JPH08132238A

JPH08132238A - 高Ｃｒ鋼の溶接方法

Info

Publication number: JPH08132238A
Application number: JP27678994A
Authority: JP
Inventors: Hiroshige Inoue; 裕滋井上; Akihiro Miyasaka; 明博宮坂; Shigeru Okita; 茂大北; Satoyuki Miyake; 聰之三宅
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-11-10
Filing date: 1994-11-10
Publication date: 1996-05-28

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、高Ｃｒ鋼の溶接方法に係り、さら
に詳しくは、例えばラインパイプや圧力容器等に使用さ
れる高Ｃｒ鋼を溶接するのに適した、溶接金属の耐食性
と強度および靭性に優れた溶接方法に関する。【構成】Ｃｒ：７．５〜１８％の高Ｃｒマルテンサイ
ト鋼の溶接方法において、Ｃ：０．００５〜０．１２
％、Ｓｉ：０．０１〜１％、Ｍｎ：０．０２〜３％、Ｃ
ｒ：１８〜２８％、Ｎｉ：５〜１０％、Ｍｏ＋０．５
Ｗ：１〜５％、Ａｌ：０．００５〜０．５％を含有し、
Ｐ，ＳおよびＮを低減した心線に、チタン酸化物：２５
〜６０％、金属炭酸塩：１０〜３０％、金属ふっ化物：
３〜１５％を含有する被覆剤を塗布した被覆アーク溶接
棒を使用し、溶接金属の組織がフェライト＋オーステナ
イト２相組織で、オーステナイト分率が３０〜７０％で
ある。あるいはさらに、Ｃｕ，Ｎ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｔａの１種以上を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高Ｃｒ鋼の溶接方法に係
り、さらに詳しくは、例えば石油・天然ガスの輸送に使
われるラインパイプ、あるいは貯蔵に使われる容器、あ
るいはさらに強度と耐食性が要求される用途において使
用される高Ｃｒ鋼を溶接するのに適した、耐食性と強度
および靭性に優れた溶接方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年生産される石油・天然ガスは、湿潤
な炭酸ガスや硫化水素を含有するものが増加している。
こうした環境中で、炭素鋼や低合金鋼が著しく腐食する
ことは周知の事実である。従って、かかる腐食性の石油
・天然ガスの輸送に際しては、鋼管の防食対策として、
腐食抑制剤の添加が従来から一般的であった。しかし、
腐食抑制剤は、海洋油井では腐食抑制剤の添加・回収処
理に要する費用が膨大なものとなり、また海洋汚染の問
題もあって使用が困難になりつつある。従って、腐食抑
制剤を添加する必要がない耐食材料に対するニーズが、
最近大きくなっている。

【０００３】こうした目的のために、炭酸ガス含有環境
等で優れた耐食性を有し、溶接性にも優れる鋼あるいは
鋼管が多く提案されている。これらは炭酸ガス含有環境
での耐食性を得るために、１１〜１５％程度のＣｒを含
有し、溶接性を改善する目的でＣを低減し、強度と靭性
を確保するために焼入−焼戻熱処理を施して、組織を焼
戻マルテンサイトとするのが一般的である。例えば、特
開平４−９９１５４号公報および特開平４−９９１５５
号公報には、ＣおよびＮを低減し、置換型オーステナイ
ト安定化元素とした溶接性の優れたラインパイプ用高Ｃ
ｒ鋼が提案されている。

【０００４】ところで、ラインパイプや圧力容器は溶接
によって接続あるいは製造されるものであることは周知
の通りであるが、上記のような溶接性の優れた高Ｃｒ鋼
に適した溶接材料あるいは溶接方法が従来なかった。Ｎ
ＫＫ技報（１９８９年発行、第１２９号、第１５−２２
頁）にはＡＩＳＩ４１０鋼をＵＯＥ鋼管として製造し、
Ｎｉを添加した共金系材料を用いてＴＩＧ溶接継手（ラ
インパイプの現地円周溶接相当）を作成した例が報告さ
れている。しかし、該文献にもみられるように、高Ｃｒ
鋼の共金系材料では、Ｎｉを多量に含有したとしても、
溶接金属の硬さが非常に硬くなる。この場合、使用環境
において、微量の硫化水素が混入すると溶接金属に応力
腐食割れを発生する恐れがある、という難点があった。

【０００５】また、溶接後に焼戻熱処理を施して、溶接
金属の硬さを低減することは可能ではある。しかし、高
Ｃｒ鋼の場合には、熱処理温度と時間としては例えば
「６２０℃×１時間」といった、非常に高温かつ長時間
の熱処理が必要である。ラインパイプの敷設現場でこう
した熱処理を施すこと、巨大な圧力容器の溶接部あるい
は全体にこうした熱処理を施すこと等は、実際には極め
て困難であり、かつ膨大な費用と時間を要する。また、
ＴＩＧ溶接は溶接速度が遅く、かつ１パスでの溶着金属
量が少ないので、構造物の溶接に適用すると施工コスト
が非常に高くなる、という難点もある。従って、高Ｃｒ
鋼を共金系あるいはマルテンサイト系ステンレス鋼溶接
材料を用いて溶接することは、施工上は困難である。

【０００６】一方、低合金鋼を溶接材料とした場合に
は、溶接は容易であるし、溶接金属に関しては、溶接後
熱処理は不要である。しかし、低合金鋼は炭酸ガス含有
環境における耐食性が乏しい。耐食性の優れた高Ｃｒ鋼
母材に対して、耐食性の劣る低合金鋼溶接金属が接触し
ていると、溶接部が選択的に腐食されるために、構造物
の安全上、極めて危険であり、適用することはできな
い。

【０００７】さらに、耐食性の優れた高Ｎｉオーステナ
イト系ステンレス鋼や、Ｎｉ基超合金を溶接材料とした
場合には、溶接部の選択腐食は発生せず、溶接金属の硬
さが低く、溶接金属の靭性を確保することができる。し
かし、オーステナイト系ステンレス鋼やＮｉ基超合金
は、その結晶構造上、強度が低い、という問題点があ
る。一般的には、これらの材料の降伏強度は３００〜４
００Ｎ／mm²程度しかない。降伏強度が５５１Ｎ／mm²
以上にもなる高Ｃｒ鋼母材を、強度が非常に低い溶接金
属で溶接すると、外部応力が負荷された場合に溶接金属
が集中的に変形し、破壊に至る恐れがある（アンダーマ
ッチングと称する）。従って、オーステナイト系ステン
レス鋼や高Ｎｉ合金を溶接材料として、高Ｃｒ鋼を溶接
することにも大きな困難があった。

【０００８】上記のように、溶接構造物においては、溶
接金属の強度が母材よりも低い、いわゆるアンダーマッ
チングは嫌われる場合が多く、溶接金属の強度が母材よ
りも高い方が好ましい場合も多い。母材の強度が一定で
あるとすると、溶接金属の強度を高めることが必要であ
る。この場合、強化手段は耐食性や靭性などの他の特性
を著しく低下させるものであってはならないのは、勿論
である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした現状
に鑑みて、高Ｃｒ鋼を溶接するに際して、炭酸ガス含有
環境等で優れた耐食性を有し、溶接部の靭性、強度、等
にも優れる溶接方法を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨は、
以下の通りである。（１）重量％で、Ｃｒ：７．５〜１８．０％を含有し、
ミクロ組織がマルテンサイト単相、またはマルテンサイ
ト５０％以上および残部フェライトからなる高Ｃｒ鋼の
溶接方法において、重量％で、Ｃ：０．００５〜０．
１２％、Ｓｉ：０．０１〜１．０％、Ｍｎ：０．
０２〜３．０％、Ｃｒ：１８．０〜２８．０
％、Ｎｉ：５．０％〜１０．０％、Ａｌ：０．
００５〜０．５％、およびＭｏおよびＷの１種または２
種をＭｏ＋０．５Ｗ：１．０〜５．０％、となるように
含有し、さらに、Ｐを０．０３％以下、
Ｓを０．０１％以下に制限し、残部Ｆｅおよび不可避
不純物からなるステンレス鋼心線に、重量％で、チタン
酸化物：２５〜６０％、金属炭酸塩：１０〜３
０％、金属ふっ化物：３〜１５％を含有する被覆剤を塗
布した被覆アーク溶接棒を用いて溶接し、溶接金属のミ
クロ組織をオーステナイトとフェライトの２相組織と
し、オーステナイト分率を３０〜７０％とすることを特
徴とする高Ｃｒ鋼の溶接方法（第１発明）。（２）前項におけるステンレス鋼心線はさらに、重量％
で、Ｃｕ：０．０５〜３％、Ｎ：０．
００５〜０．２％の１種または２種を含有する前記
（１）に記載した高Ｃｒ鋼の溶接方法（第２発明）。（３）前（１），（２）項におけるステンレス鋼心線は
さらに、重量％で、Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｔａの１種
または２種以上の合計含有量で０．０１〜１．０％を含
有する前記（１）あるいは（２）に記載の高Ｃｒ鋼の溶
接方法（第３発明）である。ここで本発明では、ミクロ
組織の面積率は、ポイントカウント法で測定した値と定
義する。

【００１１】

【作用】以下に本発明において各成分等の範囲を限定し
た理由を述べる。なお、本願において％は、特に明記し
ない限り、重量％を意味する。第１に、ステンレス鋼心
線の成分限定理由を述べる。Ｃ：Ｃは溶接金属の強度を大きく上昇させる元素とし
て、またオーステナイト生成元素として、０．００５％
以上添加する。また、ＣはＣｒ炭化物を生成して耐食性
を低下させる元素ではあるが、Ｃ量が０．１２％以下で
あればＣ添加による耐食性の低下はさほど大きくはな
く、母材である高Ｃｒ鋼のそれを下回ることはない。し
かし、Ｃ含有量が０．１２％を超えると溶接金属の耐食
性と靭性が低下するので、上限は０．１２％とする。

【００１２】Ｓｉ：Ｓｉは、溶接金属の脱酸剤および強
化元素として有効であるが、含有量が０．０１％未満で
はその脱酸効果が充分ではなく、１．０％を超えて含有
させても、その効果は飽和するばかりか、衝撃靭性を低
下させるので、Ｓｉの含有量範囲は０．０１〜１．０％
に限定する。

【００１３】Ｍｎ：Ｍｎは、溶接金属の脱酸剤として必
要で、また溶接金属の組織を調整するためのオーステナ
イト生成元素としても重要であって、０．０２％以上を
含有させる必要がある。しかし、３．０％を超えて含有
させても、その効果はもはや飽和しているばかりか、過
剰にＭｎを含有させることは、材料の製造時に困難を生
ずるので、上限含有量は３．０％とする。

【００１４】Ｃｒ：Ｃｒは、溶接金属の耐食性と強度を
確保するために、１８．０％以上を含有させることが必
要であるが、２８．０％を超えて含有させると、溶接金
属の組織を調整するためには、オーステナイト生成元素
として多量の合金元素を添加しなければならず、これは
コストをいたずらに上昇させるばかりである。従って、
Ｃｒの含有量は１８．０〜２８．０％とする。

【００１５】Ｎｉ：Ｎｉは、溶接金属の組織中にオース
テナイトを安定に生成させ、靭性と耐食性を確保する元
素として重要である。その含有量が５．０％未満では衝
撃靭性が不充分であり、またオーステナイト分率を確保
することが困難になる。Ｎｉの含有量が１０．０％を超
えると、オーステナイト分率が過大になって、溶接金属
の強度が低下する恐れがあるのに対して、衝撃靭性を向
上させる効果はもはや飽和する。従って、Ｎｉの含有量
は５．０〜１０．０％とする。

【００１６】Ａｌ：Ａｌは、脱酸剤として０．００５％
以上の添加が必要である。しかし、０．５％を超えて添
加すると、粗大な酸化物系介在物を形成して、溶接金属
の耐食性と衝撃靭性を損なうので、上限含有量は０．５
％とする。

【００１７】Ｍｏ＋０．５Ｗ：Ｍｏおよび／またはＷは
溶接金属の耐食性と高強度を確保するために添加する。
ここで、含有量が同じである場合に、Ｗの効果はＭｏの
効果の１／２であるので、両者を合計した効果はＭｏ＋
０．５Ｗで表わされる。そして、Ｍｏ＋０．５Ｗが１．
０％未満では、溶接金属の耐食性と強度が充分ではな
く、５．０％を超えると、溶接金属のフェライトとオー
ステナイトの分率を適正に保つのが困難になるか、オー
ステナイト分率を３０〜７０％とするためには、オース
テナイト生成元素を過大に添加しなければならなくな
る。従って、Ｍｏ＋０．５Ｗの値は１．０〜５．０％と
する。ここで、ＭｏとＷは、いずれかを単独に添加して
も良いし、両者を複合して添加しても良い。重要なこと
は、Ｍｏ＋０．５Ｗで表わされる量が、１．０〜５．０
％の範囲に入っていることである。

【００１８】Ｐ：Ｐは多量に存在すると靭性を低下させ
るので、少ない方が望ましく、０．０３％以下に低減す
ることが必要であり、少ないほど好ましい。Ｓ：Ｓも多量に存在すると熱間加工性、延性および耐食
性を低下させるので、少ない方が望ましく、０．０１％
以下に低減することが必要である。溶接材料としての製
造性を一段と改善し、溶接金属の耐食性をさらに改善す
るためには、Ｓを０．００５％以下に低減すると、より
好ましい。

【００１９】以上が本発明方法で使用する被覆アーク溶
接棒におけるステンレス鋼心線の基本成分であるが、本
発明においては、必要に応じてさらに、以下の元素を添
加して、特性を一段と向上させた溶接材料も対象として
いる。

【００２０】Ｃｕ：Ｃｕは、溶接金属の強度と耐食性を
高めるのに顕著な効果があり、また、オーステナイト分
率を所定の範囲に調整するためのオーステナイト生成元
素として、０．０５％以上添加されるが、３．０％を超
えて添加しても、その効果はもはや飽和するのに対し
て、溶接材料の製造性を低下させるので、上限含有量は
３．０％とする。

【００２１】Ｎ：Ｎは、溶接金属において、オーステナ
イト分率を所定の範囲に調整するためのオーステナイト
生成元素として、また、溶接金属の強度を高める元素と
して、０．００５％以上添加されるが、０．２％を超え
て含有させると、溶接金属にブローホールを生成するな
どの問題を生ずるので、上限含有量は０．２％とする。

【００２２】Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｔａ：Ｎｂ，Ｖ，
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｔａは溶接金属の硬さを低下させ、耐食性
を改善する効果があるので、１種または２種以上の合計
で０．０１％以上添加する。しかし、過剰に添加しても
これらの効果は飽和するのに対して、靭性を低下させる
ので、Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｔａの１種または２種以
上の合計含有量が１．０％を超えないものとする。

【００２３】本発明方法で使用する被覆アーク溶接棒の
ステンレス鋼心線においては、上記の成分の他に、製造
性、靭性や耐食性などを調整する目的で、あるいは添加
合金元素に付随した不純物として、Ｓｎ，Ｓｂ，Ｂなど
を０．０３％以下まで含有することができる。また、製
造性を改善する目的で、希土類元素（ＲＥＭ），Ｃａ，
Ｍｇなどを０．０３％以下まで含有することも可能であ
る。なお、ここで希土類元素とは、原子番号が５７〜７
１番および８９〜１０３番の元素およびＹを指す。ま
た、本発明では酸素の含有量は特に限定はしていない
が、酸素は酸化物系非金属介在物を生成する根源となる
不純物であるから、少ないほど好ましいのは当然であ
る。

【００２４】第２に、本発明方法で使用する被覆アーク
溶接棒における被覆剤の成分限定理由を説明する。チタン酸化物：チタン酸化物は、スラグの被包性を良く
し、特に下向や水平すみ肉姿勢におけるビード形状が良
好になる。しかし、２５％未満では効果が不充分であ
り、また、６０％を超えると立向姿勢でのスラグの流動
性が悪くなるので、２５〜６０％に制限する。なお、こ
こでいうチタン酸化物とは、ルチールやイルミナイト、
チタン酸カリなどに含有されるＴｉＯ₂をいう。

【００２５】金属炭酸塩：金属炭酸塩は、立向姿勢での
スラグの流動性を若干良くし、棒焼け防止にも効果があ
る。しかし、過剰になるとスパッタが増加するので、１
０〜３０％に制限する。なお、ここでいう金属炭酸塩と
は、ＣａＣＯ₃やＭｇＣＯ₃などをいう。

【００２６】金属ふっ化物：金属ふっ化物は、アークの
集中性を損なわせずに適度にアークの吹付けを強くする
ため、融合不良などの溶接欠陥防止に効果的である。こ
のような効果は、添加量が３％以上で顕著に現れるが、
１５％を超えるとアークの吹付けが強くなり過ぎるの
で、３〜１５％に制限する。なお、ここでいう金属ふっ
化物とは、ＣａＦ₂やＭｇＦ₂などをいう。

【００２７】また、本発明方法で使用する被覆アーク溶
接棒の被覆剤においては、上記の成分の他に、良好な溶
接作業性や生産性確保のために、ＦｅＯ，ＳｉＯ₂，Ａ
ｌ₂Ｏ₃，ＣａＯ，ＭｇＯ，Ｋ₂Ｏ，Ｎａ₂Ｏなどの金
属酸化物を添加することができるが、金属酸化物の合計
が１０％を超えるとスパッタが増加するので、上限を１
０％とする。

【００２８】第３に、本発明において、溶接金属のミク
ロ組織を限定した理由を説明する。ミクロ組織：溶接金属のミクロ組織は、強度、衝撃靭
性、硬さ、耐食性という複数の要求特性を同時に満足す
るために、オーステナイト＋フェライトの２相組織であ
ることが必要である。フェライト単相あるいはフェライ
トが７０％以上の組織では、衝撃靭性が悪い、一方、オ
ーステナイト単相あるいはオーステナイトが７０％以上
の組織では、溶接金属の強度が不足する。また、溶接金
属の組織がマルテンサイト単相あるいはマルテンサイト
が５０％以上の組織であると、硬さが硬く、衝撃靭性に
乏しい。

【００２９】オーステナイト＋フェライトの２相組織と
することで、溶接金属の強度が高まる一方で、硬さが過
剰に上昇することを防止し、従って溶接に際して予熱あ
るいは後熱処理を施さなくても、溶接割れは発生せず、
さらに優れた衝撃靭性が得られる。ここで、溶接金属中
のオーステナイト分率が、３０％未満ではフェライト分
率が過大になって、溶接金属の衝撃靭性が低下するとと
もに、フェライト硬さが高くなり過ぎる。一方で、オー
ステナイト分率が７０％を超えると、成分をいかに調整
しても溶接金属の強度を確保することが困難になる。従
って、溶接入熱が８０００〜４００００kJ／cmの被覆ア
ーク溶接で、溶接金属のオーステナイト分率は３０〜７
０％の範囲とすることが重要かつ必要である。

【００３０】本発明方法では、ラインパイプや圧力容器
等の溶接に一般的に良く使用される被覆アーク溶接を対
象とする。溶接は、自動、半自動、手動、のいずれでも
良く、特に限定されるものではない。

【００３１】本発明が対象とする高Ｃｒ鋼は、Ｃｒ量が
７．５〜１８．０％であって、ミクロ組織がマルテンサ
イト単相、あるいはマルテンサイトを５０％以上とし
て、残部フェライトを含むもので、高強度が要求される
鋼である。ここで、マルテンサイトが５０％未満になる
と強度が充分ではなく、Ｃｒ量が１８％超では、マルテ
ンサイトが５０％以上確保できない、また、Ｃｒ量が
７．５％未満では耐食性が充分ではなくなる。本発明は
母材の降伏強度が４８３Ｎ／mm^２以上である場合に特に
有効であり、母材の強度が５５１／mm^２以上である場合
にはさらに一段と有効である。

【００３２】高Ｃｒ鋼ではあっても、該鋼の組織がフェ
ライト単相、あるいはフェライトが５０％超からなる場
合には、鋼自体の強度が必ずしも高くはないので、本発
明方法を適用する必要がない場合が多い。それは、こう
した鋼は、主として加工性を要求される薄板として使用
される場合が多く、母材あるいは溶接部の衝撃靭性に対
する要求がないか、あっても要求レベルが低いためであ
る。また、溶接部に要求される強度も、さほど高くない
からである。勿論、組織がフェライト単相、あるいはフ
ェライトが５０％超からなる高Ｃｒ鋼に本発明方法を適
用しても、何ら問題はない。

【００３３】本発明が対象とする高Ｃｒ鋼においてはＣ
ｒ量が前述の範囲であれば、他の成分は特に限定される
ものではなく、いずれも適用可能である。本発明は、ラ
インパイプなどの鋼管の円周溶接に適用することは、勿
論可能であるし、圧力容器や構造物に使用される、鋼板
の溶接に適用することも勿論可能である。

【００３４】

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。表
１に成分を示す高Ｃｒ鋼管（外径２７３．１mm、肉厚１
１．１mm）を母材とし、表２に成分を示す供試心線と表
３に示す被覆剤を表４に示す組み合わせにより作成した
被覆アーク溶接棒を用いて溶接継手を作成した。下向姿
勢での溶接条件は溶接電流；１４０Ａ（ＡＣ）、アーク
電圧；２２〜２６Ｖ、溶接速度；２０〜２５cm/minとし
た、また、立向姿勢での溶接条件は溶接電流；１００Ａ
（ＡＣ）、アーク電圧；２２〜２４Ｖ、溶接速度；５〜
１０cm/minとし、いずれも溶接に際して、予熱はまった
く適用せず、溶接後の熱処理も行っていない。なお、表
１の鋼管は、鋼管として製造された後に、焼入−焼戻熱
処理を施して、いずれも降伏強度を５５１Ｎ／mm²以上
とした鋼管である。表４には各被覆アーク溶接棒を適用
した鋼管のＮｏ．を記した。また、各溶接継手の断面に
ついて、エッチングして溶接金属の組織を現出した後
に、オーステナイト分率をポイントカウント法で測定し
た結果を、表４中にあわせて記載した。

【００３５】次に、各々の溶接継手から、溶接金属に切
欠が位置するようにＪＩＳ４号衝撃試験片（フルサイ
ズ）を採取した後に、衝撃試験を実施した。溶接金属の
最高硬さは、荷重１kgのビッカーズ硬さとして測定し
た。溶接線に直交する方向において、平行部に溶接金
属、溶接熱影響部、母材を含むように、ＪＩＳ５号引張
試験片を採取し、室温で引張試験を行った。一方、各溶
接継手の溶接金属から試験片を採取して、湿潤炭酸ガス
環境における腐食試験を行った。湿潤炭酸ガス環境にお
ける腐食試験条件としては、試験温度１２０℃のオート
クレーブ中で、炭酸ガス４０気圧の条件で５％ＮａＣｌ
水溶液中に３０日間浸漬して、試験前後の重量変化から
腐食速度を算出した。腐食速度の単位はmm/yで表わした
が、一般にある環境におけるある材料の腐食速度が０．
１mm/y未満の場合、材料は充分耐食的であり、使用可能
であると考えられている。

【００３６】各試験結果を表５に示した。表５の衝撃試
験結果において、○は破面遷移温度が−３０℃以下、×
は破面遷移温度が−３０℃を超えて０℃以下、××は破
面遷移温度が−０℃超であったことをそれぞれ表わして
いる。引張試験結果においては、○は母材部で破断し、
溶接金属部では破断しなかったもの、×は溶接金属部で
破断したものを表わしている。腐食試験結果としては、
腐食速度を示した。

【００３７】表５から明らかなように、本発明例である
Ｎｏ．１〜５は、溶接作業性および溶接金属の衝撃靭性
が優れ、溶接金属の強度が高く、（溶接金属では破断し
ない）、溶接金属の最高硬さは低く、かつ溶接金属の耐
食性が優れるという、多数の要求特性を同時に満足でき
ることがわかる。また、これらの特性は、溶接時の予熱
あるいは後熱処理を施さない、溶接ままで得られてい
る。

【００３８】これに対して、比較例であるＮｏ．６は溶
接材料が低合金鋼ベースであるために、溶接金属の耐食
性と靭性が著しく悪い。比較例Ｎｏ．７は１３％Ｃｒ−
４Ｎｉ共金系であって、溶接ままでは焼入ままのマルテ
ンサイト組織であり、溶接金属の硬さが非常に硬い。ま
た、比較例Ｎｏ．８はオーステナイト系溶接材料である
が、耐食性と衝撃靭性は良いものの、溶接金属の強度が
非常に低く、まったく不充分である。比較例Ｎｏ．９は
フェライト＋オーステナイト２相混合組織ではあるもの
の、成分が適切ではなく、かつ溶接金属のオーステナイ
ト分率が不適切であるために、溶接金属の衝撃靭性が著
しく悪い。比較例Ｎｏ．１０，１１は被覆剤が適切でな
いため、靭性、強度、耐食性等の溶接金属の特性は優れ
ているが、溶接作業性は悪い。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】

【００４２】

【表４】

【００４３】

【表５】

【００４４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は耐食性、強
度および靭性に優れた高Ｃｒ鋼の溶接方法を提供するこ
とを可能としたものであり、産業の発展に貢献するとこ
ろが極めて大である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２２Ｃ 38/18 38/40 (72)発明者三宅聰之千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、Ｃｒ：７．５〜１８．０％を
含有し、ミクロ組織がマルテンサイト単相、またはマル
テンサイト５０％以上および残部フェライトからなる高
Ｃｒ鋼の溶接方法において、重量％で、Ｃ：０．００５〜０．１２％、Ｓｉ：０．０１〜１．０％、Ｍｎ：０．０２〜３．０％、Ｃｒ：１８．０〜２８．０％、Ｎｉ：５．０％〜１０．０％、Ａｌ：０．００５〜０．５％、およびＭｏおよびＷの１
種または２種をＭｏ＋０．５Ｗ：１．０〜５．０％、と
なるように含有し、さらに、Ｐを０．０３％以下、Ｓを０．０１％以下に制限し、残部Ｆｅおよび不可避不
純物からなるステンレス鋼心線に、被覆剤全重量％で、チタン酸化物：２５〜６０％、金属炭酸塩：１０〜３０％、金属ふっ化物：３〜１５％を含有する被覆剤を塗布した
被覆アーク溶接棒を用いて溶接し、溶接金属のミクロ組
織をオーステナイトとフェライトの２相組織とし、オー
ステナイト分率を３０〜７０％とすることを特徴とする
高Ｃｒ鋼の溶接方法。
【請求項２】請求項１のステンレス鋼心線に、さらに
重量％で、Ｃｕ：０．０５〜３％、Ｎ：０．００５〜０．２％の１種または２種を含有す
ることを特徴とする請求項１記載の高Ｃｒ鋼の溶接方
法。
【請求項３】請求項１、あるいは２のステンレス鋼伸
線に、さらに重量％で、Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｔａの
１種または２種以上で合計０．０１〜１．０％を含有す
ることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の高Ｃｒ
鋼の溶接方法。