JP2017213588A - Manufacturing method of austenite stainless steel weld joint - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of an austenite stainless steel weld joint capable of obtaining required strength and hydrogen embrittlement resistance without using welding material.SOLUTION: A manufacturing method of an austenite stainless steel weld joint includes: a process of preparing a first member of a chemical composition which contains C of 0.005 to 0.1%, Si of 0.2 to 1.2%, Mn of 2.5 to 6.5%, Ni of 8 to 15%, Cr of 19 to 25%, Mo of 0.01 to 4.5%, V of 0.01 to 0.5%, Nb of 0.01 to 0.5%, Al less than 0.05%, N of 0.15 to 0.45%, etc. in terms of mass%; a process of preparing a second member of the austenite stainless steel in which Nieq stipulated by formula (1) is 27% or more; and a process of welding the first member to the second member according to gas tungsten arc welding without using welding material. Therein, heat input Q is 7 kJ/cm or less and satisfies formula (2): Nieq=Ni+Mo+Mn+0.6Cr+0.3Si+12(C+N)...(1), Q≥-0.18[H]+4.8...(2).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an austenitic stainless steel welded joint.

近年、化石燃料に代わるエネルギーとして、水素をエネルギーとして利用する輸送機器の実用化研究が進められている。その実用化に際しては、水素を高圧で貯蔵、輸送できる使用環境(以下、水素設備ともいう。)の整備が併せて必要である。水素設備は例えば、高圧水素ガス用機器や液体水素用機器等である。水素設備に使用される材料には、耐水素脆化特性が要求される。   In recent years, research on practical application of transport equipment using hydrogen as energy as an alternative to fossil fuels has been underway. In order to put it into practical use, it is necessary to prepare an environment in which hydrogen can be stored and transported at high pressure (hereinafter also referred to as a hydrogen facility). The hydrogen facility is, for example, a high-pressure hydrogen gas device or a liquid hydrogen device. Materials used for hydrogen facilities are required to have hydrogen embrittlement resistance.

国際公開第2004/083476号、国際公開第2004/083477号、国際公開第2004/110695号には、高強度のオーステナイト系ステンレス鋼が開示されている。これらの文献では、高Mn化することでNの溶解度を高め、かつVを含有させることにより、あるいはVとNbとを複合して含有させることにより、Nによる固溶強化及び窒化物による析出強化を活用することが提案されている。   International Publication Nos. 2004/083476, 2004/083477, and 2004/110695 disclose high-strength austenitic stainless steel. In these documents, the solubility of N is increased by increasing Mn and V is contained, or by combining V and Nb, the solid solution strengthening by N and the precipitation strengthening by nitride. It has been proposed to utilize

オーステナイト系ステンレス鋼を構造物として使用する場合、溶接による組み立てが必要であり、溶接部にも母材と同等の強度が要求される。特開平5−192785号公報、特開2010−227949号公報、及び前掲の国際公開第2004/110695号には、Al、Ti及びNbを積極的に活用することにより、800MPaを超える引張強さを有する溶接継手が開示されている。   When austenitic stainless steel is used as a structure, assembly by welding is required, and the welded portion is required to have the same strength as the base material. In JP-A-5-192785, JP-A 2010-227949, and the above-mentioned International Publication No. 2004/110695, the tensile strength exceeding 800 MPa is obtained by actively utilizing Al, Ti and Nb. A welded joint is disclosed.

これらの溶接継手は、高強度化のために溶接後熱処理を必要とする。しかし、大型の構造物では、長時間の溶接後熱処理は大きな制約になるとともに、製造コストの増大を招く場合がある。国際公開第2013/005570号には、溶接材料のN含有量等を管理することで、溶接金属のN含有量を増大させて、溶接後熱処理をしなくても高強度が得られるようにした溶接継手が開示されている。   These welded joints require post-weld heat treatment to increase the strength. However, in a large structure, long-time post-weld heat treatment becomes a major limitation and may increase the manufacturing cost. In International Publication No. 2013/005570, the N content of the welding material is controlled to increase the N content of the weld metal so that high strength can be obtained without performing post-weld heat treatment. A welded joint is disclosed.

特開平9−137255号公報には、溶接施工性が改善されたオーステナイト系ステンレス鋼が開示されている。   Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-137255 discloses austenitic stainless steel with improved weldability.

国際公開第2004/083476号International Publication No. 2004/083476 国際公開第2004/083477号International Publication No. 2004/083477 国際公開第2004/110695号International Publication No. 2004/110695 国際公開第2012/132992号International Publication No. 2012/132992 特開平5−192785号公報JP-A-5-192785 特開2010−227949号公報JP 2010-227949 A 国際公開第2013/005570号International Publication No. 2013/005570 特開平9−137255号公報JP-A-9-137255

実際の構造物では、すべての部位が上記のような高強度のオーステナイト系ステンレス鋼で構成されている必要はなく、使用部位によっては、異なるオーステナイト系ステンレス鋼が溶接される場合もある。この場合、溶接継手に対しては、高強度は要求されない。すなわち、異種溶接継手の場合、強度の低い方の母材と同等の強度があればよい。しかし、水素環境下の脆化特性には優れることが要求される。   In an actual structure, it is not necessary that all the parts are made of the high-strength austenitic stainless steel as described above, and different austenitic stainless steels may be welded depending on the use parts. In this case, high strength is not required for the welded joint. That is, in the case of a dissimilar welded joint, it is only necessary to have a strength equivalent to that of the lower strength base material. However, it is required to have excellent embrittlement characteristics in a hydrogen environment.

薄肉部材(例えば、厚さが3mm以下の部材)を溶接する場合等、溶接材料の使用が困難な場合がある。この場合、溶接材料を用いずに、鋼材同士を突き合わせてガスタングステンアーク溶接によって溶接する。溶接材料を用いずに溶接すると、突き合わせ面に未溶融部分が欠陥として残存し、必要な強度が得られない場合がある。   The use of a welding material may be difficult, for example, when a thin member (for example, a member having a thickness of 3 mm or less) is welded. In this case, without using the welding material, the steel materials are brought into contact with each other and welded by gas tungsten arc welding. If welding is performed without using a welding material, an unmelted portion may remain as a defect on the butt surface, and the required strength may not be obtained.

国際公開第2004/083476号、国際公開第2004/083477号、国際公開第2004/110695号、国際公開第2012/132992号、特開平5−192785号公報、特開2010−227949号公報、及び国際公開第2013/005570号では、溶接施工性に関する検討はされていない。   International Publication No. 2004/083476, International Publication No. 2004/083477, International Publication No. 2004/110695, International Publication No. 2012/132992, Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-192785, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-227949, and International Publication No. In the publication 2013/005570, examination regarding welding workability is not made.

特開平9−137255号公報には、Al含有量に応じてO含有量を調整することによって、溶接施工性を改善できると記載されている。しかし、AlはNとの親和力が強いため、Nを積極的に含有させたオーステナイト系ステンレス鋼にこの技術を適用しても、十分な効果が得られない場合がある。   JP-A-9-137255 describes that welding workability can be improved by adjusting the O content in accordance with the Al content. However, since Al has a strong affinity for N, even if this technique is applied to austenitic stainless steel in which N is positively contained, a sufficient effect may not be obtained.

本発明の目的は、溶接材料を用いることなく、必要な強度及び耐水素脆化特性が得られるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method for producing an austenitic stainless steel welded joint that can obtain necessary strength and hydrogen embrittlement resistance without using a welding material.

本発明の一実施形態による溶接継手の製造方法は、化学組成が、質量%で、C:0.005〜0.1%、Si:0.2〜1.2%、Mn:2.5〜6.5%、Ni:8〜15%、Cr:19〜25%、Mo:0.01〜4.5%、V:0.01〜0.5%、Nb:0.01〜0.5%、Al:0.05%未満、N:0.15〜0.45%、Ti:0〜0.5%、Cu:0〜3.0%、B:0〜0.01%、残部:Fe及び不純物であり、前記不純物としてのO、P、Sがそれぞれ、O:0.02%以下、P:0.05%以下、及びS:0.04%以下である第1部材を準備する工程と、C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo及びNを含むオーステナイト系ステンレス鋼であって、式(1)で規定されるNieqが27%以上である第2部材を準備する工程と、Arガス、Nガス、ArとNとの混合ガス、ArとHとの混合ガス、及びArとNとHとの混合ガスのいずれかをシールドガスとして、溶接材料を用いずにガスタングステンアーク溶接によって前記第1部材と前記第2部材とを溶接する工程とを備え、
前記ガスタングステンアーク溶接の入熱Qが7kJ/cm以下であり、かつ、下記の式(2)を満たす。
Nieq=Ni+Mo+Mn+0.6Cr+0.3Si+12(C+N)・・・(1)
Q≧−0.18[H]+4.8・・・(2)
ただし、式(1)中の各元素記号には、前記第2部材の各元素の含有量が質量%で代入される。式(2)において、Qの単位はkJ/cmであり、[H]には前記シールドガス中のHの混合率が体積%で代入される。
In the method for manufacturing a welded joint according to an embodiment of the present invention, the chemical composition is mass%, C: 0.005 to 0.1%, Si: 0.2 to 1.2%, Mn: 2.5 to 6.5%, Ni: 8-15%, Cr: 19-25%, Mo: 0.01-4.5%, V: 0.01-0.5%, Nb: 0.01-0.5 %, Al: less than 0.05%, N: 0.15 to 0.45%, Ti: 0 to 0.5%, Cu: 0 to 3.0%, B: 0 to 0.01%, balance: A first member is prepared which is Fe and impurities, and O, P, and S as the impurities are O: 0.02% or less, P: 0.05% or less, and S: 0.04% or less, respectively. A process and a second member which is an austenitic stainless steel containing C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo and N, and whose Nieq defined by the formula (1) is 27% or more. A step of, Ar gas, as any shielding gas in the mixed gas of the mixed gas, and Ar and N 2 and H 2 in N 2 gas, a mixed gas of Ar and N 2, and Ar and H 2, welding Welding the first member and the second member by gas tungsten arc welding without using a material,
The heat input Q of the gas tungsten arc welding is 7 kJ / cm or less and satisfies the following formula (2).
Nieq = Ni + Mo + Mn + 0.6Cr + 0.3Si + 12 (C + N) (1)
Q ≧ −0.18 [H 2 ] +4.8 (2)
However, the content of each element of the second member is substituted by mass% for each element symbol in the formula (1). In the formula (2), the unit of Q is kJ / cm, and the mixing ratio of H 2 in the shielding gas is substituted by volume% for [H 2 ].

本発明によれば、溶接材料を用いることなく、必要な強度及び耐水素脆化特性が得られるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造方法が得られる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of an austenitic stainless steel welded joint from which required intensity | strength and hydrogen embrittlement resistance are acquired is obtained, without using a welding material.

図1は、溶接母材用鋼板の開先加工を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing groove processing of a steel sheet for a weld base material.

本発明者らは、上記の課題を解決するために、詳細な検討を行った。その結果、まず、以下の事項について確認できた。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted a detailed study. As a result, the following items were confirmed first.

厚さの薄い部分を、溶接材料を使用せずにガスタングステンアーク溶接によって溶接して溶接する場合、溶接能率の観点から、「溶接線」と称される仮定線を形成する部位(以下、被溶接線という。)を1回溶接して完了するのが一般的である。   When welding a thin portion by gas tungsten arc welding without using a welding material, from the viewpoint of welding efficiency, a portion that forms a hypothetical line called a “weld line” (hereinafter, covered) The welding line is generally completed by welding once.

質量%で、C:0.005〜0.1%、Si:0.2〜1.2%、Mn:2.5〜6.5%、Ni:8〜15%、Cr:19〜25%、Mo:0.01〜4.5%、V:0.01〜0.5%、Nb:0.01〜0.5%、Al:0.05%未満、N:0.15〜0.45%等を含有するオーステナイト系ステンレス鋼(第1部材)と、別のオーステナイト系ステンレス鋼(第2部材)とを、溶接材料を用いずにガスタングステンアーク溶接によって溶接すると、溶接金属の強度が第2部材を下回ってしまう場合がある。すなわち、オーバマッチ継手にすることができない場合がある。これは、溶接中に溶融池からNが飛散し、溶接金属のN含有量が減少するためと考えられる。   In mass%, C: 0.005-0.1%, Si: 0.2-1.2%, Mn: 2.5-6.5%, Ni: 8-15%, Cr: 19-25% , Mo: 0.01-4.5%, V: 0.01-0.5%, Nb: 0.01-0.5%, Al: less than 0.05%, N: 0.15-0. When the austenitic stainless steel (first member) containing 45% or the like and another austenitic stainless steel (second member) are welded by gas tungsten arc welding without using a welding material, the strength of the weld metal is increased. It may be less than the second member. That is, it may not be possible to make an overmatch joint. This is presumably because N is scattered from the molten pool during welding, and the N content of the weld metal is reduced.

なお、本明細書において、「溶接材料」とは、溶加材、すなわち溶接中に付加する材料(溶接棒や溶接ワイヤ等)を意味し、「溶接金属」とは、溶接部の一部で、溶接中に溶融凝固した金属を意味する。   In this specification, “welding material” means a filler material, that is, a material (welding rod, welding wire, etc.) added during welding, and “welding metal” means a part of the welded portion. Means a metal that has melted and solidified during welding.

本発明者らは、この問題を解決するため、溶接継手の製造方法の適正化についての詳細な検討を行った。その結果、下記(a)〜(c)の知見を得た。   In order to solve this problem, the present inventors have conducted a detailed study on optimization of a method for manufacturing a welded joint. As a result, the following findings (a) to (c) were obtained.

(a)上述のように、溶接金属の強度の低下は、溶接中に溶融池からNが飛散することが原因と考えられる。これを抑制するためには、溶接時の入熱を小さくすればよい。入熱を小さくすれば、溶融池の面積が小さくなり、Nの飛散を抑制することができる。 (A) As described above, the decrease in the strength of the weld metal is considered to be caused by N scattering from the molten pool during welding. In order to suppress this, the heat input during welding may be reduced. If the heat input is reduced, the area of the molten pool is reduced, and the scattering of N can be suppressed.

一方、溶接材料を用いない溶接において入熱を小さくすると、溶け込み不足が起こる場合がある。溶け込み不足が起こると、突き合わせ面である被溶接線上に未溶融部が生じ、溶接継手の強度が低下する。   On the other hand, if the heat input is reduced in welding without using a welding material, there may be a lack of penetration. If insufficient penetration occurs, an unmelted portion is formed on the welded line that is the butt surface, and the strength of the welded joint is reduced.

したがって、上記化学組成のオーステナイト鋼を、溶接材料を用いないで溶接するためには、入熱を適切に管理する必要がある。具体的には、溶接時の入熱を4.8〜7kJ/cmの範囲に管理すれば、溶け込み不足及びNの飛散を抑制することができる。   Therefore, in order to weld the austenitic steel having the above chemical composition without using a welding material, it is necessary to appropriately manage heat input. Specifically, if the heat input at the time of welding is managed in the range of 4.8 to 7 kJ / cm, insufficient melting and N scattering can be suppressed.

(b)シールドガスにHを混合させると、溶け込み深さが大きくなり、より小さい入熱で溶接が可能になる。具体的には、入熱Qが7kJ/cm以下であり、かつ、下記を満たすようにすれば、溶け込み不足を抑制することができる。
Q≧−0.18[H]+4.8…(1)
ただし、Qの単位はkJ/cmであり、[H]にはシールドガス中のHの混合率が体積%で代入される。
(B) When H 2 is mixed with the shielding gas, the penetration depth increases, and welding is possible with a smaller heat input. Specifically, if the heat input Q is 7 kJ / cm or less and the following conditions are satisfied, insufficient melting can be suppressed.
Q ≧ −0.18 [H 2 ] +4.8 (1)
However, the unit of Q is kJ / cm, and the mixing ratio of H 2 in the shielding gas is substituted into [H 2 ] by volume%.

(c)シールドガスにNを混合させると、溶融池からのNの飛散を抑制できるとともに、溶接金属中へNを補填することができる。そのため、溶接金属のN含有量をより高くすることができ、より高強度の溶接金属を得ることができる。 (C) When N 2 is mixed in the shield gas, the scattering of N from the molten pool can be suppressed, and N can be supplemented into the weld metal. Therefore, the N content of the weld metal can be further increased, and a weld metal with higher strength can be obtained.

以上の知見に基づいて、本発明は完成された。以下、本発明の一実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造方法について詳述する。   Based on the above findings, the present invention has been completed. Hereinafter, the manufacturing method of the austenitic stainless steel welded joint by one Embodiment of this invention is explained in full detail.

本発明の一実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造方法は、第1部材及び第2部材を準備する工程と、第1部材と第2部材とをガスタングステンアーク溶接によって溶接する工程とを備える。   The manufacturing method of an austenitic stainless steel welded joint according to an embodiment of the present invention includes a step of preparing a first member and a second member, and a step of welding the first member and the second member by gas tungsten arc welding. Prepare.

[第1部材及び第2部材を準備する工程]
以下の説明において、元素の含有量の「%」は、質量%を意味する。また、以下の説明において、第1部材と第2部材とを区別せずに「母材」と呼ぶ場合がある。
[Step of preparing first member and second member]
In the following description, “%” of the element content means mass%. In the following description, the first member and the second member may be referred to as “base material” without being distinguished from each other.

[第1部材]
第1部材は、以下に説明する化学組成を有する。
[First member]
The first member has a chemical composition described below.

C:0.005〜0.1%
炭素(C)は、オーステナイトを安定化するのに有効な元素である。この効果を十分に得るためには、C含有量を0.005%以上にする必要がある。しかしながら、C含有量が高すぎると、溶接時の加熱により粒界に炭化物が形成され、鋼の耐食性及び靱性が低下する。そのため、C含有量は0.005〜0.1%である。C含有量の下限は、好ましくは0.008%である。C含有量の上限は、好ましくは0.08%である。
C: 0.005-0.1%
Carbon (C) is an element effective for stabilizing austenite. In order to sufficiently obtain this effect, the C content needs to be 0.005% or more. However, if the C content is too high, carbides are formed at the grain boundaries due to heating during welding, and the corrosion resistance and toughness of the steel are reduced. Therefore, the C content is 0.005 to 0.1%. The lower limit of the C content is preferably 0.008%. The upper limit of the C content is preferably 0.08%.

Si:0.2〜1.2%
シリコン(Si)は、脱酸剤として有効な元素であるとともに、耐食性の向上に有効な元素である。Siはさらに、母材製造時にNの溶解度を大きくして、鋼の強度を高めるのに間接的に寄与する。Si含有量が0.2%未満だと、この効果が十分に得られない。しかしながら、Si含有量が高すぎると、Ni、Cr等と金属間化合物を形成し、熱間加工性を著しく低下させる場合がある。また、溶接金属においては凝固時に柱状晶境界に偏析して液層の融点を下げ、凝固割れ感受性を高める場合がある。そのため、Si含有量は0.2〜1.2%である。Si含有量の下限は、好ましくは0.25%である。Si含有量の上限は、好ましくは1.0%である。
Si: 0.2-1.2%
Silicon (Si) is an element effective as a deoxidizer and an element effective in improving corrosion resistance. Si further contributes indirectly to increasing the solubility of N during the production of the base material and increasing the strength of the steel. If the Si content is less than 0.2%, this effect cannot be obtained sufficiently. However, if the Si content is too high, an intermetallic compound may be formed with Ni, Cr, etc., and hot workability may be significantly reduced. In addition, weld metal may segregate at the columnar crystal boundary during solidification to lower the melting point of the liquid layer and increase the susceptibility to solidification cracking. Therefore, the Si content is 0.2 to 1.2%. The lower limit of the Si content is preferably 0.25%. The upper limit of the Si content is preferably 1.0%.

Mn:2.5〜6.5%
マンガン(Mn)は、脱酸剤として有効な元素であるとともに、オーステナイトを安定化するのにも有効な元素である。Mnはさらに、母材製造時にNの溶解度を大きくして、強度を高めるのに間接的に寄与する。この効果を十分に得るためには、Mn含有量を2.5%以上にする必要がある。一方、Mn含有量が高すぎると、靱性が低下する。そのため、Mn含有量は2.5〜6.5%である。Mn含有量の下限は、好ましくは2.7%である。Mn含有量の上限は、好ましくは6%である。
Mn: 2.5 to 6.5%
Manganese (Mn) is an element effective as a deoxidizer and also an element effective for stabilizing austenite. Further, Mn increases the solubility of N during the production of the base material and contributes indirectly to increasing the strength. In order to sufficiently obtain this effect, the Mn content needs to be 2.5% or more. On the other hand, if the Mn content is too high, the toughness decreases. Therefore, the Mn content is 2.5 to 6.5%. The lower limit of the Mn content is preferably 2.7%. The upper limit of the Mn content is preferably 6%.

Ni:8〜15%
ニッケル(Ni)は、安定なオーステナイトを得るために必須の元素である。この効果を十分に得るためには、Ni含有量を8%以上にする必要がある。しかしながら、Niは高価な元素であるため、多量の含有はコストの増大を招く。また、Ni含有量が高すぎると、母材製造時のNの溶解度が小さくなる。そのため、Ni含有量は8〜15%である。Ni含有量の下限は、好ましくは9%である。N含有量の上限は、好ましくは14.5%である。
Ni: 8-15%
Nickel (Ni) is an essential element for obtaining stable austenite. In order to obtain this effect sufficiently, the Ni content needs to be 8% or more. However, since Ni is an expensive element, a large content causes an increase in cost. Moreover, when Ni content is too high, the solubility of N at the time of base material manufacture will become small. Therefore, the Ni content is 8 to 15%. The lower limit of the Ni content is preferably 9%. The upper limit of the N content is preferably 14.5%.

Cr:19〜25%
クロム(Cr)は、使用環境下での耐食性を確保するために必須の元素である。Crはさらに、母材製造時にNの溶解度を大きくして、強度を高めるのに間接的に寄与する。この効果を十分に得るためには、Cr含有量を19%以上にする必要がある。一方、Cr含有量が高すぎると、オーステナイトが不安定になり、接ガス環境の種類によっては鋼が脆化する。そのため、Cr含有量は19〜25%である。Cr含有量の下限は、好ましくは19.2%である。Cr含有量の上限は、好ましくは24.5%である。
Cr: 19-25%
Chromium (Cr) is an essential element for ensuring corrosion resistance under the usage environment. Further, Cr indirectly contributes to increasing the solubility of N during the production of the base material and increasing the strength. In order to sufficiently obtain this effect, the Cr content needs to be 19% or more. On the other hand, if the Cr content is too high, austenite becomes unstable, and the steel becomes brittle depending on the type of gas contact environment. Therefore, the Cr content is 19 to 25%. The lower limit of the Cr content is preferably 19.2%. The upper limit of the Cr content is preferably 24.5%.

Mo:0.01〜4.5%
モリブデン(Mo)は、マトリックスに固溶し又は炭窒化物として析出し、鋼の強度を高める。Moはまた、使用環境下での耐食性の向上に有効な元素である。この効果を十分に得るためには、Mo含有量を0.01%以上にする必要がある。しかしながら、Moは高価な元素であるため、多量の含有はコストの増大を招く。また、Mo含有量が高すぎるとオーステナイトが不安定になる。そのため、Mo含有量は0.01〜4.5%である。Mo含有量の下限は、好ましくは1%である。Mo含有量の上限は、好ましくは4%である。
Mo: 0.01 to 4.5%
Molybdenum (Mo) dissolves in the matrix or precipitates as carbonitride to increase the strength of the steel. Mo is also an element effective for improving the corrosion resistance under the use environment. In order to sufficiently obtain this effect, the Mo content needs to be 0.01% or more. However, since Mo is an expensive element, a large content causes an increase in cost. Moreover, when the Mo content is too high, austenite becomes unstable. Therefore, the Mo content is 0.01 to 4.5%. The lower limit of the Mo content is preferably 1%. The upper limit of the Mo content is preferably 4%.

V:0.01〜0.5%
バナジウム(V)は、マトリックスに固溶し又は炭窒化物として析出し、鋼の強度を高める。この効果を得るためには、V含有量を0.01%以上にする必要がある。しかしながら、V含有量が高すぎると、炭窒化物が多量に析出して延性が低下する。そのため、V含有量は0.01〜0.5%である。V含有量の下限は、好ましくは0.05%である。V含有量の上限は、好ましくは0.4%である。
V: 0.01 to 0.5%
Vanadium (V) dissolves in the matrix or precipitates as carbonitride to increase the strength of the steel. In order to acquire this effect, it is necessary to make V content 0.01% or more. However, if the V content is too high, a large amount of carbonitride precipitates and ductility decreases. Therefore, the V content is 0.01 to 0.5%. The lower limit of the V content is preferably 0.05%. The upper limit of the V content is preferably 0.4%.

Nb:0.01〜0.5%
ニオブ(Nb)は、マトリックスに固溶し又は炭窒化物として析出し、鋼の強度を高める。この効果を得るためには、Nb含有量を0.01%以上にする必要がある。しかしながら、Nb含有量が高すぎると、炭窒化物が多量に析出して延性が低下する。そのため、Nb含有量は0.01〜0.5%である。Nb含有量の下限は、好ましくは0.05%である。Nb含有量の上限は、好ましくは0.4%である。
Nb: 0.01 to 0.5%
Niobium (Nb) dissolves in the matrix or precipitates as carbonitride to increase the strength of the steel. In order to obtain this effect, the Nb content needs to be 0.01% or more. However, if the Nb content is too high, a large amount of carbonitride precipitates and ductility is lowered. Therefore, the Nb content is 0.01 to 0.5%. The lower limit of the Nb content is preferably 0.05%. The upper limit of the Nb content is preferably 0.4%.

Al:0.05%未満
アルミニウム(Al)は、Si及びMnと同様、脱酸剤として含有される。しかしながら、Al含有量が高すぎると、多量の窒化物が形成され、鋼の延性が低下する。そのため、Al含有量は0.05%未満である。Al含有量の下限は、好ましくは0.0003%である。Al含有量の上限は、好ましくは0.04%である。
Al: Less than 0.05% Aluminum (Al) is contained as a deoxidizer, as is Si and Mn. However, if the Al content is too high, a large amount of nitride is formed and the ductility of the steel is reduced. Therefore, the Al content is less than 0.05%. The lower limit of the Al content is preferably 0.0003%. The upper limit of the Al content is preferably 0.04%.

N:0.15〜0.45%
窒素(N)は、マトリックスに固溶するとともに微細な窒化物を形成し、鋼の強度を高める。この効果を十分に得るためには、N含有量を0.15%以上にする必要がある。しかしながら、N含有量が高すぎると、製造時の熱間加工性が低下する。また、溶接の際にブローホール等の溶接欠陥を生じる場合がある。そのため、N含有量は0.15〜0.45%である。N含有量の下限は、好ましくは0.16%である。N含有量の上限は、好ましくは0.42%である。
N: 0.15-0.45%
Nitrogen (N) dissolves in the matrix and forms fine nitrides to increase the strength of the steel. In order to sufficiently obtain this effect, the N content needs to be 0.15% or more. However, if the N content is too high, the hot workability at the time of production is lowered. In addition, welding defects such as blow holes may occur during welding. Therefore, the N content is 0.15 to 0.45%. The lower limit of the N content is preferably 0.16%. The upper limit of the N content is preferably 0.42%.

第1部材の化学組成の残部は、Fe及び不純物である。ここでいう不純物とは、鋼の原料として利用される鉱石やスクラップから混入する元素、あるいは製造過程の環境等から混入する元素をいう。   The balance of the chemical composition of the first member is Fe and impurities. The impurity here refers to an element mixed from ore and scrap used as a raw material of steel, or an element mixed from the environment of the manufacturing process.

不純物のうち、O、P、及びSの含有量はそれぞれ、次に述べる範囲に制限する。   Among impurities, the contents of O, P, and S are limited to the ranges described below.

O:0.02%以下
酸素(O)は、鋼中に不純物として含まれる。O含有量が高すぎると、製造時の熱間加工性が低下するとともに、溶接金属の靱性及び延性が低下する。そのため、O含有量は、0.02%以下である。O含有量は、好ましくは0.01%以下である。
O: 0.02% or less Oxygen (O) is contained as an impurity in the steel. When the O content is too high, the hot workability during production is lowered, and the toughness and ductility of the weld metal are lowered. Therefore, the O content is 0.02% or less. The O content is preferably 0.01% or less.

P:0.05%以下
リン(P)は、鋼中に不純物として含まれる。P含有量が高すぎると、製造時の熱間加工性が低下する。P含有量は低いほど好ましいが、極端な低減は製造コストの増大を招く。そのため、P含有量0.05%以下である。P含有量は、好ましくは0.03%以下である。
P: 0.05% or less Phosphorus (P) is contained as an impurity in the steel. When P content is too high, the hot workability at the time of manufacture will fall. The lower the P content, the better. However, the extreme reduction leads to an increase in manufacturing cost. Therefore, the P content is 0.05% or less. The P content is preferably 0.03% or less.

S:0.04%以下
硫黄(S)は、鋼中に不純物として含まれる。S含有量が高すぎると、製造時の熱間加工性が低下する。S含有量は低いほど好ましいが、極端な低減は製造コストの増大を招く。そのため、S含有量は0.04%以下である。S含有量は、好ましくは0.03%以下である。
S: 0.04% or less Sulfur (S) is contained as an impurity in the steel. When S content is too high, the hot workability at the time of manufacture will fall. The lower the S content, the better. However, the extreme reduction leads to an increase in manufacturing cost. Therefore, the S content is 0.04% or less. The S content is preferably 0.03% or less.

第1部材の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、以下に説明する元素を含有してもよい。以下に説明する元素(Ti、Cu、B)は、すべて選択元素である。すなわち、第1部材の化学組成は、これらの元素の一部又は全部を含有していなくてもよい。   The chemical composition of the first member may further contain an element described below instead of a part of Fe. The elements (Ti, Cu, B) described below are all selective elements. That is, the chemical composition of the first member may not contain some or all of these elements.

Ti:0〜0.5%
チタン(Ti)は、マトリックスに固溶し又は炭窒化物として析出し、鋼の強度を高める。しかしながら、Ti含有量が高すぎると、炭窒化物が多量に析出して延性が低下する。そのため、Ti含有量は0〜0.5%である。Ti含有量の下限は、好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。Ti含有量の上限は、好ましくは0.45%である。
Ti: 0 to 0.5%
Titanium (Ti) dissolves in the matrix or precipitates as carbonitride to increase the strength of the steel. However, if the Ti content is too high, a large amount of carbonitride precipitates and ductility decreases. Therefore, the Ti content is 0 to 0.5%. The lower limit of the Ti content is preferably 0.001%, more preferably 0.002%. The upper limit of the Ti content is preferably 0.45%.

Cu:0〜3.0%
銅(Cu)は、安定なオーステナイト組織を得るのに有効な元素である。しかしながら、Cu含有量が高すぎると、その効果が飽和するとともに、靱性の低下を招く。そのため、Cu含有量は0〜3.0%である。Cu含有量の下限は、好ましくは0.005%であり、さらに好ましくは0.008%であり、さらに好ましくは0.01%である。Cu含有量の上限は、好ましくは2.5%であり、さらに好ましくは2%である。
Cu: 0 to 3.0%
Copper (Cu) is an element effective for obtaining a stable austenite structure. However, if the Cu content is too high, the effect is saturated and the toughness is reduced. Therefore, the Cu content is 0 to 3.0%. The lower limit of the Cu content is preferably 0.005%, more preferably 0.008%, and still more preferably 0.01%. The upper limit of the Cu content is preferably 2.5%, more preferably 2%.

B:0〜0.01%
ボロン(B)は、粒界に偏析して粒界固着力を高め、強度向上に寄与する。Bはまた、水素環境下での脆化を抑制する効果も有する。しかしながら、B含有量が高すぎると、溶接材料を使用しない場合、溶接時の割れ感受性を増大させる。したがって、B含有量は0〜0.01%である。B含有量の下限は、好ましくは0.0001%であり、さらに好ましくは0.0002%であり、さらに好ましくは0.0005%である。B含有量の上限は、好ましくは0.008%であり、さらに好ましくは0.005%である。
B: 0 to 0.01%
Boron (B) segregates at the grain boundary to increase the grain boundary fixing force and contributes to strength improvement. B also has an effect of suppressing embrittlement in a hydrogen environment. However, if the B content is too high, the cracking sensitivity during welding is increased when no welding material is used. Therefore, the B content is 0 to 0.01%. The lower limit of the B content is preferably 0.0001%, more preferably 0.0002%, and further preferably 0.0005%. The upper limit of the B content is preferably 0.008%, more preferably 0.005%.

第1部材は、好ましくは、下記の式で規定されるNieqが30%以上である。
Nieq=Ni+Mo+Mn+0.6Cr+0.3Si+12(C+N)
上記の式の各元素記号には、第1部材の各元素の含有量が質量%で代入される。
The first member preferably has Nieq defined by the following formula of 30% or more.
Nieq = Ni + Mo + Mn + 0.6Cr + 0.3Si + 12 (C + N)
For each element symbol in the above formula, the content of each element of the first member is substituted by mass%.

Nieqの値が高いほど、オーステナイト組織の安定性が高まり、耐水素脆化特性が高まる。第1部材のNieqは、さらに好ましくは、32%以上である。   The higher the value of Nieq, the higher the stability of the austenite structure and the hydrogen embrittlement resistance. The Nieq of the first member is more preferably 32% or more.

[第2部材]
第2部材は、C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo及びNを含むオーステナイト系ステンレス鋼であり、下記の式で規定されるNieqが27%以上である。
Nieq=Ni+Mo+Mn+0.6Cr+0.3Si+12(C+N)
上記の式の各元素記号には、第2部材の各元素の含有量が質量%で代入される。
[Second member]
The second member is an austenitic stainless steel containing C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo and N, and Nieq defined by the following formula is 27% or more.
Nieq = Ni + Mo + Mn + 0.6Cr + 0.3Si + 12 (C + N)
For each element symbol in the above formula, the content of each element of the second member is substituted by mass%.

母材の耐水素脆化特性を高めるためには、オーステナイト組織の安定性を高め、フェライト組織やマルテンサイト組織の生成を抑制する必要がある。また、積層欠陥エネルギーを高め、転位の局在化を抑制する必要がある。十分な耐水素脆化特性を得るためには、第2部材のNieqを27%以上にする必要がある。第2部材のNieqは、好ましくは27.5%以上であり、さらに好ましくは28%以上である。   In order to increase the hydrogen embrittlement resistance of the base material, it is necessary to increase the stability of the austenite structure and to suppress the formation of ferrite structure and martensite structure. In addition, it is necessary to increase the stacking fault energy and suppress the localization of dislocations. In order to obtain sufficient hydrogen embrittlement resistance, the Nieq of the second member needs to be 27% or more. Nieq of the second member is preferably 27.5% or more, and more preferably 28% or more.

第2部材は、好ましくは、以下に説明する化学組成を有する。   The second member preferably has a chemical composition described below.

C:0.001〜0.06%
炭素(C)は、オーステナイトを安定化するのに有効な元素である。この効果を十分に得るためには、C含有量を0.001%以上にする必要がある。しかしながら、C含有量が高すぎると、溶接時の加熱により粒界に炭化物が形成され、鋼の耐食性及び靱性が低下する。そのため、C含有量は0.001〜0.06%である。C含有量の下限は、好ましくは0.005%である。C含有量の上限は、好ましくは0.05%である。
C: 0.001 to 0.06%
Carbon (C) is an element effective for stabilizing austenite. In order to sufficiently obtain this effect, the C content needs to be 0.001% or more. However, if the C content is too high, carbides are formed at the grain boundaries due to heating during welding, and the corrosion resistance and toughness of the steel are reduced. Therefore, the C content is 0.001 to 0.06%. The lower limit of the C content is preferably 0.005%. The upper limit of the C content is preferably 0.05%.

Si:0.01〜1.0%
シリコン(Si)は、脱酸剤として有効な元素であるとともに、耐食性の向上に有効な元素である。Si含有量が0.01%未満だと、この効果が十分に得られない。しかしながら、Si含有量が高すぎると、Ni、Cr等と金属間化合物を形成し、熱間加工性を著しく低下させる場合がある。また、溶接金属においては凝固時に柱状晶境界に偏析して液層の融点を下げ、凝固割れ感受性を高める場合がある。そのため、Si含有量は0.01〜1.0%である。Si含有量の下限は、好ましくは0.03%である。Si含有量の上限は、好ましくは0.9%である。
Si: 0.01 to 1.0%
Silicon (Si) is an element effective as a deoxidizer and an element effective in improving corrosion resistance. If the Si content is less than 0.01%, this effect cannot be obtained sufficiently. However, if the Si content is too high, an intermetallic compound may be formed with Ni, Cr, etc., and hot workability may be significantly reduced. In addition, weld metal may segregate at the columnar crystal boundary during solidification to lower the melting point of the liquid layer and increase the susceptibility to solidification cracking. Therefore, the Si content is 0.01 to 1.0%. The lower limit of the Si content is preferably 0.03%. The upper limit of the Si content is preferably 0.9%.

Mn:0.01〜6.0%
マンガン(Mn)は、脱酸剤として有効な元素であるとともに、オーステナイトを安定化するのにも有効な元素である。この効果を十分に得るためには、Mn含有量を0.01%以上にする必要がある。一方、Mn含有量が高すぎると、靱性が低下する。そのため、Mn含有量は0.01〜6.0%である。Mn含有量の上限は、好ましくは5.5%である。なお、Mnは、Nの溶解度を大きくする効果も有する。Nを積極的に活用する場合、Mn含有量を2.0%以上にすることが好ましい。一方、Nを積極に活用しないのであれば、Mn含有量は、2.0%以下であってもよい。
Mn: 0.01 to 6.0%
Manganese (Mn) is an element effective as a deoxidizer and also an element effective for stabilizing austenite. In order to sufficiently obtain this effect, the Mn content needs to be 0.01% or more. On the other hand, if the Mn content is too high, the toughness decreases. Therefore, the Mn content is 0.01 to 6.0%. The upper limit of the Mn content is preferably 5.5%. Mn also has the effect of increasing the solubility of N. When N is actively used, the Mn content is preferably set to 2.0% or more. On the other hand, if N is not actively used, the Mn content may be 2.0% or less.

Ni:8〜15%
ニッケル(Ni)は、安定なオーステナイトを得るために必須の元素である。この効果を十分に得るためには、Ni含有量を8%以上にする必要がある。しかしながら、Niは高価な元素であるため、多量の含有はコストの増大を招く。また、Ni含有量が高すぎると、母材製造時のNの溶解度が小さくなる。そのため、Ni含有量は8〜15%である。Ni含有量の下限は、好ましくは9%である。N含有量の上限は、好ましくは14.5%である。
Ni: 8-15%
Nickel (Ni) is an essential element for obtaining stable austenite. In order to obtain this effect sufficiently, the Ni content needs to be 8% or more. However, since Ni is an expensive element, a large content causes an increase in cost. Moreover, when Ni content is too high, the solubility of N at the time of base material manufacture will become small. Therefore, the Ni content is 8 to 15%. The lower limit of the Ni content is preferably 9%. The upper limit of the N content is preferably 14.5%.

Cr:15〜25%
クロム(Cr)は、使用環境下での耐食性を確保するために必須の元素である。この効果を十分に得るためには、Cr含有量を15%以上にする必要がある。一方、Cr含有量が高すぎると、オーステナイトが不安定になり、接ガス環境の種類によっては鋼が脆化する。そのため、Cr含有量は15〜25%である。Cr含有量の下限は、好ましくは16%である。Cr含有量の上限は、好ましくは24.5%である。
Cr: 15-25%
Chromium (Cr) is an essential element for ensuring corrosion resistance under the usage environment. In order to sufficiently obtain this effect, the Cr content needs to be 15% or more. On the other hand, if the Cr content is too high, austenite becomes unstable, and the steel becomes brittle depending on the type of gas contact environment. Therefore, the Cr content is 15 to 25%. The lower limit of the Cr content is preferably 16%. The upper limit of the Cr content is preferably 24.5%.

Mo:0.01〜4.0%
モリブデン(Mo)は、マトリックスに固溶し又は炭窒化物として析出し、鋼の強度を高める。Moはまた、使用環境下での耐食性の向上に有効な元素である。この効果を十分に得るためには、Mo含有量を0.01%以上にする必要がある。しかしながら、Moは高価な元素であるため、多量の含有はコストの増大を招く。また、Mo含有量が高すぎるとオーステナイトが不安定になる。そのため、Mo含有量は0.01〜4.0%である。Mo含有量の下限は、好ましくは1%である。Mo含有量の上限は、好ましくは3.5%である。
Mo: 0.01-4.0%
Molybdenum (Mo) dissolves in the matrix or precipitates as carbonitride to increase the strength of the steel. Mo is also an element effective for improving the corrosion resistance under the use environment. In order to sufficiently obtain this effect, the Mo content needs to be 0.01% or more. However, since Mo is an expensive element, a large content causes an increase in cost. Moreover, when the Mo content is too high, austenite becomes unstable. Therefore, the Mo content is 0.01 to 4.0%. The lower limit of the Mo content is preferably 1%. The upper limit of the Mo content is preferably 3.5%.

Al:0.05%未満
アルミニウム(Al)は、Si及びMnと同様、脱酸剤として含有される。しかしながら、Al含有量が高すぎると、多量の窒化物が形成され、鋼の延性が低下する。そのため、Al含有量は0.05%未満である。Al含有量の下限は、好ましくは0.0003%である。Al含有量の上限は、好ましくは0.04%である。
Al: Less than 0.05% Aluminum (Al) is contained as a deoxidizer, as is Si and Mn. However, if the Al content is too high, a large amount of nitride is formed and the ductility of the steel is reduced. Therefore, the Al content is less than 0.05%. The lower limit of the Al content is preferably 0.0003%. The upper limit of the Al content is preferably 0.04%.

N:0.001%以上0.2%未満
窒素(N)は、マトリックスに固溶するとともに微細な窒化物を形成し、鋼の強度を高める。一方、N含有量が高すぎると、製造時の熱間加工性が低下する。また、溶接の際にブローホール等の溶接欠陥を生じる場合がある。そのため、N含有量は0.001%以上0.2%未満である。N含有量の下限は、好ましくは0.003%である。N含有量の上限は、好ましくは0.18%である。
N: 0.001% or more and less than 0.2% Nitrogen (N) dissolves in the matrix and forms fine nitrides to increase the strength of the steel. On the other hand, if the N content is too high, the hot workability at the time of production decreases. In addition, welding defects such as blow holes may occur during welding. Therefore, the N content is 0.001% or more and less than 0.2%. The lower limit of the N content is preferably 0.003%. The upper limit of the N content is preferably 0.18%.

第2部材の化学組成の残部は、Fe及び不純物である。ここでいう不純物とは、鋼の原料として利用される鉱石やスクラップから混入する元素、あるいは製造過程の環境等から混入する元素をいう。   The balance of the chemical composition of the second member is Fe and impurities. The impurity here refers to an element mixed from ore and scrap used as a raw material of steel, or an element mixed from the environment of the manufacturing process.

不純物のうち、O、P、及びSの含有量はそれぞれ、次に述べる範囲に制限する。   Among impurities, the contents of O, P, and S are limited to the ranges described below.

O:0.02%以下
酸素(O)は、鋼中に不純物として含まれる。O含有量が高すぎると、製造時の熱間加工性が低下するとともに、溶接金属の靱性及び延性が低下する。そのため、O含有量は、0.02%以下である。O含有量は、好ましくは0.01%以下である。
O: 0.02% or less Oxygen (O) is contained as an impurity in the steel. When the O content is too high, the hot workability during production is lowered, and the toughness and ductility of the weld metal are lowered. Therefore, the O content is 0.02% or less. The O content is preferably 0.01% or less.

P:0.05%以下
リン(P)は、鋼中に不純物として含まれる。P含有量が高すぎると、製造時の熱間加工性が低下する。P含有量は低いほど好ましいが、極端な低減は製造コストの増大を招く。そのため、P含有量0.05%以下である。P含有量は、好ましくは0.03%以下である。
P: 0.05% or less Phosphorus (P) is contained as an impurity in the steel. When P content is too high, the hot workability at the time of manufacture will fall. The lower the P content, the better. However, the extreme reduction leads to an increase in manufacturing cost. Therefore, the P content is 0.05% or less. The P content is preferably 0.03% or less.

S:0.04%以下
硫黄(S)は、鋼中に不純物として含まれる。S含有量が高すぎると、製造時の熱間加工性が低下する。S含有量は低いほど好ましいが、極端な低減は製造コストの増大を招く。そのため、S含有量は0.04%以下である。S含有量は、好ましくは0.03%以下である。
S: 0.04% or less Sulfur (S) is contained as an impurity in the steel. When S content is too high, the hot workability at the time of manufacture will fall. The lower the S content, the better. However, the extreme reduction leads to an increase in manufacturing cost. Therefore, the S content is 0.04% or less. The S content is preferably 0.03% or less.

第2部材の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、以下に説明する元素を含有してもよい。以下に説明する元素(V、Nb、Ti、Cu、B、Ca、Mg、及びREM)は、すべて選択元素である。すなわち、第2部材の化学組成は、これらの元素の一部又は全部を含有していなくてもよい。なお、Ti、Cu、B、Ca、Mg、及びREMのうち2種以上の元素を含有させる場合は、その合計含有量を4.6%以下にすることが好ましい。   The chemical composition of the second member may further contain an element described below instead of a part of Fe. The elements described below (V, Nb, Ti, Cu, B, Ca, Mg, and REM) are all selective elements. That is, the chemical composition of the second member may not contain some or all of these elements. In addition, when 2 or more types of elements are contained among Ti, Cu, B, Ca, Mg, and REM, it is preferable to make the total content 4.6% or less.

V:0〜0.5%
バナジウム(V)は、マトリックスに固溶し又は炭窒化物として析出し、鋼の強度を高める。しかしながら、V含有量が高すぎると、炭窒化物が多量に析出して延性が低下する。そのため、V含有量は0〜0.5%である。V含有量の下限は、好ましくは0.01%である。V含有量の上限は、好ましくは0.4%である。上述のとおり、第2部材は必ずしも高強度でなくてもよいので、V含有量は0.01%以下であってもよい。
V: 0 to 0.5%
Vanadium (V) dissolves in the matrix or precipitates as carbonitride to increase the strength of the steel. However, if the V content is too high, a large amount of carbonitride precipitates and ductility decreases. Therefore, the V content is 0 to 0.5%. The lower limit of the V content is preferably 0.01%. The upper limit of the V content is preferably 0.4%. As described above, since the second member does not necessarily have high strength, the V content may be 0.01% or less.

Nb:0〜0.5%
ニオブ(Nb)は、マトリックスに固溶し又は炭窒化物として析出し、鋼の強度を高める。しかしながら、Nb含有量が高すぎると、炭窒化物が多量に析出して延性が低下する。そのため、Nb含有量は0〜0.5%である。Nb含有量の下限は、好ましくは0.01%である。Nb含有量の上限は、好ましくは0.4%である。上述のとおり、第2部材は必ずしも高強度でなくてもよいので、Nb含有量は0.01%以下であってもよい。
Nb: 0 to 0.5%
Niobium (Nb) dissolves in the matrix or precipitates as carbonitride to increase the strength of the steel. However, if the Nb content is too high, a large amount of carbonitride precipitates and ductility is lowered. Therefore, the Nb content is 0 to 0.5%. The lower limit of the Nb content is preferably 0.01%. The upper limit of the Nb content is preferably 0.4%. As described above, since the second member does not necessarily have high strength, the Nb content may be 0.01% or less.

Ti:0〜0.5%
チタン(Ti)は、マトリックスに固溶し又は炭窒化物として析出し、鋼の強度を高める。しかしながら、Ti含有量が高すぎると、炭窒化物が多量に析出して延性が低下する。そのため、Ti含有量は0〜0.5%である。Ti含有量の下限は、好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。Ti含有量の上限は、好ましくは0.45%である。
Ti: 0 to 0.5%
Titanium (Ti) dissolves in the matrix or precipitates as carbonitride to increase the strength of the steel. However, if the Ti content is too high, a large amount of carbonitride precipitates and ductility decreases. Therefore, the Ti content is 0 to 0.5%. The lower limit of the Ti content is preferably 0.001%, more preferably 0.002%. The upper limit of the Ti content is preferably 0.45%.

Cu:0〜3.0%
銅(Cu)は、安定なオーステナイト組織を得るのに有効な元素である。しかしながら、Cu含有量が高すぎると、その効果が飽和するとともに、靱性の低下を招く。そのため、Cu含有量は0〜3.0%である。Cu含有量の下限は、好ましくは0.005%であり、さらに好ましくは0.008%であり、さらに好ましくは0.01%である。Cu含有量の上限は、好ましくは2.5%であり、さらに好ましくは2%である。
Cu: 0 to 3.0%
Copper (Cu) is an element effective for obtaining a stable austenite structure. However, if the Cu content is too high, the effect is saturated and the toughness is reduced. Therefore, the Cu content is 0 to 3.0%. The lower limit of the Cu content is preferably 0.005%, more preferably 0.008%, and still more preferably 0.01%. The upper limit of the Cu content is preferably 2.5%, more preferably 2%.

B:0〜0.01%
ボロン(B)は、粒界に偏析して粒界固着力を高め、強度向上に寄与する。Bはまた、水素環境下での脆化を抑制する効果も有する。しかしながら、B含有量が高すぎると、溶接材料を使用しない場合、溶接時の割れ感受性を増大させる。したがって、B含有量は0〜0.01%である。B含有量の下限は、好ましくは0.0001%であり、さらに好ましくは0.0002%であり、さらに好ましくは0.0005%である。B含有量の上限は、好ましくは0.008%であり、さらに好ましくは0.005%である。
B: 0 to 0.01%
Boron (B) segregates at the grain boundary to increase the grain boundary fixing force and contributes to strength improvement. B also has an effect of suppressing embrittlement in a hydrogen environment. However, if the B content is too high, the cracking sensitivity during welding is increased when no welding material is used. Therefore, the B content is 0 to 0.01%. The lower limit of the B content is preferably 0.0001%, more preferably 0.0002%, and further preferably 0.0005%. The upper limit of the B content is preferably 0.008%, more preferably 0.005%.

Ca:0〜0.05%
カルシウム(Ca)は、鋼の熱間加工性を改善する。しかしながら、Ca含有量が高すぎると、Oと結合して清浄性を劣化させ、却って熱間加工性が劣化する。そのため、Ca含有量は0〜0.05%である。Ca含有量の下限は、好ましくは0.0005%であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.0015%である。Ca含有量の上限は、好ましくは0.03%であり、さらに好ましくは0.01%である。
Ca: 0 to 0.05%
Calcium (Ca) improves the hot workability of steel. However, if the Ca content is too high, it combines with O to deteriorate the cleanliness, and the hot workability is deteriorated. Therefore, the Ca content is 0 to 0.05%. The lower limit of the Ca content is preferably 0.0005%, more preferably 0.001%, and still more preferably 0.0015%. The upper limit of the Ca content is preferably 0.03%, more preferably 0.01%.

Mg:0〜0.05%
マグネシウム(Mg)は、鋼の熱間加工性を改善する。しかしながら、Mg含有量が高すぎると、Oと結合して清浄性を劣化させ、却って熱間加工性が劣化する。そのため、Mg含有量は0〜0.05%である。Mg含有量の下限は、好ましくは0.0005%であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.0015%である。Mg含有量の上限は、好ましくは0.03%であり、さらに好ましくは0.01%である。
Mg: 0 to 0.05%
Magnesium (Mg) improves the hot workability of steel. However, if the Mg content is too high, it combines with O to deteriorate the cleanliness, and the hot workability is deteriorated. Therefore, the Mg content is 0 to 0.05%. The lower limit of the Mg content is preferably 0.0005%, more preferably 0.001%, and further preferably 0.0015%. The upper limit of the Mg content is preferably 0.03%, and more preferably 0.01%.

REM:0〜0.5%
希土類元素(REM)は、Sとの親和力が強く、鋼の熱間加工性を改善する。しかしながら、REM含有量が高すぎると、Oと結合して清浄性を劣化させ、却って熱間加工性が劣化する。そのため、REM含有量は0〜0.05%である。REM含有量の下限は、好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.0015%であり、さらに好ましくは0.002%である。REM含有量の上限は、好ましくは0.45%であり、さらに好ましくは0.4%である。
REM: 0 to 0.5%
Rare earth elements (REM) have a strong affinity with S and improve the hot workability of steel. However, if the REM content is too high, it combines with O to deteriorate the cleanliness, and the hot workability is deteriorated. Therefore, the REM content is 0 to 0.05%. The lower limit of the REM content is preferably 0.001%, more preferably 0.0015%, and still more preferably 0.002%. The upper limit of the REM content is preferably 0.45%, more preferably 0.4%.

なお、「REM」とは、Sc、Y及びランタノイドの合計17元素の総称であり、REMの含有量はREMのうち1種又は2種以上の元素の合計含有量を示す。また、REMについては、一般的にミッシュメタルに含有される。このため、例えば、ミッシュメタルの形で含有させて、REM含有量が上記の範囲となるようにしてもよい。   “REM” is a general term for a total of 17 elements of Sc, Y, and lanthanoid, and the content of REM indicates the total content of one or more elements in REM. Further, REM is generally contained in Misch metal. For this reason, for example, it may be contained in the form of misch metal so that the REM content falls within the above range.

[ガスタングステンアーク溶接]
溶接材料を用いずに、第1部材と第2部材とをガスタングテンアーク溶接によって溶接する。ガスタングステンアーク溶接は、以下の条件で実施する。
[Gas tungsten arc welding]
The first member and the second member are welded by gas tongue ten arc welding without using a welding material. Gas tungsten arc welding is performed under the following conditions.

[シールドガス]
本実施形態におけるガスタングステンアーク溶接では、Arガス、Nガス、ArとNとの混合ガス、ArとHとの混合ガス、及びArとNとHとの混合ガスのいずれかをシールドガスとして用いる。
[Shielding gas]
In the gas tungsten arc welding in the present embodiment, any one of Ar gas, N 2 gas, a mixed gas of Ar and N 2 , a mixed gas of Ar and H 2, and a mixed gas of Ar, N 2 and H 2 Is used as a shielding gas.

シールドガスにHを混合させると、溶け込み深さが大きくなり、より小さい入熱で溶接が可能になる。小さい入熱で溶接することで、溶融池からのNの飛散を抑制し、溶接継手の強度を向上させることができる。Hの混合率が高いほど、溶け込み深さを大きくできる。そのため、シールドガスは、Hを含むことが好ましい。Hの混合率は、好ましくは0.1〜20体積%である。Hの混合率の下限は、さらに好ましくは1体積%である。 When H 2 is mixed with the shielding gas, the penetration depth increases, and welding is possible with a smaller heat input. By welding with a small heat input, scattering of N from the molten pool can be suppressed, and the strength of the welded joint can be improved. The higher the H 2 mixing ratio, the greater the penetration depth. Therefore, the shielding gas preferably contains H 2. The mixing ratio of H 2 is preferably 0.1 to 20% by volume. The lower limit of the mixing ratio of H 2 is more preferably 1% by volume.

シールドガスにNを混合させると、溶融池からのNの飛散を抑制できるとともに、溶接金属中へNを補填することができる。そのため、溶接金属のN含有量をより高くすることができ、より高強度の溶接金属を得ることができる。そのため、シールドガスは、Nを含むことが好ましい。Nの混合率は、好ましくは0.1〜50体積%である。Nの混合率の下限は、さらに好ましくは0.5体積%である。Nの混合率の上限は、好ましくは40体積%であり、さらに好ましくは30体積%である。 When N 2 is mixed with the shielding gas, the scattering of N from the molten pool can be suppressed, and N can be supplemented into the weld metal. Therefore, the N content of the weld metal can be further increased, and a weld metal with higher strength can be obtained. For this reason, the shield gas preferably contains N 2 . The mixing ratio of N 2 is preferably 0.1 to 50% by volume. The lower limit of the mixing ratio of N 2 is more preferably 0.5% by volume. The upper limit of the mixing ratio of N 2 is preferably 40% by volume, and more preferably 30% by volume.

本実施形態におけるガスタングステンアーク溶接では、バックシールドガスを用いてもよい。バックシールドガスの成分は特に限定されないが、例えばAr、N、及びこれらの混合ガスである。特に、Nを用いることが好ましい。バックシールドガスにNを用いることで、溶接金属の強度を安定的に向上させることができる。 In the gas tungsten arc welding in the present embodiment, a back shield gas may be used. The component of the back shield gas is not particularly limited, and examples thereof include Ar, N 2 , and a mixed gas thereof. In particular, it is preferable to use N 2. By using N 2 for the back shield gas, the strength of the weld metal can be stably improved.

[入熱]
本実施形態におけるガスタングステンアーク溶接では、入熱Qが7kJ/cm以下であり、かつ、下記の式を満たす。
Q≧−0.18[H]+4.8
ただし、上式において、Qの単位はkJ/cmであり、[H]にはシールドガス中のHの混合率が体積%で代入される。なお、シールドガスが、Arガス、Nガス、又はArとNとの混合ガスの場合、[H]には0が代入される。
[Heat input]
In the gas tungsten arc welding in the present embodiment, the heat input Q is 7 kJ / cm or less and satisfies the following formula.
Q ≧ −0.18 [H 2 ] +4.8
However, in the above formula, the unit of Q is kJ / cm, and the mixing ratio of H 2 in the shielding gas is substituted for [H 2 ] by volume%. When the shielding gas is Ar gas, N 2 gas, or a mixed gas of Ar and N 2 , 0 is substituted for [H 2 ].

上述のように、シールドガスにHを混合させると、溶け込み深さが大きくなり、より小さい入熱で溶接が可能になる。入熱Qが−0.18[H]+4.8よりも小さければ、溶け込み深さが不足し、被溶接線上に未溶融部が生じる場合がある。一方、入熱Qが7kJ/cmを超えると、溶融部分が大きくなりすぎ、アンダーカットや溶け落ちが生じる等、溶接継手の健全性が低下する場合がある。 As described above, when H 2 is mixed with the shielding gas, the penetration depth increases, and welding is possible with a smaller heat input. If the heat input Q is smaller than −0.18 [H 2 ] +4.8, the penetration depth may be insufficient, and an unmelted part may occur on the weld line. On the other hand, when the heat input Q exceeds 7 kJ / cm, the melted portion becomes too large, and the soundness of the welded joint may be deteriorated, such as undercut or burnout.

入熱Qが小さいほど、溶融池の面積が小さくなり、Nの飛散を抑制することができる。これによって、溶接金属のN含有量を高くでき、溶接継手の強度を向上させることができる。したがって、入熱Qは、−0.18[H]+4.8よりも大きい範囲において、小さい方が好ましい。入熱Qは、好ましくは6.5kJ/cm以下であり、さらに好ましくは6.2kJ/cm以下である。 The smaller the heat input Q is, the smaller the area of the molten pool becomes, and it is possible to suppress N scattering. Thereby, the N content of the weld metal can be increased, and the strength of the welded joint can be improved. Accordingly, the heat input Q is preferably smaller in the range larger than −0.18 [H 2 ] +4.8. The heat input Q is preferably 6.5 kJ / cm or less, and more preferably 6.2 kJ / cm or less.

以上の製造方法によって、溶接継手が製造される。本実施形態によって製造される溶接継手は、母材と、溶接中に母材が溶融凝固して形成される溶接金属とを備えている。   A welded joint is manufactured by the above manufacturing method. The welded joint manufactured by this embodiment includes a base material and a weld metal formed by melting and solidifying the base material during welding.

本実施形態の製造方法によれば、溶接時の溶け込み不足を抑制することができる。そのため、本実施形態の製造方法によって製造された溶接継手は、1回溶接で製造された場合であっても、必要な強度を有する。   According to the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to suppress insufficient penetration during welding. Therefore, the welded joint manufactured by the manufacturing method of the present embodiment has the necessary strength even when manufactured by one-time welding.

一般に、溶接金属は急冷凝固組織であるため、固溶化熱処理等を実施して製造される母材とは異なり、凝固過程において、高温で生成したフェライトが室温まで残存する場合がある。フェライトは、水素環境下では、脆化して破壊の起点となる。特に、面積率で20%を超えるフェライトが連続的に存在する場合、連結、伝播して溶接金属の耐水素脆化特性を低下させる。   In general, since the weld metal has a rapidly solidified structure, unlike a base material manufactured by performing a solution heat treatment or the like, ferrite generated at a high temperature may remain at room temperature in the solidification process. In a hydrogen environment, ferrite becomes brittle and becomes a starting point of fracture. In particular, when ferrite having an area ratio exceeding 20% is continuously present, it is connected and propagated to reduce the hydrogen embrittlement resistance of the weld metal.

本実施形態の製造方法によれば、溶接金属のフェライトの量を安定して20%以下にすることができる。そのため、本実施形態の製造方法によって製造された溶接継手は、優れた耐水素脆化特性を有する。   According to the manufacturing method of the present embodiment, the amount of ferrite of the weld metal can be stably reduced to 20% or less. Therefore, the welded joint manufactured by the manufacturing method of this embodiment has excellent hydrogen embrittlement resistance.

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。本発明はこれらの実施例に限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The present invention is not limited to these examples.

表1に示す化学組成を有する符号1A〜1Eの材料を実験室溶解して鋳込んだインゴットから、熱間鍛造、熱間圧延、及び熱処理により、板厚2.5mm、幅60mm、長さ100mmの溶接母材用鋼板(第1部材)を作製した。なお、表1の「−」は、当該元素の含有量が不純物レベルであることを示す。   From an ingot in which the materials 1A to 1E having the chemical composition shown in Table 1 are melted and cast in the laboratory, the thickness is 2.5 mm, the width is 60 mm, and the length is 100 mm by hot forging, hot rolling, and heat treatment. A steel plate for welding base material (first member) was prepared. Note that “-” in Table 1 indicates that the content of the element is at the impurity level.

Figure 2017213588
Figure 2017213588

さらに、表2に示す化学組成を有する符号2A〜2Dの材料を実験室溶解して鋳込んだインゴットから、熱間鍛造、熱間圧延、及び熱処理により、板厚2.5mm、幅60mm、長さ100mmの溶接母材用鋼板(第2部材)を作製した。なお、表2の「−」は、当該元素の含有量が不純物レベルであることを示す。   Furthermore, from an ingot obtained by melting and casting materials 2A to 2D having chemical compositions shown in Table 2 by hot forging, hot rolling, and heat treatment, a plate thickness of 2.5 mm, a width of 60 mm, and a length A steel plate (second member) having a thickness of 100 mm was prepared. Note that “-” in Table 2 indicates that the content of the element is at the impurity level.

Figure 2017213588
Figure 2017213588

各溶接母材用鋼板の長手方向と平行な端面に、図1に示す開先加工を実施した。図1中の数値は、寸法である。その後、表3に示す条件で、2つの溶接母材用鋼板の開先加工を施した端面同士を突き合わせて、ガスタングステンアーク溶接により、溶接材料を用いずに、1回溶接を実施した。   The groove processing shown in FIG. 1 was performed on the end face parallel to the longitudinal direction of each steel sheet for welding base material. The numerical values in FIG. 1 are dimensions. Then, the end surface which gave the groove processing of the steel plate for two welding base materials was faced | matched on the conditions shown in Table 3, and it welded once by gas tungsten arc welding, without using a welding material.

Figure 2017213588
Figure 2017213588

[引張試験]
各溶接継手から、溶接金属を平行部の中央に有する板状引張試験片を作製した。試験片に対して、常温で引張試験を実施した。引張試験において、溶接金属で破断したものを不合格とし、母材破断したもの(第2部材で破断したもの)を合格と評価した。
[Tensile test]
A plate-like tensile test piece having a weld metal at the center of the parallel portion was produced from each weld joint. A tensile test was performed on the test piece at room temperature. In the tensile test, what was fractured by the weld metal was rejected, and what was fractured by the base material (what was fractured by the second member) was evaluated as acceptable.

[低歪速度引張試験]
引張試験で合格と評価した溶接継手に対して、高圧水素環境下における耐水素脆化特性を評価するために、低歪速度引張試験を実施した。引張試験で合格と評価した溶接継手から、溶接金属を平行部の中央に有する板状低歪速度引張試験片を作製した。この試験片を用いて、大気中、及び85MPaの高圧水素環境中で低歪速度引張試験を実施した。歪速度は3×10−5/秒とした。高圧水素環境中での破断絞りの値が大気中での破断絞りの値の80%以上となる場合を合格と評価し、特に90%以上であった場合、優れた耐水素脆化特性を有すると評価した。一方、80%未満となるものを不合格と評価した。
[Low strain rate tensile test]
In order to evaluate the hydrogen embrittlement resistance under a high-pressure hydrogen environment, a low strain rate tensile test was performed on the welded joint evaluated as acceptable in the tensile test. A plate-shaped low strain rate tensile test piece having a weld metal at the center of the parallel part was produced from the welded joint evaluated as acceptable in the tensile test. Using this test piece, a low strain rate tensile test was performed in the atmosphere and in a high-pressure hydrogen environment of 85 MPa. The strain rate was 3 × 10 −5 / sec. When the value of the squeeze squeeze in a high-pressure hydrogen environment is 80% or more of the value of the squeeze squeeze in the atmosphere, it is evaluated as acceptable. Then I evaluated. On the other hand, those that were less than 80% were evaluated as rejected.

表4に、引張試験及び低歪速度引張試験の結果を示す。「引張試験」の欄において、「○」は合格を、「×」は不合格を示す。「低歪速度引張試験」の欄において、「◎」は高圧水素環境中での破断絞りの値が大気中での破断絞りの値が90%以上であったことを、「○」は80%以上90%未満であったことを、「×」は80%未満であったことを示す。同欄において、「−」は、低歪速度引張試験を実施していないことを示す。   Table 4 shows the results of the tensile test and the low strain rate tensile test. In the column of “tensile test”, “◯” indicates pass and “x” indicates failure. In the “Low Strain Rate Tensile Test” column, “◎” indicates that the value of the fracture drawing in the high-pressure hydrogen environment is 90% or more in the atmosphere, and “◯” indicates 80%. It is less than 90%, and “x” indicates less than 80%. In the same column, “-” indicates that a low strain rate tensile test is not performed.

Figure 2017213588
Figure 2017213588

試験符号J2〜4、6〜8、10〜19、22〜27、29〜31、39、及び40の溶接継手は、いずれも引張試験及び低歪速度引張試験の両方に合格した。このうち、試験符号J2、4、6、7、10〜19、24〜27、及び29〜31の溶接継手は、高圧水素環境中での破断絞りの値が大気中での破断絞りの値の90%以上であり、特に優れた耐水素脆化特性を示した。試験番号J3、8、22、23、39及び40の溶接継手は、高圧水素環境中での破断絞りの値が大気中での破断絞りの値の80%以上ではあるものの、90%未満であった。これは、溶接入熱が高かったため、溶接金属中のN含有量が低下し、溶接金属のNieqが部分的に低下したためと考えられる。   The welded joints with test codes J2-4, 6-8, 10-19, 22-27, 29-31, 39, and 40 all passed both the tensile test and the low strain rate tensile test. Among these, the welded joints of test codes J2, 4, 6, 7, 10-19, 24-27, and 29-31 have the value of the squeeze squeeze in the high-pressure hydrogen environment of the squeeze squeeze value in the atmosphere. It was 90% or more, and particularly excellent hydrogen embrittlement resistance was exhibited. The welded joints with test numbers J3, 8, 22, 23, 39 and 40 had less than 90% of the fracture drawing value in the high-pressure hydrogen environment, although they were 80% or more of the fracture drawing value in the atmosphere. It was. This is presumably because the welding heat input was high, the N content in the weld metal was lowered, and the Nieq of the weld metal was partially lowered.

試験符号J1、5、及び9の溶接継手は、突き合わせ面に未溶融部分が残っていたため、引張試験に合格しなかった。これは、溶接入熱が低すぎ、溶け込み深さが不十分であったためと考えられる。   The welded joints of test codes J1, 5, and 9 did not pass the tensile test because an unmelted portion remained on the butt surface. This is presumably because the welding heat input was too low and the penetration depth was insufficient.

試験符号J20、21、28、及び32の溶接継手は、低歪速度引張試験に合格しなかった。これは、第2部材のNieqが低すぎたためと考えられる。   The weld joints with test codes J20, 21, 28, and 32 did not pass the low strain rate tensile test. This is presumably because Nieq of the second member was too low.

試験符号J33及び34の溶接継手は、引張試験に合格しなかった。これは、第1部材のN含有量が低すぎたためと考えられる。   The welded joints with test codes J33 and 34 did not pass the tensile test. This is probably because the N content of the first member was too low.

試験符号J35及び36の溶接継手は、低歪速度引張試験に合格しなかった。これは、第1部材のCr含有量が高すぎたため、又はNi含有量が低すぎたためと考えられる。   The welded joints with test codes J35 and 36 did not pass the low strain rate tensile test. This is presumably because the Cr content of the first member was too high or the Ni content was too low.

試験符号J37及び38の溶接継手は、引張試験に合格しなかった。これは、溶接入熱が高かったために、溶接部が溶け落ち、健全な溶接部が形成されなかったためと考えられる。   The welded joints with test codes J37 and 38 did not pass the tensile test. This is presumably because the weld heat melted away because the welding heat input was high, and a sound weld was not formed.

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態を適宜変形して実施することが可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, embodiment mentioned above is only the illustration for implementing this invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately modifying the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.

本発明によれば、高圧水素ガス機器及び液体水素機器といった水素設備に適した溶接継手を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the welded joint suitable for hydrogen facilities, such as a high pressure hydrogen gas apparatus and a liquid hydrogen apparatus, can be provided.

Claims (5)

化学組成が、質量%で、C:0.005〜0.1%、Si:0.2〜1.2%、Mn:2.5〜6.5%、Ni:8〜15%、Cr:19〜25%、Mo:0.01〜4.5%、V:0.01〜0.5%、Nb:0.01〜0.5%、Al:0.05%未満、N:0.15〜0.45%、Ti:0〜0.5%、Cu:0〜3.0%、B:0〜0.01%、残部:Fe及び不純物であり、前記不純物としてのO、P、Sがそれぞれ、O:0.02%以下、P:0.05%以下、及びS:0.04%以下である第1部材を準備する工程と、
C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo及びNを含むオーステナイト系ステンレス鋼であって、式(1)で規定されるNieqが27%以上である第2部材を準備する工程と、
Arガス、Nガス、ArとNとの混合ガス、ArとHとの混合ガス、及びArとNとHとの混合ガスのいずれかをシールドガスとして、溶接材料を用いずにガスタングステンアーク溶接によって前記第1部材と前記第2部材とを溶接する工程とを備え、
前記ガスタングステンアーク溶接の入熱Qが7kJ/cm以下であり、かつ、下記の式(2)を満たす、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造方法。
Nieq=Ni+Mo+Mn+0.6Cr+0.3Si+12(C+N)・・・(1)
Q≧−0.18[H]+4.8・・・(2)
ただし、式(1)中の各元素記号には、前記第2部材の各元素の含有量が質量%で代入される。式(2)において、Qの単位はkJ/cmであり、[H]には前記シールドガス中のHの混合率が体積%で代入される。
Chemical composition is mass%, C: 0.005-0.1%, Si: 0.2-1.2%, Mn: 2.5-6.5%, Ni: 8-15%, Cr: 19-25%, Mo: 0.01-4.5%, V: 0.01-0.5%, Nb: 0.01-0.5%, Al: less than 0.05%, N: 0.00. 15 to 0.45%, Ti: 0 to 0.5%, Cu: 0 to 3.0%, B: 0 to 0.01%, balance: Fe and impurities, O, P as the impurities, Preparing a first member in which S is O: 0.02% or less, P: 0.05% or less, and S: 0.04% or less,
A step of preparing a second member which is an austenitic stainless steel containing C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo and N, and whose Nieq defined by the formula (1) is 27% or more;
Any of Ar gas, N 2 gas, mixed gas of Ar and N 2 , mixed gas of Ar and H 2, and mixed gas of Ar, N 2 and H 2 is used as a shielding gas, and no welding material is used. And a step of welding the first member and the second member by gas tungsten arc welding,
The manufacturing method of the austenitic stainless steel welded joint whose heat input Q of the said gas tungsten arc welding is 7 kJ / cm or less, and satisfy | fills following formula (2).
Nieq = Ni + Mo + Mn + 0.6Cr + 0.3Si + 12 (C + N) (1)
Q ≧ −0.18 [H 2 ] +4.8 (2)
However, the content of each element of the second member is substituted by mass% for each element symbol in the formula (1). In the formula (2), the unit of Q is kJ / cm, and the mixing ratio of H 2 in the shielding gas is substituted by volume% for [H 2 ].
請求項1に記載のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造方法であって、
前記第2部材の化学組成が、質量%で、C:0.001〜0.06%、Si:0.01〜1.0%、Mn:0.01〜6.0%、Ni:8〜15%、Cr:15〜25%、Mo:0.01〜4.0%、Al:0.05%未満、N:0.001%以上0.2%未満、V:0〜0.5%、Nb:0〜0.5%、Ti:0〜0.5%、Cu:0〜3.0%、B:0〜0.01%、Ca:0〜0.05%、Mg:0〜0.05%、REM:0〜0.5%、残部:Fe及び不純物であり、前記不純物としてのO、P、Sがそれぞれ、O:0.02%以下、P:0.05%以下、及びS:0.04%以下である、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造方法。
It is a manufacturing method of the austenitic stainless steel welded joint according to claim 1,
The chemical composition of the second member is% by mass, C: 0.001 to 0.06%, Si: 0.01 to 1.0%, Mn: 0.01 to 6.0%, Ni: 8 to 15%, Cr: 15-25%, Mo: 0.01-4.0%, Al: less than 0.05%, N: 0.001% or more and less than 0.2%, V: 0 to 0.5% Nb: 0 to 0.5%, Ti: 0 to 0.5%, Cu: 0 to 3.0%, B: 0 to 0.01%, Ca: 0 to 0.05%, Mg: 0 to 0% 0.05%, REM: 0 to 0.5%, balance: Fe and impurities, O, P and S as the impurities are respectively O: 0.02% or less, P: 0.05% or less, And S: The manufacturing method of the austenitic stainless steel welded joint which is 0.04% or less.
請求項1又は2に記載のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造方法であって、
前記シールドガスは、体積%で、H:0.1〜20%を含む、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造方法。
A method for producing an austenitic stainless steel welded joint according to claim 1 or 2,
The shielding gas, by volume% H 2: containing 0.1% to 20%, the production method of the austenitic stainless steel welded joints.
請求項1〜3のいずれか一項に記載のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造方法であって、
前記シールドガスは、体積%で、N:0.1〜50%を含む、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造方法。
It is a manufacturing method of the austenitic stainless steel welded joint according to any one of claims 1 to 3,
The shielding gas, by volume% N 2: containing from 0.1 to 50% manufacturing method of austenitic stainless steel welded joints.
請求項1〜4のいずれか一項に記載のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造方法であって、
前記第1部材の化学組成は、式(3)で規定されるNieqが30%以上である、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造方法。
Nieq=Ni+Mo+Mn+0.6Cr+0.3Si+12(C+N)・・・(3)
ただし、式(3)中の各元素記号には、前記第1部材の各元素の含有量が質量%で代入される。
It is a manufacturing method of the austenitic stainless steel welded joint according to any one of claims 1 to 4,
The chemical composition of the first member is a method for manufacturing an austenitic stainless steel welded joint, wherein Nieq defined by the formula (3) is 30% or more.
Nieq = Ni + Mo + Mn + 0.6Cr + 0.3Si + 12 (C + N) (3)
However, the content of each element of the first member is substituted by mass% for each element symbol in the formula (3).
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