JPH07113145A - 溶接性に優れた強靱高耐銹性ステンレス鋼 - Google Patents

溶接性に優れた強靱高耐銹性ステンレス鋼

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JPH07113145A
JPH07113145A JP25999593A JP25999593A JPH07113145A JP H07113145 A JPH07113145 A JP H07113145A JP 25999593 A JP25999593 A JP 25999593A JP 25999593 A JP25999593 A JP 25999593A JP H07113145 A JPH07113145 A JP H07113145A
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JP
Japan
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toughness
strength
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inferior
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JP25999593A
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瑞夫 ▲榊▼原
Mizuo Sakakibara
Naoto Ono
直人 小野
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シーム溶接可能な高強度で強靱かつ高耐銹性
を有するステンレス鋼を提供することを目的とする。 【構成】 重量%で、C:0.005 〜0.06%、Si:0.05
〜0.80%、Mn:0.05〜1.00%、Ni:6.0 〜8.0 %、
Cr:12.0〜15.0%、Mo:1.5 〜3.0 %、N:0.005
〜0.10%、Cr+2.4 Mo:17.0〜21.5%、Cr+1.5
Si+1.4 Mo:16.2〜19.0%、Ni+0.2 Mn+30C
+18N:7.0 〜10.5%を含有し、必要に応じてNb≦0.
3 %、V≦0.3 %、Ti≦0.3 %の1種又は2種以上を
総量で0.3%以下、及び又は、Al≦0.05%、B≦0.01
%の1種又は2種を含有する。 【効果】 溶接部の強度が高く、900 N/mm2 の高強度
を必要とする構造用部材のシーム溶接施工による使用を
可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、900N/mm2 以上の
引張強さを持ち、かつ溶接性と靱性に優れた高耐銹性の
素材を提供するもので、溶接施工を必要とする建設構造
物や車輛等に利用される。
【0002】
【従来の技術】従来、電車車輛用ステンレス鋼等調質圧
延により強化されている素材は、溶接部の軟化が課題
で、シーム溶接の採用が困難のためスポット溶接により
接合される。しかし、スポット溶接による施工は製品表
面に溶接による凹凸模様が発生し、美観を害する等の欠
点がある。このため、CAMP−ISIJ,Vol.2(1
982),1912はマルテンサイト系ステンレスの採
用により、また、鉄と鋼、Vol.73(1987),S−
620は二相ステンレスの採用により溶接部の高強度化
を試みたが、耐銹性や靱性の点から解決には至っていな
い現状にある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は900N/mm
2 以上の引張強さを持つ材料において、溶接部が高強度
で強靱かつ高耐銹性を有するステンレス鋼を提供するも
のである。
【0004】
【課題を解決するための手段、作用】本発明は上記課題
の解決に当たり、溶接部及び母材の強度、靱性と耐銹性
におぼす材料構成成分の影響を綿密に調査した結果、最
適範囲が存在することを知見したことによって発明され
た。すなわち、本発明は重量%で、 C:0.005〜0.06% Si:0.05〜0.80% Mn:0.05〜1.00% Ni:6.0〜8.0% Cr:12.0〜15.0% Mo:1.5〜3.0% N:0.005〜0.10% Cr+2.4Mo:17.0〜21.5% Cr+1.5Si+1.4Mo:16.2〜19.0% Ni+0.2Mn+30C+18N:7.0〜10.5
% を含有することを特徴とする。また、本発明は必要によ
り、更にNb≦0.3%、V≦0.3%、Ti≦0.3
%の1種又は2種以上を総量で0.3%以下、及び又は
Al≦0.05%、B≦0.01%の1種又は2種を含
有することを特徴とする。
【0005】
【作用】以下に本発明の範囲を上記に限定した理由を述
べる。Cは溶接部及び母材部の強度を得るために0.0
05%以上添加するが、過剰の添加は靱性を害するため
上限を0.05%に限定した。Siは脱酸のために0.
05%以上添加するが、過剰の添加は溶接部及び母材部
の靱性及び耐銹性を害するため上限を0.8%に限定し
た。Mnは脱酸のために0.05%以上添加するが、過
剰の添加は溶接部及び母材部の靱性を害するため上限を
1.0%に限定した。Niは溶接部及び母材部の強度と
靱性を得るために6.0以上添加するが、過剰の添加は
オーステナイトを生成し強度が低下するため上限を8.
0%に限定した。
【0006】Crは溶接部及び母材部の強度と耐銹性を
得るため12.0%以上添加するが、過剰の添加はフェ
ライトを生成し強度が低下するため上限を15.0%に
限定した。Moは溶接部及び母材部の強度と耐銹性を得
るため1.5%以上添加するが、過剰の添加はフェライ
トを生成し強度と靱性が低下する。又フェライトとオー
ステナイト境界に炭化物を析出し耐銹性を劣化させる。
このため、Moの上限を3.0%に限定した。Nは強度
を得るために0.005%以上添加するが、過剰の添加
は溶接部及び母材部の靱性を害するため上限を0.10
%に限定した。Cr+2.4Moは溶接部及び母材部の
耐銹性を得るために添加する。図1はCr+2.4Mo
と継ぎ手部の耐銹性ランクの関係を示したもので本発明
範囲で優れたレイティングナンバーにあることがわか
る。即ち、Cr+2.4Moは継手部の耐銹性を得るた
めに17.0%以上添加するが、過剰の添加は母材及び
溶接部にフェライト組織を生成し耐銹性を害するため上
限を21.5%に限定した。
【0007】Cr+1.5Si+1.4MoはNi+
0.2Mn+30C+18Nと関係する。図2は前記指
標と継手部の強度の関係を、また、図3は前記指標と最
も靱性の低いボンド部の脆性−延性遷移温度の関係を示
したもので、本発明範囲において両特性に優れているこ
とがわかる。即ち、Cr+1.5Si+1.4Mo及び
Ni+0.2Mn+30C+18Nはそれぞれ、強度と
靱性を得るため16.2%以上及び7.0%以上添加す
るが、過剰の添加は母材部及び溶接部にフェライト及び
オーステナイト組織が生成し、強度と靱性を両立できな
くするため上限を19.0%及び11.0%に限定し
た。Nb,V,Tiの微量添加は本発明の効果を害しな
いため添加しても良い。しかし、過剰の添加は、炭窒化
物を形成し母材部及び溶接部の靱性を害するため、個々
及び総量で上限を0.3%に限定した。Alは脱酸のた
め添加できるが、過剰の添加は、溶接性(特に溶接ビー
ドの安定性)を害するため上限を0.05%に限定し
た。Bは靱性を向上させる効果があり、微量添加しても
良い。しかし、過剰の添加は、母材部及び溶接部の耐銹
性を害するので上限を0.01%以下に限定した。
【0008】
【実施例】次に、本発明の優位性を本発明例と比較例を
用いて、具体的に説明する。表1、表2に本発明例と比
較例の化学成分を、表3、表4に母材と継ぎ手部の強
度、靱性、耐銹性及び溶接ビード乱れの有無を示す。
【0009】
【表1】
【0010】
【表2】
【0011】
【表3】
【0012】
【表4】
【0013】いずれの供試材もステンレス鋼の通常の精
錬工程(電気炉または転炉溶解後真空或いはアルゴン/
酸素脱酸処理による精錬)で溶解・精錬後連続鋳造によ
り製造したスラブをそのまま5mm厚さに熱延した。その
後1100℃焼入+400℃焼戻しの熱処理を行い特性
を調査した。溶接継手特性はレ型開先の5mm熱延板を共
金を用い、150A,18V,24cm/min の溶接条件
でMIG溶接して評価した。なお、本発明材は冷間加工
性が良く冷延薄板に加工して使用できる。また、本発明
材は1000℃〜1200℃の範囲で焼入れ可能で、2
00℃〜800℃の範囲で焼戻しできる。更に、本発明
材は溶接性が良く120A〜300A,12V〜30V
の溶接条件で溶接して使用できる。
【0014】(1)母材及び継手強度 JIS13B号試験片によりJIS Z 2201に従
って引張試験を行い引張強度と破断伸びを測定した。本
発明材の目標とする引張強度は900N/mm2以上で引
張破断伸び値は15%以上である。 (2)靱性 熱延鋼板及び継手ボンド部からJIS4号相似の衝撃試
験片を採取し脆性−延性の遷移温度を測定した。本発明
材の目標とする遷移温度は−50℃以下である。 (3)耐銹性 JIS−Z 2371により100h試験後面積法によ
り評価した。又継手部の評価はビードを中心において試
験した。本発明材の目標とするレイティングナンバは1
0である。 (4)溶接性 溶接性は、継手部の強度と引張破断伸び及び溶接ビード
乱れの有無で評価した。本発明材の継手部強度は900
N/mm2 以上で継手部の引張破断伸び値は15%以上で
ある。また、溶接後ビード形状は良好でビード乱れはな
い。
【0015】本発明例No. 1,2と比較例No. 33,3
4はCの影響を調査したものである。Cが本発明範囲未
満のNo. 33は強度が本発明例に比較し劣っている。ま
た、Cが本発明の範囲を超えるNo. 34は引張破断伸び
及び靱性に劣っており本発明の優位性が明らかである。
本発明例No. 3,4と比較例No. 35,36はSiの影
響を調査したものである。Siが本発明範囲未満のNo.
35は引張破断伸び及び靱性が本発明例に比較し劣って
いる。また、Siが本発明の範囲を超えるNo. 36は靱
性及び耐銹性に劣っており本発明の優位性が明らかであ
る。本発明例No. 5,6と比較例No. 37,38はMn
の影響を調査したものである。Mnが本発明範囲未満の
No. 37は引張破断伸び及び靱性が本発明例に比較し劣
っている。また、Mnが本発明の範囲を超えるNo. 38
は靱性に劣っており本発明の優位性が明らかである。
【0016】本発明例No. 7,8と比較例No. 39,4
0はNiの影響を調査したものである。Niが本発明範
囲未満のNo. 39は引張破断伸びと靱性が本発明例に比
較し劣っている。また、Niが本発明の範囲を超えるN
o. 40は強度に劣っており本発明の優位性が明らかで
ある。本発明例No. 9,10と比較例No. 41,42は
Crの影響を調査したものである。Crが本発明範囲未
満のNo. 41は耐銹性が本発明例に比較し劣っている。
また、Crが本発明の範囲を超えるNo. 42はフェライ
トが存在し、靱性及び耐銹性が劣っており本発明の優位
性が明らかである。本発明例No. 11,12と比較例N
o. 43,44はMoの影響を調査したものである。M
oが本発明範囲未満のNo. 43は耐銹性が本発明例に比
較し劣っている。また、Moが本発明の範囲を超えるN
o. 44はフェライトが存在し、靱性及び耐銹性が劣っ
ており本発明の優位性が明らかである。本発明例No. 1
3,14と比較例No. 45,46はNの影響を調査した
ものである。Nが本発明範囲未満のNo. 45は靱性が本
発明に比較し劣っている。また、Nが本発明の範囲を超
えるNo. 46は引張破断伸び及び靱性が劣っており本発
明の優位性が明らかである。
【0017】本発明例No. 15,16と比較例No. 4
7,48はCr+2.4Moの影響を調査したものであ
る。Cr+2.4Moが本発明の範囲未満のNo. 47は
強度と耐銹性が本発明例に比較し劣っている。また、C
r+2.4Moが本発明の範囲を超えるNo. 48はフェ
ライトが存在し、耐銹性が劣っており本発明の優位性が
明らかである。本発明例No. 17〜20と比較例No. 4
9〜52はCr+1.5Si+1.4Mo及びNi+
0.2Mn+30C+18Nの影響を調査したものであ
る。Cr+1.5Si+1.4Moが本発明範囲未満の
No. 49は強度と耐銹性が本発明例に比較し劣ってい
る。又、Cr+1.5Si+1.4Moが本発明の範囲
を超えるNo. 50は強度、靱性と耐銹性が劣っている。
更に、Ni+0.2Mn+30C+18Nが本発明範囲
未満のNo. 51は強度、靱性と耐銹性が本発明例に比較
し劣っている。また、本発明範囲を超えるNo. 52は強
度が本発明例に比較して劣っており本発明の優位性が明
らかである。本発明例No. 21,22と比較例No. 53
はNbの影響を調査したものである。Nbが本発明範囲
を超えるNo. 53は靱性が本発明例に比較し劣っており
本発明の優位性が明らかである。
【0018】本発明例No. 23,24と比較例No. 54
はVの影響を調査したものである。Vが本発明範囲を超
えるNo. 54は靱性が本発明例に比較し劣っており本発
明の優位性が明らかである。本発明例No. 25,26と
比較例No. 55はTiの影響を調査したものである。T
iが本発明範囲を超えるNo. 55は靱性と溶接ビード乱
れ性が本発明例に比較し劣っており本発明の優位性が明
らかである。本発明例No. 27,28と比較例No. 56
はNb+V+Tiの影響を調査したものである。Nb+
V+Tiが本発明範囲を超えるNo. 56は靱性が本発明
例に比較し劣っており本発明の優位性が明らかである。
本発明例No. 29,30と比較例No. 57はAlの影響
を調査したものである。Alが本発明範囲を超えるNo.
57は溶接ビード乱れ性が本発明例に比較し劣っており
本発明の優位性が明らかである。本発明例No. 31,3
2と比較例No. 58はBの影響を調査したものである。
Bが本発明範囲を超えるNo. 58は耐銹性が本発明例に
比較し劣っており本発明の優位性が明らかである。
【0019】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、溶接部
の強度低下の課題を解決し、強靱高耐銹性のステンレス
鋼を供給することが可能で産業上有効な効果がもたらさ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Cr+2.4Moの添加量(重量%)とレイテ
ィングナンバーとの関係を示す図である。
【図2】継手部の強度とCr+1.5Si+1.4Mo
の添加量(重量%)およびNi+0.2Mn+30C+
18N(重量%)との関係を示す図である。
【図3】継手部の脆性−延性遷移温度とCr+1.5S
i+1.4Moの添加量(重量%)およびNi+0.2
Mn+30C+18N(重量%)との関係を示す図であ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で C:0.005〜0.06% Si:0.05〜0.80% Mn:0.05〜1.00% Ni:6.0〜8.0% Cr:12.0〜15.0% Mo:1.5〜3.0% N:0.005〜0.10% Cr+2.4Mo:17.0〜21.5% Cr+1.5Si+1.4Mo:16.2〜19.0% Ni+0.2Mn+30C+18N:7.0〜10.5
    % を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるこ
    とを特徴とする溶接性に優れた強靱高耐銹性ステンレス
    鋼。
  2. 【請求項2】 更に、Nb≦0.3%、V≦0.3%、
    Ti≦0.3%の1種又は2種以上を総量で0.3%以
    下を含有することを特徴とする請求項1記載の溶接性に
    優れた強靱高耐銹性ステンレス鋼。
  3. 【請求項3】 更に、Al≦0.05%、B≦0.01
    %の1種又は2種を含有することを特徴とする請求項1
    又は2記載の溶接性に優れた強靱高耐銹性ステンレス
    鋼。
JP25999593A 1993-10-18 1993-10-18 溶接性に優れた強靱高耐銹性ステンレス鋼 Withdrawn JPH07113145A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113481434A (zh) * 2021-06-21 2021-10-08 邯郸新兴特种管材有限公司 屈服强度125钢级的厚壁超级13Cr无缝钢管及生产方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113481434A (zh) * 2021-06-21 2021-10-08 邯郸新兴特种管材有限公司 屈服强度125钢级的厚壁超级13Cr无缝钢管及生产方法
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