JP2006315080A - 低温靱性と耐海水腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼製溶接構造物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、N、Alを所定量含有し、O、P、Sを制限し、さらに、Cu、Ti、Nb、VおよびWのうちの1種または2種以上を所定量含有し、かつ、耐食性の指標であるPIW値が35〜40の範囲にあり、フェライト量の指標であるδcal値が−6〜+4の範囲にあるオーステナイト系ステンレス鋼母材と、溶接部に形成された、C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、Cu、N、Alを所定量含有し、O、P、Sを制限し、Cr当量とNi当量の比(Cr当量/Ni当量)が0.85〜1.2の範囲にあり、耐孔食性の指標であるPI値が35以上である溶接金属とで構成された低温靱性と耐海水腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼製溶接構造物。
【選択図】図2
Description
(1)質量%で、C:0.005〜0.03%、Si:0.1〜1.5%、Mn:0.1〜3.0%、Ni:15.0〜21.0%、Cr:22.0〜28.0%、Mo:1.5〜3.5%、N:0.15〜0.35%、Al:0.005〜0.1%以下を含有し、O:0.007%以下、P:0.05%以下、S:0.003%以下に制限し、かつ、下記(1)式で定義されるPIW値が35〜40の範囲にあり、下記(2)式で定義されるδcal値が−6〜+4の範囲にあり、残部が鉄および不可避的不純物からなるオーステナイト系ステンレス鋼母材と、溶接部に形成された、質量%で、C:0.005〜0.05%、Si:0.1〜1.0%、Mn:0.1〜3.5%、Cr:25.0〜28.0%、Ni:16.0〜23.9%、Mo:1.6〜3.0%、Cu:0.1〜0.5%、Al:0.001〜0.02%、N:0.03〜0.35%を含有し、O:0.10%以下、P:0.03%以下、S:0.005%以下に制限し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、かつ、下記(3)および(4)式で定義されるCr当量とNi当量の比(Cr当量/Ni当量)が0.85〜1.2の範囲にあり、下記(5)式で定義されるPI値が35以上であり、残部が鉄および不可避的不純物からなる溶接金属とで構成されたことを特徴とする低温靱性と耐海水腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼製溶接構造物。
PIW値=[Cr]+3.3([Mo]+0.5[W])+16[N] ・・ (1)
δcal値=2.9([Cr]+0.3[Si]+[Mo]+0.5[W])
−2.6([Ni]+0.3[Mn]+0.25[Cu]+32[C]
+20[N])−18 ・・(2)
但し、上記[Cr]、[Mo]、[W]、[N]、[Si]、[Ni]、[Mn]、[Cu]、[C]は鋼材中の各成分含有量(質量%)を示す。
Cr当量=[Cr]+[Mo]+1.5×[Si] ・・(3)
Ni当量=[Ni]+0.5×[Mn]+30×[C]+30×[N]・・(4)
PI値=[Cr]+3.3×[Mo]+16×[N] ・・(5)
但し、上記[Cr]、[Mo]、[Si]、[Ni]、[Mn]、[C]、[N]は溶接金属中の各成分含有量(質量%)を示す。
(2)前記オーステナイト系ステンレス鋼母材中に、質量%で、さらに、Cu:0.1〜2.0%、Ti:0.003〜0.03%、Nb:0.02〜0.20%、V:0.05〜0.5%、および、W:0.3〜3.0%のうちの1種または2種以上を含有することを特徴とする上記(1)に記載の低温靱性と耐海水腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼製溶接構造物。
(3)前記溶接金属中に、質量%で、さらに、Ti:0.01〜0.3%、および、Nb:0.01〜0.3%のうちの1種または2種を含有することを特徴とする上記(1)または(2)に記載の低温靱性と耐海水腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼製溶接構造物。
(4)前記溶接金属中に、質量%で、さらに、Ca:0.0005〜0.0050%、および、Mg:0.0005〜0.0050%のうちの1種または2種を含有することを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の低温靱性と耐海水腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼製溶接構造物。
(5)前記溶接金属は、ガスシールドアーク溶接またはタングステンアーク溶接を用いて形成されたことを特徴とする上記(1)〜(4)の何れかに記載の低温靱性と耐海水腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼製溶接構造物。
(6)前記溶接金属は、下記(5)式で定義される溶接入熱量Qが20、000J/cm以下、下記(6)式で定義される母材希釈率Dが30%以下の溶接条件で形成されたことを特徴とする上記(5)に記載の低温靱性と耐海水腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼製溶接構造物。
Q=[溶接電流]×[溶接電圧]×[溶接時間]/[溶接長さ]・・・(5)
D=[母材の溶融体積]/[全溶接金属体積]・・・(6)
(7)前記溶接金属は、パルスアークを使用し、ピーク電流とベース電流の差が20A以上、下記(7)式で定義されるデューティ比Rが0.2〜0.6、かつ、周波数が10Hz以上とすることを特徴とする上記(5)または(6)に記載の低温靱性と耐海水腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼製溶接構造物。
R=[ピーク電流期間]/([ピーク電流期間]+[ベース電流期間])×100・・・(7)
PIW値=[Cr]+3.3([Mo]+0.5[W])+16[N] ・・ (1)
δcal値=2.9([Cr]+0.3[Si]+[Mo]+0.5[W])
−2.6([Ni]+0.3[Mn]+0.25[Cu]+32[C]
+20[N])−18 ・・(2)
但し、上記[Cr]、[Mo]、[W]、[N]、[Si]、[Ni]、[Mn]、[Cu]、[C]は鋼材中の各成分含有量(質量%)を示す。
Cr当量=[Cr]+[Mo]+1.5×[Si] ・・(3)
Ni当量=[Ni]+0.5×[Mn]+30×[C]+30×[N]・・(4)
但し、上記[Cr]、[Mo]、[Si]、[Ni]、[Mn]、[C]、[N]は溶接金属中の各成分含有量(質量%)を示す。
PI値=[Cr]+3.3×[Mo]+16×[N] ・・(5)
但し、上記[Cr]、[Mo]、[N]は溶接金属中の各成分含有量(質量%)を示す。
Claims (7)
- 質量%で、C:0.005〜0.03%、Si:0.1〜1.5%、Mn:0.1〜3.0%、Ni:15.0〜21.0%、Cr:22.0〜28.0%、Mo:1.5〜3.5%、N:0.15〜0.35%、Al:0.005〜0.1%以下を含有し、O:0.007%以下、P:0.05%以下、S:0.003%以下に制限し、かつ、下記(1)式で定義されるPIW値が35〜40の範囲にあり、下記(2)式で定義されるδcal値が−6〜+4の範囲にあり、残部が鉄および不可避的不純物からなるオーステナイト系ステンレス鋼母材と、溶接部に形成された、質量%で、C:0.005〜0.05%、Si:0.1〜1.0%、Mn:0.1〜3.5%、Cr:25.0〜28.0%、Ni:16.0〜23.9%、Mo:1.6〜3.0%、Cu:0.1〜0.5%、Al:0.001〜0.02%、N:0.03〜0.35%を含有し、O:0.10%以下、P:0.03%以下、S:0.005%以下に制限し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、かつ、下記(3)および(4)式で定義されるCr当量とNi当量の比(Cr当量/Ni当量)が0.85〜1.2の範囲にあり、下記(5)式で定義されるPI値が35以上であり、残部が鉄および不可避的不純物からなる溶接金属とで構成されたことを特徴とする低温靱性と耐海水腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼製溶接構造物。
PIW値=[Cr]+3.3([Mo]+0.5[W])+16[N] ・・ (1)
δcal値=2.9([Cr]+0.3[Si]+[Mo]+0.5[W])
−2.6([Ni]+0.3[Mn]+0.25[Cu]+32[C]
+20[N])−18 ・・(2)
但し、上記[Cr]、[Mo]、[W]、[N]、[Si]、[Ni]、[Mn]、[Cu]、[C]は鋼材中の各成分含有量(質量%)を示す。
Cr当量=[Cr]+[Mo]+1.5×[Si] ・・(3)
Ni当量=[Ni]+0.5×[Mn]+30×[C]+30×[N]・・(4)
PI値=[Cr]+3.3×[Mo]+16×[N] ・・(5)
但し、上記[Cr]、[Mo]、[Si]、[Ni]、[Mn]、[C]、[N]は溶接金属中の各成分含有量(質量%)を示す。 - 前記オーステナイト系ステンレス鋼母材中に、質量%で、さらに、Cu:0.1〜2.0%、Ti:0.003〜0.03%、Nb:0.02〜0.20%、V:0.05〜0.5%、および、W:0.3〜3.0%のうちの1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載の低温靱性と耐海水腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼製溶接構造物。
- 前記溶接金属中に、質量%で、さらに、Ti:0.01〜0.3%、および、Nb:0.01〜0.3%のうちの1種または2種を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の低温靱性と耐海水腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼製溶接構造物。
- 前記溶接金属中に、質量%で、さらに、Ca:0.0005〜0.0050%、および、Mg:0.0005〜0.0050%のうちの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のいずれかに記載の低温靱性と耐海水腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼製溶接構造物。
- 前記溶接金属は、ガスシールドアーク溶接またはタングステンアーク溶接を用いて形成されたことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の低温靱性と耐海水腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼製溶接構造物。
- 前記溶接金属は、下記(5)式で定義される溶接入熱量Qが20、000J/cm以下、下記(6)式で定義される母材希釈率Dが30%以下の溶接条件で形成されたことを特徴とする請求項5に記載の低温靱性と耐海水腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼製溶接構造物。
Q=[溶接電流]×[溶接電圧]×[溶接時間]/[溶接長さ]・・・(5)
D=[母材の溶融体積]/[全溶接金属体積]・・・(6) - 前記溶接金属は、パルスアークを使用し、ピーク電流とベース電流の差が20A以上、下記(7)式で定義されるデューティ比Rが0.2〜0.6、かつ、周波数が10Hz以上とすることを特徴とする請求項5または6に記載の低温靱性と耐海水腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼製溶接構造物。
R=[ピーク電流期間]/([ピーク電流期間]+[ベース電流期間])×100・・・(7)
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