JPH03249150A - 溶接部の靭性に優れたフェライト系ステンレス鋼 - Google Patents
溶接部の靭性に優れたフェライト系ステンレス鋼Info
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- JPH03249150A JPH03249150A JP4683690A JP4683690A JPH03249150A JP H03249150 A JPH03249150 A JP H03249150A JP 4683690 A JP4683690 A JP 4683690A JP 4683690 A JP4683690 A JP 4683690A JP H03249150 A JPH03249150 A JP H03249150A
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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。
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）
本発明は溶接部の靭性に優れたフェライト系ステンレス
鋼に関するものである。
鋼に関するものである。
（従来の技術）
ＣおよびＮの含有量を低減し、ＴＩを添加したフェライ
ト系ステンレス鋼は、Ｃ「炭化物の生成が抑制されるた
め耐食性に優れ、かつ加工性もよい。またフェライト単
相であるため、溶接後の冷却中にマルテンサイトが生成
せず、溶接部の加工性も優れている。
ト系ステンレス鋼は、Ｃ「炭化物の生成が抑制されるた
め耐食性に優れ、かつ加工性もよい。またフェライト単
相であるため、溶接後の冷却中にマルテンサイトが生成
せず、溶接部の加工性も優れている。
このようなＴ１添加フェライト単相ステンレス鋼には、
１１％ＣｒのＡｌ５Ｉ４０９等、１７％Ｃ「のＳＵＳ
４３０ＬＸ等がある。前者は比較的安価で、自動車排ガ
ス浄化装置用材料や海上輸送コンテナー用材料等に広く
使用されている。後者は耐食性や加工性が前者よりも優
れ、給排水配管用や厨房機器用に使用されている。
１１％ＣｒのＡｌ５Ｉ４０９等、１７％Ｃ「のＳＵＳ
４３０ＬＸ等がある。前者は比較的安価で、自動車排ガ
ス浄化装置用材料や海上輸送コンテナー用材料等に広く
使用されている。後者は耐食性や加工性が前者よりも優
れ、給排水配管用や厨房機器用に使用されている。
これら用途において、上記フェライト系ステンレス鋼は
溶接され、さらに加工されて溶接構造物となるが、溶接
後の加工性がよいことから、溶接部においても高速の加
工が行われる。しかし、該加工時にしばしば割れが発生
するという間開がある。
溶接され、さらに加工されて溶接構造物となるが、溶接
後の加工性がよいことから、溶接部においても高速の加
工が行われる。しかし、該加工時にしばしば割れが発生
するという間開がある。
従来、この対策として溶接時のシールドを強化したり、
加工時に溶接部を加熱すること等が行われているが、割
れを完全に防止することは困難であった。
加工時に溶接部を加熱すること等が行われているが、割
れを完全に防止することは困難であった。
本発明のフェライト系ステンレス鋼は、この対策として
鋼中のＳ含有量を低減することを要件の一つにしている
が、耐誘性および耐酸性に優れたフェライト系ステンレ
ス鋼として、Ｓを０．００５％以下にしたものが、特公
昭５９−５２２２８号公報により知られている。
鋼中のＳ含有量を低減することを要件の一つにしている
が、耐誘性および耐酸性に優れたフェライト系ステンレ
ス鋼として、Ｓを０．００５％以下にしたものが、特公
昭５９−５２２２８号公報により知られている。
（発明が解決しようとする課８）
本発明は、ＣおよびＮの含有量を低減しＴＩを添加した
フェライト系ステンレス鋼において、溶接した後加工し
て溶接構造物を製造する際に、溶接部を加熱する等の対
策をしなくても高速の加工を行うことのできる、溶接部
の靭性に優れた材料を提供することを目的とする。
フェライト系ステンレス鋼において、溶接した後加工し
て溶接構造物を製造する際に、溶接部を加熱する等の対
策をしなくても高速の加工を行うことのできる、溶接部
の靭性に優れた材料を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段および作用）本発明者は、
ＣおよびＮの含有量を低減しＴ１を添加した１１％Ｃｒ
および１７％Ｃｒのフェライト単相ステンレス鋼を用い
、溶接部の靭性に及ぼす成分元素の影響について種々実
験検討した。この実験において、前記のような溶接構造
物を製造する際に溶接後の高速加工が行えるか否かは、
溶接部の靭性をシャルピー衝撃値で評価するのが良いこ
とが判った。
ＣおよびＮの含有量を低減しＴ１を添加した１１％Ｃｒ
および１７％Ｃｒのフェライト単相ステンレス鋼を用い
、溶接部の靭性に及ぼす成分元素の影響について種々実
験検討した。この実験において、前記のような溶接構造
物を製造する際に溶接後の高速加工が行えるか否かは、
溶接部の靭性をシャルピー衝撃値で評価するのが良いこ
とが判った。
そして、溶接部の靭性はＣおよびＳの相乗効果により著
しく改善されることを明らかにした。すなわち溶接部の
結晶粒界に析出するＴｉ４Ｃ２Ｓ２が、その後の高速加
工において割れの起点となるので、ＣおよびＳの含有量
を低減してその析出を抑えることが必要である。しかし
Ｔｉ４Ｃ２Ｓ２の析出を減らしても、溶接部の結晶粒が
粗大化すると靭性が低下するので、Ｃは適正量必要であ
る。
しく改善されることを明らかにした。すなわち溶接部の
結晶粒界に析出するＴｉ４Ｃ２Ｓ２が、その後の高速加
工において割れの起点となるので、ＣおよびＳの含有量
を低減してその析出を抑えることが必要である。しかし
Ｔｉ４Ｃ２Ｓ２の析出を減らしても、溶接部の結晶粒が
粗大化すると靭性が低下するので、Ｃは適正量必要であ
る。
本発明はこのような実験結果に基づいてなされたもので
あり、その要旨は、重量％にてＣ：ｏ、ｏｔ 〜ｏ、ｏ
ａ％、ｓ １：０．６％以下、Ｍ ｎ ： １ 、０％
以下、Ｎ１：１．０％以下、Ｃｒ：１０〜２０％、ＡＩ
：０−１％以下、Ｔｉ：６×Ｃ（％）〜０６８％、Ｎ
： ０．０２％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的
不純物からなるフェライト系ステンレス鋼において、Ｓ
含有量を０．００４％以下としたことを特徴とする溶接
部の靭性に優れたフェライト系ステンレス鋼である。
あり、その要旨は、重量％にてＣ：ｏ、ｏｔ 〜ｏ、ｏ
ａ％、ｓ １：０．６％以下、Ｍ ｎ ： １ 、０％
以下、Ｎ１：１．０％以下、Ｃｒ：１０〜２０％、ＡＩ
：０−１％以下、Ｔｉ：６×Ｃ（％）〜０６８％、Ｎ
： ０．０２％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的
不純物からなるフェライト系ステンレス鋼において、Ｓ
含有量を０．００４％以下としたことを特徴とする溶接
部の靭性に優れたフェライト系ステンレス鋼である。
以下に本発明における成分の限定理由を説明する。
Ｃは、前述のように溶接部の結晶粒界にＴｉ４Ｃ２Ｓ２
となって析出し、靭性劣化の原因となるので低い方がよ
い。また粒界腐食など各種腐食に対する耐食性をもたせ
るとともに、母材の靭性や加工性の点からも低い方がよ
く、含有量の上限を０．０３％とした。しかし含有量が
低すぎると、前述のように溶接部の結晶粒が粗大化して
靭性が低下する他、加工後の材料表面にオレンジビール
状の肌荒れが生じて美観を損ねるので、下限を０．０１
％とした。
となって析出し、靭性劣化の原因となるので低い方がよ
い。また粒界腐食など各種腐食に対する耐食性をもたせ
るとともに、母材の靭性や加工性の点からも低い方がよ
く、含有量の上限を０．０３％とした。しかし含有量が
低すぎると、前述のように溶接部の結晶粒が粗大化して
靭性が低下する他、加工後の材料表面にオレンジビール
状の肌荒れが生じて美観を損ねるので、下限を０．０１
％とした。
Ｓｌは固溶硬化が大きいため、加工性の点からは低い方
がよい。しかし脱酸剤としての効果や、材料の研削性向
上効果があるので、ある程度は必要であり ０，６％以
下とした。
がよい。しかし脱酸剤としての効果や、材料の研削性向
上効果があるので、ある程度は必要であり ０，６％以
下とした。
Ｍｎは加工性を低下させ、またオーステナイト生成元素
であるため溶接部にマルテンサイトを生成して靭性を著
しく劣化させるので、１．０％以下とした。
であるため溶接部にマルテンサイトを生成して靭性を著
しく劣化させるので、１．０％以下とした。
ＮｌはＭｎと同様、オーステナイト生成元素であり溶接
部の靭性を劣化させる他、応力腐食の点からも低い方が
よく、 １．０％以下とした。
部の靭性を劣化させる他、応力腐食の点からも低い方が
よく、 １．０％以下とした。
Ｃｒは耐食性および耐酸化性の点から１０％以上必要で
ある。しかし多すぎると加工性および靭性が劣化するの
で２０％を上限とした。
ある。しかし多すぎると加工性および靭性が劣化するの
で２０％を上限とした。
Ａｌｌは脱酸剤として必要である他、窒化物生成元素と
して固溶窒素を低減し、加工性を向上させる。しかし本
発明においてはＴｉを添加するので０．１％以下でよい
。
して固溶窒素を低減し、加工性を向上させる。しかし本
発明においてはＴｉを添加するので０．１％以下でよい
。
Ｔ１は強力な炭窒化物生成元素であり、耐食性および加
工性を向上させる。耐食性の点からＣ含有量の６倍以上
必要であるが、多量の添加は加工性を劣化させ、また表
面疵の原因となるので、上限を０．８％とした。
工性を向上させる。耐食性の点からＣ含有量の６倍以上
必要であるが、多量の添加は加工性を劣化させ、また表
面疵の原因となるので、上限を０．８％とした。
Ｎは耐食性および加工性の点から低い方がよく、０．０
２％以下とした。
２％以下とした。
Ｓは、前述のように溶接部の結晶粒界にＴｉ４Ｃ２Ｓ２
となって析出し、靭性劣化の原因となるので低い方がよ
い。フェライト系ステンレス鋼におけるＳは、耐食性や
熱間加工性に有害な元素であり、低い方がよいといわれ
ているが、通常のＴｉ含有低ＣＮｌ０〜２０％Ｃｒフェ
ライト系ステンレス鋼では０．００５〜０．０１０％程
度含まれている。この程度のＳ含有量では、Ｃを前述の
ように低減しても、溶接構造物を製造する際、溶接後の
加工時に割れが発生する。
となって析出し、靭性劣化の原因となるので低い方がよ
い。フェライト系ステンレス鋼におけるＳは、耐食性や
熱間加工性に有害な元素であり、低い方がよいといわれ
ているが、通常のＴｉ含有低ＣＮｌ０〜２０％Ｃｒフェ
ライト系ステンレス鋼では０．００５〜０．０１０％程
度含まれている。この程度のＳ含有量では、Ｃを前述の
ように低減しても、溶接構造物を製造する際、溶接後の
加工時に割れが発生する。
本発明においては、前記のような溶接構造物を製造する
際の溶接部の靭性を向上させて、高速の加工時にも割れ
発生を防止するために、Ｓ含有量を０．００４％以下と
した。
際の溶接部の靭性を向上させて、高速の加工時にも割れ
発生を防止するために、Ｓ含有量を０．００４％以下と
した。
つぎに、溶接部に析出したＴｉ４Ｃ２Ｓ２の量と靭性の
関係についての実験結果を示す。
関係についての実験結果を示す。
Ｃ： ０．０１２％、Ｃｒ ： １１．０３％、Ｔｉ：
０．３０％、Ｎ ： ０．０１１％のフェライト単相ス
テンレス鋼について、Ｓ含有量を変化させたものを供試
材とし、ＴＩＧ溶接後の溶接部シャルピー衝撃値を測定
し、溶接金属中の硫化物としての５ｆｆｉを分析した。
０．３０％、Ｎ ： ０．０１１％のフェライト単相ス
テンレス鋼について、Ｓ含有量を変化させたものを供試
材とし、ＴＩＧ溶接後の溶接部シャルピー衝撃値を測定
し、溶接金属中の硫化物としての５ｆｆｉを分析した。
その結果、第１図に示すように該Ｓ量が低減すると靭性
が向上し、０．００３％以下でシャルピー衝撃値が１０
）ｃｇｍ／ｃシ以上となる。
が向上し、０．００３％以下でシャルピー衝撃値が１０
）ｃｇｍ／ｃシ以上となる。
なお、衝撃試験は溶接部にＶノツチを入れた幅２．５關
のＪＩＳ４号サブサイズ試験片で行い、試験温度は２２
℃、ｎ数は１０とした。本発明が対故とするような溶接
構造物においては、この試験による溶接部のシャルピー
衝撃値が１０ｋｇｍ／ｃシ以上あれば加工時の割れ発生
を防止することができる。
のＪＩＳ４号サブサイズ試験片で行い、試験温度は２２
℃、ｎ数は１０とした。本発明が対故とするような溶接
構造物においては、この試験による溶接部のシャルピー
衝撃値が１０ｋｇｍ／ｃシ以上あれば加工時の割れ発生
を防止することができる。
分析されたＳは、溶接時に溶融し冷却中に析出した硫化
物としてのもので、硫化物は殆どがＴｉ４Ｃ２Ｓ２であ
る。固溶しているＳＥＬは０．０吋％程度であり、鋼中
のＳを０．００４％以下とすればよい。
物としてのもので、硫化物は殆どがＴｉ４Ｃ２Ｓ２であ
る。固溶しているＳＥＬは０．０吋％程度であり、鋼中
のＳを０．００４％以下とすればよい。
また、Ｃ含有量と溶接部靭性の関係についての実験結果
を示す。
を示す。
Ｓ ： ０．００４％、Ｃｒ ： １１．０３％、Ｔ１
：０．３０％、Ｎ ： ０．０１１％のフェライト単相
ステンレス鋼について、Ｃ含有量を変化させたものを供
試材とし、前記と同様の試験によりＴＩＧ溶接後の溶接
部シャルピー衝撃値をｎ１定した。
：０．３０％、Ｎ ： ０．０１１％のフェライト単相
ステンレス鋼について、Ｃ含有量を変化させたものを供
試材とし、前記と同様の試験によりＴＩＧ溶接後の溶接
部シャルピー衝撃値をｎ１定した。
その結果、第２図に示すようにシャルピー衝撃値がｌ
Ｏｋｇ ｍ ／ ｃｄ以上となるのは、Ｃ含有量が０．
０１％以上でかつ０．０３％以下のときであることがわ
かる。Ｃが０，０３％を越える場合は、溶接金属中のＴ
ｉ４Ｃ２Ｓ２の析出が多く、０．０１％より少ない場合
はこのような析出物は充分に低減していたが、溶接部の
結晶粒が粗大化し粒度番号でＯ以下であった。
Ｏｋｇ ｍ ／ ｃｄ以上となるのは、Ｃ含有量が０．
０１％以上でかつ０．０３％以下のときであることがわ
かる。Ｃが０，０３％を越える場合は、溶接金属中のＴ
ｉ４Ｃ２Ｓ２の析出が多く、０．０１％より少ない場合
はこのような析出物は充分に低減していたが、溶接部の
結晶粒が粗大化し粒度番号でＯ以下であった。
（実 施 例）
第１表に示す化学成分からなるフェライト単相ステンレ
ス鋼を転炉で溶製し、熱間圧延、焼鈍、酸洗、冷間圧延
、焼鈍、酸洗を順次行って板厚３龍の製品とした。これ
をＴＩＧ突合わせ溶接した後、シャルピー衝撃試験およ
び落雷曲げ試験を行った。
ス鋼を転炉で溶製し、熱間圧延、焼鈍、酸洗、冷間圧延
、焼鈍、酸洗を順次行って板厚３龍の製品とした。これ
をＴＩＧ突合わせ溶接した後、シャルピー衝撃試験およ
び落雷曲げ試験を行った。
シャルピー衝撃試験は前記と同様の条件で行い、落雷曲
げ試験は溶接部が曲げの稜線となるようなＪＩＳＩ号曲
げ試験片を作製し、１１００）ｃの荷重を２ｍの高さか
ら落下させて内側半径５龍に曲げ、溶接部の割れの有無
を観察した。
げ試験は溶接部が曲げの稜線となるようなＪＩＳＩ号曲
げ試験片を作製し、１１００）ｃの荷重を２ｍの高さか
ら落下させて内側半径５龍に曲げ、溶接部の割れの有無
を観察した。
結果は第１表に示すように、本発明鋼はいずれも、溶接
金属中の硫化物としてのＳ含有量が０．００３％以下で
、溶接部のシャルピー衝撃値が１０ｋｇ ｍ ／ ｃＪ
以上あり、落雷曲げ試験でも割れが生じなかった。
金属中の硫化物としてのＳ含有量が０．００３％以下で
、溶接部のシャルピー衝撃値が１０ｋｇ ｍ ／ ｃＪ
以上あり、落雷曲げ試験でも割れが生じなかった。
また、第１表のうち本発明鋼の随１〜魔３について、自
動車排ガス浄化装置用の管体を製造した。
動車排ガス浄化装置用の管体を製造した。
厚さ３ｗＩＩの板を成形しＴＩＧ突合わせ溶接して管に
した後、曲げ加工および拡管加工を高速で行ったが、割
れ等による不良発生率ははｖＯ％であった。
した後、曲げ加工および拡管加工を高速で行ったが、割
れ等による不良発生率ははｖＯ％であった。
（発明の効果）
本発明鋼を使用すれば、自動車排ガス浄化装置、海上輸
送コンテナー、給排水配管、厨房機器など各種溶接構造
物を製造する際、溶接部を加熱する等の対策をしなくて
も母材と同様の高速加工を行うことができる。
送コンテナー、給排水配管、厨房機器など各種溶接構造
物を製造する際、溶接部を加熱する等の対策をしなくて
も母材と同様の高速加工を行うことができる。
第１図は溶接部の靭性と溶接金属中の硫化物としてのＳ
含有量との関係を示す図表、第２図は同じく鋼中Ｃ含有
量との関係を示す図表である。 代 理 人 弁理士 茶野木 立 失策 図 第 図 ＠甲Ｃ″！ （ヅ・）
含有量との関係を示す図表、第２図は同じく鋼中Ｃ含有
量との関係を示す図表である。 代 理 人 弁理士 茶野木 立 失策 図 第 図 ＠甲Ｃ″！ （ヅ・）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 重量％にて、 Ｃ：０．０１〜０．０３％、 Ｓｉ：０．８％以下、 Ｍｎ：１．０％以下、 Ｎｉ：１．０％以下、 Ｃｒ：１０〜２０％、 Ａｌ：０．１％以下、 Ｔｉ：６×Ｃ（％）〜０．８％、 Ｎ：０．０２％以下、 残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるフェライト系
ステンレス鋼において、Ｓ含有量を０．００４％以下と
したことを特徴とする溶接部の靭性に優れたフェライト
系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4683690A JPH03249150A (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | 溶接部の靭性に優れたフェライト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4683690A JPH03249150A (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | 溶接部の靭性に優れたフェライト系ステンレス鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03249150A true JPH03249150A (ja) | 1991-11-07 |
Family
ID=12758425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4683690A Pending JPH03249150A (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | 溶接部の靭性に優れたフェライト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03249150A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101409291B1 (ko) * | 2010-05-31 | 2014-06-18 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 용접부 내식성이 우수한 구조용 스테인레스 강판 및 그의 제조 방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5429180A (en) * | 1977-08-05 | 1979-03-05 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | Method of producing retainer |
| JPS59159974A (ja) * | 1983-03-02 | 1984-09-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | フエライト系クロムステンレス鋼 |
| JPS6328830A (ja) * | 1986-07-22 | 1988-02-06 | Nippon Steel Corp | 高純度フエライト系ステンレス鋼板の製造方法 |
| JPH0331448A (ja) * | 1989-06-27 | 1991-02-12 | Nisshin Steel Co Ltd | 溶接部の靭性に優れる溶融溶接用フェライト系ステンレス鋼 |
-
1990
- 1990-02-27 JP JP4683690A patent/JPH03249150A/ja active Pending
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101409291B1 (ko) * | 2010-05-31 | 2014-06-18 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 용접부 내식성이 우수한 구조용 스테인레스 강판 및 그의 제조 방법 |
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