JP6477181B2

JP6477181B2 - Austenitic stainless steel

Info

Publication number: JP6477181B2
Application number: JP2015078594A
Authority: JP
Inventors: 平田　弘征; 弘征平田; 大村　朋彦; 朋彦大村; 潤中村; 佳奈浄徳
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2015-04-07
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2019-03-06
Anticipated expiration: 2035-04-07
Also published as: JP2016199776A

Description

本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼に関する。特に、本発明は、高圧水素ガス用機器または液体水素貯槽等に使用されるオーステナイト系ステンレス鋼に係り、溶加材を使用しないで溶接する場合に優れた溶接施工性と溶接金属強度とを具備するオーステナイト系ステンレス鋼に関する。 The present invention relates to an austenitic stainless steel. In particular, the present invention relates to austenitic stainless steel used for high-pressure hydrogen gas equipment or liquid hydrogen storage tanks, and has excellent weldability and weld metal strength when welding without using a filler material. Relates to austenitic stainless steel.

近年、化石燃料に代えて、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活発に進められている。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の整備が併せて必要であり、そこに使用される水素環境下での耐脆化特性に優れた材料の開発が進められている。特に、近年、希少元素であるＮｉ量を低減した安価な高強度材料の開発が進められている。 In recent years, research on practical application of transportation equipment using hydrogen as energy instead of fossil fuel has been actively promoted. In order to put it into practical use, it is necessary to prepare an environment in which hydrogen can be stored and transported at a high pressure, and materials with excellent embrittlement resistance under the hydrogen environment are being developed. . In particular, in recent years, development of inexpensive high-strength materials with a reduced amount of Ni, which is a rare element, has been underway.

例えば、特開２００７−１２６６８８号公報（特許文献１）にはＮｉに代えてＭｎを活用することにより、水素環境下での耐脆化特性を確保するとともに、Ｎの固溶強化を活用し、高強度を図ったオーステナイト系ステンレス鋼が提案されている。さらに、国際公開第２０１２／０４３８７７号（特許文献２）には、ＭｎおよびＮを活用するとともに、Ｎ量に応じてδフェライトの体積率および寸法を規定し、耐水素脆化特性と強度の向上を図ったオーステナイト系ステンレス鋼が提案されている。 For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-126688 (Patent Document 1), by utilizing Mn instead of Ni, the embrittlement resistance property in a hydrogen environment is secured, and solid solution strengthening of N is utilized, Austenitic stainless steel with high strength has been proposed. Furthermore, International Publication No. 2012/043877 (Patent Document 2) utilizes Mn and N, and also defines the volume fraction and dimensions of δ ferrite according to the amount of N, thereby improving hydrogen embrittlement resistance and strength. An austenitic stainless steel has been proposed.

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、コスト面からは溶接による組み立てが可能であることが求められている。そのため、例えば、特開平５−１９２７８５号公報（特許文献３）および特開２０１０−２２７９４９号公報（特許文献４）には、Ａｌ、ＴｉおよびＮｂを積極活用し、溶接後熱処理を行うことにより、８００ＭＰａを超える引張強さが得られる溶接材料（溶接金属）が提案されている。一方で、特開平９−１３７２５５号公報（特許文献５）には、オーステナイト鋼材中のＡｌ含有量に応じて酸素（Ｏ）含有量を調整し、溶接施工性を改善した鋼が提案されている。 When austenitic stainless steel is used as a structure, it is required from the cost aspect that assembly by welding is possible. Therefore, for example, in JP-A-5-192785 (Patent Document 3) and JP-A-2010-227949 (Patent Document 4), by actively utilizing Al, Ti and Nb and performing a post-weld heat treatment, A welding material (welded metal) that can obtain a tensile strength exceeding 800 MPa has been proposed. On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-137255 (Patent Document 5) proposes a steel in which the oxygen (O) content is adjusted according to the Al content in the austenitic steel material and the weldability is improved. .

特開２００７−１２６６８８号公報JP 2007-126688 A 国際公開第２０１２／０４３８７７号International Publication No. 2012/043877 特開平５−１９２７８５号公報JP-A-5-192785 特開２０１０−２２７９４９号公報JP 2010-227949 A 特開平９−１３７２５５号公報JP-A-9-137255

ところで、実際の構造物では、例えば薄肉部材を接合する場合、溶加材を用いずに、ガスタングステンアーク溶接により突き合わせ溶接を行う必要が生じることがある。その際、溶け込み深さが充分でない場合には、未溶融の突き合わせ面が欠陥として残存し、必要な溶接継手強度が得られないという問題が生じる。その対策の一つとして、溶接入熱を増大させることが考えられるが、溶融部が大きくなり、アンダーカットおよび溶け落ちが生じ、却って、溶接継手の健全性が損なわれる場合がある。 By the way, in an actual structure, for example, when joining thin members, it may be necessary to perform butt welding by gas tungsten arc welding without using a filler material. At that time, if the penetration depth is not sufficient, an unmelted butt surface remains as a defect, and a necessary weld joint strength cannot be obtained. As one of the countermeasures, it is conceivable to increase the welding heat input. However, there is a case where the melted portion becomes large and undercut and burnout occur, and on the contrary, the soundness of the welded joint is impaired.

上記の特許文献１〜４に記載の発明は、いずれもこのような課題を何ら考慮していない。一方で、このような課題に対し、特許文献５に記載の発明によれば、ビード幅の均一性および裏ビード形成能の改善を図ることができるとされている。しかしながら、ＡｌはＮとの親和力が強いことから、Ｎを積極的に活用したステンレス鋼において、この方法をそのまま活用できるものではない。 None of the inventions described in Patent Documents 1 to 4 considers such a problem. On the other hand, according to the invention described in Patent Document 5, it is said that the uniformity of the bead width and the ability to form the back bead can be improved. However, since Al has a strong affinity for N, this method cannot be used as it is in stainless steel that actively uses N.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたもので、高圧水素ガス用機器等に使用可能な安価なオーステナイト系ステンレス鋼であって、溶加材を用いずに溶接する場合に、優れた溶接施工性、具体的には、深い溶け込み深さと優れた溶接金属の強度とが得られるオーステナイト系ステンレス鋼を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and is an inexpensive austenitic stainless steel that can be used for high-pressure hydrogen gas equipment and the like, and is excellent in welding construction when welding without using a filler material. An object of the present invention is to provide an austenitic stainless steel capable of obtaining a deep penetration depth and excellent weld metal strength.

本発明者らは、上記した課題を解決するために調査を重ねた結果、以下に述べる知見を得た。 As a result of repeated investigations to solve the above problems, the present inventors have obtained the following knowledge.

すなわち、Ｃ：０．０１〜０．１２％、Ｓｉ：０．１〜１．２％、Ｍｎ：８．５〜１２％、Ｎｉ：２〜１０％、Ｃｒ：１１〜１９％、Ｃｕ：０．５〜３．５％、Ｎ：０．０５〜０．４０％、Ａｌ：０．０００５〜０．０５％を含有するオーステナイト系ステンレス鋼を、溶加材を用いずに溶接する場合において、充分な溶け込み深さを得るためには、Ｏを０．００１〜０．０２％の範囲で必ず含有させることが有効であることが判明した。 That is, C: 0.01 to 0.12%, Si: 0.1 to 1.2%, Mn: 8.5 to 12%, Ni: 2 to 10%, Cr: 11 to 19%, Cu: 0 When austenitic stainless steel containing 0.5 to 3.5%, N: 0.05 to 0.40%, Al: 0.0005 to 0.05% is welded without using a filler material, In order to obtain a sufficient penetration depth, it has been found effective to always contain O in the range of 0.001 to 0.02%.

さらに、上記のオーステナイト系ステンレス鋼を、溶加材を用いずに溶接する場合において、充分な溶け込み深さおよび優れた溶接金属の強度を得るためには、Ａｌ含有量に応じてＭｎ含有量を適正な範囲に調整すること、具体的には、本発明の化学成分範囲において、ＡｌおよびＭｎの含有量が下記（ｉ）式を満足することが有効であることが判明した。
２０Ａｌ＋８．５≦Ｍｎ≦１２・・・（ｉ）
ただし、（ｉ）式中の各元素記号は、それぞれの元素の含有量（質量％）を表す。 Further, when welding the above austenitic stainless steel without using a filler material, in order to obtain a sufficient penetration depth and excellent weld metal strength, the Mn content is set according to the Al content. It has been found that it is effective to adjust to an appropriate range, specifically, in the chemical component range of the present invention, the contents of Al and Mn satisfy the following formula (i).
20Al + 8.5 ≦ Mn ≦ 12 (i)
However, each element symbol in the formula (i) represents the content (% by mass) of each element.

その理由は、次のように考えられる。 The reason is considered as follows.

Ａｌは、溶接中にＮの溶解度を低めるとともに、Ｎとの親和力が強いため、凝固後の溶接金属において窒化物を形成して、固溶Ｎ量を低減し、間接的に強度低下を招く。加えて、Ａｌは、溶接中にＯの溶解度を小さくし、表面活性元素であるＯの効果を小さくすることから、間接的に溶け込み深さを浅くする元素である。 Al lowers the solubility of N during welding and has a strong affinity with N. Therefore, a nitride is formed in the weld metal after solidification, thereby reducing the amount of dissolved N and indirectly lowering the strength. In addition, Al is an element that indirectly decreases the depth of penetration because it reduces the solubility of O during welding and reduces the effect of O, which is a surface active element.

そのため、本発明者らは、Ａｌによる悪影響を排除し、充分な溶け込み深さを得るためには、Ｏの含有量を管理することが必要であることを見出した。具体的には、本発明の化学成分範囲でＯによる溶け込み深さ増大の効果を確実に得るためには、０．００１％以上のＯを必ず含有させる必要があることを見出した。Ｏによる溶け込み深さを増大させることは、溶加材を用いずに溶接する場合に、重要な知見である。 For this reason, the present inventors have found that it is necessary to manage the O content in order to eliminate the adverse effects of Al and obtain a sufficient penetration depth. Specifically, it has been found that 0.001% or more of O must be contained in order to reliably obtain the effect of increasing the penetration depth due to O in the chemical component range of the present invention. Increasing the penetration depth due to O is an important finding when welding without using a filler material.

また、Ｍｎは、溶接中の溶融池においてＮの溶解度を高めることで、溶接中のＮの飛散を軽減するとともに、凝固後の溶接金属においてＮの固溶度を高めて、その高強度化に寄与する。加えて、Ｍｎは、アークの電流密度を高め、溶け込み深さを深くする効果をも併せて有する。 In addition, Mn increases the solubility of N in the weld pool during welding, thereby reducing the scattering of N during welding and increasing the solid solubility of the weld metal after solidification to increase its strength. Contribute. In addition, Mn also has the effect of increasing the arc current density and increasing the penetration depth.

そのため、本発明者らは、溶加材を用いずに溶接する場合において、より充分な溶け込み深さを得、かつ、高強度の溶接金属を確実に得るために、Ａｌ含有量の増加に応じて、Ｍｎ含有量を高める必要があることを見出した。 Therefore, in the case of welding without using a filler material, the present inventors responded to an increase in the Al content in order to obtain a sufficient penetration depth and to obtain a high-strength weld metal reliably. Thus, it has been found that it is necessary to increase the Mn content.

本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、下記（１）〜（４）に示すオーステナイト系ステンレス鋼にある。 This invention is completed based on said knowledge, The summary exists in the austenitic stainless steel shown to following (1)-(4).

（１）化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０１〜０．１２％、
Ｓｉ：０．１〜１．２％、
Ｍｎ：８．５〜１２％、
Ｎｉ：２〜１０％、
Ｃｒ：１１〜１９％、
Ｃｕ：０．５〜３．５％、
Ｎ：０．０５〜０．４０％、
Ａｌ：０．０００５〜０．０５％、
Ｏ：０．００１〜０．０２％、
Ｃｏ：０〜３％、
Ｍｏ：０〜４％、
Ｖ：０〜０．５％、
Ｎｂ：０〜０．５％、
Ｔｉ：０〜０．５％、
Ｂ：０〜０．０１％、
Ｃａ：０〜０．０５％、
Ｍｇ：０〜０．０５％、
ＲＥＭ：０〜０．５％、ならびに、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、かつ、
不純物としてのＰおよびＳがそれぞれＰ：０．０３％以下およびＳ：０．０１％以下である、オーステナイト系ステンレス鋼。 (1) The chemical composition is mass%,
C: 0.01 to 0.12%,
Si: 0.1-1.2%,
Mn: 8.5-12%,
Ni: 2 to 10%,
Cr: 11-19%,
Cu: 0.5 to 3.5%,
N: 0.05-0.40%
Al: 0.0005 to 0.05%,
O: 0.001 to 0.02%,
Co: 0 to 3%
Mo: 0 to 4%,
V: 0 to 0.5%
Nb: 0 to 0.5%,
Ti: 0 to 0.5%,
B: 0 to 0.01%
Ca: 0 to 0.05%,
Mg: 0 to 0.05%,
REM: 0-0.5%, and
Balance: Fe and impurities, and
An austenitic stainless steel in which P and S as impurities are P: 0.03% or less and S: 0.01% or less, respectively.

（２）前記Ｍｎの含有量が下記（ｉ）式を満足する、上記（１）に記載のオーステナイト系ステンレス鋼。
２０Ａｌ＋８．５≦Ｍｎ≦１２・・・（ｉ）
ただし、（ｉ）式中の各元素記号は、それぞれの元素の含有量（質量％）を表す。 (2) The austenitic stainless steel according to (1), wherein the Mn content satisfies the following formula (i).
20Al + 8.5 ≦ Mn ≦ 12 (i)
However, each element symbol in the formula (i) represents the content (% by mass) of each element.

（３）前記化学組成が、質量％で、
Ｃｏ：０．００５〜３％、
Ｍｏ：０．０１〜４％、
Ｖ：０．００１〜０．５％、
Ｎｂ：０．００１〜０．５％、
Ｔｉ：０．００１〜０．５％、
Ｂ：０．０００１〜０．０１％、
Ｃａ：０．０００５〜０．０５％、
Ｍｇ：０．０００５〜０．０５％、および、
ＲＥＭ：０．００１〜０．５％から選択される１種以上である、上記（１）又は上記（２）に記載のオーステナイト系ステンレス鋼。 (3) The chemical composition is mass%,
Co: 0.005 to 3%,
Mo: 0.01-4%,
V: 0.001 to 0.5%,
Nb: 0.001 to 0.5%,
Ti: 0.001 to 0.5%,
B: 0.0001 to 0.01%
Ca: 0.0005 to 0.05%,
Mg: 0.0005 to 0.05%, and
REM: The austenitic stainless steel according to (1) or (2) above, which is at least one selected from 0.001 to 0.5%.

（４）常温での引張強度が５６０ＭＰａ以上である、上記（１）から上記（３）までのいずれか一つに記載のオーステナイト系ステンレス鋼。 (4) The austenitic stainless steel according to any one of (1) to (3) above, wherein the tensile strength at normal temperature is 560 MPa or more.

（５）高圧水素ガス用機器または液体水素貯槽に使用される、上記（１）から上記（４）までのいずれか一つに記載のオーステナイト系ステンレス鋼。 (5) The austenitic stainless steel according to any one of (1) to (4), which is used in a high-pressure hydrogen gas device or a liquid hydrogen storage tank.

（６）溶加材を用いずに溶接することができる、上記（１）から上記（５）までのいずれか一つに記載のオーステナイト系ステンレス鋼。 (6) The austenitic stainless steel according to any one of (1) to (5), which can be welded without using a filler material.

本発明によれば、溶加材を用いずに溶接する場合に、優れた溶接施工性、具体的には、深い溶け込み深さと優れた溶接金属の強度とが得られるオーステナイト系ステンレス鋼を安価に提供することができる。なお、本発明のオーステナイト系ステンレス鋼は、板および管等の種々の形状の部材に適用可能であるが、全姿勢溶接にて安定して優れた溶接施工性が得られるので、厚さの薄い鋼管に好適である。また、高圧水素ガス用機器等にも使用可能である。さらに、強度など必要な性能を満足する溶接金属が得られれば、溶加材を使用しても高圧水素ガス用機器等に使用できることは言うまでもない。 According to the present invention, when welding is performed without using a filler material, an austenitic stainless steel that provides excellent welding workability, specifically, a deep penetration depth and excellent weld metal strength, can be obtained at low cost. Can be provided. The austenitic stainless steel of the present invention can be applied to members having various shapes such as plates and pipes, but it has a thin thickness because stable weldability is obtained in all-position welding. Suitable for steel pipe. It can also be used for high-pressure hydrogen gas equipment. Furthermore, it goes without saying that if a weld metal that satisfies the required performance such as strength is obtained, it can be used for high-pressure hydrogen gas equipment and the like even if a filler metal is used.

実施例で用いた開先加工の形状および寸法を示す図である。It is a figure which shows the shape and dimension of groove processing used in the Example.

以下、本発明のオーステナイト系ステンレス鋼に含まれる各成分元素の作用効果とその含有量の限定理由について、詳しく説明する。なお、以下の説明において、各成分元素の含有量の「％」表示は「質量％」を意味する。 Hereinafter, the effect of each component element contained in the austenitic stainless steel of the present invention and the reason for limiting the content thereof will be described in detail. In the following description, “%” display of the content of each component element means “mass%”.

Ｃ：０．０１〜０．１２％
Ｃは、オーステナイト組織を安定化させるのに有効な元素である。この効果を得るためには、Ｃを０．０１％以上含有させる必要がある。しかしながら、過剰に含有させると、溶接時の加熱により粒界に炭化物を形成し、溶接熱影響部の耐食性を劣化させる。そのため、Ｃ含有量を０．１２％以下とする。Ｃ含有量は、０．０２％以上であることが好ましく、０．０３％以上であることがより好ましい。また、Ｃ含有量は、０．１１％以下であることが好ましく、０．１０％以下であることがより好ましい。 C: 0.01 to 0.12%
C is an element effective for stabilizing the austenite structure. In order to acquire this effect, it is necessary to contain C 0.01% or more. However, if excessively contained, carbides are formed at the grain boundaries by heating during welding, and the corrosion resistance of the weld heat affected zone is deteriorated. Therefore, the C content is 0.12% or less. The C content is preferably 0.02% or more, and more preferably 0.03% or more. Moreover, it is preferable that C content is 0.11% or less, and it is more preferable that it is 0.10% or less.

Ｓｉ：０．１〜１．２％
Ｓｉは、脱酸剤として含有されるが、耐食性の向上に有効な元素である。その効果を充分に得るためには、０．１％以上含有させる必要がある。しかしながら、過剰に含有させると、オーステナイト組織の安定性を低下させるとともに、延性の低下を招く。さらに、溶加材を用いない溶接では、溶接金属の凝固割れ感受性を高める。そのため、Ｓｉ含有量を１．２％以下とする。Ｓｉ含有量は、０．１５％以上であることが好ましく、０．２％以上であることがより好ましい。また、Ｓｉ含有量は、１．１％以下であることが好ましく、１．０％以下であることがより好ましい。 Si: 0.1-1.2%
Si is contained as a deoxidizer, but is an element effective for improving corrosion resistance. In order to obtain the effect sufficiently, it is necessary to contain 0.1% or more. However, when it is contained excessively, the stability of the austenite structure is lowered and the ductility is lowered. Furthermore, in welding without using a filler material, the solidification cracking sensitivity of the weld metal is increased. Therefore, the Si content is 1.2% or less. The Si content is preferably 0.15% or more, and more preferably 0.2% or more. Moreover, it is preferable that Si content is 1.1% or less, and it is more preferable that it is 1.0% or less.

Ｍｎ：８．５〜１２％
Ｍｎは、製造時の脱酸に寄与するとともに、オーステナイト組織を安定化させるのにも有効な元素である。その効果を充分に得るためには、Ｍｎを８．５％以上含有させる必要がある。また、Ｍｎは、母材製造時および溶接中において、溶融金属中のＮの溶解度を大きくし、強度を高めるために有効である。加えて、アークの電流密度を高め、溶け込み深さを深くする効果をも有する元素である。本発明の化学成分範囲において、このＭｎの効果を活用し、充分な溶け込み深さと溶接金属の高強度とを安定して得るためには、逆の効果を有するＡｌ量に応じて、Ｍｎの下限を調整することが好ましい。具体的には、Ｍｎを２０Ａｌ＋８．５（％）以上含有させることが好ましい。一方、過剰に含有させると、延性の低下を招くため、Ｍｎ含有量を１２％以下とする。Ｍｎ含有量は、１１．５％以下であることが好ましく、１１％以下であることがより好ましい。 Mn: 8.5 to 12%
Mn is an element that contributes to deoxidation during production and is effective in stabilizing the austenite structure. In order to obtain the effect sufficiently, it is necessary to contain 8.5% or more of Mn. Further, Mn is effective for increasing the solubility of N in the molten metal and increasing the strength during manufacturing of the base material and during welding. In addition, it is an element that has the effect of increasing the arc current density and increasing the penetration depth. In the chemical component range of the present invention, in order to utilize this Mn effect and obtain a sufficient penetration depth and a high strength of the weld metal stably, the lower limit of Mn depends on the Al amount having the opposite effect. Is preferably adjusted. Specifically, it is preferable to contain 20 M + 8.5 (%) or more of Mn. On the other hand, if excessively contained, ductility is reduced, so the Mn content is 12% or less. The Mn content is preferably 11.5% or less, and more preferably 11% or less.

Ｎｉ：２〜１０％
Ｎｉは、安定なオーステナイト組織を得るために必須の元素であり、積層欠陥エネルギーを高め、水素環境下での脆化感受性を低下させる。本発明のＣｒ含有範囲で、その効果を充分に得るためには、Ｎｉを２％以上含有させる必要がある。しかしながら、高価な元素であるため、その含有量は製造コストに直結する。そのため、Ｎｉ含有量を１０％以下とする。Ｎｉ含有量は、２．５％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましい。また、Ｎｉ含有量は、９．５％以下であることが好ましく、９％以下であることがより好ましい。 Ni: 2 to 10%
Ni is an essential element for obtaining a stable austenite structure, increases the stacking fault energy, and reduces the susceptibility to embrittlement in a hydrogen environment. In order to sufficiently obtain the effect within the Cr content range of the present invention, it is necessary to contain 2% or more of Ni. However, since it is an expensive element, its content is directly related to the manufacturing cost. Therefore, the Ni content is 10% or less. The Ni content is preferably 2.5% or more, and more preferably 3% or more. Further, the Ni content is preferably 9.5% or less, and more preferably 9% or less.

Ｃｒ：１１〜１９％
Ｃｒは、母材製造時および溶接中において、溶融金属中のＮの溶解度を大きして強度を高めるのに有効である。その効果を充分に得るためには、Ｃｒを１１％以上含有させる必要がある。しかしながら、過剰に含有させると、オーステナイト組織を不安定にするとともに、炭化物の過剰な生成による脆化を招く。そのため、Ｃｒ含有量を１９％以下とする。Ｃｒ含有量は、１１．５％以上であることが好ましく、１２％以上であることがより好ましい。また、Ｃｒ含有量は、１８．５％以下であることが好ましく、１８％以下であることがより好ましい。 Cr: 11-19%
Cr is effective in increasing the solubility by increasing the solubility of N in the molten metal during the production of the base material and during welding. In order to obtain the effect sufficiently, it is necessary to contain 11% or more of Cr. However, if contained excessively, the austenite structure becomes unstable, and embrittlement occurs due to excessive formation of carbides. Therefore, the Cr content is 19% or less. The Cr content is preferably 11.5% or more, and more preferably 12% or more. Moreover, it is preferable that Cr content is 18.5% or less, and it is more preferable that it is 18% or less.

Ｃｕ：０．５〜３．５％
Ｃｕは、Ｎｉと同様に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。その効果を得るには、Ｃｕを０．５％以上含有させる必要がある。しかしながら、Ｎｉと同様、高価な元素であるとともに、過剰に含有させると、溶加材を用いない溶接では、溶接金属の凝固割れ感受性を高める。そのため、Ｃｕ含有量を３．５％以下とする。Ｃｕ含有量は、０．６％以上であることが好ましく、０．８％以上であることがより好ましい。また、Ｃｕ含有量は、３．２％以下であることが好ましく、３．０％以下であることがより好ましい。 Cu: 0.5 to 3.5%
Cu is an element effective for obtaining a stable austenite structure like Ni. In order to acquire the effect, it is necessary to contain Cu 0.5% or more. However, like Ni, it is an expensive element, and if it is excessively contained, the weld metal susceptibility to solidification cracking is increased in welding without using a filler metal. Therefore, the Cu content is 3.5% or less. The Cu content is preferably 0.6% or more, and more preferably 0.8% or more. Further, the Cu content is preferably 3.2% or less, and more preferably 3.0% or less.

Ｎ：０．０５〜０．４０％
Ｎは、マトリックスに固溶し、強度の向上に有効な元素である。加えて、オーステナイト組織の安定化にも寄与する元素である。この効果を得るためには、Ｎを０．０５％以上含有させる必要がある。しかしながら、過剰に含有させると、母材においては、製造時の熱間加工性低下、溶接金属においては、溶接中のブローホールおよびピットの原因となる。そのため、Ｎ含有量を０．４０％以下とする。Ｎ含有量は、０．０８％以上であることが好ましく、０．１０％以上であることがより好ましい。また、Ｎ含有量は、０．３８％以下であることが好ましく、０．３５％以下であることがより好ましい。 N: 0.05 to 0.40%
N is an element that dissolves in the matrix and is effective in improving the strength. In addition, it is an element that contributes to the stabilization of the austenite structure. In order to acquire this effect, it is necessary to contain N 0.05% or more. However, if it is contained in excess, it causes a decrease in hot workability during production in the base material, and causes blow holes and pits during welding in the weld metal. Therefore, the N content is set to 0.40% or less. The N content is preferably 0.08% or more, and more preferably 0.10% or more. Further, the N content is preferably 0.38% or less, and more preferably 0.35% or less.

Ａｌ：０．０００５〜０．０５％
Ａｌは、Ｓｉと同様に脱酸剤として含有され、その効果を得るためには、Ａｌを０．０００５％以上含有させる必要がある。しかしながら、Ａｌは溶接中に、Ｎの溶解度を低めるとともに、凝固後の溶接金属において窒化物を形成して、固溶Ｎ量を低減し、強度低下を招く。加えて、溶接中のＯの溶解度を小さくすることにより、表面活性元素であるＯの効果を小さくし、溶け込み深さを浅くする元素である。そのため、Ａｌ含有量を０．０５％以下にするとともに、後述するように、Ａｌ含有量に応じてＭｎ含有量を管理する必要がある。Ａｌ含有量は、０．０００８％以上であることが好ましく、０．００１％以上であることがより好ましい。また、Ａｌ含有量は、０．０４５％以下であることが好ましく、０．０４０％以下であることがより好ましい。 Al: 0.0005 to 0.05%
Al is contained as a deoxidizer in the same manner as Si, and in order to obtain the effect, it is necessary to contain 0.0005% or more of Al. However, Al lowers the solubility of N during welding and forms nitrides in the weld metal after solidification, thereby reducing the amount of solid solution N and causing a decrease in strength. In addition, by reducing the solubility of O during welding, the effect of O, which is a surface active element, is reduced and the penetration depth is reduced. Therefore, the Al content needs to be 0.05% or less, and the Mn content needs to be managed according to the Al content as described later. The Al content is preferably 0.0008% or more, and more preferably 0.001% or more. Further, the Al content is preferably 0.045% or less, and more preferably 0.040% or less.

Ｏ：０．００１〜０．０２％
Ｏは、不純物として存在するが、溶接時の溶融金属の表面張力を低下させ、溶け込み深さを増大させる効果を有する。その効果を得るためには、Ｏを０．００１％以上含有させる必要がある。しかしながら、過剰に含有させると、清浄性が低下し、延性の低下を招く。そのため、Ｏ含有量を０．０２％以下とする必要がある。Ｏ含有量は、０．００１５％以上であることが好ましく、０．００２％以上であることがより好ましい。また、Ｏ含有量は、０．０１８％以下であることが好ましく、０．０１５％以下であることがより好ましい。 O: 0.001 to 0.02%
Although O exists as an impurity, it has the effect of reducing the surface tension of the molten metal during welding and increasing the penetration depth. In order to acquire the effect, it is necessary to contain 0.001% or more of O. However, when it contains excessively, cleanliness will fall and ductility will fall. Therefore, the O content needs to be 0.02% or less. The O content is preferably 0.0015% or more, and more preferably 0.002% or more. Further, the O content is preferably 0.018% or less, and more preferably 0.015% or less.

Ｃｏ：０〜３％
Ｃｏは、Ｎｉ、Ｃｕと同様に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ため、含有させてもよい。しかしながら、過剰に含有させると、溶接金属の延性を低下させる。そのため、Ｃｏを含有させる場合、その含有量を３％以下とする。Ｃｏ含有量は、上記効果を充分に得るためには、０．００５％以上であることが好ましい。Ｃｏ含有量は、０．００８％以上であることがより好ましく、０．０１％以上であることがさらに好ましい。また、Ｃｏ含有量は、２．５％以下であることが好ましく、２．０％以下であることがより好ましい。 Co: 0 to 3%
Co is an element effective for obtaining a stable austenite structure like Ni and Cu, and therefore may be contained. However, when it contains excessively, the ductility of a weld metal will fall. Therefore, when Co is contained, the content is made 3% or less. The Co content is preferably 0.005% or more in order to sufficiently obtain the above effects. The Co content is more preferably 0.008% or more, and further preferably 0.01% or more. Further, the Co content is preferably 2.5% or less, and more preferably 2.0% or less.

Ｍｏ：０〜４％
Ｍｏは、使用環境下での耐食性の向上、および、強度を高めるのに有効な元素であるため、含有させてもよい。しかしながら、Ｍｏは非常に高価な元素であるとともに、過剰に含有させると、オーステナイト組織を不安定にする。そのため、Ｍｏを含有させる場合には、その含有量を４％以下とする。Ｍｏ含有量は、上記効果を充分に得るためには、０．０１％以上であることが好ましい。Ｍｏ含有量は、０．０３％以上であることがより好ましく、０．１％以上であることがさらに好ましい。また、Ｍｏ含有量は、３．８％以下であることが好ましく、３．５％以下であることがより好ましい。 Mo: 0 to 4%
Mo is an element effective for improving the corrosion resistance in the use environment and increasing the strength, and therefore may be contained. However, Mo is a very expensive element, and if excessively contained, the austenite structure becomes unstable. Therefore, when Mo is contained, the content is made 4% or less. The Mo content is preferably 0.01% or more in order to sufficiently obtain the above effects. The Mo content is more preferably 0.03% or more, and further preferably 0.1% or more. Moreover, it is preferable that Mo content is 3.8% or less, and it is more preferable that it is 3.5% or less.

Ｖ：０〜０．５％
Ｖは、基質に固溶または炭窒化物として析出し、強度を向上させるのに有効な元素であるため、含有させてもよい。しかしながら、過剰に含有させると、炭窒化物が多量に析出し、延性の低下を招く。そのため、Ｖを含有させる場合、その含有量は０．５％以下とする。Ｖ含有量は、上記効果を充分に得るためには、０．００１％以上であることが好ましい。Ｖ含有量は、０．００５％以上であることがより好ましく、０．０１％以上であることがさらに好ましい。また、Ｖ含有量は、０．４５％以下であることが好ましく、０．４０％以下であることがより好ましい。 V: 0 to 0.5%
V is an element effective for improving the strength by precipitating as a solid solution or carbonitride on the substrate, and therefore may be contained. However, if it is contained excessively, a large amount of carbonitride precipitates, resulting in a decrease in ductility. Therefore, when V is contained, the content is set to 0.5% or less. The V content is preferably 0.001% or more in order to sufficiently obtain the above effects. The V content is more preferably 0.005% or more, and further preferably 0.01% or more. Further, the V content is preferably 0.45% or less, and more preferably 0.40% or less.

Ｎｂ：０〜０．５％
Ｎｂは、Ｖと同様、基質に固溶または炭窒化物として析出し、強度を向上させるのに有効な元素であるため、含有させてもよい。しかしながら、過剰に含有させると、溶加材を用いない溶接では、溶接金属の凝固割れ感受性を高めるとともに、延性の低下も招く。そのため、Ｎｂを含有させる場合、その含有量は０．５％以下とする。Ｎｂ含有量は、上記効果を充分に得るためには、０．００１％以上であることが好ましい。Ｎｂ含有量は、０．００５％以上であることがより好ましく、０．０１％以上であることがさらに好ましい。また、Ｎｂ含有量は、０．４５％以下であることが好ましく、０．４０％以下であることがより好ましい。 Nb: 0 to 0.5%
Nb, like V, may be contained because it is an element effective for improving the strength by precipitating as a solid solution or carbonitride on the substrate. However, if excessively contained, welding without using a filler metal increases the solidification cracking susceptibility of the weld metal and also causes a decrease in ductility. Therefore, when Nb is contained, the content is set to 0.5% or less. The Nb content is preferably 0.001% or more in order to sufficiently obtain the above effects. The Nb content is more preferably 0.005% or more, and further preferably 0.01% or more. Moreover, it is preferable that Nb content is 0.45% or less, and it is more preferable that it is 0.40% or less.

Ｔｉ：０〜０．５％
Ｔｉは、Ｖ、Ｎｂと同様に、基質に固溶または炭窒化物として析出し、強度を向上させるのに有効な元素であるため、含有させてもよい。しかしながら、過剰に含有させると、炭窒化物が多量に析出し、延性の低下を招く。そのため、Ｔｉを含有させる場合、その含有量は０．５％以下とする。Ｔｉ含有量は、上記効果を充分に得るためには、０．００１％以上であることが好ましい。Ｔｉ含有量は、０．００３％以上であることがより好ましく、０．００５％以上であることがさらに好ましい。また、Ｔｉ含有量は、０．４５％以下であることが好ましく、０．４０％以下であることがより好ましい。 Ti: 0 to 0.5%
Ti, like V and Nb, may be contained because it is an element effective for improving the strength by precipitating as a solid solution or carbonitride on the substrate. However, if it is contained excessively, a large amount of carbonitride precipitates, resulting in a decrease in ductility. Therefore, when Ti is contained, the content is set to 0.5% or less. In order to sufficiently obtain the above effects, the Ti content is preferably 0.001% or more. The Ti content is more preferably 0.003% or more, and further preferably 0.005% or more. Further, the Ti content is preferably 0.45% or less, and more preferably 0.40% or less.

Ｂ：０〜０．０１％
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とともに、水素環境下での脆化を抑制する効果を有するため、含有させてもよい。しかしながら、過剰に含有させると、溶加材を使用しない場合、溶接金属において凝固割れ感受性を増大させる。そのため、Ｂを含有させる場合、その含有量は０．０１％以下とする。Ｂ含有量は、上記効果を充分に得るためには、０．０００１％以上であることが好ましい。Ｂ含有量は、０．０００２％以上であることがより好ましく、０．０００５％以上であることがさらに好ましい。また、Ｂ含有量は、０．００８％以下であることが好ましく、０．００５％以下であることがより好ましい。 B: 0 to 0.01%
B segregates at the grain boundary to increase the grain boundary fixing force, contributes to the improvement of strength, and has the effect of suppressing embrittlement in a hydrogen environment, and therefore may be contained. However, if excessively contained, the solidification cracking susceptibility is increased in the weld metal when the filler metal is not used. Therefore, when it contains B, the content shall be 0.01% or less. The B content is preferably 0.0001% or more in order to sufficiently obtain the above effects. The B content is more preferably 0.0002% or more, and further preferably 0.0005% or more. Further, the B content is preferably 0.008% or less, and more preferably 0.005% or less.

Ｃａ：０〜０．０５％
Ｃａは、熱間加工性を改善する作用を有するため、含有させてもよい。しかしながら、Ｃａの含有量が過剰になるとＯと結合して、清浄性を著しく低下させ、却って熱間加工性を劣化させる。そのため、Ｃａを含有させる場合、その含有量は０．０５％以下とする。Ｃａ含有量は、上記効果を充分に得るためには、０．０００５％以上であることが好ましい。Ｃａ含有量は、０．０００８％以上であることがより好ましく、０．００１％以上であることがさらに好ましい。また、Ｃａ含有量は、０．０３％以下であることが好ましく、０．０１％以下であることがより好ましい。 Ca: 0 to 0.05%
Ca has an effect of improving hot workability, and therefore may be contained. However, when the content of Ca is excessive, it combines with O to remarkably reduce cleanliness, and on the contrary, deteriorate hot workability. Therefore, when Ca is contained, its content is set to 0.05% or less. The Ca content is preferably 0.0005% or more in order to sufficiently obtain the above effects. The Ca content is more preferably 0.0008% or more, and further preferably 0.001% or more. The Ca content is preferably 0.03% or less, and more preferably 0.01% or less.

Ｍｇ：０〜０．０５％
Ｍｇは、Ｃａと同様、熱間加工性を改善する作用を有するため、含有させてもよい。しかしながら、Ｍｇの含有量が過剰になるとＯと結合して、清浄性を著しく低下させ、却って熱間加工性を劣化させる。そのため、Ｍｇを含有させる場合、その含有量は０．０５％以下とする。Ｍｇ含有量は、上記効果を充分に得るためには、０．０００５％以上であることが好ましい。Ｍｇ含有量は、０．０００８％以上であることがより好ましく、０．００１％以上であることがさらに好ましい。また、Ｍｇ含有量は０．０３％以下であることが好ましく、０．０１％以下であることがより好ましい。 Mg: 0 to 0.05%
Since Mg has the effect | action which improves hot workability like Ca, you may make it contain. However, when the Mg content is excessive, it combines with O to significantly reduce cleanliness, and on the contrary, deteriorate hot workability. Therefore, when it contains Mg, the content shall be 0.05% or less. The Mg content is preferably 0.0005% or more in order to sufficiently obtain the above effects. The Mg content is more preferably 0.0008% or more, and further preferably 0.001% or more. Further, the Mg content is preferably 0.03% or less, and more preferably 0.01% or less.

ＲＥＭ：０〜０．５％
ＲＥＭは、Ｓとの親和力が強く、熱間加工性を改善する作用を有するため、含有させてもよい。しかしながら、その含有量が過剰になるとＯと結合して、清浄性を著しく低下させ、却って熱間加工性を劣化させる。そのため、ＲＥＭを含有させる場合、その含有量は０．５％以下とする。ＲＥＭ含有量は、上記効果を充分に得るためには、０．００１％以上であることが好ましい。ＲＥＭ含有量は、０．００２％以上であることがより好ましく、０．００５％以上であることがさらに好ましい。また、ＲＥＭ含有量は、０．３％以下であることが好ましく、０．１％以下であることがより好ましい。 REM: 0 to 0.5%
Since REM has a strong affinity with S and has an effect of improving hot workability, it may be contained. However, when its content is excessive, it combines with O to remarkably reduce the cleanliness, and on the contrary, deteriorate the hot workability. Therefore, when it contains REM, the content shall be 0.5% or less. The REM content is preferably 0.001% or more in order to sufficiently obtain the above effects. The REM content is more preferably 0.002% or more, and further preferably 0.005% or more. The REM content is preferably 0.3% or less, and more preferably 0.1% or less.

なお、「ＲＥＭ」とは、Ｓｃ、Ｙおよ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のうちの１種または２種以上の元素の合計含有量を指す。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添加して、ＲＥＭの量が上記の範囲となるように含有させてもよい。 “REM” is a general term for a total of 17 elements of Sc, Y, and lanthanoid, and the content of REM refers to the total content of one or more elements of REM. Further, REM is generally contained in Misch metal. For this reason, for example, it may be added in the form of misch metal and contained so that the amount of REM falls within the above range.

本発明に係るオーステナイト系ステンレス鋼は、上記の各元素を含有し、残部はＦｅおよび不純物からなる化学組成を有するものである。なお、「不純物」とは、鋼材を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料その他の要因により混入する成分を意味する。不純物のうち、ＰおよびＳについては、その含有量を厳密に制限する必要がある。 The austenitic stainless steel according to the present invention contains each of the above elements, and the balance has a chemical composition composed of Fe and impurities. The “impurity” means a component mixed due to raw materials such as ore and scrap and other factors when industrially producing steel materials. Among impurities, P and S need to be strictly limited in content.

Ｐ：０．０３％以下
不純物として含まれ、母材においては製造時の熱間加工性を阻害するとともに、溶加材を使用しない場合、溶接金属において凝固割れ感受性を増大させる。そのため、可能な限り低減することが好ましいが、極度の低減は製鋼コストの増大を招くため、Ｐ含有量を０．０３％以下とする。Ｐ含有量は、０．０２５％以下であることが好ましく、０．０２％以下であることがより好ましい。 P: 0.03% or less Included as an impurity, the base metal inhibits hot workability during production, and increases the susceptibility to solidification cracking in the weld metal when a filler metal is not used. Therefore, although it is preferable to reduce as much as possible, since extreme reduction leads to an increase in steelmaking cost, the P content is set to 0.03% or less. The P content is preferably 0.025% or less, and more preferably 0.02% or less.

Ｓ：０．０１％以下
Ｐと同様、不純物として含まれ、母材においては製造時の熱間加工性を阻害するとともに、溶加材を使用しない場合、溶接金属において凝固割れ感受性を増大させる。そのため、Ｐと同様に可能な限り低減することが好ましいが、極度の低減は製鋼コストの増大を招く。そのため、Ｓ含有量を０．０１％以下とする。Ｓ含有量は、０．００８％以下であることが好ましく、０．００５％以下であることがより好ましい。 S: 0.01% or less Like P, it is contained as an impurity, and in the base metal, the hot workability at the time of manufacture is inhibited. Therefore, although it is preferable to reduce as much as possible like P, extreme reduction leads to the increase in steelmaking cost. Therefore, the S content is 0.01% or less. The S content is preferably 0.008% or less, and more preferably 0.005% or less.

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited to these Examples.

表１に示す鋼種Ａ〜Ｊの化学組成を有する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、熱処理及び機械加工により、板厚２．２ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ１００ｍｍの鋼板を作製し、試供材料とした。 From an ingot in which a material having the chemical composition of steel types A to J shown in Table 1 was melted and cast in a laboratory, the plate thickness was 2.2 mm, the width was 50 mm, and the length was long by hot forging, hot rolling, heat treatment, and machining. A steel plate having a thickness of 100 mm was prepared and used as a sample material.

上記試供材料の長手方向に、図１に示す開先加工を施した後、ガスタングステンアーク溶接方法により、溶加材を用いず、入熱５ｋＪ/ｃｍとして、突き合わせ溶接を行った。以上により、表２に示す試験番号１〜１０の溶接継手を得た。 After performing the groove processing shown in FIG. 1 in the longitudinal direction of the sample material, butt welding was performed by a gas tungsten arc welding method with a heat input of 5 kJ / cm without using a filler material. Thus, weld joints with test numbers 1 to 10 shown in Table 2 were obtained.

＜溶接施工性＞
得られた溶接継手のうち、裏ビードが形成されなかったものを「不合格」と判定し、裏ビードが形成されたものの、裏ビード幅が１ｍｍ未満のものを「可」、裏ビート幅が１ｍｍ以上のものを「良」として「合格」と判定した。結果を表２に示す。 <Welding workability>
Among the obtained welded joints, those in which the back bead was not formed were judged as “failed”, and the back bead was formed but the back bead width was less than 1 mm. The thing of 1 mm or more was judged as "pass" as "good". The results are shown in Table 2.

＜引張試験＞
溶接施工性が「合格」であった溶接継手については、溶接金属を平行部中央にもつ板状引張試験片を採取し、常温での引張試験に供した。そして、引張強度が、母材の目標強度である６００ＭＰａ以上のものを「良」、６００ＭＰａ未満であり、かつ、母材の必要強度である５６０ＭＰａ以上のものを「可」として「合格」と判定し、５６０ＭＰａ未満のものを「不合格」と判定した。結果を表２に示す。 <Tensile test>
About the welded joint whose welding workability was "pass", the plate-shaped tensile test piece which has a weld metal in the center of a parallel part was extract | collected, and it used for the tension test at normal temperature. And, a tensile strength of 600 MPa or higher, which is the target strength of the base material, is determined as “good”, and a tensile strength of less than 600 MPa and a required strength of the base material of 560 MPa is determined as “possible”. And the thing of less than 560 MPa was determined as "failed". The results are shown in Table 2.

＜低歪速度引張試験＞
引張試験が「合格」であった溶接継手については、溶接金属を平行部とする段付板状低歪速度引張試験片を採取し、大気中および４５ＭＰａの高圧水素環境下における低歪速度引張試験に供した。なお、歪速度は３×１０^−５／ｓとし、低歪速度引張試験において、高圧水素環境下での破断絞りと大気中での破断絞りの比が９０％以上となるものを「合格」、９０％未満となるものを「不合格」とした。結果を表２に示す。 <Low strain rate tensile test>
For welded joints that passed the tensile test, a stepped plate-shaped low strain rate tensile test piece with the weld metal as the parallel part was collected, and a low strain rate tensile test in the atmosphere and under a high pressure hydrogen environment of 45 MPa. It was used for. The strain rate is 3 × 10 ⁻⁵ / s. In the low strain rate tensile test, “pass” when the ratio of the fracture drawing in a high-pressure hydrogen environment to the fracture drawing in the atmosphere is 90% or more, What was less than 90% was defined as “failed”. The results are shown in Table 2.

表２より明らかなように、本発明の要件を満たす溶接継手１〜４、６および７は、充分な溶け込み深さが得られる優れた溶接施工性を有するとともに、母材の目標強度を上回る溶接継手強度が安定して得られることが明らかとなった。加えて、良好な耐水素脆化感受性をも有することが明らかとなった。したがって、総合評価として「良」と判定した。また、本発明の要件を満たす溶接継手５は、Ｍｎ含有量が、８．５１％であり、Ａｌとの関係式から導出される下限を満足しなかったものの、必要な溶け込み深さは得られるとともに、母材の必要強度および耐水素脆化特性を満足した。したがって、総合評価として「可」と判定した。 As is apparent from Table 2, the welded joints 1 to 4, 6 and 7 that satisfy the requirements of the present invention have excellent weldability at which a sufficient penetration depth can be obtained, and also exceed the target strength of the base material. It became clear that joint strength could be obtained stably. In addition, it has become clear that it also has good hydrogen embrittlement resistance. Therefore, it was determined as “good” as a comprehensive evaluation. The weld joint 5 satisfying the requirements of the present invention has a Mn content of 8.51% and does not satisfy the lower limit derived from the relational expression with Al, but the necessary penetration depth can be obtained. In addition, the required strength and hydrogen embrittlement resistance of the base material were satisfied. Therefore, it was determined as “possible” as a comprehensive evaluation.

一方、溶接継手９は、Ｍｎ含有量が８．６１％であり、Ａｌとの関係からなる（ｉ）式の必要量８．７８％を僅かに下回ったものの、必要な溶け込み深さが得られたため、溶接施工性は「可」と判定した。しかしながら、溶接金属中のＮ含有量が、０．０４％であり、必要含有量の０．０５％を下回ったため、溶接継手の強度が母材の必要強度を下回った。 On the other hand, the welded joint 9 has a Mn content of 8.61%, which is slightly below the required amount of 8.78% of the formula (i) consisting of the relationship with Al, but the necessary penetration depth is obtained. Therefore, the weldability was determined as “possible”. However, since the N content in the weld metal is 0.04%, which is less than 0.05% of the required content, the strength of the welded joint is less than the required strength of the base metal.

また、溶接継手８は、Ｍｎ含有量が、６．９４％であり、必要含有量の８．５％を大きく下回るとともに、Ｏ含有量が、０．０００６％であり、必要含有量の０．００１％を下回ったため、溶け込み深さが充分でなく、裏ビードが形成されず、溶接施工性が不芳であった。さらに、溶接継手１０は、溶接施工性および溶接継手の強度は必要性能を満足したものの、Ｎｉ含有量が１．９６％であり、必要含有量の２％を下回ったため、オーステナイトの安定性に劣り、耐水素脆化性が不芳であった。 In addition, the welded joint 8 has a Mn content of 6.94%, significantly lower than the required content of 8.5%, and an O content of 0.0006%, which is the required content of 0.004. Since it was less than 001%, the penetration depth was not sufficient, the back bead was not formed, and the weldability was poor. Furthermore, although the welded joint 10 satisfies the required performance in terms of weldability and welded joint strength, the Ni content is 1.96%, which is less than 2% of the required content, so the austenite stability is poor. The hydrogen embrittlement resistance was unsatisfactory.

以上のように、本発明の必要要件を満たすオーステナイト系ステンレス鋼のみが、溶加材を用いずに溶接した場合、良好な溶接施工性を有するとともに、溶接金属の強度に優れるため、必要な強度および耐水素脆化感受性を有する溶接継手が得られることが分かった。 As described above, when only austenitic stainless steel satisfying the necessary requirements of the present invention is welded without using a filler metal, it has good welding workability and is excellent in the strength of the weld metal. It was also found that a welded joint having resistance to hydrogen embrittlement is obtained.

本発明によれば、溶加材を用いずに溶接する場合に、優れた溶接施工性、具体的には、深い溶け込み深さと優れた溶接金属の強度とが得られる高圧水素ガス用機器等に使用可能な安価なオーステナイト系ステンレス鋼を得ることができる。したがって、本発明は、高圧水素ガス機器等の種々の鋼材に好適に利用できる。 According to the present invention, when welding is performed without using a filler material, it is possible to provide excellent welding workability, specifically, a high-pressure hydrogen gas device that can obtain a deep penetration depth and excellent weld metal strength. An inexpensive austenitic stainless steel that can be used can be obtained. Therefore, the present invention can be suitably used for various steel materials such as high-pressure hydrogen gas equipment.

Claims

Chemical composition is mass%,
C: 0.01 to 0.12%,
Si: 0.38 to 1.2%,
Mn: 8.5-12%,
Ni: 2 to 10%,
Cr: 11-19%,
Cu: 0.6 to 3.5%,
N: 0.05-0.40%
Al: 0.0005 to 0.05%,
O: 0.001 to 0.02%,
Co: 0 to 3%
Mo: 0 to 4%,
V: 0 to 0.5%
Nb: 0 to 0.5%,
Ti: 0 to 0.5%,
B: 0 to 0.01%
Ca: 0 to 0.05%,
Mg: 0 to 0.05%,
REM: 0-0.5%, and
Balance: Fe and impurities, and
Each P and S as impurities P: 0.03% or less and S: Ri der 0.01% or less,
The Mn content satisfies the following formula (i):
An austenitic stainless steel having a tensile strength at room temperature of 560 MPa or more .
20Al + 8.5 ≦ Mn ≦ 12 (i)
However, each element symbol in the formula (i) represents the content (% by mass) of each element.

The chemical composition is mass%,
Co: 0.005 to 3%,
Mo: 0.01-4%,
V: 0.001 to 0.5%,
Nb: 0.001 to 0.5%,
Ti: 0.001 to 0.5%,
B: 0.0001 to 0.01%
Ca: 0.0005 to 0.05%,
Mg: 0.0005 to 0.05%, and
REM: at least one selected from 0.001 to 0.5 percent, austenitic stainless steel according to claim 1.

The austenitic stainless steel of Claim 1 or Claim 2 used for the apparatus for high pressure hydrogen gas, or a liquid hydrogen storage tank.