JP7460906B2 - 二相ステンレス鋼溶接材料 - Google Patents
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- Arc Welding In General (AREA)
Description
PREW=Cr+3.3(Mo+0.5W)+16N・・・・・(1)
Ph={Ni+Co+30(C+N)-0.6(Cr+1.5Si+Mo+0.4W)+5.6}÷{Cr+1.5Si+Mo+0.4W-6}・・・・(2)
但し、(1)式および(2)式中の元素記号は、その元素の含有量(重量%)を示す。
SEW=14Cr+5Mn+10Mo+60Cu+50(C+N)+20W・・・(i)
PREW=Cr+3.3(Mo+0.5W)+16N・・・(ii)
ただし、(i)式および(ii)式中の各元素記号は、各元素の含有量(質量%)を意味する。
C:0.001~0.030%、
Si:0.05~0.60%、
Mn:0.05~0.60%、
P:0.025%以下、
S:0.0030%以下、
Cr:21.00~28.00%、
Ni:6.00~11.00%、
Mo:2.00~4.50%、
N:0.0800~0.4000%、
Sol.Al:0.001~0.050%、
Ca:0.0002~0.0100%、
B:0.0001~0.0030%、
O:0.0150%以下、
W:0~4.00%、
Nb:0~0.100%、
V:0~0.10%、
Ta:0~0.10%、
Cu:0~4.00%、
Co:0~1.00%、
Sn:0~0.010%、
Mg:0~0.02000%、
REM:0~0.100%、及び、
残部はFe及び不純物からなり、
式(1)及び式(2)を満たす化学組成を有する。
Si+5Mn≦2.70 (1)
O-(8/27)×Sol.Al-(8/11)×B-(2/15)×Ca≦0.0120 (2)
ここで、式(1)及び式(2)の各元素記号には、二相ステンレス鋼溶接材料の化学組成中の各元素の質量%での含有量が代入される。
Si+5Mn≦2.70 (1)
O-(8/27)×Sol.Al-(8/11)×B-(2/15)×Ca≦0.0120 (2)
二相ステンレス鋼溶接材料であって、質量%で、
C:0.001~0.030%、
Si:0.05~0.60%、
Mn:0.05~0.60%、
P:0.025%以下、
S:0.0030%以下、
Cr:21.00~28.00%、
Ni:6.00~11.00%、
Mo:2.00~4.50%、
N:0.0800~0.4000%、
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Ca:0.0002~0.0100%、
B:0.0001~0.0030%、
O:0.0150%以下、
W:0~4.00%、
Nb:0~0.100%、
V:0~0.10%、
Ta:0~0.10%、
Cu:0~4.00%、
Co:0~1.00%、
Sn:0~0.010%、
Mg:0~0.02000%、
REM:0~0.100%、及び、
残部はFe及び不純物からなり、
式(1)及び式(2)を満たす化学組成を有する、二相ステンレス鋼溶接材料。
Si+5Mn≦2.70 (1)
O-(8/27)×Sol.Al-(8/11)×B-(2/15)×Ca≦0.0120 (2)
ここで、式(1)及び式(2)の各元素記号には、二相ステンレス鋼溶接材料の化学組成中の各元素の質量%での含有量が代入される。
[1]に記載の二相ステンレス鋼溶接材料であって、
前記化学組成は、質量%で、
W:0.50~4.00%を含有する、二相ステンレス鋼溶接材料。
[1]又は[2]に記載の二相ステンレス鋼溶接材料であって、
前記化学組成は、質量%で、
Nb:0.010~0.100%、
V:0.01~0.10%、及び
Ta:0.01~0.10%からなる群から選択される1元素以上を含有する、二相ステンレス鋼溶接材料。
[1]~[3]のいずれか1項に記載の二相ステンレス鋼溶接材料であって、
前記化学組成は、質量%で、
Cu:0.20~4.00%、及び
Co:0.05~1.00%からなる群から選択される1元素以上を含有する、二相ステンレス鋼溶接材料。
[1]~[4]のいずれか1項に記載の二相ステンレス鋼溶接材料であって、
前記化学組成は、質量%で、
Sn:0.001~0.010%を含有する、二相ステンレス鋼溶接材料。
[1]~[5]のいずれか1項に記載の二相ステンレス鋼溶接材料であって、
前記化学組成は、質量%で、
Mg:0.00001~0.02000%、及び
REM:0.005~0.100%からなる群から選択される1元素以上を含有する、二相ステンレス鋼溶接材料。
本実施形態による二相ステンレス鋼溶接材料の化学組成は、次の元素を含有する。
炭素(C)はオーステナイト相を安定化するのに有効な元素である。C含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、溶接ままでの溶接金属中のオーステナイト量が少なくなり、溶接金属の耐食性及び強度が低下する。一方で、C含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、炭化物が析出しやすくなり、溶接金属の耐食性が低下する。したがって、C含有量は0.001~0.030%である。C含有量の好ましい下限は0.002%であり、より好ましくは0.003%である。C含有量の好ましい上限は0.025%であり、より好ましくは0.020%である。
シリコン(Si)は鋼を脱酸する。Si含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、この効果が十分に得られない。一方で、Siはフェライト相を安定化する。Si含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、溶接ままでの溶接金属中のフェライト量が増大して溶接金属の耐食性及び強度が低下する。Siはさらに、溶接時の溶融金属の粘性を高める。したがって、Si含有量は0.05~0.60%である。Si含有量の好ましい下限は0.08%であり、より好ましくは0.10%である。Si含有量の好ましい上限は0.50%であり、より好ましくは0.40%である。
マンガン(Mn)はオーステナイト相を安定化する。Mn含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、溶接ままでの溶接金属中のオーステナイト量が少なくなり、溶接金属の耐食性及び強度が低下する。一方で、Mnは溶接時の溶融金属の表面張力の温度係数を高める。言い換えると、Mnは溶接時の溶融金属の表面張力の温度依存性を高める。Mn含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、溶接時の溶融金属の濡れ性が低下する。したがって、Mn含有量は0.05~0.60%である。Mn含有量の好ましい下限は0.08%であり、より好ましくは0.10%である。Mn含有量の好ましい上限は0.53%であり、より好ましくは0.50%であり、さらに好ましくは0.40%である。
リン(P)は不可避的に含有される不純物である。すなわち、P含有量の下限は0%超である。Pは溶接金属の溶接割れ感受性を著しく高める。したがって、P含有量は0.025%以下である。P含有量の好ましい上限は0.023%であり、より好ましくは0.020%である。P含有量はなるべく低い方が好ましい。ただし、P含有量の極端な低減は、製造コストの増大を招く。したがって、工業生産性を考慮した場合、P含有量の好ましい下限は0.001%であり、より好ましくは0.002%である。
硫黄(S)は不可避的に含有される不純物である。すなわち、S含有量の下限は0%超である。一方で、Sは溶接時の溶融金属の表面張力の温度依存性に影響を与える。S含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、溶接時の溶融金属の温度と溶接時の溶融金属の表面張力との間の相関関係が、正の相関関係になる。この場合、溶接時の溶融金属の濡れ性が低下する。したがって、S含有量は0.0030%以下である。S含有量の好ましい上限は0.0025%であり、より好ましくは0.0020%である。S含有量はなるべく低い方が好ましい。ただし、S含有量の極端な低減は、製造コストの増大を招く。したがって、工業生産性を考慮した場合、S含有量の好ましい下限は0.0001%であり、より好ましくは0.0002%であり、さらに好ましくは0.0003%である。
クロム(Cr)は溶接金属の耐食性を高める。Cr含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、溶接金属の耐孔食性が低下する。一方、Cr含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、シグマ相のような金属間化合物が析出しやすく、溶接材料の熱間加工性や溶接金属の靱性及び耐食性が低下する。したがって、Cr含有量は21.00~28.00%である。Cr含有量の好ましい下限は21.50%であり、より好ましくは22.00%である。Cr含有量の好ましい上限は27.50%であり、より好ましくは27.00%である。
ニッケル(Ni)はオーステナイト相を安定化させる。Ni含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、溶接金属中のオーステナイト量が少なくなり、溶接金属の耐食性及び強度が低下する。一方、Ni含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、溶接金属中のフェライト量が少なくなり、溶接金属の耐食性及び強度が低下する。この場合、溶接金属の耐食性及び強度が低下し、さらに、シグマ相が析出する。したがって、Ni含有量は6.00~11.00%である。Ni含有量の好ましい下限は6.50%であり、より好ましくは7.00%であり、さらに好ましくは7.50%である。Ni含有量の好ましい上限は10.50%であり、より好ましくは10.00%である。
モリブデン(Mo)はCrと同様に溶接金属の耐食性を高める。Mo含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、溶接金属の耐孔食性及び耐隙間腐食性が低下する。一方、Mo含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、シグマ相が析出しやすくなり、溶接材料の製造性の低下、及び、溶接金属の靭性及び耐食性が低下する。したがって、Mo含有量は2.00~4.50%である。Mo含有量の好ましい下限は2.50%であり、より好ましくは3.00%である。Mo含有量の好ましい上限は4.30%であり、より好ましくは4.00%である。
窒素(N)はオーステナイト相を安定化するとともに、PREWを高めて溶接金属の耐孔食性及び耐隙間腐食性を高める。N含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、溶接金属のフェライト相とオーステナイト相とのバランスが崩れ、溶接金属の耐食性及び強度が低下する。一方、N含有量が高すぎれば、溶接時にブローホール等の欠陥が発生する。したがって、N含有量は0.0800~0.4000%である。N含有量の好ましい下限は0.1000%であり、より好ましくは0.1500%である。N含有量の好ましい上限は0.3700%であり、より好ましくは0.3500%である。
アルミニウム(Al)は鋼を脱酸する。Al含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、この効果が得られない。Alはさらに、溶接時の溶融金属中の溶存酸素と結合して酸化物を形成することで、溶接時の溶融金属中の溶存酸素量を低減する。一方、Al含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、AlNが析出して溶接金属の靭性及び耐食性が低下する。したがって、Sol.Al含有量は0.001~0.050%である。Al含有量の好ましい下限は0.003%であり、より好ましくは0.005%である。Al含有量の好ましい上限は0.040%であり、より好ましくは0.030%である。なお、本明細書にいうAl含有量は、「酸可溶Al」、つまり、Sol.Alの含有量を意味する。
カルシウム(Ca)はSを固定して溶接材料の熱間加工性を高める。Ca含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、この効果が得られない。Caはさらに、溶接時の溶融金属中の溶存酸素と結合して酸化物を形成することで、溶接時の溶融金属中の溶存酸素量を低減する。一方、Ca含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Caが酸素と結合し、溶接材料の清浄性を著しく低下させて、溶接材料の熱間加工性が低下する。したがって、Ca含有量は0.0002~0.0100%である。Ca含有量の好ましい下限は0.0005%であり、より好ましくは0.0010%である。Ca含有量の好ましい上限は0.0070%であり、より好ましくは0.0050%である。
ボロン(B)は高温で粒界に偏析して、溶接材料の熱間加工性を高める。B含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、この効果が得られない。Bはさらに、溶接時の溶融金属中の溶存酸素と結合して酸化物を形成することで、溶接時の溶融金属中の溶存酸素量を低減する。一方、B含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、溶接部の凝固過程において凝固偏析が生じ、溶接部の凝固割れ感受性が増大する。したがって、B含有量は0.0001~0.0030%である。B含有量の好ましい下限は0.0005%であり、より好ましくは0.0010%である。B含有量の好ましい上限は0.0025%であり、より好ましくは0.0020%である。
酸素(O)は不純物である。ただし、製錬上O含有量を0%にすることは困難である。すなわち、O含有量の下限は0%超である。一方、Oは溶接時の溶融金属の表面張力の温度依存性に影響を与える。O含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、溶接時の溶融金属中の溶存酸素量が高まる。この場合、溶接時の溶融金属の温度と溶接時の溶融金属の表面張力との間の相関関係が正の相関関係になり、溶接時の溶融金属の濡れ性が低下する。したがって、O含有量は0.0150%以下である。ただし、O含有量の極端な低減は、製造コストの増大を招く。したがって、工業生産性を考慮した場合、O含有量の好ましい下限は0.0010%であり、より好ましくは0.0020%である。O含有量の好ましい上限は0.0140%であり、より好ましくは0.0130%である。
上述の二相ステンレス鋼溶接材料の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Wを含有してもよい。
タングステン(W)は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、W含有量は0%であってもよい。含有される場合、Wは安定な酸化物を形成して、pHの低い環境における溶接金属の耐食性を高める。Wが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、W含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、金属間化合物の析出を促進し溶接金属の靱性が低下する。したがって、W含有量は0~4.00%である。W含有量の好ましい下限は0%超であり、より好ましくは0.50%であり、さらに好ましくは1.00%である。W含有量の好ましい上限は3.50%であり、より好ましくは3.00%である。
ニオブ(Nb)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Nb含有量は0%であってもよい。含有される場合、Nbは、Cと結合して炭化物を生成する。これにより、粒界でのCr炭化物の生成が抑制され、溶接金属の耐食性が高まる。Nbが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Nb含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、過剰な炭化物を析出させるため、逆に溶接金属の耐食性が低下する。したがって、Nb含有量は0~0.100%である。Nb含有量の好ましい下限は0%超であり、より好ましくは0.010%であり、さらに好ましくは0.020%である。Nb含有量の好ましい上限は0.080%であり、より好ましくは0.070%であり、さらに好ましくは0.050%である。
バナジウム(V)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、V含有量は0%であってもよい。含有される場合、Vは、Cと結合して炭化物を生成する。これにより、粒界でのCr炭化物の生成が抑制され、溶接金属の耐食性が高まる。Vが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、V含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、過剰な炭化物を析出させるため、逆に溶接金属の耐食性が低下する。したがって、V含有量は0~0.10%である。V含有量の好ましい下限は0%超であり、より好ましくは0.01%であり、さらに好ましくは0.02%である。V含有量の好ましい上限は0.08%であり、より好ましくは0.07%であり、さらに好ましくは0.05%である。
タンタル(Ta)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ta含有量は0%であってもよい。含有される場合、Taは、Cと結合して炭化物を生成する。これにより、粒界でのCr炭化物の生成が抑制され、溶接金属の耐食性が高まる。Taが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ta含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、過剰な炭化物を析出させるため、逆に溶接金属の耐食性が低下する。したがって、Ta含有量は0~0.10%である。Ta含有量の好ましい下限は0%超であり、より好ましくは0.01%であり、さらに好ましくは0.02%である。Ta含有量の好ましい上限は0.08%であり、より好ましくは0.07%であり、さらに好ましくは0.05%である。
銅(Cu)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Cu含有量は0%であってもよい。含有される場合、Cuは硫酸や硫化水素環境における溶接金属の耐酸性を高める。Cuが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Cu含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、溶接材料の熱間加工性が低下する。したがって、Cu含有量は0~4.00%である。Cu含有量の好ましい下限は0.20%であり、より好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.50%である。Cu含有量の好ましい上限は3.50%であり、より好ましくは3.00%であり、さらに好ましくは2.50%である。
コバルト(Co)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Co含有量は0%であってもよい。含有される場合、CoはCuと同様に溶接金属の耐酸性を高めるとともに、オーステナイト相を安定化する。Coが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Co含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、コストが増加する。したがって、Co含有量は0~1.00%である。Co含有量の好ましい下限は0.05%であり、より好ましくは0.10%であり、さらに好ましくは0.20%である。Co含有量の好ましい上限は0.90%であり、より好ましくは0.80%であり、さらに好ましくは0.70%である。
錫(Sn)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Sn含有量は0%であってもよい。含有される場合、Snは溶接金属の耐孔食性を高める。Snが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Sn含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、溶け込み深さが増大して溶接時の溶融金属の濡れ性が低下するとともに、溶接材料の熱間加工性が低下する。したがって、Sn含有量は0~0.010%である。Sn含有量の好ましい下限は0.001%であり、より好ましくは0.002%であり、さらに好ましくは0.003%である。Sn含有量の好ましい上限は0.009%であり、より好ましくは0.008%であり、さらに好ましくは0.007%である。
マグネシウム(Mg)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Mg含有量は0%であってもよい。含有される場合、Mgは溶接材料の熱間加工性を高める。Mgが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Mg含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Mgが酸素と結合し、清浄性を著しく低下させて、却って溶接材料の熱間加工性が低下する。したがって、Mg含有量は0~0.02000%である。Mg含有量の好ましい下限は0.00001%であり、より好ましくは0.00005%であり、さらに好ましくは0.00010%である。Mg含有量の好ましい上限は0.01500%であり、より好ましくは0.01300%であり、さらに好ましくは0.01000%である。
希土類元素(REM)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、REM含有量は0%であってもよい。含有される場合、REMはCaやMgと同様に、溶接材料の熱間加工性を高める。REMが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、REM含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、REMが酸素と結合し、清浄性を著しく低下させて、却って溶接材料の熱間加工性が低下する。したがって、REM含有量は0~0.100%である。REM含有量の好ましい下限は0.005%であり、より好ましくは0.007%であり、さらに好ましくは0.010%である。REM含有量の好ましい上限は0.060%であり、より好ましくは0.050%であり、さらに好ましくは0.040%である。
本実施形態による二相ステンレス鋼溶接材料の化学組成は、式(1)を満たす。
Si+5Mn≦2.70 (1)
ここで、式(1)の各元素記号には、二相ステンレス鋼溶接材料の化学組成中の各元素の質量%での含有量が代入される。
本実施形態による二相ステンレス鋼溶接材料の化学組成は、式(2)を満たす。
O-(8/27)×Sol.Al-(8/11)×B-(2/15)×Ca≦0.0120 (2)
ここで、式(2)の各元素記号には、二相ステンレス鋼溶接材料の化学組成中の各元素の質量%での含有量が代入される。
本実施形態による二相ステンレス鋼溶接材料のミクロ組織は、フェライト及びオーステナイトからなる。本明細書において、「フェライト及びオーステナイトからなる」とは、フェライト及びオーステナイト以外の相が無視できるほど少ないことを意味する。たとえば、本実施形態による二相ステンレス鋼溶接材料のミクロ組織において、析出物や介在物の体積率は、フェライト及びオーステナイトの体積率と比較して、無視できるほど低い。すなわち、本実施形態による二相ステンレス鋼溶接材料のミクロ組織には、フェライト及びオーステナイト以外に、析出物や介在物等を微小量含んでもよい。
上述の構成を有する、本実施形態による二相ステンレス鋼溶接材料の製造方法の一例を説明する。なお、本実施形態による二相ステンレス鋼溶接材料の製造方法は、以下に説明する製造方法に限定されない。
素材準備工程では、上述の化学組成を有する素材を準備する。素材は製造して準備してもよいし、第三者から購入することにより準備してもよい。すなわち、素材を準備する方法は特に限定されない。
加工工程では、準備された素材に対して熱間加工及び冷間加工を実施する。まず、素材を加熱炉で加熱する。加熱温度は特に限定されないが、たとえば、1000~1300℃である。加熱炉から抽出された素材に対して、熱間加工を実施する。本実施形態では、熱間加工は特に限定されない。熱間加工は、熱間圧延であってもよく、熱間鍛造であってもよく、熱間押出であってもよい。その後、冷間加工を実施することで素材を溶接に適した形状に成形する。溶接材料の形状はたとえば、ソリッドワイヤ等の線材である。ワイヤ径は母材や溶接速度に応じて適宜選択される。一般に、母材の厚みが厚い程、ワイヤ径を太くして大電流溶接を適用する。ワイヤ径はたとえば、0.8~4.0mmである。
溶体化処理工程では、加工工程で成形された線材に対して、溶体化処理を実施する。溶体化処理の方法は、特に限定されず、周知の方法でよい。たとえば、線材を熱処理炉に装入し、所望の温度で保持した後、急冷する。溶体化処理の温度は特に限定されないが、たとえば、1000~1300℃である。溶体化処理の時間は特に限定されないが、たとえば、1~60分である。
本実施形態による製造方法では、上記以外の製造工程を含んでもよい。他の製造工程とはたとえば、焼鈍、酸洗である。たとえば、加工工程の後や溶体化処理工程の前、又は、溶体化処理工程後の線材に焼鈍処理を行ってもよい。焼鈍の温度は特に限定されないが、たとえば、1000~1300℃である。また、たとえば、溶体化処理後の線材にさらに冷間加工を行ってもよい。冷間加工は周知の方法で行われる。また、たとえば、溶体化処理後の線材に酸洗を行ってもよい。酸洗は周知の方法で行われる。
表1に示す化学組成を有する溶鋼を用いてインゴットを製造した。なお、表1中の「-」は、該当する元素の含有量が不純物レベルであったことを意味する。
ASTM UNS S39274の化学組成を有する溶鋼を用いて、鋳造により棒鋼を製造した。棒鋼に対して熱間押出及び冷間圧延を行い、外径77mm、肉厚6.35mmの鋼管を作製した。その後、溶接される部分を外削しスケールを除去した。
作成した鋼管外削部の表面に対し、各試験番号の溶接材料を用いて自動ガスタングステンアーク溶接により溶接を行った。溶接は、鋼管を周方向に回転させながら1Gにて行う全周溶接であった。なお、溶接に際しては、入熱を約1kJ/cmとした。また、シールドガスにはAr+2%N2を用い、流量を10L/分とした。溶接材料の供給速度は25mm/sで一定とした。得られた溶接継手の溶接始終端から溶接方向(つまり、鋼管の周方向)に90°回転した位置において、溶接ビード部1を含み、かつ、鋼管の軸方向に平行な断面を有する試験片を採取した。試験片の溶接ビード部1において、溶接ビード部1の幅と溶け込み深さを測定した。図4は、実施例における溶接ビード部1の幅(W)と溶け込み深さ(D)とを示す図である。図4を参照して、溶接ビード部1の幅(W)とは、鋼管2の軸方向と平行な断面における溶接止端部4間の距離である。図4を参照して、溶け込み深さ(D)とは、溶接ビード部の高さ(h)と溶接ビード部の深さ(d)との和である。溶け込み深さ(D)に対する溶接ビード部の幅(W)(W/D)を求めた。結果を表2に示す。
表1及び表2を参照して、試験番号1~12の溶接材料はいずれも、各元素の含有量が適切であり、かつ、式(1)及び式(2)を満たす化学組成を有した。その結果、試験番号1~12の溶接材料の濡れ性は5.0以上であり、優れた濡れ性を示した。
2 鋼管
3 アンダーカット
4 溶接止端部
W 溶接ビード部の幅
D 溶け込み深さ
h 溶接ビード部の高さ
d 溶接ビード部の深さ
Claims (6)
- 二相ステンレス鋼溶接材料であって、質量%で、
C:0.001~0.030%、
Si:0.05~0.60%、
Mn:0.05~0.60%、
P:0.025%以下、
S:0.0030%以下、
Cr:21.00~28.00%、
Ni:6.00~11.00%、
Mo:2.00~4.50%、
N:0.0800~0.4000%、
Sol.Al:0.001~0.050%、
Ca:0.0002~0.0100%、
B:0.0001~0.0030%、
O:0.0150%以下、
W:0~4.00%、
Nb:0~0.100%、
V:0~0.10%、
Ta:0~0.10%、
Cu:0~4.00%、
Co:0~1.00%、
Sn:0~0.010%、
Mg:0~0.02000%、
REM:0~0.100%、及び、
残部はFe及び不純物からなり、
式(1)及び式(2)を満たす化学組成を有する、二相ステンレス鋼溶接材料。
Si+5Mn≦2.70 (1)
O-(8/27)×Sol.Al-(8/11)×B-(2/15)×Ca≦0.0120 (2)
ここで、式(1)及び式(2)の各元素記号には、二相ステンレス鋼溶接材料の化学組成中の各元素の質量%での含有量が代入される。 - 請求項1に記載の二相ステンレス鋼溶接材料であって、
前記化学組成は、質量%で、
W:0.50~4.00%を含有する、二相ステンレス鋼溶接材料。 - 請求項1又は請求項2に記載の二相ステンレス鋼溶接材料であって、
前記化学組成は、質量%で、
Nb:0.010~0.100%、
V:0.01~0.10%、及び
Ta:0.01~0.10%からなる群から選択される1元素以上を含有する、二相ステンレス鋼溶接材料。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載の二相ステンレス鋼溶接材料であって、
前記化学組成は、質量%で、
Cu:0.20~4.00%、及び
Co:0.05~1.00%からなる群から選択される1元素以上を含有する、二相ステンレス鋼溶接材料。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載の二相ステンレス鋼溶接材料であって、
前記化学組成は、質量%で、
Sn:0.001~0.010%を含有する、二相ステンレス鋼溶接材料。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載の二相ステンレス鋼溶接材料であって、
前記化学組成は、質量%で、
Mg:0.00001~0.02000%、及び
REM:0.005~0.100%からなる群から選択される1元素以上を含有する、二相ステンレス鋼溶接材料。
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