JPS58154491A - 高Ｓｉ含有オ−ステナイトステンレス鋼用溶接材料 - Google Patents
高Ｓｉ含有オ−ステナイトステンレス鋼用溶接材料Info
- Publication number
- JPS58154491A JPS58154491A JP3622782A JP3622782A JPS58154491A JP S58154491 A JPS58154491 A JP S58154491A JP 3622782 A JP3622782 A JP 3622782A JP 3622782 A JP3622782 A JP 3622782A JP S58154491 A JPS58154491 A JP S58154491A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding material
- stainless steel
- austenitic stainless
- welding
- corrosion resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
- B23K35/3086—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent containing Ni or Mn
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高８１ 含有オーステナイトステンレス鋼用
溶接材料に関する。
溶接材料に関する。
高温、高濃度の硝酸環境は酸化性が極めて強く、ステン
レス鋼が過不働態状態となるため、一般のステンレス鋼
では不働態皮膜が維持できず、而も粒界腐食性が著しく
大きい苛酷な腐食環境である。
レス鋼が過不働態状態となるため、一般のステンレス鋼
では不働態皮膜が維持できず、而も粒界腐食性が著しく
大きい苛酷な腐食環境である。
このような酸化性の強い環境においては珪酸質が耐用性
を有するため、グラス２イニング材が使用されているが
、斯る材料は溶接できないため大形状装置の製作が困離
であり、脆くて衝撃にＡいなどの欠点を有する。
を有するため、グラス２イニング材が使用されているが
、斯る材料は溶接できないため大形状装置の製作が困離
であり、脆くて衝撃にＡいなどの欠点を有する。
近時、この種の環境で耐用できる金属材料として酸化性
の強い環境下において、綱表向に３１０２ 主体の酸
化物層を形成する約４％の８１を含有する１ ７０ｒ
−１４Ｎｉ −４Ｓｉ 系のオーステナイトステンレ
ス鋼が使用されているが、９８％以上の高濃度の高温硝
酸ではこの柚のステンレス鋼でも耐食性が十分でない。
の強い環境下において、綱表向に３１０２ 主体の酸
化物層を形成する約４％の８１を含有する１ ７０ｒ
−１４Ｎｉ −４Ｓｉ 系のオーステナイトステンレ
ス鋼が使用されているが、９８％以上の高濃度の高温硝
酸ではこの柚のステンレス鋼でも耐食性が十分でない。
本発明者らはこのような極めて苛酷な腐食環境において
も使用可能な材料として５〜７％の％、Ｎ１１０〜１９
匹未満、さらに必要に応じＴｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂの少
くとも１櫨４×叩」％〜２％、残部Ｆｅ及び不可避的不
純物より成る高８１含有オーステナイトステンレス鋼を
開発した（特開昭５５−９１９６０号公報参照） こノ高３１ 含有オーステナイトステンレス鋼は共金
溶接を施工した場合溶接金礪にＮｉ −Ｓｉ−（Ｎｂ、
ｚｒ ）系の多量の金属間化合物を生成するため、溶接
のままの状態では常温における衝撃直がｏ、 ５ ｋｌ
−ｒｒｒ ／ ｔｉｇ度で極めて低く、構造用プラント
材としては実用上問題がある。そのため浴接部の（＃撃
靭性が要求される部位には１７０ｒ −１４Ｎｉ −４
Ｓｉ 系の溶接材料が使用されるが、この場合は８１
含有量が少ないため溶接部の耐食性が低下し、実用
上問題となることがある。なお本発明においてはＭＩＧ
溶接、ＴＩＧ浴接を採用するため、溶接材料の組成はそ
のまま浴接金属の組成と見做されるものである。
も使用可能な材料として５〜７％の％、Ｎ１１０〜１９
匹未満、さらに必要に応じＴｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂの少
くとも１櫨４×叩」％〜２％、残部Ｆｅ及び不可避的不
純物より成る高８１含有オーステナイトステンレス鋼を
開発した（特開昭５５−９１９６０号公報参照） こノ高３１ 含有オーステナイトステンレス鋼は共金
溶接を施工した場合溶接金礪にＮｉ −Ｓｉ−（Ｎｂ、
ｚｒ ）系の多量の金属間化合物を生成するため、溶接
のままの状態では常温における衝撃直がｏ、 ５ ｋｌ
−ｒｒｒ ／ ｔｉｇ度で極めて低く、構造用プラント
材としては実用上問題がある。そのため浴接部の（＃撃
靭性が要求される部位には１７０ｒ −１４Ｎｉ −４
Ｓｉ 系の溶接材料が使用されるが、この場合は８１
含有量が少ないため溶接部の耐食性が低下し、実用
上問題となることがある。なお本発明においてはＭＩＧ
溶接、ＴＩＧ浴接を採用するため、溶接材料の組成はそ
のまま浴接金属の組成と見做されるものである。
本発明は上記のような５〜７％のＳｌ を含ｎする４
ｓｉ 含有オーステナイトステンレス鋼の溶接部の靭
性を改善すべく、溶接部に２ ｋｇ−ｗ ／、よよ。。
ｓｉ 含有オーステナイトステンレス鋼の溶接部の靭
性を改善すべく、溶接部に２ ｋｇ−ｗ ／、よよ。。
４．。６＃＊＊Ｍｌ□よ。
接材料を開発したもので、ｍ接部のＮｉ性を２ｋＶｍ
／ ｃｒｒｉ’以上に維持しつ＼高温縄磯腿の硝酸中に
おける耐食性を保証するため５〜７％の８１を含有させ
、かつＣ，Ｎをａ＋ｗくｏ、ｏｓ％の極低炭素、窒素と
すると同時に安定化元素（Ｎｂ ＋ Ｔａ ）の添加量
を２１５Ｘ（０＋Ｎ）％に制限し、而も主要元素を−４
くニッケルバランス値く−２にコントロールすることに
より、実用上十分な程度まで靭性を大巾に改善しかつ凝
固割れ感受性の低い耐高温濃硝酸材料用の溶接材料を得
ることに成功したもので、下記に示す成分範囲を有する
ものである。即ちＣ〈０．０１５％、８１５〜７％、ｂ
ｉｎ ＜２％、０ｒ１５〜２０％、Ｎ１１０〜２２％、
Ｎく０．０２％、Ｎｂ、Ｔａの一方又は双方 くＯ，４
Ｓ％を含有し、かつＴ在＋Ｎｂン１５Ｘ（Ｇ＋Ｎ ）％
、Ｏ＋Ｎく０．０３％となし残部はＦ６ 及び不可避
的不純物より成り、而も下式に示すＮ１ バランス値
を−４〜−２とするもの！ある。
／ ｃｒｒｉ’以上に維持しつ＼高温縄磯腿の硝酸中に
おける耐食性を保証するため５〜７％の８１を含有させ
、かつＣ，Ｎをａ＋ｗくｏ、ｏｓ％の極低炭素、窒素と
すると同時に安定化元素（Ｎｂ ＋ Ｔａ ）の添加量
を２１５Ｘ（０＋Ｎ）％に制限し、而も主要元素を−４
くニッケルバランス値く−２にコントロールすることに
より、実用上十分な程度まで靭性を大巾に改善しかつ凝
固割れ感受性の低い耐高温濃硝酸材料用の溶接材料を得
ることに成功したもので、下記に示す成分範囲を有する
ものである。即ちＣ〈０．０１５％、８１５〜７％、ｂ
ｉｎ ＜２％、０ｒ１５〜２０％、Ｎ１１０〜２２％、
Ｎく０．０２％、Ｎｂ、Ｔａの一方又は双方 くＯ，４
Ｓ％を含有し、かつＴ在＋Ｎｂン１５Ｘ（Ｇ＋Ｎ ）％
、Ｏ＋Ｎく０．０３％となし残部はＦ６ 及び不可避
的不純物より成り、而も下式に示すＮ１ バランス値
を−４〜−２とするもの！ある。
Ｎｉバランス１直＝％Ｎｉ＋３０（％Ｃ十％Ｎ）＋０．
５（％、 Ｍｎ） １．１（％Ｏｒ＋１．５Ｘ％８
１）＋８．２次に本発明浴接材料における各成分の限定
理由について説明する。
５（％、 Ｍｎ） １．１（％Ｏｒ＋１．５Ｘ％８
１）＋８．２次に本発明浴接材料における各成分の限定
理由について説明する。
Ｃ：耐食上、特に粒界腐食性の極めて大きい高温濃硝酸
環境においてはクロム炭化物の析出を―鳴−防止するた
め、Ｃは出来るだけ低い方が望ましいが本発明ではＮｂ
又は（及び） Ｔａ の安定化効果により０．０
１５％まで許容することができる。しかしＣが０．０１
５％を超えると、安定化に必要なＮｂ十Ｔａ のｔ（
２１５Ｘ（０＋Ｎ ）％が必要）が増加し、ひいては浴
接金ＪＡ部の靭性に有害なＮｉ ＝ Ｓｉ −Ｎｂ
系の金属間化合物の生成菫が増すためＣは０．０１５％
以下に限定する。
環境においてはクロム炭化物の析出を―鳴−防止するた
め、Ｃは出来るだけ低い方が望ましいが本発明ではＮｂ
又は（及び） Ｔａ の安定化効果により０．０
１５％まで許容することができる。しかしＣが０．０１
５％を超えると、安定化に必要なＮｂ十Ｔａ のｔ（
２１５Ｘ（０＋Ｎ ）％が必要）が増加し、ひいては浴
接金ＪＡ部の靭性に有害なＮｉ ＝ Ｓｉ −Ｎｂ
系の金属間化合物の生成菫が増すためＣは０．０１５％
以下に限定する。
８ｉ： ＳｉＯ□ 系皮膜の生成により濃硝酸に対する
耐食性を付与する主要な元素であり本浴接材料の場合、
母材と同程度（５〜７％）の８１ ｔは不可欠である。
耐食性を付与する主要な元素であり本浴接材料の場合、
母材と同程度（５〜７％）の８１ ｔは不可欠である。
しかし７％を超えると、溶接金属部に生成する金属間化
合物の生成鼠を増加させるため５〜７％の範囲に限定す
る。
合物の生成鼠を増加させるため５〜７％の範囲に限定す
る。
Ｍｎニオ−ステナイト生成元素としてＯｒ、８ｉ、Ｎｂ
とバランスして鋼のオーステナイト化に畜与し、かつ鋼
中不純物元素であるＳを固定して溶接割れ感受性を低下
するほか、脱酸剤として添加されるが、工業的生産にお
いては通常２％以下が必要である。
とバランスして鋼のオーステナイト化に畜与し、かつ鋼
中不純物元素であるＳを固定して溶接割れ感受性を低下
するほか、脱酸剤として添加されるが、工業的生産にお
いては通常２％以下が必要である。
Ｃｒニ一般耐食性及び低、中濃度の硝酸に対する耐食性
を付与するには１５％以上は必要である。しかしながら
２０％を超えるとオーステナイト地にフェライトが多量
に生成した二相組織を呈し加工性を害しかつシグマ脆性
を加速するので１５〜２０％に限定する。
を付与するには１５％以上は必要である。しかしながら
２０％を超えるとオーステナイト地にフェライトが多量
に生成した二相組織を呈し加工性を害しかつシグマ脆性
を加速するので１５〜２０％に限定する。
Ｎ１：主要なオーステナイト生成元素であり、Ｃｊｒ。
Ｓｉ、Ｎｂとバランスして組織なオーステナイトに保つ
ためには１０〜２２％が必要である。
ためには１０〜２２％が必要である。
Ｎ：Ｃと同様、耐粒界腐食性の向上及びＮｂ十Ｔａ添加
量を最小限にするため、出来るだけ低い方が望ましいが
、鋼の稽線上０．０２％程度の混入は不可避であるため
０．０２％以下に限定する。
量を最小限にするため、出来るだけ低い方が望ましいが
、鋼の稽線上０．０２％程度の混入は不可避であるため
０．０２％以下に限定する。
Ｎｂ、Ｔｔ ：耐食上、安定化元素としてＮｂ ＋ Ｔ
ｉ 〉１５Ｘ（Ｃ＋Ｎ）の添加が必要である が、多量のＮｂ又は（及び） Ｔａの添加は旧−８ｉ
−Ｎｂ 系の金属間の生成を加速するため上限を０．
４５％とし、必要最小限の添加にとｔめる。従って （０＋Ｎ ）ｔは０．０６％以下に限定する。
ｉ 〉１５Ｘ（Ｃ＋Ｎ）の添加が必要である が、多量のＮｂ又は（及び） Ｔａの添加は旧−８ｉ
−Ｎｂ 系の金属間の生成を加速するため上限を０．
４５％とし、必要最小限の添加にとｔめる。従って （０＋Ｎ ）ｔは０．０６％以下に限定する。
て
なお、本浴接材料はオーステナイトボッ８ｉ含有量が極
めて高（、かつＮｂ を含有するため、溶接時の凝固
割れ感受性が高いので不発明材料においては、この凝固
割れ感受性を低（する目的で溶接金属に５〜１５％のδ
フェライトを生成させるためにＮ１ バランス値を−
４〜−２の範囲にコントロールする。Ｎｉ−／Ｆランス
値が一２以上のときはδフェライトの生成量が少なく割
れ感受性の低減効果が得られない。又−４以下ではδフ
ェライトの生成量が多くなりすぎて、溶接金属の靭性を
劣化する。
めて高（、かつＮｂ を含有するため、溶接時の凝固
割れ感受性が高いので不発明材料においては、この凝固
割れ感受性を低（する目的で溶接金属に５〜１５％のδ
フェライトを生成させるためにＮ１ バランス値を−
４〜−２の範囲にコントロールする。Ｎｉ−／Ｆランス
値が一２以上のときはδフェライトの生成量が少なく割
れ感受性の低減効果が得られない。又−４以下ではδフ
ェライトの生成量が多くなりすぎて、溶接金属の靭性を
劣化する。
次に本発明の実施例を示す。
下表は本発明及び比較例としてのｍ接材料の化学成分を
示したもので、この材料を用いＭＩＧ。
示したもので、この材料を用いＭＩＧ。
１″ＩＧ溶接した結果の一部を添付図面第１〜６図に示
す。なお第１〜６図は溶接金属に関するものであるが、
本例はＭＩＧ、 ＴＩＧ溶接したものであるからその溶
接金属の化学成分はそのまま下表の溶接材料の化学成分
と殆んど変らないものである。
す。なお第１〜６図は溶接金属に関するものであるが、
本例はＭＩＧ、 ＴＩＧ溶接したものであるからその溶
接金属の化学成分はそのまま下表の溶接材料の化学成分
と殆んど変らないものである。
添付図面において第１図は溶接部属の衝撃吸収エネルギ
ー値とＮｂ ＋ Ｔａ 菫の関係を示したものであり、
Ｎｂ ＋Ｔａ Ｊｉを０．４５％以下とすることにより
溶接部衝撃靭性として十分と考えられる２ ｋｇ−ｉａ
／ ｃｍ’以上の衝撃吸収エネルギーを得ることがわ
かる。
ー値とＮｂ ＋ Ｔａ 菫の関係を示したものであり、
Ｎｂ ＋Ｔａ Ｊｉを０．４５％以下とすることにより
溶接部衝撃靭性として十分と考えられる２ ｋｇ−ｉａ
／ ｃｍ’以上の衝撃吸収エネルギーを得ることがわ
かる。
又第２図は溶接金属の衝撃吸収エネルギー及び溶接時の
割れ性に及ぼすＮ１−バランス値の影響を示したもので
あり、吸収エネルギーはＮｉ−バランス値がプラス側に
なるほど増加し、−４以上で実用上問題がないと考えら
れる２ ｋｙ−ｍ ／ｄ以上を得ることができるが、溶
接割れ性はＮ１−バランス値が−４〜−２の範囲では十
分に低いが、−４以下では低温割れ、−２以上では高温
凝固割れの発生が認められるためＮ１−バランス値は−
４〜−２の範囲とすることが必要であることがわかる。
割れ性に及ぼすＮ１−バランス値の影響を示したもので
あり、吸収エネルギーはＮｉ−バランス値がプラス側に
なるほど増加し、−４以上で実用上問題がないと考えら
れる２ ｋｙ−ｍ ／ｄ以上を得ることができるが、溶
接割れ性はＮ１−バランス値が−４〜−２の範囲では十
分に低いが、−４以下では低温割れ、−２以上では高温
凝固割れの発生が認められるためＮ１−バランス値は−
４〜−２の範囲とすることが必要であることがわかる。
さらに第３図は溶接部Ｊ！４（溶接のまま）について、
実機硝酸プラント中（９８％ＨＮＯ３沸騰状態及びＮＯ
ｘガス雰囲気）における１２０８Ｈｒの腐食試験の結果
を示したものであるが、（Ｎｂ＋Ｔａ） ／ （Ｃｔ
＋ Ｎ）が１５以上で実用上十分なΩ、１１ ／ ｍ２
・ｈｒ以下の耐食性を安定して得ることがわかる。
実機硝酸プラント中（９８％ＨＮＯ３沸騰状態及びＮＯ
ｘガス雰囲気）における１２０８Ｈｒの腐食試験の結果
を示したものであるが、（Ｎｂ＋Ｔａ） ／ （Ｃｔ
＋ Ｎ）が１５以上で実用上十分なΩ、１１ ／ ｍ２
・ｈｒ以下の耐食性を安定して得ることがわかる。
添付図面は本発明の実施例を示すもので本発明及び比較
例により得られる溶接金属の％性を示す図表であり、第
１図は溶接部属の衡撃吸収エネルギー値とＮｂ 十Ｔａ
童との関係、第２図は溶接金属の衝撃吸収エネルギー及
び浴接時の割れ性に及ばずＮ１−バランス値の影響及び
第３図は溶接金属について実機硝酸プラント中における
腐食試験結果を夫々ボしたものである。 特許出願人 日本ステンレス株式会社 、：：（ほか１名） 一ンべ〒′ グ ＩＺ Ｎ′ｂ ＋Ｔｔｚ ％′ ｎ中上（３ｔｉ効７Ｖ’。 ８げＩ列瑛 す ２ 図 ３ 割ｄＬＪ姶Ｌ ｙｂ＋正／ＣＡＮ
例により得られる溶接金属の％性を示す図表であり、第
１図は溶接部属の衡撃吸収エネルギー値とＮｂ 十Ｔａ
童との関係、第２図は溶接金属の衝撃吸収エネルギー及
び浴接時の割れ性に及ばずＮ１−バランス値の影響及び
第３図は溶接金属について実機硝酸プラント中における
腐食試験結果を夫々ボしたものである。 特許出願人 日本ステンレス株式会社 、：：（ほか１名） 一ンべ〒′ グ ＩＺ Ｎ′ｂ ＋Ｔｔｚ ％′ ｎ中上（３ｔｉ効７Ｖ’。 ８げＩ列瑛 す ２ 図 ３ 割ｄＬＪ姶Ｌ ｙｂ＋正／ＣＡＮ
Claims (1)
- ｃり０．ｏ １５％１、Ｓ１５〜７％、Ｍｎく、２％、
０ｒｉ５〜２０％、Ｎｉ１Ｏ〜２２％、Ｎ ＜０．０２
％、Ｎｂ、Ｔａの一方又は双方＜０．．４５％、但しＣ
＋Ｎく０．０５％Ｎｂ ＋ Ｔａ ２１５ Ｘ （Ｃ十
Ｎ ）％、並びに残部Ｆ６及び不可避的不純物より成り
、かつＮ１ バランス値−４〜−２とすることを％徴
トスる高＄１ 含有オーステナイトステンレス鋼用溶
接材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3622782A JPS58154491A (ja) | 1982-03-08 | 1982-03-08 | 高Ｓｉ含有オ−ステナイトステンレス鋼用溶接材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3622782A JPS58154491A (ja) | 1982-03-08 | 1982-03-08 | 高Ｓｉ含有オ−ステナイトステンレス鋼用溶接材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58154491A true JPS58154491A (ja) | 1983-09-13 |
| JPS6250232B2 JPS6250232B2 (ja) | 1987-10-23 |
Family
ID=12463885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3622782A Granted JPS58154491A (ja) | 1982-03-08 | 1982-03-08 | 高Ｓｉ含有オ−ステナイトステンレス鋼用溶接材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58154491A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63140795A (ja) * | 1986-12-03 | 1988-06-13 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | 高Ｓｉオ−ステナイトステンレス鋼用溶接材料 |
| JPS63248595A (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐硝酸用ステンレス鋼溶接材料 |
| CN112605558A (zh) * | 2020-12-26 | 2021-04-06 | 江苏新核合金科技有限公司 | 00Cr19Ni14Si5焊丝及其制备方法 |
-
1982
- 1982-03-08 JP JP3622782A patent/JPS58154491A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63140795A (ja) * | 1986-12-03 | 1988-06-13 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | 高Ｓｉオ−ステナイトステンレス鋼用溶接材料 |
| JPS63248595A (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐硝酸用ステンレス鋼溶接材料 |
| CN112605558A (zh) * | 2020-12-26 | 2021-04-06 | 江苏新核合金科技有限公司 | 00Cr19Ni14Si5焊丝及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6250232B2 (ja) | 1987-10-23 |
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