JPS61262484A - 耐食性および靭性に優れたステンレスクラツド鋼管の製造方法 - Google Patents

耐食性および靭性に優れたステンレスクラツド鋼管の製造方法

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JPS61262484A
JPS61262484A JP10136685A JP10136685A JPS61262484A JP S61262484 A JPS61262484 A JP S61262484A JP 10136685 A JP10136685 A JP 10136685A JP 10136685 A JP10136685 A JP 10136685A JP S61262484 A JPS61262484 A JP S61262484A
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JP
Japan
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stainless
welding
clad steel
toughness
steel pipe
Prior art date
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JP10136685A
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English (en)
Inventor
Kiyoteru Hirabayashi
平林 清照
Kazutaka Akao
赤尾 一孝
Tadaaki Taira
平 忠明
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、耐食性および靭性に優れたステンレスクラ
ツド鋼管の製造方法に関するものである。
〔従来技術とその問題点〕
ステンレスの合せ材と炭素鋼の母材とからなるステンレ
スクラツド鋼管が知られている。このクラツド鋼管は、
炭素鋼の母材によって靭性を、そして、ステンレスの合
せ材によって耐食性をもたせたものである。このような
りラッド鋼管は、一般にクララr鋼板をUOE方式等で
管体に成形後、そのシ、−ム部を溶接することによって
製造されている。
ところで、ステンレスクラツド鋼管は、合せ材の耐食性
能をよシ大とするために、固溶化処理することが望まし
い。しかし、ステンレスクラツド鋼管を固溶化処理温度
から水冷することによって固溶化処理すると、母材の炭
素鋼は、硬化した焼入れ組織となって、靭性の低下が著
しくなる。固溶化処理後にクラツド鋼管を適当な温度で
焼き戻せば、母材の靭性を回復できるが、合せ材たるス
テ/レス鋼は、各種の析出物が析出して、耐粒界腐食性
が大幅に劣化してしまう。従って、従来は、母材の靭性
低下を避けるために、ステンレスクラツド鋼管は、固溶
化処理せずに造管したままの状態で使用されている。
そこで、本出願人は、固溶化処理によシ、母材の靭性を
劣化させずに、合せ材の耐食性能を向上させた、クラツ
ド鋼管の製造方法を開発し、先頃出願した(特開昭58
−151425号)。上記製造方法では、母材として炭
素0.05%以下の極低炭素系の炭素鋼を用いることに
よフ、固溶化処理後の母材の靭性を確保して、固溶化処
理による合せ材の耐食性能向上を図ったものである。従
って、シーム部の母材を溶接したシーム溶接金1属に、
固溶化処理による焼入れのままの状態でも充分な靭性が
確保できるならば、母材および母材のシーム溶接金属の
靭性に優れ、且つ、固溶化処理によシ合せ材の耐食性能
向上を図った、クラツド鋼管が製造できる。・ 〔発明の目的〕 この発明は、上述の現状に鑑み、固溶化処理による焼入
れのままの状態でも、母材のシーム溶接金属に充分な靭
性を確保して、固溶化処理による合せ材の耐食性能向上
を図った、耐食性および靭性に優れたステンレスクラツ
ド鋼管の製造方法を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
この発明の方法は、ステンレスクラツド鋼管を製造する
にあたシ、管体に成形された、ステンレスの合せ材と炭
素鋼の母材とからなる、ステンレスクラツド鋼板のシー
ム部の溶接のうち、前記シー−Q部の前記母材の溶接を
、 C: 0.02〜0.12wt%。
Mn : 0.2〜1.5 wt%。
St : 0.30 wt%以下。
P : 0.030wt%以下。
S:0.020wt%以下。
を含有し、必要に応じて、さらに、 Ni : 6 wt%以下。
Cu : 0.3 wt%以下。
のうちの少なくとも1種を含有し、そして、Feおよ、
び不可避不純物:残部。
からなる溶接ワイヤを用い、且つ、下式で表わされる塩
基度BAが1.0以上のフラックスを用いた、サブマー
ジアーク溶接によって行ない、BA = 6.5NBI
IO+6.05NCaO +4.8NMno + 4.
0NMgO+ 3.4Nr6o +0.3NZrO2−
 (0、2NAt2o3+2.2NT i 02 +6
.31Ns to2) + 5.1NCaF2 、 (
但し、N:モル分率) そして、前記シーム部の前記母材および前記合せ材を溶
接して得られたステンレスクラツド鋼管に対して、前記
ステンレスクラツド鋼管を950〜1100℃に加熱し
、次いで水冷することからなる固溶化処理を施すことに
特徴を有する。
〔発明の構成〕
以下、この発明のステンレスクラツド鋼管の製造方法を
詳述する。
例えばUOE方式によシスチンレスクラッド鋼管ヲ裂造
する際に、管体に成形されたステンレスクラツド鋼板の
シーム部を、高温割れの如き欠陥が発生することなく溶
接する方法を、本出願人は、先に特開昭59−1371
91号で開示した。この方法は、第1図囚に示されるよ
うに、ステンレスクラツド鋼板1のシーム部に、合せ材
1a側から2段開先1 a’およびla”を形成し、母
材1b側から1段開先1b”i形成して、突き合せたの
ち、第1図の)〜の)に示されるように、開先に対して
1 a’ 、 1 b’そして1a“め順に溶接を行な
うものである。開先1 a’および1 b’に対しては
、通常、2電極サブマージアーク溶接が行なわれ、開先
1 a//に対しては、合せ材のステンレスに見合った
フープを電極とするノ々ンドアーク溶接が行なわれる。
この発明は、例えば上述のような母材の開先1 a’ 
、 1 b’に対してサブマージアーク溶接を行なうに
際して、焼入れのままの状態でも充分な靭性を確保した
溶接金属が得られるような溶接ワイヤおよびフラックス
を用いることによシ、合せ材の耐食性能向上を図る固溶
化処理後に、母材の溶接金属まで充分な靭性を確保した
、耐食性および靭性に優れたステンレスクラツド鋼管を
製造しようとする′ものである。
第2図は、母材の開先に対してサブマージアーク溶接を
行ない、次いで、溶接金属を1010℃に30秒加熱し
たのち水焼入れしたときの、焼入れのままの溶接金属の
強度および靭性と、溶接ワイヤおよびフラックスの組合
せとの関係を示したグラフである。用いた溶接ワイヤの
成分組成は、第1表の通シであシ、また用いたフラック
スの塩基度BAは、第2表の通シである。フラックスの
塩基度BAは、下記(1)式によシ求めた。
BA = 6.5NBaO +6.05NCaO+ 4
.8NMno + 4.0NMgO+3−4NFeO+
0−3NzrOa  (0,2NAz20s +2.2
NTI02 +6.31Nsto2 ) +5.1Nc
ar2(但し、N:モル分率)  ・・・・・・川・・
・ (1)第  1  表 第  2  表 第2図に示すように、焼入れのままの溶接金属′め引張
夛強さTS、シャルピー試験における遷移温度vTsお
よび吸収エネルギーvEのいずれもが、溶接ワイヤAと
フラックスm3とを組合せたときが一番良好であった。
この発明は、上記のような試験を繰返して行なって、適
切な溶接ワイヤの成分組成とフラックスの塩基度BAと
を実験的に求めたことによシ、なされたものである。
この発明において、溶接ワイヤの成分組成を前述のよう
に限定した理由は、次の通りである。
Cは、焼入れのままの溶接金属に靭性を確保するために
、0.12wt%以下とすることがよい。Cが0.12
vrt%を越えると、焼入れによる溶接金属の硬化が著
しく、焼入れのままの溶接金属に充分な靭性を確保でき
ない。一方、Cが0.02wt%未満では、焼入れKよ
る溶接金属の硬化が小さく、焼入れのままの溶接金属に
充分な強度が付与されない。従って、Cは0.02〜0
.12wt%とじた。
Mnは、溶接金属の酸素を除去するためと、溶接金属の
焼入れ性金改善して、焼入れのままの溶接金属の靭性を
向上させるためとに、必要である。
Mnが1.5wt%を越えると、Cと同様に、焼入れに
よる溶接金属の硬化が著しく、焼入れのままの溶接金属
に充分な靭性が得られなくなる。一方、Mnが0.02
wt%未満のときには、脱酸効果が充分に得られず、溶
接金属の酸素含有量が多くなる。
従って、Mn J’j O,2〜1.5 wt%とじた
Siは、0.30 wt%を越えると、溶接金属の靭性
を悪化させるので、0.30wt%以下とした。Pは、
0.030wt%を越えると、溶接金属に高温割れが発
生し易くなるので、0.030wt%以下とした。Sは
、0.020wt%を越えると、Pと同様に、溶接金属
に高温割れが発生し易くなるので、0.020wtチ以
下とした。
以上のような溶接ワイヤによれば、後述するように塩基
度1.0以上のフラックスを用いたサブマージアーク溶
接により、固溶化処理による焼入れのままの状態でも、
靭性が確保される溶接金属が形成できる。
この発明においては、溶接金属の低温におけるl性およ
び強度を向上させるために、溶接ワイヤの成分として、
上記成分以外に、NitたはCuのうちの1種以上を加
えることができる。Niは、前述のように5wt%以下
とすることがよい。Niが6wt%t−越えると、溶接
金属の高温割れが発生し易くなる。Cuは、前述のよう
に0.3wt%以下とすることがよい。Cuが0 、3
 wt%を越えると、溶接金属の靭性が劣化し、また溶
接金属の高温割れ感受性が増す。
この発明において、フラックスの塩基度BAt畦、0以
上とした理由は、次の通シである。すなわち、フラック
スの塩基度BAが低くなる程、溶接金属の酸素量は多く
なシ、焼入れのままの溶接金属の靭性が低下する。フラ
ックスの塩基度BAが1.0未満になると、溶接金属の
酸素量が多く、焼入れのままの溶接金属に充分な靭性を
確保できなくなる。従って、フラックスの塩基度BAは
1.0以上とした。
この発明においては、管体に形成された、ステンレスク
ララr鋼板のシーム部の炭素鋼母材を、。
上述した溶接ワイヤおよびフラックスを用いて、サブマ
ージアーク溶接によシ溶接すると共に、シーム部の母材
およびステンレス合せ材を溶接して得られたクラツド鋼
管を、固溶化処理して、ステンレス合せ材の耐食性能向
上を図るが、この固溶化処理のための加熱温度は、95
0〜1100℃とする。加熱温度を上記のように限定す
る理由は、次の通シである。すなわち、加熱温度が95
0℃未満では、ステンレス合せ材の固溶化が充分に行な
われず、合せ材の耐食性能を向上できない。一方、加熱
温度が1100℃を越えると、母材の溶接金属に結晶粒
の粗大化を招き、焼入れのままで母材の溶接金属に高い
靭性が得られない。第3図に、固溶化処理による母材の
溶接金属の加熱温度と、前記溶接金属の焼入れのlまで
の強度および靭性との関係を示す。
なお、第3図に示されるように、クラツド鋼管を固溶化
処理する際の冷却は、通常の水冷の他、ミストによる水
冷でも、母材の溶接金属の強度および靭性向上に有効で
ある。
次K、゛この発明の実施例について説明する。
第4図に示すように、厚さ19.7mの鋼板2に、鋼管
の内面側となる方から開先2a’i、鋼管の外面側とな
る方から開先2bt形成して、2極サブマージアーク溶
接により溶接を行ない、次いで鋼板2t−1020℃で
45秒間加熱し、水焼入れした。
溶接ワイヤは、先の第1表に示した溶接ワイヤのうち、
本発明の範囲内である溶接ワイヤAおよびDを用いた。
フラックスは、先の第2表に示したスラックスのうち、
本発明の範囲内であるフラックスN15f:用いた。鋼
板2の成分組成は、第3表に示す通シである。溶接の条
件は、第4表に示す通りである。
第3表 第  4  表 得られた焼入れのままの溶接金属の靭性を示す試験値を
、第5表に示す。第5表に示されるように、この発明に
よれば、シーム部の母材を溶接した溶接金属に、焼入れ
のままでも充分な靭性が確保できる。
第  5  表 以上の実施例から明らかなように、この発明によれば、
ステンレスクラツド鋼管のステンレス合せ材の耐食性能
向上を図るための固溶化処理後にも、シーム部の母材を
溶接した溶接金属の靭性を確保でき、母材の靭性だけで
なく母材の溶接金属の靭性も充分な、合せ材の耐食性能
に優れたステンレスクラツド鋼管が得られる。
〔発明の効果〕
この発明によれば、耐食性および靭性に優れたステンレ
スクラツド鋼管が製造できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(4)〜0は、管体に成形されたステンレスクラ
ツド鋼管のシーム部に対する、この発明の方法での溶接
の仕方の1例を示す概念図、第2図は、焼入れのままの
母材溶接金属の強度および靭性と溶接ワイヤおよびフラ
ックスの組合せとの関係を示したグラフ、第3図は、固
溶化処理による母材溶接金属の加熱温度と母材溶接金属
の焼入れのままでの強度および靭性との関係を示すグラ
フ、第4図は、この発明の実施例で使用した母材のシー
ム部を示す概念図である。図面において、1・・・クラ
ラP鋼板、   1a・・・合せ材、lb・・・母材、 1 a’ 、 1 a“、 1 b’ 、 2 * 、
 2 b ・−開先、2・・・鋼板。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ステンレスクラッド鋼管を製造するにあたり、管
    体に成形された、ステンレスの合せ材と炭素鋼の母材と
    からなる、ステンレスクラッド鋼板のシーム部の溶接の
    うち、前記シーム部の前記母材の溶接を、 C:0.02〜0.12wt%、 Mn:0.2〜1.5wt%、 Si:0.30wt%以下、 P:0.030wt%以下、 S:0.020wt%以下、 を含有し、そして、 Feおよび不可避不純物:残部、 からなる溶接ワイヤを用い、且つ、下式で表わされる塩
    基度B_Aが1.0以上のフラックスを用いた、サブマ
    ージアーク溶接によつて行ない、 B_A=6.5N_B_a_O+6.05N_C_a_
    O+4.8N_M_n_O+4.0N_M_g_O+3
    .4N_F_e_O+0.3N_Z_r_O__2−(
    0.2N_A_l__2_O__3+2.2N_T_i
    _O__2+6.31N_S_i_O__2)+5.1
    N_C_a_F__2.(但し、N:モル分率) そして、前記シーム部の前記母材および前記合せ材を溶
    接して得られたステンレスクラッド鋼管に対して、前記
    ステンレスクラツド鋼管を950〜1100℃に加熱し
    、次いで水冷することからなる固溶化処理を施すことを
    特徴とする、耐食性および靭性に優れたステンレスクラ
    ッド鋼管の製造方法。
  2. (2)ステンレスクラッド鋼管を製造するにあたり、管
    体に成形された、ステンレスの合せ材と炭素鋼の母材と
    からなる、ステンレスクラツド鋼板のシーム部の溶接の
    うち、前記シーム部の前記母材の溶接を、 C:0.02〜0.12wt%、 Mn:0.2〜1.5wt% 、 Si:0.30wt%以下、 P:0.030wt%以下、 S:0.020wt%以下、 を含有し、さらに、 Ni:6wt%以下、 Cu:0.3wt%以下、 のうち少なくとも1種を含有し、そして、 Feおよび不可避不純物:残部、 からなる溶接ワイヤを用い、且つ、下式で表わされる塩
    基度B_Aが1.0以上のフラックスを用いた、サブマ
    ージアーク溶接によつて行ない、 B_A=6.5N_B_a_O+6.05N_C_a_
    O+4.8NMnO+4.0N_M_g_O+3.4N
    _F_e_O+0.3N_Z_r_O__2−(0.2
    N_A_l__2_O__3+2.2N_T_i_O_
    _2+6.31N_S_i_O__2)+5.1N_C
    _a_F__2.(但し、N:モル分率) そして、前記シーム部の前記母材および前記合せ材を溶
    接して得られたステンレスクラッド鋼管に対して、前記
    ステンレスクラッド鋼管を950〜1100℃に加熱し
    、次いで水冷することからなる固溶化処理を施すことを
    特徴とする、耐食性および靭性に優れたステンレスクラ
    ッド鋼管の製造方法。
JP10136685A 1985-05-15 1985-05-15 耐食性および靭性に優れたステンレスクラツド鋼管の製造方法 Pending JPS61262484A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01224179A (ja) * 1988-03-04 1989-09-07 Nkk Corp クラッド溶接鋼管の製造方法
JPH01242720A (ja) * 1988-03-23 1989-09-27 Sumitomo Metal Ind Ltd クラッド鋼管の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6061194A (ja) * 1983-09-16 1985-04-08 Nippon Kokan Kk <Nkk> Sr特性に優れた溶接金属を有する鋼管の潜孤溶接方法

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