JP2001152296A - Hot rolled stainless steel plate for civil engineering and building construction use, excellent in workability and weldability - Google Patents
Hot rolled stainless steel plate for civil engineering and building construction use, excellent in workability and weldabilityInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス熱延鋼
板に係り、とくに土木・建築構造用として好適なステン
レス熱延鋼板に関する。The present invention relates to a hot-rolled stainless steel sheet, and more particularly to a hot-rolled stainless steel sheet suitable for civil engineering and building structures.
【0002】[0002]
【従来の技術】土木・建築構造用材料としては、従来か
ら、SS400 などの普通鋼、SM490 などの高張力鋼、およ
びそれら鋼材に塗装やめっきを施した材料が主として使
用されてきた。しかし、近年、設計の多様化に伴い、各
種材料の利用が検討されはじめている。なかでも、意匠
性、耐食性に優れたステンレス鋼は、ライフサイクルコ
スト(LCC)の観点から発銹に対する保守費用がほと
んど不要であることを考慮すると魅力的な材料といえ
る。とくに、海岸地帯に建設される建築物は、短寿命で
あること、腐食抑制のための保守費用が増大することな
どの問題を抱えており、また、ウオーターフロント開発
を推進するうえでも、土木・建築構造用耐食性機能材料
としてのステンレス鋼の開発が大いに期待されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as materials for civil engineering and building structures, ordinary steels such as SS400, high-strength steels such as SM490, and materials obtained by painting or plating such steels have been mainly used. However, in recent years, with the diversification of designs, utilization of various materials has begun to be considered. Above all, stainless steel excellent in design and corrosion resistance is an attractive material considering that almost no maintenance cost for rust is required from the viewpoint of life cycle cost (LCC). In particular, buildings constructed in coastal areas have problems such as short service life and increased maintenance costs for controlling corrosion.In promoting waterfront development, The development of stainless steel as a corrosion-resistant functional material for building structures is greatly expected.
【0003】ステンレス鋼は、その金属組織から、SUS
430 に代表されるフェライト系ステンレス鋼、SUS 410
に代表されるマルテンサイト系ステンレス鋼、SUS 304
に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼、SUS 329
に代表される2相ステンレス鋼、SUS 630 に代表される
析出硬化型ステンレス鋼、などに大別される。このよう
な各種ステンレス鋼のなかで、従来から、建築構造用と
して検討されてきたのは、材料強度、耐食性、溶接の容
易さ、溶接部靱性、さらに汎用性を含めて最も使用実績
が多い、オーステナイト系ステンレス鋼であり、建築構
造用ステンレス規格SAS 601 には、オーステナイト系ス
テンレス鋼である、SUS 304 、SUS 304N、SUS 316 、SU
S 329J1 の4種が規定されている。[0003] Stainless steel is made of SUS
430, ferritic stainless steel, SUS410
Martensitic stainless steel, SUS 304
Austenitic stainless steel represented by SUS 329
SUS 630 and precipitation hardening stainless steel typified by SUS 630. Among these various stainless steels, the ones that have been studied for building structures in the past are the most used, including material strength, corrosion resistance, ease of welding, weld toughness, and general versatility. Austenitic stainless steel, SUS 304, SUS 304N, SUS 316, SU
Four types of S 329J1 are specified.
【0004】これらオーステナイト系ステンレス鋼は、
強度、耐食性、耐火性、溶接部靱性等の土木・建築用材
料に要求される特性値を十分に満足する特性を有してい
る。しかし、オーステナイト系ステンレス鋼は、 Ni、Cr等の合金元素を多量含有しており普通鋼に比べ
格段に高価であること、 応力腐食割れを生じること、 熱膨張率が普通鋼にくらべ1.5 倍と大きく、さらに熱
伝導率が比較的小さいため、溶接時の熱影響に起因した
歪が蓄積しやすく、精度を要求される部材等に適用する
ことが難しいこと、 などのため、一般構造材への適用は難しく、適用範囲が
限定されるという問題があった。また、建築構造用ステ
ンレス規格SAS 601 に規定された4種のオーステナイト
系ステンレス鋼のみでは土木建築構造用鋼材として幅広
い用途に対応することは難しい。[0004] These austenitic stainless steels are:
It has properties that sufficiently satisfy the properties required for civil engineering and building materials, such as strength, corrosion resistance, fire resistance, and weld toughness. However, austenitic stainless steels contain a large amount of alloying elements such as Ni and Cr and are much more expensive than ordinary steel, cause stress corrosion cracking, and have a coefficient of thermal expansion 1.5 times that of ordinary steel. Because of its large thermal conductivity and relatively small thermal conductivity, it is easy to accumulate strain due to the thermal effect during welding, and it is difficult to apply it to members that require precision. There is a problem that the application is difficult and the application range is limited. Further, it is difficult to use steels for civil engineering and building structures in a wide range of applications only with the four types of austenitic stainless steel specified in the stainless steel standard for building structures SAS 601.
【0005】このようなことから、最近では、めっきや
塗装を施した普通鋼の代替として、マルテンサイト系ス
テンレス鋼の土木・建築用鋼材への適用が検討されつつ
ある。マルテンサイト系ステンレス鋼は、オーステナイ
ト系ステンレス鋼にくらべCr含有量が11〜13%と少な
く、しかもNiを含有しないため、格段に安価であり、膨
張膨率が小さく熱伝導率が大きいほか、さらに普通鋼に
くらべ耐食性に優れ、高耐力を有するという特徴があ
る。また、マルテンサイト系ステンレス鋼は、800℃ま
では十分な耐酸化性を有し、さらに高Crフェライト系ス
テンレス鋼で問題となるσ脆化、475 ℃脆化の心配がな
く、また、オーステナイト系ステンレス鋼で問題となる
塩化物の存在下における応力腐食割れの心配もない。[0005] Under these circumstances, recently, as an alternative to plated or painted ordinary steel, application of martensitic stainless steel to civil engineering and construction steel materials is being studied. Martensitic stainless steel has a low Cr content of 11 to 13% compared to austenitic stainless steel and does not contain Ni, so it is much cheaper, has a low expansion and expansion coefficient, a large thermal conductivity, and Compared with ordinary steel, it has excellent corrosion resistance and high proof stress. In addition, martensitic stainless steel has sufficient oxidation resistance up to 800 ° C, and is free from σ embrittlement and 475 ° C embrittlement, which are problems with high Cr ferritic stainless steel. There is no fear of stress corrosion cracking in the presence of chlorides, which is a problem with stainless steel.
【0006】しかしながら、SUS 410 に代表される汎用
マルテンサイト系ステンレス鋼は、C含有量が0.08質量
%程度と高く、溶接部靱性や溶接部の加工性が劣り、さ
らに溶接に際しては予熱を必要とし溶接作業性が劣るな
どの欠点を有しており、溶接が必要な部材への適用には
問題が残されていた。このような問題に対し、例えば、
特公昭51-13463号公報には、Cr:10〜18wt%(mass
%)、Ni:0.1 〜3.4 wt%(mass%)、Si:1.0 wt%
(mass%)以下、Mn:4.0 wt%(mass%)以下を含有
し、さらに、C:0.03wt%(mass%)以下、N:0.02wt
%(mass%)以下に低減して、溶接熱影響部にマッシブ
マルテンサイト組織を生成させるようにし、溶接部の性
能を向上させた溶接構造用マルテンサイト系ステンレス
鋼が提案されている。However, the general-purpose martensitic stainless steel represented by SUS410 has a high C content of about 0.08% by mass, is inferior in weld toughness and workability of the weld, and requires preheating for welding. It has drawbacks such as poor welding workability, and there remains a problem in application to members that require welding. For such a problem, for example,
In Japanese Patent Publication No. 51-13463, Cr: 10 to 18 wt% (mass
%), Ni: 0.1-3.4 wt% (mass%), Si: 1.0 wt%
(Mass%) or less, Mn: 4.0 wt% (mass%) or less, C: 0.03 wt% (mass%) or less, N: 0.02 wt%
% (Mass%) or less, a martensitic stainless steel for a welded structure has been proposed in which a massive martensite structure is generated in a heat affected zone of a weld and the performance of a weld is improved.
【0007】また、特公昭57-28738号公報には、Cr:10
〜13.5wt%(mass%)、Si:0.5 wt%(mass%)以下、
Mn:1.0 〜3.5 wt%(mass%)を含有し、さらに、C:
0.02wt%(mass%)以下、N:0.02wt%(mass%)以下
に低減したうえで、さらにNi:0.1wt %(mass%)未満
と厳しく制限することにより、溶接前後の予熱・後熱を
必要としない、溶接部の靱性、加工性に優れた構造用マ
ルテンサイト系ステンレス鋼が提案されている。[0007] Japanese Patent Publication No. 57-28738 discloses that Cr: 10
~ 13.5wt% (mass%), Si: 0.5wt% (mass%) or less,
Mn: 1.0 to 3.5 wt% (mass%).
Pre-heating and post-heating before and after welding by reducing to less than 0.02wt% (mass%) and N: 0.02wt% (mass%) and strictly limiting Ni to less than 0.1wt% (mass%). There has been proposed a structural martensitic stainless steel excellent in toughness and workability of a welded portion, which does not require a steel.
【0008】特公昭51-13463号公報および特公昭57-287
38号公報に記載された技術により、マルテンサイト系ス
テンレス鋼の溶接部特性が従来にくらべ格段に改善さ
れ、コンテナー材等の溶接が必要な部材へのマルテンサ
イト系ステンレス鋼の適用が大幅に進展するようになっ
た。[0008] JP-B-51-13463 and JP-B-57-287
With the technology described in Publication No. 38, the weld characteristics of martensitic stainless steel have been greatly improved compared to the past, and the application of martensitic stainless steel to parts that require welding, such as container materials, has greatly advanced. It was way.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
51-13463号公報および特公昭57-28738号公報に記載され
た技術で製造されたマルテンサイト系ステンレス鋼材
は、最近の土木・建築構造用材料としての要求特性に対
して十分な特性を有しているとは言い難く、とくに溶接
部の靱性、加工性、耐食性にくわえて経済性の点で更な
る改善が望まれていた。[Problems to be solved by the invention]
The martensitic stainless steel materials manufactured by the techniques described in JP-A-51-13463 and JP-B-57-28738 have sufficient properties with respect to the characteristics recently required as materials for civil engineering and building structures. It is hard to say that there is a need for further improvement in terms of economic efficiency, especially in addition to the toughness, workability, and corrosion resistance of the welded portion.
【0010】また、最近、特開平10-53843号公報には、
Cr:10〜13wt%(mass%)、Si:1.0 wt%(mass%)以
下、Mn:1.0wt %(mass%)以下、Ni:0.10〜1.0wt %
(mass%)を含有し、さらに、C:0.03wt%(mass%)
以下、N:0.02〜0.03wt%(mass%)とCを著しく低減
したうえで、A系およびB1 系の介在物を低減すること
により、加工性および耐食性に優れた板厚3.0mm 以下の
土木建築用ステンレス鋼が開示されている。しかし、特
開平10-53843号公報に記載された鋼は、一般住宅用の構
造部材として適用可能な安価な鋼材であるが、主とし
て、溶接を施さない2次部材用として開発されたもので
ある。したがって、特開平10-53843号公報に記載された
技術で製造された鋼材を、溶接が必要な部材へ適用する
に当たっては溶接性の更なる改善が必要であるという問
題があった。[0010] Recently, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-53843 discloses that
Cr: 10 to 13 wt% (mass%), Si: 1.0 wt% (mass%) or less, Mn: 1.0 wt% (mass%) or less, Ni: 0.10 to 1.0 wt%
(Mass%), and C: 0.03 wt% (mass%)
Hereinafter, N: 0.02~0.03wt% in terms of the (mass%) and significantly reduce the C, by reducing the A system and B 1 based inclusions, excellent thickness 3.0mm below the workability and corrosion resistance A stainless steel for civil engineering is disclosed. However, the steel described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-53843 is an inexpensive steel material applicable as a structural member for a general house, but is mainly developed for a secondary member not subjected to welding. . Therefore, there is a problem that further improvement in weldability is required when applying a steel material manufactured by the technique described in JP-A-10-53843 to a member requiring welding.
【0011】本発明は、上記したような従来技術におけ
る問題を解決し、溶接を必須とする箇所に用いられる土
木・建築構造用鋼材として好適な、安価で、耐食性に優
れ、さらに溶接性と加工性に優れたマルテンサイト系ス
テンレス熱延鋼板を提供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned problems in the prior art, and is inexpensive, has excellent corrosion resistance, is suitable for steel for civil engineering and building structures used in places where welding is essential, and has good weldability and workability. An object of the present invention is to provide a hot-rolled martensitic stainless steel sheet having excellent heat resistance.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
課題を達成するために、まず、C、Nに注目し、マルテ
ンサイト系ステンレス鋼の溶接部特性におよぼすC、N
の影響を分離・独立して検討した。従来から、C、Nは
溶接熱影響部の割れ感受性を増大し、溶接熱影響部の延
性・靱性を劣化させる元素であり、溶接部特性に悪影響
を及ぼすことが知られており、極力低減することが好ま
しいとされてきた。しかし、本発明者らの検討によれ
ば、土木・建築構造用鋼材としては、C、Nをともに限
りなく低減するよりも、マルテンサイト相が安定でしか
も所望の硬さを得るために、Cを極力低減する一方で、
Nをある程度残留させ、(C+N)量を必要な適正範囲
としたうえで、C/N比を適正範囲に維持することによ
り、溶接熱影響部の硬さ、靱性、加工性等がバランス良
く改善されることを知見した。Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors first focused on C and N, and applied C and N to the weld properties of martensitic stainless steel.
The effects of were separately and independently examined. Conventionally, C and N are elements that increase the susceptibility of the welded heat-affected zone to cracks and deteriorate the ductility and toughness of the welded heat-affected zone, and are known to have an adverse effect on the properties of the welded portion. Has been preferred. However, according to the study of the present inventors, as a steel material for civil engineering / building structural use, rather than reducing both C and N infinitely, the martensitic phase is more stable and obtains a desired hardness. While minimizing
The hardness, toughness, workability, etc. of the weld heat affected zone are improved in a well-balanced manner by keeping N to some extent, keeping the (C + N) amount in the required proper range, and maintaining the C / N ratio in the proper range. I knew it would be done.
【0013】また、本発明者らは、上記した(C+N)
量、C/N比を適正範囲とすることに加えて、さらにオ
ーステナイト粒、焼戻し時のフェライト粒の大きさに大
きく影響する析出物の大きさ、分散密度を適正範囲に調
整することにより、マルテンサイト系ステンレス鋼の溶
接部靱性がさらに顕著に向上することを見いだした。本
発明は、上記した知見に基づいて、さらに検討を加え完
成されたものである。Further, the present inventors have described the above (C + N)
In addition to controlling the amount and the C / N ratio within the proper range, the size of the precipitate and the dispersion density, which greatly affect the size of the austenite grains and the ferrite grains during tempering, are adjusted to the proper ranges, thereby improving the martensite content. It has been found that the toughness of the weld of site-based stainless steel is further remarkably improved. The present invention has been completed based on the above-mentioned findings and further studies.
【0014】すなわち、本発明は、質量%で、C:0.01
2 %以下、N:0.02%以下を、(C+N):0.005 〜0.
03%、C/N<0.6 の条件下に含み、さらに、Si:1.0
%以下、Mn:1.0 %以下、P:0.08%以下、S:0.01%
以下、Cr:10〜15%、あるいはさらにAl:0.10%以下を
含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有
し、かつ平均直径:0.3 μm 以下の炭化物、窒化物およ
び炭窒化物のうちの1種または2種以上が0.5 ×106 個
/mm2 以上の密度で分散した組織を有することを特徴と
する加工性および溶接性に優れた土木・建築構造用ステ
ンレス熱延鋼板であり、また、本発明では、前記組成
が、次(1)式 Y=Cr+Mo+1.5Si+0.5Nb+8Al-Ni-0.5Mn-30C-30N-0.5Cu ……(1) (ここに、Cr、Mo、Si、Nb、Al、Ni、Mn、C、N、Cu:
各元素の含有量(質量%)) で規定されるY値で10.7以下を満足することが好まし
く、また、本発明では、前記組成に加えてさらに、質量
%で、Ni:0.1 〜0.6 %を含有することが好ましく、ま
た、本発明では、前記各組成に加えてさらに、質量%
で、Cu:0.1 〜0.6 %、Mo:0.1 〜0.6 %のうちから選
ばれた1種または2種を含有することが好ましく、ま
た、本発明では、前記各組成に加えてさらに、質量%
で、Ti:0.005 〜0.05%、B:0.0005〜0.0050%のうち
から選ばれた1種または2種を含有することが好まし
く、また、本発明では、前記各組成に加えてさらに、質
量%で、Nb:0.01〜0.1 %、V:0.01〜0.1 %のうちか
ら選ばれた1種または2種を含有することが好ましい。That is, in the present invention, C: 0.01% by mass.
2% or less, N: 0.02% or less, (C + N): 0.005 to 0.
03%, contained under the condition of C / N <0.6.
%, Mn: 1.0% or less, P: 0.08% or less, S: 0.01%
Hereinafter, Cr: 10 to 15%, or further Al: 0.10% or less, having a composition consisting of the balance Fe and unavoidable impurities, and having an average diameter of 0.3 μm or less of carbides, nitrides and carbonitrides A hot-rolled stainless steel sheet for civil engineering and building structures excellent in workability and weldability, characterized in that one or more of them have a structure dispersed at a density of 0.5 × 10 6 pieces / mm 2 or more. Further, in the present invention, the composition is represented by the following formula (1): Y = Cr + Mo + 1.5Si + 0.5Nb + 8Al-Ni-0.5Mn-30C-30N-0.5Cu (1) Cr, Mo, Si, Nb, Al, Ni, Mn, C, N, Cu:
The content of each element (% by mass) preferably satisfies 10.7 or less in the Y value. In addition, in the present invention, in addition to the above composition, Ni: 0.1 to 0.6% by mass is further added. It is preferable that, in the present invention, in addition to each of the above-described compositions,
And preferably contains one or two kinds selected from Cu: 0.1 to 0.6% and Mo: 0.1 to 0.6%.
And preferably contains one or two kinds selected from Ti: 0.005 to 0.05% and B: 0.0005 to 0.0050%, and in the present invention, in addition to the above-mentioned respective compositions, further contains , Nb: 0.01 to 0.1%, and V: 0.01 to 0.1%.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】まず、本発明のマルテンサイト系
ステンレス熱延鋼板の化学成分の限定理由について説明
する。以下、組成における質量%は単に%と記す。 C:0.012 %以下、N:0.02%以下で、かつC+N:0.
005 〜0.03%、C/N<0.6 C、Nは、マルテンサイト相の硬さを増加させるが、溶
接熱影響部の割れ感受性を増大し、溶接熱影響部の延性
・靱性を劣化させる。また、鋼中のCrと結合して炭窒化
物を形成し、Cr欠乏相を生成して耐食性を劣化させる。
このため、本発明では、Cは0.012 %を、Nは0.02%を
上限とし、さらにC含有量とN含有量の合計(C+N)
を0.03%以下に限定した。CおよびNの低減は、溶接部
特性の向上、加工性の改善には有効である。しかし、過
度の低減は精錬の負荷を増加させるうえ、マルテンサイ
ト相の軟質化を促進し、また、溶接割れ感受性が低い、
面積率で80%以上のマルテンサイト相を有する組織とす
ることが困難となり、さらに粗大なフェライト粒の形成
により溶接部靱性が劣化する。このため、(C+N)の
下限を0.005 %とした。なお、好ましくは、Cは0.008
%以下、Nは0.01〜0.015 %である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the reasons for limiting the chemical components of a hot-rolled martensitic stainless steel sheet according to the present invention will be described. Hereinafter, mass% in the composition is simply referred to as%. C: 0.012% or less, N: 0.02% or less, and C + N: 0.
005 to 0.03%, C / N <0.6 C, N increases the hardness of the martensite phase, but increases the cracking susceptibility of the heat affected zone and deteriorates the ductility and toughness of the heat affected zone. Further, it combines with Cr in the steel to form carbonitrides, and forms a Cr-deficient phase to deteriorate corrosion resistance.
Therefore, in the present invention, the upper limit of C is 0.012% and the upper limit of N is 0.02%, and the sum of C content and N content (C + N)
Was limited to 0.03% or less. Reduction of C and N is effective for improving the properties of the welded portion and improving the workability. However, excessive reduction increases the refining load, promotes the softening of the martensite phase, and has low weld cracking susceptibility.
It becomes difficult to obtain a structure having a martensite phase of 80% or more in area ratio, and further, the formation of coarse ferrite grains deteriorates weld toughness. Therefore, the lower limit of (C + N) is set to 0.005%. Preferably, C is 0.008
%, N is 0.01 to 0.015%.
【0016】また、C含有量とN含有量の合計(C+
N)が0.005 〜0.03%の範囲内であっても、溶接部特
性、とくに溶接部靱性、溶接部曲げ特性が低下する場合
があり、本発明では、さらにC含有量とN含有量の比、
C/Nを0.6 未満に限定する。図1に、(C+N)=0.
02〜0.03%一定とした場合のC/N比と、溶接熱影響部
(HAZ2.0 mm)のシャルピー衝撃試験吸収エネルギー
値(試験温度:-20 ℃)との関係を示す。なお、シャル
ピー衝撃試験片は7mm厚のサブサイズとした。Further, the sum of the C content and the N content (C +
Even if N) is in the range of 0.005 to 0.03%, the weld properties, particularly the weld toughness and the weld bending properties, may be reduced. In the present invention, the ratio of the C content to the N content is further reduced.
Limit C / N to less than 0.6. FIG. 1 shows that (C + N) = 0.
The relationship between the C / N ratio and the absorbed energy value of the Charpy impact test (test temperature: -20 ° C.) of the heat affected zone (HAZ 2.0 mm) when the value is fixed at 02 to 0.03% is shown. The Charpy impact test specimen was a 7 mm thick sub-size.
【0017】図1から、C/Nが0.6 以上では、溶接熱
影響部の吸収エネルギーが急激に低下することがわか
る。C/Nが0.6 以上では、溶接部のシャルピー衝撃試
験の延性−脆性遷移温度(vTre)が高温側となり溶接部
靱性が劣化するのである。このようなことから、本発明
では、C/Nを0.6 未満とした。 Si:1.0 %以下 Siは、脱酸作用を有する有効な元素であるが、過剰の含
有は靱性、加工性の低下を招く。このため、Siは1.0 %
以下に限定した。なお、好ましくは、0.03〜0.5 %であ
る。FIG. 1 shows that when the C / N ratio is 0.6 or more, the absorbed energy of the heat affected zone decreases sharply. When C / N is 0.6 or more, the ductile-brittle transition temperature (vTre) in the Charpy impact test of the weld becomes high, and the weld toughness deteriorates. For this reason, in the present invention, C / N is set to less than 0.6. Si: 1.0% or less Si is an effective element having a deoxidizing effect. However, an excessive content causes a decrease in toughness and workability. Therefore, Si is 1.0%
Limited to the following. Preferably, the content is 0.03 to 0.5%.
【0018】Mn:1.0 %以下 Mnは、脱酸作用を有するとともに、オーステナイト相を
安定化させる元素であり、さらに溶接熱影響部の粒成長
を抑制し溶接部靱性を改善する有効な元素である。しか
し、過剰な含有は、加工性の低下、耐食性の低下を招
く。このため、Mnは1.0 %以下に限定した。なお、好ま
しくは、0.06〜0.09%である。Mn: 1.0% or less Mn is an element having a deoxidizing effect and stabilizing the austenite phase, and is also an effective element for suppressing the grain growth of the heat affected zone and improving the toughness of the weld zone. . However, an excessive content causes a reduction in workability and a reduction in corrosion resistance. Therefore, Mn is limited to 1.0% or less. In addition, preferably, it is 0.06 to 0.09%.
【0019】P:0.08%以下 Pは、熱間加工性、加工性、靱性を劣化させるととも
に、耐食性に対し有害な元素であり、本発明ではできる
だけ低減するのが望ましい。とくに、含有量が0.08%を
超えると、その影響が顕著となるため、Pは0.08%以下
に限定した。なお、好ましくは、0.04%以下である。P: not more than 0.08% P is an element that degrades hot workability, workability, and toughness and is harmful to corrosion resistance. In the present invention, it is desirable to reduce P as much as possible. In particular, if the content exceeds 0.08%, the effect becomes remarkable, so P was limited to 0.08% or less. Preferably, it is at most 0.04%.
【0020】S:0.01%以下 Sは、Mnと結合しMnS を形成する。MnS は初期発銹の起
点となる。また、Sは結晶粒界に偏析して粒界を脆化さ
せる有害な元素であり、本発明ではできるだけ低減する
のが望ましい。とくに、含有量が0.01%を超えると、そ
の影響が顕著となるため、Sは0.01%以下に限定した。
なお、好ましくは0.006 %以下である。S: 0.01% or less S combines with Mn to form MnS. MnS is the starting point of the initial rust. In addition, S is a harmful element that segregates at the crystal grain boundaries and embrittles the grain boundaries. In the present invention, it is desirable to reduce S as much as possible. In particular, when the content exceeds 0.01%, the effect becomes remarkable, so S was limited to 0.01% or less.
Incidentally, the content is preferably 0.006% or less.
【0021】Cr:10〜15% Crは、耐食性を向上させる有効な元素であるが、10%未
満の含有では十分な耐食性が確保できない。一方、Crは
フェライト相安定化元素であり、15%を超える含有は、
加工性を低下させるとともに、オーステナイト相の安定
性が低下し、焼入れ時に所定量のマルテンサイト相を確
保できなくなり、強度が低下する。このため、本発明で
は、Crは10〜15%の範囲に限定した。なお、耐食性と加
工性の両立という観点からはCrは11〜13.5%の範囲とす
るのが好ましい。Cr: 10 to 15% Cr is an effective element for improving corrosion resistance. However, if the content is less than 10%, sufficient corrosion resistance cannot be secured. On the other hand, Cr is a ferrite phase stabilizing element.
Along with lowering the workability, the stability of the austenite phase is reduced, and a predetermined amount of martensite phase cannot be secured during quenching, and the strength is reduced. For this reason, in the present invention, Cr is limited to the range of 10 to 15%. In addition, from the viewpoint of achieving both corrosion resistance and workability, the content of Cr is preferably in the range of 11 to 13.5%.
【0022】Ni:0.1 〜0.6 % Niは、延性、靱性を向上させる元素であり、溶接熱影響
部の靱性向上のために、0.1 %以上含有させるのが好ま
しい。一方、0.6 %を超える含有は、曲げ加工性を劣化
させる。このため、Niは0.1 〜0.6 %の範囲に限定する
のが好ましい。 Cu:0.1 〜0.6 %、Mo:0.1 〜0.6 %のうちから選ばれ
た1種または2種 Cu、Moはいずれも、耐食性を向上させるのに有効な元素
であり、必要に応じCu、Moのうち1種または2種を含有
できる。さらに、オーステナイト相形成元素であるCuは
耐食性を向上させるとともに、溶接熱影響部の粒成長を
抑制し、溶接熱影響部靱性の改善に有効に作用する。こ
のような効果は0.1 %以上の含有で認められるが、0.6
%を超える含有は、鋼材の脆化、とくに熱間割れ感受性
を増大する。このようなことから、Cuは0.1 〜0.6 %の
範囲とするのが好ましい。Ni: 0.1 to 0.6% Ni is an element for improving ductility and toughness, and is preferably contained in an amount of 0.1% or more to improve the toughness of the heat affected zone. On the other hand, when the content exceeds 0.6%, the bending workability is deteriorated. For this reason, Ni is preferably limited to the range of 0.1 to 0.6%. One or two selected from Cu: 0.1 to 0.6% and Mo: 0.1 to 0.6%. Both Cu and Mo are effective elements for improving the corrosion resistance. One or two of them can be contained. Further, Cu, which is an austenite phase forming element, improves corrosion resistance, suppresses grain growth in the heat affected zone, and effectively acts to improve the toughness of the heat affected zone. Such effects are observed at a content of 0.1% or more, but 0.6% or more.
A content exceeding% increases the embrittlement of the steel material, particularly the susceptibility to hot cracking. For this reason, Cu is preferably set in the range of 0.1 to 0.6%.
【0023】Moは、耐食性を向上させる作用を有する。
このような効果は0.1 %以上の含有で認められる。一
方、0.6 %を超える含有は、オーステナイト相の安定性
を低下させるとともに、靱性、加工性を著しく低下させ
る。このため、Moは0.1 〜0.6%の範囲に限定するのが
好ましい。なお、耐食性と加工性のバランスから、より
好ましくは0.3 〜0.5 %である。Mo has an effect of improving corrosion resistance.
Such an effect is recognized at a content of 0.1% or more. On the other hand, when the content exceeds 0.6%, the stability of the austenite phase is reduced, and the toughness and workability are significantly reduced. For this reason, Mo is preferably limited to the range of 0.1 to 0.6%. Incidentally, from the balance between corrosion resistance and workability, it is more preferably 0.3 to 0.5%.
【0024】Ti:0.005 〜0.05%、B:0.0005〜0.0050
%のうちから選ばれた1種または2種 Ti、Bはいずれも、焼入れ性向上に有効に作用する元素
であり、必要に応じTi、Bのうち1種または2種を含有
できる。Tiは、焼入れ性向上に有効に作用するととも
に、炭窒化物を形成し、溶接時や熱処理時にCr炭窒化物
の粒界析出を抑制し、耐食性向上に有効に寄与する。こ
のような効果は0.005 %以上の含有で認められる。一
方、0.05%を超えて含有すると、これらの効果が低下す
る傾向となる。このため、Tiは0.005 〜0.05%の範囲と
するのが好ましい。なお、より好ましくは0.010 〜0.03
0 %である。Ti: 0.005 to 0.05%, B: 0.0005 to 0.0050
% Or 1% or 2% Ti or B is an element effectively acting to improve hardenability, and may contain 1 or 2 types of Ti and B as needed. Ti effectively acts on improving hardenability, forms carbonitrides, suppresses grain boundary precipitation of Cr carbonitrides during welding and heat treatment, and effectively contributes to improving corrosion resistance. Such an effect is recognized at a content of 0.005% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.05%, these effects tend to decrease. For this reason, Ti is preferably set in the range of 0.005 to 0.05%. Incidentally, more preferably 0.010 to 0.03
0%.
【0025】Bは、焼入れ性向上に有効に作用するが、
0.0005%未満の含有では十分な効果が得られず、一方、
0.0050%を超える含有は鋼材の硬さを過剰に増加させ、
加工性、靱性を劣化させる。このため、Bは0.0005〜0.
0050%の範囲とするのが好ましい。なお、より好ましく
は0.0010〜0.0030%である。 Nb:0.01〜0.1 %、V:0.01〜0.1 %のうちから選ばれ
た1種または2種 Nb、Vはいずれも、炭窒化物を形成し、オーステナイト
粒を微細化する作用を有し、また鋼材の加工性を向上さ
せる元素であり、必要に応じNb、Vのうち1種または2
種を含有できる。これらの効果は0.01%以上の含有で認
められる。しかし、0.1 %を超えるNb、Vの過剰な含有
は、溶接部の靱性や加工性を低下させる。このため、N
b、Vはいずれも、0.01〜0.1 %の範囲に限定するのが
好ましい。なお、Nb、Vはいずれも、0.03〜0.07%の範
囲とするのがより好ましい。B effectively acts to improve hardenability,
If the content is less than 0.0005%, sufficient effects cannot be obtained.
A content exceeding 0.0050% excessively increases the hardness of the steel material,
Deteriorate workability and toughness. For this reason, B is 0.0005-0.
Preferably, it is in the range of 0050%. Note that the content is more preferably 0.0010 to 0.0030%. Nb: 0.01% to 0.1%, V: 0.01% to 0.1% One or two types selected from the group consisting of Nb and V both form carbonitrides and have the effect of refining austenite grains. It is an element that improves the workability of steel materials. If necessary, one or two of Nb and V
Species can be included. These effects are observed at a content of 0.01% or more. However, an excessive content of Nb and V exceeding 0.1% lowers the toughness and workability of the weld. For this reason, N
Both b and V are preferably limited to the range of 0.01 to 0.1%. It is more preferable that both Nb and V are in the range of 0.03 to 0.07%.
【0026】Al:0.10%以下 Alは、脱酸剤として作用し、鋼中酸素の低減のために0.
10%以下含有することができる。0.10%を超える含有
は、酸化物量が増大し加工性を劣化させる。なお、好ま
しくは0.02%以下である。 Y≦10.7 Y=Cr+Mo+1.5Si+0.5Nb+8Al-Ni-0.5Mn-30C-30N-0.5Cu ……(1) (ここに、Cr、Mo、Si、Nb、Al、Ni、Mn、C、N、Cu:
各元素の含有量(質量%)) 本発明では、上記した化学成分の規制に加えて、溶接熱
影響部靱性の向上と、溶接部を含めた加工性向上のため
に、化学成分量の規制として(1)式に規定されるY値
を導入し、Y値が10.7以下となるように化学成分を調整
するのが好ましい。C=0.008 %、N=0.016 〜0.018
%と一定とした場合における、(1)式で規定するY値
と、溶接熱影響部の靱性(シャルピー衝撃試験の-20 ℃
における吸収エネルギー:E-20 )の関係を図3に示
す。図3から、Y値が10.7を超えると、溶接熱影響部の
靱性が顕著に低下するのがわかる。なお、(1)式を用
いてY値を計算するにあたり、含有していない元素につ
いては、含有量0として計算するものとする。Al: 0.10% or less Al acts as a deoxidizing agent and is used in an amount of 0.1% to reduce oxygen in steel.
10% or less can be contained. If the content exceeds 0.10%, the amount of oxides increases and the workability deteriorates. In addition, it is preferably 0.02% or less. Y ≦ 10.7 Y = Cr + Mo + 1.5Si + 0.5Nb + 8Al-Ni-0.5Mn-30C-30N-0.5Cu (1) (where Cr, Mo, Si, Nb, Al, Ni, Mn , C, N, Cu:
In the present invention, in addition to the regulation of the chemical components described above, in order to improve the toughness of the welded heat-affected zone and the workability including the welded portion, the content of each element is regulated. It is preferable to introduce the Y value defined in the equation (1) and adjust the chemical components so that the Y value is 10.7 or less. C = 0.008%, N = 0.016 to 0.018
% And the toughness of the weld heat affected zone (−20 ° C. in the Charpy impact test)
FIG. 3 shows the relationship between the absorption energy at E.sub.2 and E.sup.-20 ). FIG. 3 shows that when the Y value exceeds 10.7, the toughness of the heat affected zone is significantly reduced. In calculating the Y value by using the equation (1), it is assumed that the elements that are not contained are calculated as having a content of 0.
【0027】残部Feおよび不可避的不純物 上記した化学成分以外の残部は、Feおよび不可避的不純
物である。不可避的不純物としては、O:0.010 以下な
どが許容できる。また、本発明のマルテンサイト系ステ
ンレス熱延鋼板は、上記した組成を有し、さらに平均直
径:0.3 μm 以下の炭化物、窒化物および炭窒化物のう
ちの1種または2種以上が0.5 ×106 個/mm2 以上の密
度で分散した組織を有する。Remaining Fe and Inevitable Impurities The remainder other than the above chemical components are Fe and inevitable impurities. As unavoidable impurities, O: 0.010 or less is acceptable. The hot-rolled martensitic stainless steel sheet of the present invention has the above-mentioned composition, and further has one or more of carbides, nitrides and carbonitrides having an average diameter of 0.3 μm or less of 0.5 × 10 It has a structure dispersed at a density of 6 / mm 2 or more.
【0028】C+N:0.005 〜0.03%でかつC/N<0.
6 の組成を有する熱延鋼板について、溶接熱影響部の延
性−脆性遷移温度(vTre)と析出物(炭化物、窒化物、
炭窒化物のうちの1種または2種以上)の分散密度との
関係を求め、図2に示す。なお、溶接熱影響部の延性−
脆性遷移温度(vTre)は、各熱延鋼板について、1.2mm
φの309 タイプの溶接ワイヤを使用し、半自動式のMI
G溶接により、溶接継手を作製し、溶接熱影響部(ボン
ドから2.0mm )(クロスボンド)からのJIS Z2204の規
定に準拠してシャルピー衝撃試験片(貫通切欠)を採取
して衝撃試験を実施して求めたものである。測定条件は
+20℃〜−60℃まで10℃間隔で試験(各温度繰返し数
5)を行い延性−脆性遷移速度を求めた。C + N: 0.005 to 0.03% and C / N <0.
For the hot-rolled steel sheet having the composition of No. 6, the ductile-brittle transition temperature (vTre) and precipitates (carbide, nitride,
The relationship with the dispersion density of one or more of the carbonitrides was determined and is shown in FIG. The ductility of the heat affected zone
The brittle transition temperature (vTre) is 1.2 mm for each hot-rolled steel sheet.
Semi-automatic MI using 309 type welding wire of φ
Weld joints are produced by G welding, and Charpy impact test specimens (penetration notches) are sampled from the heat affected zone (2.0 mm from the bond) (cross bond) in accordance with JIS Z2204 and subjected to an impact test. It is what I asked for. The test was conducted at + 10 ° C. to −60 ° C. at 10 ° C. intervals (each temperature was repeated 5 times) to determine the ductile-brittle transition speed.
【0029】また、各熱延鋼板から試験片を採取して、
アセチルアセトンとテトラメチレンアンモニウムの非水
溶媒電解液中で電解する、いわゆるSPEED法で表面
に一律に1〜3×106 ℃/m2で電解したのち走査型電子
顕微鏡を用いて、10000 倍の倍率で各50視野観察し、析
出物の大きさ、分散密度を測定した。なお、析出物は炭
化物、窒化物および炭窒化物の混合であることを同定し
た。また、各熱延鋼板について測定した個々の析出物の
最大長さ、最小長さを用い、(最大長さ+最小長さ)/
2をまず算出し、1つの視野にてその平均をとり、さら
にその平均を50視野について同様にとったものの平均値
をその熱延鋼板の析出物の平均直径とした。Further, a test piece was collected from each hot-rolled steel sheet,
Electrolysis in a non-aqueous solvent electrolyte of acetylacetone and tetramethylene ammonium, the surface is uniformly electroplated at 1 to 3 × 10 6 ° C / m 2 by the so-called SPEED method, and then, using a scanning electron microscope, magnification of 10,000 times. Were observed in each of 50 fields, and the size and dispersion density of the precipitate were measured. In addition, it was identified that the precipitate was a mixture of carbide, nitride and carbonitride. Also, using the maximum length and minimum length of each precipitate measured for each hot-rolled steel sheet, (maximum length + minimum length) /
2 was calculated first, the average was taken in one visual field, and the average was similarly calculated for 50 visual fields, and the average value was taken as the average diameter of the precipitate of the hot-rolled steel sheet.
【0030】図2から、C+N:0.005 〜0.03%でかつ
C/N<0.6 の組成を有し、かつ析出物の平均直径が0.
3 μm 以下である熱延鋼板(●印)は、析出物の分散密
度を0.5 ×106 個/mm2 以上とすることにより、溶接熱
影響部の靱性が顕著に向上することが判る。一方、析出
物の平均直径が0.3 μm を超える(○印)と、溶接熱影
響部の靱性の向上は顕著でなくなる。FIG. 2 shows that C + N: 0.005 to 0.03%, C / N <0.6, and that the average diameter of the precipitates is 0.
It can be seen that the toughness of the heat-affected zone of a hot-rolled steel sheet having a diameter of 3 μm or less is markedly improved when the dispersion density of precipitates is 0.5 × 10 6 / mm 2 or more. On the other hand, if the average diameter of the precipitates exceeds 0.3 μm (marked with ○), the improvement in toughness of the weld heat affected zone becomes insignificant.
【0031】このようなことから、本発明では、更に溶
接部靱性を向上させるために、上記した本発明範囲の組
成としたうえで、熱延鋼板中に、平均直径:0.3 μm 以
下の炭化物、窒化物、炭窒化物の1種または2種以上
が、0.5 ×106 個/mm2 以上の密度で分散、析出した組
織とすることにした。つぎに、本発明のマルテンサイト
系ステンレス熱延鋼板の好適な製造方法について説明す
る。In view of the above, in the present invention, in order to further improve the toughness of the welded portion, the composition having the above-mentioned range of the present invention is used, and further, a carbide having an average diameter of 0.3 μm or less, One or more of nitrides and carbonitrides were dispersed and precipitated at a density of 0.5 × 10 6 pieces / mm 2 or more to form a structure. Next, a preferred method for producing the hot-rolled martensitic stainless steel sheet of the present invention will be described.
【0032】まず、上記した組成の溶鋼を、転炉または
電気炉等の通常公知の溶製炉で溶製したのち、さらに真
空脱ガス(RH法)、VOD法、AOD法等の公知の精
錬方法で精錬し、ついで連続鋳造法、あるいは造塊法で
スラブ等に鋳造し、鋼素材(スラブ)とするのが好適で
ある。スラブは、ついで加熱され、熱間粗圧延によりシ
ートバーとされたのち熱間仕上げ圧延を施される熱延鋼
板とされる。熱間圧延の加熱温度はとくに限定されない
が、加熱温度が高すぎると結晶粒の粗大化をもたらし、
靱性、加工性を劣化させる。このため、加熱温度は、13
00℃以下とするのが好ましい。また、熱間圧延工程で
は、所望の板厚の熱延鋼板とすることができればよく、
熱間圧延条件はとくに限定されないが、粗圧延の終了温
度(RDT)は1000〜1150℃とするのが熱延温度制御に
よる析出物のサイズ規定の観点から好ましい。また、熱
間仕上げ圧延の終了温度(FDT)は700 ℃以上とする
のが強度・靱性確保の観点から好ましい。しかし、加工
性や延性、表面性状の改善を要求される場合には、FD
Tを820 ℃以上1000℃以下とするのが好ましい。First, the molten steel having the above-described composition is melted in a commonly known melting furnace such as a converter or an electric furnace, and then is subjected to a known refining such as a vacuum degassing (RH method), a VOD method, and an AOD method. It is preferred that the steel material (slab) is refined by a method and then cast into a slab or the like by a continuous casting method or an ingot-making method. The slab is then heated, turned into a sheet bar by hot rough rolling, and then turned into a hot-rolled steel sheet that is subjected to hot finish rolling. The heating temperature of the hot rolling is not particularly limited, but if the heating temperature is too high, crystal grains are coarsened,
It deteriorates toughness and workability. Therefore, the heating temperature is 13
The temperature is preferably set to 00 ° C. or lower. In the hot rolling step, it is sufficient that a hot-rolled steel sheet having a desired thickness can be obtained,
Although the hot rolling conditions are not particularly limited, it is preferable that the rough rolling end temperature (RDT) be 1000 to 1150 ° C. from the viewpoint of defining the size of precipitates by controlling hot rolling temperature. The finish temperature (FDT) of the hot finish rolling is preferably 700 ° C. or more from the viewpoint of securing strength and toughness. However, when improvement of workability, ductility and surface properties is required, FD
It is preferable that T be 820 ° C. or more and 1000 ° C. or less.
【0033】熱間仕上げ圧延終了後、好ましくは5.0 s
以内に冷却を開始し、冷却速度:5℃/s以上で600 〜
750 ℃まで冷却し、600 〜750 ℃の範囲でコイル状に巻
き取り、200 ℃まで徐冷(50℃/h以下)するのが好ま
しい。ついで、巻き取られた熱延鋼板は、マルテンサイ
ト相の焼戻しによる軟質化のために、熱延板焼鈍を行う
のが好ましい。熱延板焼鈍は、焼鈍温度:600 〜780
℃、保持時間:1.0 〜25h とするのが加工性改善、延性
の確保の観点から好ましい。なお、熱延板焼鈍終了後、
焼鈍温度〜200 ℃の温度範囲を50℃/h以下の徐冷とす
るのが軟質化の点から好ましい。After the completion of the hot finish rolling, preferably for 5.0 s
Cooling is started within 5 minutes, and the cooling rate is 600 ~
It is preferable to cool to 750 ° C, wind it up in a coil in the range of 600 to 750 ° C, and gradually cool to 200 ° C (50 ° C / h or less). Next, the rolled hot-rolled steel sheet is preferably subjected to hot-rolled sheet annealing in order to soften the martensite phase by tempering. For hot-rolled sheet annealing, annealing temperature: 600 to 780
C. and holding time: 1.0 to 25 hours are preferred from the viewpoint of improving processability and securing ductility. After the hot-rolled sheet annealing,
It is preferable from the viewpoint of softening that the temperature range from the annealing temperature to 200 ° C. is gradually cooled at 50 ° C./h or less.
【0034】なお、徐冷後、酸洗等によりスケールを除
去し、さらに研摩等により所望の表面性状に調整したの
ち、製品板としてもよい。After gradual cooling, the scale may be removed by pickling or the like, and the surface may be adjusted to a desired surface property by polishing or the like.
【0035】[0035]
【実施例】表1に示す組成の溶鋼を、転炉−2次精錬工
程で溶製し、連続鋳造法でスラブとした。これらスラブ
を1200℃に再加熱後、最終粗圧延の圧下率を30〜45%と
する3パスの熱間粗圧延を施したのち、最終仕上げ温度
が860 〜960 ℃となる7パスの熱間仕上げ圧延を行い、
圧延終了後、1〜30s以内に冷却速度:0.1 〜30℃/s
の急冷処理を A1 変態点以下℃まで施したのち、巻き取
り、2.0mm 厚の熱延鋼板(鋼帯)とした。なお、溶接試
験用として、さらに板厚1.2 、3.0 、7.0mmの各種板厚
の熱延鋼板(鋼帯)も作製した。なお、一部は熱間仕上
げ圧延を放冷した。熱間圧延条件を表2に示す。EXAMPLE Molten steel having the composition shown in Table 1 was smelted in a converter-secondary refining process and made into a slab by a continuous casting method. After reheating these slabs to 1200 ° C, they were subjected to three passes of hot rough rolling with a final rolling reduction of 30 to 45%, followed by seven passes of hot rolling at a final finishing temperature of 860 to 960 ° C. Finish rolling,
After rolling, cooling rate: 0.1-30 ° C / s within 1-30s
After the quenching process was subjected to ℃ below the A 1 transformation point, winding it takes to obtain a 2.0mm thick hot rolled steel sheet (steel strip). In addition, hot-rolled steel sheets (steel strips) having various thicknesses of 1.2, 3.0, and 7.0 mm were also produced for welding tests. In addition, a part was left to cool by hot finish rolling. Table 2 shows the hot rolling conditions.
【0036】これら熱延鋼板に、さらに、熱延板焼鈍を
施し、さらに酸洗を行った。なお、熱延板焼鈍は、690
℃×10h保持後、200 ℃までを徐冷(冷却速度:10℃/
h)する処理とした。これら熱延鋼板から試験片を採取
して、引張試験、衝撃試験を行い、母材特性を調査し
た。その結果を表3に示す。These hot-rolled steel sheets were further subjected to hot-rolled sheet annealing and further pickling. The hot-rolled sheet annealing was 690
After maintaining at ℃ × 10h, slowly cool down to 200 ℃ (cooling rate: 10 ℃ /
h). Specimens were sampled from these hot-rolled steel sheets and subjected to tensile tests and impact tests to investigate the properties of the base material. Table 3 shows the results.
【0037】また、これら熱延鋼板について、鋼板中に
析出した析出物の大きさ、分散密度、種類について調査
した。熱延鋼板のL方向断面について、アセチルアセト
ンとテトラメチルアンモニウムの非水溶媒電解液中で電
解する、いわゆるSPEED法で表面を一律に、1〜3
×106 C/m2で電解したのち、走査型電子顕微鏡を用い
て10000 倍で各50視野観察し、析出物の大きさ、個数を
測定し、平均直径、分散密度を求めた。各熱延鋼板で測
定された析出物の最大長さと最小長さから、(最大長さ
+最小長さ)/2を計算し、析出物の平均直径とした。
また、これら析出物は、アセチルアセトンとテトラメチ
ルアンモニウムの非水溶媒電解液中で電解し、得られた
電解抽出残渣をX線回折法で解析し、同定した。これら
の結果を表3に併記する。In addition, the size, dispersion density, and type of the precipitates precipitated in the steel sheets were examined for these hot-rolled steel sheets. The cross section of the hot-rolled steel sheet in the L direction is uniformly treated with a so-called SPEED method in which electrolysis is performed in a non-aqueous solvent electrolyte of acetylacetone and tetramethylammonium, and the surface is uniformly treated with 1 to 3
After electrolysis at × 10 6 C / m 2 , 50 fields were observed at 10,000 times using a scanning electron microscope, the size and number of the precipitates were measured, and the average diameter and dispersion density were determined. (Maximum length + Minimum length) / 2 was calculated from the maximum length and the minimum length of the precipitates measured in each hot-rolled steel sheet, and the calculated average diameter of the precipitates.
These precipitates were electrolyzed in a non-aqueous solvent electrolyte of acetylacetone and tetramethylammonium, and the obtained electrolytic extraction residue was analyzed and identified by X-ray diffraction. Table 3 also shows these results.
【0038】また、これら各種熱延鋼板について、1.2m
m φの309 タイプの溶接ワイヤを使用し、半自動式のM
IG溶接により、溶接継手を作製し、溶接部の硬さ試
験、衝撃試験、曲げ試験を実施し、溶接部の靱性、加工
性を評価した。なお、溶接条件は、雰囲気ガスを20%CO
2 −80%Ar(流量:20l/min )とし、電圧:25V、電
流:240 A、溶接速度:8mm/sとし、1パス溶接とし
た。Further, for each of these various hot-rolled steel sheets, 1.2 m
m 309 type welding wire, semi-automatic M
A welded joint was prepared by IG welding, and a hardness test, an impact test, and a bending test of the welded portion were performed to evaluate the toughness and workability of the welded portion. The welding conditions were such that the atmosphere gas was 20% CO
2 -80% Ar (flow rate: 20l / min) and then, the voltage: 25V, Current: 240 A, welding speed: the 8 mm / s, and the one-pass welding.
【0039】これら溶接継手部から、硬さ測定試験片、
板厚7.0 mm×幅10mm×長さ55mmのサブサイズシャルピー
衝撃試験片(7mm厚熱延鋼板のみ)、JIS Z 2204の規定
に準拠した曲げ試験片(1.2mm 厚、2.0mm 厚、3.0mm
厚、7.0mm 厚熱延鋼板)を採取した。なお、衝撃試験片
は貫通切欠とし、クロスボンドから採取した。また、曲
げ試験は、曲げ半径r=1.0tの180 °曲げとした。これ
らの結果を表3に併記する。From these welded joints, a test piece for hardness measurement,
Sub-size Charpy impact test specimen with a thickness of 7.0 mm x width 10 mm x length 55 mm (only hot-rolled steel sheet with a thickness of 7 mm), a bending test piece in accordance with the provisions of JIS Z 2204 (1.2 mm thickness, 2.0 mm thickness, 3.0 mm
Thick, 7.0 mm thick hot-rolled steel sheet). In addition, the impact test piece was made into a notch, and was collected from the cross bond. In the bending test, the bending was performed at 180 ° with a bending radius of r = 1.0 t. Table 3 also shows these results.
【0040】[0040]
【表1】 [Table 1]
【0041】[0041]
【表2】 [Table 2]
【0042】[0042]
【表3】 [Table 3]
【0043】[0043]
【表4】 [Table 4]
【0044】[0044]
【表5】 [Table 5]
【0045】[0045]
【表6】 [Table 6]
【0046】本発明例は、母材の強度、靱性および溶接
部の硬さ、靱性、曲げ加工性のいずれにも優れている。
これに対し、本発明の範囲を外れる比較例は、溶接部の
靱性、あるいは溶接部の曲げ加工性のいずれかが劣化し
ている。一方、(C+N)、析出物の大きさ、分散密度
が本発明の範囲を外れる鋼板No.8、No.9は、溶接部の加
工性、靱性の劣化が著しい。また、(C+N)が本発明
範囲内であるが、、析出物の大きさおよび/または分散
密度が本発明の範囲を外れる鋼板No.2、No.4、No. 13、
No.14 、No.15 は溶接部靱性が低下している。(C+
N)、析出物の大きさ、分散密度が本発明範囲内である
が、C/N比が本発明の範囲を外れる鋼板No.13 、No.1
4 、No.15 は、2.0mm 厚の曲げ試験でも割れが発生して
おり、靱性、加工性の劣化が著しい。また、Y値が本発
明の好適範囲を外れる鋼板No.1、No.2は溶接部靱性が若
干劣化している。なお、7.0 mm厚試験片に割れが発生し
たとしても、3.5 mm、2.0 mm厚試験片で割れが発生しな
ければ合格とした。The examples of the present invention are excellent in the strength and toughness of the base material and in the hardness, toughness and bending workability of the weld.
On the other hand, in the comparative examples outside the range of the present invention, either the toughness of the welded portion or the bending workability of the welded portion is deteriorated. On the other hand, in steel sheets No. 8 and No. 9 in which (C + N), the size of the precipitates and the dispersion density are out of the range of the present invention, the workability and toughness of the welded portion are significantly deteriorated. In addition, (C + N) is within the range of the present invention, but the size and / or dispersion density of the precipitates are out of the range of the present invention.
No. 14 and No. 15 have reduced weld toughness. (C +
N), steel sheets No. 13 and No. 1 whose precipitate size and dispersion density are within the range of the present invention but whose C / N ratio is out of the range of the present invention.
4, No.15 cracked even in the bending test of 2.0mm thickness, and the toughness and workability deteriorated remarkably. Further, in steel sheets No. 1 and No. 2 in which the Y value is out of the preferred range of the present invention, the weld toughness is slightly deteriorated. Note that even if cracks occurred in the 7.0 mm thick test piece, the test piece was passed if no cracks occurred in the 3.5 mm and 2.0 mm thick test pieces.
【0047】[0047]
【発明の効果】本発明によれば、溶接性と加工性に優れ
た土木・建築構造用ステンレス熱延鋼板が、安価に製造
でき、産業上格段の効果を奏する。本発明により、マル
テンサイト系ステンレス熱延鋼板の用途が拡大し、さら
にライフサイクルコストを考慮した場合、マルテンサイ
ト系ステンレス熱延鋼板の工業上の利用価値が高くなる
という効果もある。According to the present invention, a stainless hot-rolled steel sheet for civil engineering and building structures excellent in weldability and workability can be manufactured at low cost, and has a remarkable industrial effect. According to the present invention, the use of the hot-rolled martensitic stainless steel sheet is expanded, and when the life cycle cost is considered, there is also an effect that the industrial utility value of the hot-rolled martensitic stainless steel sheet is increased.
【図1】溶接部靱性(シャルピー衝撃試験吸収エネルギ
ー)とC/N比の関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between weld toughness (Charpy impact test absorbed energy) and C / N ratio.
【図2】溶接部靱性(シャルピー衝撃試験遷移温度)と
析出物の平均直径、分散密度との関係を示すグラフであ
る。FIG. 2 is a graph showing a relationship between weld toughness (Charpy impact test transition temperature) and the average diameter and dispersion density of precipitates.
【図3】溶接部靱性(シャルピー衝撃試験吸収エネルギ
ー)とY値の関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a relationship between weld toughness (Charpy impact test absorbed energy) and Y value.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 進 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Susumu Sato 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba
Claims (6)
下に含み、さらに、 Si:1.0 %以下、 Mn:1.0 %以下、 P:0.08%以下、 S:0.01%以下、 Cr:10〜15% を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を
有し、かつ平均直径:0.3 μm 以下の炭化物、窒化物お
よび炭窒化物のうちの1種または2種以上が0.5×106
個/mm2 以上の密度で分散した組織を有することを特徴
とする加工性および溶接性に優れた土木・建築構造用ス
テンレス熱延鋼板。(C + N): 0.005 to 0.03%, C / N <0.6, and Si: 1.0% or less in terms of mass%, C: 0.012% or less, N: 0.02% or less. , Mn: 1.0% or less, P: 0.08% or less, S: 0.01% or less, Cr: 10 to 15%, having a composition of balance Fe and unavoidable impurities, and having an average diameter of 0.3 μm or less. One or more of carbides, nitrides and carbonitrides are 0.5 × 10 6
A hot-rolled stainless steel sheet for civil and architectural structures having excellent workability and weldability, characterized by having a structure dispersed at a density of at least pcs / mm 2 .
Y値で10.7以下を満足することを特徴とする請求項1に
記載の土木・建築構造用ステンレス熱延鋼板。 記 Y=Cr+Mo+1.5Si+0.5Nb+8Al-Ni-0.5Mn-30 C-30 N-0.5Cu ……(1) ここに、Cr、Mo、Si、Nb、Al、Ni、Mn、C、N、Cu:各
元素の含有量(質量%)2. The hot-rolled stainless steel sheet for civil and building structures according to claim 1, wherein the composition satisfies a Y value defined by the following formula (1) of 10.7 or less. Note Y = Cr + Mo + 1.5Si + 0.5Nb + 8Al-Ni-0.5Mn-30 C-30 N-0.5Cu (1) where Cr, Mo, Si, Nb, Al, Ni, Mn, C, N, Cu: Content of each element (% by mass)
i:0.1 〜0.6 %を含有することを特徴とする請求項1
または2に記載の土木・建築構造用ステンレス熱延鋼
板。3. The composition according to claim 1, further comprising:
2. The method according to claim 1, wherein i: 0.1 to 0.6% is contained.
Or the stainless steel hot-rolled steel sheet for civil engineering or building structure according to 2.
u:0.1 〜0.6 %、Mo:0.1 〜0.6 %のうちから選ばれ
た1種または2種を含有することを特徴とする請求項1
ないし3のいずれかにに記載の土木・建築構造用ステン
レス熱延鋼板。4. In addition to the above composition, C
2. The composition according to claim 1, wherein one or two selected from u: 0.1 to 0.6% and Mo: 0.1 to 0.6% are contained.
4. The hot-rolled stainless steel sheet for civil engineering or building structures according to any one of the above items.
i:0.005 〜0.05%、B:0.0005〜0.0050%のうちから
選ばれた1種または2種を含有することを特徴とする請
求項1ないし4のいずれかに記載の土木・建築構造用ス
テンレス熱延鋼板。5. The composition according to claim 1, further comprising:
The stainless steel heat for civil engineering and building structures according to any one of claims 1 to 4, wherein one or two selected from i: 0.005 to 0.05% and B: 0.0005 to 0.0050% are contained. Rolled steel sheet.
b:0.01〜0.1 %、V:0.01〜0.1 %のうちから選ばれ
た1種または2種を含有することを特徴とする請求項1
ないし5のいずれかに記載の土木・建築構造用ステンレ
ス熱延鋼板。6. The composition according to claim 1, further comprising:
b: 0.01 to 0.1%, V: one or two kinds selected from 0.01 to 0.1%.
6. A hot-rolled stainless steel sheet for civil engineering or building structure according to any one of the above-mentioned items.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33687099A JP2001152296A (en) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | Hot rolled stainless steel plate for civil engineering and building construction use, excellent in workability and weldability |
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JP33687099A JP2001152296A (en) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | Hot rolled stainless steel plate for civil engineering and building construction use, excellent in workability and weldability |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2001152296A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1403391A1 (en) * | 2001-06-01 | 2004-03-31 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Martensitic stainless steel |
-
1999
- 1999-11-26 JP JP33687099A patent/JP2001152296A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1403391A1 (en) * | 2001-06-01 | 2004-03-31 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Martensitic stainless steel |
EP1403391A4 (en) * | 2001-06-01 | 2004-08-25 | Sumitomo Metal Ind | Martensitic stainless steel |
US7361236B2 (en) | 2001-06-01 | 2008-04-22 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Martensitic stainless steel |
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