JPS59150692A - フエライトオ−ステナイト二相ステンレス鋼溶接材料 - Google Patents
フエライトオ−ステナイト二相ステンレス鋼溶接材料Info
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- JPS59150692A JPS59150692A JP58025190A JP2519083A JPS59150692A JP S59150692 A JPS59150692 A JP S59150692A JP 58025190 A JP58025190 A JP 58025190A JP 2519083 A JP2519083 A JP 2519083A JP S59150692 A JPS59150692 A JP S59150692A
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- Japan
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- austenite
- nitric acid
- welding material
- corrosion resistance
- ferrite
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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
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- 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】
れた耐食性を有する溶接金属を生成するフェライトオー
ステナイト二相ステンレス鋼溶接材料に関する。
ステナイト二相ステンレス鋼溶接材料に関する。
ダθwt係前後までの比較的低濃度の硝酸環境において
は8US30弘やSUS30lILの如き一般オーステ
ナイト鋼が通常用いられており、十分な耐食性を示す。
は8US30弘やSUS30lILの如き一般オーステ
ナイト鋼が通常用いられており、十分な耐食性を示す。
しかし、硝酸濃度が増すに従い粒界の優先腐食、即ち粒
界腐食性が著しく増加し、例えば65%耶05は粒界腐
食試験法の1つとして知られているHuey 試験溶液
として利用されている。
界腐食性が著しく増加し、例えば65%耶05は粒界腐
食試験法の1つとして知られているHuey 試験溶液
として利用されている。
このような粒界侵食性の厳しい硝酸環境においては従来
極低炭素型およびNb々どの添加元素で安定化した強固
な不働態化皮膜を形成する高クロム高ニツケルオーステ
ナイト ステンレス鋼(例えば3 / O ELC 、
Uranus A !; hど)が使用されている。
極低炭素型およびNb々どの添加元素で安定化した強固
な不働態化皮膜を形成する高クロム高ニツケルオーステ
ナイト ステンレス鋼(例えば3 / O ELC 、
Uranus A !; hど)が使用されている。
このようなCr, Nl含有量の高いオーステナイト
ステンレス鋼は炭素の固溶限が小さいため500〜q
00°Cでの加熱又は溶接の熱影響でクロム炭化物が結
晶粒界へ優先的に析出して粒界腐食性を示す傾向にある
ことや溶接時に凝固割れ感受性が高く溶接部の信頼性に
欠けるなどの欠点を有する。
ステンレス鋼は炭素の固溶限が小さいため500〜q
00°Cでの加熱又は溶接の熱影響でクロム炭化物が結
晶粒界へ優先的に析出して粒界腐食性を示す傾向にある
ことや溶接時に凝固割れ感受性が高く溶接部の信頼性に
欠けるなどの欠点を有する。
既に本発明者らはこの種環境において高クロム高ニッケ
ル鋼より高い耐粒界腐食性を示す金属材料としてコクC
r −gNi −0,I N 系のフエライトーオース
テナイト二相ステンレス銅を開発した(特願昭S A
−iJoダダー号参照)。
ル鋼より高い耐粒界腐食性を示す金属材料としてコクC
r −gNi −0,I N 系のフエライトーオース
テナイト二相ステンレス銅を開発した(特願昭S A
−iJoダダー号参照)。
然しなから木調に適した溶接材料については未開発であ
り、本発明は溶接部組織をフェライト−オーステナイト
二相組織にすることにより上記耐食上の問題点を解消す
ることを目的として開発された溶接材料である。
り、本発明は溶接部組織をフェライト−オーステナイト
二相組織にすることにより上記耐食上の問題点を解消す
ることを目的として開発された溶接材料である。
溶接金属部組織がフェライト−オーステナイト二相組織
を有する溶接材料としてはSUS 329Ji系二相ス
テンレス鋼用のコS C’r −3Ni −,2M。
を有する溶接材料としてはSUS 329Ji系二相ス
テンレス鋼用のコS C’r −3Ni −,2M。
系のものおよびこれにCuなどを添加したものなど(例
えば日本ウェルディングロッド■、商標WEL 2!;
−3,WEL 、2!r−5Cu など)があり、又
Fe −Cr −Ni 系ステンレス鋼用のAWS規
格E、?/、2およびER3/、2 の既存のものが
ある。しかし、これら溶接材料は二相組織は有するが、
以下に示す理由により耐硝酸用二相ステンレス鋼用とし
ては不適当であり、十分な耐食性が得られない。
えば日本ウェルディングロッド■、商標WEL 2!;
−3,WEL 、2!r−5Cu など)があり、又
Fe −Cr −Ni 系ステンレス鋼用のAWS規
格E、?/、2およびER3/、2 の既存のものが
ある。しかし、これら溶接材料は二相組織は有するが、
以下に示す理由により耐硝酸用二相ステンレス鋼用とし
ては不適当であり、十分な耐食性が得られない。
即ち、前者は硝酸環境における耐食性を劣化せしめるM
oおよびCuを含有すること、およびCr 含有量が通
常2S%を下廼ることがら耐硝酸性が劣ること、又後者
については通常o、og%前後のC含有量であるため、
溶接部の耐粒界腐食性が低下し5粒界病食性の強い硝酸
環境においては使用不可能である。
oおよびCuを含有すること、およびCr 含有量が通
常2S%を下廼ることがら耐硝酸性が劣ること、又後者
については通常o、og%前後のC含有量であるため、
溶接部の耐粒界腐食性が低下し5粒界病食性の強い硝酸
環境においては使用不可能である。
本発明溶接材料は硝酸環境を対象とした場合、上述の理
由により使用不可能な既存溶接材料の問題点を解決した
ものであり、硝酸の共沸濃度(6ざwt%)までの、所
謂中濃度硝酸環境において極めてすぐれた耐食性を有し
、就中、この′Wim境における耐食性を有する溶接材
料である。
由により使用不可能な既存溶接材料の問題点を解決した
ものであり、硝酸の共沸濃度(6ざwt%)までの、所
謂中濃度硝酸環境において極めてすぐれた耐食性を有し
、就中、この′Wim境における耐食性を有する溶接材
料である。
次に本発明溶接材料の化学組成の範囲を限定した理由に
ついて説明する。
ついて説明する。
C: Cはオーステナイト形成元素として有力な元素で
おるが、炭化物を形成して粒界腐食感受性を増大するた
め、できるだけ少ない方が良いが、工業的に容易に製造
し得る範囲を考慮して上限を0.0.3係 とする。
おるが、炭化物を形成して粒界腐食感受性を増大するた
め、できるだけ少ない方が良いが、工業的に容易に製造
し得る範囲を考慮して上限を0.0.3係 とする。
別およびMn:SlおよびMnは製鋼工程中に脱酸剤と
して使用される元素であり、工業的に容易に製造するに
は、通常2.0%以下の1およびMnの添加が必要であ
るため、夫々コ、0チ以下に限定する。
して使用される元素であり、工業的に容易に製造するに
は、通常2.0%以下の1およびMnの添加が必要であ
るため、夫々コ、0チ以下に限定する。
Cr:Crはフェライト形成元素であり、オーステナイ
ト及びフェライトの二相組織を形成せしめるのに重要な
元素であると同時に耐食性、特に硝酸に対する抵抗性を
増すためには極めて重要であり、良好な耐硝酸性を得る
ためには、2sflr以上の添加が必要である。耐硝酸
性は適正な組織バランスのもとではCr含有量が増加す
るに従って向上するが、3θ係を超えると硬度上昇によ
り溶接材料用の冷間引抜加工が困難となるばかりでなく
溶接金属部の靭性、延性が低下し継手性能が著しく低下
する。
ト及びフェライトの二相組織を形成せしめるのに重要な
元素であると同時に耐食性、特に硝酸に対する抵抗性を
増すためには極めて重要であり、良好な耐硝酸性を得る
ためには、2sflr以上の添加が必要である。耐硝酸
性は適正な組織バランスのもとではCr含有量が増加す
るに従って向上するが、3θ係を超えると硬度上昇によ
り溶接材料用の冷間引抜加工が困難となるばかりでなく
溶接金属部の靭性、延性が低下し継手性能が著しく低下
する。
Nl:Niはオーステナイト形成元素であり、Cr と
ともに二相組織の形成に重要な元素であるが、全面腐食
など活性溶解速度を低減せしめるために極めて重要な元
素である。溶接金属部は急熱急冷の熱影響をこうむるた
め主たるフェライト形成元素であるCrと対応して好適
なる組織状態(オーステナイト/フェライトの量比)を
得るために7〜12%とする。
ともに二相組織の形成に重要な元素であるが、全面腐食
など活性溶解速度を低減せしめるために極めて重要な元
素である。溶接金属部は急熱急冷の熱影響をこうむるた
め主たるフェライト形成元素であるCrと対応して好適
なる組織状態(オーステナイト/フェライトの量比)を
得るために7〜12%とする。
N: NはC、Ni と同様、強力なオーステナイト
形成元素であり、耐孔食性などの耐食性の向上にも有効
な元素であるが、Nがθ、as % を超えると鋼の製
造工程において鋼塊にブローホールが発生したり、熱間
加工性を劣化するので0.3!;%以下に限定する。
形成元素であり、耐孔食性などの耐食性の向上にも有効
な元素であるが、Nがθ、as % を超えると鋼の製
造工程において鋼塊にブローホールが発生したり、熱間
加工性を劣化するので0.3!;%以下に限定する。
ところで本発明の特徴の7つはこれらの諸元素の効果が
夫々単独で規定しても意味がなく、最良の耐食性は下記
に示す最適の組合せの下においてのみ発揮されることを
見出したことである。この組合せとは次式に示す各成分
の範囲内に限定することにより溶接部のオーステナイト
量を40〜g0%の範囲に限定することである。
夫々単独で規定しても意味がなく、最良の耐食性は下記
に示す最適の組合せの下においてのみ発揮されることを
見出したことである。この組合せとは次式に示す各成分
の範囲内に限定することにより溶接部のオーステナイト
量を40〜g0%の範囲に限定することである。
−//、7 < Ntバランス〈弓、7但し N1バラ
ンス=Nleq −/ 、/ X Creq 十g 、
、2Nieq = N1%+0.5XMn%+30 X
(C+N)%Creq : Cr%+1.rxs1%
第7図は溶接金属部において二相組織のオーステナイト
量と耐硝酸性、特に粒界腐食指数(IGCIndex)
との関係を示したものである。これによるとオース
テナイト量が+o−go%の範囲においては粒界侵食が
殆んど認められないで良好な耐硝酸性を示している。
ンス=Nleq −/ 、/ X Creq 十g 、
、2Nieq = N1%+0.5XMn%+30 X
(C+N)%Creq : Cr%+1.rxs1%
第7図は溶接金属部において二相組織のオーステナイト
量と耐硝酸性、特に粒界腐食指数(IGCIndex)
との関係を示したものである。これによるとオース
テナイト量が+o−go%の範囲においては粒界侵食が
殆んど認められないで良好な耐硝酸性を示している。
こ\においてIGCIndex とは後述(実施例)
の腐食試験条件における粒界侵食の程度を示し、1:粒
界侵食端んどなし、2:軽度の粒界侵食あり、3:粒界
侵食(2と4との中間程度)あり、4;粒界侵食が酷し
い、とするものである。
の腐食試験条件における粒界侵食の程度を示し、1:粒
界侵食端んどなし、2:軽度の粒界侵食あり、3:粒界
侵食(2と4との中間程度)あり、4;粒界侵食が酷し
い、とするものである。
N1 バランスが一//、7以下ではオーステナイト
量がダ0係以下となり溶接部における組織間での選択腐
食傾向が大きくなり、この条件ではCrを高めても耐硝
酸性は改善し得ないばかりでなく、Ni バランスを耐
食性上、より不利な方向へ移行させることになり逆に腐
食を加速することもある。
量がダ0係以下となり溶接部における組織間での選択腐
食傾向が大きくなり、この条件ではCrを高めても耐硝
酸性は改善し得ないばかりでなく、Ni バランスを耐
食性上、より不利な方向へ移行させることになり逆に腐
食を加速することもある。
一方、N1 バランスを−6,7より大きくすること
はオーステナイト量がton以上となり、オーステナイ
ト−相組織に近づくため溶接部の耐粒界腐食性を劣化し
又高価なN1などの添加量を増して経済的に不利となる
ばかりでなく、これによって、熱間加工性が阻害される
ので、N1 バランスは一/へり以上、−6,7以下
に限定する必要がある。
はオーステナイト量がton以上となり、オーステナイ
ト−相組織に近づくため溶接部の耐粒界腐食性を劣化し
又高価なN1などの添加量を増して経済的に不利となる
ばかりでなく、これによって、熱間加工性が阻害される
ので、N1 バランスは一/へり以上、−6,7以下
に限定する必要がある。
次に本発明の実施例を示す。
主組成コクCr −g Ni −0,I Nの耐硝酸性
フエライトオーステナイト二相ステンレス鋼(前述)の
3 m厚鋼板を母材として、下記第7表に示す種々の化
学組成を有する溶接材料を用いてTIG 溶接した溶
接試料について、tS係硝酸にクロム6価イオンを/
0099m添加した溶液によりダざhr沸騰試験を5回
繰返した。(毎回、液更新、比液量〉、20ccl鑵2
)。
フエライトオーステナイト二相ステンレス鋼(前述)の
3 m厚鋼板を母材として、下記第7表に示す種々の化
学組成を有する溶接材料を用いてTIG 溶接した溶
接試料について、tS係硝酸にクロム6価イオンを/
0099m添加した溶液によりダざhr沸騰試験を5回
繰返した。(毎回、液更新、比液量〉、20ccl鑵2
)。
本腐食試験後の試料断面を検鏡して粒界侵食の有無を調
査し、粒界腐食に及ぼす溶接材料の化学組成の影響を調
査して第1表および第一〜5図にその結果を示した。
査し、粒界腐食に及ぼす溶接材料の化学組成の影響を調
査して第1表および第一〜5図にその結果を示した。
第2〜5図に示すように本発明(本発明材2)によるも
のは第2図に示すように粒界腐食傾向は殆んど認められ
ないが本発明の成分範囲の外れる比較材では第3〜5図
に示すように(第3図は比較材7.第を図は比較材8.
第S図は比較材9を示す)溶接部に選択腐食が認められ
る。
のは第2図に示すように粒界腐食傾向は殆んど認められ
ないが本発明の成分範囲の外れる比較材では第3〜5図
に示すように(第3図は比較材7.第を図は比較材8.
第S図は比較材9を示す)溶接部に選択腐食が認められ
る。
W1図は溶接部の硝酸耐食性に及ぼすオーステナイト量
の影響を示すものであり、第一〜S図は本発明材及び比
較材の溶接部の顕微鏡(4too倍)写真である。 第1図 オーステゲイトl (%) 第2図 第3図 第4図 第5図 上越市港町2丁目12番1号日本 ステンし・ス株式会社直江津研究 所内 0発 明 者 大久保勝夫 新居浜市星越町11番20号 0発 明 者 永山正昭 新居浜市前田町11番15号 0出 願 人 住友化学工業株式会社 大阪市東区北浜5丁目15番地
の影響を示すものであり、第一〜S図は本発明材及び比
較材の溶接部の顕微鏡(4too倍)写真である。 第1図 オーステゲイトl (%) 第2図 第3図 第4図 第5図 上越市港町2丁目12番1号日本 ステンし・ス株式会社直江津研究 所内 0発 明 者 大久保勝夫 新居浜市星越町11番20号 0発 明 者 永山正昭 新居浜市前田町11番15号 0出 願 人 住友化学工業株式会社 大阪市東区北浜5丁目15番地
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Cθ、03%以下、 812.0%以下、 Mn :1
.0 % 以下、Cr25〜30% 、 Ni 7〜/
、2 % 、 NO,3S%以下、残部Fe 及び不
可避的不純物より成り、かつ次式によるN1バランス値
を一//、7〜−乙、り とすることを特徴とするフェ
ライトオーステナイト二相ステンレス鋼溶接材料 Niバランス値=NI%+0.5 X Mnt 十、?
0X(C+N)%−八へ(Cr4 + /、j x 8
1%) 十g 、2
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58025190A JPS59150692A (ja) | 1983-02-17 | 1983-02-17 | フエライトオ−ステナイト二相ステンレス鋼溶接材料 |
GB08403745A GB2136017B (en) | 1983-02-17 | 1984-02-13 | Welding material of ferrite-austenite two-phase stainless steel |
FR8402340A FR2541160B1 (fr) | 1983-02-17 | 1984-02-16 | Matiere de soudage en acier inoxydable a deux phases ferrite-austenite |
BE0/212400A BE898926A (fr) | 1983-02-17 | 1984-02-16 | Matiere de soudure |
DE19843405588 DE3405588A1 (de) | 1983-02-17 | 1984-02-16 | Schweisswerkstoff aus zweiphasigem, rostfreiem ferrit-austenit-stahl |
SU843707305A SU1438600A3 (ru) | 1983-02-17 | 1984-02-16 | Сварочный материал из двухфазной ферритно-аустенитной нержавеющей стали |
US06/580,667 US4585479A (en) | 1983-02-17 | 1984-02-16 | Welding material of ferrite-austenite two-phase stainless steel and method of application |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58025190A JPS59150692A (ja) | 1983-02-17 | 1983-02-17 | フエライトオ−ステナイト二相ステンレス鋼溶接材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59150692A true JPS59150692A (ja) | 1984-08-28 |
JPS635196B2 JPS635196B2 (ja) | 1988-02-02 |
Family
ID=12159044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58025190A Granted JPS59150692A (ja) | 1983-02-17 | 1983-02-17 | フエライトオ−ステナイト二相ステンレス鋼溶接材料 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4585479A (ja) |
JP (1) | JPS59150692A (ja) |
BE (1) | BE898926A (ja) |
DE (1) | DE3405588A1 (ja) |
FR (1) | FR2541160B1 (ja) |
GB (1) | GB2136017B (ja) |
SU (1) | SU1438600A3 (ja) |
Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN110869161A (zh) * | 2017-06-13 | 2020-03-06 | 欧瑞康美科(美国)公司 | 高硬质相分数非磁性合金 |
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US5201583A (en) * | 1989-08-17 | 1993-04-13 | British Technology Group Limited | Temperature history indicator |
US7235212B2 (en) | 2001-02-09 | 2007-06-26 | Ques Tek Innovations, Llc | Nanocarbide precipitation strengthened ultrahigh strength, corrosion resistant, structural steels and method of making said steels |
NL1014512C2 (nl) * | 2000-02-28 | 2001-08-29 | Dsm Nv | Methode voor het lassen van duplex staal. |
WO2004046692A2 (en) * | 2002-11-18 | 2004-06-03 | Saudi Arabian Oil Company | Corrosion testing apparatus |
CN101972903B (zh) * | 2010-10-08 | 2012-08-29 | 洛阳双瑞特种装备有限公司 | 用于双相不锈钢6a铸造后缺陷的补焊焊丝 |
WO2012102794A1 (en) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | Exxonmobil Upstream Research Company | High toughness weld metals with superior ductile tearing resistance |
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FR1318431A (fr) * | 1961-03-31 | 1963-02-15 | Boehler & Co Ag Geb | Matière d'apport pour la soudure à l'arc |
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-
1983
- 1983-02-17 JP JP58025190A patent/JPS59150692A/ja active Granted
-
1984
- 1984-02-13 GB GB08403745A patent/GB2136017B/en not_active Expired
- 1984-02-16 US US06/580,667 patent/US4585479A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-02-16 BE BE0/212400A patent/BE898926A/fr not_active IP Right Cessation
- 1984-02-16 FR FR8402340A patent/FR2541160B1/fr not_active Expired
- 1984-02-16 DE DE19843405588 patent/DE3405588A1/de not_active Ceased
- 1984-02-16 SU SU843707305A patent/SU1438600A3/ru active
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CN110869161A (zh) * | 2017-06-13 | 2020-03-06 | 欧瑞康美科(美国)公司 | 高硬质相分数非磁性合金 |
Also Published As
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BE898926A (fr) | 1984-06-18 |
GB2136017B (en) | 1986-04-23 |
US4585479A (en) | 1986-04-29 |
DE3405588A1 (de) | 1984-08-23 |
FR2541160A1 (fr) | 1984-08-24 |
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