JPS6123259B2

JPS6123259B2 -

Info

Publication number: JPS6123259B2
Application number: JP57056688A
Authority: JP
Inventors: Masanori Ueda; Tadashi Nishi
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1982-04-07
Filing date: 1982-04-07
Publication date: 1986-06-05
Also published as: JPS58174554A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は溶接部の特性がすぐれたステンレス鋼
に関するものである。本発明において溶接部特性とは次のような内容
を含んでいる。溶接割れ感受性が低く、溶接部の曲げ性、靭
性のすぐれたマルテンサイト組織となる。溶接部の耐食特性が母材に比して劣化しない
ようなステンレス鋼。上記を満すステンレス鋼として特公昭51−
13463号公報記載の溶接構造用マルテンサイトス
テンレス鋼があるが、本発明者らは更にこの考え
を進め、上記特許公報で開示しているような低
Ｃ，低Ｎの特徴の他に、低Ｓ，低Ｐ，低Ｏの特徴
を加えることにより、溶接部がより一層優れたマ
ツシブマルテンサイト組織となることを見出し
た。即ち、本発明は上記特許公報記載の発明で云う
溶接部の割れ感受性、曲げ性、及び靭性が一層改
善されると共に、溶接部の耐食性が母材に比して
劣化しないという効果を奏し、更に母材自体が優
れた耐食性および加工性を有するフエライト系あ
るいはマルテンサイト系ステンレス鋼を提供しよ
うとするものである。溶接熱サイクルを受けた溶接熱影響部にマツシ
ブルテンサイト（massive martensite）組織を
生成することの重要性はすでに前出の特許公報に
詳述されている。溶接後の冷却時にδ→γの変態
が生じ、このγ相が常温ではマルテンサイトにな
るわけであるが、δ→γの変態が不十分である
と、鋼中のＣ，Ｎ，Ｏはこのγ相に濃縮し、脆い
マルテンサイトになる。従つてδ→γ変態を十分
行なわせることが溶接熱影響部に延性．靭性の優
れたマツシブマルテンサイト組織を生成させるた
めの要点であり、本発明の一つの要件である。更に本発明者らは鋼中のＳやＰを低減すると、
マツシブルマルテンサイトの量が前出の特許公報
記載の鋼に対して少ないレベルにあつても溶接部
の機械的性質や溶接割れの問題を改善することを
見出した。更に詳しくはS20ppm以下、P200ppm
以下、0.50ppm以下でC0.030％以下、N0.020％以
下、Cr9〜20％、Ni7％以下、Si2.0以下、、Mn2.0
％以下、を基本成分とする時、溶接熱影響部にお
いてδ→γ変態を行なわせて強靭性のあるマツシ
ブマルテンサイト組織を生成させるための化学組
成の選択範囲は下記の式で制限される必要があ
り、この制限範囲外では硬質な針状マルテンサイ
ト組織を呈して鋼の靭性を低下することを確め
た。 18（Cr％）＋35（Si％）−20（Mn％）−40（Ni
％） −540（Ｃ％）−460（Ｎ％）255 本発明の第２のねらいである溶接熱影響部を含
めた耐食性に対しても、低Ｓ，低Ｐのマツシブマ
ルテンサイト組織はすぐれた特性を示すことがわ
かつた。通常のSUS430やSUS410薄板の溶接部
（ナメ付け溶接部）は、耐食性のテストにおい
て、溶接金属部及び熱影響部が非常に腐食されや
すい。例えば溶接部を含んだ試験片で塩水噴霧試
験を実施すると、溶接部がすぐ発銹する。ところが低Ｃ，低Ｎ，低Ｏでかつ低Ｓ，低Ｐの
マツシブマルテンサイトを含有する溶接部はきわ
めて発銹抵抗が大きい。溶接部以外の母材の耐銹性も低Ｓ化、低Ｃ化し
たフエライト組織で改良され、したがつて母材と
溶接部の耐食性が違わないという特徴を示す。し
たがつて溶接部がマツシブマルテンサイトを示す
という上記の成分規定は溶接部の耐食性の向上に
対しても極めて有効なことが判明した。本発明鋼は溶接部の組織を中心に規定している
が、製品としてはフエライト系又はマルテンサイ
ト系の薄板、厚板、線材、管材等である。基本成
分が低Crであり更に低Ｃ，低Ｎ，低Ｏ等の特徴
を生かして薄板において通常のプロセスである
CC・熱延・焼鈍・冷延・焼鈍のステンレス鋼プ
ロセスで製造することが出来、更に熱延板焼鈍を
省略したり普通鋼冷延のタンデム冷間圧延機を経
て高速連続焼鈍ラインを経て製造することも可能
である。更に本発明鋼は使用用途によつて特に耐食性や
加工性を向上するために、Mo0.05〜５％、Cu0.1
〜４％、Nb0.05〜１％、Al0.01〜0.4％、Ti0.01
〜0.3％、V0.05〜0.3％、B0.01％以下の内、１種
又は２種以上選択添加することが出来る。この場合に、溶接熱影響部においてδ→γ変態
を行なわせて強靭性のあるマツシブマルテンサイ
ト組織を生成させるための化学組成の選択範囲は
下記の式で制限される必要があり、この制限範囲
外では硬質な針状マルテンサイト組織を呈して鋼
の靭性を低下する。 18（Cr％）＋35（Si％）＋15（Mo％＋Al％＋Ｖ
％）＋50（Nb％＋Ti％）−20（Mn％）−40（Ni％） −30（Cu％）−540（Ｃ％）−460（Ｎ％）255 以下に本発明にかかわるステンレス鋼の成分限
定理由について述べる。ＣおよびＮ：溶接熱影響部の特性を改善し、かつ
溶接部の耐食性の劣化を防止するためにはＣは
0.03％、Ｎは0.02％が上限となる。これら元素
は低い程望ましく特に下限は設けない。Ｓ，Ｐ，Ｏ：溶接部の特性を低Ｃ化，低Ｎ化と共
に改善すると共に、耐食性の劣化を防止するた
めには、Ｓは0.002％、Ｐは0.020％、Ｏは0.005
％が上限となる。これらの元素は溶接熱影響部
のマツシブマルテンサイトの量には影響しない
が、マツシブマルテンサイトの延性や耐食性を
劣化させるので低い程望ましく、特に下限は設
けない。 Cr：下限の９％はステンレス鋼としての耐食性
を維持するための最低必要な量であり、又Cr
が20％をこえると他の成分を調節してもかつ高
純化しても本発明鋼の特徴であるマツシブマル
テンサイト組織が得がたくなる。 Ni：Niはマツシブマルテンサイトを得るため
に、Cr量によつて後述の式に示す通り必要で
ある。Ni量が７％をこえるとマツシブマルテ
ンサイトが得られず、したがつて上限は７％で
ある Si：Siは２％を越えると靭性が低下してくる。Si
は低い方が望ましいので特に下限は設けない。 Mn：高温でのγ相の量を増し、延靭性の優れた
溶接熱影響部を得るために有効であるが、２％
をこえると耐食性が劣化する。又MnはNiで代
替し得るので、下限は特に設けない。 Mo：低Ｃ，低Ｓのマツシブマルテンサイト組織
の耐食性を向上する極めて有効な元素で下限の
0.05％でその効果を示し、５％を越えると脆化
する。 Cu：低Ｃ，低Ｓのマツシブマルテンサイト組織
の耐食性を向上しその効果は0.1％で作用を示
し、４％をこえると効果が飽和する。 Nb：低Ｃ，低Ｓのマツシブマルテンサイト組織
の耐食性を向上すると共に母材の加工性を向上
する。その効果は0.05％で作用を示し、１％を
こえると効果が飽和する。 Al：低Ｃ，低Ｓのマツシブマルテンサイト組織
の耐食性を向上すると共に、母材の加工性を大
巾に向上させる。0.01％以上で作用を示し、
0.4％をこえると溶接部の特性を低下する。 Ti：低Ｃ，抵Ｓのマツシブマルテンサイト組織
の耐食性を向上すると共に、母材の加工性を向
上する。その効果は0.01％以上で作用し、0.3
％をこえると溶接部の特性を低下する。Ｖ：低Ｃ，低Ｓのマツシブマルテンサイト組織の
耐食性を向上すると共に、母材の加工性を向上
する。その効果は0.05％以上で作用し、0.3％
をこえると溶接部の特性を低下する。Ｂ：低Ｃ，低Ｓのマツシブマルテンサイト組織の
延性を改善する。上限0.01％をこえると作用効
果が飽和する。以下に本発明の実施例について述べる。転炉―VACや電炉―AOD等の通常の製造工程
で製造された第１表に示すようなステンレス鋼薄
板４mmと１mm材において、溶接部の特性及び耐食
性試験を実施した。４mm厚については３mmφの
410Nb溶接棒で通常条件で予熱なしでアーク溶接
を行なつた。又１mm材についてはナメ付け溶接で
ある。表１から本発明鋼はＣ，Ｐ，Ｓ，Ｏ，Ｎを低く
し、かつ 18（Cr％）＋35（Si％）＋15（Mo％＋Al％＋Ｖ
％）＋50（Nb％＋Ti％）−20（Mn％）−40（Ni％） −30（Cu％）−540（Ｃ％）−460（Ｎ％）255 を満たし、溶接部はいずれもマツシブテンサイト
組織を示した。４mm厚材の溶接部継手性能からわかる通り、本
発明鋼はいずれも従来鋼に比較してすぐれた延性
を示す。（表２）又表３の１mm薄板の溶接部を含む試験片で、改
良型塩水噴霧テストを実施した結果、母材の発銹
度も低Ｃ，低Ｓ化や添加元素の効果によつて改良
されているが、特に低Ｃ，低Ｓ，低Ｐの本発明鋼
の溶接部の発銹性が母材に劣らないすぐれた特性
が確認された。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１重量％でＣ：0.030％以下、Ｎ：0.020％以
下、Ｓ：0.0020％以下、Ｐ：0.020％以下、Ｏ：
0.0050％以下、Si：2.0％以下、Mn：2.0％以下、
Cr：９〜20％、Ni：７％以下、残部Feおよび不
可避的不純物元素からなり、しかも 18（Cr％）＋35（Si％）−20（Mn％） −40（Ni％）−540（Ｃ％）−460（Ｎ％）255 を満足して、溶接部にマツシブマルテンサイト組
織を有することを特徴とする溶接部の延性と耐食
性のすぐれたステンレス鋼。２重量％でＣ：0.030％以下、Ｎ：0.020％以
下、、Ｓ：0.0020％以下、Ｐ：0.020％以下、Ｏ：
0.0050％以下、Si：2.0％以下、Mn：2.0％以下、
Cr：９〜20％、Ni：７％以下に加えて更にMo：
0.05〜５％、Cu：0.1〜４％、Nb：0.05〜１％、
Al：0.01〜0.4％、Ti：0.01〜0.3％、Ｖ：0.05〜
0.3％、Ｂ：0.01％以下、の１種又は２種以上を
含有し、残部Feおよび不可避不純物元素からな
り、しかも 18（Cr％）＋35（Si％）＋15（Mo％＋Al％＋Ｖ
％）＋50（Nb％＋Ti％）−20（Mn％）−40（Ni％） −30（Cu％）−540（Ｃ％）−460（Ｎ％）255 を満足して、溶接部にマツシブマルテンサイト組
織を有することを特徴とする溶接部の延性と耐食
性のすぐれたステンレス鋼。