JPH03115532A - 高クロムステンレス鋼急冷薄帯の製造方法 - 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） この発明は、従来熱間加工や冷間加工による薄板、薄帯
化が困難とされた高クロムステンレス鋼薄帯の有利な製
造方法に関するものである。

この発明に従い得られた高クロムステンレス鋼薄帯は、
原子力や化学工業の反応容器の耐食肉盛り゛、および各
種ロールの硬化耐食肉盛りのために帯状又はワイヤ状で
用いられる肉盛り溶接材料用素材としての用途にとくに
好適なものである。

（従来の技術） 高耐食性や耐摩耗性（高硬度）が要求される鉄鋼構造体
は、経済性のために軟鋼などの表面を耐食性や体摩耗性
を有するステンレス鋼などで肉盛り溶接して製造される
ことが多い、溶接方法としてはガス肉盛り、帯状電極肉
盛り、サブマージアーク肉盛りなどが実用化されていて
、材料としては通常３．２〜８．０　ｗｍ径の心線から
成る被覆アーク溶接棒、０．８〜６．４　ｍ径のソリッ
ドワイヤー、薄鋼帯を巻き締めした巻き締めワイヤー、
およびワイヤーの中にフラックスを封入したコアードワ
イヤー、さらには０．４謹厚、２５〜１５０薗幅の帯状
電極（フープ）などが使用されている。

近年、肉盛り層に、より高い耐食性や耐摩耗性（硬度）
が要求されるだけでなく、さらにより薄い肉盛りで従来
値みの特性を得たいという要請が高まっている。これら
の要請に応えるためには、溶接材料の材質を高級化する
、すなわちＮｉやＣｒなとの合成成分を高める必要があ
る。現在、肉盛り材料に用いられているステンレス鋼は
ＳＵＳ　３０８゜３０９、３１６．３４７．３１０Ｓな
どであって、Ｃｒが最大２３ｗｔ％（以下単に％と略す
）、Ｎｉが最大１３％のオーステナイト系である。これ
らの成分値の上限は、大略、鋼板の製造限界によって決
まっている。かかる上限値以上の成分付加のために、溶
接フラックスの中にＣｒやＮｉの合金粉を添加する方法
も良く採られるが、溶解熱吸収や成分偏析のために高々
５％程度の成分量アップに限られているのが現状である
。

また近年、耐粒界腐食、耐応力腐食に優れた二相ステン
レス鋼の肉盛り材料に対してもニーズが高い。

以上の要請に応えるためにはＣｒ２２５％、Ｎ１２８％
の高クロム二相ステンレス鋼溶接材料が望まれる。

たとえば特公昭３７−６６１４号公報には、Ｃｒを３３
〜３９％、Ｎｉを１５〜２５％含有する高クロム、ニッ
ケル鋼゛心線を用いる溶接法が開示されているが、かか
る組成の心線の製造は極めて困難であって、実用には到
底適用し難いものであった。

この理由は、Ｃｒ２２５％、Ｎ１２８％の高Ｃｒ鋼では
、約６５０〜９００℃で極めて脆いσ相が晶出し、さら
に約１２００℃以下では二相域に入るため、熱間加工中
あるいは冷間加工中に割れが発生してしまうからである
。

この点、特開昭６２−１９２２３５号において、Ｃｒ　
：　２０〜３５％、Ｎｉ：３〜１０％を含有するステン
レス鋼薄帯を単ロールもしくは双ロール法で鋳造するこ
とが示されている。しかしながら、工業的には鋳造され
た板を連続的に搬送し、巻き取らねばならないけれども
、単に溶湯２、冷性を適用しただけでは、搬送・巻取り
工程で薄帯が脆化し、コイルを巻戻せないことが、実験
で明らかになっている。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、Ｃｒ
２２５％、Ｎ１２８％の高クロムステンレス鋼を溶湯急
冷法により薄帯化し、その後巻取ったとしても、σ相ひ
いては脆化の発生を有利に防止して、健全な薄帯を得よ
うとするものである。

（課題を解決するための手段） すなわちこの発明は、 Ｃｒ　：　２５．０〜３５．０％およびＮｉ　：　８．
０〜２２．０％ を含有する高クロムステンレス鋼の溶鋼を、溶湯急冷法
により急冷凝固させて薄帯とし、ついで巻取るに際し、
急冷凝固後、薄帯温度が９５０″Ｃから６００℃までの
範囲を２分以内で通過させて、６００℃以下まで冷却す
ることからなる高クロムステンレス鋼急冷薄帯の製造方
法である。

以下、この発明を由来するに到った実験結果について説
明する。

溶湯急冷法によってＣｒ：２５〜３５％、Ｎｉ　：　８
〜２２％の高クロムステンレス鋼の薄帯を鋳造した後、
σ相の発生してない部分を取り出して再加熱し、一定時
間、一定温度で保持する脆化試験を行ったところ、第１
図に示す結果を得た。なおＦｅ　−Ｃｒ　−旧糸合金に
おいて、９５０℃以上の温度ではσ相は発生しない。

同図より明らかなように、溶湯急冷法で鋳造したのち、
２分以内に９５０〜６００℃の温度範囲を通過させて、
６００℃以下まで冷却すればσ相の発生による脆化が防
止できることが判明した。

第２図および第３図に、この発明の実施に用いて好適な
薄帯製造装置を示す。

第２図は、薄帯化後、巻取り機へ搬送中の薄帯を冷却す
る二次冷却ゾーンを設けたものである。

この二次冷却ゾーン内で、薄帯に対し水冷もしくは空冷
もしくは冷却された金属との接触冷却を行い、搬送中に
２分以内で９５０〜６００″Ｃの温度域を通過させ、少
なくとも巻取り直前の薄帯温度が６００％以下となるよ
うにする。

第３図は、冷却雰囲気の中で薄帯を巻き取るしくみにな
る急冷薄帯製造装置である。この装置の場合、搬送時間
は２分以内でなければならず、巻取り中の薄帯は冷却雰
囲気中で２分以内に９５０〜６００℃の温度域を通過し
て６００℃以下まで冷却される。

（実施例） 第４図に示すような、二次冷却ゾーンをそなえる双ロー
ル式急冷薄帯製造装置により、３０Ｃｒ−１４Ｎｉ高ク
ロムステンレス鋼を鋳造した。鋳造スピードは２　ｔａ
ｇｓとした。

第５図に、上記の製造過程における薄帯の温度変化を示
す。

また第６図には、比較のため、二次冷却ゾーンをもたな
い従来の一般的な双ロール式急冷薄帯製造装置によって
３０Ｃｒ　　１４Ｎｉ高クロムステンレス鋼薄帯を製造
した場合の温度変化を示す。

第６図は二次冷却を用いなかった場合であるが、この場
合は９５０℃から６００　℃までの冷却に２分を越える
時間を要したので薄帯は脆化し、巻取った薄帯を巻戻す
際に、板はバラバラになり使用不能であった。

この点、第５図に示したように二次冷却ゾーンにて薄帯
を水冷した場合は、二次冷却ゾーン内で２分以内の短時
間で６００℃以下まで低減することがしてきたので、板
の脆化は全く生じなかった。

なお二次冷却ゾーンの代わりに、第３図に示す装置を用
いてコイルに巻き取った時に水冷した場合も脆化による
板割れは発生しなかった。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、従来安定した製造が不可能
とされた高クロムステンレスＷ４薄帯を安定して製造す
ることができ、従って高耐食、高硬度の肉盛り溶接用高
クロムステンレス鋼フープ材の製造などに適用して偉効
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、高クロムステンレス鋼急冷薄帯の脆化に及ぼ
す加熱温度と保持時間との関係を示した図、 第２図は、二次冷却ゾーンを有する急冷薄帯製造装置の
模式図、 第３図は、冷却雰囲気中巻き取り装置を有する急冷薄帯
製造装置の模式図、 第４図は、二次冷却ゾーンをそなえる双ロール式急冷薄
帯製造装置の模式図、 第５図は、二次冷却ゾーンをそなえる双ロール式急冷薄
帯製造装置により製造した薄帯の製造過程における温度
変化を示したグラフ、 第６図は、従来の一般的な双ロール式急冷薄帯製造装置
により製造した薄帯の製造過程における温度変化を示し
たグラフである。 １・・・溶湯急冷装置　　　２・・・二次冷却ゾーン３
・・・冷媒　　　　　　　４・・・巻取りリール５・・
・薄帯　　　　　　　６・・・冷却雰囲気中巻取り装置
７・・・タンデイツシュ　　８・・・冷却ロール９・・
・ビンチロール　　　ｌＯ・・・冷却ロール出口１１・
・・巻取りコイル内　　１２・・・二次冷却ゾーン内第
２図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃｒ：２５．０〜３５．０ｗｔ％およびＮｉ：８．
   ０〜２２．０ｗｔ％ を含有する高クロムステンレス鋼の溶鋼を、溶湯急冷法
   により急冷凝固させて薄帯とし、ついで巻取るに際し、
   急冷凝固後、薄帯温度が９５０℃から６００℃までの範
   囲を２分以内で通過させて、６００℃以下まで冷却する
   ことを特徴とする高クロムステンレス鋼急冷薄帯の製造
   方法。