JPH03287744A - 耐食性および加工性に優れた電縫管用フェライト系ステンレス鋼 - Google Patents

耐食性および加工性に優れた電縫管用フェライト系ステンレス鋼

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JPH03287744A
JPH03287744A JP8905390A JP8905390A JPH03287744A JP H03287744 A JPH03287744 A JP H03287744A JP 8905390 A JP8905390 A JP 8905390A JP 8905390 A JP8905390 A JP 8905390A JP H03287744 A JPH03287744 A JP H03287744A
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淳 宮崎
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Makio Gunji
牧男 郡司
Junichi Karasawa
順市 唐沢
Takaaki Toyooka
高明 豊岡
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、耐食性および加工性に優れた電縫管用フェラ
イト系ステンレス鋼に係わり、特に石油燃焼機器や、自
動車排気系パイプのように、パイプとしての加工性およ
び耐食性が要求される分野に通したものである。
〈従来の技術〉 フェライト系ステンレス鋼は良く知られているように加
工性、溶接性がオーステナイト系ステンレス鋼に較べて
悪いが、一方、繰り返し加熱を受ける環境では、オース
テナイト系ステンレス鋼よりも耐酸化性に優れ、かつま
た安価なため、石油燃焼機器や自動車排気系パイプには
、5U11409の如きフェライト系ステンレス鋼が用
いられている。
しかしながら、近年パイプ形状が?31H化し、5UH
409の電縫管では、特に冬場のように温度が下がると
偏平加工時等に溶接部で脆化割れを生しやすいという問
題が生してきた。
この点に関し、いわゆるVOD技術を用いてCN共に5
0ppm以下の如き超極低炭素にすることで、溶接部の
靭性は改善される事が知られているが、この方法は著し
いコスト高となり、安価なという木材料の特徴からはず
れてしまう。さらに、自動車排気系のパイプは、排ガス
が結露する環境であるため十分な耐食性も必要である。
従って、■0D技術を用いずに、低温での偏平加工でも
割れが生せず、かつ耐食性の優れた安価な材料の開発が
強(求められている。
それに対して、特公昭55−47103号公報には、フ
ェライト系ステンレス鋼において、C+Niiに対して
5倍以上のTiを最大0.7%まで添加し、かつNiを
0.5〜2.0%添加することが開示されているが、0
°C以下のような低温での偏平試験では、十分な加工性
があるとはいえない。
〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、斯かる状況に鑑み、コストの点で従来より安
価な耐食性フェライト単相鋼であり、耐食性に優れ、か
つ溶接部の加工脆化割れを防止できる、加工性に優れた
電縫管用フェライト系ステンレス鋼を提供することを目
的とするものである。
く課題を解決するための手段〉 すなわち、本発明は、重量%で、c :  o、oos
〜0.012%、N : 0.005〜0.010%、
かつC+N :0.019以下、Si : 0.3〜0
.7%、門n:0.5%以下、P :  0.025%
以下、S :  0.005%以下、Cr : 10〜
12%、Ni:0.5%未満、^x:o、o3%以下、
Ti;0.1〜0.3%を含み、残部がFeおよび不可
避的不純物からなることを特徴とする耐食性および加工
性に優れた電縫管用フェライト系ステンレス鋼である。
〈作用〉 本発明者らは、%ita管の脆化割れの原因を究明する
ため各種の実験検討を重ねた結果、以下の如き新規な知
見を発見し、この知見を元に電縫管の溶接前の靭性を改
善し、脆化割れを防ぎ、加工性に優れ、かつ電縫部の耐
食性に優れた安価な電縫管用フェライト系ステンレス鋼
を提供するに至ったものである。
即ち、通常TiはC,Nを固定し、Cr炭窒化物の析出
を防止するために添加されるが、そのためにTiはC,
Nに関係した量以上添加される。例えば、特公昭55−
47103号公報の実施例ではC+N量の10倍以上の
添加が行われている。しかし、電縫管の割れはHAZで
住じ、このHAZの熱履歴の靭性を支配するのは、単に
C,Nだけである事を本発明者らは見い出した。即ち、
溶接前にTiにより固定されていたC、Nが、HAZの
熱履歴を受けCNが固溶する。その後の冷却中に、Ti
より含有量にまさるCrが他元素よりも早<C,Nと結
合し、Cr炭窒化物となり、耐食性、靭性を低下させる
事を発見した。
従って、電縫管のHAZ靭性は、Ti添加ではほとんど
効果がない。
このCr炭窒化物の析出を防ぐため、本発明者らは、C
,N総量を特にNJiを厳しく管理する事により、安価
でありながら耐食性、加工性に優れた電縫管用フェライ
ト系ステンレス鋼を製造可能にした。
次に各元素の含有範囲を限定した理由を説明する。
CおよびNは、HAZの靭性向上のために低ければ低い
程よい、一般には、Ti添加によりC,Nは固定されて
いると考えられているが、本発明者らは、1i縫管のH
AZについて詳細に検討し、TiによるC、 Hの固定
はほとんど行われない事を見い出した。この知見から、
HAZの靭性、即ち、パイプ偏平加工でのHAZ割れは
、Tiによらず厳密にC,Nをコントロールしなければ
ならない事を実験的につきとめた。その結果、Cの上限
は0゜012 wt%、Nの上限は0.01wt%、ま
た第1図に示した如く、N≦0.01にした上でC+N
では0.019−t%以下にしなければO′Cでのパイ
プ偏平試験において詭性割れを生しる。一方、C,N共
に0.005w t%以下にするには、いわゆるVOD
技術が必要であり、コスト上昇が著しい。本発明では、
特にコストの面からC,N共に0.005wt%以上と
する。
Siは、耐酸化性を高めるのに有効な元素であり、0.
3wt%以上必要であるがHAZの靭性を低下させ、電
縫管の偏平加工時に割れを生しやすくする。
そのため、上限を0.7wt%とする。
Mnは、電縫溶接前の耐食性には、低い程好ましい。し
かし、製鋼上ある程度残留するため、上限を0.5wt
%とする。
また、P、Sは靭性、加工性の点から低ければ低い程よ
いが、本用途では各々0 、025w t%、 0.0
05wt%まで許容できる。
Crは、耐熱ステンレス鋼として必須の元素であるが、
10wt%未満では1を縫管の溶接部で十分な耐食性が
得られない、また12wt%を越えると、電縫管の靭性
が低下し、偏平加工時に割れを生じやす(する。そのた
めCr含有量は10−t%以主112wt%以下する。
Niは、前記の特公昭55−47103号公報の発明で
は0.5wt%以上が必須であるが、本発明ではC,N
を厳密にコントロールするため、特に添加する必要はな
い。但し製網原料より混入する元素であり、0.5wt
%以上では電縫管溶接部の耐酸化性を劣化させるため0
.5wt%未満に限定する。
Alは、脱酸目的に添加されるものであり、0.031
%あればこの目的には十分である。よって上限を0.0
3wt%と限定する。
Tiは電縫管のHAZの靭性には、全く効果がない。T
I添加は、電縫管の拡管率向上のためである。
0、1wt%未満あるいは0.3wt%を越えると拡管
率が低下するため、O,1wt%以上0.3wt%以下
に限定する。
以下、実施例に従ってさらに本発明の詳細な説明する。
〈実施例〉 第1表に示した鋼を通常の熱間圧延、冷間圧延し、次い
で焼鈍した後、同一条件下で高周波溶接により、1.5
mm t X38.1nnφの電縫管とした。これら電
縫管を第2図の如き位置に電縫部を設定し、−10,0
,10,20°Cにおいて偏平試験を行った。
第3図には押し広げ試験の概要を示す。耐食性試験は第
4図に示したように、パイプから電縫部を中心に切り出
した試験片を用いた。
第2表に各試験結果を示す。
NOlの5UII409はC,N共に過剰のため20°
Cにおいてもパイプ密着偏平は不可能である。阻2の5
US410は電縫部かフェライト、マルテンサイトの2
相であるため、特に耐食性が劣る0本発明の特徴の一つ
であるが、第1図に示したようにN >0.010であ
ると、N[14,阻14.随15でわかるように、C十
Nによらず電縫管は0°C以下で偏平割れを生しる。N
≦0.01であれば徹11. No、12. Nα13
に示したようにC+N≦0.019で0°Cでも偏平割
れは生しない、に7はSiが過剰のため10″Cでも偏
平割れが生しる。NCL8はMn1Q剰のため、電縫部
の耐食性が劣下している。また10°Cで跪性割れが生
じる。
Nα9はTiが過少のため、またNα1oはTiが過剰
のため押し広げ性が悪い、またNα16はCr過少のた
め耐食性が劣り、Nα17はCr過剰のため0″Cで偏
平割れが生じる。
パイプの加工性(偏平、押し広げ)に優れ、かつ耐食性
に優れた電縫管用のフェライト系ステンレス鋼は、Nα
11.12.13の如く、本発明の範囲に限定される。
〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように本発明に従えば、電縫管
としての加工性(偏平、押し広げ)に優れ、かつ耐食性
に優れた安価なフェライト系ステンレス鋼を通常方法で
作製する事ができるので、各種燃焼器具や自動車排気処
理部品を産業上有利に提供することができるようになっ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図はN含有量ならびにC+N量が偏平試験時のHA
Zの脆性割れに及ぼす影響を示すグラフ、第2図は偏平
試験の説明図、第3図は押し広げ試験の説明図、第4図
はSST用電縫管試験片の斜視図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 重量%で、C:0.005〜0.012%、N:0.0
    05〜0.010%、かつC+N:0.019以下、S
    i:0.3〜0.7%、Mn:0.5%以下、P:0.
    025%以下、S:0.005%以下、Cr:10〜1
    2%、Ni:0.5%未満、Al:0.03%以下、T
    i:0.1〜0.3%を含み、残部がFeおよび不可避
    的不純物からなることを特徴とする耐食性および加工性
    に優れた電縫管用フェライト系ステンレス鋼。
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