JPH02182397A - マルテンサイトステンレス鋼溶接材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、耐食性と硬度（耐摩耗性）が要求される製鉄
所のガイド・ローラなどの鉄鋼構造体の表面に帯状電極
溶接法などによって、肉盛溶接されるマルテンサイトス
テンレス鋼溶接材料（調帯）の製造方法に関するもので
ある。

〈従来の技術〉 製鉄所における鋼片なとの重量物を搬送するガイド・ロ
ーラなどは耐食性と共に耐摩耗性が要求される。この目
的のために、普通鋼のロール芯の表面にマルテンサイト
ステンレス鋼を肉盛溶接する場合が多い、肉盛溶接には
軟鋼の棒のまわりに、フラックスと共にＣｒ、　Ｃ，Ｎ
ｉなどの合金粉を被覆した被覆溶接棒が用いられる。し
かし、溶接棒による肉盛は、線状で肉盛していくので、
面状で肉盛していく帯状電極肉盛に比べて作業性が著し
く劣る。

一方、ｃ＞　ｏ、ＩＴｆＬｆｉｔ％（以下％と略す）の
高Ｃ・マルテンサイトステンレス鋼板は冷延が難しく、
かつ特殊な用途に限って用いられているのが実情で、帯
状電極肉盛に用いられる０、３〜０．６Ｍ厚の調帯は仲
々入手し難いのが実情である。また、通常市販されてい
る５ＵＳ４１０〜４３０（０，０３％Ｃ−１２〜１６％
Ｃｒ）を用いてフラックスからＣを添加する方法は、Ｃ
の歩留が悪く実用化が困難である。

以上の事情から、帯状電極肉盛に用いられる０、３〜０
．６ｍ１ＦＪの高Ｃ・マルテンサイトステンレス鋼帯の
供給が望まれている。

〈発明が解決しようとする課題〉 高Ｃ・マルテンサイトステンレス鋼帯を双ロール法や単
ロール法などの直接製板装置で試作したところ、０．３
〜０．６唾厚の銅帯が製造できることが判明した。しか
しながらこの銅帯が直接製板装置の巻取機で巻き取られ
たコイルは、従来、通常の工程である強制冷却あるいは
放冷の工程を経ると、硬くなって酸化スケール除去やス
リット加工などのためにラインで巻き戻すことが困難に
なるという問題がある。すなわち、巻き取られたコイル
は通常３００〜１０００ｎｏ＋φの巻きぐせが付いてい
るが、これを矯正するためにレベラーなどを通すと板が
破断してしまい、実用化は出来ないという問題がある。

この様な現状に鑑み、本発明は、耐り性と耐摩耗性があ
り、肉盛溶接に用いられる高Ｃ・マルテンサイトステン
レス鋼帯の製造方法を提供するためになされたものであ
る。

＜ｙＡｓを解決するための手段〉 本発明は、重量比で０．１％以上のＣ，１％以下のＳｉ
、　　１％以下のＶ、１％以下のＭｏ、　　２％以下の
Ｍｎを含有し、かつ９％以上のＣｒおよび１％以下のＮ
ｉを下記の関係式を満足するように含有し、残余がＦｅ
と不可避不純物からなる溶鋼を、回転するロールに注い
で直接に０．３〜０．６ＭＦＪの銅帯を連続的に製造し
、コイルとして巻き取った後、５５０〜８５０℃に１０
分間以上保持することを特徴とするマルテンサイトステ
ンレス鋼溶接材料の製造方法である。

記 ２２−０．１１１　　（Ｃｒ当ｆｉｔ）≧（Ｎｉ当量〕
≧０．７（Ｃｒ当量）−７（１）、 〔Ｃｒ当量］≧１０・−・・・　　　　　　　　　　　
（２）、〔Ｎｉ当量］≧３−・・−・−−−一−−−・
・・−・・・−・−・（３）、（Ｃｒ当ｆｉ）−Ｃｒ（
％）　＋Ｎａ　（％）　＋１．５　Ｓｔ　（％）（４）
、 （Ｎｉ当量）　＝Ｎｉ　（％）＋３０・Ｃ（％）＋０．
５・Ｍｎ　（％）・・−・・・　　　　　　（５）。

〈作　用〉 本発明では、前記のとおりマルテンサイトステンレス鋼
の組成、特にＣｒ、　Ｎｉの組成を限定した。

すなわちシェフラーの組織図において凝固冷却後にマル
テンサイト単相あるいはそれが約５０％を占める混合相
組織になる範囲の組成（特許請求の範囲の（１）〜（５
）式）になっているので、本発明に係るマルテンサイト
ステンレス鋼溶接材料を使用すると肉盛溶接部は耐食性
と硬度（耐摩耗性）が高くなる。

本発明方法で提供される綱帯は、回転するロールに溶鋼
を注いで、直接製板法で製造されるので安価であり、ま
たマルテンサイトステンレス鋼鋼帯が容易に製造できる
結果、一般に市場で入手でき、その調帯が電極肉盛に使
用でき、従来の溶接棒肉盛に比べて作業性が著しく向上
する。

直接製版法で製造されたマルテンサイトステンレス鋼鋼
帯は、コイルとして巻き取られた後５５０〜８５０℃で
１０分以上保持され、焼鈍されることによって鋼帯が軟
化して巻き戻しラインを通板することが可能となり前述
のように容易に製造でき、また溶接材料として使える程
度に軟化する。

〈実施例〉 本発明に係るマルテンサイトステンレス鋼溶接材料の製
造方法の実施例を各工程ごとに以下に説明する。

（溶接材料用溶鋼の組成の選定） 本発明に係る溶接材料用溶鋼の組成の選定の範囲及び理
由を以下に示す。

Ｃｒが９％以下になると耐食性が劣るので、９％以上と
する。

Ｃは、所定の硬度を維持しマルテンサイ）＆［１１ａと
するために０．１％以上を必要とする。

Ｎｉは、マルテンサイトを安定化させる目的で１％以下
の添加を行う。

Ｓｔは脱酸のために１％を限度に添加するのが望ましい
。

Ｍｎは脆化を防ぐために２％以下の添加が望ましい。

Ｖ、Ｍｏは炭化物の安定化のだにそれぞれ１％を限度に
添加する。

本材料が、肉盛溶接されて耐摩耗性を発揮するためには
凝固冷却後にマルテンサイト単相あるいはそれが約５０
％以上を占める混合＆Ｉｌ織になる必要があるが、前記
の（１）〜（５）式示したＮｊ当量とＣｒ当量の関係を
充たせば満足される。

Ｎｉ、　Ｃｒ当量で表した本発明に係る溶鋼の組成範囲
を第１図に示した。

（直接製板プロセス） 本発明に係る銅帯は、単ロール法（第３図参照）又は双
ロール法（第４図、第５図参照）によるプロセスで製造
することができる（第６図参照）。

板厚はネットシエイプ、すなわち溶接用鋼帯の製品板厚
である０、３〜０．６順厚に鋳造するのが好ましい０通
常０．５〜５ｍ／ｓｅｃの周速度で回転するロールの側
面（単ロール法）、又は間隙（双ロール法）に、ノズル
などから所定の＆ＩＬ成の溶鋼を注ぐ、ロールによって
冷却凝固し、薄（１シとなった鋼’！ｔＦは搬送されて
、巻取機によりコイルとして巻き取られる。

（コイルの熱処理） 本発明の最も重要なポイントである。直接製板法で製造
されたマルテンサイトステンレスｔ！４帯は極めて硬く
脆いが、５５０〜８５０℃の温度範囲で焼鈍すると、溶
接材料として使える程度に軟化する。

なお、焼鈍時間は１０分で充分である。

焼鈍温度を５５０〜８５０℃に限定した理由は、っぎの
とおりである。

５５０’Ｃ以下の焼鈍では、マルテンサイト相から、軟
らかい相のフェライト相を晶出させることが困難である
ので、下限を５５０’Ｃとした。

焼鈍温度が８５０℃を超えると、やはりフェライト相の
晶出が生じなくなるので上限を８５０″Ｃとした。

焼鈍は、任意の方法で行って良いが例えば以下のような
方法によることができる。

第１の方法： 通常の単ロール又は双ロール法により、本発明の対象と
なる組成の銅帯を製造した場合、鋳造用の冷却体である
冷却ロールを離れた直後の鋼４ｉＦは７００〜１１００
℃の温度を有している。

本発明者らは、このような銅帯をコイリングし、そのま
ま保温すれば自己の持つ顕熱によって焼鈍できるとの着
想の下に鋭意研究を重ねた結果、コイリング温度が７０
０℃以上の場合には、５５０〜８５０゛Ｃの温度範囲に
おける自己焼鈍ができるとの知見をえた。この知見に基
づき具体的にはコイリング温度を７００’Ｃ以上にして
、直ちに、保温Ｂｏｘに装入する。この方法は、５５０
“Ｃ以上の温度で１０分間以上の焼鈍効果がある。保１
ｉＢｏｘの例としては鋼製の箱に内面、あるいは外面を
グラスウールなどの断熱材で包んだ構造体がある。勿論
、ヒータを備えた焼鈍炉でも良い。

第２の方法： 装置のレイアウト等の制約により、コイリング温度を７
００”Ｃ以上に保持できない場合には、下記の方法によ
る。

すなわち、任意のコイリング温度で巻き取ったコイルを
冷却途中あるいは冷却後に、バッチ式の焼鈍炉にコイル
状で装入して、所定の焼鈍を行うのが良い。

第１．第２の方法のいづれの場合にも、焼鈍後の冷却は
任意の速度で良い、以下に具体的な実施例について説明
する。

（実施例１） 第１表に示す組成である２種類（Ａ、Ｂ）の溶鋼を第６
図に示すような双ロール法の直接製板工程で５００ｍｍ
幅、０．４閣厚の綱帯に直接製板した。

コイリング温度は６２０　’Ｃであった。コイルを室温
まで放冷後、バッチ炉に装入して昇温し、各温度に所定
時間キープした後炉冷した。各コイルを巻き戻して通板
の可能性をチエツクし、軟化して後工程のラインを通板
できたケースを０印１通板できなかったケースをＸ印で
第２図に示した。°なお前記の２種類（Ａ、　Ｂ）の成
分のコ・ｆルは共に同じ結果であった。

第２図から、５５０〜８５０℃の温度範囲に１０分間以
上保持する焼鈍の場合には鋼帯が軟化して後工程のライ
ンの通板が可能であることが明らかである。

（実施例２） 第２表に示す組成である２種類（Ｃ，Ｄ）の溶鋼を単ロ
ール又は双ロール法の直接製板工程によって銅帯を直接
製板した。それぞれ表に示す熱処理条件で熱処理したが
、その結果、いづれのケースとも、後工程のラインの通
板が可能であり、肉盛溶接用鋼帯が製造でき、また製鉄
所内ロールに硬化肉盛ができた。

〈発明の効果〉 本発明によれば広幅での肉盛溶接に適する高炭素マルテ
ンサイトステンレス鋼ｌＩ２１帯を容易に製造すること
ができ、従来、溶接棒による肉盛のみが可能であった高
炭素マルテンサイトステンレス鋼の肉盛溶接が、鋼帯状
で可能となり、肉盛の作業性ならびに肉盛層の成分均一
性による無欠陥化などの品質が向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る溶鋼の成分範囲を示すグラフ、
第２図は、焼鈍条件と鋼帯の軟化状況との関係を示す特
性図、第３図は、単ロール法直接製板法の説明図、第４
図、第５図は双ロール法直接製板法の説明図、第６図は
直接製板法プロセスの説明図である。 １・・・冷却ロール、　　　２・・・ノズル、３・・・
鋼帯、　　　　　　４・・・冷却器、５・・・コイル。 特許出願人　　川崎製鉄株式会社 第 図 Ｃｒ当量（％） 保持時間（、ｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 重量比で０．１％以上のＣ、１％以下のＳｉ、１％以下
   のＶ、１％以下のＭｏ、２％以下のＭｎを含有し、かつ
   ９％以上のＣｒおよび１％以下のＮｉを下記の関係式を
   満足するように含有し、残余がＦｅと不可避不純物から
   なる溶鋼を、回転するロールに注いで直接に０．３〜０
   ．６ｍｍ厚の鋼帯を連続的に製造し、コイルとして巻き
   取った後、５５０〜８５０℃に１０分間以上保持するこ
   とを特徴とするマルテンサイトステンレス鋼溶接材料の
   製造方法。 記 ２２−０．８・〔Ｃｒ当量〕≧〔Ｎｉ当量〕≧０．７・
   〔Ｃｒ当量〕−７……（１） 〔Ｃｒ当量〕≧１０……（２）、 〔Ｎｉ当量〕≧３……（３）、 〔Ｃｒ当量〕＝Ｃｒ（％）＋Ｍｏ（％）＋１．５Ｓｉ（
   ％）…………（４）、 〔Ｎｉ当量〕＝Ｎｉ（％）＋３０・Ｃ（％）＋０．５・
   Ｍｎ（％）……（５）。