JPH04143255A

JPH04143255A - ミグ溶接作業性に優れたオーステナイト系ステンレス線材

Info

Publication number: JPH04143255A
Application number: JP26641090A
Authority: JP
Inventors: Mizuo Sakakibara; 榊原　瑞夫; Kensai Shitani; 志谷　健才; Takashi Matsui; 松井　孝至; Norimitsu Baba; 馬場　則光
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-10-05
Filing date: 1990-10-05
Publication date: 1992-05-18
Anticipated expiration: 2011-09-11
Also published as: JP2533968B2

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、オーステナイト系ステンレス鋼の利用される
分野、例えば、原子力産業、自動車産業、火力発電産業
、化学工業等において使用されるミグ溶接作業性に優れ
た溶接用線材に関するものである。

（従来技術）近年、装置効率の向上や安全性・耐久性向上の面から使
用材料の高級化が図られている。使用材料の高級化に従
い、溶接方法としてミグ溶接やティグ溶接が多用されて
きた。しかし、いずれも溶接能率向上が課題であり、溶
接条件、溶接作業性の面から改善が図られている。ミグ
溶接作業性は溶接ビード形状、アーク安定性、スパッタ
発生、スラグ生成、ヒユーム等で評価されている。ミグ
溶接作業性改善報告の一つに製鉄研究、ｋ３３３（１９
８９）　５０−５３頁の開示があり、Ａｌｌの有害性が
報告されているが、特に溶接作業性に優れたミグ溶接用
ステンレス線材の供給が要求されている。

溶接作業性に優れたミグ溶接用オーステナイト系ステン
レス線材を供給するに当たり、線材製造時に熱間加工性
が良好であることが必要である。

熱間加工性は鋼中に含有されるＯ及びＳの低減により改
善される。微量のＯ及びＳを含有する場合、特公昭５４
−２４３８４号公報によるとＡＲ，ＣａでＯ及びＳを固
定することにより熱間加工性が著しく改善されることが
開示されている。また、特開昭ＧＯ−１４９７４１１号
公報によるとデルタフェライト量を低減することにより
熱間加工性が改善されることが開示されている。

（発明が解決しようとする課題）本発明者らは前記したミグ溶接作業性向上の要求に応え
るためにはＯ及びＳを高いレベルに含有させる必要があ
ること、及びＡ、ｌ）、Ｃａを低いレベルに限定せざる
を得ないことに着眼したが、このような成分組成の線材
は、その製造時の熱間加工性を犠牲にしなければならな
い。

か＼る現状にかんがみ本発明は、Ｏ及びＳを高レベルに
含有させながら優れた熱間加工性を有する溶接用オース
テナイト系ステンレス線材を提供することを当面の目的
とする。

（課題を解決するための手段）本発明者らは上記目的を達成するために、溶接用線材に
含まれる成分の影響を綿密に調査し、含有される不純物
成分を限定することによりミグ溶接作業性に優れたオー
ステナイト系ステンレス線材を供給できること、また、
高レベルのＯ９Ｓを含有するＡｉ！、Ｃａレスの材料に
おいて熱間加工性とデルタフェライトの関係を詳細に調
査した結果、従来知見と異なり特定のデルタフェライト
範囲において熱間加工性が良好で、鋳造ままのビレット
を直接線材圧延できることを知見した。

すなわち、本発明は上記ミグ溶接作業性改善技術と熱間
加工性改善技術の両知見より完成したものであってその
要旨とするところは、ｓ　　：　ｏ、ｏｏｔｏ〜０．００８０％０　　：　０
．００３０〜０．０１５０％を含有するオーステナイト
系ステンレス鋼において、ＡＩ：５０．００５％Ｍｇ　：６０．００２％Ｃａ：６０．００２％希土類元素（ＲＥＭ）：６０．００２％１！　１５＋　
　（Ｍｇ　＋Ｃａ　＋ＲＥＭ）／２　：５０．００３０
％ＴＩ　：５０．００７０％Ｚｒ：５０．００７０％Ｔｉ　＋Ｚｒ　：　５０．００７０％に制限し、かつ、式１に示されるΔ値が２０．０〜２Ｂ
、０％ Δ＝３（Ｃｒ％＋１．５Ｘｓｉ％＋Ｍｏ％）−２，８（
Ｎ１％＋０．５×Ｍｎ％＋〇　、　５Ｃｕ％＋３０×Ｃ
％＋３０×Ｎ％）・・・・・・・・・・・・・・・式１の範囲にあるミグ溶接作業性及び熱間加工性に優れたオ
ーステナイト系ステンレス線材である。

以下に本発明の範囲を上記に限定した理由について述べ
る。

Ｓはミグ溶接ビード形状を良くするため、また溶接アー
クの安定化及びスパッタ量の低減化のためにｏ、ｏｏｔ
ｏ％以上を添加する。過剰の添加はビード上に形成する
スラグ量を増加させ、その除去のために作業時間が増加
すること、及び熱間加工性を劣化させ線材製造性を害す
るため、上限を０．００８０％に限定した。

０は通常好ましくない元素として極力低減されるが、本
発明においてはミグ溶接アークの安定化のために０．０
０３０％以上を含有させる。しかし、過剰の含有は線材
製造時の熱間加工性を悪化させるために上限を０．０１
５％に限定した。

Ｉｋｌｌ　、Ｍｇ　、Ｃａ　、ＲＥＭは強力な酸化物形
成元素で、高融点の酸化物を形成し、溶接時の酸化物解
離に伴い多量のスパッタ発生とアーク乱れを生じさせる
。また、溶解して溶湯の表面張力を上げ、溶接ビートを
高くし、幅を狭くすると同時に溶接溶は込み深さを浅く
するなど溶接作業性に著しい悪影響を与える。このため
、それぞれの元素含有量の上限をＡ、９は０．００５０
％に、その他の元素は０．００２０％に限定した。また
、Ａｆｆ１５＋（Ｍｇ　＋Ｃａ　＋ＲＥＭ）／２の上限
をｏ、ｏｏａｏに限定した。

Ｔｉ及びＺｒはそれぞれ単独及び２種合計で０．００７
０％以上含有されると、Ａｌ１．Ｍｇ、Ｃａ。

ＲＥＭと同様に溶接作業性に悪影響を与えるために上限
を０．００７０％に限定した。

本発明においては前述したようにミグ溶接作業性を向上
せしめるために熱間加工性上好ましくないｓ′Ｐｏを多
量に含有するため、線材製造にあたり熱間加工性を改善
する必要かあり、Δ値を２０．０〜２６，０％の範囲に
制御する。ここで、Δ値はフェライト形成元素Ｃｒ、Ｓ
ｔ、Ｍｏとオーステナイト形成元素Ｎｉ　、Ｍｎ、Ｃｕ
、Ｃ，Ｎの効果により、鋼の組織を決定するパラメータ
で、それぞれの元素の係数で示される。

Δ値か２０．０％以下の場合は粒界にＳやＯの強度の偏
析が存在し、熱間加工時に粒界割れを生じる。

また、２６．０％以上の場合はデルタフェライトがネッ
ト状に存在し、熱間加工時にデルタフェライト内部やオ
ーステナイトの境界で割れを生じるようになる。Δ値か
２０．０〜２６．０％の範囲ではＳやＯの粒界偏析やネ
ット状デルタフェライトが認められず熱間加工性は良好
である。このため、下限を２０．０％に、上限を２６．
０％に限定した。

本発明は、通常使用されるミグ溶接用オーステナイト系
ステンレス線材全般（例えば、ＪＩＳＧ４３１６．　Ｚ
３３２１記載のオーステナイト系）に適用できる。また
、高強度を目的とした高Ｍｎ、高Ｎ。

Ｖ、Ｂ添加及び高耐食性を目的とした炭化物固定のため
のＮｂ、Ｔａ等を単独または複合して含有するオーステ
ナイト系ステンレス鋼用のミグ用溶接線材に適用できる
。さらに、製造コスト面から溶解・精錬後連続鋳造ビレ
ットを分塊圧延することなく、直接または一旦冷却後そ
のまま、または均熱処理後線材加熱圧延が可能である。

（実　施　例）第１表に本発明鋼と比較鋼の化学成分及びΔ値を、第２
表に熱間加工性とミグ溶接作業性を示す。

隔、１〜１５は本発明鋼である。隔、１６〜２５は比較
鋼である。いずれの供試材もステンレス鋼の通常の精錬
工程（８０ｔｏｎ電気炉溶解後アルゴン／酸素脱酸処理
による精錬）で溶解・精錬後連続鋳造により製造した。

本発明範囲のΔ値を有する材料は鋳造ままのビレットを
分塊工程を経ずに、均熱処理後またはそのまま線材圧延
した。また、Δ値が本発明範囲を逸脱する材料は分塊圧
延後線材圧延した。

また、各特性の評価は下記の方法で行った。

（］）熱間加工性評点１０００℃における高速引張試験材の破断絞り値（％）
を示し、６０．０％以上であれば割れ等の欠陥を発生す
ることなく線材圧延が可能で、高い値はど熱間加工性が
良好なことを示す。

（２）溶接作業性評点２０ＯＡ−Ｌｆｔ〜２６Ｖ（２Ｖ間隔）及び２５ＯＡ　
−２４〜３２Ｖ（２Ｖ間隔）のＩＯ溶接条件で３０分間
溶接した場合の下記作業評点を評価したものである。

■ビード形状評点：各溶接条件で溶接した場合の■ヒユ
ーム評点 ■ス　ラグ評点：ビードの蛇行性及びビード高さ（Ｈ）とビード幅（Ｂ）比を１００点満点評価した平均値で、高点数はどと一ド形状は良好である。７０点以上が好ましい値である。

各溶接条件で溶接した場合のヒユーム発生量を１００点満点評価した平均値で高点数はどヒユーム発生が少ない。７０点以上が好ましい値である。

各溶接条件で溶接した場合のスラグ発生量を１００点満点評価した平均値で高点数はどスラグ発生が少ない。７０点以上が好ましい値である。

■アーク評点：各溶接条件で溶接した場合Ｃ溶接電流−
電圧の時間変化Ｃ変動幅を１００点満点評価しｔ平均値で高点数はど変動幅を少ない。７０点以上が好ましく値である。

■スパッタ評点：各溶接条件で溶接した場合ｅスパッタ
発生量を１００点満拮評価した平均値で高点数はとスパッタ発生量が少ない。７以上上が好ましい値である。

■総　合　評　点：■〜■の評点中最低評点を浮す値で
ある。７０点以上が好ましい値である。

本発明Ｎα１鋼は１ｌＩａ１８鋼と比較される。Ａ１１
が本発明成分範囲を逸脱したＮｏ、　１６鋼に比較し、
本発明鋼は溶接作業性に優れていることが明白である。

同様に、本発明Ｎｏ、３鋼はＮｏ、１７鋼、本発明嵐４
鋼は魔１８鋼、本発明ＮＯ，５鋼はＮｏ、１９鋼、本発
明魔６鋼は胤２０鋼、本発明Ｎｏ、７〜漱８鋼はに２１
鋼と比較される。

Ｍｇ、Ｃａ、ＲＥＭ、Ｔｉ及びＺｒ元素が単独で本発明
成分範囲を逸脱した魔ｌｓ〜嵐２１鋼に比較し、本発明
Ｎａ３〜ＮａＳ鋼は溶接作業性に優れていることが明白
である。また、比較鋼はいずれもΔ値が本発明範囲を逸
脱しており、熱間加工性評点が本発明鋼に比較し低く、
連続鋳造後分塊圧延か必要で、本発明鋼に比較し、劣る
ことが明白である。

また、本発明ＮＯ，９鋼は随２２鋼、隘ｌＯ鋼は魔２３
鋼、ｋ１１鋼は磁２４鋼、磁１２鋼は魔２５鋼と比較さ
れる。

本発明成分範囲を逸脱したＡＩ、Ｍｇ、Ｃａ。

ＲＥＭを複合して含有する＆２２〜胤２５鋼に比較し、
本発明Ｎ１１９〜魔１２鋼は溶接作業性に優れているこ
とが明白である。また、比較鋼に２２〜Ｎｏ、２４鋼は
溶接作業性に劣るものの、Δ値が本発明範囲にあるため
、熱間加工性は優れており、連続鋳造ままのビレットを
直接線材圧延可能である。

さらに、Ｎａ１ａ鋼は高Ｎ含有鋼、Ｎ１１Ａ鋼はＮｂ＋
Ｔａ、Ｖ及びＢ含有鋼、Ｎｏ、１５鋼は高Ｎｂ＋Ｔａ綱
で本発明効果を確認したものであり、溶接作業性に優れていることか確認できる。

（発明の効果）上述のように、本発明によれば、熱間加工性に優れ、連
続鋳造後直接または一旦冷却後そのまま、または均熱処
理後線材圧延によってミグ溶接作業性に優れた線材を製
造することが可能であって産業上極めて有用な溶接用オ
ーステナイト系ステンレス線材を提供できる。

Claims

【特許請求の範囲】重量％としてＳ：０．００１０〜０．００８０％Ｏ：０．００３０〜０．０１５０％を含有するオーステナイト系ステンレス鋼において、Ａｌ：≦０．００５％Ｍｇ：≦０．００２％Ｃａ：≦０．００２％希土類元素（ＲＥＭ）：≦０．００２％Ａｌ／５＋（Ｍｇ＋Ｃａ＋ＲＥＭ）／２： ≦０．００３０％Ｔｉ：≦０．００７０％Ｚｒ：≦０．００７０％Ｔｉ＋Ｚｒ：≦０．００７０％に制限し、かつ、式１に示されるΔ値が２０．０〜２６
．０％の範囲にあるミグ溶接作業性に優れたオーステナ
イト系ステンレス線材。 Δ＝３（Ｃｒ％＋１．５×Ｓｉ％＋Ｍｏ％）−２．８（
Ｎｉ％＋０．５×Ｍｎ％＋０．５Ｃｕ％＋３０×Ｃ％＋
３０×Ｎ％）……………式１