendo de este modo la susceptibilidad al agrietamiento por licuación. El contenido de Nb debe ser de 0,05 % o superior para que estos efectos estén suficientemente presentes. Sin embargo, si el contenido de Nb es demasiado alto, la susceptibilidad al agrietamiento en las zonas afectadas por calor de la soldadura se vuelve alta y, también, se precipitan grandes cantidades de carbonitruros y nitruros, lo que disminuye la ductilidad del material. En vista de esto, el contenido de Nb debería estar en el intervalo de 0,05 a 0,38 %. El límite inferior del contenido de Nb es preferentemente de 0,12 % y más preferentemente de 0,15 %. El límite superior del contenido de Nb es preferentemente de 0,35 %.
El contenido de Nb, como se utiliza en el presente documento, significa la cantidad total de Nb contenida en el acero inoxidable austenítico. Es decir, significa la suma de la cantidad de Nb disuelta en la matriz y la cantidad de Nb que está presente en forma de precipitados. En la presente realización, además del contenido de Nb, la cantidad de Nb que está presente en forma de precipitados, es decir, la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica debe estar en el intervalo especificado.
N: de 0,15 a 0,45 %
El nitrógeno (N) se disuelve en la matriz y, junto con el Nb y otros elementos, forma carbonitruros y nitruros finos para contribuir a aumentar la resistencia. Además, el N es un elemento eficaz para estabilizar la microestructura de austenita. El contenido de N debe ser de 0,15 % o superior para que estos efectos estén suficientemente presentes. Sin embargo, si el contenido de N es demasiado alto, la trabajabilidad en caliente durante la fabricación disminuye y se producen cantidades excesivas de precipitados de Nb, lo que disminuye la ductilidad del acero. En vista de esto, el contenido de N debería estar en el intervalo de 0,15 a 0,50 %. El límite inferior del contenido de N es preferentemente de 0,22 % y más preferentemente de 0,25 %. El límite superior del contenido de N es de 0,45 %.
Al: hasta 0,05 %
Similar a Si, el Al (aluminio) está contenido como desoxidante. Sin embargo, si el contenido de Al es demasiado alto, la limpieza del acero se deteriora y la trabajabilidad en caliente disminuye. En vista de esto, el contenido de Al no debe ser superior al 0,05 %. El contenido de Al es preferentemente no superior al 0,04 % y más preferentemente no superior al 0,03 %. Aunque no es necesario proporcionar un límite inferior de contenido de Al, una reducción excesiva conduce a un aumento de los costes de fabricación de acero. En vista de esto, el límite inferior del contenido de Al es preferentemente de 0,0005 % y más preferentemente de 0,001 %.
El resto de la composición química del acero inoxidable austenítico de acuerdo con la presente realización es Fe e impurezas. La impureza, como se utiliza en el presente documento, significa un elemento que se origina a partir de mineral o material de desecho utilizado como materia prima para el acero inoxidable o un elemento que se ha introducido desde el entorno o similares durante el proceso de fabricación.
Los contenidos de P, S y O, que son impurezas, están limitados a los intervalos proporcionados a continuación.
P: no superior a 0,03 %
El fósforo (P) está contenido como impureza en el acero. Si el contenido de P es demasiado alto, la trabajabilidad en caliente durante la fabricación disminuye y la susceptibilidad al agrietamiento por licuación en las zonas afectadas por calor de soldadura durante la soldadura aumenta. Cuanto menor sea el contenido de P, mejor será; sin embargo, una reducción excesiva conduce a un aumento de los costes de fabricación. En vista de esto, el contenido de P no debe ser superior a 0,03 %. El contenido de P es preferentemente no superior al 0,025 % y más preferentemente no superior al 0,02 %.
S: hasta 0,002 %
El azufre (S) está contenido como impureza en el acero. Si el contenido de S es demasiado alto, la trabajabilidad en caliente durante la fabricación disminuye y la ductilidad del acero disminuye. Además, Si el contenido de S es demasiado alto, aumenta la susceptibilidad al agrietamiento por licuación en las zonas afectadas por calor de soldadura durante la soldadura. Cuanto menor sea el contenido de S, mejor será; sin embargo, una reducción excesiva conduce a un aumento de los costes de fabricación. En vista de esto, el contenido de S no debe ser superior a 0,002 %. El contenido de S es preferentemente no superior al 0,0018 % y más preferentemente no superior al 0,0015 %.
O: hasta 0,02 %
El oxígeno (O) está contenido como impureza en el acero. Si el contenido de O es demasiado alto, la trabajabilidad en caliente durante la fabricación disminuye y la limpieza del acero se deteriora y la ductilidad disminuye. En vista de esto, el contenido de O no debería ser superior a 0,02 %. El contenido de O es preferentemente no superior al 0,015 % y más preferentemente no superior al 0,01 %. Aunque no es necesario proporcionar un límite inferior de contenido de O, una reducción excesiva conduce a un aumento de los costes de fabricación de acero. En vista de esto, el límite inferior del contenido de O es preferentemente de 0,001 % y más preferentemente de 0,002 %.
En la composición química del acero inoxidable austenítico de acuerdo con la presente realización, parte del Fe puede ser reemplazada por uno o más elementos seleccionados entre V, Ti, B, Ca, Mg y MTR. V, Ti, B, Ca, Mg y MTR son elementos opcionales. Es decir, la composición química del acero inoxidable austenítico de acuerdo con la presente realización puede contener solo una parte o ninguna de V, Ti, B, Ca, Mg y MTR.
V: de 0 a 0,5 %
Similar a Nb, el vanadio (V) se precipita en forma de carbonitruros y aumenta la resistencia del acero. Este efecto está presente si se contiene una pequeña cantidad de V. Por otro lado, si el contenido de V es demasiado alto, se precipitan cantidades excesivas de carbonitruros, lo que disminuye la ductilidad del acero. En vista de esto, el contenido de V debería estar en el intervalo de 0 a 0,5 %. El límite inferior del contenido de V es preferentemente de 0,001 % y más preferentemente de 0,005 % y aún más preferentemente de 0,01 %. El límite superior del contenido de V es preferentemente de 0,45 % y más preferentemente de 0,40 %.
Ti: de 0 a 0,5 %
Similar a V y Nb, el titanio (Ti) se precipita en forma de carbonitruros y aumenta la resistencia del acero. Este efecto está presente si se contiene una pequeña cantidad de Ti. Por otro lado, si el contenido de Ti es demasiado alto, se precipitan cantidades excesivas de carbonitruros, lo que disminuye la ductilidad del acero. En vista de esto, el contenido de Ti debería estar en el intervalo de 0 a 0,5 %. El límite inferior del contenido de Ti es preferentemente de 0,001 % y más preferentemente de 0,003 % y aún más preferentemente de 0,005 %. El límite superior del contenido de Ti es preferentemente de 0,45 % y más preferentemente de 0,40 %.
B: de 0 a 0,01 %
El boro (B) se segrega a lo largo de los límites de los granos y aumenta la fuerza de fijación en los límites de los granos para contribuir a aumentar la resistencia y también mejora la ductilidad. B también reduce la fragilidad en un entorno de hidrógeno. Estos efectos están presentes si se contiene una pequeña cantidad de B. Por otro lado, si el contenido de B es demasiado alto, se aumenta la susceptibilidad al agrietamiento por licuación en las zonas afectadas por calor de soldadura. En vista de esto, el contenido de B debería estar en el intervalo de 0 a 0,01 %. El límite inferior del contenido de B es preferentemente de 0,0001 % y más preferentemente de 0,0002 % y aún más preferentemente de 0,0005 %. El límite superior del contenido de B es preferentemente de 0,008 % y más preferentemente de 0,005 %.
Ca: de 0 a 0,05 %
El calcio (Ca) mejora la trabajabilidad en caliente del acero. Este efecto está presente si se contiene una pequeña cantidad Ca. Por otro lado, si el contenido de Ca es demasiado alto, el Ca se combina con O de tal manera que la limpieza del acero se deteriora y la trabajabilidad en caliente disminuye. En vista de esto, el contenido de Ca debería estar en el intervalo de 0 a 0,05 %. El límite inferior del contenido de Ca es preferentemente de 0,0001 % y más preferentemente de 0,0005 % y aún más preferentemente de 0,001 %. El límite superior del contenido de Ca es preferentemente de 0,03 % y más preferentemente de 0,01 %.
Mg: de 0 a 0,05 %
Similar a Ca, el magnesio (Ca) mejora la trabajabilidad en caliente del acero. Este efecto está presente si se contiene una pequeña cantidad de Mg. Por otro lado, si el contenido de Mg es demasiado alto, el Mg se combina con O de tal manera que la limpieza del acero se deteriora y la trabajabilidad en caliente disminuye. En vista de esto, el contenido de Mg debería estar en el intervalo de 0 a 0,05 %. El límite inferior del contenido de Mg es preferentemente de 0,0001 % y más preferentemente de 0,0005 % y aún más preferentemente de 0,001 %. El límite superior del contenido de Mg es preferentemente de 0,03 % y más preferentemente de 0,01 %.
MTR: de 0 a 0,5 %
Los metales de tierras raras (MTR) tienen una fuerte afinidad con S y mejoran la trabajabilidad en caliente del acero. Este efecto está presente si se contiene una pequeña cantidad de MTR. Por otro lado, si el contenido de MTR es demasiado alto, el MTR se combina con O de tal manera que la limpieza del acero se deteriora y la trabajabilidad en caliente disminuye. En vista de esto, el contenido de MTR debería estar en el intervalo de 0 a 0,5 %. El límite inferior del contenido de MTR es preferentemente de 0,001 % y más preferentemente de 0,002 % y aún más preferentemente de 0,005 %. El límite superior del contenido de MTR es preferentemente de 0,3 % y más preferentemente de 0,1 %.
"MTR" es un término colectivo para el total de 17 elementos: Sc, Y y los lantanoides, y el contenido de MTR se refiere al contenido total de uno o más elementos de MTR. MTR suele estar contenido en metal compuesto. Por tanto, por ejemplo, puede añadirse metal compuesto a una aleación para ajustar el contenido de MTR para que esté en el intervalo proporcionado anteriormente.
[Cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica]
En el acero inoxidable austenítico de acuerdo con la presente realización, la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica está en el intervalo de 0,01 a 0,28 % en masa.
El Nb contenido en la materia prima se precipita en forma de carbonitruros y nitruros finos durante el proceso de tratamiento térmico en solución. Los carbonitruros y/o nitruros finos de Nb que se han precipitado mejoran la resistencia del acero y, durante una soldadura, contribuyen a prevenir el engrosamiento de los granos en las zonas afectadas por el calor de soldadura para reducir la susceptibilidad al agrietamiento por licuación. Para producir estos efectos, la cantidad de Nb que se ha precipitado en forma de carbonitruros y/o nitruros, es decir, la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica debe ser de 0,01 % en masa o superior. Sin embargo, si la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica es excesiva, la ductilidad del acero disminuye. En vista de esto, la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica debe estar en el intervalo de 0,01 a 0,28 % en masa. El límite inferior de la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica es preferentemente de 0,02 % en masa y más preferentemente de 0,03 % en masa. El límite superior de la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica es preferentemente de 0,25 % en masa.
La cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica puede ajustarse ajustando el contenido de Nb y el contenido de N en la materia prima, así como las condiciones del tratamiento térmico en solución. Más específicamente, cuanto mayor es el contenido de Nb y N en la materia prima, mayor es la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica. Cuanto menor sea la temperatura para el tratamiento térmico en solución y/o cuanto mayor sea el tiempo de retención, mayor es la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica. Sin embargo, si la temperatura para el tratamiento térmico en solución es baja y/o el tiempo de retención es corto, las cantidades de carbonitruros y/o nitruros de Nb que se han producido en las etapas anteriores al tratamiento térmico en solución, tal como el trabajo en caliente, y el tratamiento térmico en solución en sí, y que se disuelven durante el tratamiento térmico en solución no son suficientes, en cuyo caso, asimismo, la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica es alta. Además, durante el enfriamiento en el tratamiento térmico en solución, cuanto menor sea la tasa de enfriamiento en el intervalo de temperatura de 1100 a 600 °C, donde se precipitan carbonitruros y/o nitruros de Nb, mayor es la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica.
La cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica se mide de la siguiente manera.
A partir de un acero inoxidable austenítico, se obtiene un material de prueba con un tamaño predeterminado. Con electrólisis de corriente constante utilizando, como electrolito, una solución de metanol al 10 % en volumen de acetilacetona-1 % en masa de cloruro de tetrametilamonio, el material de prueba se somete a una disolución anódica a una densidad de corriente de 20 a 25 mA/cm2, y se extraen los carbonitruros y nitruros del residuo. El residuo extraído se somete a descomposición por ácido y luego se realiza un análisis por emisión de PAI (plasma acoplado inductivamente a alta frecuencia) para medir la masa de Nb en el residuo. La masa de Nb en el residuo se divide por la cantidad de disolución del material de prueba para determinar la cantidad de Nb presente en forma de carbonitruros y/o nitruros, es decir, la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica.
[Método de fabricación]
A continuación se describirá un método de fabricación de un acero inoxidable austenítico de acuerdo con una realización de la presente invención. El método para el acero inoxidable austenítico de acuerdo con la presente realización incluye las etapas de: preparar una materia prima; trabajar en caliente la materia prima; y realizar un tratamiento térmico en solución sobre la materia prima trabajada en caliente.
En primer lugar, se prepara una materia prima con la composición química antes mencionada. Más específicamente, por ejemplo, se funde y refina un acero con la composición química mencionada anteriormente.
La materia prima se trabaja en caliente. El trabajo en caliente puede ser, por ejemplo, laminado en caliente o forjado en caliente.
La materia prima trabajada en caliente se somete a un tratamiento térmico en solución. Más específicamente, la materia prima se mantiene a una temperatura de tratamiento térmico en solución predeterminada durante un tiempo de tratamiento térmico en solución predeterminado antes de enfriarse. Por tanto, los carbonitruros y/o nitruros gruesos de Nb que se han precipitado durante el trabajo en caliente y otras etapas se disuelven y, durante el proceso de enfriamiento, se precipitan de nuevo en forma de carbonitruros y/o nitruros finos. Los carbonitruros y/o nitruros finos de Nb que se han precipitado contribuyen a mejorar la resistencia y ductilidad del acero.
La temperatura del tratamiento térmico en solución está preferentemente en el intervalo de 950 a 1300 °C. Si la temperatura del tratamiento térmico en solución es inferior a 950 °C, las cantidades de carbonitruros y/o nitruros de Nb que se han precipitado durante el trabajo en caliente y que se disuelven durante el tratamiento térmico en solución no son suficientes y la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica puede no ser del 0,3 % en masa o menos. Por otro lado, si la temperatura del tratamiento térmico en solución supera los 1300 °C, los granos se vuelven gruesos y algunos límites de granos pueden comenzar a fundirse.
El enfriamiento para el tratamiento térmico en solución es preferentemente un enfriamiento con agua. En el enfriamiento después del tratamiento térmico en solución, cuanto menor es la tasa de enfriamiento en el intervalo de temperatura de 1100 a 600 °C en el que se precipitan carbonitruros y/o nitruros de Nb, más grande es la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica. La tasa de enfriamiento en este intervalo de temperatura es preferentemente no inferior a 0,5 °C/s, y preferentemente no inferior a 1 °C/s.
El tratamiento térmico en solución se realiza preferentemente en una condición que satisfaga la siguiente fórmula, (1).
40x[% de Nb]+100<Txlog(1,2+t/60)<-200x[% de Nb]+700 (1)
En la fórmula (1), el contenido de Nb en la materia prima en % en masa se sustituye por [% de Nb], la temperatura de tratamiento térmico en solución en °C se sustituye por T y el tiempo de tratamiento térmico en solución en minutos se sustituye por t. Log (x) es el logaritmo común de x.
Si Txlog(1,2+t/60) es menor que 40x[% de Nb]+100, las cantidades de carbonitruros y/o nitruros gruesos de Nb que se disuelven no son suficientes, de modo que las cantidades de carbonitruros y/o nitruros finos que se precipitan en el proceso incluyendo el enfriamiento no son suficientes. Esto disminuye la mejora de la resistencia y la ductilidad. Esto se debe a que cuanto mayor es el contenido de Nb en la materia prima, mayor es la temperatura y/o mayor es el tiempo necesario para disolver carbonitruros y/o nitruros gruesos de Nb. Por tanto, es preferible que cuanto mayor sea el contenido de Nb en la materia prima, mayor es el valor de Txlog(1,2+t/60).
Por otro lado, si Txlog(1,2+t/60) supera -200x[% de Nb]+700, los granos se vuelven significativamente gruesos, lo que aumenta la susceptibilidad al agrietamiento por licuación durante la soldadura. Dado que el Nb es un elemento que aumenta la susceptibilidad al agrietamiento por licuación, es preferible que cuanto mayor sea el contenido de Nb en la materia prima, menor es el valor de Txlog(1,2+t/60).
En el método de fabricación de un acero inoxidable austenítico de acuerdo con la presente realización, es preferible que no se realice el trabajo en frío entre el trabajo en caliente y el tratamiento térmico en solución. Esto se debe a que realizar un trabajo en frío provocaría que se produjeran precipitados inducidos por la distorsión durante el aumento de temperatura del tratamiento térmico en solución, lo que requeriría una temperatura más alta o un tiempo más largo para el tratamiento térmico en solución.
Se ha descrito una realización de la presente invención. La presente realización proporciona un acero inoxidable austenítico con resistencia, ductilidad y soldabilidad mejoradas.
Las realizaciones descritas anteriormente son simplemente ejemplos para llevar a cabo la presente invención. Por tanto, la presente invención no se limita a las realizaciones descritas anteriormente, y las realizaciones descritas anteriormente pueden modificarse según sea apropiado sin apartarse de la presente invención como se define en las reivindicaciones.
Ejemplos
La presente invención se describirá ahora más específicamente con la ayuda de ejemplos. La presente invención no se limita a estos ejemplos.
Las materias primas para los Tipos de acero A y C a F que tienen las composiciones químicas que se muestran en la Tabla 1 se fundieron en un laboratorio y se colaron en lingotes, que se sometieron a forjado en caliente y laminado en caliente para producir placas con un espesor de placa de 14 mm. Posteriormente, se realizó el tratamiento térmico en solución con diferentes temperaturas y tiempos. El enfriamiento después del tratamiento térmico en solución fue un enfriamiento con agua. Las placas que se han sometido al tratamiento térmico en solución se mecanizaron en un espesor de placa de 12 mm para proporcionar muestras. "-" en la Tabla 1 significa que el contenido del elemento relevante estaba en un nivel de impureza.
[Tabla 1]
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[Análisis de residuos]
De las muestras se obtuvieron materiales de prueba con una anchura y altura de 10 mm y una longitud de 50 mm, y se midió la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica mediante el método descrito en relación con la realización descrita anteriormente.
[Prueba de tracción]
De las muestras se obtuvieron piezas de prueba de barra redonda N.° 14A indicadas en JIS Z2201 (2013) con un diámetro de porción paralela de 8 mm y una longitud de porción paralela de 55 mm, y la prueba de tracción se llevó a cabo a temperatura ambiente. Se determinó que una pieza de prueba con una resistencia a la tracción de 690 MPa o superior, que se requiere de un equipo de hidrógeno, pasó la prueba. Se determinó que una pieza de prueba con una resistencia a la tracción de 800 MPa o superior tenía una resistencia a la tracción particularmente buena. Con respecto a la ductilidad, se determinó que una pieza de prueba con un alargamiento de rotura del 35 % o superior durante la prueba de tracción había pasado la prueba. Se determinó que una pieza de prueba con un alargamiento de rotura del 40 % o superior tenía una ductilidad particularmente buena.
[Prueba de tracción de baja tasa de deformación]
Se llevaron a cabo pruebas de tracción de baja tasa de deformación en las muestras que pasaron la prueba de tracción, con el fin de evaluar la resistencia a la fragilización por hidrógeno en un entorno de hidrógeno a alta presión. Más específicamente, de las muestras se obtuvieron piezas de prueba de tracción de baja tasa de deformación en forma de placa, y se llevaron a cabo pruebas de tracción de baja tasa de deformación en la atmósfera y en un entorno de hidrógeno a alta presión a 45 MPa. La tasa de deformación fue de 3x10-5/s. Se determinó que una pieza de prueba en la que el valor de la reducción de área debido a la prueba de rotura en el entorno de hidrógeno a alta presión fue de 90 % o más del valor de la reducción de área debido a la prueba de rotura en la atmósfera había pasado la prueba.
[Prueba de soldadura]
Se llevó a cabo una prueba para evaluar la soldabilidad en las muestras que pasaron la prueba de tracción y la prueba de tracción de baja tasa de deformación. Más específicamente, se prepararon placas de acero con una anchura de 50 mm y una longitud de 100 mm y, en una sección transversal a lo largo de la dirección longitudinal de cada placa, se formó una ranura en V con un ángulo de borde de 30° y un espesor de raíz de 1 mm. Los cuatro lados de cada una de estas placas de acero se soldaron con sujeción en una placa de acero SM400B especificada por JIS G 3106 (2008) con un espesor de 25 mm, una anchura de 200 mm y una longitud de 200 mm, utilizando una varilla de soldadura por arco cubierta Eni6625 especificada por JIS Z 3224 (2010). Después, se utilizó un alambre de relleno correspondiente a SNi 6082 especificado en JIS Z 3334 (2011) para realizar la soldadura laminada en la ranura con una entrada de calor de 10 a 15 kJ/cm para producir una junta soldada.
Los especímenes se obtuvieron de cinco ubicaciones en cada junta soldada producida, donde la superficie observada estaba representada por una superficie transversal de la junta (es decir, sección transversal perpendicular al cordón de soldadura). Cada uno de los especímenes obtenidos se pulió y grabó antes de ser observados por microscopía óptica para determinar si había grietas en las zonas afectadas por calor de soldadura. Se determinó que una junta en la que los cinco especímenes incluían uno o menos especímenes con grietas encontradas había pasado la prueba. Se determinó que una junta en la que no se encontraron grietas en ninguno de los especímenes tenía una soldabilidad particularmente buena.
Las condiciones del tratamiento térmico en solución y los resultados de las pruebas se muestran en la Tabla 2.
[Tabla 2]
Figure imgf000011_0001
En la Tabla 2, "Cantidad de Nb (% en masa)" indica el contenido de Nb en la materia prima. "T (° C)" y "t (min)" indican la temperatura del tratamiento térmico en solución y el tiempo de temperatura en solución, respectivamente. fn1, fn2 y fn3 indican el lado izquierdo, el lado medio y el lado derecho, respectivamente, de fórmula (1). "Cantidad de Nb como residuo (% en masa)" indica la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica.
Las columnas etiquetadas "Prueba de tracción" enumeran los resultados de la prueba de tracción. En la columna etiquetada "Resistencia a la tracción", "excelente" significa que la resistencia a la tracción de la muestra relevante no fue inferior a 800 MPa, mientras que "inaceptable" significa que el valor fue inferior a 690 MPa. En la columna etiquetada "Alargamiento", "excelente" significa que el alargamiento de rotura de la muestra relevante no fue inferior al 40 %, "bueno" significa que el valor no fue inferior al 35 % e inferior al 40 %, e "inaceptable" significa que el valor era inferior al 35 %.
La columna etiquetada "Prueba de tracción de baja tasa de deformación" enumera los resultados de la prueba de tracción de baja tasa de deformación. En esta columna, "había pasado" significa que, en la muestra, la reducción de área debido a la prueba de rotura en el entorno de hidrógeno de alta presión fue 90 % o más de la reducción de área debido a la prueba de rotura en la atmósfera.
La columna etiquetada "Prueba de soldadura" enumera los resultados de la prueba de soldadura. En esta columna, "excelente" significa que no se encontraron grietas en ninguno de los cinco especímenes, "bueno" significa que solo se encontraron grietas en uno de los especímenes, e "inaceptable" significa que se encontraron grietas en dos o más especímenes.
"-" en las columnas con "Prueba de tracción de baja tasa de deformación" y "Prueba de soldadura" significa que no se llevó a cabo la prueba relevante.
Como se muestra en la Tabla 2, las muestras con las Marcas A1 a A19, y C1 a C12 habían pasado todas las pruebas de tracción, las pruebas de tracción de baja tasa de deformación y las pruebas de soldadura. Particularmente, las muestras con las marcas A1, A3 a A8, A11 a A16, A18, A19, C1 a C6 y c 8 a C11 tuvieron excelentes resultados tanto en las pruebas de tracción como en las de soldadura. Más específicamente, en cada muestra, la resistencia a la tracción no fue inferior a 800 MPa, el alargamiento de rotura no fue inferior al 40 % y no se encontraron grietas en ninguno de los cinco especímenes.
Las muestras con las Marcas A2 y A10 tenían cada una un alargamiento de rotura no inferior al 35 % e inferior al 40 % y una ductilidad ligeramente inferior a la Marca A1, por ejemplo. Esto se debe presumiblemente a que el valor de Txlog(1,2+t/60) era demasiado bajo en relación con el contenido de Nb en la materia prima y las cantidades de carbonitruros y/o nitruros gruesos de Nb que se disuelven no eran suficientes.
En cada una de las muestras con las Marcas A9, A17, C7 y C12, solo se encontraron grietas en uno de los cinco especímenes, lo que significa una soldabilidad ligeramente inferior a la Marca A, por ejemplo. Esto se debe presumiblemente a que el valor de Txlog(1,2+t/60) era demasiado alto en relación con el contenido de Nb y el tamaño de grano aumentado condujo a una mayor susceptibilidad al agrietamiento por licuación.
La Marca C13 tenía una resistencia a la tracción inferior a 690 MPa. Esto se debe presumiblemente a que la cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica era demasiado baja. La cantidad de Nb analizada como residuos después de la extracción electrolítica fue demasiado baja presumiblemente puesto que la temperatura para el tratamiento térmico en solución fue alta, lo que significa que la temperatura a la que se inició el enfriamiento también fue alta, de modo que la tasa de enfriamiento durante el paso por el intervalo de temperatura en el que se produjeron los precipitados fue demasiado alta, lo que impidió la producción de precipitados.
En cada una de las Marcas D1 y D2, la resistencia a la tracción y la ductilidad fueron suficientes, pero se encontraron grietas en dos o más de los cinco especímenes. Esto se debe presumiblemente a que el contenido de Nb en el Acero tipo D era demasiado alto, lo que aumentó la susceptibilidad al agrietamiento por licuación.
En cada una de las Marcas E1 y E2, la resistencia a la tracción fue suficiente pero el alargamiento de rotura fue inferior al 35 %. Esto se debe presumiblemente a que el contenido total de Cu y Co del Acero tipo E era demasiado alto.
Las Marcas F1 y F2 no contenían Nb y, por tanto, cada una tenía una resistencia a la tracción inferior a 690 MPa.
Esto muestra que la presente invención proporciona un acero inoxidable austenítico con resistencia, ductilidad y soldabilidad mejoradas.
Aplicabilidad industrial
La presente invención proporciona un acero inoxidable austenítico con resistencia, ductilidad y soldabilidad mejoradas. Por tanto, la presente invención se puede utilizar de forma adecuada en diversos aceros en un equipo de gas hidrógeno a alta presión o tanques de almacenamiento de hidrógeno líquido.

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Un acero inoxidable austenítico que tiene una composición química que comprende, en % en masa:
de 0,005 a 0,07 % de C;
de 0,1 a 1,2 % de Si;
de 3,2 a 6,5 % de Mn;
de 9 a 14 % de Ni;
un total no inferior a 0,005 % y hasta 2 % de al menos uno de Cu y Co;
de 19 a 24 % de Cr;
de 1 a 4 % de Mo;
de 0,05 a 0,38 % de Nb;
de 0,15 a 0,45 % de N;
hasta 0,05 %de Al;
hasta 0,03 % de P;
hasta 0,002 % de S;
hasta 0,02 % de O;
de 0 a 0,5 % de V;
de 0 a 0,5 % de Ti;
de 0 a 0,01 % de B;
de 0 a 0,05 % de Ca;
de 0 a 0,05 % de Mg;
de 0 a 0,5 % de MTR; y
siendo el resto Fe e impurezas,
donde una cantidad de Nb analizada como residuo después de la extracción electrolítica es de 0,01 a 0,28 % en masa, en donde se mide la cantidad de Nb analizada como residuo después de la extracción electrolítica por:
la obtención de un material de prueba a partir del acero inoxidable austenítico;
el sometimiento del material de prueba a una disolución anódica a una densidad de corriente de 20 a 25 mA/cm2 con electrólisis de corriente constante utilizando, como electrolito, una solución de metanol al 10 % en volumen de acetilacetona-1 % en masa de cloruro de tetrametilamonio para extraer el residuo que comprende carbonitruros y nitruros;
el sometimiento del residuo extraído a una descomposición por ácido y la realización de un análisis por emisión de plasma acoplado inductivamente a alta frecuencia para medir la masa de Nb en el residuo; y
la división de la masa de Nb en el residuo por una cantidad de disolución del material de prueba.
2. El acero inoxidable austenítico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la composición química incluye una o más características seleccionadas entre el grupo que consiste en, en % en masa:
de 0,001 a 0,5 % de V;
de 0,001 a 0,5 % de Ti;
de 0,0001 a 0,01 % de B;
de 0,0001 a 0,05 % de Ca;
de 0,0001 a 0,05 % de Mg; y
de 0,001 a 0,5 % de MTR.
3. El acero inoxidable austenítico de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el acero inoxidable austenítico tiene una resistencia a la tracción no inferior a 690 MPa y un alargamiento de rotura no inferior al 35 % a temperatura ambiente, y
la resistencia a la tracción y el alargamiento de rotura se obtienen mediante el ensayo de tracción con las piezas de prueba de barra redonda N.° 14A indicadas en JIS Z2201 (2013) con un diámetro de porción paralela de 8 mm y una longitud de porción paralela de 55 mm.
4. El acero inoxidable austenítico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 3, en donde el acero inoxidable austenítico se utiliza en un equipo de gas de hidrógeno a alta presión o en un equipo de hidrógeno líquido.
5. Un método de fabricación de acero inoxidable austenítico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende las etapas de:
preparar una materia prima que tiene una composición química que comprende, en % en masa: de 0,005 a 0,07 % de C; de 0,1 a 1,2 % de Si; de 3,2 a 6,5 % de Mn; de 9 a 14 % de Ni; un total no inferior a 0,005 % y hasta 2 % de al menos uno de Cu y Co; de 19 a 24 % de Cr; de 1 a 4 % de Mo; de 0,05 a 0,38 % de Nb; de 0,15 a 0,45 % de N; hasta 0,05 %de Al; hasta 0,03 % de P; hasta 0,002 % de S; hasta 0,02 % de O; de 0 a 0,5 % de V; de 0 a 0,5 % de Ti; de 0 a 0,01 % de B; de 0 a 0,05 % de Ca; de 0 a 0,05 % de Mg; de 0 a 0,5 % de MTR; y siendo el resto Fe e impurezas;
realizar un trabajo en caliente en la materia prima; y
realizar un tratamiento térmico en solución en la materia prima después del trabajo en caliente a una temperatura de tratamiento térmico en solución de 950 a 1300 °C en una condición que satisfaga la fórmula proporcionada a continuación, (1),
en donde un trabajo en frío no se realiza entre el trabajo en caliente y el tratamiento térmico en solución, y en un enfriamiento del tratamiento térmico en solución, una tasa de enfriamiento en el intervalo de temperatura de 1100 a 600 °C no es inferior a 0,5 oC/s,
40x[% de Nb]+100<Txlog(1,2+t/60)<-200x[% de Nb]+700 (1),
En la fórmula (1), el contenido de Nb en la materia prima en % en masa se sustituye por [% de Nb], la temperatura de tratamiento térmico en solución en °C se sustituye por T y el tiempo de tratamiento térmico en solución en minutos se sustituye por t.
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