JP2010202916A - Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of welded part with austenite stainless steel - Google Patents
Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of welded part with austenite stainless steel Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010202916A JP2010202916A JP2009048128A JP2009048128A JP2010202916A JP 2010202916 A JP2010202916 A JP 2010202916A JP 2009048128 A JP2009048128 A JP 2009048128A JP 2009048128 A JP2009048128 A JP 2009048128A JP 2010202916 A JP2010202916 A JP 2010202916A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stainless steel
- corrosion resistance
- less
- mass
- ferritic stainless
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
Description
本発明は、溶接芯線や異材溶接でオーステナイト系ステンレス鋼を用いる場合において、オーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼に関する。 The present invention relates to a ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of a welded portion with an austenitic stainless steel when an austenitic stainless steel is used for welding core wire or dissimilar material welding.
従来から、例えば電気温水器や貯湯槽等の温水容器の材料としては、フェライト系ステンレス鋼のＳＵＳ４４４（低Ｃ、低Ｎ、１８〜１９Ｃｒ−２Ｍｏ−Ｎｂ、Ｔｉ系鋼）が広く用いられている。このＳＵＳ４４４は、温水環境での耐食性向上を主目的に開発された鋼種である。 Conventionally, ferritic stainless steel SUS444 (low C, low N, 18-19Cr-2Mo-Nb, Ti steel) has been widely used as a material for hot water containers such as electric water heaters and hot water tanks. . This SUS444 is a steel type developed mainly for the purpose of improving the corrosion resistance in a hot water environment.
温水容器は、例えば鏡と呼ばれる部分や胴と呼ばれる部分等の構成部材をＴＩＧ溶接により接合した際に形成される、いわゆる溶接隙間構造を有するものが主流である。溶接隙間構造を有する温水容器を上水の温水環境で使用すると溶接隙間部で腐食が生じ易い。ＳＵＳ４４４において、腐食形態が孔食である場合はＳＵＳ４４４が再不動態化し易く、孔食が成長することを稀である。一方、腐食形態が溶接隙間部での隙間腐食である場合には、ＳＵＳ４４４が再不動態化しにくいので、腐食が成長し、板厚を貫通して漏水に至るおそれがある。このため、温水容器では腐食し易い溶接隙間構造の形成をできるだけ避けた構造とすることが望ましいが、鏡と胴との溶接接合部等のように、施工の問題から溶接隙間構造の形成を回避し難い部分がある。 The mainstream of the hot water container is a so-called weld gap structure formed when TIG welding is used to connect constituent members such as a part called a mirror and a part called a trunk. When a hot water container having a weld gap structure is used in a warm water environment, corrosion tends to occur in the weld gap. In SUS444, when the corrosion form is pitting corrosion, SUS444 is easily repassivated, and pitting corrosion rarely grows. On the other hand, when the corrosion form is crevice corrosion at the weld gap, SUS444 is difficult to repassivate, so that corrosion grows and there is a possibility that water leaks through the plate thickness. For this reason, it is desirable to avoid the formation of weld gap structures that are likely to corrode in hot water containers, but avoid the formation of weld gap structures due to construction problems, such as welded joints between mirrors and barrels. There is a difficult part.
そこで、一般的に、温水容器をＴＩＧ溶接により製造する際には、溶接部の耐食性の低下を抑制するため、Ａｒバックガスシールを行い、裏ビード側の酸化を抑制している。 Therefore, in general, when a hot water container is manufactured by TIG welding, an Ar back gas seal is performed to suppress oxidation on the back bead side in order to suppress a decrease in corrosion resistance of the welded portion.
しかしながら、近年、電気温水器では追い炊き機能のニーズが高まり、蛇管を内部に挿入した構成の缶体が増えてきている。この構成の場合、溶接の際にＡｒバックガスシール用のノズルを缶体内部に挿入し難く、Ａｒバックガスシールを施さずにＴＩＧ溶接を行わなければならないので、隙間腐食による耐食性が低下が懸念されている。 However, in recent years, there has been an increase in the need for a reheating function in electric water heaters, and an increase in the number of cans having a structure in which a serpentine tube is inserted. In this configuration, it is difficult to insert an Ar back gas seal nozzle into the can during welding, and TIG welding must be performed without applying the Ar back gas seal. Has been.
また、地球環境問題から、電気温水器に比べ消費電力の少ない、例えばエコキュート（登録商標）等のヒートポンプ技術を利用して空気熱で熱交換により湯を沸かすＣＯ２冷媒ヒートポンプ給湯器の需要が高まってきている。このＣＯ２冷媒ヒートポンプ給湯器等の構成では、ヒーター加熱を行わないので、ヒーター挿入のためのフランジは本来不要であるが、ＴＩＧ溶接の際にＡｒバックガスシール用のノズルを挿入するためにはフランジを形成する必要があり、本来不要なフランジの形成により製造コストが高騰してしまう問題が考えられる。 In addition, due to global environmental problems, there is an increasing demand for CO 2 refrigerant heat pump water heaters that consume less power than electric water heaters, for example, use hot pump technology such as Ecocute (registered trademark) to boil hot water using air heat. It is coming. In the configuration of this CO 2 refrigerant heat pump water heater or the like, since the heater is not heated, a flange for inserting the heater is not originally necessary, but in order to insert an Ar back gas seal nozzle during TIG welding. It is necessary to form a flange, and there is a problem that the manufacturing cost increases due to the formation of a flange that is essentially unnecessary.
このように、近年、Ａｒバックガスシールを施さずにＴＩＧ溶接しても、隙間腐食による耐食性の低下を防止できる材料や構成が望まれている。 Thus, in recent years, there has been a demand for materials and configurations that can prevent a decrease in corrosion resistance due to crevice corrosion even if TIG welding is performed without performing Ar back gas sealing.
そして、隙間腐食を抑制するための構成としては、鏡への胴の挿入深さを２０ｍｍまでとした構成の温水器用ステンレス鋼製缶体が知られている（例えば、特許文献１参照。）。 And as a structure for suppressing crevice corrosion, the stainless steel can body for water heaters of the structure which made the insertion depth of the trunk | drum to a mirror to 20 mm is known (for example, refer patent document 1).
しかしながら、溶接で耐食性が低下する熱影響部は、概ね溶接ビードから１０ｍｍ程度の範囲であり、特許文献１に記載された構成では安定した耐食性向上効果が十分に得られない可能性がある。また、このような特許文献１に記載されたものの鋼種としてはＳＵＳ４４４相当鋼が採用されているが、ＳＵＳ４４４相当鋼をＡｒバックガスシールを行わずにＴＩＧ溶接すると、裏ビード部における酸化スケールの生成部分では、耐食性が著しく低下してしまう問題が考えられる。 However, the heat-affected zone in which the corrosion resistance is lowered by welding is generally in the range of about 10 mm from the weld bead, and the structure described in Patent Document 1 may not sufficiently provide a stable corrosion resistance improvement effect. Further, SUS444 equivalent steel is adopted as the steel type described in Patent Document 1, but when SUS444 equivalent steel is TIG welded without performing Ar back gas sealing, generation of oxide scale in the back bead portion is generated. In the part, there is a problem that the corrosion resistance is remarkably lowered.
また、溶接部における耐食性の低下を防止するための構成としては、ＴｉとＡｌとを複合添加することにより、溶接の際のＣｒの酸化ロスを抑制したフェライト系ステンレス鋼が知られている（例えば、特許文献２参照。）。 Moreover, as a structure for preventing the deterioration of the corrosion resistance in the welded portion, a ferritic stainless steel is known in which the oxidation loss of Cr during welding is suppressed by adding Ti and Al in combination (for example, , See Patent Document 2).
しかしながら、このようなフェライト系ステンレス鋼を使用することにより、温水容器の耐食性を向上できるものの、Ａｒバックガスシールを行わずにＴＩＧ溶接すると、Ｃｒの酸化ロスを十分に抑制できず、溶接隙間部の耐食性が著しく低下してしまう問題が考えられる。 However, by using such ferritic stainless steel, the corrosion resistance of the hot water container can be improved, but if TIG welding is performed without performing Ar back gas sealing, the oxidation loss of Cr cannot be sufficiently suppressed, and the weld gap There is a problem that the corrosion resistance of the steel significantly decreases.
さらに、Ａｒバックガスシールを行わずにＴＩＧ溶接をする場合に、ＴＩＧ溶接により形成された裏ビード側溶接部の耐食性を向上する構成としては、２１質量％を超えるＣｒを含有させ、また、ＮｉおよびＣｕを添加することにより、ＴＩＧ溶接裏面熱影響部の耐食性を向上したフェライト系ステンレス鋼が知られている（例えば、特許文献３参照。）。 Furthermore, in the case of performing TIG welding without performing Ar back gas sealing, as a configuration for improving the corrosion resistance of the back bead side welded portion formed by TIG welding, Cr exceeding 21 mass% is contained, and Ni Ferritic stainless steel is known in which the corrosion resistance of the heat-affected zone of the TIG welded surface is improved by adding Cu and Cu (see, for example, Patent Document 3).
このような特許文献３のフェライト系ステンレス鋼を温水容器に用いることにより、温水容器の耐食性を向上できるものの、隙間構造やＣｕの含有量によっては十分なＴＩＧ溶接隙間部の耐食性向上効果が十分に得られないことがあり、熱影響部の耐食性が低下してしまう可能性がある。 By using such a ferritic stainless steel of Patent Document 3 for a hot water container, the corrosion resistance of the hot water container can be improved, but depending on the gap structure and Cu content, sufficient corrosion resistance improvement effect of the TIG weld gap is sufficient. It may not be obtained, and the corrosion resistance of the heat-affected zone may be reduced.
そこで、溶接芯線にオーステナイト系ステンレス鋼を用いて、溶接隙間部や熱影響部耐食性を向上させる場合がある。 Therefore, austenitic stainless steel may be used for the welding core wire to improve the weld gap and heat affected zone corrosion resistance.
また、フェライト系ステンレス鋼を用いた配管や溶接構造物において、成形性の観点から一部にオーステナイト系ステンレス鋼を溶接して成形する場合がある。 Further, in piping and welded structures using ferritic stainless steel, there are cases where austenitic stainless steel is partially welded and formed from the viewpoint of formability.
しかしながら、上述のようにフェライト系ステンレス鋼とオーステナイト系ステンレス鋼と溶接すると、溶接部の耐食性が著しく低下してしまう問題がある。 However, when the ferritic stainless steel and the austenitic stainless steel are welded as described above, there is a problem that the corrosion resistance of the welded portion is significantly lowered.
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、オーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a point, and it aims at providing the ferritic stainless steel excellent in the corrosion resistance of the welding part with austenitic stainless steel.
請求項１に記載されたオーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼は、質量％で、０．０２％以下のＣ、３％以下のＳｉ、１％以下のＭｎ、０．０４％以下のＰ、０．０３％以下のＳ、３％以下のＮｉ、１８〜２６％のＣｒ、０．３〜２％のＭｏ、０．１〜０．６％のＮｂ、０．０２５％以下のＮを含有し、ａ値＝Ｃｒ％＋Ｍｏ％＋１．５（Ｓｉ％）＋０．５（Ｎｂ％）＋０．９（Ｍｎ％）＋１．５（Ｎｉ％）とする（１）式にて、ａ値が２３以上になるように組成が調製されたものである。 The ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of the welded portion with the austenitic stainless steel described in claim 1 is 0.02% C, 3% Si, 1% Mn, 0.04% or less P, 0.03% or less S, 3% or less Ni, 18 to 26% Cr, 0.3 to 2% Mo, 0.1 to 0.6% Nb, 0 0.025% or less of N and a value = Cr% + Mo% + 1.5 (Si%) + 0.5 (Nb%) + 0.9 (Mn%) + 1.5 (Ni%) (1) In the formula, the composition is prepared so that the a value is 23 or more.
請求項２に記載されたオーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼は、請求項１に記載されたオーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼において、０．４％以下のＴｉおよび０．３％以下のＡｌのうち少なくともいずれか一方を含有し、ｂ値＝Ｃｒ％＋Ｍｏ％＋１．５（Ｓｉ％）＋０．５（Ｎｂ％）＋０．２５（Ｔｉ％）＋０．９（Ｍｎ％）＋１．５（Ｎｉ％）とする（２）式にて、ｂ値が２３以上になるように組成が調製されたものである。ものである。
The ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of the welded portion with the austenitic stainless steel described in
請求項３に記載されたオーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼は、請求項１に記載されたオーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼において、質量％で、含有量の合計が４％以下となるようにＣｕ、Ｃｏ、ＶおよびＷの少なくとも１つを含有し、ｃ値＝Ｃｒ％＋Ｍｏ％＋１．５（Ｓｉ％）＋０．５（Ｎｂ％）＋０．９（Ｍｎ％＋Ｃｕ％）＋１．５（Ｎｉ％）＋０．８（Ｃｏ％＋Ｖ％＋Ｗ％）とする（３）式にて、ｃ値が２３以上になるように組成が調製されたものである。 The ferritic stainless steel excellent in the corrosion resistance of the welded portion with the austenitic stainless steel described in claim 3 is a ferritic stainless steel excellent in the corrosion resistance of the welded portion with the austenitic stainless steel described in claim 1. And containing at least one of Cu, Co, V and W so that the total content is 4% or less by mass%, c value = Cr% + Mo% + 1.5 (Si%) + 0.5 (Nb%) + 0.9 (Mn% + Cu%) + 1.5 (Ni%) + 0.8 (Co% + V% + W%) In the formula (3), the composition is such that the c value is 23 or more. Was prepared.
請求項４に記載されたオーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼は、請求項２に記載されたオーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼において、質量％で、含有量の合計が４％以下となるようにＣｕ、Ｃｏ、ＶおよびＷの少なくとも１つを含有し、ｄ値＝Ｃｒ％＋Ｍｏ％＋１．５（Ｓｉ％）＋０．５（Ｎｂ％）＋０．２５（Ｔｉ％）＋０．９（Ｍｎ％＋Ｃｕ％）＋１．５（Ｎｉ％）＋０．８（Ｃｏ％＋Ｖ％＋Ｗ％）とする（４）式にてｄ値が２３以上になるように組成が調整されたものである。
The ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of the welded portion with the austenitic stainless steel described in claim 4 is a ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of the welded portion with the austenitic stainless steel described in
請求項１に記載された発明によれば、質量％で、０．０２％以下のＣ、３％以下のＳｉ、１％以下のＭｎ、０．０４％以下のＰ、０．０３％以下のＳ、３％以下のＮｉ、１８〜２６％のＣｒ、０．３〜２％のＭｏ、０．１〜０．６％のＮｂ、０．０２５％以下のＮを含有し、（１）式のａ値が２３以上になるように組成を調整することにより、オーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性を向上できる。 According to the invention described in claim 1, in mass%, 0.02% or less C, 3% or less Si, 1% or less Mn, 0.04% or less P, 0.03% or less S, 3% or less of Ni, 18 to 26% of Cr, 0.3 to 2% of Mo, 0.1 to 0.6% of Nb, 0.025% or less of N, and the formula (1) By adjusting the composition so that the a value is 23 or more, the corrosion resistance of the welded portion with the austenitic stainless steel can be improved.
請求項２に記載された発明によれば、請求項１記載のオーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼において、０．４％以下のＴｉおよび０．３％以下のＡｌのうち少なくともいずれか一方を含有し、（２）式のｂ値が２３以上となるように組成を調整することにより、オーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性を向上できるとともに、Ｔｉにて粒界腐食を防止でき、Ａｌにて酸化スケールの耐食性を向上できる。
According to the invention described in
請求項３に記載された発明によれば、請求項１記載のオーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼において、質量％で、含有量の合計が４％以下となるようにＣｕ、Ｃｏ、ＶおよびＷの少なくとも１つを含有し、（３）式のｃ値が２３以上になるように組成を調整することにより、オーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性を向上できるとともに、Ｃｕにて孔食の発生を抑制でき、Ｃｏにて靭性を向上でき、ＶおよびＷにて強度を向上できる。 According to the invention described in claim 3, in the ferritic stainless steel excellent in the corrosion resistance of the welded portion with the austenitic stainless steel according to claim 1, the total content is 4% or less in mass%. Thus, it contains at least one of Cu, Co, V and W, and improves the corrosion resistance of the welded portion with the austenitic stainless steel by adjusting the composition so that the c value of the formula (3) becomes 23 or more. In addition, the occurrence of pitting corrosion can be suppressed with Cu, the toughness can be improved with Co, and the strength can be improved with V and W.
請求項４に記載された発明によれば、請求項２記載のオーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼において、質量％で、含有量の合計が４％以下となるようにＣｕ、Ｃｏ、ＶおよびＷの少なくとも１つを含有し、（４）式のｄ値が２３以上になるように組成を調整することにより、オーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性を向上できるとともに、Ｃｕにて孔食の発生を抑制でき、Ｃｏにて靭性を向上でき、ＶおよびＷにて強度を向上できる。
According to the invention described in claim 4, in the ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of the welded portion with the austenitic stainless steel according to
以下、本発明における一実施の形態について詳細に説明する。なお、各元素の含有量は、特に記載しない限り質量％とする。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail. The content of each element is mass% unless otherwise specified.
本実施の形態におけるフェライト系ステンレス鋼を構成する各元素について説明する。 Each element constituting the ferritic stainless steel in the present embodiment will be described.
Ｃ（炭素）およびＮ（窒素）は、ステンレス鋼中に不可避的に含まれる元素である。これらＣおよびＮの含有量が低減すると、ステンレス鋼は軟質になり、加工性が向上するとともに、炭化物や窒化物の生成が少なくなり、溶接性および溶接部の耐食性が向上する。このため本実施の形態では、ＣおよびＮの含有量は少ない方が好ましく、Ｃの含有量が０．０２％以下であり、Ｎの含有量が０．０２５％以下であれば、加工性の向上効果を確保できる。 C (carbon) and N (nitrogen) are elements inevitably contained in stainless steel. When the contents of C and N are reduced, the stainless steel becomes soft and the workability is improved, the generation of carbides and nitrides is reduced, and the weldability and the corrosion resistance of the welded portion are improved. For this reason, in the present embodiment, it is preferable that the contents of C and N are small. If the content of C is 0.02% or less and the content of N is 0.025% or less, workability is improved. The improvement effect can be secured.
Ｓｉ（ケイ素）は、Ａｒバックガスシールを施してＴＩＧ溶接する場合、溶接部の耐食性改善に有効に作用する。しかし、Ｓｉを過剰に含有させると、フェライト系ステンレス鋼を硬質化させて、靭性が低下するとともに加工性が悪化する。そして、Ｓｉの含有量が３％以下であれば、靭性の低下や加工性の悪化を防止できる。ただし、例えば水道に直結して使用する高圧タイプの温水容器のような継手の強度が要求される用途等では、Ｓｉの添加が有利になる。そこで、Ｓｉを含有させて強度向上作用を十分に享受するには、Ｓｉの含有量を０．０１％以上にすると好ましい。 Si (silicon) effectively acts to improve the corrosion resistance of the welded part when performing TIG welding with an Ar back gas seal. However, if Si is excessively contained, ferritic stainless steel is hardened, and the toughness is lowered and the workability is deteriorated. And if content of Si is 3% or less, the fall of toughness and the deterioration of workability can be prevented. However, addition of Si is advantageous in applications where the strength of the joint is required, such as a high-pressure type hot water container that is directly connected to water. Therefore, in order to sufficiently receive the strength improving effect by containing Si, the Si content is preferably 0.01% or more.
Ｍｎ（マンガン）は、ステンレス鋼の脱酸剤として用いられる。スクラップを原料とするステンレス鋼の場合、ある程度のＭｎの混入は避けられないが、Ｍｎは不動態皮膜中のＣｒ濃度を低下させて耐食性の低下を招く要因となるので、Ｍｎの含有量は低い方が好ましい。そして、Ｍｎの含有量が１％以下であれば、Ｃｒ濃度の低下による耐食性の低下を防止できる。 Mn (manganese) is used as a deoxidizer for stainless steel. In the case of stainless steel made from scrap, it is inevitable that Mn is mixed to some extent. However, since Mn causes a decrease in the corrosion resistance by reducing the Cr concentration in the passive film, the Mn content is low. Is preferred. And if content of Mn is 1% or less, the fall of corrosion resistance by the fall of Cr density | concentration can be prevented.
Ｐ（リン）は、母材および溶接部の靭性を低下させる元素である。したがって、Ｐの含有量は低い方が好ましいが、含Ｃｒ鋼の溶製において精錬による脱リンは困難であり、Ｐの含有量を極低下するには原料を厳選する必要があるので、コストが高騰してしまう。したがって、一般的なフェライト系ステンレス鋼と同様に、本実施の形態では、Ｐの含有量の上限を０．０４％とした。 P (phosphorus) is an element that lowers the toughness of the base material and the weld. Therefore, it is preferable that the content of P is low. However, dephosphorization by refining is difficult in the production of Cr-containing steel, and it is necessary to carefully select the raw material in order to extremely reduce the content of P. Soaring. Therefore, similarly to general ferritic stainless steel, in this embodiment, the upper limit of the P content is 0.04%.
Ｓ（硫黄）は、孔食の起点となり易いＭｎＳを形成して耐食性を低下させるが、Ｓとの親和力が強く、化学的に安定な硫化物を形成するＴｉを適量添加することにより、耐食性を低下させるＭｎＳの形成を十分に抑制できる。よって、耐食性の低下に関しては、Ｔｉを添加する場合にはＳの含有量は厳しく規制する必要はないものの、Ｓを過剰に含有させると、溶接部の高温割れが生じ易くなる。そして、Ｓの含有量が０．０３％以下であれば、溶接部の高温割れを防止できる。 S (sulfur) forms MnS that tends to be the starting point of pitting corrosion and lowers the corrosion resistance. However, by adding an appropriate amount of Ti that has a strong affinity with S and forms a chemically stable sulfide, corrosion resistance is improved. The formation of MnS to be reduced can be sufficiently suppressed. Therefore, regarding the decrease in corrosion resistance, when Ti is added, the S content does not need to be strictly regulated, but if S is excessively contained, hot cracking of the welded portion tends to occur. And if content of S is 0.03% or less, the hot crack of a welding part can be prevented.
Ｎｉ（ニッケル）は、ＴＩＧ溶接において溶接スケール中のＣｒ濃度を高め、化学的に安定なＣｒ２Ｏ３の生成量を増加させて酸化スケールの耐食性を向上させる。また、溶接金属部（ビード部）および熱影響部の腐食の進行を抑制することによりＴＩＧ溶接部の耐食性を向上させ、その耐食性向上作用はＣｒ含有量が多くなるほど大きくなる。さらに、酸化スケール中に金属元素比率でＣｒ比率を向上させる手段としては、Ｆｅ系の酸化物の生成を防止することが有効であるが、Ｎｉは、ＴｉやＡｌとは異なり、母相中のＦｅの酸化を抑制し結果的に酸化スケール中のＣｒ比率を上昇させる。しかし、Ｎｉを過剰に含有させると、ステンレス鋼を硬質化させ、加工性を低下させる。そして、Ｎｉの含有量が３％以下であれば、加工性の低下を防止できる。 Ni (nickel) increases the Cr concentration in the weld scale in TIG welding and increases the amount of chemically stable Cr 2 O 3 to improve the corrosion resistance of the oxide scale. Moreover, the corrosion resistance of a TIG welded part is improved by suppressing the progress of the corrosion of the weld metal part (bead part) and the heat-affected zone, and the effect of improving the corrosion resistance increases as the Cr content increases. Furthermore, as a means for improving the Cr ratio by the metal element ratio in the oxide scale, it is effective to prevent the formation of Fe-based oxides, but Ni is different from Ti and Al in the matrix phase. The oxidation of Fe is suppressed, and as a result, the Cr ratio in the oxide scale is increased. However, when Ni is contained excessively, the stainless steel is hardened and the workability is lowered. And if content of Ni is 3% or less, the fall of workability can be prevented.
Ｃｒ（クロム）は、不動態皮膜の主要構成元素であり、耐孔食性や耐隙間腐食性等の局部腐食性を向上させる。また、Ａｒバックガスシールを施さずにＴＩＧ溶接した溶接部の耐食性はＣｒ含有量に大きく依存することからも、Ｃｒは耐食性の向上に特に重要な元素である。その効果を十分に発揮させるには１８％以上のＣｒを含有させる必要がある。しかし、Ｃｒの含有量が多くなると、ＣおよびＮの含有量の低減が難しくなり、機械的性質や靭性が低下し、かつ、コストが高騰してしまう。そして、Ｃｒの含有量が２６％以下であれば、機械的性質や靭性が低下を防止できるとともに、過度のコストの高騰を防止できる。 Cr (chromium) is a main constituent element of the passive film and improves local corrosion properties such as pitting corrosion resistance and crevice corrosion resistance. In addition, Cr is a particularly important element for improving the corrosion resistance because the corrosion resistance of a welded portion TIG welded without Ar back gas seal greatly depends on the Cr content. In order to fully exhibit the effect, it is necessary to contain 18% or more of Cr. However, when the Cr content increases, it becomes difficult to reduce the C and N content, the mechanical properties and toughness decrease, and the cost increases. And if content of Cr is 26% or less, while a mechanical property and toughness can be prevented from a fall, an excessive increase in cost can be prevented.
Ｍｏ（モリブデン）は、Ｃｒとともに耐食性を向上させるために有効な元素であり、その耐食性向上作用はＣｒ含有量が多くなるほど大きくなる。また、不動態皮膜の再生に必須の元素であり、その効果を十分に発揮させるには、０．３％以上のＭｏを含有させる必要がある。しかし、Ｍｏを過剰に含有させると、靭性が低下し、また、コストも高騰してしまう。そして、Ｍｏの含有量が２％以下であれば、靭性の低下や過度のコストの高騰を防止できる。 Mo (molybdenum) is an element effective for improving the corrosion resistance together with Cr, and the effect of improving the corrosion resistance increases as the Cr content increases. Moreover, it is an element indispensable for the reproduction | regeneration of a passive film, and in order to fully demonstrate the effect, it is necessary to contain 0.3% or more of Mo. However, when Mo is contained excessively, toughness is lowered and the cost is also increased. And if content of Mo is 2% or less, the fall of toughness and the excessive increase in cost can be prevented.
Ｎｂ（ニオブ）は、ＣおよびＮとの親和力が強く、フェライト系ステンレス鋼において問題となる粒界腐食を防止するために有効な元素である。その効果を十分に発揮させるには、０．１％以上のＮｂを含有させる必要がある。しかし、Ｎｂを過剰に含有させると、溶接高温割れが生じ、また、溶接部の靭性が低下してしまう。そして、Ｎｂの含有量が０．６％以下であれば、靭性の低下を防止できる。 Nb (niobium) has a strong affinity for C and N, and is an effective element for preventing intergranular corrosion, which is a problem in ferritic stainless steel. In order to fully exhibit the effect, it is necessary to contain 0.1% or more of Nb. However, when Nb is contained excessively, a hot crack in welding occurs, and the toughness of the welded portion decreases. And if content of Nb is 0.6% or less, the fall of toughness can be prevented.
Ｔｉ（チタン）は、Ｎｂと同様にＣおよびＮとの親和力が強く、フェライト系ステンレス鋼において問題となる粒界腐食を防止するために有効な元素である。しかし、Ｔｉを過剰に含有させると、素材の表面品質が低下し、また、溶接ビードにて酸化物が生成して溶接性が低下してしまう。そして、Ｔｉを含有させる場合には、Ｔｉの含有量が０．４％以下であれば、表面品質の低下および溶接性の低下を防止できるので好ましい。 Ti (titanium) has a strong affinity for C and N like Nb, and is an effective element for preventing intergranular corrosion, which is a problem in ferritic stainless steel. However, when Ti is excessively contained, the surface quality of the material is deteriorated, and oxide is generated by the weld bead, so that the weldability is deteriorated. And when Ti is contained, it is preferable if the Ti content is 0.4% or less because it is possible to prevent the surface quality and weldability from being deteriorated.
Ａｌ（アルミニウム）は、溶接熱影響部や溶接隙間構造内面でＴｉとともに優先酸化することによりＦｅ２Ｏ３の生成を抑えてＣｒ２Ｏ３の濃化を促進し、酸化スケールの耐食性を向上させる。しかし、Ａｌを過剰に添加させると、素材の表面品質が低下し、また、溶接性が低下してしまう。そして、Ａｌを含有させる場合には、Ａｌの含有量が０．３％以下であれば、素材の表面品質の低下や溶接性の低下を防止できるので好ましい。 Al (aluminum) is suppressed generation of Fe 2 O 3 to promote the enrichment of Cr 2 O 3, to improve the corrosion resistance of the oxide scale by preferential oxidation with Ti at the welding heat affected zone and welding gap structure inside surface . However, if Al is added excessively, the surface quality of the material is lowered and the weldability is also lowered. And when it contains Al, if content of Al is 0.3% or less, since the fall of the surface quality of a raw material and the fall of weldability can be prevented, it is preferable.
なお、ＴｉおよびＡｌを含有させる場合は、単独で含有させても複合して含有させてもよい。 In addition, when Ti and Al are contained, they may be contained alone or in combination.
Ｃｕ（銅）は、ＴＩＧ突合せ溶接部の耐食性において、溶接裏面熱影響部での孔食の発生を抑制する。しかし、Ｃｕを過剰に含有させると製造性を悪化させてしまう。そして、Ｃｕを含有させる場合には、Ｃｕの含有量が２％以下であれば、製造性の悪化を防止できるので好ましい。 Cu (copper) suppresses the occurrence of pitting corrosion at the heat-affected zone on the back surface of the weld in the corrosion resistance of the TIG butt weld. However, if Cu is excessively contained, productivity is deteriorated. And when it contains Cu, if content of Cu is 2% or less, since the deterioration of productivity can be prevented, it is preferable.
Ｃｏ（コバルト）は、フェライト系ステンレス鋼の靭性を向上させ、Ｖ（バナジウム）およびＷ（タングステン）は、フェライト系ステンレス鋼の強度を向上させる。しかし、これらの元素を過剰に含有させると、靭性や製造性が悪化してしまう。そして、これらの元素を含有させる場合は、ＣｕとＣｏとＶとＷとの含有量の合計が４％以下であれば、靭性や製造性の悪化を防止できるので好ましい。なお、これらＣｕ、Ｃｏ、ＶおよびＷを含有させる場合は、各含有量の合計が４％以下であれば、Ｃｕ、Ｃｏ、ＶおよびＷのいずれか１つを単独で含有させてもよく、また、Ｃｕ、Ｃｏ、ＶおよびＷの少なくともいずれか１つを複合して含有させてもよい。 Co (cobalt) improves the toughness of ferritic stainless steel, and V (vanadium) and W (tungsten) improve the strength of ferritic stainless steel. However, when these elements are contained excessively, toughness and manufacturability deteriorate. When these elements are contained, it is preferable that the total content of Cu, Co, V, and W is 4% or less because deterioration of toughness and manufacturability can be prevented. In addition, when these Cu, Co, V and W are contained, if the total of the respective contents is 4% or less, any one of Cu, Co, V and W may be contained alone. Further, at least one of Cu, Co, V, and W may be combined and contained.
上述した合金成分以外は不純物であり、ステンレス鋼に不可避的に混入する不純物としては、例えば、Ｏ（酸素）、Ｃａ（カルシウム）、Ｂ（ホウ素）、ＲＥＭ（希土類金属）等が挙げられる。なお、これらの不純物は、副原料、電気炉を構成する耐火煉瓦や炉壁の付着物、スラグ等からの混入が考えられ、故意に含有させるものではない。Ｃａ，ＢおよびＲＥＭは耐食性を阻害したり、表面性状を悪化したりするので、できるだけ含有させないことが好ましく、これら不可避的不純物の含有量は０．０１０％以下が好ましい。 Impurities other than the above-described alloy components are impurities. Examples of impurities inevitably mixed in stainless steel include O (oxygen), Ca (calcium), B (boron), and REM (rare earth metal). These impurities can be mixed from auxiliary materials, refractory bricks constituting the electric furnace, deposits on the furnace wall, slag, etc., and are not intentionally included. Ca, B, and REM impair corrosion resistance and deteriorate surface properties. Therefore, Ca, B, and REM are preferably not contained as much as possible, and the content of these inevitable impurities is preferably 0.010% or less.
次に、上述した各元素にて構成されるフェライト系ステンレス鋼において、溶接芯線や異材溶接部材としてのオーステナイト系ステンレス鋼を用いた際における溶接部の耐食性について説明する。 Next, in the ferritic stainless steel composed of each element described above, the corrosion resistance of the welded part when using austenitic stainless steel as a welding core wire or a dissimilar material welding member will be described.
Ｃｒ、ＭｏおよびＳｉは、フェライト系ステンレス鋼の素地の耐食性を向上させる元素であり、また、ＮｂやＴｉは、フェライト相およびオーステナイト相の両相のＣやＮを固定して粒界腐食を防止する元素である。 Cr, Mo, and Si are elements that improve the corrosion resistance of the base of ferritic stainless steel, and Nb and Ti prevent intergranular corrosion by fixing C and N in both the ferrite and austenite phases. Element.
そして、発明者による種々の研究により、フィライト系ステンレス鋼の素地の耐食性を向上させる元素であるＣｒ、Ｍｏ、Ｓｉ、ＭｎおよびＮｉと、フェライト相、オーステナイト相の両相のＣやＮを固定する元素であるＮｂとによって構成され、ａ値＝Ｃｒ％＋Ｍｏ％＋１．５（Ｓｉ％）＋０．５（Ｎｂ％）＋０．９（Ｍｎ％）＋１．５（Ｎｉ％）とする（１）式にて、ａ値が２３以上になるように組成を調整して各元素の含有量を管理することにより、フェライト系ステンレス鋼における溶接芯線や異材溶接部材として用いられるオーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性を向上できることが分かった。 And by various researches by the inventors, Cr, Mo, Si, Mn, and Ni, which are elements that improve the corrosion resistance of the base of philite-based stainless steel, and C and N of both the ferrite phase and the austenite phase are fixed. Nb which is an element, and a value = Cr% + Mo% + 1.5 (Si%) + 0.5 (Nb%) + 0.9 (Mn%) + 1.5 (Ni%) By adjusting the composition so that the a value becomes 23 or more and managing the content of each element, the welded portion with austenitic stainless steel used as a welding core wire or dissimilar material welded member in ferritic stainless steel It was found that the corrosion resistance of can be improved.
このように（１）式のａ値が２３以上となるように組成を調整することにより、マルテンサイト相の生成を抑制できる。すなわち、合金元素を規制することにより、フェライト相とオーステナイト相との両相を溶着する過程で生じる合金元素濃度の変動中において、マルテンサイト変態点を下げる元素の含有量を確保でき、フェライト相中の合金元素を規制して、溶着部より生成した冷却中におけるオーステナイト相からのマルテンサイト相の生成を抑制できる。なお、マルテンサイト相は、素材強度が高いことにより水素脆化を起こし易く、その水素脆化による割れから腐食を促進して、耐食性に悪影響を及ぼすものである。 Thus, the production | generation of a martensite phase can be suppressed by adjusting a composition so that a value of (1) Formula may be 23 or more. In other words, by regulating the alloy elements, the content of elements that lower the martensitic transformation point can be ensured in the variation of the alloy element concentration that occurs during the process of welding both the ferrite phase and the austenite phase, and in the ferrite phase It is possible to suppress the formation of martensite phase from the austenite phase during cooling generated from the welded portion by regulating the alloy elements. The martensite phase easily causes hydrogen embrittlement due to its high material strength, promotes corrosion from cracks due to the hydrogen embrittlement, and adversely affects corrosion resistance.
また、フェライト相、オーステナイト相の両相のＣやＮを固定する元素であるＴｉを含有させる場合は、ｂ値＝Ｃｒ％＋Ｍｏ％＋１．５（Ｓｉ％）＋０．５（Ｎｂ％）＋０．２５（Ｔｉ％）＋０．９（Ｍｎ％）＋１．５（Ｎｉ％）とする（２）式にて、ｂ値が２３以上となるように組成を調整することにより、マルテンサイト相の生成を抑制でき、溶接部の耐食性を向上できる。 When Ti, which is an element that fixes C and N in both the ferrite phase and the austenite phase, is included, b value = Cr% + Mo% + 1.5 (Si%) + 0.5 (Nb%) + 0. 25 (Ti%) + 0.9 (Mn%) + 1.5 (Ni%) In the formula (2), by adjusting the composition so that the b value is 23 or more, the martensite phase is generated. It can suppress and can improve the corrosion resistance of a welding part.
さらに、Ｃｕ、Ｃｏ、ＶおよびＷの少なくともいずれか１つを含有させる場合は、ｃ値＝Ｃｒ％＋Ｍｏ％＋１．５（Ｓｉ％）＋０．５（Ｎｂ％）＋０．９（Ｍｎ％＋Ｃｕ％）＋１．５（Ｎｉ％）＋０．８（Ｃｏ％＋Ｖ％＋Ｗ％）とする（３）式にてｃ値が２３以上、または、ｄ値＝Ｃｒ％＋Ｍｏ％＋１．５（Ｓｉ％）＋０．５（Ｎｂ％）＋０．２５（Ｔｉ％）＋０．９（Ｍｎ％＋Ｃｕ％）＋１．５（Ｎｉ％）＋０．８（Ｃｏ％＋Ｖ％＋Ｗ％）とする（４）式にてｄ値が２３以上となるように組成を調整することにより、マルテンサイト相の生成抑制効果を確保でき、溶接部の耐食性を向上できるとともに、Ｃｕにて孔食の発生を抑制でき、Ｃｏにて靭性を向上でき、ＶおよびＷにて強度を向上できる。 Further, when at least one of Cu, Co, V and W is contained, c value = Cr% + Mo% + 1.5 (Si%) + 0.5 (Nb%) + 0.9 (Mn% + Cu%) ) +1.5 (Ni%) + 0.8 (Co% + V% + W%) In equation (3), c value is 23 or more, or d value = Cr% + Mo% + 1.5 (Si%) + 0 .5 (Nb%) + 0.25 (Ti%) + 0.9 (Mn% + Cu%) + 1.5 (Ni%) + 0.8 (Co% + V% + W%) By adjusting the composition so that it becomes 23 or more, it is possible to secure the martensite phase formation suppression effect, improve the corrosion resistance of the welded portion, suppress the occurrence of pitting corrosion with Cu, and toughness with Co The strength can be improved by V and W.
なお、（１）式ないし（４）式では、各元素の該当部分に各元素の含有量を代入し、無添加の元素は、０（ゼロ）を代入する。 In the formulas (1) to (4), the content of each element is substituted for the corresponding part of each element, and 0 (zero) is substituted for the additive-free element.
このようなフェライト系ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性が優れているので、例えば電気温水器、エコキュート（登録商標）、燃料電池にて使用される貯湯用タンクや配管、貯水槽等の温水環境においても、十分な耐食性を発揮できる。 Such ferritic stainless steel has excellent corrosion resistance at the welded portion with austenitic stainless steel, so for example, hot water storage tanks and piping used in electric water heaters, Ecocute (registered trademark), fuel cells, water storage Even in a hot water environment such as a tank, sufficient corrosion resistance can be exhibited.
また、フェライト系ステンレス鋼におけるオーステナイト系ステンス鋼との溶接部の耐食性が優れているので、溶接方法を簡略化できるとともに、従来、オーステナイト系ステンレス鋼を使用せざるを得ない部分であってもオーステナイト系ステンレス鋼を溶接したフェライト系ステンレス鋼を用いることができるので、作業性の向上や、素材コストの低減等の効果を奏することができる。 In addition, the ferritic stainless steel has excellent corrosion resistance at the welded part with the austenitic stainless steel, so that the welding method can be simplified and even austenitic stainless steel can be used in the conventional austenitic stainless steel. Since ferritic stainless steel welded with stainless steel can be used, effects such as improvement in workability and reduction in material cost can be achieved.
次に、本発明の実施例について説明する。 Next, examples of the present invention will be described.
表１は、異材溶接に相当する溶接芯線としてＹ３１６Ｌ（ＳＵＳ３１６Ｌ相当）を用いてＴＩＧ溶接を行った後、溶接部の耐食性を評価する浸漬試験に供した各フェライト系ステンレス鋼の組成と、ａ値、ｂ値、ｃ値およびｄ値のうちのいずれか１つとしてのＡ値とを示す。 Table 1 shows the composition and a value of each ferritic stainless steel subjected to a immersion test for evaluating the corrosion resistance of a welded part after performing TIG welding using Y316L (equivalent to SUS316L) as a welding core wire corresponding to dissimilar material welding. , B value, c value, and A value as any one of d values.
表１に示す各組成のフェライト系ステンレス鋼を溶製し、熱間圧延にて板厚３．０ｍｍの熱延板とした。また、この熱延板を冷間圧延にて板厚１．０ｍｍとし、仕上焼鈍を９５０〜１１５０℃にて均熱６０ｓで行い、その後、酸洗を施して供試材とした。 Ferritic stainless steels having the respective compositions shown in Table 1 were melted and hot-rolled with a thickness of 3.0 mm by hot rolling. Moreover, this hot-rolled sheet was made into a plate thickness of 1.0 mm by cold rolling, finish annealing was performed at 950 to 1150 ° C. with a soaking temperature of 60 s, and then pickled to obtain a test material.
また、図１に示すように、各供試材について、２枚の同一供試材のステンレス鋼板１ａ，１ｂをＴＩＧ溶接にて溶接して浸漬試験片２とした。この浸漬試験片２は、溶接ビード部３が一方のステンレス鋼板１ａの長手方向中央部を通るように、一方のステンレス鋼板１ａと他方のステンレス鋼板１ｂとがＴＩＧ溶接され、２枚のステンレス鋼板１ａ，１ｂの間に溶接隙間４が形成されている。また、浸漬試験片２は、溶接ビード部３、図示しない熱影響部および図示しない母材部を有し、溶接ビード部３と熱影響部とにより図示しない溶接部を構成する。なお、ＴＩＧ溶接は、溶接芯線にＹ３１６Ｌ（ＳＵＳ３１６Ｌ相当）を用い、Ａｒバックガスシールを施して行った。ＴＩＧ溶接の条件は、ベース電流が１３０Ａ、パルス電流が１４０Ａ、溶接速度が３００ｍｍ／ｍｉｎ、トーチＡｒガス流量１２ｌ／ｍｉｎ、電極径φ２．４ｍｍである。なお、鋼種Ｎｏ．６および鋼種Ｎｏ．１２の供試材については、Ａｒバックガスシールを施さずにＴＩＧ溶接を行った浸漬試験片２も作成した。
Moreover, as shown in FIG. 1, about each test material, the two
さらに、浸漬試験片２の母材部の端にリード線５をスポット溶接し、リード線５およびその接続部分のみを樹脂被覆した。
Furthermore, the lead wire 5 was spot-welded to the end of the base material portion of the
そして、このような浸漬試験片２にて浸漬試験を行い、その後、各浸漬試験片２の耐食性を評価した。
And the immersion test was done with such an
浸漬試験は、図２に示すように、浸漬槽６に貯留した８０℃の２０００ｐｐｍＣｌ−水溶液である試験液７に浸漬試験片２を３０日間浸漬させるものであり、ｎ＝３とした。なお、浸漬試験片２には、腐食を促進させるためのＰｔ補助カソード８が接続されている。このＰｔ補助カソード８は４０ｍｍ×６０ｍｍのＴｉ板の表面にＰｔめっきを施したものであり、浸漬試験片２に対して容量３００Ｌの温水缶体に相当するカソード能力を有している。また、浸漬試験中はエアレーションノズル９から試験液７中に空気が供給されている。さらに、飽和ＫＣｌ溶液を貯留した中間槽10および電極槽11を設け、中間槽10中の塩橋としての寒天ブリッジ12を介して、電極槽11中の照合電極としての甘コウ13を浸漬試験片２に接続し、浸漬試験中に腐食電流をモニタして、腐食電流の経時変化によって腐食の進行状態を確認した。
Immersion test, as shown in FIG. 2, 2000PpmCl of 80 ° C. which is stored in a dipping
この浸漬試験後、浸漬試験片２の表面を顕微鏡にて観察して最大侵食深さを測定した。最大侵食深さが０．３ｍｍ以下であれば、温水環境においても隙間腐食の進行を抑制できるので、オーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性が優れていると評価できる。
After this immersion test, the surface of the
この浸漬試験での各浸漬試験片２の３０日浸漬後の最大侵食深さを表２に示す。
Table 2 shows the maximum erosion depth after 30 days of immersion in each
表２に示すように、本実施例である鋼種Ｎｏ．１〜１０の各浸漬試験片は、いずれも侵食の最大深さが０．３ｍｍ以下であり、また、Ａｒバックガスシールを施さずにＴＩＧ溶接を行った鋼種Ｎｏ．６の浸漬試験片であっても、侵食の最大深さが０．３ｍｍ以下であった。これら本実施例の各組成のフェライト系ステンレス鋼にオーステナイト系ステンレス鋼を溶接した場合、オーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性が優れている。 As shown in Table 2, the steel type No. Each of the immersion test pieces 1 to 10 has a maximum depth of erosion of 0.3 mm or less, and steel type No. 1 subjected to TIG welding without performing Ar back gas sealing. Even the 6 immersion test pieces had a maximum erosion depth of 0.3 mm or less. When austenitic stainless steel is welded to the ferritic stainless steel of each composition of these examples, the corrosion resistance of the welded portion with the austenitic stainless steel is excellent.
鋼種Ｎｏ．１の試験結果から、質量％で、０．０２％以下のＣ、３％以下のＳｉ、１％以下のＭｎ、０．０４％以下のＰ、０．０３％以下のＳ、３％以下のＮｉ、１８〜２６％のＣｒ、０．３〜２％のＭｏ、０．１〜０．６％のＮｂ、０．０２５％以下のＮを含有し、Ａ値が２３以上となるように組成を調整することにより、オーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性を向上できることが分かる。 Steel type no. From the test results of 1, from mass%, 0.02% or less C, 3% or less Si, 1% or less Mn, 0.04% or less P, 0.03% or less S, 3% or less Ni, 18-26% Cr, 0.3-2% Mo, 0.1-0.6% Nb, 0.025% N or less, composition so that A value is 23 or more It can be seen that the corrosion resistance of the welded portion with the austenitic stainless steel can be improved by adjusting.
また、鋼種Ｎｏ２〜１０の試験結果より、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｏ、ＶおよびＷを規定した範囲内の量でさらに含有させ、Ａ値が２３以上になるように組成を調整することにより、オーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性を向上できることが分かる。 Further, from the test results of steel types Nos. 2 to 10, by further including Ti, Al, Co, V and W in an amount within the specified range, and adjusting the composition so that the A value is 23 or more, the austenite series It can be seen that the corrosion resistance of the welded portion with stainless steel can be improved.
なお、Ａｒバックガスシールを施さずにＴＩＧ溶接を行った鋼種Ｎｏ．６の浸漬試験片の試験結果から、Ａｒバックガスシールを施さなくても、オーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性を十分に確保できることが分かる。 In addition, steel grade No. which performed TIG welding without giving Ar back gas seal. 6 shows that the corrosion resistance of the welded portion with the austenitic stainless steel can be sufficiently ensured without the Ar back gas seal.
一方、比較例である鋼種Ｎｏ．１１〜１７の各浸漬試験片は、いずれも侵食の最大深さが０．４ｍｍを超えており、Ａｒバックガスシールを施さずにＴＩＧ溶接を行った鋼種Ｎｏ．１２の浸漬試験片も、侵食の最大深さが０．４ｍｍを超えていた。これら比較例の各組成のフェライト系ステンレス鋼にオーステナイト系ステンレス鋼を溶接した場合、オーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性が十分ではない。 On the other hand, steel type No. which is a comparative example. Each of the immersion test pieces Nos. 11 to 17 has a maximum depth of erosion exceeding 0.4 mm, and the steel types No. 1 and TIG that were subjected to TIG welding without Ar back gas sealing were used. Twelve immersion specimens also had a maximum erosion depth greater than 0.4 mm. When austenitic stainless steel is welded to the ferritic stainless steel of each composition of these comparative examples, the corrosion resistance of the welded portion with the austenitic stainless steel is not sufficient.
ここで、鋼種Ｎｏ．１１〜１３の比較例は、規定した含有量の条件は満たしているものの、Ａ値が２３より小さいので、マルテンサイト相の生成による水素脆化により隙間腐食が進行してしまったと考えられる。 Here, the steel type No. In Comparative Examples 11 to 13, although the specified content condition is satisfied, the A value is smaller than 23. Therefore, it is considered that crevice corrosion has progressed due to hydrogen embrittlement due to the formation of the martensite phase.
鋼種Ｎｏ．１４の比較例は、Ａ値が２３以上であるものの、Ｃｒの含有量が規定した範囲より低く、不動態皮膜や再不動態化能が十分でなく、隙間腐食が進行してしまったと考えられる。 Steel type no. In Comparative Example 14, although the A value is 23 or more, the Cr content is lower than the specified range, the passive film and the repassivation ability are not sufficient, and it is considered that crevice corrosion has progressed.
鋼種Ｎｏ．１５の比較例は、Ａ値が２３以上であるものの、Ｍｏの含有量が規定した範囲より低く、不動態皮膜や再不動態化能が十分でなく、隙間腐食が進行してしまったと考えられる。 Steel type no. In Comparative Example 15, the A value was 23 or more, but the Mo content was lower than the specified range, the passive film and the repassivation ability were not sufficient, and crevice corrosion was considered to have progressed.
鋼種Ｎｏ．１６の比較例は、Ａ値が２３以上であるものの、Ｎの含有量が規定した範囲より多く、炭窒化物析出によるＣｒ欠乏層に起因した鋭敏化現象により隙間腐食が進行してしまったと考えられる。 Steel type no. In Comparative Example 16, although the A value was 23 or more, the N content was larger than the specified range, and it was considered that crevice corrosion progressed due to the sensitization phenomenon caused by the Cr-deficient layer due to carbonitride precipitation. It is done.
鋼種Ｎｏ．１７の比較例は、Ａ値が２３以上であるものの、Ｃの含有量が規定した範囲より多く、炭窒化物析出によるＣｒ欠乏層に起因した鋭敏化現象により隙間腐食が進行してしまったと考えられる。 Steel type no. In Comparative Example 17, although the A value was 23 or more, the C content was larger than the specified range, and it was considered that crevice corrosion had progressed due to the sensitization phenomenon caused by the Cr-deficient layer due to carbonitride precipitation. It is done.
本発明は、エコキュート（登録商標）、電気温水器、定置型燃料電池や、家庭用コージェネレーションシステムであるエコウィル（登録商標）等に使用される温水器缶体における鏡と胴との隙間、突合せ部、胴の突合せ部だけでなく、溶接隙間構造を有する給油管、燃料タンクの給油系部材、燃料噴射レール、熱交換器部材、配管、貯水槽等の温水環境で使用される部材に利用することができる。 The present invention relates to a gap between a mirror and a barrel in a water heater can body used in Eco Cute (registered trademark), an electric water heater, a stationary fuel cell, an eco-will (registered trademark) which is a home cogeneration system, and the like. It is used for members used in hot water environments such as oil pipes with welded gap structures, fuel tank oil supply system members, fuel injection rails, heat exchanger members, piping, water storage tanks, etc. be able to.
Claims (4)
下記（１）式で示されるａ値が２３以上になるように組成が調製された
ことを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（１）式：ａ値＝Ｃｒ％＋Ｍｏ％＋１．５（Ｓｉ％）＋０．５（Ｎｂ％）＋０．９（Ｍｎ％）＋１．５（Ｎｉ％） In mass%, C: 0.02% or less, Si: 3% or less, Mn: 1% or less, P: 0.04% or less, S: 0.03% or less, Ni: 3% or less, Cr: 18 to 26%, Mo: 0.3-2%, Nb: 0.1-0.6%, N: 0.025% or less, the balance consists of Fe and inevitable impurities,
A ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of a welded portion with austenitic stainless steel, wherein the composition is prepared so that the a value represented by the following formula (1) is 23 or more.
(1) Formula: a value = Cr% + Mo% + 1.5 (Si%) + 0.5 (Nb%) + 0.9 (Mn%) + 1.5 (Ni%)
下記（２）式で示されるｂ値が２３以上となるように組成が調整された
ことを特徴とする請求項１記載のオーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（２）式：ｂ値＝Ｃｒ％＋Ｍｏ％＋１．５（Ｓｉ％）＋０．５（Ｎｂ％）＋０．２５（Ｔｉ％）＋０．９（Ｍｎ％）＋１．５（Ｎｉ％） Containing at least one of Ti: 0.4% or less, Al: 0.3% or less in mass%,
The ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of the welded portion with the austenitic stainless steel according to claim 1, wherein the composition is adjusted so that the b value represented by the following formula (2) is 23 or more.
(2) Formula: b value = Cr% + Mo% + 1.5 (Si%) + 0.5 (Nb%) + 0.25 (Ti%) + 0.9 (Mn%) + 1.5 (Ni%)
下記（３）式で示されるｃ値が２３以上になるように組成が調整された
ことを特徴とする請求項１記載のオーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（３）式：ｃ値＝Ｃｒ％＋Ｍｏ％＋１．５（Ｓｉ％）＋０．５（Ｎｂ％）＋０．９（Ｍｎ％＋Ｃｕ％）＋１．５（Ｎｉ％）＋０．８（Ｃｏ％＋Ｖ％＋Ｗ％） Containing at least one of Cu, Co, V and W so that the total content is 4% or less by mass%,
The ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of the welded portion with the austenitic stainless steel according to claim 1, wherein the composition is adjusted so that the c value represented by the following formula (3) is 23 or more.
(3) Formula: c value = Cr% + Mo% + 1.5 (Si%) + 0.5 (Nb%) + 0.9 (Mn% + Cu%) + 1.5 (Ni%) + 0.8 (Co% + V%) + W%)
下記（４）式で示されるｄ値が２３以上になるように組成が調整された
ことを特徴とする請求項２記載のオーステナイト系ステンレス鋼との溶接部の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼。
（４）式：ｄ値＝Ｃｒ％＋Ｍｏ％＋１．５（Ｓｉ％）＋０．５（Ｎｂ％）＋０．２５（Ｔｉ％）＋０．９（Ｍｎ％＋Ｃｕ％）＋１．５（Ｎｉ％）＋０．８（Ｃｏ％＋Ｖ％＋Ｗ％） Containing at least one of Cu, Co, V and W so that the total content is 4% or less by mass%,
The ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of the welded portion with the austenitic stainless steel according to claim 2, wherein the composition is adjusted so that the d value represented by the following formula (4) is 23 or more.
(4) Formula: d value = Cr% + Mo% + 1.5 (Si%) + 0.5 (Nb%) + 0.25 (Ti%) + 0.9 (Mn% + Cu%) + 1.5 (Ni%) + 0 .8 (Co% + V% + W%)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009048128A JP2010202916A (en) | 2009-03-02 | 2009-03-02 | Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of welded part with austenite stainless steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009048128A JP2010202916A (en) | 2009-03-02 | 2009-03-02 | Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of welded part with austenite stainless steel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010202916A true JP2010202916A (en) | 2010-09-16 |
Family
ID=42964688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009048128A Pending JP2010202916A (en) | 2009-03-02 | 2009-03-02 | Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of welded part with austenite stainless steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010202916A (en) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012133681A1 (en) | 2011-03-29 | 2012-10-04 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | Ferrite stainless steel exhibiting excellent corrosion resistance and strength in weld zones, and tig-welded structure |
| WO2013080526A1 (en) | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ferritic stainless steel |
| US20150024294A1 (en) * | 2012-04-13 | 2015-01-22 | Elringklinger Ag | Fuel cell device and method for operating a fuel cell device |
| JP2015518087A (en) * | 2012-04-02 | 2015-06-25 | エイケイ・スチール・プロパティーズ・インコーポレイテッドＡＫ Ｓｔｅｅｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ， Ｉｎｃ． | Cost-effective ferritic stainless steel |
| KR20160014685A (en) | 2013-07-29 | 2016-02-11 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | Ferritic stainless steel having excellent weld corrosion resistance |
| WO2018147149A1 (en) * | 2017-02-08 | 2018-08-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ferritic stainless steel sheet |
| JP2018165384A (en) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | 日新製鋼株式会社 | Ferritic stainless steel and welded structure |
| JP6420893B1 (en) * | 2017-12-26 | 2018-11-07 | 日新製鋼株式会社 | Ferritic stainless steel |
| JP2019056179A (en) * | 2017-05-26 | 2019-04-11 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ferritic stainless steel |
| EP2893049B1 (en) | 2012-09-03 | 2020-10-07 | Aperam Stainless France | Ferritic stainless steel sheet, method for the production thereof, and use of same, especially in exhaust lines |
| WO2021193479A1 (en) | 2020-03-25 | 2021-09-30 | 日鉄ステンレス株式会社 | Weld structure, stainless steel welded structure, stainless steel welded container and stainless steel |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007302995A (en) * | 2006-04-10 | 2007-11-22 | Nisshin Steel Co Ltd | Ferritic stainless steel for warm water vessel with welded structure and warm water vessel |
| JP2008190035A (en) * | 2007-01-12 | 2008-08-21 | Jfe Steel Kk | Ferritic stainless steel sheet for water heater |
| JP2008221266A (en) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Nisshin Steel Co Ltd | Warm water vessel and method for producing the same |
| JP2008285718A (en) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Jfe Steel Kk | Ferritic stainless steel sheet having high strength of welded joint for water heater, and manufacturing method therefor |
| JP2008291303A (en) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Jfe Steel Kk | Ferrittic stainless steel sheet excellent in blanking property for water heater and production method therefor |
-
2009
- 2009-03-02 JP JP2009048128A patent/JP2010202916A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007302995A (en) * | 2006-04-10 | 2007-11-22 | Nisshin Steel Co Ltd | Ferritic stainless steel for warm water vessel with welded structure and warm water vessel |
| JP2008190035A (en) * | 2007-01-12 | 2008-08-21 | Jfe Steel Kk | Ferritic stainless steel sheet for water heater |
| JP2008221266A (en) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Nisshin Steel Co Ltd | Warm water vessel and method for producing the same |
| JP2008285718A (en) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Jfe Steel Kk | Ferritic stainless steel sheet having high strength of welded joint for water heater, and manufacturing method therefor |
| JP2008291303A (en) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Jfe Steel Kk | Ferrittic stainless steel sheet excellent in blanking property for water heater and production method therefor |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012133681A1 (en) | 2011-03-29 | 2012-10-04 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | Ferrite stainless steel exhibiting excellent corrosion resistance and strength in weld zones, and tig-welded structure |
| WO2013080526A1 (en) | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ferritic stainless steel |
| KR20140091744A (en) | 2011-11-30 | 2014-07-22 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | Ferritic stainless steel |
| US9487849B2 (en) | 2011-11-30 | 2016-11-08 | Jfe Steel Corporation | Ferritic stainless steel |
| US9816163B2 (en) | 2012-04-02 | 2017-11-14 | Ak Steel Properties, Inc. | Cost-effective ferritic stainless steel |
| JP2015518087A (en) * | 2012-04-02 | 2015-06-25 | エイケイ・スチール・プロパティーズ・インコーポレイテッドＡＫ Ｓｔｅｅｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ， Ｉｎｃ． | Cost-effective ferritic stainless steel |
| US20150024294A1 (en) * | 2012-04-13 | 2015-01-22 | Elringklinger Ag | Fuel cell device and method for operating a fuel cell device |
| EP2893049B1 (en) | 2012-09-03 | 2020-10-07 | Aperam Stainless France | Ferritic stainless steel sheet, method for the production thereof, and use of same, especially in exhaust lines |
| KR20160014685A (en) | 2013-07-29 | 2016-02-11 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | Ferritic stainless steel having excellent weld corrosion resistance |
| WO2018147149A1 (en) * | 2017-02-08 | 2018-08-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ferritic stainless steel sheet |
| JP2018165384A (en) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | 日新製鋼株式会社 | Ferritic stainless steel and welded structure |
| JP2019056179A (en) * | 2017-05-26 | 2019-04-11 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ferritic stainless steel |
| US11365467B2 (en) | 2017-05-26 | 2022-06-21 | Jfe Steel Corporation | Ferritic stainless steel |
| JP6420893B1 (en) * | 2017-12-26 | 2018-11-07 | 日新製鋼株式会社 | Ferritic stainless steel |
| WO2021193479A1 (en) | 2020-03-25 | 2021-09-30 | 日鉄ステンレス株式会社 | Weld structure, stainless steel welded structure, stainless steel welded container and stainless steel |
| KR20220137123A (en) | 2020-03-25 | 2022-10-11 | 닛테츠 스테인레스 가부시키가이샤 | Welded Structures, Stainless Steel Welded Structures, Stainless Steel Welded Vessels and Stainless Steel |
| CN115335174A (en) * | 2020-03-25 | 2022-11-11 | 日铁不锈钢株式会社 | Welded structure, welded structure made of stainless steel, welded container made of stainless steel, and stainless steel |
| CN115335174B (en) * | 2020-03-25 | 2023-10-20 | 日铁不锈钢株式会社 | Welded structure, welded structure made of stainless steel, welded container made of stainless steel, and stainless steel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2010202916A (en) | Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of welded part with austenite stainless steel | |
| JP5010323B2 (en) | Ferritic stainless steel for hot water container with welded structure, hot water container and manufacturing method thereof | |
| JP2016196703A (en) | HIGH Mn STEEL MATERIAL FOR CRYOGENIC USE | |
| WO1997012072A1 (en) | High-strength welded steel structures having excellent corrosion resistance | |
| JP2009161836A (en) | Ferritic stainless steel sheet excellent in corrosion resistance in welding crevice part | |
| JP2011173124A (en) | Welding method of ferritic stainless steel | |
| JP4784239B2 (en) | Ferritic stainless steel filler rod for TIG welding | |
| JP2007262441A (en) | Steel for crude oil tank and its production method | |
| US20120193328A1 (en) | Method for making a hot water tank of ferritic stainless steel with a tig welded structure | |
| JP2009185382A (en) | Ferritic stainless steel sheet having excellent corrosion resistance in welding gap oxide film | |
| JP5111910B2 (en) | Ferritic stainless steel with low surface defects and excellent weldability and crevice corrosion resistance | |
| JP3576472B2 (en) | Welding material for low carbon martensitic stainless steel and arc welding method for low carbon martensitic stainless steel | |
| JP2010065279A (en) | Stainless steel sheet for warm-water vessel, method for producing the same, and warm-water vessel | |
| JP2007131870A (en) | Warm water vessel with welded structure | |
| JP3815227B2 (en) | Martensitic stainless steel welded joint with excellent strain aging resistance | |
| JP7343691B2 (en) | Welded structures, stainless steel welded structures, stainless steel welded vessels and stainless steel | |
| JP2009167439A (en) | Ferritic stainless steel for welding gap structural warm-water vessel | |
| JP2011068967A (en) | Water storage tank constructed by welding panel made from stainless steel | |
| US9284634B2 (en) | Martensitic stainless steel having excellent corrosion resistance | |
| JP2011202254A (en) | Ferritic stainless steel having excellent corrosion resistance in weld zone | |
| JP3422877B2 (en) | High corrosion resistance martensitic stainless steel with low weld hardness | |
| JP7492184B1 (en) | Manufacturing method of solid wire and welded joint | |
| JP2575250B2 (en) | Line pipe with excellent corrosion resistance and weldability | |
| JP3422880B2 (en) | High corrosion resistance martensitic stainless steel with low weld hardness | |
| JP2011184732A (en) | Water heater can body made of high strength ferritic stainless steel having excellent corrosion resistance of oxide film in weld gap |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20120301 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130927 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131016 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131216 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20140820 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |