（k)，本发明人等就脆化裂纹的产生机制总结出下述 ⑴?（η) 〇
[0043] (1)在焊接热循环的过程中、和之后的高温环境中的使用过程中作为晶界脆化元 素的P、S、Sn等元素在晶界偏析。并且，这些元素尤其在晶界表面积较小的粗粒HAZ上显著 偏析，因此该晶界变得极脆。
[0044] (m)当在高温环境中使用的过程中作用外部应力时，在晶粒内大量析出以NbC、 TiC这样的碳化物固定化元素的碳化物为首的碳氮化物、氮化物，因此妨碍晶粒内的变形， 所以应力集中向脆化了的晶界面，容易使晶界开口而产生裂纹。尤其在粗粒HAZ那样的晶 粒粒径很大的位置上，会助长应力集中向晶粒面，从而极其容易产生裂纹。
[0045] (η)作为表示与上述脆化裂纹类似的裂纹形态，例如有伊藤等在焊接学会志的第 41卷（1972)第1号、ρ. 59上阐述的低合金钢的SR裂纹。但是，该低合金钢的SR裂纹是在 焊接后进行短时间的SR热处理时产生的裂纹，其产生时期与上述的在高温环境中长时间 使用了的HAZ上产生的脆化裂纹的产生时期完全不同。而且，其母材组织是铁素体相，其产 生机制与作为本发明对象的奥氏体相上的裂纹的产生机制也完全不同。因此，当然无法直 接将防止上述低合金钢的SR裂纹产生的对策直接充分利用为防止在高温环境中长时间使 用时的HAZ上产生脆化裂纹的对策。因而，为了抑制该种脆化裂纹，有效方法是采取下述对 策⑴和⑵。
[0046] (1)通过减少C固定化元素而抑制在晶粒内析出碳化物，
[0047] (2)减少钢中的P、S、Sn等晶界脆化元素的含量。
[0048] 如上所述，作为防止在焊接后产生液化裂纹以及防止在高温环境中长时间使用时 在HAZ上产生脆化裂纹这两者的对策，明确了有效方法是：减少P、S、Sn等在晶界中偏析而 使晶界变脆的元素的含量。但是，C固定化元素的含量对于液化裂纹和脆化裂纹具有相反 的作用。
[0049] 另外，关于连多硫酸SCC，得到下述见解（〇)。
[0050] (〇)在P、S、Sn、Sb、Pb等容易在晶界中偏析的杂质元素的含量很多的情况下，HAZ 的耐连多硫酸SCC性特别差。另外，耐连多硫酸SCC那样的晶界SCC -般是因晶界腐蚀和 应力的叠加作用而产生的腐蚀。因此，虽然并未完全弄清楚上述机理，但因为杂质元素在晶 界中偏析而使晶界容易被腐蚀，且晶界本身也变脆，因此能够想到上述叠加作用促进在连 多硫酸环境下产生晶界SCC。
[0051] 因此，通过将晶粒内的碳化物的析出量调到最佳并且减少晶界偏析，从而能够同 时抑制上述液化裂纹和脆化裂纹，并且还能确保强度以及改善在连多硫酸环境下的耐see 性，在这一设想的基础之上，本发明人等详细研宄了作为C固定化元素的Nb、Ti、Ta、Zr、Hf 以及V的最佳含量、和在晶粒中偏析而使晶界变脆的元素即S、P、Sn、Sb、Pb、Zn以及As的 最佳含量。结果得到下述重要见解（P)?（s)。
[0052] (p)为了防止产生上述液化裂纹和脆化裂纹这两者且同时改善耐连多硫酸SCC 性，需要将在晶粒中偏析而使晶界变脆的元素即P、s、Sn、Sb、Pb、Zn以及As的含量限制在 特定范围内。
[0053] (q)上述元素中S的不良影响最大，P和Sn次之。因而，为了防止产生上述2种裂 纹且同时改善耐连多硫酸see性，在限制上述各元素的含量的基础上，必须考虑各元素的 影响大小，将式子中的元素符号作为该元素以质量％计的含量，而将下述式（1)表示的参 数Fl的值控制在0. 075以下。
[0054] Fl = S+ {(P+Sn) /2} + {(As+Zn+Pb+Sb) /5}…（1)
[0055] (r)特别是，通过依据上述P、S、Sn、Sb、Pb、Zn以及As这些在晶界中偏析而使晶 界变脆的元素的含量将作为C固定化元素的Nb、Ti、Ta、Zr、Hf以及V的含量调整为特定范 围，能够确保强度以及提高在连多硫酸环境下的耐SCC性，而且能够防止产生上述液化裂 纹和脆化裂纹这两者。
[0056] (s)特别是，在上述C固定化元素中，Ti的影响最大，Ta、Nb、Zr以及Hf的影响次 之。因而，为了确保强度以及提高在连多硫酸环境下的耐SCC性、并且防止产生上述2种裂 纹，在限制上述各元素的含量的基础上，必须考虑各元素的影响大小，将式子中的元素符号 作为该元素以质量％计的含量，而将下述式（2)表示的参数F2的值控制在0. 05以上、并且 将其上限设为[1.7-9 XFl]。
[0057] F2 = Nb+Ta+Zr+Hf+2Ti+(V/10)…（2)
[0058] 本发明是基于上述见解而做成的，其目的在于提供下述（1)?（3)所示的奥氏体 系不锈钢。
[0059] (1) 一种奥氏体系不锈钢，其特征在于，以质量％计含有C:小于0. 04%、Si :1.5% 以下、Mn :2% 以下、Cr :15 ?25%、Ni :6 ?30%、N :0· 02 ?0· 35%、sol. Α1:0· 03% 以下，且 含有Nb :0. 5%以下、Ti :0. 4%以下、V :0. 4%以下、Ta :0. 2%以下、Hf :0. 2%以下以及Zr : 0. 2%以下中的1种或2种以上，剩余部分由Fe和杂质构成，杂质中的P、S、Sn、As、Zn、Pb 以及 Sb 分别为 P :0. 04% 以下、S :0. 03% 以下、Sn :0,1 % 以下、As :0. 01 % 以下、Zn :0. 01% 以下、Pb :0.01 %以下以及Sb :0.01 %以下，且下述式（1)和式（2)所表示的Fl和F2的值 分别满足 Fl < 0.075 以及 0.05 L 7-9 XFl。
[0060] Fl = S+ {(P+Sn) /2} + {(As+Zn+Pb+Sb) /5}…（1)
[0061] F2 = Nb+Ta+Zr+Hf+2Ti+(V/10)…（2)
[0062] 这里，式⑴以及式（2)中的元素符号表示该元素以质量％计的含量。
[0063] (2) -种奥氏体系不锈钢，其特征在于，以质量％计含有C:小于0. 05%、Si :1.5% 以下、Mn :2% 以下、Cr :15 ?25%、Ni :6 ?13%、N :0· 02 ?0· l%、sol. Α1:0· 03% 以下，且 含有Nb :0. 5%以下、Ti :0. 4%以下、V :0. 4%以下、Ta :0. 2%以下、Hf :0. 2%以下以及Zr : 0. 2%以下中的1种或2种以上，剩余部分由Fe和杂质构成，杂质中的P、S、Sn、As、Zn、Pb 以及 Sb 分别为 P :0. 04% 以下、S :0. 03% 以下、Sn :0,1 % 以下、As :0. 01 % 以下、Zn :0. 01% 以下、Pb :0.01 %以下以及Sb :0.01 %以下，且下述式（1)和式（2)所表示的Fl和F2的值 分别满足 Fl < 0.075 以及 0.05 L 7-9 XFl。
[0064] Fl = S+ {(P+Sn) /2} + {(As+Zn+Pb+Sb) /5}…（1)
[0065] F2 = Nb+Ta+Zr+Hf+2Ti+(V/10)…（2)
[0066] 这里，式⑴以及式⑵中的元素符号表示该元素以质量％计的含量。
[0067] (3)根据上述（1)或（2)所述的奥氏体系不锈钢，其特征在于，代替Fe的一部分， 以质量％计含有属于下述第1组?第3组中任意一组的1种以上的元素。
[0068] 第1组：Cu :4%以下、Mo :5%以下、W :5%以下以及Co :1%以下
[0069] 第 2 组：B :0· 012% 以下
[0070] 第3组：Ca :0. 02%以下、Mg :0. 02%以下以及稀土元素：0. 1%以下
[0071] 另外，稀土元素（以下称作"REM"）是Sc、Y和镧系元素共17种元素的总称，REM 的含量是指REM中1种或2种以上的元素的总含量。
[0072] 以下，分别将上述（1)?（3)所示的奥氏体系不锈钢的发明称作"本发明（1)?本 发明（3)"。另外，有时总称为"本发明"。
[0073] 发明的效果
[0074] 本发明的奥氏体系不锈钢在焊接部具有优异的耐液化裂纹性和耐脆化裂纹性，而 且具有良好的耐连多硫酸SCC性和高温强度，因此能够用作在发电锅炉、炼油、石油化学工 业用设备等在含有硫化物的环境中在高温下长时间使用的设备的原材料。
【具体实施方式】
[0075] 下面，详细说明本发明的奥氏体系不锈钢中的成分元素的限定理由。另外，在下述 说明中，各元素含量的" ％ "是指"质量％ "。
[0076] C :小于 0. 05%
[0077] 从确保耐腐蚀性尤其是耐连多硫酸SCC性的这一观点出发，为了抑制因析出了 C 与Cr结合而成的Cr碳化物而导致的敏化，最好极力减少C的含量。另一方面，C具有稳定 奥氏体相的效果，并且是形成微细的晶粒内碳化物而有助于提高高温强度的元素。因此，从 确保高温强度的观点出发，根据析出晶粒内碳化物而能够提高强度这一点，反而优选含有 与碳化物形成元素的量相当的量的C。但是，在C的含量过多、特别是在0. 05%以上时，会使 焊接凝固裂纹敏感性增大并且导致耐腐蚀性显著变差。因而，使C含量小于0.05% (本发明 (2))。另外，更优选C含量小于0.04%。因此，将本发明（1)中的C含量设为小于0.04%。 更优选C含量小于0. 03 %，且更优选在0. 02 %以下。
[0078] Si :1. 5% 以下
[0079] Si在熔炼奥氏体系不锈钢时具有脱氧作用，并且是能有效提高耐氧化性以及耐水 蒸气氧化性等的元素。但是，在Si的含量过多、特别是大于1. 5%时，会使焊接裂纹敏感性 增大，并且由于Si是能稳定奥氏体相的元素，因此会降低奥氏体相的稳定性。因而，将Si的 含量设在1.5%以下。另外，优选Si的含量在1 %以下，更优选在0.75%以下。另一方面， 为了可靠地获得Si的上述效果，最好将Si的含量下限设为0. 02%，更优选设为0. 1 %。
[0080] Mn :2% 以下
[0081] Mn是能稳定奥氏体相的元素，并且除了能够抑制由S产生的热加工脆性，还能在 熔炼时有效脱氧。但是，在Mn的含量大于2%时，助长〇相等的金属互化物相析出，从而 在高温环境下使用的情况下，因高温环境下的组织稳定性变差而导致韧性、延展性下降。因 而，将Mn的含量设在2%以下。另外，Mn的含量最好在1.5%以下。优选将Mn的含量下限 设为〇. 02 %，更优选设为0. 1 %。
[0082] Cr :15 ?25%
[0083] Cr是用于确保高温下的耐氧化性和耐腐蚀性的必须元素，为了获得该效果，必须