JP7192483B2 - Duplex stainless welded channel steel and its manufacturing method - Google Patents

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本発明は、二相ステンレス溶接溝形鋼およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a duplex stainless welded channel steel and a method for manufacturing the same.

二相ステンレス鋼は、耐食性に優れるとともに、特に高い強度を有することから、建材または構造材料として使用されている。熱間圧延ステンレス鋼板および鋼帯の中で二相ステンレス鋼の鋼種としては、JIS G 4304に記載のSUS329J1またはSUS329J4L等が挙げられる。 Duplex stainless steel is used as a building or structural material because of its excellent corrosion resistance and particularly high strength. Among hot-rolled stainless steel plates and strips, steel grades of duplex stainless steel include SUS329J1 and SUS329J4L described in JIS G 4304.

これら従来の二相ステンレス鋼は、添加元素量が多く比較的高価であるため、添加元素量を抑えたリーン型の二相ステンレス鋼が開発されている。特許文献1および2には、Ni含有量が低く、MnおよびN等のオーステナイト生成元素を活用した安価な二相ステンレス鋼が開示されている。 Since these conventional duplex stainless steels contain a large amount of additive elements and are relatively expensive, lean-type duplex stainless steels in which the amount of additive elements is suppressed have been developed. Patent Documents 1 and 2 disclose inexpensive duplex stainless steels with low Ni content and utilizing austenitic elements such as Mn and N.

一方、U字の断面形状からなる溝形鋼は、建材または構造材として用いられる。ステンレス溝形鋼は、熱間成形(JIS G 4317記載)または冷間成形(JIS G 4320記載)によって製造される。これら以外にも、鋼板を折り曲げて溝形鋼とする方法もある。 On the other hand, channel steel having a U-shaped cross section is used as a building material or structural material. Stainless channel steel is manufactured by hot forming (described in JIS G 4317) or cold forming (described in JIS G 4320). In addition to these methods, there is also a method of bending a steel plate to form a channel steel.

また、圧延または成形で製造が困難な場合には、L字の断面形状からなる山形鋼2つを溶接して溝形鋼を製造する。この溶接溝形鋼は、前述した溝形鋼とは異なり、溶接部の耐食性が劣化し、寸法精度の確保が難しいという問題がある。特に、長尺の場合、曲がりが問題となる。溶接に伴う耐食性の低下の原因は、Cr炭化物およびCr窒化物析出による鋭敏化である。 In addition, when it is difficult to manufacture by rolling or forming, channel steel is manufactured by welding two angle steels each having an L-shaped cross section. Unlike the above-described channel steel, this welded channel steel has a problem that the corrosion resistance of the weld is deteriorated and it is difficult to ensure dimensional accuracy. In particular, in the case of long lengths, bending poses a problem. The cause of the deterioration of corrosion resistance associated with welding is sensitization due to precipitation of Cr carbides and Cr nitrides.

特に、二相ステンレス鋼では、耐食性および強度確保を目的としてNを添加することが多く、Cr窒化物による鋭敏化が懸念される。さらに、溶接およびその後の固溶化熱処理時の冷却過程において、熱膨張・収縮の不均一により形状変化が生じる。二相ステンレス鋼の場合、熱膨張係数の異なるフェライト相とオーステナイト相との混合組織からなること、冷却過程でのオーステナイト相の一部のフェライト相へ変態により、単相のステンレス鋼に比べて変形が大きく、長尺の場合に曲がりが生じやすい。 In particular, in duplex stainless steel, N is often added for the purpose of ensuring corrosion resistance and strength, and there is concern about sensitization due to Cr nitrides. Furthermore, in the cooling process during welding and subsequent solution heat treatment, shape change occurs due to uneven thermal expansion and contraction. Duplex stainless steel is deformed compared to single-phase stainless steel because it consists of a mixed structure of ferrite and austenite phases with different coefficients of thermal expansion, and part of the austenite phase transforms into ferrite during the cooling process. is large, and bending is likely to occur in the case of a long length.

特開昭61-56267号公報JP-A-61-56267 特開2010-229459号公報JP 2010-229459 A

「新版 溶接・接合技術特論」 産報出版社 溶接学会編(平成17年初版発行)、178頁"New Edition Special Welding and Joining Techniques" Sanpo Shuppan, edited by Welding Society (published first edition in 2005), page 178

近年の二相ステンレス鋼の適用の広がりを受け、耐食性および寸法精度に優れた二相ステンレス溶接溝形鋼が望まれている。しかし、これらを満足する二相ステンレス溶接溝形鋼は存在しないのが現状である。 Due to the recent expansion of the application of duplex stainless steel, there is a demand for welded duplex stainless channel steel with excellent corrosion resistance and dimensional accuracy. At present, however, there is no duplex stainless welded channel steel that satisfies these requirements.

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、耐食性および寸法精度に優れた二相ステンレス溶接溝形鋼およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a duplex stainless welded channel steel excellent in corrosion resistance and dimensional accuracy, and a method for manufacturing the same.

本発明者らは、前記した課題を解決するために、二相ステンレス鋼を溶接した溝形鋼の耐食性および寸法精度に及ぼす製造条件の影響を検討した。溶接後に熱処理を行うことで耐食性が向上することが知られている(例えば、非特許文献1を参照。)。特に、溶接後の熱処理条件と耐食性および形状との関係について詳細に検討を重ねた結果、以下の知見を得るに至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors investigated the effects of manufacturing conditions on the corrosion resistance and dimensional accuracy of channel steel welded with duplex stainless steel. It is known that heat treatment after welding improves corrosion resistance (see, for example, Non-Patent Document 1). In particular, as a result of detailed studies on the relationship between heat treatment conditions after welding, corrosion resistance, and shape, the following findings were obtained.

以下の(a)、(b)に本発明で得られた溶接部の耐食性に関する知見について説明する。 The following (a) and (b) explain the knowledge about the corrosion resistance of the weld zone obtained by the present invention.

(a)Nを0.050%以上添加した二相ステンレス鋼を溶接した場合、溶接金属部および溶接熱影響部(以下、これらを「溶接部」と総称する。)の耐食性が、溶接をしていない部分(母材部)に比べて劣化する。溶接部および母材部の臨界孔食発生温度(CPT)を測定し、比較した場合、溶接部のCPTは母材に比べて10~15℃低くなる。 (a) When welding duplex stainless steel to which 0.050% or more of N is added, the corrosion resistance of the weld metal zone and the weld heat affected zone (hereinafter collectively referred to as the "weld zone") It deteriorates compared to the part (base material part) where it is not. When the critical pitting initiation temperatures (CPT) of the weld and base metal are measured and compared, the CPT of the weld is 10-15°C lower than that of the base metal.

(b)二相ステンレス鋼を溶接した後に固溶化熱処理をした場合、溶接部の耐食性は改善し、母材に比べて5℃以内の低下に収まる。熱処理温度は高く、その後の冷却速度が速い場合に耐食性の改善効果が大きい。具体的には、熱処理温度を950℃以上とし、冷却速度を0.3℃/s以上とする必要がある。 (b) When duplex stainless steel is welded and then subjected to solution heat treatment, the corrosion resistance of the weld is improved, and the decrease is within 5°C compared to the base metal. The effect of improving corrosion resistance is large when the heat treatment temperature is high and the subsequent cooling rate is fast. Specifically, the heat treatment temperature must be 950° C. or higher, and the cooling rate must be 0.3° C./s or higher.

さらに、以下の(c)、(d)に本発明で得られた溶接での寸法精度に関する知見を説明する。 Furthermore, the following (c) and (d) explain knowledge about the dimensional accuracy in welding obtained by the present invention.

(c)二相ステンレスを溶接して製造した溝形鋼において、熱処理の温度が高すぎると変形が生じる。これは、高温では軟質なフェライト相の分率が増えて高温強度が低下し、クリープ変形したためと考えられる。具体的には、熱処理温度を1050℃以下とする必要がある。 (c) If the temperature of the heat treatment is too high in the channel steel produced by welding duplex stainless steel, deformation will occur. This is probably because the fraction of the soft ferrite phase increased at high temperatures, the high-temperature strength decreased, and creep deformation occurred. Specifically, the heat treatment temperature must be 1050° C. or lower.

(d)二相ステンレス鋼を溶接し、その後に熱処理をした時の冷却速度が速い場合、冷却時に鋼材が変形する。これは熱膨張係数の異なるフェライト相とオーステナイト相との混合組織に起因し、冷却時に導入される熱ひずみが部位により異なるためと考えられる。具体的には、冷却速度を10℃/s以下とする必要がある。 (d) If a duplex stainless steel is welded and then heat-treated at a high cooling rate, the steel deforms during cooling. This is attributed to the mixed structure of the ferrite phase and the austenite phase, which have different thermal expansion coefficients, and is considered to be due to the fact that the thermal strain introduced during cooling varies depending on the site. Specifically, the cooling rate must be 10° C./s or less.

以上のことから、耐食性および寸法精度を満足する二相ステンレス溶接溝形鋼およびその製造方法を明らかにした。 Based on the above, we clarified a duplex stainless welded channel steel that satisfies corrosion resistance and dimensional accuracy, and a manufacturing method thereof.

本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、下記の二相ステンレス溶接溝形鋼およびその製造方法を要旨とする。 The present invention has been made based on the above findings, and its gist is the following duplex stainless steel welded channel steel and a method for producing the same.

(1)一方向に延びかつ前記一方向に垂直な断面がU字形状であり、一対の側壁部と、前記一対の側壁部を接続する底部とを備える溝形鋼であって、
前記溝形鋼は、前記一方向に垂直な断面がL字形状である一対の母材部と、前記一対の母材部に挟まれ、前記底部において前記一方向に延在する溶接金属部とを有し、
前記母材部と前記溶接金属部との境界部には、溶接熱影響部が形成されており、
前記母材部は、オーステナイト相の面積率が30~70%であり、残部がフェライト相および析出物である金属組織を有し、
前記溶接熱影響部における臨界孔食発生温度T1(℃)と、前記母材部における臨界孔食発生温度T2(℃)とが、下記(i)式を満足し、
前記一方向における、曲がり許容差が単位長さ(m)当たり3mm以下である、
二相ステンレス溶接溝形鋼。
T1≧T2-5 ・・・(i)
(1) A channel steel having a U-shaped cross section extending in one direction and perpendicular to the one direction, and comprising a pair of side walls and a bottom connecting the pair of side walls,
The channel steel includes a pair of base metal parts having an L-shaped cross section perpendicular to the one direction, and a weld metal part sandwiched between the pair of base metal parts and extending in the one direction at the bottom part. has
A weld heat affected zone is formed at a boundary between the base metal portion and the weld metal portion,
The base material portion has a metal structure in which the area ratio of the austenite phase is 30 to 70%, and the balance is the ferrite phase and precipitates,
The critical pitting initiation temperature T1 (°C) in the weld heat affected zone and the critical pitting initiation temperature T2 (°C) in the base metal portion satisfy the following formula (i),
The bending tolerance in the one direction is 3 mm or less per unit length (m).
Duplex stainless welded channel steel.
T1≧T2−5 (i)

(2)前記一方向に垂直な断面において、前記底部から前記一対の側壁部が延びる側を内側、その反対側を外側とした時に、
前記溶接金属部の内側部分におけるオーステナイトの面積率が、前記溶接金属部の外側部分におけるオーステナイトの面積率より高い、
上記(1)に記載の二相ステンレス溶接溝形鋼。
(2) In a cross section perpendicular to the one direction, when the side where the pair of side walls extends from the bottom is defined as the inner side and the opposite side is defined as the outer side,
The area ratio of austenite in the inner part of the weld metal part is higher than the area ratio of austenite in the outer part of the weld metal part,
The duplex stainless welded channel steel according to (1) above.

(3)前記母材部の化学組成が、質量%で、
C:0.001~0.060%、
Si:0.01~1.50%、
Mn:0.1~6.0%、
P:0.050%以下、
S:0.0050%以下、
Cr:19.0~26.0%、
Ni:1.0~8.0%、
N:0.050~0.25%、
Al:0.003~0.050%、
Ti:0~0.050%、
Nb:0~0.15%、
Mo:0~4.0%、
Cu:0~4.0%、
W:0~4.0%、
Mg:0~0.0050%、
Ca:0~0.0050%、
REM:0~0.30%、
B:0~0.0040%、
残部:Feおよび不純物である、
上記(1)または(2)に記載の二相ステンレス溶接溝形鋼。
(3) The chemical composition of the base material portion is, in mass%,
C: 0.001 to 0.060%,
Si: 0.01 to 1.50%,
Mn: 0.1 to 6.0%,
P: 0.050% or less,
S: 0.0050% or less,
Cr: 19.0 to 26.0%,
Ni: 1.0 to 8.0%,
N: 0.050 to 0.25%,
Al: 0.003 to 0.050%,
Ti: 0 to 0.050%,
Nb: 0 to 0.15%,
Mo: 0-4.0%,
Cu: 0 to 4.0%,
W: 0 to 4.0%,
Mg: 0-0.0050%,
Ca: 0 to 0.0050%,
REM: 0-0.30%,
B: 0 to 0.0040%,
balance: Fe and impurities,
The duplex stainless welded channel steel according to (1) or (2) above.

(4)前記母材部の化学組成が、質量%で、
Ti:0.01~0.050%、
Nb:0.02~0.15%、
Mo:0.05~4.0%、
Cu:0.05~4.0%、
W:0.05~4.0%、
Mg:0.0002~0.0050%、
Ca:0.0002~0.0050%、
REM:0.005~0.30%、および、
B:0.0003~0.0040%、
から選択される1種以上を含有する、
上記(1)から(3)までのいずれかに記載の二相ステンレス溶接溝形鋼。
(4) The chemical composition of the base material portion is, in mass %,
Ti: 0.01 to 0.050%,
Nb: 0.02 to 0.15%,
Mo: 0.05 to 4.0%,
Cu: 0.05 to 4.0%,
W: 0.05 to 4.0%,
Mg: 0.0002-0.0050%,
Ca: 0.0002 to 0.0050%,
REM: 0.005 to 0.30%, and
B: 0.0003 to 0.0040%,
containing one or more selected from
The duplex stainless welded channel steel according to any one of (1) to (3) above.

(5)(a)一方向に延び、前記一方向に垂直な断面がL字形状の山形鋼を左右対称に2つ配置し、溶接により接合して、断面がU字形状の溝形鋼とする工程と、
(b)前記溝形鋼を950~1050℃の温度域まで加熱した後、該温度域で3~15min保持し、その後、該温度域から400℃までの平均冷却速度が0.3~10℃/sとなる条件で冷却する工程と、を備える、
二相ステンレス溶接溝形鋼の製造方法。
(5) (a) Two angle steels extending in one direction and having an L-shaped cross section perpendicular to the one direction are arranged symmetrically and joined by welding to form a channel steel having a U-shaped cross section. and
(b) After heating the channel steel to a temperature range of 950 to 1050 ° C., it is held in the temperature range for 3 to 15 minutes, and then the average cooling rate from the temperature range to 400 ° C. is 0.3 to 10 ° C. A step of cooling under conditions of / s,
A method for producing a duplex stainless welded channel steel.

(6)前記溝形鋼が、一対の側壁部と、前記一対の側壁部を接続する底部とを備え、前記一方向に垂直な断面において、前記底部から前記一対の側壁部が延びる側を内側とした場合に、
前記(a)の工程において、前記内側から、窒素ガスによりシールした状態で溶接を行う、
上記(5)に記載の二相ステンレス溶接溝形鋼の製造方法。
(6) The channel steel includes a pair of sidewalls and a bottom connecting the pair of sidewalls, and in a cross section perpendicular to the one direction, the side extending from the bottom to the inside of the pair of sidewalls and
In the step (a), welding is performed from the inside in a state of being sealed with nitrogen gas.
A method for producing a duplex stainless welded channel steel according to (5) above.

(7)前記山形鋼が、上記(3)または(4)に記載の化学組成を有する、
上記(5)または(6)に記載の二相ステンレス溶接溝形鋼の製造方法。
(7) The angle iron has the chemical composition described in (3) or (4) above,
A method for producing a duplex stainless welded channel steel according to (5) or (6) above.

本発明によれば、耐食性および寸法精度に優れた二相ステンレス溶接溝形鋼を工業的に安定して得ることができる。 According to the present invention, it is possible to industrially stably obtain a welded duplex stainless channel steel excellent in corrosion resistance and dimensional accuracy.

本発明の一実施形態に係る二相ステンレス溶接溝形鋼を示す概略斜視図である。1 is a schematic perspective view showing a duplex stainless welded channel steel according to an embodiment of the present invention; FIG. 溝形鋼試験片の模式図を示す図である。It is a figure which shows the schematic diagram of a channel steel test piece.

以下、本発明の各要件について詳しく説明する。 Each requirement of the present invention will be described in detail below.

1.全体構成
図1は、本発明の一実施形態に係る二相ステンレス溶接溝形鋼を示す概略斜視図である。図1に示すように、本実施形態に係る二相ステンレス溶接溝形鋼10は、一方向(図1におけるX方向)に延びかつ一方向に垂直な断面がU字形状であり、一対の側壁部11a,11bと、一対の側壁部11a,11bを接続する底部12とを備える。
1. Overall Configuration FIG. 1 is a schematic perspective view showing a duplex stainless welded channel steel according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the duplex stainless welded channel steel 10 according to the present embodiment has a U-shaped cross section extending in one direction (X direction in FIG. 1) and perpendicular to one direction, and a pair of side walls It includes portions 11a and 11b and a bottom portion 12 connecting the pair of side wall portions 11a and 11b.

また、二相ステンレス溶接溝形鋼は、一方向に垂直な断面がL字形状である一対の母材部13a,13bと、一対の母材部13a,13bに挟まれ、底部12において一方向に延在する溶接金属部14とを有する。さらに、母材部13a,13bと溶接金属部14との境界部には、溶接熱影響部15a,15bが形成されている。 In addition, the duplex stainless steel welded channel steel is sandwiched between a pair of base metal portions 13a and 13b having an L-shaped cross section perpendicular to one direction and the pair of base metal portions 13a and 13b, and is sandwiched between the pair of base metal portions 13a and 13b. and a weld metal portion 14 extending to the Furthermore, weld heat affected zones 15a and 15b are formed at the boundaries between the base metal parts 13a and 13b and the weld metal part .

2.金属組織
母材部13a,13bは、オーステナイト相の面積率が、常温で30~70%であり、残部がフェライト相および析出物である金属組織を有する。オーステナイト相の面積率が30%未満であると、十分な強度が得られない。一方、オーステナイト相の面積率が70%超であると、十分な強度が得られないことに加え、わずかな歪によって表面割れが生じやすくなる。オーステナイト相の面積率は、40~60%であることが好ましい。オーステナイト相以外の相は、フェライト相および析出物である。析出物は炭化物、窒化物、硫化物、または金属間化合物等のいずれでもよい。
2. Metallographic Structure The base material portions 13a and 13b have a metallographic structure in which the area ratio of the austenite phase is 30 to 70% at room temperature, and the balance is the ferrite phase and precipitates. Sufficient strength cannot be obtained when the area ratio of the austenite phase is less than 30%. On the other hand, if the area ratio of the austenite phase exceeds 70%, sufficient strength cannot be obtained, and surface cracks are likely to occur due to slight strain. The area ratio of the austenite phase is preferably 40-60%. Phases other than the austenite phase are the ferrite phase and precipitates. Precipitates may be carbides, nitrides, sulfides, intermetallic compounds, or the like.

また、図1に示すように、一方向に垂直な断面において、底部12から一対の側壁部11a,11bが延びる側を内側、その反対側を外側とした時に、溶接金属部14の内側部分におけるオーステナイトの面積率が、溶接金属部14の外側部分におけるオーステナイトの面積率より高いことが好ましい。オーステナイト相は熱膨張率が大きく溶接後の冷却により体積が縮小する。一方、オーステナイト相がフェライト相に変態すると体積が膨張する。 As shown in FIG. 1, in a cross section perpendicular to one direction, when the side where the pair of side wall portions 11a and 11b extend from the bottom portion 12 is the inside and the opposite side is the outside, the inside portion of the weld metal portion 14 is Preferably, the austenite area fraction is higher than the austenite area fraction in the outer portion of the weld metal portion 14 . The austenite phase has a large coefficient of thermal expansion and shrinks in volume by cooling after welding. On the other hand, when the austenite phase transforms into the ferrite phase, the volume expands.

すなわち、溶接後の冷却過程で、溶接金属部の内側部分より外側部分においてフェライト相の面積率を高くすることにより、相対的に内側より外側での膨張が大きくなり、内側に対する圧縮応力が残存することになる。その結果、溝形鋼の反りまたはねじれなどの変形が抑制され、寸法精度が向上する。 That is, in the cooling process after welding, by increasing the area ratio of the ferrite phase in the outer part of the weld metal part than in the inner part, the expansion of the outer part becomes relatively larger than the inner part, and the compressive stress on the inner side remains. It will be. As a result, deformation such as warpage or twisting of the channel steel is suppressed, and the dimensional accuracy is improved.

なお、溶接金属部14の内側部分とは、底部12の厚さ方向において、溶接金属部14の内側表面から1.0mmの領域を指し、溶接金属部14の外側部分とは、底部12の厚さ方向において、溶接金属部14の外側表面から1.0mmの領域を指すものとする。なお、溶接条件によっては溶接部内側および外側に溶接金属が盛り上がって形成され、底部の表面からはみ出る場合がある。その際には、はみ出した部分を研削して内側および外側を平坦にする処理が行われる。前述の表面からの距離とは、研削後の溶接金属表面からの距離を示す。 The inner portion of the weld metal portion 14 refers to a region 1.0 mm from the inner surface of the weld metal portion 14 in the thickness direction of the bottom portion 12, and the outer portion of the weld metal portion 14 refers to the thickness of the bottom portion 12. 1.0 mm from the outer surface of the welded metal portion 14 in the vertical direction. In addition, depending on the welding conditions, the weld metal may bulge on the inside and outside of the welded portion and protrude from the surface of the bottom portion. At that time, the protruding portion is ground to flatten the inside and outside. The aforementioned distance from the surface indicates the distance from the weld metal surface after grinding.

オーステナイトの面積率は、電子線後方散乱回折装置(EBSD)により測定する。具体的には、溶接金属部は、溶接部中央の幅100μm×全板厚を対象とし、1μmの測定間隔(ステップ)で測定を行うものとする。そして、解析結果からFCC相を特定し面積率を求め、オーステナイトの面積率とする。比較的均質な母材部は、角100μmを対象とすることで十分と考えられ、同じステップで測定を行うものとする。 The area fraction of austenite is measured by an electron beam backscatter diffractometer (EBSD). Specifically, for the weld metal part, the width of the center of the welded part is 100 μm×the total plate thickness, and the measurement is performed at a measurement interval (step) of 1 μm. Then, the FCC phase is specified from the analysis result, the area ratio is obtained, and the area ratio is defined as the austenite area ratio. For a relatively homogenous base material, it is considered sufficient to cover 100 μm corners, and measurements shall be made in the same steps.

3.耐食性
本発明に係る二相ステンレス溶接溝形鋼10においては、溶接熱影響部15a,15bにおける臨界孔食発生温度T1(℃)と、母材部13a,13bにおける臨界孔食発生温度T2(℃)とが、下記(i)式を満足する。
T1≧T2-5 ・・・(i)
3. Corrosion Resistance In the duplex stainless steel welded channel steel 10 according to the present invention, the critical pitting corrosion initiation temperature T1 (°C) in the weld heat affected zones 15a and 15b and the critical pitting initiation temperature T2 (°C) in the base metal portions 13a and 13b ) satisfies the following formula (i).
T1≧T2−5 (i)

なお、臨界孔食発生温度は、ASTM G48記載のE法で測定することとする。試験温度は5℃ずつ変化させ、試験後に25μm以上の深さを有する孔食が認められる最低温度を臨界孔食発生温度と定義する。図2は、溝形鋼試験片の模式図を示す図である。図2に溶接熱影響部および母材部における臨界孔食発生温度の測定に供する試験片の採取位置を示す。 The critical pitting initiation temperature is measured by E method described in ASTM G48. The test temperature is changed by 5° C., and the lowest temperature at which pitting corrosion having a depth of 25 μm or more is recognized after the test is defined as the critical pitting initiation temperature. FIG. 2 is a diagram showing a schematic diagram of a channel steel test piece. Fig. 2 shows the sampling positions of the test pieces for the measurement of the critical pitting initiation temperature in the weld heat affected zone and the base metal.

溶接熱影響部における臨界孔食発生温度を測定するには、溶接部、溶接熱影響部、母材を含むように60mm程度の長さの試験片を採取して試験することとする。溶接熱影響部は溶接金属部から約3mmの範囲内であるため、上記サイズの試験片で溶接熱影響部の耐食性を十分調査できる。母材部については、溶接部(溶接熱影響部)から10mm以上離れた位置から試験片を採取し、前述のように臨界孔食発生温度を調査する。試験はn数が3で測定し、最も深い孔食深さを代表値とする。 In order to measure the critical pitting corrosion initiation temperature in the weld heat affected zone, a test piece with a length of about 60 mm is sampled and tested so as to include the weld, weld heat affected zone and base metal. Since the weld heat-affected zone is within a range of about 3 mm from the weld metal zone, the corrosion resistance of the weld heat-affected zone can be sufficiently investigated with test pieces of the above size. As for the base metal portion, a test piece is taken from a position 10 mm or more away from the welded portion (weld heat affected zone), and the critical pitting initiation temperature is investigated as described above. The test is measured with an n number of 3, and the deepest pitting corrosion depth is taken as a representative value.

4.寸法精度
本発明に係る二相ステンレス溶接溝形鋼10においては、一方向における、曲がり許容差が単位長さ(m)当たり3mm以下である。これは、JIS G 4317記載の熱間成形ステンレス鋼形鋼の溝形鋼における曲がり許容差と同じ値である。
4. Dimensional Accuracy In the duplex stainless welded channel steel 10 according to the present invention, the bending tolerance in one direction is 3 mm or less per unit length (m). This is the same value as the bending tolerance in channel steel of hot-formed stainless steel shaped steel described in JIS G 4317.

5.化学組成
母材部の化学組成については特に制限はないが、以下に示す化学組成を有することが好ましい。各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「%」は、「質量%」を意味する。
5. Chemical composition The chemical composition of the base material is not particularly limited, but preferably has the chemical composition shown below. The reasons for limiting each element are as follows. In addition, "%" about content in the following description means "mass %."

C:0.001~0.060%
Cは、耐食性を劣化させるため、その含有量は少ないほど好ましく、C含有量を0.060%以下とすることが好ましい。しかし、過度な低減は精錬コストの上昇に繋がるため、C含有量を0.001%以上とすることが好ましい。製造性の点から、C含有量のより好ましい範囲は0.010~0.045%である。
C: 0.001 to 0.060%
Since C degrades corrosion resistance, the smaller the content, the better, and the C content is preferably 0.060% or less. However, excessive reduction leads to an increase in refining costs, so the C content is preferably 0.001% or more. From the viewpoint of manufacturability, the more preferable range of C content is 0.010 to 0.045%.

Si:0.01~1.50%
Siは、強度を高める元素であり、精錬時の脱酸効果を有するため、その含有量を0.01%以上とすることが好ましい。一方、過度な含有は、製造時の割れを招くため、Si含有量を1.50%以下とすることが好ましい。製造性の点から、Si含有量は1.00%以下であることがより好ましい。
Si: 0.01-1.50%
Si is an element that increases strength and has a deoxidizing effect during refining, so its content is preferably 0.01% or more. On the other hand, excessive Si content causes cracking during manufacturing, so the Si content is preferably 1.50% or less. From the viewpoint of manufacturability, the Si content is more preferably 1.00% or less.

Mn:0.1~6.0%
Mnは、比較的安価であるため、Niの代わりに添加される場合がある。高強度化に有効であり、脱酸効果を有するため、その含有量を0.1%以上とすることが好ましい。一方、過度の含有は耐食性の劣化を招くため、Mn含有量を6.0%以下とすることが好ましい。製造性およびコストを両立するためには、Mn含有量は0.5~3.5%であることがより好ましい。
Mn: 0.1-6.0%
Since Mn is relatively inexpensive, it may be added instead of Ni. Since it is effective for increasing the strength and has a deoxidizing effect, its content is preferably 0.1% or more. On the other hand, excessive Mn content causes deterioration of corrosion resistance, so the Mn content is preferably 6.0% or less. In order to achieve both manufacturability and cost, the Mn content is more preferably 0.5 to 3.5%.

P:0.050%以下
Pは、製造性および溶接性を阻害する元素であり、その含有量は少ないほどよい。そのため、P含有量を0.050%以下とすることが好ましい。しかし、過度な低減は精錬コストの上昇に繋がるため、P含有量を0.003%以上とすることが好ましい。製造性および溶接性の点から、P含有量のより好ましい範囲は0.005~0.040%であり、さらに好ましい範囲は0.010~0.030%である。
P: 0.050% or less P is an element that impairs manufacturability and weldability, and the smaller the content, the better. Therefore, it is preferable to set the P content to 0.050% or less. However, excessive reduction leads to an increase in refining cost, so it is preferable to set the P content to 0.003% or more. From the viewpoint of manufacturability and weldability, the P content is more preferably in the range of 0.005 to 0.040%, more preferably in the range of 0.010 to 0.030%.

S:0.0050%以下
Sは、鋼中に含まれる不可避的不純物元素であり、熱間加工性を低下させる。したがって、S含有量は低いほど好ましく、0.0050%以下とすることが好ましい。熱間加工性の点から、S含有量は低いほど好ましいが、過度な低減は原料および精錬のコストの上昇に繋がるため、S含有量を0.0001%以上とすることが好ましい。製造性の点から、S含有量のより好ましい範囲は0.0001~0.0020%であり、さらに好ましい範囲は0.0002~0.0010%である。
S: 0.0050% or less S is an unavoidable impurity element contained in steel and lowers hot workability. Therefore, the lower the S content, the better, and preferably 0.0050% or less. From the viewpoint of hot workability, the lower the S content, the better. However, excessive reduction leads to an increase in raw material and refining costs. From the standpoint of manufacturability, the S content is more preferably in the range of 0.0001 to 0.0020%, more preferably in the range of 0.0002 to 0.0010%.

Cr:19.0~26.0%
Crは、耐酸化性、耐食性を向上する元素である。二相ステンレス鋼として十分な耐食性を確保するために、Cr含有量を19.0%以上とすることが好ましい。しかし、過度なCrの含有は高温雰囲気に曝された際、脆化相であるσ相の生成を助長することに加え、合金コストの上昇を招くため、Cr含有量を26.0%以下とすることが好ましい。製造性の点から、Cr含有量のより好ましい範囲は20.0~23.5%である。
Cr: 19.0-26.0%
Cr is an element that improves oxidation resistance and corrosion resistance. In order to ensure sufficient corrosion resistance as a duplex stainless steel, the Cr content is preferably 19.0% or more. However, excessive Cr content promotes the formation of the σ phase, which is an embrittlement phase, when exposed to a high-temperature atmosphere, and causes an increase in alloy cost. preferably. From the viewpoint of manufacturability, a more preferable range of Cr content is 20.0 to 23.5%.

Ni:1.0~8.0%
Niは、耐食性を向上させ、二相ステンレス鋼ではオーステナイト相を安定化させる。耐食性向上のために、Ni含有量を1.0%以上とすることが好ましい。一方、Niは合金コストが高価であるため、その含有量を8.0%以下とすることが好ましい。製造性の点から、Ni含有量のより好ましい範囲は1.5~6.0%である。
Ni: 1.0-8.0%
Ni improves corrosion resistance and stabilizes the austenite phase in duplex stainless steel. In order to improve corrosion resistance, it is preferable to set the Ni content to 1.0% or more. On the other hand, since the alloying cost of Ni is high, the content thereof is preferably 8.0% or less. From the viewpoint of manufacturability, the more preferable range of Ni content is 1.5 to 6.0%.

N:0.050~0.25%
Nは、耐食性を向上させる元素であり、またNiと同様にオーステナイトを安定化させるため、Niの代替として用いることができる。N含有量が少ない場合には十分な耐食性が得られないため、N含有量を0.050%以上とすることが好ましい。N含有量が多い方が耐食性には効果的であるが、溶製時に窒素ガス化して気泡を生成する場合があるため、N含有量を0.25%以下とすることが好ましい。製造性の観点から、N含有量のより好ましい範囲は0.10~0.20%である。
N: 0.050-0.25%
N is an element that improves corrosion resistance and, like Ni, stabilizes austenite, so it can be used as a substitute for Ni. Since sufficient corrosion resistance cannot be obtained when the N content is small, the N content is preferably 0.050% or more. The higher the N content, the more effective the corrosion resistance. From the viewpoint of manufacturability, the more preferable range of N content is 0.10 to 0.20%.

Al:0.003~0.050%
Alは、脱酸元素として用いられる。脱酸元素として0.003%以上含有すれば効果があるため、Al含有量を0.003%以上とすることが好ましい。一方、過度の含有は硬質化を招くため、Al含有量を0.050%以下とすることが好ましい。製造性の観点から、Al含有量のより好ましい範囲は0.005~0.030%である。
Al: 0.003-0.050%
Al is used as a deoxidizing element. It is preferable to set the Al content to 0.003% or more because it is effective if it is contained in an amount of 0.003% or more as a deoxidizing element. On the other hand, since excessive content causes hardening, the Al content is preferably 0.050% or less. From the viewpoint of manufacturability, a more preferable range of Al content is 0.005 to 0.030%.

Ti:0~0.050%
Tiは、C、Nと結合し、溶接部耐食性の向上および高強度化に寄与する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。一方、過度の含有は耐食性の低下および合金コスト増を招くため、Ti含有量を0.050%以下とすることが好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Ti含有量を0.01%以上とすることが好ましい。
Ti: 0-0.050%
Ti is an element that combines with C and N and contributes to improving the corrosion resistance of the weld zone and increasing the strength, so it may be contained as necessary. On the other hand, an excessive Ti content causes a decrease in corrosion resistance and an increase in alloy cost, so the Ti content is preferably 0.050% or less. In order to obtain the above effects, it is preferable to set the Ti content to 0.01% or more.

Nb:0~0.15%
Nbは、C、Nと結合し、溶接部耐食性の向上および高強度化に寄与する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。一方、過度の含有は耐食性の低下および合金コスト増を招くため、Nb含有量を0.15%以下とすることが好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Nb含有量を0.02%以上とすることが好ましい。
Nb: 0-0.15%
Nb is an element that combines with C and N and contributes to improving the corrosion resistance of the weld zone and increasing the strength, so it may be contained as necessary. On the other hand, an excessive Nb content causes a decrease in corrosion resistance and an increase in alloy cost, so the Nb content is preferably 0.15% or less. In order to obtain the above effects, it is preferable to set the Nb content to 0.02% or more.

Mo:0~4.0%
Cu:0~4.0%
W:0~4.0%
Mo、CuおよびWは、耐食性の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。一方、過度の含有はコスト増加および熱間加工性の低下を招く。そのため、いずれの元素の含有量も4.0%以下とすることが好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、これらの元素から選択される1種以上の含有量を0.05%以上とすることが好ましい。
Mo: 0-4.0%
Cu: 0-4.0%
W: 0-4.0%
Mo, Cu and W are elements that contribute to the improvement of corrosion resistance, so they may be contained as necessary. On the other hand, an excessive content causes an increase in cost and a decrease in hot workability. Therefore, the content of any element is preferably 4.0% or less. In order to obtain the above effects, the content of one or more elements selected from these elements is preferably 0.05% or more.

Mg:0~0.0050%
Ca:0~0.0050%
REM:0~0.30%
B:0~0.0040%
Mg、Ca、REMおよびBは、熱間加工性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。一方、過度の含有は製造性を阻害することに繋がる。そのため、Mg含有量を0.0050%以下、Ca含有量を0.0050%以下、REM含有量を0.30%以下、B含有量を0.0040%以下とすることが好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、上記効果を発揮するため、Mg:0.0002%以上、Ca:0.0002%以上、REM:0.005%以上、B:0.0003%以上から選択される1種以上を含有することが好ましい。
Mg: 0-0.0050%
Ca: 0-0.0050%
REM: 0-0.30%
B: 0 to 0.0040%
Mg, Ca, REM, and B are elements that improve hot workability, and may be contained as necessary. On the other hand, excessive content leads to inhibition of manufacturability. Therefore, it is preferable to set the Mg content to 0.0050% or less, the Ca content to 0.0050% or less, the REM content to 0.30% or less, and the B content to 0.0040% or less. In order to obtain the above effect, Mg: 0.0002% or more, Ca: 0.0002% or more, REM: 0.005% or more, B: 0.0003% or more It is preferable to contain one or more selected from.

本発明の母材部の化学組成において、残部はFeおよび不純物である。ここで「不純物」とは、鋼を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。 In the chemical composition of the base material portion of the present invention, the balance is Fe and impurities. Here, the term "impurities" refers to components mixed in by various factors in raw materials such as ores, scraps, etc., and in the manufacturing process when steel is manufactured industrially. means something

なお、溶接金属部の化学組成については、特に限定されないが、溶接金属部における耐食性を母材部と同程度以上に高めるためには、溶接金属の化学組成を、以下の範囲とするのが好ましい。 The chemical composition of the weld metal portion is not particularly limited, but in order to increase the corrosion resistance of the weld metal portion to the same level or higher than that of the base metal portion, the chemical composition of the weld metal is preferably within the following range. .

すなわち、溶接金属部の化学組成は、質量%で、C:0.001~0.060%、Si:0.01~1.50%、Mn:0.1~4.0%、P:0.050%以下、S:0.0050%以下、Cr:19.0~27.0%、Ni:1.0~10.0%、N:0.050~0.25%、Al:0.003~0.050%、Ti:0~0.050%、Nb:0~0.15%、Mo:0~6.0%、Cu:0~4.0%、W:0~4.0%、Mg:0~0.0050%、Ca:0~0.0050%、REM:0~0.30%、B:0~0.0040%、残部:Feおよび不純物であることが好ましい。 That is, the chemical composition of the weld metal part is, in mass %, C: 0.001 to 0.060%, Si: 0.01 to 1.50%, Mn: 0.1 to 4.0%, P: 0 .050% or less, S: 0.0050% or less, Cr: 19.0-27.0%, Ni: 1.0-10.0%, N: 0.050-0.25%, Al: 0.05% 003-0.050%, Ti: 0-0.050%, Nb: 0-0.15%, Mo: 0-6.0%, Cu: 0-4.0%, W: 0-4.0 %, Mg: 0-0.0050%, Ca: 0-0.0050%, REM: 0-0.30%, B: 0-0.0040%, balance: Fe and impurities.

溶接金属部の化学組成は、溶接時における母材と溶接材料との流入割合で決定される。溶接材料としては市販される材料を用いればよく、例えば、二相ステンレス鋼溶接棒DP8を用いることができる。 The chemical composition of the weld metal part is determined by the inflow ratio of the base metal and the welding material during welding. A commercially available material may be used as the welding material, and for example, a duplex stainless steel welding rod DP8 can be used.

6.製造方法
本発明の二相ステンレス溶接溝形鋼の製造方法については特に制限は設けないが、以下に示す方法により製造することが可能である。
6. Manufacturing Method The manufacturing method of the duplex stainless welded channel steel of the present invention is not particularly limited, but it can be manufactured by the method shown below.

(a)溶接工程
まず、一方向に延び、一方向に垂直な断面がL字形状の山形鋼を2つ用意する。山形鋼の製造方法については特に制限はないが、例えば、上述した化学組成を有する鋼片を熱間圧延によりL字形状に加工することで得られる。
(a) Welding process First, two angle steels extending in one direction and having an L-shaped cross section perpendicular to the one direction are prepared. Although there is no particular limitation on the method of manufacturing the angle steel, it can be obtained, for example, by hot-rolling a billet having the chemical composition described above into an L-shape.

そして、上記の山形鋼を左右対称に2つ配置し、溶接により接合して、断面がU字形状の溝形鋼とする。溶接に際しては、溶接材料を用いる。溶接方法についても特に制限はなく、MIG溶接が好ましいが、CO溶接または被覆アーク溶接(SMAW)等の方法を採用してもよい。 Then, two angle steels are arranged symmetrically and joined by welding to form a channel steel having a U-shaped cross section. A welding material is used for welding. The welding method is also not particularly limited, and although MIG welding is preferred, methods such as CO2 welding or shielded arc welding (SMAW) may be employed.

なお、接合される溝形鋼は、一対の側壁部と、一対の側壁部を接続する底部とを備える構造となる。この際に、溝形鋼の一方向に垂直な断面において、底部から一対の側壁部が延びる側を内側とした場合に、内側から、窒素ガスによりシールした状態で溶接を行うことが好ましい。 The channel steel to be joined has a structure including a pair of side wall portions and a bottom portion connecting the pair of side wall portions. At this time, when the side where the pair of side walls extend from the bottom is defined as the inside in the cross section perpendicular to one direction of the channel steel, it is preferable to perform the welding in a state of being sealed with nitrogen gas from the inside.

溶接部を窒素ガスによりシールすることで、鋼中に含有される窒素の、溶接に伴う低減を抑制することが可能となる。そして、内側での窒素濃度の低減を抑制することで、窒素ガスによるシールを行っていない外側に対して、内側でのオーステナイト相の割合を相対的に増加させることができる。 By sealing the welded portion with nitrogen gas, it is possible to suppress the decrease in nitrogen contained in the steel that accompanies welding. By suppressing the decrease in the nitrogen concentration inside, the ratio of the austenite phase inside can be relatively increased with respect to the outside where nitrogen gas sealing is not performed.

なお、外側から溶接する場合には、大気中での溶接により鋼中の窒素を低減させ、熱膨張率が小さく、変態を生じないフェライト相を増加させればよい。 When welding from the outside, the nitrogen in the steel is reduced by welding in the atmosphere, and the ferrite phase, which has a small coefficient of thermal expansion and does not undergo transformation, should be increased.

(b)熱処理工程
溶接工程の後に、熱処理工程を行う。熱処理工程においては、接合後の溝形鋼を950~1050℃の温度域まで加熱する。そして、その温度域で3~15min保持する。その後、溝形鋼を上記の温度域から400℃までの平均冷却速度が0.3~10℃/sとなる条件で冷却する。
(b) Heat Treatment Process A heat treatment process is performed after the welding process. In the heat treatment step, the channel steel after joining is heated to a temperature range of 950 to 1050°C. Then, this temperature range is maintained for 3 to 15 minutes. After that, the channel steel is cooled under the condition that the average cooling rate from the above temperature range to 400°C is 0.3 to 10°C/s.

熱処理温度が950℃未満であるか、保持時間が3min未満であると、耐食性を劣化させる原因となる炭化物および窒化物の溶解が十分ではない。一方、熱処理温度が1050℃超であるか、保持時間が15min超となると、熱処理時に溝形鋼が変形するおそれがある。二相ステンレス鋼では、高温で軟質のフェライト相率が高まるため、高温ではクリープ変形するためである。 If the heat treatment temperature is less than 950° C. or the holding time is less than 3 minutes, the carbides and nitrides that cause deterioration in corrosion resistance are not sufficiently dissolved. On the other hand, if the heat treatment temperature exceeds 1050° C. or the holding time exceeds 15 minutes, the channel steel may be deformed during the heat treatment. This is because, in duplex stainless steel, the soft ferrite phase ratio increases at high temperatures, and creep deformation occurs at high temperatures.

熱処理に引き続いて行われる冷却において、熱処理温度から400℃までの平均冷却速度が0.3℃/s未満であると、冷却途中で炭化物および窒化物が析出し、耐食性が劣化する。特に、母材部と溶接熱影響部との臨界孔食発生温度の差が10℃以上となり、溶接熱影響部が優先的に腐食する。一方、平均冷却速度が10℃/s超であると、冷却時に溝形鋼のねじれ変形が生じて、寸法形状が悪化する。 In the cooling that follows the heat treatment, if the average cooling rate from the heat treatment temperature to 400° C. is less than 0.3° C./s, carbides and nitrides will precipitate during cooling and the corrosion resistance will deteriorate. In particular, the difference in the critical pitting corrosion initiation temperature between the base metal portion and the weld heat affected zone is 10° C. or more, and the weld heat affected zone corrodes preferentially. On the other hand, if the average cooling rate exceeds 10° C./s, twist deformation of the channel steel occurs during cooling, resulting in deterioration of the dimensions and shape.

上記のような冷却速度を確保するためには、熱処理後に水を使用した冷却を使用しない方がよい。直接鋼材に水をかけると、部分的に冷却速度が速まり、変形の原因となるためである。 In order to ensure the above cooling rate, it is better not to use cooling with water after the heat treatment. This is because if water is directly applied to the steel material, the cooling rate will partially increase, causing deformation.

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 The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples.

表1に示す化学組成を有する二相ステンレス鋼を溶製し、種々の条件で加熱した後、熱間圧延を実施し、厚さ6mmのL字形状の断面を有する山形鋼とした。表面を酸洗後、200mm長さに切断した。上記の山形鋼を2つ並べて左右対称に配置し、200mm長さ部分同士をMIG溶接し、溝形鋼とした。 Duplex stainless steels having chemical compositions shown in Table 1 were melted, heated under various conditions, and then hot-rolled to obtain angle steels having an L-shaped cross section with a thickness of 6 mm. After pickling the surface, it was cut to a length of 200 mm. Two of the above angle steels were placed side by side symmetrically, and 200 mm length portions were MIG welded to each other to form a channel steel.

Figure 0007192483000001
Figure 0007192483000001

溶接は、3.2mmφの二相ステンレス鋼(Low C-22Cr-6Ni-3Mo-0.1N:SUS329J3L相当)をワイヤとして用い、内側または外側から電圧30V、電流520A、速度55cpmの条件で実施した。溶接時に吹き付けるガスは、窒素ガスを主体とし、一部にてAr-3%Oガスを使用した。 Welding was performed using 3.2 mmφ duplex stainless steel (Low C-22Cr-6Ni-3Mo-0.1N: equivalent to SUS329J3L) as a wire, with a voltage of 30 V from the inside or outside, a current of 520 A, and a speed of 55 cpm. . The gas blown during welding was mainly nitrogen gas, and partly used Ar-3% O 2 gas.

溶接部裏面を研削した後、表2に示す種々の条件で熱処理を行った。冷却後、溝形鋼の反りを調査した。反りは、溝形鋼の溶接部を含む面(底面)の外側を底(設置面)として平面に置いたとき、地面から浮いている最大高さhを測定することで評価した。 After grinding the back surface of the welded portion, heat treatment was performed under various conditions shown in Table 2. After cooling, the channel steel was examined for warpage. The warp was evaluated by measuring the maximum height h above the ground when the groove steel was placed on a flat surface with the outside of the surface (bottom) including the welded portion as the bottom (installation surface).

次に、耐食性の調査を行った。まず、溶接部を含む位置および溶接部から10mm以上離れた位置から、それぞれ15mm×60mmの試験片を採取し、全面#600研磨した。そして、上記試験片をASTM G48 E法に準拠した臨界孔食発生温度測定試験に供した。 Next, the corrosion resistance was investigated. First, a test piece of 15 mm×60 mm was taken from a position including the welded part and a position separated from the welded part by 10 mm or more, and the entire surface was polished with #600. Then, the above test piece was subjected to a critical pitting corrosion initiation temperature measurement test based on the ASTM G48 E method.

試験後、光学顕微鏡で孔食最大深さ部と表面とのそれぞれに焦点深度を合わせることでその差を測定し、孔食深さとした。試験温度は5℃ずつ変化させ、試験後に25μm以上の深さを有する孔食が認められる最低温度を臨界孔食発生温度とした。なお、試験溶液は-5℃未満で凍るため、試験の最低温度を-5℃とした。母材の耐食性が≦-5℃のものは耐食性不良(×)とした。 After the test, the depth of focus was adjusted to each of the maximum pitting depth and the surface with an optical microscope, and the difference was measured as the pitting depth. The test temperature was changed by 5° C., and the lowest temperature at which pitting corrosion having a depth of 25 μm or more was observed after the test was taken as the critical pitting initiation temperature. Since the test solution freezes below -5°C, the lowest temperature of the test was -5°C. When the corrosion resistance of the base material was ≤ -5°C, the corrosion resistance was poor (x).

結果を表2に併せて示す。 The results are also shown in Table 2.

Figure 0007192483000002
Figure 0007192483000002

表2に示す結果から明らかなように、本発明の規定を満足する本発明例では、耐食性および寸法精度が優れる結果となった。 As is clear from the results shown in Table 2, the examples of the present invention satisfying the requirements of the present invention exhibited excellent corrosion resistance and dimensional accuracy.

本発明によれば、耐食性および寸法精度に優れた二相ステンレス溶接溝形鋼を工業的に安定して得ることができる。 According to the present invention, it is possible to industrially stably obtain a welded duplex stainless channel steel excellent in corrosion resistance and dimensional accuracy.

10 二相ステンレス溶接溝形鋼
11a,11b 側壁部
12 底部
13a,13b 母材部
14 溶接金属部
15a,15b 溶接熱影響部
REFERENCE SIGNS LIST 10 Duplex stainless welded channel steel 11a, 11b Side wall 12 Bottom 13a, 13b Base material 14 Weld metal 15a, 15b Weld heat affected zone

Claims (7)

一方向に延びかつ前記一方向に垂直な断面がU字形状であり、一対の側壁部と、前記一対の側壁部を接続する底部とを備える溝形鋼であって、
前記溝形鋼は、前記一方向に垂直な断面がL字形状である一対の母材部と、前記一対の母材部に挟まれ、前記底部において前記一方向に延在する溶接金属部とを有し、
前記母材部と前記溶接金属部との境界部には、溶接熱影響部が形成されており、
前記母材部は、オーステナイト相の面積率が30~70%であり、残部がフェライト相および析出物である金属組織を有し、
前記溶接熱影響部における臨界孔食発生温度T1(℃)と、前記母材部における臨界孔食発生温度T2(℃)とが、下記(i)式を満足し、
前記臨界孔食発生温度は、ASTM G48記載のE法で測定され、試験温度を5℃ずつ変化させながら3回ずつ測定を行った際に、前記3回の測定のうち、少なくとも1回の測定において、試験後に25μm以上の深さを有する孔食が認められる最低温度であり、
前記一方向における、曲がり許容差が単位長さ(m)当たり3mm以下である、
二相ステンレス溶接溝形鋼。
T1≧T2-5 ・・・(i)
A channel steel having a U-shaped cross section extending in one direction and perpendicular to the one direction, and comprising a pair of side walls and a bottom connecting the pair of side walls,
The channel steel includes a pair of base metal parts having an L-shaped cross section perpendicular to the one direction, and a welded metal part sandwiched between the pair of base metal parts and extending in the one direction at the bottom part. has
A weld heat affected zone is formed at a boundary between the base metal portion and the weld metal portion,
The base material portion has a metal structure in which the area ratio of the austenite phase is 30 to 70%, and the balance is the ferrite phase and precipitates,
The critical pitting initiation temperature T1 (°C) in the weld heat affected zone and the critical pitting initiation temperature T2 (°C) in the base metal portion satisfy the following formula (i),
The critical pitting initiation temperature is measured by E method described in ASTM G48, and when the test temperature is changed by 5 ° C. and measured three times at a time, at least one measurement out of the three measurements is the lowest temperature at which pitting corrosion having a depth of 25 μm or more is observed after the test,
The bending tolerance in the one direction is 3 mm or less per unit length (m).
Duplex stainless welded channel steel.
T1≧T2−5 (i)
前記一方向に垂直な断面において、前記底部から前記一対の側壁部が延びる側を内側、その反対側を外側とした時に、
前記溶接金属部の内側部分におけるオーステナイトの面積率が、前記溶接金属部の外側部分におけるオーステナイトの面積率より高い、
請求項1に記載の二相ステンレス溶接溝形鋼。
In the cross section perpendicular to the one direction, when the side where the pair of side wall portions extend from the bottom portion is the inside and the opposite side is the outside,
The area ratio of austenite in the inner part of the weld metal part is higher than the area ratio of austenite in the outer part of the weld metal part,
The duplex stainless welded channel steel according to claim 1.
前記母材部の化学組成が、質量%で、
C:0.001~0.060%、
Si:0.01~1.50%、
Mn:0.1~6.0%、
P:0.050%以下、
S:0.0050%以下、
Cr:19.0~26.0%、
Ni:1.0~8.0%、
N:0.050~0.25%、
Al:0.003~0.050%、
Ti:0~0.050%、
Nb:0~0.15%、
Mo:0~4.0%、
Cu:0~4.0%、
W:0~4.0%、
Mg:0~0.0050%、
Ca:0~0.0050%、
REM:0~0.30%、
B:0~0.0040%、
残部:Feおよび不純物である、
請求項1または請求項2に記載の二相ステンレス溶接溝形鋼。
The chemical composition of the base material portion is, in mass %,
C: 0.001 to 0.060%,
Si: 0.01 to 1.50%,
Mn: 0.1 to 6.0%,
P: 0.050% or less,
S: 0.0050% or less,
Cr: 19.0 to 26.0%,
Ni: 1.0 to 8.0%,
N: 0.050 to 0.25%,
Al: 0.003 to 0.050%,
Ti: 0 to 0.050%,
Nb: 0 to 0.15%,
Mo: 0-4.0%,
Cu: 0 to 4.0%,
W: 0 to 4.0%,
Mg: 0-0.0050%,
Ca: 0 to 0.0050%,
REM: 0-0.30%,
B: 0 to 0.0040%,
balance: Fe and impurities,
The duplex stainless weld channel steel according to claim 1 or claim 2.
前記母材部の化学組成が、質量%で、
Ti:0.01~0.050%、
Nb:0.02~0.15%、
Mo:0.05~4.0%、
Cu:0.05~4.0%、
W:0.05~4.0%、
Mg:0.0002~0.0050%、
Ca:0.0002~0.0050%、
REM:0.005~0.30%、および、
B:0.0003~0.0040%、
から選択される1種以上を含有する、
請求項1から請求項3までのいずれかに記載の二相ステンレス溶接溝形鋼。
The chemical composition of the base material portion is, in mass %,
Ti: 0.01 to 0.050%,
Nb: 0.02 to 0.15%,
Mo: 0.05 to 4.0%,
Cu: 0.05 to 4.0%,
W: 0.05 to 4.0%,
Mg: 0.0002-0.0050%,
Ca: 0.0002 to 0.0050%,
REM: 0.005 to 0.30%, and
B: 0.0003 to 0.0040%,
containing one or more selected from
Duplex stainless welded channel steel according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から請求項4までのいずれかに記載の二相ステンレス溶接溝形鋼の製造方法であって、
(a)一方向に延び、前記一方向に垂直な断面がL字形状の山形鋼を左右対称に2つ配置し、溶接により接合して、断面がU字形状の溝形鋼とする工程と、
(b)前記溝形鋼を950~1050℃の温度域まで加熱した後、該温度域で3~15min保持し、その後、該温度域から400℃までの平均冷却速度が0.3~10℃/sとなる条件で冷却する工程と、を備える、
二相ステンレス溶接溝形鋼の製造方法。
A method for manufacturing a duplex stainless welded channel steel according to any one of claims 1 to 4,
(a) a step of arranging two angle steels symmetrically extending in one direction and having an L-shaped cross section perpendicular to the one direction and joining them by welding to form a channel steel having a U-shaped cross section; ,
(b) After heating the channel steel to a temperature range of 950 to 1050 ° C., it is held in the temperature range for 3 to 15 minutes, and then the average cooling rate from the temperature range to 400 ° C. is 0.3 to 10 ° C. A step of cooling under conditions of / s,
A method for producing a duplex stainless welded channel steel.
前記溝形鋼が、一対の側壁部と、前記一対の側壁部を接続する底部とを備え、前記一方向に垂直な断面において、前記底部から前記一対の側壁部が延びる側を内側とした場合に、
前記(a)の工程において、前記内側から、窒素ガスによりシールした状態で溶接を行う、
請求項5に記載の二相ステンレス溶接溝形鋼の製造方法。
When the channel steel includes a pair of side wall portions and a bottom portion connecting the pair of side wall portions, and in a cross section perpendicular to the one direction, the side where the pair of side wall portions extend from the bottom portion is the inside. to the
In the step (a), welding is performed from the inside in a state of being sealed with nitrogen gas.
The method for manufacturing the duplex stainless welded channel steel according to claim 5.
前記山形鋼が、請求項3または請求項4に記載の化学組成を有する、
請求項5または請求項6に記載の二相ステンレス溶接溝形鋼の製造方法。
wherein the angle iron has the chemical composition according to claim 3 or claim 4,
The method for manufacturing the duplex stainless welded channel steel according to claim 5 or 6.
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