JPS6146391A - 耐孔食性に優れた2相ステンレス鋼の溶接金属 - Google Patents

耐孔食性に優れた2相ステンレス鋼の溶接金属

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JPS6146391A
JPS6146391A JP16654684A JP16654684A JPS6146391A JP S6146391 A JPS6146391 A JP S6146391A JP 16654684 A JP16654684 A JP 16654684A JP 16654684 A JP16654684 A JP 16654684A JP S6146391 A JPS6146391 A JP S6146391A
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JP
Japan
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less
weld metal
stainless steel
corrosion resistance
welding
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JP16654684A
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Kiyoteru Hirabayashi
平林 清照
Kazuyoshi Ume
卯目 和巧
Tomoaki Hyodo
兵藤 知明
Toyofumi Kitada
北田 豊文
Tadaaki Taira
平 忠明
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053Fe as the principal constituent
    • B23K35/308Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
    • B23K35/3086Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent containing Ni or Mn
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/50Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints

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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】 本発BAは耐孔食性に優れた2相ステンレス鋼の溶接金
属に係り、2相ステンレス鋼の溶接全産業上の利用分野 2相ステンレス鋼の溶接金属における耐孔食性の改善技
術。
従来の技術 2相ステンレス鋼は、フェライトとオーステナイトから
なる鋼であって、7エライト含有率が40〜60%であ
シ、この鋼はオーステナイト鋼の欠点である塩化物環境
での耐応力腐食割れ性や耐孔食性、耐隙間腐食性に優れ
、引張強度も高いので耐食構造材料として広く用いらn
ている。又このような2相ステンレス鋼て関しては耐食
性の研究が進められ、耐孔食性能に及ぼす要因解析も相
当に行われ、例えば「鉄と鋼」誌g67巻(1981年
)ム3の557頁以下や同誌第67巻憲2の353頁以
下などにその論文が.記載されている。ところでこの2
相系ステンレス鋼のSAW溶接をなす場合にはその溶接
作業性を良くするtめ従来は塩基度の低いフラツクスを
用いて溶接しており、又2相系ステンレ笥鋼管をTIG
溶接することにエフ溶接金属の酸素含有量を減少するこ
とができるが、この方法では能率低下が犬きく、溶接速
度においてSAW溶接溶接ニジ力っている。
発明が解決しょうとする問題点 上記し定ような従来のものにおいて、能率よく溶接する
定めにはSAW溶接すべきであるが、このSAW溶接に
おいて前記のように塩基度の低いフラックスを用いて溶
接すると溶接金属の酸素含有量が多くなり耐孔食性能が
劣化する。しかもこの工うな2相系ステンレス鋼のSA
W溶接金属に関する耐孔食性については未だ解明されて
いない点が多く、能率のよい溶接をなし、しかも耐孔食
性に優れ几溶接金属を得ることができない。
「発明の構成」 問題点を解決するための手段 本発明は上記した工うな従来のものにおける問題点を解
消するように創案さf′L7tもので、C: 0,05
wt%以下 Si: 0.6 wt%以下、Cr:  
20〜26 wt%、Mo : 1.0〜5.Owt%
、p : o、oawt%以下、 S : 0.015
wt%以下、N : 0.1〜0.2W t%、O: 
0.035wt%以下、を含有し、残部がFeおよび不
可避的不純物ニジなる2相系ステンレス鋼のテプマージ
アーク溶接され且つ1000〜1100℃で固溶化処理
され几ことを特徴とする耐孔食性の優れた2相ステンレ
ス鋼の溶接金属である。
作用 c : o、 oswt%以下とすると共に5Lt−0
,6wt%以下とし、且つMRto・、5wt%以上と
することにニジ靭性を確保し、Pf:0.03wt%以
下、5t−o、oiswt%以下とすることによって凝
固割れを回避せしめ、Niを4.Q wt%以上として
溶接金属の吸収エネルギーを向上させると共に7.0w
t%以下とすることによって塩素イオンに対する応力腐
食割れ抵抗性を確保する。Cが0.05wt%以下で、
c’t”20wt%以上とし、MOt′1.0wt%以
上とすることにニジ耐食性を得しめ、このようK MO
t−1,Owt%以上とし、NをQ、1wt%以上とな
し、特にo : o、 oss wt%以下【制御する
ことにニジ好やしい耐孔食性や衝撃特性を得しめる。c
ri25wt%以下とすると共にMOt−5,Q wt
%以下とし九のでCr炭化物やσ。
相の析出脆化を避け、Nt−0,2wt%以下として!
ローホールの発生をなからしめる。1000〜1100
℃の固溶化熱処理に工)σ相やCr炭化物の分解固溶を
充分に図カ、シかも結晶粒径の過大化を阻止して靭性や
耐食性の低下金回避する。
実施例 上記したような本発明について更に具体的に説明すると
、SAW溶接金属の針孔食性を改善することについて本
発明者等が仔細な研究を重ねた結果、この工うなSAW
溶接金属における酸素含有量を適切な程度以下とするこ
とが重要であり、斯様な溶接金属中酸素は微小な球状酸
化物として存在し、この酸化物系介在物によって溶接金
属の清浄性を劣化する。即ち前記したよう勾吾−ステン
レス鋼についてSAW溶接するに当シ従来の低塩基性フ
ラックスを用いて溶接しt場合においてはその溶接金属
における酸素含有量が相当に高いもので、その標準的な
値は0、075wt%であシ、これに対し本発明者等に
よる高塩基性フラックスを用いSAW溶接金属の酸素含
有量低減を図った場合には相当に低減することが可能で
1例として酸素含有量t−0,025wt%とじ次場合
においては前記介在物が第1図に示すように1桁以上も
低減する。又このような酸化物系介在物が孔食の発生に
有害でちゃ、酸素量を少なくすることが孔食発生を低減
する −上において有効であることは別に第2図におい
て示す通9である。つまり第2図はSAW溶接金属t−
1050℃、5分間の均熱後に水冷して固溶化熱処理し
たものの耐孔食性能およびシャルピー衝撃特性に及ぼす
酸素含有量の影響を要約して示すもので、溶接金属中に
おける酸素含有量が0.035%以上になると一20℃
の吸収エネルギーが一般的に10kg−m以下となるも
のと言うことができ、又この範囲においては10%Fs
Cll ” 6 H20溶液に30℃で24時間浸漬し
た腐食試験において孔食(Pitting)が発生して
いるが、酸素含有量が0.035%以下の場合−には吸
収エネルギー値が高く、孔食の発生もない・そこでこの
ように2相ステンレス鋼溶接金属の酸素含有量1fr、
0.035%以下にすることについて検討を−重ねた結
果、斯かる溶接金属の成分範囲としては、wt%(以下
単に%という)で、C:0.05%以下、、S!:0.
6%以下、 & : 0.5〜1.5%、P:0.03
%以下、 S : 0.015%以下、 Ni : +
、o〜7.o%、CI”:20〜26%。
Mo : 1.0〜5.0%、 N : 0.1〜0.
2%でおって、O: 0.035%以下であり、残部が
hお工び不可避的不純物ニジなるものであって、又この
ような溶接金属は1電極もしくは2電極以上の多電極丈
ブマージアーク溶接によシ両各1層の溶接をした後、1
000〜1100℃の温度範囲における固溶化熱処理し
て得られる。
なお上記のように酸素含有量t″9.035%以下とす
るにはSAW溶接に用いるフラックスとしてた。
従来のものより高塩基性のものを用いることによって簡
易且つ的確に得られ、斯様な高塩基性フラックスの具体
例は従来のものと共に後述溶接例に示す通りである。
本発明において上記のようにSAW溶接金属の化学成分
範囲を限定した理由について説明すると以下の如くであ
る。
Cは、溶接金属の耐食性と靭性を低下させ、又溶接中の
凝固割れ感受性を増加するので少ない万が好ましく、0
.05%以下とし友。
&は、C当量を増す元素であり、不動態形成を容易にし
、耐食性を向上させるが、多すぎると溶接金属の靭性を
低下させる元素であるため、0.6%以下とし友。
−は、溶接金属のオーステナイト生成元素として作用し
、溶接金属の前記したようなオーステナイト量を得るt
めには0.5%以上のMnが必要である。しかし、この
−によってオーステナイ[1を多くしても、Niに比べ
て耐食性能と靭性向上効果が小さいので、その上限ヲ1
.5%としPとSは、溶接金属の凝固割れを助長させる
元素であシ、少ない方が良いが、SはPニジも割れ感受
性が高いことから、Pを0.03%以−下とし、Sは0
.015%以下に限定し比。
Niはへオーステナイト生成元素の中で最も重要な元素
であり、溶接金属の吸収エネルギーを向上させる。然し
過剰なNiは塩素イオンに対する応力腐食割れ抵抗を減
少させるので、本溶接金属のHiの成分範囲として4.
0〜7aO’4とし7t、。
(rは、耐食性を向上させる重要な元素であも即ち、C
rtが少ないと耐食性の劣化を来たすので、2相系ステ
ンレス鋼溶接金属において20%以上が必要である。し
かし、このcrikが多過ぎる場合はCr炭化物ヤσ相
が析出しやすいので、その上限を26%以下とじ九〇 MOは、耐食性を向上させる元素であるので、特に針孔
食性の要求される本溶接金属は1.0%以上の添加が必
要である。しかし、過剰なMOは避けるべきであシ、上
限値を5.0%とじ之。
Nは、オーステナイト生成元素であるとともに、溶接金
属の耐孔食性能を改善する元素であ ・5.0..1%
以上の添加が必要でるる。しかし、過剰のNは浴接金属
内にプローホールが生じやすいので、上限値を0.2%
としto oは、本発明の最も重要なポイントでらシ、前記した第
2図に示されるごとく、耐孔食性能及び衝槃特性を低下
するので、0.035%以下に制御することが必要でお
る。
又本発明では上記し7を工うな成分範囲の組成 ゛をも
つ溶接金属は、σ相や、Cr炭化物を固溶して耐食性と
靭性を増す次めに、固溶化熱処理するが、この固溶化熱
処理温度は1000〜1100℃の範囲とする。即ち、
この固溶化熱処理温度が1000℃以下となつ7を場合
はσ相、Cr炭化物の分解固溶が十分でなく、固溶化の
効果があられれない。又、この固溶化温度が1100℃
を越えた場合には、固溶化は十分に行われるが、過熱の
友めに、結晶粒径が大きくなシ過ぎ、靭性及び耐食性の
低下を招くので1ioo℃以上は避けるべきである。
本発明によるものの具体例について説明すると以下の如
くである。
先ず本発明者等の用いた供試鋼母材の化学成分は次の第
1表の通シであって、板厚14.3io+の2相ステン
レス鋼板である。
第1表 又このような供試鋼板に対する2電−8AW溶接による
溶接条件は次の8g2表の如くであシ、開先形状として
は内面側が深さ4叫、外面側が深さ61Mとされ友それ
ぞれ45°のベベル角度とされたものである。
第2表 更に供試ワイヤは次の第3表のような成分のも゛のを用
い友。
第3表 又フラックスとしては、低塩基度のものAと、高塩基度
のものBであって、夫々第4表の如くである。
第4表 得られた溶接金属の化学的成分は次の′M5表の通シで
あって、フラックスAによる溶接金属■はOが0.07
5%であるのに対し、フラックスBによる溶接金属■は
Oが0.025%である。
第5表 然してこれらのSAW溶接金属■■をソルト5蛛シを用
いて1050℃、5分間の均熱後水冷して固溶化処理し
to 又このような溶接金属■■について第3図に示すように
@接金属1s分を中心として幅第6表 即ち■は試験片の断面および表層に40ケの大小の孔食
が発生していたのに対して■は孔食が0であって、・耐
孔食性において若しく優れたものであることを確認した
「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときは2相ステンレス
鋼の溶接金属における耐孔食性を頗る改善し、能率的な
テブマージドアーク溶接法によっても耐孔食性能の頗る
優れた溶接金属を的確に得しめるものであるから工業的
にその効果の大きい発明である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の技術的内容を示すものであって、N1図
は溶接金属中
〔0〕が0.075%と0.025%の場
合について酸化物系介在物の個数を測定し几結果の図表
、第2図はSA:W溶接金属中酸素含有量とシャルピー
衝撃特性の関係を示し九図表、第3図は孔食試験片の形
状についての説明図である。 然してこれらの図面において、1は溶接金属、2は母材
鋼板を示すものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. C:0.05wt%以下、Si:0.6wt%以下、M
    n:0.5〜1.5wt%、Ni:4.0〜7.0wt
    %、Cr:20〜26wt%、Mo:1.0〜5.0w
    t%、P:0.03wt%以下、S:0.015wt%
    以下、N:0.1〜0.2wt%、O:0.035wt
    %以下、を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物よ
    りなる2相系ステンレス鋼のサブマージアーク溶接され
    且つ1000〜1100℃で固溶化処理されたことを特
    徴とする耐孔食性の優れた2相ステンレス鋼の溶接金属
JP16654684A 1984-08-10 1984-08-10 耐孔食性に優れた2相ステンレス鋼の溶接金属 Pending JPS6146391A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU664336B2 (en) * 1993-12-20 1995-11-09 Shinko Kosen Kogyo Kabushiki Kaisha Stainless steel wire product
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JP2016003377A (ja) * 2014-06-18 2016-01-12 新日鐵住金株式会社 二相ステンレス鋼管
KR20190079532A (ko) 2017-12-27 2019-07-05 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 2상 스테인리스강의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스

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