JPH11254030A - 低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼溶接管およびその製造方法 - Google Patents
低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼溶接管およびその製造方法Info
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- JPH11254030A JPH11254030A JP10058426A JP5842698A JPH11254030A JP H11254030 A JPH11254030 A JP H11254030A JP 10058426 A JP10058426 A JP 10058426A JP 5842698 A JP5842698 A JP 5842698A JP H11254030 A JPH11254030 A JP H11254030A
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- martensitic stainless
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- B23K2103/04—Steel or steel alloys
- B23K2103/05—Stainless steel
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ溶接部の靱性に優れた低炭素マルテン
サイト系ステンレス鋼溶接管およびその製造方法。 【解決手段】 Ｃｒ：１２．０〜１５．０ｗｔ．％、Ｎ
ｉ：１．０〜５．０ｗｔ．％、Ｃ＋Ｎ：０．０３０ｗ
ｔ．％以下を含有するステンレス鋼帯を管状に加工し、
突き合わせた両エッジ部をレーザ溶接し、次いで、７３
０〜９００℃の温度域で２〜６０秒間加熱し、次いで、
１５０℃以下まで冷却し、次いで、５８０〜７７０℃の
温度域で１〜３０秒間加熱し、次いで、常温まで冷却す
る。
サイト系ステンレス鋼溶接管およびその製造方法。 【解決手段】 Ｃｒ：１２．０〜１５．０ｗｔ．％、Ｎ
ｉ：１．０〜５．０ｗｔ．％、Ｃ＋Ｎ：０．０３０ｗ
ｔ．％以下を含有するステンレス鋼帯を管状に加工し、
突き合わせた両エッジ部をレーザ溶接し、次いで、７３
０〜９００℃の温度域で２〜６０秒間加熱し、次いで、
１５０℃以下まで冷却し、次いで、５８０〜７７０℃の
温度域で１〜３０秒間加熱し、次いで、常温まで冷却す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は耐食性および溶接
性に優れた低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼からな
る溶接鋼管およびその製造方法に関するものである。
性に優れた低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼からな
る溶接鋼管およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特開平９−１６４４２５号公報は、低炭
素マルテンサイト系ステンレス鋼からなる溶接管および
その製造方法について開示する（以下、「先行技術」と
いう）。先行技術は、シーム溶接ＨＡＺ部の耐硫化物応
力腐食割れ防止の観点から溶接条件、後処理条件を規定
したものである。
素マルテンサイト系ステンレス鋼からなる溶接管および
その製造方法について開示する（以下、「先行技術」と
いう）。先行技術は、シーム溶接ＨＡＺ部の耐硫化物応
力腐食割れ防止の観点から溶接条件、後処理条件を規定
したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】硫化水素を含む環境
（「サワー環境」という）では、硫化物応力腐食割れは
問題である。しかし、硫化水素を含まない環境（「スイ
ート環境」という）では、硫化物応力腐食割れは問題に
ならず、低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼は十分な
耐食性を有している。
（「サワー環境」という）では、硫化物応力腐食割れは
問題である。しかし、硫化水素を含まない環境（「スイ
ート環境」という）では、硫化物応力腐食割れは問題に
ならず、低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼は十分な
耐食性を有している。
【０００４】それよりも、レーザ溶接シームの靱性の方
が問題である。レーザ溶接部は、溶接ままでは靱性が低
い。しかし、従来、レーザ溶接部の靱性を回復するため
の後熱処理条件は開発されていない。特に、生産性の高
いオンラインシーム熱処理の条件は、未だ開発されてい
ない。
が問題である。レーザ溶接部は、溶接ままでは靱性が低
い。しかし、従来、レーザ溶接部の靱性を回復するため
の後熱処理条件は開発されていない。特に、生産性の高
いオンラインシーム熱処理の条件は、未だ開発されてい
ない。
【０００５】従って、この発明の目的は、上述の問題を
解決し、レーザ溶接部の靱性に優れた低炭素マルテンサ
イト系ステンレス鋼溶接管およびその製造方法を提供す
ることにある。
解決し、レーザ溶接部の靱性に優れた低炭素マルテンサ
イト系ステンレス鋼溶接管およびその製造方法を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の低炭素マ
ルテンサイト系ステンレス鋼溶接管は、Ｃｒ：１２．０
〜１５．０ｗｔ．％、Ｎｉ：１．０〜５．０ｗｔ．％、
Ｃ＋Ｎ：０．０３０ｗｔ．％以下を含有するステンレス
鋼帯を管状に加工し、突き合わせた両エッジ部をレーザ
溶接し、次いで、７３０〜９００℃の温度域で２〜６０
秒間加熱し、次いで、１５０℃以下まで冷却し、次い
で、５８０〜７７０℃の温度域で１〜３０秒間加熱し、
次いで、常温まで冷却することにより製造されてなるこ
とに特徴を有するものである。
ルテンサイト系ステンレス鋼溶接管は、Ｃｒ：１２．０
〜１５．０ｗｔ．％、Ｎｉ：１．０〜５．０ｗｔ．％、
Ｃ＋Ｎ：０．０３０ｗｔ．％以下を含有するステンレス
鋼帯を管状に加工し、突き合わせた両エッジ部をレーザ
溶接し、次いで、７３０〜９００℃の温度域で２〜６０
秒間加熱し、次いで、１５０℃以下まで冷却し、次い
で、５８０〜７７０℃の温度域で１〜３０秒間加熱し、
次いで、常温まで冷却することにより製造されてなるこ
とに特徴を有するものである。
【０００７】請求項２記載の低炭素マルテンサイト系ス
テンレス鋼溶接管の製造方法は、Ｃｒ：１２．０〜１
５．０ｗｔ．％、Ｎｉ：１．０〜５．０ｗｔ．％、Ｃ＋
Ｎ：０．０３０ｗｔ．％以下を含有するステンレス鋼帯
を管状に加工し、突き合わせた両エッジ部をレーザ溶接
し、次いで、７３０〜９００℃の温度域で２〜６０秒間
加熱し、次いで、１５０℃以下まで冷却し、次いで、５
８０〜７７０℃の温度域で１〜３０秒間加熱し、次い
で、常温まで冷却することに特徴を有するものである。
テンレス鋼溶接管の製造方法は、Ｃｒ：１２．０〜１
５．０ｗｔ．％、Ｎｉ：１．０〜５．０ｗｔ．％、Ｃ＋
Ｎ：０．０３０ｗｔ．％以下を含有するステンレス鋼帯
を管状に加工し、突き合わせた両エッジ部をレーザ溶接
し、次いで、７３０〜９００℃の温度域で２〜６０秒間
加熱し、次いで、１５０℃以下まで冷却し、次いで、５
８０〜７７０℃の温度域で１〜３０秒間加熱し、次い
で、常温まで冷却することに特徴を有するものである。
【０００８】レーザ溶接部に２段処理のオンラインシー
ム熱処理を施こし、レーザ溶接部を焼き戻しして靱性を
高めることができる。
ム熱処理を施こし、レーザ溶接部を焼き戻しして靱性を
高めることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、この発明の限定理由を述べ
る。 Ｃｒ（クロム）：Ｃｒは、１２．０〜１５．０ｗ
ｔ．％の範囲で含有させる。
る。 Ｃｒ（クロム）：Ｃｒは、１２．０〜１５．０ｗ
ｔ．％の範囲で含有させる。
【００１０】Ｃｒは耐食性を確保するために１２．０ｗ
ｔ．％以上必要である。しかし、Ｃｒ含有量が１５．０
ｗｔ．％を超えると溶接性および熱間加工性を確保する
ためにＮｉを多く含有させなければならなくなる。Ｎｉ
は強度を上げる作用を有するため、強度を下げるための
焼き戻し工程が増え、また、焼き戻し時間が長くかか
る。従って、Ｃｒ含有量は、１２．０〜１５．０ｗｔ．
％の範囲内に限定すべきである。
ｔ．％以上必要である。しかし、Ｃｒ含有量が１５．０
ｗｔ．％を超えると溶接性および熱間加工性を確保する
ためにＮｉを多く含有させなければならなくなる。Ｎｉ
は強度を上げる作用を有するため、強度を下げるための
焼き戻し工程が増え、また、焼き戻し時間が長くかか
る。従って、Ｃｒ含有量は、１２．０〜１５．０ｗｔ．
％の範囲内に限定すべきである。
【００１１】 Ｎｉ（ニッケル）：Ｎｉは、１．０〜
５．０ｗｔ．％の範囲で含有させる。Ｎｉはオーステナ
イト域を広げ熱間加工性、溶接性を確保するため１．０
ｗｔ．％以上必要である。しかし、Ｎｉ添加量が増える
に従い強度が増す。このため５．０ｗｔ．％以下とし
た。従って、Ｎｉ含有量は、１．０〜５．０ｗｔ．％の
範囲内に限定すべきである。
５．０ｗｔ．％の範囲で含有させる。Ｎｉはオーステナ
イト域を広げ熱間加工性、溶接性を確保するため１．０
ｗｔ．％以上必要である。しかし、Ｎｉ添加量が増える
に従い強度が増す。このため５．０ｗｔ．％以下とし
た。従って、Ｎｉ含有量は、１．０〜５．０ｗｔ．％の
範囲内に限定すべきである。
【００１２】 Ｃ＋Ｎ（炭素、窒素）：ＣおよびＮ
は、合計で０．０３０ｗｔ．％以下含有させる。Ｃおよ
びＮは、マルテンサイトを硬くする作用を有する。Ｃ＋
Ｎが０．０３０ｗｔ．％を超えると強度を下げるための
焼き戻し工程が増え、また、焼き戻し時間が長くかか
る。また、溶接ＨＡＺ部の硬さが増して割れやすくな
る。従って、Ｃ＋Ｎ含有量は、０．０３０ｗｔ．％以下
に限定すべきである。
は、合計で０．０３０ｗｔ．％以下含有させる。Ｃおよ
びＮは、マルテンサイトを硬くする作用を有する。Ｃ＋
Ｎが０．０３０ｗｔ．％を超えると強度を下げるための
焼き戻し工程が増え、また、焼き戻し時間が長くかか
る。また、溶接ＨＡＺ部の硬さが増して割れやすくな
る。従って、Ｃ＋Ｎ含有量は、０．０３０ｗｔ．％以下
に限定すべきである。
【００１３】 １段目および２段目からなる２段熱処
理を施す理由：高い生産性を得るためには、オンライン
シーム熱処理が必要である。従って、短時間で熱処理が
完了しなければならない。そのため、長時間をかけて熱
処理できる全管熱処理とは温度域が異なる。従って、本
発明においては、１段目および２段目からなる２段熱処
理を施す。
理を施す理由：高い生産性を得るためには、オンライン
シーム熱処理が必要である。従って、短時間で熱処理が
完了しなければならない。そのため、長時間をかけて熱
処理できる全管熱処理とは温度域が異なる。従って、本
発明においては、１段目および２段目からなる２段熱処
理を施す。
【００１４】１段目熱処理：１段目熱処理は、ステンレ
ス鋼帯を管状に加工し、突き合わせた両エッジ部をレー
ザ溶接し、次いで、７３０〜９００℃の温度域で２〜６
０秒間加熱することにより行う。このように高温熱処理
（７３０〜９００℃）することにより、溶接組織の解
消、凝固偏析の解消および歪みの解消などの作用が得ら
れる。
ス鋼帯を管状に加工し、突き合わせた両エッジ部をレー
ザ溶接し、次いで、７３０〜９００℃の温度域で２〜６
０秒間加熱することにより行う。このように高温熱処理
（７３０〜９００℃）することにより、溶接組織の解
消、凝固偏析の解消および歪みの解消などの作用が得ら
れる。
【００１５】熱処理温度の上限は９００℃とする。９０
０℃を超えて高温としても上記の作用は飽和する。ま
た、温度を上げるのに時間がかかりすぎ生産性が落ち
る。熱処理温度の下限は７３０℃とする。７３０℃未満
では靱性改善作用に所望の効果が得られない。従って、
１段目の熱処理温度は、７３０〜９００℃の範囲内に限
定すべきである。
０℃を超えて高温としても上記の作用は飽和する。ま
た、温度を上げるのに時間がかかりすぎ生産性が落ち
る。熱処理温度の下限は７３０℃とする。７３０℃未満
では靱性改善作用に所望の効果が得られない。従って、
１段目の熱処理温度は、７３０〜９００℃の範囲内に限
定すべきである。
【００１６】熱処理時間の下限は２秒とする。２秒未満
では上述の作用に所望の効果が得られない。上限は６０
秒とする。６０秒を超えると生産性が落ちる。従って、
１段目の熱処理時間は２〜６０秒に限定すべきである。
では上述の作用に所望の効果が得られない。上限は６０
秒とする。６０秒を超えると生産性が落ちる。従って、
１段目の熱処理時間は２〜６０秒に限定すべきである。
【００１７】２段目処理：２段目処理は、１段目処理
後、１５０℃以下まで冷却し、次いで、５８０〜７７０
℃までの温度域に１〜３０秒間加熱し、次いで、常温ま
で冷却することにより行う。このように低温熱処理（５
８０〜７７０℃）することによりマルテンサイトの焼き
戻しがなされる。
後、１５０℃以下まで冷却し、次いで、５８０〜７７０
℃までの温度域に１〜３０秒間加熱し、次いで、常温ま
で冷却することにより行う。このように低温熱処理（５
８０〜７７０℃）することによりマルテンサイトの焼き
戻しがなされる。
【００１８】熱処理温度の上限は７７０℃とする。７７
０℃を超えるとオーステナイト変態してしまい、再びマ
ルテンサイトを生じるため靱性が低下する。熱処理温度
の下限は５８０℃とする。５８０℃未満では焼き戻し作
用に所望の効果が得られない。従って、２段目の熱処理
温度は、５８０〜７７０℃の範囲内に限定すべきであ
る。
０℃を超えるとオーステナイト変態してしまい、再びマ
ルテンサイトを生じるため靱性が低下する。熱処理温度
の下限は５８０℃とする。５８０℃未満では焼き戻し作
用に所望の効果が得られない。従って、２段目の熱処理
温度は、５８０〜７７０℃の範囲内に限定すべきであ
る。
【００１９】熱処理時間の下限は１秒とする。１秒未満
では上述の作用に所望の効果が得られない。上限は３０
秒とする。３０秒を超えるとオーステナイト変態してし
まい、再びマルテンサイトを生じるため靱性が低下す
る。従って、２段目の熱処理時間は１〜３０秒に限定す
べきである。
では上述の作用に所望の効果が得られない。上限は３０
秒とする。３０秒を超えるとオーステナイト変態してし
まい、再びマルテンサイトを生じるため靱性が低下す
る。従って、２段目の熱処理時間は１〜３０秒に限定す
べきである。
【００２０】
【実施例】次に、この発明の実施例を説明する。表１に
示す、本発明範囲内の成分を含有する鋼種Ａ〜Ｄからな
る厚さ６ｍｍの低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼帯
を外系２４５ｍｍのパイプ（管状）に成形し、突き合わ
せた両エッジ部を表２に示す条件でレーザ溶接し、溶接
管を調製した。次いで、調製した溶接管のレーザ溶接部
を該管より切り出し、図１に示す熱処理パターンにより
熱処理を模擬した表３に示す条件１〜２３によるオンラ
インシーム熱処理を施した。即ち、図１に示すように、
１段目処理をＴ１（℃）の温度でｔ１（ｓ）の処理時間
施こし、次いで、１５０℃以下まで水冷し、次いで、２
段目処理をＴ２（℃）の温度でｔ２（ｓ）の処理時間で
施こし、次いで、常温まで空冷した。
示す、本発明範囲内の成分を含有する鋼種Ａ〜Ｄからな
る厚さ６ｍｍの低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼帯
を外系２４５ｍｍのパイプ（管状）に成形し、突き合わ
せた両エッジ部を表２に示す条件でレーザ溶接し、溶接
管を調製した。次いで、調製した溶接管のレーザ溶接部
を該管より切り出し、図１に示す熱処理パターンにより
熱処理を模擬した表３に示す条件１〜２３によるオンラ
インシーム熱処理を施した。即ち、図１に示すように、
１段目処理をＴ１（℃）の温度でｔ１（ｓ）の処理時間
施こし、次いで、１５０℃以下まで水冷し、次いで、２
段目処理をＴ２（℃）の温度でｔ２（ｓ）の処理時間で
施こし、次いで、常温まで空冷した。
【００２１】次いで、熱処理した溶接部の靱性をＶノッ
チシャルビー試験によって調べた。ノッチは溶接金属の
中心とした。吸収エネルギーを表３中に示す。表３にお
いて、ｖＥ−２０（Ｊ）は、Ｖノッチシャルピー衝撃試
験（−２０℃１／２サイズ）を示す。
チシャルビー試験によって調べた。ノッチは溶接金属の
中心とした。吸収エネルギーを表３中に示す。表３にお
いて、ｖＥ−２０（Ｊ）は、Ｖノッチシャルピー衝撃試
験（−２０℃１／２サイズ）を示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】表３からわかるように、熱処理No. １〜６
は、本発明範囲外の１段処理のみの比較例である。１段
の熱処理では、十分な靱性が得られないことがわかる。
熱処理No. ７〜９は、２段処理であるが、１段目の熱処
理温度が本発明範囲を下回った比較例であり、十分な靱
性が得られないことがわかる。
は、本発明範囲外の１段処理のみの比較例である。１段
の熱処理では、十分な靱性が得られないことがわかる。
熱処理No. ７〜９は、２段処理であるが、１段目の熱処
理温度が本発明範囲を下回った比較例であり、十分な靱
性が得られないことがわかる。
【００２６】熱処理No. １５は、２段処理であるが、２
段目の熱処理温度が本発明範囲を下回った比較例であ
り、十分な靱性が得られないことがわかる。熱処理No.
１８は、２段処理であるが、２段目の熱処理温度が本発
明範囲を上回った比較例であり、十分な靱性が得られな
いことがわかる。
段目の熱処理温度が本発明範囲を下回った比較例であ
り、十分な靱性が得られないことがわかる。熱処理No.
１８は、２段処理であるが、２段目の熱処理温度が本発
明範囲を上回った比較例であり、十分な靱性が得られな
いことがわかる。
【００２７】熱処理No. １０〜１４、１６、１７、１９
〜２３は本発明例であり、十分な靱性が得られているこ
とがわかる。
〜２３は本発明例であり、十分な靱性が得られているこ
とがわかる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、レーザ溶接部の靱性に優れた低炭素マルテンサイト
系ステンレス鋼溶接管およびその製造方法が得られ、か
くして、有用な効果がもたらされる。
ば、レーザ溶接部の靱性に優れた低炭素マルテンサイト
系ステンレス鋼溶接管およびその製造方法が得られ、か
くして、有用な効果がもたらされる。
【図１】この発明の実施例の熱処理パターンを示すグラ
フである。
フである。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃｒ：１２．０〜１５．０ｗｔ．％、Ｎ
ｉ：１．０〜５．０ｗｔ．％、Ｃ＋Ｎ：０．０３０ｗ
ｔ．％以下を含有するステンレス鋼帯を管状に加工し、
突き合わせた両エッジ部をレーザ溶接し、次いで、７３
０〜９００℃の温度域で２〜６０秒間加熱し、次いで、
１５０℃以下まで冷却し、次いで、５８０〜７７０℃の
温度域で１〜３０秒間加熱し、次いで、常温まで冷却す
ることにより製造されてなることを特徴とする低炭素マ
ルテンサイト系ステンレス鋼溶接管。 - 【請求項２】 Ｃｒ：１２．０〜１５．０ｗｔ．％、Ｎ
ｉ：１．０〜５．０ｗｔ．％、Ｃ＋Ｎ：０．０３０ｗ
ｔ．％以下を含有するステンレス鋼帯を管状に加工し、
突き合わせた両エッジ部をレーザ溶接し、次いで、７３
０〜９００℃の温度域で２〜６０秒間加熱し、次いで、
１５０℃以下まで冷却し、次いで、５８０〜７７０℃の
温度域で１〜３０秒間加熱し、次いで、常温まで冷却す
ることを特徴とする低炭素マルテンサイト系ステンレス
鋼溶接管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10058426A JPH11254030A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼溶接管およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10058426A JPH11254030A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼溶接管およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11254030A true JPH11254030A (ja) | 1999-09-21 |
Family
ID=13084067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10058426A Pending JPH11254030A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼溶接管およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11254030A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100431446B1 (ko) * | 1999-12-24 | 2004-05-14 | 주식회사 포스코 | 마르텐사이트 스테인레스 강판 용접부의 열처리 장치 및열처리 방법 |
| WO2012105326A1 (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-09 | 三菱重工業株式会社 | 溶接方法及び溶接装置 |
-
1998
- 1998-03-10 JP JP10058426A patent/JPH11254030A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100431446B1 (ko) * | 1999-12-24 | 2004-05-14 | 주식회사 포스코 | 마르텐사이트 스테인레스 강판 용접부의 열처리 장치 및열처리 방법 |
| WO2012105326A1 (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-09 | 三菱重工業株式会社 | 溶接方法及び溶接装置 |
| JP2012161808A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 溶接方法及び溶接装置 |
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