JPS6366380B2 - - Google Patents
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- JPS6366380B2 JPS6366380B2 JP4825782A JP4825782A JPS6366380B2 JP S6366380 B2 JPS6366380 B2 JP S6366380B2 JP 4825782 A JP4825782 A JP 4825782A JP 4825782 A JP4825782 A JP 4825782A JP S6366380 B2 JPS6366380 B2 JP S6366380B2
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Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
本発明は優れた耐溶接高温割れ性を有する完全
オーステナイト系ステンレス鋼に関する。 SUS310Sなどの如く、完全オーステナイト系
ステンレス鋼は耐食性、耐高温酸化性、高温強度
および加工性などに優れているという長所を有し
ている反面、δフエライトを全く含まないため溶
液時に高温割れを生じ易いという短所を有してい
る。このため従来その長所を利用した用途に使用
したい場合にも溶接が障害となつて使用できなか
つたり、あるいは旋工法が限定されたりして、そ
の用途、需要量には限界があつた。 本発明はこのような完全オーステナイト系ステ
ンレス鋼の用途、需要量の限界を打破するため、
耐溶接高温割れ性に優れた完全オーステナイト系
ステンレス鋼を提供することにより、化学工業を
始めとする種々の用途の潜在需要を満足させよう
とするものである。 本発明者らは耐溶接高温割れ性に優れた完全オ
ーステナイト系ステンレス鋼を開発すべく種々実
験を重ねた結果、完全オーステナイト系ステンレ
ス鋼を重量％にてC0.1％以下、Si1.5％以下、
Mn2.0％以下、Ni19.0〜26.0％、Cr16.0〜26.0％、
Mo7％以下、Cu3.0％以下を含有する鋼として、
鋼中の（Ｐ＋Ｓ）とAlの含有量を低減すること、
および鋼中の（Ｐ＋Ｓ）とAlのいずれか一方若
くは両方の含有量が高い鋼に対しては希土類元素
を添加することが効果あることを見出し、本発明
鋼の開発に成功した。 次に本発明鋼の各合金元素含有量限定理由につ
いて述べる。 Ｃは高温強度を得るのに重要な元素であるが、
多すぎると熱間加工、冷間加工が困難となるの
で、0.1％以下とした。 Siは耐酸化性向上には有効であるが、多量に添
加すると耐溶接高温割れ性を悪化させるので、
1.5％以下とした。 Mnは熱間加工性を向上させるが、その多量添
加は耐銹性、耐酸化性を若干悪化させるので、
2.0％以下とした。 Niは完全オーステナイト組織を維持するうえ
において重要な元素で、その維持には19.0％以上
の添加を必要とするが、添加量を多くするとコス
トアツプを招く。このためその上限を26.0％とし
た。 Crは耐食性および高温における耐酸化性を維
持するのに添加するもので、通常添加量が多い程
大きな効果が期待できる。しかし、26.0％を超え
ると鋼中にδフエライトが残留する可能性が生
じ、かつ16.0％未満であると耐食性および耐酸化
性の維持が困難となる。このためCrは16.0〜26.0
％とした。 Moは耐食性を向上させるのに添加するが7.0％
を超えると熱間加工性が著しく低下し、また溶接
金属中にδフエライトが残留してδ脆化感受性が
高くなる。このためMoは7.0％以下とした。 Cuは耐食性向上のために添加するのであるが、
3.0％を超えると熱間加工性が著しく低下し、か
つ高温割れにも敏感になる。このため3.0％以下
とした。 ＰとＳとは共に完全オーステナイト系ステンレ
ス鋼の耐溶接高温割れ性を著しく阻害し、クレー
タ割れ、溶接ビード割れ等を生じせしめる。しか
しこれらの阻害効果はＰとＳの和を0.015％未満
にすると減少し、溶接高温割れを生じないので、
（Ｐ＋Ｓ）は0.015％未満とした。 Alは溶融金属の粘性を増大させる作用を有す
る。このため溶接により亀裂が生じた場合溶融金
属による充填能は低下し、耐クレータ割れ性を悪
化させる。このためAlは少くすることを要し、
0.005％未満にすることが必要であつた。 希土類元素は（Ｐ＋Ｓ）とAlのいずれか一方
または両方が上記範囲より外れた場合に耐溶接高
温割れ性を改善するものである。すなわち（Ｐ＋
Ｓ）が0.015％以上であるか、あるいはAlが0.005
％以上であるかのいずれかの場合に希土類元素の
１種または２種以上を最低0.03％以上添加すると
耐溶接高温割れ改善が可能であつた。また、（Ｐ
＋Ｓ）が0.015％以上で、かつAlも0.005％以上で
ある場合の耐溶接高温割れ改善には上記元素を最
低0.05％以上添加することが必要であつた。しか
し0.2％を超えて添加すると大型介在物が多量に
発生し、鋼の清浄度を悪化させるので、上限を
2.0％とした。 次に実施例により本発明鋼の耐溶接高温割れ性
について具体的に説明する。 第１表は本実施例に用いた鋼の化学成分および
その鋼の板厚1.2mmのものを用いてTIGアークス
トライク試験を行つた結果を示すもので、比較鋼
は化学成分の許容範囲が本発明鋼より外れている
ものである。 TIGアークストライク試験は供試材に対して下
記条件で静止アークを一定時間点弧して行い、ま
た耐溶接高温割れ性は溶接部クレータ内の割れ発
生状況を20倍実体顕微鏡で観察することにより評
価したものである。 TIGアークストライク試験条件 電極、2.4φ（Th入力Ｗ） シールドガス、アークシールドおよびバツクシー
ドともArガス10／分供給 アーク電流、100A アーク長さ、 2mm アークタイム、 1〜 4秒 第１表に示す如く、（Ｐ＋Ｓ）とAlを低減させ
るか、あるいはこれらの一方または両方が高い場
合に希土類元素を添加した本発明鋼はTIGアーク
ストライク試験においてクレータ割れが全く生じ
ないが、比較鋼および市販鋼には生じている。こ
のことより本発明鋼は優れた耐溶接高温割れ性を
有することが認められる。
オーステナイト系ステンレス鋼に関する。 SUS310Sなどの如く、完全オーステナイト系
ステンレス鋼は耐食性、耐高温酸化性、高温強度
および加工性などに優れているという長所を有し
ている反面、δフエライトを全く含まないため溶
液時に高温割れを生じ易いという短所を有してい
る。このため従来その長所を利用した用途に使用
したい場合にも溶接が障害となつて使用できなか
つたり、あるいは旋工法が限定されたりして、そ
の用途、需要量には限界があつた。 本発明はこのような完全オーステナイト系ステ
ンレス鋼の用途、需要量の限界を打破するため、
耐溶接高温割れ性に優れた完全オーステナイト系
ステンレス鋼を提供することにより、化学工業を
始めとする種々の用途の潜在需要を満足させよう
とするものである。 本発明者らは耐溶接高温割れ性に優れた完全オ
ーステナイト系ステンレス鋼を開発すべく種々実
験を重ねた結果、完全オーステナイト系ステンレ
ス鋼を重量％にてC0.1％以下、Si1.5％以下、
Mn2.0％以下、Ni19.0〜26.0％、Cr16.0〜26.0％、
Mo7％以下、Cu3.0％以下を含有する鋼として、
鋼中の（Ｐ＋Ｓ）とAlの含有量を低減すること、
および鋼中の（Ｐ＋Ｓ）とAlのいずれか一方若
くは両方の含有量が高い鋼に対しては希土類元素
を添加することが効果あることを見出し、本発明
鋼の開発に成功した。 次に本発明鋼の各合金元素含有量限定理由につ
いて述べる。 Ｃは高温強度を得るのに重要な元素であるが、
多すぎると熱間加工、冷間加工が困難となるの
で、0.1％以下とした。 Siは耐酸化性向上には有効であるが、多量に添
加すると耐溶接高温割れ性を悪化させるので、
1.5％以下とした。 Mnは熱間加工性を向上させるが、その多量添
加は耐銹性、耐酸化性を若干悪化させるので、
2.0％以下とした。 Niは完全オーステナイト組織を維持するうえ
において重要な元素で、その維持には19.0％以上
の添加を必要とするが、添加量を多くするとコス
トアツプを招く。このためその上限を26.0％とし
た。 Crは耐食性および高温における耐酸化性を維
持するのに添加するもので、通常添加量が多い程
大きな効果が期待できる。しかし、26.0％を超え
ると鋼中にδフエライトが残留する可能性が生
じ、かつ16.0％未満であると耐食性および耐酸化
性の維持が困難となる。このためCrは16.0〜26.0
％とした。 Moは耐食性を向上させるのに添加するが7.0％
を超えると熱間加工性が著しく低下し、また溶接
金属中にδフエライトが残留してδ脆化感受性が
高くなる。このためMoは7.0％以下とした。 Cuは耐食性向上のために添加するのであるが、
3.0％を超えると熱間加工性が著しく低下し、か
つ高温割れにも敏感になる。このため3.0％以下
とした。 ＰとＳとは共に完全オーステナイト系ステンレ
ス鋼の耐溶接高温割れ性を著しく阻害し、クレー
タ割れ、溶接ビード割れ等を生じせしめる。しか
しこれらの阻害効果はＰとＳの和を0.015％未満
にすると減少し、溶接高温割れを生じないので、
（Ｐ＋Ｓ）は0.015％未満とした。 Alは溶融金属の粘性を増大させる作用を有す
る。このため溶接により亀裂が生じた場合溶融金
属による充填能は低下し、耐クレータ割れ性を悪
化させる。このためAlは少くすることを要し、
0.005％未満にすることが必要であつた。 希土類元素は（Ｐ＋Ｓ）とAlのいずれか一方
または両方が上記範囲より外れた場合に耐溶接高
温割れ性を改善するものである。すなわち（Ｐ＋
Ｓ）が0.015％以上であるか、あるいはAlが0.005
％以上であるかのいずれかの場合に希土類元素の
１種または２種以上を最低0.03％以上添加すると
耐溶接高温割れ改善が可能であつた。また、（Ｐ
＋Ｓ）が0.015％以上で、かつAlも0.005％以上で
ある場合の耐溶接高温割れ改善には上記元素を最
低0.05％以上添加することが必要であつた。しか
し0.2％を超えて添加すると大型介在物が多量に
発生し、鋼の清浄度を悪化させるので、上限を
2.0％とした。 次に実施例により本発明鋼の耐溶接高温割れ性
について具体的に説明する。 第１表は本実施例に用いた鋼の化学成分および
その鋼の板厚1.2mmのものを用いてTIGアークス
トライク試験を行つた結果を示すもので、比較鋼
は化学成分の許容範囲が本発明鋼より外れている
ものである。 TIGアークストライク試験は供試材に対して下
記条件で静止アークを一定時間点弧して行い、ま
た耐溶接高温割れ性は溶接部クレータ内の割れ発
生状況を20倍実体顕微鏡で観察することにより評
価したものである。 TIGアークストライク試験条件 電極、2.4φ（Th入力Ｗ） シールドガス、アークシールドおよびバツクシー
ドともArガス10／分供給 アーク電流、100A アーク長さ、 2mm アークタイム、 1〜 4秒 第１表に示す如く、（Ｐ＋Ｓ）とAlを低減させ
るか、あるいはこれらの一方または両方が高い場
合に希土類元素を添加した本発明鋼はTIGアーク
ストライク試験においてクレータ割れが全く生じ
ないが、比較鋼および市販鋼には生じている。こ
のことより本発明鋼は優れた耐溶接高温割れ性を
有することが認められる。
【表】
(注) ○…割れなし、△…割れたり割れなかつたり
した。×…割れあり、−…試験せず
第２表は第１表に示した本発明鋼、比較鋼およ
び市販鋼の板厚1.2mmのものを用いて引張型高温
割れ試験を行つた結果を示すものである。引張型
高温割れ試験は供試材に対して段階的に異つた引
張応力を強制的に付加して、その各段階毎に引張
応力を付加したまま次に示す条件でTIGナメ付け
溶接をその応力付加方向に行い、また耐溶接高温
割れ性は各段階毎の溶接ビード内における割れ発
生状況を染色浸透探傷法により検査して、その割
れが発生し始めた応力値を臨界応力値とし、この
臨界応力値の高低により評価したものである。 TIGナメ付け溶接条件 電極、2.4mmφ シールドガス、アークシールドおよびバツクシー
ルドにそれぞれArガスを10／分および 5
／分供給 溶接電流、70A アーク長さ、 2mm 溶接速度、30cm／分
した。×…割れあり、−…試験せず
第２表は第１表に示した本発明鋼、比較鋼およ
び市販鋼の板厚1.2mmのものを用いて引張型高温
割れ試験を行つた結果を示すものである。引張型
高温割れ試験は供試材に対して段階的に異つた引
張応力を強制的に付加して、その各段階毎に引張
応力を付加したまま次に示す条件でTIGナメ付け
溶接をその応力付加方向に行い、また耐溶接高温
割れ性は各段階毎の溶接ビード内における割れ発
生状況を染色浸透探傷法により検査して、その割
れが発生し始めた応力値を臨界応力値とし、この
臨界応力値の高低により評価したものである。 TIGナメ付け溶接条件 電極、2.4mmφ シールドガス、アークシールドおよびバツクシー
ルドにそれぞれArガスを10／分および 5
／分供給 溶接電流、70A アーク長さ、 2mm 溶接速度、30cm／分
【表】
第２表に示す如く、本発明鋼の臨界応力値はい
ずれも27Kg／mm2と高く、市販鋼に比べ優れた耐溶
接高温割れ性を有している。 第１図は本実施例に用いた鋼の第１表、第２表
に示した耐溶接高温割れ性を（Ｐ＋Ｓ）と希土類
元素との添加量の関係において下記基準に基いて
プロツトし、そのプロツトした点にAl含有量を
記入したものである。 〇……TIGアークストライク試験においてクレ
ータ割れをおこさず、かつTIGナメ付け溶接
試験におこる臨界応力値が高い鋼。 △……TIGアークストライク試験においてクレ
ータ割れをおこすが、TIGナメ付け溶接試験
における臨界応力値は高い鋼。 ×……TIGアークストライク試験においてクレ
ータ割れをおこし、かつTIGナメ付け溶接試
験における臨界応力値も低い鋼。 第１図より耐溶接高温割れを改善するには、鋼
が（Ｐ＋Ｓ）を0.015％以上含有するか、あるい
はAlを0.005％以上含有するかのいずれかの場合
希土類元素を最低0.03％添加する必要があり、ま
た（Ｐ＋Ｓ）とAlをそれぞれ0.015％以上、0.005
％以上含有している場合には希土類元素を最低
0.05％添加する必要がある。 また第１表、第２表において、本発明鋼−８と
比較鋼−７とを較べればわかるように、希土類元
素の添加による耐溶接高温割れ性改善効果は
Mo、Cuなどの耐食性改善元素あるいはNiなどの
オーステナイト生成元素を添加した鋼においても
十分認められる。 第３表は希土類元素の添加量とその添加した鋼
の清浄度との関係を示したもので、鋼の清浄度は
希土類元素の添加量が多いと悪化する。したがつ
てその添加量はＰ、Ｓ、Al量に関係なく0.20％以
下にする必要がある。
ずれも27Kg／mm2と高く、市販鋼に比べ優れた耐溶
接高温割れ性を有している。 第１図は本実施例に用いた鋼の第１表、第２表
に示した耐溶接高温割れ性を（Ｐ＋Ｓ）と希土類
元素との添加量の関係において下記基準に基いて
プロツトし、そのプロツトした点にAl含有量を
記入したものである。 〇……TIGアークストライク試験においてクレ
ータ割れをおこさず、かつTIGナメ付け溶接
試験におこる臨界応力値が高い鋼。 △……TIGアークストライク試験においてクレ
ータ割れをおこすが、TIGナメ付け溶接試験
における臨界応力値は高い鋼。 ×……TIGアークストライク試験においてクレ
ータ割れをおこし、かつTIGナメ付け溶接試
験における臨界応力値も低い鋼。 第１図より耐溶接高温割れを改善するには、鋼
が（Ｐ＋Ｓ）を0.015％以上含有するか、あるい
はAlを0.005％以上含有するかのいずれかの場合
希土類元素を最低0.03％添加する必要があり、ま
た（Ｐ＋Ｓ）とAlをそれぞれ0.015％以上、0.005
％以上含有している場合には希土類元素を最低
0.05％添加する必要がある。 また第１表、第２表において、本発明鋼−８と
比較鋼−７とを較べればわかるように、希土類元
素の添加による耐溶接高温割れ性改善効果は
Mo、Cuなどの耐食性改善元素あるいはNiなどの
オーステナイト生成元素を添加した鋼においても
十分認められる。 第３表は希土類元素の添加量とその添加した鋼
の清浄度との関係を示したもので、鋼の清浄度は
希土類元素の添加量が多いと悪化する。したがつ
てその添加量はＰ、Ｓ、Al量に関係なく0.20％以
下にする必要がある。
【表】
以上耐溶接高温割れ改善のためには鋼中の（Ｐ
＋Ｓ）とAlをそれぞれ0.015％未満および0.005％
未満にすること、および（Ｐ＋Ｓ）とAlのいず
れか一方または両方がそれぞれ前記値より大きい
場合には希土類元素を0.20％以下で0.03％または
0.05％以上添加することについて述べてきたが、
（Ｐ＋Ｓ）とAlがそれぞれ0.015％未満および
0.005％未満である場合にも希土類元素を添加す
れば耐溶接高温割れ性はさらに改善されることは
明白である。 以上詳述したように本発明鋼は優れた耐溶接高
温割れ性を有する完全オーステナイト鋼であり、
したがつて耐溶接高温割れ性の関係から従来使用
することができなかつた潜在需要分野に使用する
ことができ、用途、需要の拡大に著しく寄与する
ものである。
＋Ｓ）とAlをそれぞれ0.015％未満および0.005％
未満にすること、および（Ｐ＋Ｓ）とAlのいず
れか一方または両方がそれぞれ前記値より大きい
場合には希土類元素を0.20％以下で0.03％または
0.05％以上添加することについて述べてきたが、
（Ｐ＋Ｓ）とAlがそれぞれ0.015％未満および
0.005％未満である場合にも希土類元素を添加す
れば耐溶接高温割れ性はさらに改善されることは
明白である。 以上詳述したように本発明鋼は優れた耐溶接高
温割れ性を有する完全オーステナイト鋼であり、
したがつて耐溶接高温割れ性の関係から従来使用
することができなかつた潜在需要分野に使用する
ことができ、用途、需要の拡大に著しく寄与する
ものである。
第１図は本発明の実施例におけるTIGアークス
トライク試験結果およびTIGナメ付け溶接試験結
果の両者をまとめて、（Ｐ＋Ｓ）と希土類元素と
の関係においてプロツトし、そのプロツトにAl
％を記入したものである。
トライク試験結果およびTIGナメ付け溶接試験結
果の両者をまとめて、（Ｐ＋Ｓ）と希土類元素と
の関係においてプロツトし、そのプロツトにAl
％を記入したものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％にて、C0.1％以下、Si1.5％以下、
Mn2.0％以下、Ni19.0〜26.0％、Cr16.0〜26.0％、
Mo7.0％以下、Cu3.0％以下、（Ｐ＋Ｓ）0.015％
未満、Al0.005％未満を含有し、残部がFeおよび
製造上の不可避的混入不純物からなる優れた耐溶
接高温割れ性を有する完全オーステナイト系ステ
ンレス鋼。 ２ 重量％にて、C0.1％以下、Si1.5％以下、
Mn2.0％以下、Ni19.0〜26.0％、Cr16.0〜26.0％、
Mo7.0％以下、Cu3.0％以下、（Ｐ＋Ｓ）0.015％
未満、Al0.005％以上、希土類元素の１種または
２種以上を0.03〜0.20％含有し、残部がFeおよび
製造上の不可避的混入不純物からなる優れた耐溶
接高温割れ性を有する完全オーステナイト系ステ
ンレス鋼。 ３ 重量％にて、C0.1％以下、Si1.5％以下、
Mn2.0％以下、Ni19.0〜26.0％、Cr16.0〜26.0％、
Mo7.0％以下、Cu3.0％以下、（Ｐ＋Ｓ）0.015％
以上、Al0.005％未満、希土類元素の１種または
２種以上を0.03〜0.20％含有し、残部がFeおよび
製造上の不可避的混入不純物からなる優れた耐溶
接高温割れ性を有する完全オーステナイト系ステ
ンレス鋼。 ４ 重量％にて、C0.1％以下、Si1.5％以下、
Mn2.0％以下、Ni19.0〜26.0％、Cr16.0〜26.0％、
Mo7.0％以下、Cu3.0％以下、（Ｐ＋Ｓ）0.015％
以上、Al0.005％以上、希土類元素の１種または
２種以上を0.05〜0.20％含有し、残部がFeおよび
製造上の不可避的混入不純物からなる優れた耐溶
接高温割れ性を有する完全オーステナイト系ステ
ンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4825782A JPS58164769A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 優れた耐溶接高温割れ性を有する完全オ−ステナイト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4825782A JPS58164769A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 優れた耐溶接高温割れ性を有する完全オ−ステナイト系ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58164769A JPS58164769A (ja) | 1983-09-29 |
| JPS6366380B2 true JPS6366380B2 (ja) | 1988-12-20 |
Family
ID=12798387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4825782A Granted JPS58164769A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 優れた耐溶接高温割れ性を有する完全オ−ステナイト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58164769A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01109482U (ja) * | 1988-01-19 | 1989-07-24 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113584401A (zh) * | 2021-08-03 | 2021-11-02 | 山东盛阳金属科技股份有限公司 | 一种310s耐热钢热连轧板卷及其加工工艺 |
-
1982
- 1982-03-26 JP JP4825782A patent/JPS58164769A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01109482U (ja) * | 1988-01-19 | 1989-07-24 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58164769A (ja) | 1983-09-29 |
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