JPS62134196A - オ−ステナイトステンレス鋼用溶接材料 - Google Patents
オ−ステナイトステンレス鋼用溶接材料Info
- Publication number
- JPS62134196A JPS62134196A JP27281585A JP27281585A JPS62134196A JP S62134196 A JPS62134196 A JP S62134196A JP 27281585 A JP27281585 A JP 27281585A JP 27281585 A JP27281585 A JP 27281585A JP S62134196 A JPS62134196 A JP S62134196A
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- JP
- Japan
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- welding
- stainless steel
- austenitic stainless
- corrosion resistance
- welding material
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、オーステナイトステンレス鋼用の溶接材料、
特に、18Cr−1ONi 2Si −0,IN系の
オーステナイトステンレス鋼用の溶接材料に関する。
特に、18Cr−1ONi 2Si −0,IN系の
オーステナイトステンレス鋼用の溶接材料に関する。
(従来の技術)
近年に至り、化学装置用各種機器、熱交換チューブ、淡
水化プラント、温水器、食品加工機等の中性塩環境下で
使用される装置、機器類用に耐食性、溶接性さらには機
械的特性を大幅に改善した各種オーステナイトステンレ
ス鋼が開発されてきた。代表例としては、例えば特開昭
59−185763号に開示されたような18Cr−1
ONi−2Si−0,IN系のオーステナイトステンレ
ス鋼が挙げられる。
水化プラント、温水器、食品加工機等の中性塩環境下で
使用される装置、機器類用に耐食性、溶接性さらには機
械的特性を大幅に改善した各種オーステナイトステンレ
ス鋼が開発されてきた。代表例としては、例えば特開昭
59−185763号に開示されたような18Cr−1
ONi−2Si−0,IN系のオーステナイトステンレ
ス鋼が挙げられる。
その結果、材料そのものの各種特性がすくれたものが製
作されるようになってきた。しかし、上述の用途にはい
ずれも溶接施工によって組立られるものであって、従来
のように溶接材料としてD316Lあるいは316Cu
Lを使った溶接によると溶接金属部の耐食性が著しく劣
化する場合が経験されるようになった。さらに、継手強
度の劣化も併せて経験されることもあった。
作されるようになってきた。しかし、上述の用途にはい
ずれも溶接施工によって組立られるものであって、従来
のように溶接材料としてD316Lあるいは316Cu
Lを使った溶接によると溶接金属部の耐食性が著しく劣
化する場合が経験されるようになった。さらに、継手強
度の劣化も併せて経験されることもあった。
(発明が解決しようとする問題点)
したがって、本発明の1つの目的は、オーステナイトス
テンレス鋼、特に18Cr−1ONt−2Si−0,I
N系オーステナイトステンレス鋼溶接用の材料を提供す
ることである。
テンレス鋼、特に18Cr−1ONt−2Si−0,I
N系オーステナイトステンレス鋼溶接用の材料を提供す
ることである。
また、本発明の別の目的は、耐食性および強度に優れた
溶接金属部を与えることのできる、オーステナイトステ
ンレス鋼、特に18Cr−1ONi−2Si−0゜IN
系オーステナイトステンレス鋼溶接用の材料を提供する
ことである。
溶接金属部を与えることのできる、オーステナイトステ
ンレス鋼、特に18Cr−1ONi−2Si−0゜IN
系オーステナイトステンレス鋼溶接用の材料を提供する
ことである。
(問題点を解決するための手段)
ここに、本発明者らは、上述の目的を達成すべく、説、
音検討を重ねたところ、基本的には母(オ祖成と同し組
成とするとともに、溶接後の溶接金属部の耐食性および
機械的特性を改善するために、母材成分のうらの特定の
成分についてより多量に配合した溶接材料が優れた特性
を発揮することを知見し、本発明を完成した。
音検討を重ねたところ、基本的には母(オ祖成と同し組
成とするとともに、溶接後の溶接金属部の耐食性および
機械的特性を改善するために、母材成分のうらの特定の
成分についてより多量に配合した溶接材料が優れた特性
を発揮することを知見し、本発明を完成した。
ここに、本発明の要旨とするところは、重1%で、
C:0.08%以下、 Si : 2.0〜4.0%、
?ln : 2.0%以下、 Cr;15〜30%、N
i : 6.0〜20%、 Mo : 0.1〜3.0
%、Cu : 0.3〜4.0%、N : 0.05
〜0.30%、さらに必要により、Nb、、Tiおよび
Alの少なくとも一種合計1.0%以下 残部Feおよび付随不純物 からなり、溶接母材のCrおよびMo含有量よりそれぞ
れ高い含有量のCrおよびMoを含む、溶接金属部の耐
食性および機械的強度を改善するオーステナイトステン
レス鋼用溶接材料である。
?ln : 2.0%以下、 Cr;15〜30%、N
i : 6.0〜20%、 Mo : 0.1〜3.0
%、Cu : 0.3〜4.0%、N : 0.05
〜0.30%、さらに必要により、Nb、、Tiおよび
Alの少なくとも一種合計1.0%以下 残部Feおよび付随不純物 からなり、溶接母材のCrおよびMo含有量よりそれぞ
れ高い含有量のCrおよびMoを含む、溶接金属部の耐
食性および機械的強度を改善するオーステナイトステン
レス鋼用溶接材料である。
好ましくは、上記溶接材料において、下記式で定義され
るN1−bal、は−2,5〜+1.0の範囲にある。
るN1−bal、は−2,5〜+1.0の範囲にある。
N1−bat、−)li(%)+30x (C(A)
+N(%) ) + 0.5Mn(χ)−1,1
x CCr(χ)+1.5Si(χ)+Mo(X)+
0.5Nb(X)) +8.2ここに、溶接母材とし
ては、前述の18Cr−1ON+−2Si−0,IN系
オーステナイトステンレス鋼が代表的に挙げられるが、
特にそれにのみ制限されるものではない。したがって、
広義には、本発明は、オーステナイトステンレス鋼一般
の溶接材料を提供するものである。
+N(%) ) + 0.5Mn(χ)−1,1
x CCr(χ)+1.5Si(χ)+Mo(X)+
0.5Nb(X)) +8.2ここに、溶接母材とし
ては、前述の18Cr−1ON+−2Si−0,IN系
オーステナイトステンレス鋼が代表的に挙げられるが、
特にそれにのみ制限されるものではない。したがって、
広義には、本発明は、オーステナイトステンレス鋼一般
の溶接材料を提供するものである。
また、溶接法としては、ステンレス鋼の溶接に最も一般
的に使われているティグ(TIG)溶接、ミグ(MIG
)?8接などの不活性ガスアーク溶接および被覆アーク
溶接の両者を包含するものである。
的に使われているティグ(TIG)溶接、ミグ(MIG
)?8接などの不活性ガスアーク溶接および被覆アーク
溶接の両者を包含するものである。
なお、本発明にかかる溶接材料のCr、 Moの各含有
量は一般には母材のそれより高いのが好ましく、@祠に
比べ(Cr + 3Mo)%値でプラス2%以上に調整
すべきである。
量は一般には母材のそれより高いのが好ましく、@祠に
比べ(Cr + 3Mo)%値でプラス2%以上に調整
すべきである。
(作用)
本発明において溶接材料の組成を上述のように限定した
理由を次に説明する。本明細書において特にことわりが
ない限り、「%」は「重量%」である。
理由を次に説明する。本明細書において特にことわりが
ない限り、「%」は「重量%」である。
炭素(C):
Cは過剰に添加すると炭化物を形成して′拉界腐食惑受
性を増大するため低い方が好ましい。特に、C含有量が
0.08%を越えると、耐食性が著しく劣化することか
ら、C含有量の上限を0.08%と定めた。
性を増大するため低い方が好ましい。特に、C含有量が
0.08%を越えると、耐食性が著しく劣化することか
ら、C含有量の上限を0.08%と定めた。
珪素(Si) :
Siの添加は、脱酸および耐高温酸化性の向上に有効で
ある他、耐孔食性、耐塩酸性、耐応力腐食割れ性を高め
る効果があるが、多量の添加は成形性や熱間加工性を劣
化させるので、上限を4.0%と定めた。また、2.0
%より少なくなると前記の効果が顕著に得られないので
、下限を2.0%に定めた。
ある他、耐孔食性、耐塩酸性、耐応力腐食割れ性を高め
る効果があるが、多量の添加は成形性や熱間加工性を劣
化させるので、上限を4.0%と定めた。また、2.0
%より少なくなると前記の効果が顕著に得られないので
、下限を2.0%に定めた。
マンガン(Mn) :
Mnは、製鋼工程中に脱酸剤として使用される元素であ
るが、多量の添加は非金属介在物などを形成し、材料の
清浄性を悪くする。したがって、本発明にあっては、M
nの上限を2.0%と定めた。
るが、多量の添加は非金属介在物などを形成し、材料の
清浄性を悪くする。したがって、本発明にあっては、M
nの上限を2.0%と定めた。
クロム(Cr) :
Crはステンレス鋼の耐食性を維持するのに重要な元素
であって、本発明にあっては溶接金属部を構成するオー
ステナイトステンレス鋼の耐食性を確保するためには、
15%以上の含有が必要である。
であって、本発明にあっては溶接金属部を構成するオー
ステナイトステンレス鋼の耐食性を確保するためには、
15%以上の含有が必要である。
しかしながら、30%を超えると成形性や熱間加工性が
低下し、綿状や板状の溶接材料に加工する上で困難とな
るなるほか、溶接金属部の靭性、延性を低下させ、継手
性能をも低下させる6したがって、Cr含有量は15〜
30%とするが、溶接母材のCr含有量よりも多い量を
含有することが、耐食性を改善するために必要である。
低下し、綿状や板状の溶接材料に加工する上で困難とな
るなるほか、溶接金属部の靭性、延性を低下させ、継手
性能をも低下させる6したがって、Cr含有量は15〜
30%とするが、溶接母材のCr含有量よりも多い量を
含有することが、耐食性を改善するために必要である。
これは溶接時にCrが一部酸化されるため、予め多量に
配合することにより所要量を確保して、耐食性の改善を
はかるのである。通常、後述するMoとCrの少なくと
もいずれかが多く含有されていればよい。一般には、母
材に比べ(Cr+3Mo)%値が+2%以上となる量で
あればよい。
配合することにより所要量を確保して、耐食性の改善を
はかるのである。通常、後述するMoとCrの少なくと
もいずれかが多く含有されていればよい。一般には、母
材に比べ(Cr+3Mo)%値が+2%以上となる量で
あればよい。
ニッケル(Ni) :
Niはオーステナイト形成元素であり、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。しかしながら、多量の添加は材料を高価にすること
になり、経済性の配慮とフェライト形成元素であるCr
と対応して好適なオーステナイト/フェライトバランス
補うため、Ni含有量を6〜20%とした。
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。しかしながら、多量の添加は材料を高価にすること
になり、経済性の配慮とフェライト形成元素であるCr
と対応して好適なオーステナイト/フェライトバランス
補うため、Ni含有量を6〜20%とした。
Mo (モリブデン):
MOの添加は、3.0%までは含有量に比例してほぼ直
線的に溶接金属部の耐孔食性、耐酸性、耐隙間腐食性を
向上させるが、多量の添加は加工性を低下させるととも
に、材料を高価にすることになるので、本発明にあって
はその含有量を3%以下に制限する。
線的に溶接金属部の耐孔食性、耐酸性、耐隙間腐食性を
向上させるが、多量の添加は加工性を低下させるととも
に、材料を高価にすることになるので、本発明にあって
はその含有量を3%以下に制限する。
しかし、本発明者らの知見によれば、必ずしもその機構
が明確になった訳ではないが、溶接金属部の耐食性の劣
化は、溶接時に溶接母材と同一の材料で溶接する場合に
は、凝固偏析により)8接金属部の一部の合金元素の含
有量が低下してしまうことがあり、そのため溶接金属部
の耐食性などの特性劣化が生じてしまうのである。した
がって、本発明によれば、Moは溶接母材の含有量より
多量に、すなわち、前述のように母材のそれに比べ(C
r + 3Mo)%値が+2%以上となるように含有さ
れていなければならない。
が明確になった訳ではないが、溶接金属部の耐食性の劣
化は、溶接時に溶接母材と同一の材料で溶接する場合に
は、凝固偏析により)8接金属部の一部の合金元素の含
有量が低下してしまうことがあり、そのため溶接金属部
の耐食性などの特性劣化が生じてしまうのである。した
がって、本発明によれば、Moは溶接母材の含有量より
多量に、すなわち、前述のように母材のそれに比べ(C
r + 3Mo)%値が+2%以上となるように含有さ
れていなければならない。
すでに述べたように、CrおよびMoが溶接母材より含
有量が多くなければならないが、そのうち、特にioの
含有量を増加させるのが、耐食性改善にとって好ましい
。
有量が多くなければならないが、そのうち、特にioの
含有量を増加させるのが、耐食性改善にとって好ましい
。
1同 (Cu) :
Cuの添加は、耐硫酸性、耐隙間腐食性、耐応力腐食割
れ性の向上に効果がある反面、溶接割れ感受性を増加せ
しめる。したがって、Cuの含有量は、本発明にあって
、0.3〜4.0%に制限する。
れ性の向上に効果がある反面、溶接割れ感受性を増加せ
しめる。したがって、Cuの含有量は、本発明にあって
、0.3〜4.0%に制限する。
窒素(N):
Nは継手強度を確保する作用があるが、多量の添加は熱
間加工性や成形性を劣化するのでその含仔量を0.05
〜0.30%と定める。
間加工性や成形性を劣化するのでその含仔量を0.05
〜0.30%と定める。
その他、本発明にあっては、所望によりさらに、溶接金
属部の耐粒界腐食性を高めることを目的に、Nb、 T
iおよびAlのうちの少なくとも一種を安定化元素とし
て合計1.0%以下の量だけ添加してもよい。
属部の耐粒界腐食性を高めることを目的に、Nb、 T
iおよびAlのうちの少なくとも一種を安定化元素とし
て合計1.0%以下の量だけ添加してもよい。
次に、本発明にあっては、次式で定義されるN1−ba
l、を、−2,5〜+1.0の範囲に制限する。
l、を、−2,5〜+1.0の範囲に制限する。
N1−bat、 =NiCχ)+30x (C(X)+
N(χ) ) + 0.5Mn(り−1,1x (Cr
(Z)+1.5Si(X)+Mo(X)司、5Nb(X
)) +8.2上記のようにして定義されるN1−ba
l、が+1.0を超えると凝固割れ感受性が増大し、一
方、N1−bal、が、−2,5未満となると、熱間で
の加工性が劣化するので、本発明にあっては、その好適
態様においてN1−bal、は−2,5〜+1.0の範
囲に制限するのである。
N(χ) ) + 0.5Mn(り−1,1x (Cr
(Z)+1.5Si(X)+Mo(X)司、5Nb(X
)) +8.2上記のようにして定義されるN1−ba
l、が+1.0を超えると凝固割れ感受性が増大し、一
方、N1−bal、が、−2,5未満となると、熱間で
の加工性が劣化するので、本発明にあっては、その好適
態様においてN1−bal、は−2,5〜+1.0の範
囲に制限するのである。
次に、実施例によってさらに本発明の詳細な説明する。
1韮■」
大気溶解によって得られた、第1表に示す一連の組成範
囲の10kgの鋼塊を、その表面をシェーバ−により切
削し、その面にティグ(TIG ) ?8接装置により
アーク溶解してビード置きを行い、その溶融ビードの凝
固に際しての割れの発生の有無を観察した。
囲の10kgの鋼塊を、その表面をシェーバ−により切
削し、その面にティグ(TIG ) ?8接装置により
アーク溶解してビード置きを行い、その溶融ビードの凝
固に際しての割れの発生の有無を観察した。
結果を第1図にグラフで示すが、N1−bat、が+1
.0を超える辺たりから凝固υ1れ感受性が増大するこ
とが分かる。
.0を超える辺たりから凝固υ1れ感受性が増大するこ
とが分かる。
次に、上記のようにしてビー1置きを行った鋼塊と同し
ものから試験片を採取し、その試験片を1200℃に加
熱し、次いで40kgの重りを1mの高さから落下させ
、つぶれた試験片の側面に発生ずるいわゆる耳割れを観
察した。
ものから試験片を採取し、その試験片を1200℃に加
熱し、次いで40kgの重りを1mの高さから落下させ
、つぶれた試験片の側面に発生ずるいわゆる耳割れを観
察した。
結果は第2図にグラフで示すとうりであるが、N1−b
al、が−2,5より小さくなると、熱間での加工性が
劣化するのが分かる。
al、が−2,5より小さくなると、熱間での加工性が
劣化するのが分かる。
第」 (重量%)
0.06 4 1.6 3.0 15 24
0.18 0.02 0.005プυ1址副 第2表に示ず組成を有する18cr−1ONi−2Si
−Q、IN系オーステナイI・ステンレス鋼を本発明に
かかる溶接材料および既存のン容接+オ料であるD−3
168よび316CuLを使ってそれぞれ溶接した。溶
接条件は次の通りであった。
0.18 0.02 0.005プυ1址副 第2表に示ず組成を有する18cr−1ONi−2Si
−Q、IN系オーステナイI・ステンレス鋼を本発明に
かかる溶接材料および既存のン容接+オ料であるD−3
168よび316CuLを使ってそれぞれ溶接した。溶
接条件は次の通りであった。
溶接形式: TIG溶接
電流 : 26OA直流正穫性
雰囲気ガス:Arガス
得られた溶接金属部から試験片を採取して、それぞれに
ついて隙間腐食電位試験、引張試験を行った。さらにC
形ジグ拘束突合せ溶接割れ試験も実施した。
ついて隙間腐食電位試験、引張試験を行った。さらにC
形ジグ拘束突合せ溶接割れ試験も実施した。
各試験要領は次の通り。
■隙間腐食電位試験:
溶接継手より)容接合属を含む30mm X 30mm
のE、N駒片を採取して測定面を#600研摩、その後
、i L ×10mm X 10mmの隙間形成板を測
定面にのせ、その上に700gの荷重を加え、40℃、
0.5MNaC]水溶;夜中に24時間浸漬し、試験
終了後取り出して測定面に於ける腐食発生の有無を検査
した。
のE、N駒片を採取して測定面を#600研摩、その後
、i L ×10mm X 10mmの隙間形成板を測
定面にのせ、その上に700gの荷重を加え、40℃、
0.5MNaC]水溶;夜中に24時間浸漬し、試験
終了後取り出して測定面に於ける腐食発生の有無を検査
した。
引弓、試験:
JIS Z 2241に準拠して行った。
■C形ジグ拘束突合せ溶接割れ試験:
JIS Z 3155に準拠して行った。
なお、溶接母材の組成は第2表に示す通りであ第2表
(重量%) 司」重CSi Mn P
S Cr315SN O,042,2
51,300,0280,00317,90結果を第3
表にまとめて示すが、同表中試料肖13および14がそ
れぞれD−316および316CuLに相当するもので
ある。試料陽15が溶接母材とは−等しく組成をもった
溶接材料の例を示す。
(重量%) 司」重CSi Mn P
S Cr315SN O,042,2
51,300,0280,00317,90結果を第3
表にまとめて示すが、同表中試料肖13および14がそ
れぞれD−316および316CuLに相当するもので
ある。試料陽15が溶接母材とは−等しく組成をもった
溶接材料の例を示す。
第1図および第2図は、本発明の実施例の結果を’、1
i−ba1.についてまとめたグラフである。 出願人 日本ステンレス株式会社 代理人 弁理士 広 瀬 章 − 第1図 Ni−bc、1 第2図 4−3 −2 −i 0 1 Ni −))CL1
i−ba1.についてまとめたグラフである。 出願人 日本ステンレス株式会社 代理人 弁理士 広 瀬 章 − 第1図 Ni−bc、1 第2図 4−3 −2 −i 0 1 Ni −))CL1
Claims (2)
- (1)重量%で、 C:0.08%以下、Si:2.0〜4.0%、Mn:
2.0%以下、Cr:15〜30%、Ni:6.0〜2
0%、Mo:0.1〜3.0%、Cu:0.3〜4.0
%、N:0.05〜0.30%、残部Feおよび付随不
純物 からなり、溶接母材のCrおよびMo含有量よりそれぞ
れ高い含有量のCrおよびMoを含む、溶接金属部の耐
食性および機械的強度を改善するオーステナイトステン
レス鋼用溶接材料。 - (2)重量%で、 C:0.08%以下、Si:2.0〜4.0%、Mn:
2.0%以下、Cr:15〜30%、Ni:6.0〜2
0%、Mo:0.1〜3.0%、Cu:0.3〜4.0
%、N:0.05〜0.30%、Nb、TiおよびAl
の少なくとも一種合計1.0%以下、 残部Feおよび付随不純物 からなり、溶接母材のCrおよびMo含有量よりそれぞ
れ高い含有量のCrおよびMoを含む、溶接金属部の耐
食性および機械的強度を改善する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 |
---|---|---|---|
JP27281585A JPS62134196A (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | 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 |
---|---|---|---|
JP27281585A JPS62134196A (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | オ−ステナイトステンレス鋼用溶接材料 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62134196A true JPS62134196A (ja) | 1987-06-17 |
Family
ID=17519136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27281585A Pending JPS62134196A (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | オ−ステナイトステンレス鋼用溶接材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62134196A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04210891A (ja) * | 1990-12-13 | 1992-07-31 | Kobe Steel Ltd | ステンレス鋼継手部のガスシールドアーク溶接方法 |
JP2006131956A (ja) * | 2004-11-05 | 2006-05-25 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corp | 耐高温塩害性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
JP2008055462A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Hitachi Ltd | 溶接継手の製作方法 |
JP2014065069A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-17 | Yasuda Kogyo Kk | 金属丸断面線材の製造方法、および金属丸断面線材、ニッケルフリーオーステナイトステンレス鋼丸断面線材、溶接線用・抵抗用・電熱線用丸断面線材 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5961590A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-07 | Daido Steel Co Ltd | 溶接方法 |
-
1985
- 1985-12-04 JP JP27281585A patent/JPS62134196A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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JP4485325B2 (ja) * | 2004-11-05 | 2010-06-23 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 耐高温塩害性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
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