JPWO2019168119A1 - オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手 - Google Patents
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Abstract
耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性に優れ、かつ、クリープ延性にも優れる、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手を提供する。オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手(1)は、母材(10)と、溶接金属(20)とを備える。溶接金属(20)の幅中央位置かつ厚さ中央位置での化学組成は、質量%で、C:0.050%以下、Si:0.01〜1.00%、Mn:0.01〜3.00%、P:0.030%以下、S:0.015%以下、Cr:15.0〜25.0%、Ni:20.0〜70.0%、Mo:1.30〜10.00%、Nb:0.05〜3.00%、N:0.150%以下、B:0.0050%以下、及び、残部:Fe及び不純物からなる。
Description
本発明は、溶接継手に関し、さらに詳しくは、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手に関する。
オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手は、オーステナイト系ステンレス鋼材を溶接することにより製造され、オーステナイト系ステンレス鋼からなる母材と、溶接金属とを含む。オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手は、火力ボイラ、石油精製及び石油化学プラント等の化学プラント設備の溶接構造物に用いられる。化学プラント設備の溶接構造物はたとえば、蒸留塔の周辺設備、加熱炉管、反応管、熱交換器、配管等である。これらの化学プラント設備の溶接構造物に用いられる部材の中には、600〜700℃の高温で、かつ、硫化物及び/又は塩化物を含む腐食性流体を含む環境で使用されるものがある。本明細書では、600〜700℃の高温の環境であって、硫化物及び/又は塩化物を含む腐食性流体を含む環境を「高温腐食環境」と称する。
高温腐食環境で使用される溶接構造物は、化学プラントの定期点検時において、稼働を停止する。稼働停止時において、溶接構造物の温度は常温まで下がる。このとき、空気、水分、硫化物スケールが反応して、溶接構造物の部材表面にポリチオン酸が生成する。このポリチオン酸は、粒界における応力腐食割れ(以下、ポリチオン酸SCCという)を誘発する。したがって、上述の高温腐食環境で使用される部材には、優れた耐ポリチオン酸SCC性が求められる。
耐ポリチオン酸SCC性を高めた鋼が、特開2003−166039号公報(特許文献1)及び国際公開第2009/044802号(特許文献2)に提案されている。ポリチオン酸SCCは、CrがM23C6型炭化物として粒界に析出し粒界近傍にCr欠乏層が形成されることにより発生する。そこで、特許文献1及び特許文献2では、C量を低減してM23C6型炭化物の生成を抑制し、耐ポリチオン酸SCC性を高めている。
具体的には、特許文献1に開示されたオーステナイト系耐熱鋼は、質量%で、C:0.005〜0.03%未満、Si:0.05〜0.4%、Mn:0.5〜2%、P:0.01〜0.04%、S:0.0005〜0.005%、Cr:18〜20%、Ni:7〜11%、Nb:0.2〜0.5%、V:0.2〜0.5%、Cu:2〜4%、N:0.10〜0.30%、B:0.0005〜0.0080%を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる。Nb及びVの含有量の合計が0.6%以上であり、鋼中のNb固溶量が0.15%以上である。さらに、N/14≧Nb/93+V/51、及びCr−16C−0.5Nb−V≧17.5を満足する。特許文献1では、C含有量を低減し、CrとC、Nb及びVとの関係を規定することにより、耐ポリチオン酸SCC性を高めている。
特許文献2に開示されたオーステナイト系ステンレス鋼は、質量%で、C:0.04%未満、Si:1.5%以下、Mn:2%以下、Cr:15〜25%、Ni:6〜30%、N:0.02〜0.35%、Sol.Al:0.03%以下を含み、さらに、Nb:0.5%以下、Ti:0.4%以下、V:0.4%以下、Ta:0.2%以下、Hf:0.2%以下、及びZr:0.2%以下のうちの1種又は2種以上を含有し、残部がFe及び不純物からなる。不純物中において、P:0.04%以下、S:0.03%以下、Sn:0.1%以下、As:0.01%以下、Zn:0.01%以下、Pb:0.01%以下、及びSb:0.01%以下である。さらに、F1=S+{(P+Sn)/2}+{(As+Zn+Pb+Sb)/5}≦0.075、及び、0.05≦Nb+Ta+Zr+Hf+2Ti+(V/10)≦1.7−9×F1を満足する。特許文献2では、C含有量を0.05%未満にすることで耐ポリチオン酸SCC性を高める。さらに、NbやTiといったC固定化元素を低減し、鋼中のP、S、Sn等の粒界脆化元素を低減することにより、溶接熱影響部(HAZ)における耐脆化割れ性を高める。
ところで、化学プラント設備において、劣質な原油が使用された場合、ポリチオン酸SCC腐食だけでなく、ナフテン酸腐食が発生する場合がある。ナフテン酸は、1又は複数のカルボキシル基を有する環式飽和炭化水素である。ナフテン酸は、ポリチオン酸のようにSCCを引き起こすのではなく、全面腐食を引き起こす。したがって、上述のプラント設備に利用される溶接継手では、耐ポリチオン酸SCC性だけでなく、耐ナフテン酸腐食性にも優れる方が好ましい。
また、最近では、600〜700℃の高温腐食環境で使用される部材において、高いクリープ延性が求められている。化学プラント設備では、上述のとおり、設備を停止して定期点検を実施する場合がある。定期点検において、化学プラント設備の溶接構造物で交換が必要な部材が調査される。このとき、クリープ延性が高ければ、定期点検時において、部材の変形の程度を確認することができ、部材の交換の判断基準とすることができる。
特許文献1及び特許文献2では、耐ポリチオン酸SCC性の改善を目的としているものの、耐ナフテン酸腐食性に関する検討がされておらず、また、クリープ延性の向上についても検討されていない。さらに、母材だけでなく溶接金属も含めた、溶接継手としての耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性に関する検討も行われていない。
本開示の目的は、耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性に優れ、かつ、母材のクリープ延性にも優れる、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手を提供することである。
本開示によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手は、
母材と溶接金属とを備え、
前記母材の化学組成は、質量%で、
C:0.030%以下、
Si:0.10〜1.00%、
Mn:0.20〜2.00%、
P:0.040%以下、
S:0.010%以下、
Cr:16.0〜25.0%、
Ni:10.0〜30.0%、
Mo:0.10〜5.00%、
Nb:0.20〜1.00%、
N:0.050〜0.300%、
sol.Al:0.001〜0.100%、
B:0.0010〜0.0080%、
Cu:0〜5.00%、
W:0〜5.0%、
Co:0〜1.0%、
V:0〜1.00%、
Ta:0〜0.20%、
Hf:0〜0.20%、
Ca:0〜0.010%、
Mg:0〜0.010%、
希土類元素:0〜0.100%、及び、
残部がFe及び不純物からなり、
式(1)を満たし、
前記溶接金属において、
前記溶接金属の幅中央位置であって、かつ、厚さ中央位置での化学組成は、質量%で、
C:0.050%以下、
Si:0.01〜1.00%、
Mn:0.01〜3.00%、
P:0.030%以下、
S:0.015%以下、
Cr:15.0〜25.0%、
Ni:20.0〜70.0%、
Mo:1.30〜10.00%、
Nb:0.05〜3.00%、
N:0.150%以下、
B:0.0050%以下、
sol.Al:0〜1.000%、
Cu:0〜2.50%、
W:0〜1.0%、
Co:0〜15.0%、
V:0〜0.10%、
Ti:0〜0.50%、
Ta:0〜0.20%、
Ca:0〜0.010%、
Mg:0〜0.010%、
希土類元素:0〜0.100%、及び、
残部がFe及び不純物からなる。
B+0.004−0.9C+0.017Mo2≧0 (1)
ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
母材と溶接金属とを備え、
前記母材の化学組成は、質量%で、
C:0.030%以下、
Si:0.10〜1.00%、
Mn:0.20〜2.00%、
P:0.040%以下、
S:0.010%以下、
Cr:16.0〜25.0%、
Ni:10.0〜30.0%、
Mo:0.10〜5.00%、
Nb:0.20〜1.00%、
N:0.050〜0.300%、
sol.Al:0.001〜0.100%、
B:0.0010〜0.0080%、
Cu:0〜5.00%、
W:0〜5.0%、
Co:0〜1.0%、
V:0〜1.00%、
Ta:0〜0.20%、
Hf:0〜0.20%、
Ca:0〜0.010%、
Mg:0〜0.010%、
希土類元素:0〜0.100%、及び、
残部がFe及び不純物からなり、
式(1)を満たし、
前記溶接金属において、
前記溶接金属の幅中央位置であって、かつ、厚さ中央位置での化学組成は、質量%で、
C:0.050%以下、
Si:0.01〜1.00%、
Mn:0.01〜3.00%、
P:0.030%以下、
S:0.015%以下、
Cr:15.0〜25.0%、
Ni:20.0〜70.0%、
Mo:1.30〜10.00%、
Nb:0.05〜3.00%、
N:0.150%以下、
B:0.0050%以下、
sol.Al:0〜1.000%、
Cu:0〜2.50%、
W:0〜1.0%、
Co:0〜15.0%、
V:0〜0.10%、
Ti:0〜0.50%、
Ta:0〜0.20%、
Ca:0〜0.010%、
Mg:0〜0.010%、
希土類元素:0〜0.100%、及び、
残部がFe及び不純物からなる。
B+0.004−0.9C+0.017Mo2≧0 (1)
ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
本開示によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手は、耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性に優れ、かつ、母材のクリープ延性にも優れる。
本発明者らは、耐ポリチオン酸SCC性だけでなく、耐ナフテン酸腐食性に優れ、かつ、母材のクリープ延性も優れる溶接継手について検討を行った。
母材のC含有量を0.030%以下に低減すれば、高温腐食環境下での使用中において、M23C6型炭化物の生成が抑制され、粒界近傍でのCr欠乏層の生成が抑制される。本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の母材ではさらに、0.20〜1.00%のNbを含有することにより、CをNbで固定して、M23C6型炭化物の生成要因となる固溶C量をさらに低減する。本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の母材ではさらに、Moを0.10〜5.00%含有する。Moは、M23C6型炭化物の生成を抑制する。そのため、Cr欠乏層の生成が低減される。以上の対策により、応力腐食割れの一種である、耐ポリチオン酸SCC性を高めることができる。
さらに、ナフテン酸腐食に対しては、上述のMoを含有することが有効である。硫酸腐食のような全面腐食に対しては、母材にCuを含有することが有効である。しかしながら、ナフテン酸は上述のとおり、カルボキシル基を有する環式飽和炭化水素であり、Cuを含有しても耐ナフテン酸腐食性は高まらない。一方で、Moはナフテン酸腐食に極めて有効である。Moは、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の高温腐食環境での使用中において、高温腐食環境中のSと結合して、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の表面に硫化物皮膜を形成する。この硫化物皮膜が、耐ナフテン酸腐食性を高める。したがって、母材の化学組成において、C含有量を0.030%以下とし、Nb含有量を0.20〜1.00%とし、Mo含有量を0.10〜5.00%とすれば、耐ポリチオン酸SCC性だけでなく、耐ナフテン酸腐食性も高まる。
しかしながら、本発明者らが調査した結果、母材のC含有量を0.030%以下に低減すれば、600〜700℃の高温腐食環境における母材のクリープ延性が低下することが判明した。その理由として、次の事項が考えられる。粒界に生成する析出物は、粒界強度を高める。粒界強度が高まれば、母材のクリープ延性が高まる。しかしながら、C含有量を0.030%以下に低減すれば、粒界に生成する析出物(炭化物等)も低減する。その結果、粒界強度が得られにくく、母材のクリープ延性が低下すると考えられる。
そこで、本発明者らは、優れた耐ポリチオン酸SCC性と、優れた耐ナフテン酸腐食性と、優れた母材のクリープ延性とを併せ持つオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手について、さらに検討を行った。本発明者らは、母材に含有させる元素として、B(ボロン)に注目した。B(ボロン)は上述の600〜700℃の高温腐食環境下において、結晶粒界に偏析して、粒界強度を高めることができると本発明者らは考えた。
さらなる検討の結果、本発明者らは、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の母材の化学組成が、質量%で、C:0.030%以下、Si:0.10〜1.00%、Mn:0.20〜2.00%、P:0.040%以下、S:0.010%以下、Cr:16.0〜25.0%、Ni:10.0〜30.0%、Mo:0.10〜5.00%、Nb:0.20〜1.00%、N:0.050〜0.300%、sol.Al:0.001〜0.100%、B:0.0010〜0.0080%、Cu:0〜5.00%、W:0〜5.0%、Co:0〜1.0%、V:0〜1.00%、Ta:0〜0.20%、Hf:0〜0.20%、Ca:0〜0.010%、Mg:0〜0.010%、及び、希土類元素:0〜0.100%を含有し、残部がFe及び不純物からなる化学組成であれば、優れた耐ポリチオン酸SCC性、及び、優れた耐ナフテン酸腐食性だけでなく、優れたクリープ延性も得られると考えた。
しかしながら、母材が上記化学組成を有するオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の耐ポリチオン酸SCC性、耐ナフテン酸腐食性、及び、母材のクリープ延性を調査した結果、優れた耐ポリチオン酸SCC性及び優れた耐ナフテン酸腐食性は得られるものの、母材の優れたクリープ延性が必ずしも得られない場合があることがわかった。そこで、本発明者らはさらなる検討を行った。その結果、母材のクリープ延性について、次のメカニズムが考えられることが分かった。
上述のとおり、本実施形態では、耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性を高めるために、C含有量を0.030%以下にするだけでなく、0.20〜1.00%のNbを含有してCをNbに固定して、固溶Cを低減する。具体的には、Nbは、溶体化処理、又は、短時間での時効により、Cと結合してMX型炭窒化物として析出する。しかしながら、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手は、高温腐食環境(600〜700℃の腐食環境)で長時間(少なくとも3000時間以上)使用される。このような環境において、MX型炭窒化物は準安定相である。そのため、上記化学組成を有する母材を600〜700℃の高温腐食環境において長時間使用した場合、NbのMX型炭窒化物は、安定相であるZ相(CrNbN)とM23C6型炭化物に変化する。このとき、粒界に偏析しているBが、M23C6型炭化物中の一部のCと置換され、M23C6型炭化物に吸収される。そのため、粒界に偏析しているB量が低減し、粒界強度が低下する。その結果、十分なクリープ延性が得られないと考えられる。
そこで、600〜700℃の高温腐食環境下での長時間でのオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の使用中において、粒界での偏析B量の低減を抑制する方法について、さらに検討を行った。その結果、次のメカニズムが考えられることが分かった。
Moは上述のとおり、M23C6型炭化物の生成自体を抑制する。Moはさらに、M23C6型炭化物中の一部のMと置換され、M23C6型炭化物に固溶する場合がある。本明細書において、Moが固溶したM23C6型炭化物を、「Mo固溶M23C6型炭化物」と定義する。Mo固溶M23C6型炭化物はBを固溶しにくい。したがって、高温腐食環境下でのオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の使用中において、Nbを含有するMX型炭窒化物がZ相とM23C6型炭化物に変化した場合であっても、M23C6型炭化物がMo固溶M23C6型炭化物であれば、BのM23C6型炭化物への固溶を抑制でき、粒界での偏析B量の低減が抑制される。その結果、優れた耐ポリチオン酸SCC性、優れた耐ナフテン酸腐食性、及び、優れたクリープ延性を得ることができると考えられる。
そこで、上記化学組成を有する母材を備えるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手において、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Nbを含有するMX型炭窒化物がZ相とM23C6型炭化物とに変化した場合であっても、Mo固溶M23C6型炭化物が生成することにより、粒界での偏析B量の低減を抑制できる母材の化学組成をさらに検討した。その結果、Mo固溶M23C6型炭化物の生成による偏析B量の低減抑制には、上記化学組成中のBと、Cと、Moとが密接に関係することが分かった。そして、上記母材の化学組成において、B、C及びMoが式(1)を満たせば、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中においても、優れた耐ポリチオン酸SCC性、優れた耐ナフテン酸腐食性、及び、優れた母材のクリープ延性を併せ持つことができることが分かった。
B+0.004−0.9C+0.017Mo2≧0 (1)
ここで、式(1)の各元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
B+0.004−0.9C+0.017Mo2≧0 (1)
ここで、式(1)の各元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
本発明者らがさらに検討した結果、上記オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の母材に任意元素であるCuが含有された場合、Cuを5.00%以下含有すれば、優れたクリープ強度が得られつつ、クリープ延性も維持できるが、Cu含有量の上限を1.70%以下とすればさらに、クリープ強度を高めつつ、さらに高い母材のクリープ延性を維持できることが分かった。その理由として、次の事項が考えられる。Cuは高温腐食環境下での使用中において、粒内に析出してCu相を形成する。Cu相はクリープ強度を高めるものの、クリープ延性を低下する場合がある。したがって、上記化学組成であって、式(1)を満たす溶接継手の母材において、より好ましくは、Cu含有量は1.70%以下である。Cu含有量が1.70%以下であれば、優れたクリープ延性をより有効に維持できる。
本発明者らがさらに検討した結果、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の母材の化学組成のMo含有量を0.50%以上とすれば、母材のクリープ延性がさらに高まることが分かった。この理由は定かではないが、次の事項が考えられる。式(1)を満たす上記化学組成を有するオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の母材においてさらに、Mo含有量を0.50%以上とした場合、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Moはさらに、粒界に偏析したり金属間化合物を生成したりする。この粒界偏析や金属間化合物により、粒界強度がさらに高まる。その結果、クリープ延性がさらに高まる。特に、母材のMo含有量が1.00%以上であれば、母材において、非常に優れたクリープ延性が得られる。
本発明者はさらに、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手において、上述の化学組成を有する母材に対して、溶接金属のうち、溶接金属の幅中央位置かつ厚さ中央位置での化学組成を、質量%で、C:0.050%以下、Si:0.01〜1.00%、Mn:0.01〜3.00%、P:0.030%以下、S:0.015%以下、Cr:15.0〜25.0%、Ni:20.0〜70.0%、Mo:1.30〜10.00%、Nb:0.05〜3.00%、N:0.150%以下、B:0.0050%以下、sol.Al:0〜1.000%、Cu:0〜2.50%、W:0〜1.0%、Co:0〜15.0%、V:0〜0.10%、Ti:0〜0.50%、Ta:0〜0.20%、Ca:0〜0.010%、Mg:0〜0.010%、希土類元素:0〜0.100%、及び、残部がFe及び不純物からなる化学組成とすれば、溶接継手として、優れた耐ポリチオン酸SCC性、及び、優れた耐ナフテン酸腐食性を有し、さらに優れた溶接性も得られることを知見した。
さらに、溶接金属の上述の化学組成が、好ましくは、式(2)を満たせば、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手が耐ポリチオン酸腐食性及び耐ナフテン酸腐食性に優れ、かつ、母材のクリープ延性に優れ、さらに、溶接金属の高温時効後の靱性が高まることを見出した。
0.012Cr−0.005Ni+0.013Mo+0.023Nb+0.02Al−0.004Co≦0.176 (2)
ここで、式(2)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
0.012Cr−0.005Ni+0.013Mo+0.023Nb+0.02Al−0.004Co≦0.176 (2)
ここで、式(2)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
以上の知見に基づいて完成した本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の要旨は次のとおりである。
[1]のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手は、
母材と溶接金属とを備え、
前記母材の化学組成は、質量%で、
C:0.030%以下、
Si:0.10〜1.00%、
Mn:0.20〜2.00%、
P:0.040%以下、
S:0.010%以下、
Cr:16.0〜25.0%、
Ni:10.0〜30.0%、
Mo:0.10〜5.00%、
Nb:0.20〜1.00%、
N:0.050〜0.300%、
sol.Al:0.001〜0.100%、
B:0.0010〜0.0080%、
Cu:0〜5.00%、
W:0〜5.0%、
Co:0〜1.0%、
V:0〜1.00%、
Ta:0〜0.20%、
Hf:0〜0.20%、
Ca:0〜0.010%、
Mg:0〜0.010%、
希土類元素:0〜0.100%、及び、
残部がFe及び不純物からなり、
式(1)を満たし、
前記溶接金属において、
前記溶接金属の幅中央位置であって、かつ、厚さ中央位置での化学組成は、質量%で、
C:0.050%以下、
Si:0.01〜1.00%、
Mn:0.01〜3.00%、
P:0.030%以下、
S:0.015%以下、
Cr:15.0〜25.0%、
Ni:20.0〜70.0%、
Mo:1.30〜10.00%、
Nb:0.05〜3.00%、
N:0.150%以下、
B:0.0050%以下、
sol.Al:0〜1.000%、
Cu:0〜2.50%、
W:0〜1.0%、
Co:0〜15.0%、
V:0〜0.10%、
Ti:0〜0.50%、
Ta:0〜0.20%、
Ca:0〜0.010%、
Mg:0〜0.010%、
希土類元素:0〜0.100%、及び、
残部がFe及び不純物からなる。
B+0.004−0.9C+0.017Mo2≧0 (1)
ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
母材と溶接金属とを備え、
前記母材の化学組成は、質量%で、
C:0.030%以下、
Si:0.10〜1.00%、
Mn:0.20〜2.00%、
P:0.040%以下、
S:0.010%以下、
Cr:16.0〜25.0%、
Ni:10.0〜30.0%、
Mo:0.10〜5.00%、
Nb:0.20〜1.00%、
N:0.050〜0.300%、
sol.Al:0.001〜0.100%、
B:0.0010〜0.0080%、
Cu:0〜5.00%、
W:0〜5.0%、
Co:0〜1.0%、
V:0〜1.00%、
Ta:0〜0.20%、
Hf:0〜0.20%、
Ca:0〜0.010%、
Mg:0〜0.010%、
希土類元素:0〜0.100%、及び、
残部がFe及び不純物からなり、
式(1)を満たし、
前記溶接金属において、
前記溶接金属の幅中央位置であって、かつ、厚さ中央位置での化学組成は、質量%で、
C:0.050%以下、
Si:0.01〜1.00%、
Mn:0.01〜3.00%、
P:0.030%以下、
S:0.015%以下、
Cr:15.0〜25.0%、
Ni:20.0〜70.0%、
Mo:1.30〜10.00%、
Nb:0.05〜3.00%、
N:0.150%以下、
B:0.0050%以下、
sol.Al:0〜1.000%、
Cu:0〜2.50%、
W:0〜1.0%、
Co:0〜15.0%、
V:0〜0.10%、
Ti:0〜0.50%、
Ta:0〜0.20%、
Ca:0〜0.010%、
Mg:0〜0.010%、
希土類元素:0〜0.100%、及び、
残部がFe及び不純物からなる。
B+0.004−0.9C+0.017Mo2≧0 (1)
ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
ここで、溶接金属の幅中央位置とは、溶接金属の延在方向に対して垂直な幅方向における、溶接金属の長さ(幅)の中央位置を意味する。溶接金属の厚さ中央位置とは、溶接金属の延在方向に垂直な断面において、溶接金属の厚さをtmmと定義したとき、溶接金属の延在方向に垂直な断面において、溶接金属の幅中央位置での溶接金属の表面からt/2深さ位置を意味する。
本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手は、母材の化学組成の各元素含有量が上述の範囲内であって、かつ、式(1)を満たし、さらに、溶接金属の幅中央位置かつ厚さ中央位置での化学組成の各元素含有量が上述の範囲内である。そのため、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手は、耐ポリチオン酸SCC性に優れ、耐ナフテン酸腐食性に優れる。さらに、600〜700℃での高温腐食環境下において、母材が優れたクリープ延性を有する。
[2]のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手は、[1]に記載のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手であって、
前記母材の前記化学組成は、
Cu:0.10〜5.00%、
W:0.1〜5.0%、
Co:0.1〜1.0%、
V:0.10〜1.00%、
Ta:0.01〜0.20%、
Hf:0.01〜0.20%、
Ca:0.001〜0.010%、
Mg:0.001〜0.010%、及び、
希土類元素:0.001〜0.100%からなる群から選択される1元素又は2元素以上、
を含有する。
前記母材の前記化学組成は、
Cu:0.10〜5.00%、
W:0.1〜5.0%、
Co:0.1〜1.0%、
V:0.10〜1.00%、
Ta:0.01〜0.20%、
Hf:0.01〜0.20%、
Ca:0.001〜0.010%、
Mg:0.001〜0.010%、及び、
希土類元素:0.001〜0.100%からなる群から選択される1元素又は2元素以上、
を含有する。
[3]のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手は、[1]又は[2]に記載のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手であって、
前記溶接金属の前記化学組成は、
sol.Al:0.001〜1.000%、
Cu:0.01〜2.50%、
W:0.1〜1.0%、
Co:0.1〜15.0%、
V:0.01〜0.10%、
Ti:0.01〜0.50%、
Ta:0.01〜0.20%、
Ca:0.001〜0.010%、
Mg:0.001〜0.010%、及び、
希土類元素:0.001〜0.100%からなる群から選択される1元素又は2元素以上、
を含有する。
前記溶接金属の前記化学組成は、
sol.Al:0.001〜1.000%、
Cu:0.01〜2.50%、
W:0.1〜1.0%、
Co:0.1〜15.0%、
V:0.01〜0.10%、
Ti:0.01〜0.50%、
Ta:0.01〜0.20%、
Ca:0.001〜0.010%、
Mg:0.001〜0.010%、及び、
希土類元素:0.001〜0.100%からなる群から選択される1元素又は2元素以上、
を含有する。
[4]のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手は、[1]〜[3]のいずれか1項に記載のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手であって、
前記溶接金属の前記化学組成は、式(2)を満たす。
0.012Cr−0.005Ni+0.013Mo+0.023Nb+0.02Al−0.004Co≦0.176 (2)
ここで、式(2)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
前記溶接金属の前記化学組成は、式(2)を満たす。
0.012Cr−0.005Ni+0.013Mo+0.023Nb+0.02Al−0.004Co≦0.176 (2)
ここで、式(2)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
この場合、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手が耐ポリチオン酸腐食性及び耐ナフテン酸腐食性に優れ、かつ、母材のクリープ延性に優れ、さらに、溶接金属の高温時効後の靱性に優れる。
以下、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手について詳述する。本明細書において、元素に関する「%」は、特に断りがない限り、質量%を意味する。
[オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の構成]
図1は、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の一例を示す平面図である。図1を参照して、本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1は、母材10と、溶接金属20とを備える。溶接金属20は、端部が開先加工された一対の母材10の端部同士を付き合わせた後、溶接を実施して形成される。溶接はたとえば、ティグ溶接(Gas Tungsten Arc Welding:GTAW)、被覆アーク溶接(Shielded Metal Arc Welding:SMAW)、フラックス入りワイヤアーク溶接(Flux Cored Arc Welding:FCAW)、ガスメタルアーク溶接(Gas Metal Arc Welding:GMAW)、サブマージアーク溶接(Submerged Arc Welding:SAW)である。
図1は、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の一例を示す平面図である。図1を参照して、本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1は、母材10と、溶接金属20とを備える。溶接金属20は、端部が開先加工された一対の母材10の端部同士を付き合わせた後、溶接を実施して形成される。溶接はたとえば、ティグ溶接(Gas Tungsten Arc Welding:GTAW)、被覆アーク溶接(Shielded Metal Arc Welding:SMAW)、フラックス入りワイヤアーク溶接(Flux Cored Arc Welding:FCAW)、ガスメタルアーク溶接(Gas Metal Arc Welding:GMAW)、サブマージアーク溶接(Submerged Arc Welding:SAW)である。
図1において、溶接金属20が延在する方向を溶接金属延在方向Lと定義し、平面視における溶接金属延在方向Lと垂直な方向を溶接金属幅方向Wと定義し、溶接金属延在方向L及び溶接金属幅方向Wと垂直な方向を溶接金属厚さ方向Tと定義する。図2は、図1のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1を溶接金属幅方向Wで切断した断面図である。図1及び図2に示すとおり、溶接金属20は、一対の母材10の間に配置されている。
図3は、図1のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1を溶接金属延在方向Lで切断した断面図であり、図4は、図3と異なる、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1を溶接金属延在方向Lで切断した断面図である。図3に示すとおり、母材10の形状は板材であってもよいし、図4に示すとおり、母材10の形状は鋼管であってもよい。図示しないが、母材10の形状は棒鋼や形鋼であってもよい。以下、母材10及び溶接金属20について説明する。
[母材10について]
[化学組成]
本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の母材10の化学組成は、次の元素を含有する。
[化学組成]
本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の母材10の化学組成は、次の元素を含有する。
C:0.030%以下
炭素(C)は不可避に含有される。つまり、C含有量は0%超である。Cは、600〜700℃の高温腐食環境下で本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の使用中において、母材中の粒界にM23C6型炭化物を生成し、母材10の耐ポリチオン酸SCC性を低下する。したがって、C含有量は0.030%以下である。C含有量の好ましい上限は0.020%であり、さらに好ましくは0.18%であり、さらに好ましくは0.16%であり、さらに好ましくは0.015%である。C含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、C含有量の過剰な低減は製造コストを高くする。したがって、工業生産上、C含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。
炭素(C)は不可避に含有される。つまり、C含有量は0%超である。Cは、600〜700℃の高温腐食環境下で本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の使用中において、母材中の粒界にM23C6型炭化物を生成し、母材10の耐ポリチオン酸SCC性を低下する。したがって、C含有量は0.030%以下である。C含有量の好ましい上限は0.020%であり、さらに好ましくは0.18%であり、さらに好ましくは0.16%であり、さらに好ましくは0.015%である。C含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、C含有量の過剰な低減は製造コストを高くする。したがって、工業生産上、C含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。
Si:0.10〜1.00%
シリコン(Si)は、鋼を脱酸する。Siはさらに、母材10の耐酸化性及び耐水蒸気酸化性を高める。Si含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Si含有量が高すぎれば、母材10中にシグマ相(σ相)が析出し、鋼の靭性が低下する。したがって、Si含有量は0.10〜1.00%である。Si含有量の好ましい下限は0.15%であり、さらに好ましくは0.17%であり、さらに好ましくは0.18%であり、さらに好ましくは0.20%であり、さらに好ましくは0.25%である。Si含有量の好ましい上限は0.75%であり、さらに好ましくは0.70%であり、さらに好ましくは0.50%であり、さらに好ましくは0.45%である。
シリコン(Si)は、鋼を脱酸する。Siはさらに、母材10の耐酸化性及び耐水蒸気酸化性を高める。Si含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Si含有量が高すぎれば、母材10中にシグマ相(σ相)が析出し、鋼の靭性が低下する。したがって、Si含有量は0.10〜1.00%である。Si含有量の好ましい下限は0.15%であり、さらに好ましくは0.17%であり、さらに好ましくは0.18%であり、さらに好ましくは0.20%であり、さらに好ましくは0.25%である。Si含有量の好ましい上限は0.75%であり、さらに好ましくは0.70%であり、さらに好ましくは0.50%であり、さらに好ましくは0.45%である。
Mn:0.20〜2.00%
マンガン(Mn)は鋼を脱酸する。Mnはさらに、オーステナイトを安定化して、母材10のクリープ強度を高める。Mn含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Mn含有量が高すぎれば、母材10のクリープ強度がかえって低下する。したがって、Mn含有量は0.20〜2.00%である。Mn含有量の好ましい下限は0.30%であり、さらに好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.50%であり、さらに好ましくは0.60%であり、さらに好ましくは0.70%であり、さらに好ましくは0.80%である。Mn含有量の好ましい上限は1.80%であり、さらに好ましくは1.70%であり、さらに好ましくは1.60%であり、さらに好ましくは1.50%である。
マンガン(Mn)は鋼を脱酸する。Mnはさらに、オーステナイトを安定化して、母材10のクリープ強度を高める。Mn含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Mn含有量が高すぎれば、母材10のクリープ強度がかえって低下する。したがって、Mn含有量は0.20〜2.00%である。Mn含有量の好ましい下限は0.30%であり、さらに好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.50%であり、さらに好ましくは0.60%であり、さらに好ましくは0.70%であり、さらに好ましくは0.80%である。Mn含有量の好ましい上限は1.80%であり、さらに好ましくは1.70%であり、さらに好ましくは1.60%であり、さらに好ましくは1.50%である。
P:0.040%以下
燐(P)は不可避に含有される不純物である。つまり、P含有量は0%超である。Pは鋼の熱間加工性及び靭性を低下する。したがって、P含有量は0.040%以下である。P含有量の好ましい上限は0.035%であり、さらに好ましくは0.032%であり、さらに好ましくは0.028%であり、さらに好ましくは0.026%である。P含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、P含有量の過剰な低減は製造コストを高める。したがって、工業生産上、P含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。
燐(P)は不可避に含有される不純物である。つまり、P含有量は0%超である。Pは鋼の熱間加工性及び靭性を低下する。したがって、P含有量は0.040%以下である。P含有量の好ましい上限は0.035%であり、さらに好ましくは0.032%であり、さらに好ましくは0.028%であり、さらに好ましくは0.026%である。P含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、P含有量の過剰な低減は製造コストを高める。したがって、工業生産上、P含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。
S:0.010%以下
硫黄(S)は不可避に含有される不純物である。つまり、S含有量は0%超である。Sは鋼の熱間加工性及びクリープ延性を低下する。したがって、S含有量は0.010%以下である。S含有量の好ましい上限は0.007%であり、さらに好ましくは0.006%であり、さらに好ましくは0.005%である。S含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、S含有量の過剰な低減は製造コストを高める。したがって、工業生産上、S含有量の好ましい下限は0.001%である。
硫黄(S)は不可避に含有される不純物である。つまり、S含有量は0%超である。Sは鋼の熱間加工性及びクリープ延性を低下する。したがって、S含有量は0.010%以下である。S含有量の好ましい上限は0.007%であり、さらに好ましくは0.006%であり、さらに好ましくは0.005%である。S含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、S含有量の過剰な低減は製造コストを高める。したがって、工業生産上、S含有量の好ましい下限は0.001%である。
Cr:16.0〜25.0%
クロム(Cr)は母材10の耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性を高める。Cr含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Cr含有量が高すぎれば、母材10のクリープ強度及び靭性が低下する。したがって、Cr含有量は16.0〜25.0%である。Cr含有量の好ましい下限は16.5%であり、さらに好ましくは17.0%であり、さらに好ましくは17.2%であり、さらに好ましくは17.4%である。Cr含有量の好ましい上限は24.0%であり、さらに好ましくは23.0%であり、さらに好ましくは22.0%である。
クロム(Cr)は母材10の耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性を高める。Cr含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Cr含有量が高すぎれば、母材10のクリープ強度及び靭性が低下する。したがって、Cr含有量は16.0〜25.0%である。Cr含有量の好ましい下限は16.5%であり、さらに好ましくは17.0%であり、さらに好ましくは17.2%であり、さらに好ましくは17.4%である。Cr含有量の好ましい上限は24.0%であり、さらに好ましくは23.0%であり、さらに好ましくは22.0%である。
Ni:10.0〜30.0%
ニッケル(Ni)はオーステナイトを安定化して、母材10のクリープ強度を高める。Niはさらに、母材の耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性を高める。Ni含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Ni含有量が高すぎれば、上記効果が飽和し、さらに、製造コストが高くなる。したがって、Ni含有量は10.0〜30.0%である。Ni含有量の好ましい下限は11.0%であり、さらに好ましくは12.0%であり、さらに好ましくは13.0%であり、さらに好ましくは13.5%である。Ni含有量の好ましい上限は27.0%であり、さらに好ましくは25.0%であり、さらに好ましくは22.0%であり、さらに好ましくは20.0%であり、さらに好ましくは18.0%であり、さらに好ましくは17.0%である。
ニッケル(Ni)はオーステナイトを安定化して、母材10のクリープ強度を高める。Niはさらに、母材の耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性を高める。Ni含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Ni含有量が高すぎれば、上記効果が飽和し、さらに、製造コストが高くなる。したがって、Ni含有量は10.0〜30.0%である。Ni含有量の好ましい下限は11.0%であり、さらに好ましくは12.0%であり、さらに好ましくは13.0%であり、さらに好ましくは13.5%である。Ni含有量の好ましい上限は27.0%であり、さらに好ましくは25.0%であり、さらに好ましくは22.0%であり、さらに好ましくは20.0%であり、さらに好ましくは18.0%であり、さらに好ましくは17.0%である。
Mo:0.10〜5.00%
モリブデン(Mo)は、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、粒界にM23C6型炭化物が生成するのを抑制する。これにより、母材10の耐ポリチオン酸SCC性を高める。Moはさらに、高温腐食環境下でのオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の使用中において、母材10中の固溶Moが使用環境中のSと結合して、母材10の表面に硫化物皮膜を形成する。この硫化物皮膜の形成により、耐ナフテン酸腐食性が高まる。Moはさらに、600〜700℃での高温腐食環境下での使用中において、NbのMX型炭窒化物がM23C6型炭化物に変化するとき、M23C6型炭化物にBが固溶するのを抑制して、高温腐食環境下での粒界の偏析B量が低減するのを抑制する。これにより、高温腐食環境下において、十分なクリープ延性が得られる。Mo含有量が低すぎれば、これらの効果が得られない。一方、Mo含有量が高すぎれば、オーステナイトの安定性が低下する。したがって、Mo含有量は0.10〜5.00%である。Mo含有量の好ましい下限は0.20%であり、さらに好ましくは0.30%である。
モリブデン(Mo)は、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、粒界にM23C6型炭化物が生成するのを抑制する。これにより、母材10の耐ポリチオン酸SCC性を高める。Moはさらに、高温腐食環境下でのオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の使用中において、母材10中の固溶Moが使用環境中のSと結合して、母材10の表面に硫化物皮膜を形成する。この硫化物皮膜の形成により、耐ナフテン酸腐食性が高まる。Moはさらに、600〜700℃での高温腐食環境下での使用中において、NbのMX型炭窒化物がM23C6型炭化物に変化するとき、M23C6型炭化物にBが固溶するのを抑制して、高温腐食環境下での粒界の偏析B量が低減するのを抑制する。これにより、高温腐食環境下において、十分なクリープ延性が得られる。Mo含有量が低すぎれば、これらの効果が得られない。一方、Mo含有量が高すぎれば、オーステナイトの安定性が低下する。したがって、Mo含有量は0.10〜5.00%である。Mo含有量の好ましい下限は0.20%であり、さらに好ましくは0.30%である。
Mo含有量が0.50%以上であればさらに、Moは粒界に偏析したり、金属間化合物を生成したりして、粒界強度をさらに高める。この場合、高温腐食環境下において、さらに優れたクリープ延性が得られる。したがって、Mo含有量のさらに好ましい下限は0.50%であり、さらに好ましくは0.80%であり、さらに好ましくは1.00%であり、さらに好ましくは2.00%である。Mo含有量が1.00%以上であれば、母材10において、特に優れたクリープ延性が得られる。Mo含有量の好ましい上限は4.50%であり、さらに好ましくは4.00%である。
Nb:0.20〜1.00%
ニオブ(Nb)は、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Cと結合してMX型炭窒化物を生成し、母材10中の固溶C量を低減する。これにより、母材10の耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性が高まる。生成したNbのMX型炭窒化物はまた、母材10のクリープ強度を高める。Nb含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Nb含有量が高すぎれば、δフェライトが生成し、母材10のクリープ強度、靭性、及び、溶接性が低下する。したがって、Nb含有量は0.20〜1.00%である。Nb含有量の好ましい下限は0.25%であり、さらに好ましくは0.28%であり、さらに好ましくは0.30%であり、さらに好ましくは0.32%である。Nb含有量の好ましい上限は0.90%であり、さらに好ましくは0.80%であり、さらに好ましくは0.70%であり、さらに好ましくは0.65%である。
ニオブ(Nb)は、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Cと結合してMX型炭窒化物を生成し、母材10中の固溶C量を低減する。これにより、母材10の耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性が高まる。生成したNbのMX型炭窒化物はまた、母材10のクリープ強度を高める。Nb含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Nb含有量が高すぎれば、δフェライトが生成し、母材10のクリープ強度、靭性、及び、溶接性が低下する。したがって、Nb含有量は0.20〜1.00%である。Nb含有量の好ましい下限は0.25%であり、さらに好ましくは0.28%であり、さらに好ましくは0.30%であり、さらに好ましくは0.32%である。Nb含有量の好ましい上限は0.90%であり、さらに好ましくは0.80%であり、さらに好ましくは0.70%であり、さらに好ましくは0.65%である。
N:0.050〜0.300%
窒素(N)はマトリクス(母相)に固溶してオーステナイトを安定化して、母材10のクリープ強度を高める。Nはさらに、粒内に微細な炭窒化物を形成し、母材10のクリープ強度を高める。つまり、Nは、固溶強化及び析出強化の両方で母材10のクリープ強度に寄与する。N含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、N含有量が高すぎれば、粒界でCr窒化物が形成され、母材10の溶接熱影響部(HAZ)での耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性が低下する。N含有量が高すぎればさらに、鋼の加工性が低下する。したがって、N含有量は0.050〜0.300%である。N含有量の好ましい下限は0.060%であり、さらに好ましくは0.070%であり、さらに好ましくは0.080%である。N含有量の好ましい上限は0.250%であり、さらに好ましくは0.200%であり、さらに好ましくは0.190%である。
窒素(N)はマトリクス(母相)に固溶してオーステナイトを安定化して、母材10のクリープ強度を高める。Nはさらに、粒内に微細な炭窒化物を形成し、母材10のクリープ強度を高める。つまり、Nは、固溶強化及び析出強化の両方で母材10のクリープ強度に寄与する。N含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、N含有量が高すぎれば、粒界でCr窒化物が形成され、母材10の溶接熱影響部(HAZ)での耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性が低下する。N含有量が高すぎればさらに、鋼の加工性が低下する。したがって、N含有量は0.050〜0.300%である。N含有量の好ましい下限は0.060%であり、さらに好ましくは0.070%であり、さらに好ましくは0.080%である。N含有量の好ましい上限は0.250%であり、さらに好ましくは0.200%であり、さらに好ましくは0.190%である。
sol.Al:0.001〜0.100%
アルミニウム(Al)は鋼を脱酸する。Al含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Al含有量が高すぎれば、鋼の清浄度が低下し、鋼の加工性及び延性が低下する。したがって、Al含有量は0.001〜0.100%である。Al含有量の好ましい下限は0.002%であり、さらに好ましくは0.003%である。Al含有量の好ましい上限は0.050%であり、さらに好ましくは0.030%であり、さらに好ましくは0.025%である。本実施形態においてAl含有量は、酸可溶Al(sol.Al)の含有量を意味する。
アルミニウム(Al)は鋼を脱酸する。Al含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Al含有量が高すぎれば、鋼の清浄度が低下し、鋼の加工性及び延性が低下する。したがって、Al含有量は0.001〜0.100%である。Al含有量の好ましい下限は0.002%であり、さらに好ましくは0.003%である。Al含有量の好ましい上限は0.050%であり、さらに好ましくは0.030%であり、さらに好ましくは0.025%である。本実施形態においてAl含有量は、酸可溶Al(sol.Al)の含有量を意味する。
B:0.0010〜0.0080%
ボロン(B)は、600〜700℃での高温腐食環境下での使用中において、粒界に偏析し、粒界強度を高める。その結果、600〜700℃での高温腐食環境下において、母材10のクリープ延性を高める。B含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、B含有量が高すぎれば、溶接性及び高温での熱間加工性が低下する。さらに、溶接時に溶接金属のB含有量が高まり、溶接金属20に凝固割れが生じる。したがって、B含有量は0.0010〜0.0080%である。B含有量の好ましい下限は、0.0015%であり、さらに好ましくは0.0018%であり、さらに好ましくは0.0020%であり、さらに好ましくは0.0022%である。B含有量の好ましい上限は0.0060%未満であり、さらに好ましくは0.0050%である。
ボロン(B)は、600〜700℃での高温腐食環境下での使用中において、粒界に偏析し、粒界強度を高める。その結果、600〜700℃での高温腐食環境下において、母材10のクリープ延性を高める。B含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、B含有量が高すぎれば、溶接性及び高温での熱間加工性が低下する。さらに、溶接時に溶接金属のB含有量が高まり、溶接金属20に凝固割れが生じる。したがって、B含有量は0.0010〜0.0080%である。B含有量の好ましい下限は、0.0015%であり、さらに好ましくは0.0018%であり、さらに好ましくは0.0020%であり、さらに好ましくは0.0022%である。B含有量の好ましい上限は0.0060%未満であり、さらに好ましくは0.0050%である。
本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の母材10の化学組成の残部は、Fe及び不純物からなる。ここで、不純物とは、上記母材10を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、又は製造環境などから混入されるものであって、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の母材10に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
[任意元素について]
[第1群任意元素]
本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の母材10の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Cu、W及びCoからなる群から選択される1元素又は2元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、母材10のクリープ強度を高める。
[第1群任意元素]
本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の母材10の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Cu、W及びCoからなる群から選択される1元素又は2元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、母材10のクリープ強度を高める。
Cu:0〜5.00%
銅(Cu)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Cuは0%であってもよい。含有される場合、Cuは600〜700℃の高温腐食環境での使用中において、粒内にCu相として析出して、析出強化により母材10のクリープ強度を高める。しかしながら、Cu含有量が高すぎれば、鋼の熱間加工性及び溶接性が低下する。したがって、Cu含有量は0〜5.00%である。オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の母材10のクリープ強度をさらに有効に高めるためのCu含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.10%であり、さらに好ましくは0.11%であり、さらに好ましくは0.12%であり、さらに好ましくは2.00%であり、さらに好ましくは2.50%である。Cu含有量の好ましい上限は4.50%であり、さらに好ましくは4.00%であり、さらに好ましくは3.80%であり、さらに好ましくは3.70%であり、さらに好ましくは3.60%であり、さらに好ましくは3.50%であり、さらに好ましくは1.90%である。特に、600〜700℃の高温腐食環境において、より優れたクリープ延性を維持するための好ましいCu含有量は0〜1.70%であり、さらに好ましいCu含有量の上限は、1.60%である。
銅(Cu)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Cuは0%であってもよい。含有される場合、Cuは600〜700℃の高温腐食環境での使用中において、粒内にCu相として析出して、析出強化により母材10のクリープ強度を高める。しかしながら、Cu含有量が高すぎれば、鋼の熱間加工性及び溶接性が低下する。したがって、Cu含有量は0〜5.00%である。オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の母材10のクリープ強度をさらに有効に高めるためのCu含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.10%であり、さらに好ましくは0.11%であり、さらに好ましくは0.12%であり、さらに好ましくは2.00%であり、さらに好ましくは2.50%である。Cu含有量の好ましい上限は4.50%であり、さらに好ましくは4.00%であり、さらに好ましくは3.80%であり、さらに好ましくは3.70%であり、さらに好ましくは3.60%であり、さらに好ましくは3.50%であり、さらに好ましくは1.90%である。特に、600〜700℃の高温腐食環境において、より優れたクリープ延性を維持するための好ましいCu含有量は0〜1.70%であり、さらに好ましいCu含有量の上限は、1.60%である。
W:0〜5.0%
タングステン(W)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Wは0%であってもよい。含有される場合、Wはマトリクス(母相)に固溶して、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の母材10のクリープ強度を高める。しかしながら、W含有量が高すぎれば、オーステナイトの安定性が低下し、母材10のクリープ強度や靭性が低下する。したがって、W含有量は0〜5.0%である。W含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.1%であり、さらに好ましくは0.2%であり、さらに好ましくは0.5%である。W含有量の好ましい上限は4.5%であり、さらに好ましくは4.0%であり、さらに好ましくは3.5%である。
タングステン(W)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Wは0%であってもよい。含有される場合、Wはマトリクス(母相)に固溶して、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の母材10のクリープ強度を高める。しかしながら、W含有量が高すぎれば、オーステナイトの安定性が低下し、母材10のクリープ強度や靭性が低下する。したがって、W含有量は0〜5.0%である。W含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.1%であり、さらに好ましくは0.2%であり、さらに好ましくは0.5%である。W含有量の好ましい上限は4.5%であり、さらに好ましくは4.0%であり、さらに好ましくは3.5%である。
Co:0〜1.0%
コバルト(Co)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Co含有量は0%であってもよい。含有される場合、Coはオーステナイトを安定化して、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の母材10のクリープ強度を高める。しかしながら、Co含有量が高すぎれば、原料コストが高まる。したがって、Co含有量は0〜1.0%である。Co含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.1%であり、さらに好ましくは0.2%であり、さらに好ましくは0.3%である。Co含有量の好ましい上限は0.9%であり、さらに好ましくは0.8%である。
コバルト(Co)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Co含有量は0%であってもよい。含有される場合、Coはオーステナイトを安定化して、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の母材10のクリープ強度を高める。しかしながら、Co含有量が高すぎれば、原料コストが高まる。したがって、Co含有量は0〜1.0%である。Co含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.1%であり、さらに好ましくは0.2%であり、さらに好ましくは0.3%である。Co含有量の好ましい上限は0.9%であり、さらに好ましくは0.8%である。
[第2群任意元素]
本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の母材10の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、V、Ta及びHfからなる群から選択される1元素又は2元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、母材の耐ポリチオン酸SCC性、及び、クリープ強度を高める。
本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の母材10の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、V、Ta及びHfからなる群から選択される1元素又は2元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、母材の耐ポリチオン酸SCC性、及び、クリープ強度を高める。
V:0〜1.00%
バナジウム(V)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、V含有量は0%であってもよい。含有される場合、Vは、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Cと結合して炭窒化物を生成して、固溶Cを低減し、母材10の耐ポリチオン酸SCC性を高める。生成したV炭窒化物はまた、母材10のクリープ強度を高める。しかしながら、V含有量が高すぎれば、δフェライトが生成し、母材10のクリープ強度、靭性、及び溶接性が低下する。したがって、V含有量は0〜1.00%である。耐ポリチオン酸SCC性及びクリープ強度をさらに有効に高めるためのV含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.10%である。V含有量の好ましい上限は0.90%であり、さらに好ましくは0.80%である。
バナジウム(V)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、V含有量は0%であってもよい。含有される場合、Vは、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Cと結合して炭窒化物を生成して、固溶Cを低減し、母材10の耐ポリチオン酸SCC性を高める。生成したV炭窒化物はまた、母材10のクリープ強度を高める。しかしながら、V含有量が高すぎれば、δフェライトが生成し、母材10のクリープ強度、靭性、及び溶接性が低下する。したがって、V含有量は0〜1.00%である。耐ポリチオン酸SCC性及びクリープ強度をさらに有効に高めるためのV含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.10%である。V含有量の好ましい上限は0.90%であり、さらに好ましくは0.80%である。
Ta:0〜0.20%
タンタル(Ta)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ta含有量は0%であってもよい。含有される場合、Taは、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Cと結合して炭窒化物を生成して、固溶Cを低減し、母材10の耐ポリチオン酸SCC性を高める。生成したTa炭窒化物はまた、クリープ強度を高める。しかしながら、Ta含有量が高すぎれば、δフェライトが生成し、母材10のクリープ強度、靭性、及び溶接性が低下する。したがって、Ta含有量は0〜0.20%である。耐ポリチオン酸SCC性及びクリープ強度をさらに有効に高めるためのTa含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.01%であり、さらに好ましくは0.02%である。Ta含有量の好ましい上限は0.18%であり、さらに好ましくは0.16%である。
タンタル(Ta)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ta含有量は0%であってもよい。含有される場合、Taは、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Cと結合して炭窒化物を生成して、固溶Cを低減し、母材10の耐ポリチオン酸SCC性を高める。生成したTa炭窒化物はまた、クリープ強度を高める。しかしながら、Ta含有量が高すぎれば、δフェライトが生成し、母材10のクリープ強度、靭性、及び溶接性が低下する。したがって、Ta含有量は0〜0.20%である。耐ポリチオン酸SCC性及びクリープ強度をさらに有効に高めるためのTa含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.01%であり、さらに好ましくは0.02%である。Ta含有量の好ましい上限は0.18%であり、さらに好ましくは0.16%である。
Hf:0〜0.20%
ハフニウム(Hf)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Hf含有量は0%であってもよい。含有される場合、Hfは、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Cと結合して炭窒化物を生成して、固溶Cを低減し、母材10の耐ポリチオン酸SCC性を高める。生成したHf炭窒化物はまた、母材10のクリープ強度を高める。しかしながら、Hf含有量が高すぎれば、δフェライトが生成し、母材10のクリープ強度、靭性、及び溶接性が低下する。したがって、Hf含有量は0〜0.20%である。Hf含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.01%であり、さらに好ましくは0.02%である。Hf含有量の好ましい上限は0.18%であり、さらに好ましくは0.16%である。
ハフニウム(Hf)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Hf含有量は0%であってもよい。含有される場合、Hfは、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Cと結合して炭窒化物を生成して、固溶Cを低減し、母材10の耐ポリチオン酸SCC性を高める。生成したHf炭窒化物はまた、母材10のクリープ強度を高める。しかしながら、Hf含有量が高すぎれば、δフェライトが生成し、母材10のクリープ強度、靭性、及び溶接性が低下する。したがって、Hf含有量は0〜0.20%である。Hf含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.01%であり、さらに好ましくは0.02%である。Hf含有量の好ましい上限は0.18%であり、さらに好ましくは0.16%である。
[第3群任意元素]
本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の母材10の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Ca、Mg及び希土類元素(REM)からなる群から選択される1元素又は2元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、母材の熱間加工性及びクリープ延性を高める。
本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の母材10の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Ca、Mg及び希土類元素(REM)からなる群から選択される1元素又は2元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、母材の熱間加工性及びクリープ延性を高める。
Ca:0〜0.010%
カルシウム(Ca)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ca含有量は0%であってもよい。含有される場合、Caは、O(酸素)及びS(硫黄)を介在物として固定し、母材10の熱間加工性及びクリープ延性を高める。しかしながら、Ca含有量が高すぎれば、母材10の熱間加工性及びクリープ延性が低下する。したがって、Ca含有量は0〜0.010%である。Ca含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。Ca含有量の好ましい上限は0.008%であり、さらに好ましくは0.006%である。
カルシウム(Ca)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ca含有量は0%であってもよい。含有される場合、Caは、O(酸素)及びS(硫黄)を介在物として固定し、母材10の熱間加工性及びクリープ延性を高める。しかしながら、Ca含有量が高すぎれば、母材10の熱間加工性及びクリープ延性が低下する。したがって、Ca含有量は0〜0.010%である。Ca含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。Ca含有量の好ましい上限は0.008%であり、さらに好ましくは0.006%である。
Mg:0〜0.010%
マグネシウム(Mg)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Mg含有量は0%であってもよい。含有される場合、Mgは、O(酸素)及びS(硫黄)を介在物として固定し、母材10の熱間加工性及びクリープ延性を高める。しかしながら、Mg含有量が高すぎれば、母材10の熱間加工性及びクリープ延性が低下する。したがって、Mg含有量は0〜0.010%である。Mg含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。Mg含有量の好ましい上限は0.008%であり、さらに好ましくは0.006%である。
マグネシウム(Mg)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Mg含有量は0%であってもよい。含有される場合、Mgは、O(酸素)及びS(硫黄)を介在物として固定し、母材10の熱間加工性及びクリープ延性を高める。しかしながら、Mg含有量が高すぎれば、母材10の熱間加工性及びクリープ延性が低下する。したがって、Mg含有量は0〜0.010%である。Mg含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。Mg含有量の好ましい上限は0.008%であり、さらに好ましくは0.006%である。
希土類元素:0〜0.100%
希土類元素(REM)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、REM含有量は0%であってもよい。含有される場合、REMは、O(酸素)及びS(硫黄)を介在物として固定し、母材の熱間加工性及びクリープ延性を高める。しかしながら、REM含有量が高すぎれば、母材の熱間加工性及びクリープ延性が低下する。したがって、REM含有量は0〜0.10%である。REM含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。REM含有量の好ましい上限は0.080%であり、さらに好ましくは0.060%である。
希土類元素(REM)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、REM含有量は0%であってもよい。含有される場合、REMは、O(酸素)及びS(硫黄)を介在物として固定し、母材の熱間加工性及びクリープ延性を高める。しかしながら、REM含有量が高すぎれば、母材の熱間加工性及びクリープ延性が低下する。したがって、REM含有量は0〜0.10%である。REM含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。REM含有量の好ましい上限は0.080%であり、さらに好ましくは0.060%である。
本明細書におけるREMは、Sc、Y、及び、ランタノイド(原子番号57番のLa〜71番のLu)の少なくとも1種以上を含有し、REM含有量は、これらの元素の合計含有量を意味する。
[式(1)について]
上記母材10の化学組成はさらに、式(1)を満たす。
B+0.004−0.9C+0.017Mo2≧0 (1)
式(1)中の各元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
上記母材10の化学組成はさらに、式(1)を満たす。
B+0.004−0.9C+0.017Mo2≧0 (1)
式(1)中の各元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
上述のとおり、本実施形態では、耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性を高めるために、C含有量を0.030%以下にするだけでなく、0.20〜1.00%のNbを含有する。これにより、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中にNbのMX型炭窒化物を生成し、固溶C量を低減する。しかしながら、NbのMX型炭窒化物は準安定相であるため、上記高温腐食環境下での長時間の使用中において、NbのMX型炭窒化物はZ相及びM23C6型炭化物に変化する。このとき、粒界に偏析しているBがM23C6型炭化物に固溶し、粒界でのB偏析量が低減する。その結果、母材10のクリープ延性が低下してしまう。
しかしながら、MoがM23C6型炭化物に固溶して「Mo固溶M23C6型炭化物」を生成すれば、Mo固溶M23C6型炭化物にBは固溶しにくい。そのため、粒界でのB偏析量は維持され、優れた耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性が得られるだけでなく、母材10において優れたクリープ延性が得られる。
F1=B+0.004−0.9C+0.017Mo2と定義する。F1は、高温腐食環境下で使用中の母材10中に生成する複数のM23C6型炭化物のうち、Mo固溶M23C6型炭化物の割合を示す指標である。F1が0以上であれば、高温腐食環境下での使用中において、鋼中に複数のM23C6型炭化物が生成しても、Mo固溶M23C6型炭化物の割合が高い。そのため、粒界に偏析しているBがM23C6型炭化物に固溶されにくく、粒界での偏析B量が維持される。そのため、母材10が、優れた耐ポリチオン酸SCC性と優れた耐ナフテン酸腐食性と優れたクリープ延性とを併せ持つことができる。したがって、F1は0(0.00000)以上である。好ましくは、F1は0.00100以上であり、さらに好ましくは0.00200以上であり、さらに好ましくは、0.00400以上であり、さらに好ましくは、0.00500以上であり、さらに好ましくは0.00800以上であり、さらに好ましくは0.01000以上であり、さらに好ましくは0.02000以上である。
好ましくは、上記母材の化学組成がCuを含有する場合、上述のとおり、Cu含有量の上限は1.70%以下である。つまり、クリープ強度を高めつつ、さらに、優れたクリープ延性を得ることを考慮すれば、好ましいCu含有量は0%超〜1.70%である。Cu含有量が1.70%以下であれば、Cu相の析出強化により優れたクリープ強度を得つつ、優れた母材のクリープ延性を維持できる。
上記母材の化学組成において、Mo含有量の下限は好ましくは0.50%である。この場合、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Moはさらに、粒界に偏析したり金属間化合物を生成したりする。この粒界偏析や金属間化合物により、粒界強度がさらに高まる。その結果、母材のクリープ延性がさらに高まる。したがって、好ましいMo含有量の下限は0.50%である。なお、Mo含有量の下限が1.00%以上である場合、母材のクリープ延性が顕著に高まる。なお、Mo含有量が0.50%以上である場合の好ましいF1値は0.00500以上であり、さらに好ましくは、0.00800以上であり、さらに好ましくは、0.01000以上であり、さらに好ましくは0.02000以上である。
[溶接金属20について]
[化学組成]
図5は、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1において、溶接金属延在方向Lに垂直な断面図である。図5を参照して、溶接金属延在方向Lに垂直な溶接金属20の断面において、溶接金属20の最表面での幅をW(mm)と定義する。そして、幅Wの中央位置での溶接金属20の厚さをt(mm)と定義する。このとき、溶接金属20の幅中央位置であって、厚さ中央位置(つまり、溶接金属20の最表面からt/2深さ位置)の領域Pの化学組成は、次の元素を含有する。
[化学組成]
図5は、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1において、溶接金属延在方向Lに垂直な断面図である。図5を参照して、溶接金属延在方向Lに垂直な溶接金属20の断面において、溶接金属20の最表面での幅をW(mm)と定義する。そして、幅Wの中央位置での溶接金属20の厚さをt(mm)と定義する。このとき、溶接金属20の幅中央位置であって、厚さ中央位置(つまり、溶接金属20の最表面からt/2深さ位置)の領域Pの化学組成は、次の元素を含有する。
C:0.050%以下
炭素(C)は不可避に含有される。つまり、C含有量は0%超である。Cは、600〜700℃の高温腐食環境下で本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の使用中において、溶接金属20中の粒界にM23C6型炭化物を生成し、溶接金属20の耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性を低下する。したがって、C含有量は0.050%以下である。C含有量の好ましい上限は0.040%であり、さらに好ましくは0.030%であり、さらに好ましくは0.025%であり、さらに好ましくは0.020%である。C含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、C含有量の過剰な低減は製造コストを高くする。したがって、工業生産上、C含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.005%である。
炭素(C)は不可避に含有される。つまり、C含有量は0%超である。Cは、600〜700℃の高温腐食環境下で本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の使用中において、溶接金属20中の粒界にM23C6型炭化物を生成し、溶接金属20の耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性を低下する。したがって、C含有量は0.050%以下である。C含有量の好ましい上限は0.040%であり、さらに好ましくは0.030%であり、さらに好ましくは0.025%であり、さらに好ましくは0.020%である。C含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、C含有量の過剰な低減は製造コストを高くする。したがって、工業生産上、C含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.005%である。
Si:0.01〜1.00%
シリコン(Si)は、溶接時に溶接金属20を脱酸する。Si含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Si含有量が高すぎれば、溶接金属20の靭性が低下する。したがって、Si含有量は0.01〜1.00%である。Si含有量の好ましい下限は0.02%であり、さらに好ましくは0.03%であり、さらに好ましくは0.10%である。Si含有量の好ましい上限は0.80%であり、さらに好ましくは0.65%であり、さらに好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.35%である。
シリコン(Si)は、溶接時に溶接金属20を脱酸する。Si含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Si含有量が高すぎれば、溶接金属20の靭性が低下する。したがって、Si含有量は0.01〜1.00%である。Si含有量の好ましい下限は0.02%であり、さらに好ましくは0.03%であり、さらに好ましくは0.10%である。Si含有量の好ましい上限は0.80%であり、さらに好ましくは0.65%であり、さらに好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.35%である。
Mn:0.01〜3.00%
マンガン(Mn)は、溶接時に溶接金属20を脱酸する。Mn含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Mn含有量が高すぎれば、溶接金属20のクリープ強度が低下する。したがって、Mn含有量0.01〜3.00%である。Mn含有量の好ましい下限は、0.05%であり、さらに好ましくは0.08%であり、さらに好ましくは、0.10%であり、さらに好ましくは0.14%であり、さらに好ましくは0.16%である。Mn含有量の好ましい上限は、2.70%であり、さらに好ましくは2.50%であり、さらに好ましくは2.30%である。
マンガン(Mn)は、溶接時に溶接金属20を脱酸する。Mn含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Mn含有量が高すぎれば、溶接金属20のクリープ強度が低下する。したがって、Mn含有量0.01〜3.00%である。Mn含有量の好ましい下限は、0.05%であり、さらに好ましくは0.08%であり、さらに好ましくは、0.10%であり、さらに好ましくは0.14%であり、さらに好ましくは0.16%である。Mn含有量の好ましい上限は、2.70%であり、さらに好ましくは2.50%であり、さらに好ましくは2.30%である。
P:0.030%以下
燐(P)は不可避に含有される不純物である。つまり、P含有量は0%超である。Pは溶接金属の靱性を低下する。Pはさらに、溶接金属20の高温割れ感受性を高める。したがって、P含有量は0.030%以下である。P含有量の好ましい上限は0.025%であり、さらに好ましくは0.020%である。P含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、P含有量の過剰な低減は製造コストを高める。したがって、工業生産上、P含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。
燐(P)は不可避に含有される不純物である。つまり、P含有量は0%超である。Pは溶接金属の靱性を低下する。Pはさらに、溶接金属20の高温割れ感受性を高める。したがって、P含有量は0.030%以下である。P含有量の好ましい上限は0.025%であり、さらに好ましくは0.020%である。P含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、P含有量の過剰な低減は製造コストを高める。したがって、工業生産上、P含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。
S:0.015%以下
硫黄(S)は不可避に含有される不純物である。つまり、S含有量は0%超である。Sは溶接金属の延性を低下し、溶接金属20の高温割れ感受性を高める。したがって、S含有量は0.015%以下である。S含有量の好ましい上限は0.010%であり、さらに好ましくは0.007%である。S含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、S含有量の過剰な低減は製造コストを高める。したがって、工業生産上、S含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。
硫黄(S)は不可避に含有される不純物である。つまり、S含有量は0%超である。Sは溶接金属の延性を低下し、溶接金属20の高温割れ感受性を高める。したがって、S含有量は0.015%以下である。S含有量の好ましい上限は0.010%であり、さらに好ましくは0.007%である。S含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、S含有量の過剰な低減は製造コストを高める。したがって、工業生産上、S含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。
Cr:15.0〜25.0%
クロム(Cr)は溶接金属20の耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性を高める。Crはさらに、耐酸化性、耐水蒸気酸化性、耐高温腐食性等を高める。Cr含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Cr含有量が高すぎれば、溶接金属20のクリープ強度及び靭性が低下する。したがって、Cr含有量は15.0〜25.0%である。Cr含有量の好ましい下限は16.5%であり、さらに好ましくは17.0%である。Cr含有量の好ましい上限は24.0%であり、さらに好ましくは23.0%である。
クロム(Cr)は溶接金属20の耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性を高める。Crはさらに、耐酸化性、耐水蒸気酸化性、耐高温腐食性等を高める。Cr含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Cr含有量が高すぎれば、溶接金属20のクリープ強度及び靭性が低下する。したがって、Cr含有量は15.0〜25.0%である。Cr含有量の好ましい下限は16.5%であり、さらに好ましくは17.0%である。Cr含有量の好ましい上限は24.0%であり、さらに好ましくは23.0%である。
Ni:20.0〜70.0%
ニッケル(Ni)はオーステナイトを安定化して、溶接金属20のクリープ強度を高める。Niはさらに、溶接金属20の耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性を高める。Ni含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Ni含有量が高すぎれば、上記効果が飽和し、さらに、製造コストが高くなる。したがって、Ni含有量は20.0〜70.0%である。Ni含有量の好ましい下限は21.0%であり、さらに好ましくは23.0%であり、さらに好ましくは25.0%であり、さらに好ましくは27.0%である。Ni含有量の好ましい上限は60.0%であり、さらに好ましくは55.0%であり、さらに好ましくは50.0%である。
ニッケル(Ni)はオーステナイトを安定化して、溶接金属20のクリープ強度を高める。Niはさらに、溶接金属20の耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性を高める。Ni含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Ni含有量が高すぎれば、上記効果が飽和し、さらに、製造コストが高くなる。したがって、Ni含有量は20.0〜70.0%である。Ni含有量の好ましい下限は21.0%であり、さらに好ましくは23.0%であり、さらに好ましくは25.0%であり、さらに好ましくは27.0%である。Ni含有量の好ましい上限は60.0%であり、さらに好ましくは55.0%であり、さらに好ましくは50.0%である。
Mo:1.30〜10.00%
モリブデン(Mo)は、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、溶接金属20中の粒界にM23C6型炭化物が生成するのを抑制する。これにより、溶接金属20の耐ポリチオン酸SCC性を高める。Moはさらに、高温腐食環境下での溶接継手の使用中において、溶接金属20中の固溶Moが使用環境中のSと結合して、溶接金属20の表面に硫化物皮膜を形成する。この硫化物皮膜の形成により、溶接金属20の耐ナフテン酸腐食性が高まる。Moはさらに、600〜700℃での高温腐食環境下での使用中において、NbのMX型炭窒化物がM23C6型炭化物に変化するとき、M23C6型炭化物にBが固溶するのを抑制して、高温腐食環境下での粒界の偏析B量が低減するのを抑制する。これにより、高温腐食環境下において、十分なクリープ延性が得られる。Mo含有量が低すぎれば、これらの効果が得られない。一方、Mo含有量が高すぎれば、オーステナイトの安定性が低下する。したがって、Mo含有量は1.30〜10.00%である。Mo含有量の好ましい下限は1.40%であり、さらに好ましくは1.50%であり、さらに好ましくは2.00%であり、さらに好ましくは3.00%であり、さらに好ましくは4.00%であり、さらに好ましくは5.00%超である。Mo含有量の好ましい上限は9.00%であり、さらに好ましくは8.50%である。
モリブデン(Mo)は、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、溶接金属20中の粒界にM23C6型炭化物が生成するのを抑制する。これにより、溶接金属20の耐ポリチオン酸SCC性を高める。Moはさらに、高温腐食環境下での溶接継手の使用中において、溶接金属20中の固溶Moが使用環境中のSと結合して、溶接金属20の表面に硫化物皮膜を形成する。この硫化物皮膜の形成により、溶接金属20の耐ナフテン酸腐食性が高まる。Moはさらに、600〜700℃での高温腐食環境下での使用中において、NbのMX型炭窒化物がM23C6型炭化物に変化するとき、M23C6型炭化物にBが固溶するのを抑制して、高温腐食環境下での粒界の偏析B量が低減するのを抑制する。これにより、高温腐食環境下において、十分なクリープ延性が得られる。Mo含有量が低すぎれば、これらの効果が得られない。一方、Mo含有量が高すぎれば、オーステナイトの安定性が低下する。したがって、Mo含有量は1.30〜10.00%である。Mo含有量の好ましい下限は1.40%であり、さらに好ましくは1.50%であり、さらに好ましくは2.00%であり、さらに好ましくは3.00%であり、さらに好ましくは4.00%であり、さらに好ましくは5.00%超である。Mo含有量の好ましい上限は9.00%であり、さらに好ましくは8.50%である。
Nb:0.05〜3.00%
ニオブ(Nb)は、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Cと結合してMX型炭窒化物を生成し、溶接金属20中の固溶C量を低減する。これにより、溶接金属20の耐ポリチオン酸SCC性が高まる。生成したNbのMX型炭窒化物はまた、クリープ強度を高める。しかしながら、Nb含有量が高すぎれば、δフェライトが生成し、溶接金属20の長時間クリープ強度、靭性、及び、溶接性が低下する。したがって、Nb含有量は0.05〜3.00%である。Nb含有量の好ましい下限は0.06%であり、さらに好ましくは0.07%であり、さらに好ましくは0.10%であり、さらに好ましくは0.15%であり、さらに好ましくは0.18%であり、さらに好ましくは0.20%である。Nb含有量の好ましい上限は2.90%であり、さらに好ましくは2.50%であり、さらに好ましくは2.00%である。
ニオブ(Nb)は、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Cと結合してMX型炭窒化物を生成し、溶接金属20中の固溶C量を低減する。これにより、溶接金属20の耐ポリチオン酸SCC性が高まる。生成したNbのMX型炭窒化物はまた、クリープ強度を高める。しかしながら、Nb含有量が高すぎれば、δフェライトが生成し、溶接金属20の長時間クリープ強度、靭性、及び、溶接性が低下する。したがって、Nb含有量は0.05〜3.00%である。Nb含有量の好ましい下限は0.06%であり、さらに好ましくは0.07%であり、さらに好ましくは0.10%であり、さらに好ましくは0.15%であり、さらに好ましくは0.18%であり、さらに好ましくは0.20%である。Nb含有量の好ましい上限は2.90%であり、さらに好ましくは2.50%であり、さらに好ましくは2.00%である。
N:0.150%以下
窒素(N)は不可避に含有される。つまり、N含有量は0%超である。Nは、マトリクス(母相)に固溶してオーステナイトを安定化して、溶接金属20のクリープ強度を高める。Nはさらに、粒内に微細な炭窒化物を形成し、溶接金属20のクリープ強度を高める。つまり、Nは、固溶強化及び析出強化の両方で溶接金属のクリープ強度に寄与する。しかしながら、N含有量が高すぎれば、粒界でCr窒化物が形成され、溶接金属20において、耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性が低下する。N含有量が高すぎればさらに、溶接金属20の延性が低下する。したがって、N含有量は0.150%以下である。N含有量の好ましい下限は0.010%であり、さらに好ましくは0.050%であり、さらに好ましくは0.080%であり、さらに好ましくは0.100%である。N含有量の好ましい上限は0.140%であり、さらに好ましくは0.130%である。
窒素(N)は不可避に含有される。つまり、N含有量は0%超である。Nは、マトリクス(母相)に固溶してオーステナイトを安定化して、溶接金属20のクリープ強度を高める。Nはさらに、粒内に微細な炭窒化物を形成し、溶接金属20のクリープ強度を高める。つまり、Nは、固溶強化及び析出強化の両方で溶接金属のクリープ強度に寄与する。しかしながら、N含有量が高すぎれば、粒界でCr窒化物が形成され、溶接金属20において、耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性が低下する。N含有量が高すぎればさらに、溶接金属20の延性が低下する。したがって、N含有量は0.150%以下である。N含有量の好ましい下限は0.010%であり、さらに好ましくは0.050%であり、さらに好ましくは0.080%であり、さらに好ましくは0.100%である。N含有量の好ましい上限は0.140%であり、さらに好ましくは0.130%である。
B:0.0050%以下
ボロン(B)は不可避に含有される。つまり、B含有量は0%超である。Bは、600〜700℃での高温腐食環境下での使用中において、粒界に偏析し、粒界強度を高める。その結果、600〜700℃での高温腐食環境下において、溶接金属20のクリープ延性を高める。Bはさらに、600〜700℃の高温腐食環境下において、溶接金属20のクリープ強度も高める。しかしながら、B含有量が高すぎれば、溶接時において、溶接金属20に凝固割れが発生する。したがって、溶接金属20の化学組成において、B含有量は0.0050%以下である。B含有量の好ましい下限は、0.0001%であり、さらに好ましくは0.0005%であり、さらに好ましくは0.0010%であり、さらに好ましくは0.0015%であり、さらに好ましくは0.0020%であり、さらに好ましくは0.0030%である。溶接金属20中のB含有量が0.0030%以上であれば特に、溶接継手1において優れたクリープ強度が得られる。B含有量の好ましい上限は、0.0045%であり、さらに好ましくは0.0040%である。
ボロン(B)は不可避に含有される。つまり、B含有量は0%超である。Bは、600〜700℃での高温腐食環境下での使用中において、粒界に偏析し、粒界強度を高める。その結果、600〜700℃での高温腐食環境下において、溶接金属20のクリープ延性を高める。Bはさらに、600〜700℃の高温腐食環境下において、溶接金属20のクリープ強度も高める。しかしながら、B含有量が高すぎれば、溶接時において、溶接金属20に凝固割れが発生する。したがって、溶接金属20の化学組成において、B含有量は0.0050%以下である。B含有量の好ましい下限は、0.0001%であり、さらに好ましくは0.0005%であり、さらに好ましくは0.0010%であり、さらに好ましくは0.0015%であり、さらに好ましくは0.0020%であり、さらに好ましくは0.0030%である。溶接金属20中のB含有量が0.0030%以上であれば特に、溶接継手1において優れたクリープ強度が得られる。B含有量の好ましい上限は、0.0045%であり、さらに好ましくは0.0040%である。
本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の溶接金属20の化学組成の残部は、Fe及び不純物からなる。ここで、不純物とは、上記溶接金属20を形成時において、原料である溶接材料や溶接時の環境から混入されるものであり、上記溶接金属20に悪影響を与えない範囲で許容されるものである。
[任意元素について]
[第1群任意元素]
本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の溶接金属20の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Alを含有してもよい。
[第1群任意元素]
本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の溶接金属20の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Alを含有してもよい。
sol.Al:0〜1.000%
アルミニウム(Al)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Al含有量は0%であってもよい。含有される場合、Alは、溶接時において溶接金属20を脱酸する。しかしながら、Al含有量が高すぎれば、溶接金属20の延性が低下する。したがって、Al含有量は0〜1.000%である。Al含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%であり、さらに好ましくは0.010%であり、さらに好ましくは0.050%である。Al含有量の好ましい上限は0.850%であり、さらに好ましくは0.800%である。本実施形態においてAl含有量は、酸可溶Al(sol.Al)の含有量を意味する。
アルミニウム(Al)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Al含有量は0%であってもよい。含有される場合、Alは、溶接時において溶接金属20を脱酸する。しかしながら、Al含有量が高すぎれば、溶接金属20の延性が低下する。したがって、Al含有量は0〜1.000%である。Al含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%であり、さらに好ましくは0.010%であり、さらに好ましくは0.050%である。Al含有量の好ましい上限は0.850%であり、さらに好ましくは0.800%である。本実施形態においてAl含有量は、酸可溶Al(sol.Al)の含有量を意味する。
[第2群任意元素]
本実施形態による上記溶接金属20の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Cu、W及びCoからなる群から選択される1元素又は2元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、溶接金属20のクリープ強度を高める。
本実施形態による上記溶接金属20の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Cu、W及びCoからなる群から選択される1元素又は2元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、溶接金属20のクリープ強度を高める。
Cu:0〜2.50%
銅(Cu)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Cu含有量は0%であってもよい。含有される場合、Cuは600〜700℃の高温腐食環境での使用中において、粒内にCu相として析出して、析出強化により溶接金属20のクリープ強度を高める。しかしながら、Cu含有量が高すぎれば、溶接金属20の溶接性が低下し、溶接時に割れが発生する場合がある。したがって、Cu含有量は0〜2.50%である。溶接金属20のクリープ強度をさらに有効に高めるためのCu含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.01%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.10%であり、さらに好ましくは0.50%であり、さらに好ましくは1.00%であり、さらに好ましくは1.20%である。Cu含有量の好ましい上限は2.30%であり、さらに好ましくは2.10%であり、さらに好ましくは、1.90%であり、さらに好ましくは、1.80%であり、さらに好ましくは1.70%である。
銅(Cu)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Cu含有量は0%であってもよい。含有される場合、Cuは600〜700℃の高温腐食環境での使用中において、粒内にCu相として析出して、析出強化により溶接金属20のクリープ強度を高める。しかしながら、Cu含有量が高すぎれば、溶接金属20の溶接性が低下し、溶接時に割れが発生する場合がある。したがって、Cu含有量は0〜2.50%である。溶接金属20のクリープ強度をさらに有効に高めるためのCu含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.01%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.10%であり、さらに好ましくは0.50%であり、さらに好ましくは1.00%であり、さらに好ましくは1.20%である。Cu含有量の好ましい上限は2.30%であり、さらに好ましくは2.10%であり、さらに好ましくは、1.90%であり、さらに好ましくは、1.80%であり、さらに好ましくは1.70%である。
W:0〜1.0%
タングステン(W)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、W含有量は0%であってもよい。含有される場合、Wは溶接金属20に固溶して、600〜700℃の高温腐食環境での使用において、溶接金属20のクリープ強度を高める。しかしながら、W含有量が高すぎれば、オーステナイトの安定性が低下し、溶接金属20のクリープ強度や靭性が低下する。したがって、W含有量は0〜1.0%である。W含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.1%であり、さらに好ましくは0.2%である。W含有量の好ましい上限は0.9%であり、さらに好ましくは0.7%であり、さらに好ましくは0.5%である。
タングステン(W)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、W含有量は0%であってもよい。含有される場合、Wは溶接金属20に固溶して、600〜700℃の高温腐食環境での使用において、溶接金属20のクリープ強度を高める。しかしながら、W含有量が高すぎれば、オーステナイトの安定性が低下し、溶接金属20のクリープ強度や靭性が低下する。したがって、W含有量は0〜1.0%である。W含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.1%であり、さらに好ましくは0.2%である。W含有量の好ましい上限は0.9%であり、さらに好ましくは0.7%であり、さらに好ましくは0.5%である。
Co:0〜15.0%
コバルト(Co)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Co含有量は0%であってもよい。含有される場合、Coはオーステナイトを安定化して、溶接金属20のクリープ強度を高める。しかしながら、Co含有量が高すぎれば、原料コストが高まる。したがって、Co含有量は0〜15.0%である。Co含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.1%であり、さらに好ましくは1.0%であり、さらに好ましくは2.0%であり、さらに好ましくは2.5%である。Co含有量の好ましい上限は12.0%であり、さらに好ましくは11.0%である。
コバルト(Co)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Co含有量は0%であってもよい。含有される場合、Coはオーステナイトを安定化して、溶接金属20のクリープ強度を高める。しかしながら、Co含有量が高すぎれば、原料コストが高まる。したがって、Co含有量は0〜15.0%である。Co含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.1%であり、さらに好ましくは1.0%であり、さらに好ましくは2.0%であり、さらに好ましくは2.5%である。Co含有量の好ましい上限は12.0%であり、さらに好ましくは11.0%である。
[第3群任意元素]
本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の溶接金属20の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、V、Ti及びTaからなる群から選択される1元素又は2元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、鋼の耐ポリチオン酸SCC性、及び、クリープ強度を高める。
本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の溶接金属20の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、V、Ti及びTaからなる群から選択される1元素又は2元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、鋼の耐ポリチオン酸SCC性、及び、クリープ強度を高める。
V:0〜0.10%
バナジウム(V)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、V含有量は0%であってもよい。含有される場合、Vは、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Cと結合して炭窒化物を生成して、固溶Cを低減し、溶接金属20の耐ポリチオン酸SCC性を高める。生成したV炭窒化物はまた、溶接金属20のクリープ強度を高める。しかしながら、V含有量が高すぎれば、溶接金属20の靱性及び溶接性が低下する。したがって、V含有量は0〜0.10%である。V含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.01%であり、さらに好ましくは0.02%である。V含有量の好ましい上限は0.09%であり、さらに好ましくは0.08%である。
バナジウム(V)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、V含有量は0%であってもよい。含有される場合、Vは、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Cと結合して炭窒化物を生成して、固溶Cを低減し、溶接金属20の耐ポリチオン酸SCC性を高める。生成したV炭窒化物はまた、溶接金属20のクリープ強度を高める。しかしながら、V含有量が高すぎれば、溶接金属20の靱性及び溶接性が低下する。したがって、V含有量は0〜0.10%である。V含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.01%であり、さらに好ましくは0.02%である。V含有量の好ましい上限は0.09%であり、さらに好ましくは0.08%である。
Ti:0〜0.50%
チタン(Ti)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ti含有量は0%であってもよい。含有される場合、Tiは、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Cと結合して炭化物を生成して、固溶Cを低減し、溶接金属20の耐ポリチオン酸SCC性を高める。生成したTi炭化物はまた、溶接金属20のクリープ強度を高める。しかしながら、Ti含有量が高すぎれば、溶接金属20の靱性及び溶接性が低下する。したがって、Ti含有量は0〜0.50%である。Ti含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.01%であり、さらに好ましくは0.02%であり、さらに好ましくは0.10%であり、さらに好ましくは0.15%である。Ti含有量の好ましい上限は0.45%であり、さらに好ましくは0.40%である。
チタン(Ti)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ti含有量は0%であってもよい。含有される場合、Tiは、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Cと結合して炭化物を生成して、固溶Cを低減し、溶接金属20の耐ポリチオン酸SCC性を高める。生成したTi炭化物はまた、溶接金属20のクリープ強度を高める。しかしながら、Ti含有量が高すぎれば、溶接金属20の靱性及び溶接性が低下する。したがって、Ti含有量は0〜0.50%である。Ti含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.01%であり、さらに好ましくは0.02%であり、さらに好ましくは0.10%であり、さらに好ましくは0.15%である。Ti含有量の好ましい上限は0.45%であり、さらに好ましくは0.40%である。
Ta:0〜0.20%
タンタル(Ta)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ta含有量は0%であってもよい。含有される場合、Taは、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Cと結合して炭窒化物を生成して、固溶Cを低減し、溶接金属20の耐ポリチオン酸SCC性を高める。生成したTa炭窒化物はまた、クリープ強度を高める。しかしながら、Ta含有量が高すぎれば、溶接金属20のクリープ強度、靭性、及び溶接性が低下する。したがって、Ta含有量は0〜0.20%である。耐ポリチオン酸SCC性及びクリープ強度をさらに有効に高めるためのTa含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.01%であり、さらに好ましくは0.02%である。Ta含有量の好ましい上限は0.18%であり、さらに好ましくは0.16%である。
タンタル(Ta)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ta含有量は0%であってもよい。含有される場合、Taは、600〜700℃の高温腐食環境下での使用中において、Cと結合して炭窒化物を生成して、固溶Cを低減し、溶接金属20の耐ポリチオン酸SCC性を高める。生成したTa炭窒化物はまた、クリープ強度を高める。しかしながら、Ta含有量が高すぎれば、溶接金属20のクリープ強度、靭性、及び溶接性が低下する。したがって、Ta含有量は0〜0.20%である。耐ポリチオン酸SCC性及びクリープ強度をさらに有効に高めるためのTa含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.01%であり、さらに好ましくは0.02%である。Ta含有量の好ましい上限は0.18%であり、さらに好ましくは0.16%である。
[第4群任意元素]
本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の溶接金属20の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Ca、Mg及び希土類元素(REM)からなる群から選択される1元素又は2元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、溶接金属20の高温(熱間)での変形能を高める。
本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の溶接金属20の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Ca、Mg及び希土類元素(REM)からなる群から選択される1元素又は2元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、溶接金属20の高温(熱間)での変形能を高める。
Ca:0〜0.010%
カルシウム(Ca)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ca含有量は0%であってもよい。含有される場合、Caは、O(酸素)及びS(硫黄)を介在物として固定し、溶接金属20の耐再熱割れ性を高める。しかしながら、Ca含有量が高すぎれば、溶接金属20の耐凝固割れ性がかえって低下する。したがって、Ca含有量は0〜0.010%である。Ca含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。Ca含有量の好ましい上限は0.008%であり、さらに好ましくは0.006%である。
カルシウム(Ca)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ca含有量は0%であってもよい。含有される場合、Caは、O(酸素)及びS(硫黄)を介在物として固定し、溶接金属20の耐再熱割れ性を高める。しかしながら、Ca含有量が高すぎれば、溶接金属20の耐凝固割れ性がかえって低下する。したがって、Ca含有量は0〜0.010%である。Ca含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。Ca含有量の好ましい上限は0.008%であり、さらに好ましくは0.006%である。
Mg:0〜0.010%
マグネシウム(Mg)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Mg含有量は0%であってもよい。含有される場合、Mgは、O(酸素)及びS(硫黄)を介在物として固定し、溶接金属20の耐再熱割れ性を高める。しかしながら、Mg含有量が高すぎれば、溶接金属20の熱間での耐凝固割れ性が低下する。したがって、Mg含有量は0〜0.010%である。Mg含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%である。Mg含有量の好ましい上限は0.008%であり、さらに好ましくは0.006%である。
マグネシウム(Mg)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Mg含有量は0%であってもよい。含有される場合、Mgは、O(酸素)及びS(硫黄)を介在物として固定し、溶接金属20の耐再熱割れ性を高める。しかしながら、Mg含有量が高すぎれば、溶接金属20の熱間での耐凝固割れ性が低下する。したがって、Mg含有量は0〜0.010%である。Mg含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%である。Mg含有量の好ましい上限は0.008%であり、さらに好ましくは0.006%である。
希土類元素:0〜0.100%
希土類元素(REM)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、REM含有量は0%であってもよい。含有される場合、REMは、O(酸素)及びS(硫黄)を介在物として固定し、溶接金属20の耐再熱割れ性を高める。しかしながら、REM含有量が高すぎれば、溶接金属20の耐凝固割れ性が低下する。したがって、REM含有量は0〜0.100%である。REM含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。REM含有量の好ましい上限は0.080%であり、さらに好ましくは0.060%である。
希土類元素(REM)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、REM含有量は0%であってもよい。含有される場合、REMは、O(酸素)及びS(硫黄)を介在物として固定し、溶接金属20の耐再熱割れ性を高める。しかしながら、REM含有量が高すぎれば、溶接金属20の耐凝固割れ性が低下する。したがって、REM含有量は0〜0.100%である。REM含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。REM含有量の好ましい上限は0.080%であり、さらに好ましくは0.060%である。
本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1は、上述の化学組成を有する母材10と、上述の化学組成を有する溶接金属20とを備える。そのため、耐ポリチオン酸SCC性に優れ、耐ナフテン酸腐食性に優れる。さらに、600〜700℃での高温腐食環境下において、母材10が優れたクリープ延性を有する。
[式(2)について]
好ましくは、溶接金属20の幅中央位置であって、厚さ中央位置の領域Pの化学組成はさらに、次の式(2)を満たす。
0.012Cr−0.005Ni+0.013Mo+0.023Nb+0.02Al−0.004Co≦0.176 (2)
ここで、式(2)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
好ましくは、溶接金属20の幅中央位置であって、厚さ中央位置の領域Pの化学組成はさらに、次の式(2)を満たす。
0.012Cr−0.005Ni+0.013Mo+0.023Nb+0.02Al−0.004Co≦0.176 (2)
ここで、式(2)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
F2=0.012Cr−0.005Ni+0.013Mo+0.023Nb+0.02Al−0.004Coと定義する。上述のとおり、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1が、化学プラント設備の溶接構造物の部材として利用される場合、上述のとおり、稼働時には600〜700℃の高温腐食環境で使用される。そのため、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の溶接金属20では、高温時効が進行する。一方、設備停止時には、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の温度は、常温まで下がる。溶接金属20は、溶接時の再熱や凝固偏析によって600〜700℃での高温時効の影響を母材10よりも顕著に受ける。したがって、耐ポリチオン酸腐食性及び耐ナフテン酸腐食性が求められる用途に用いられるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1では、溶接金属20が、高温時効が進行した後であっても、優れた靱性を有する方が好ましい。
F2は、高温時効が進行した後の溶接金属20の靱性の指標である。F2中のNi及びCoは、溶接金属20の化学組成中の元素が本実施形態の範囲内である場合に、溶接金属20の靱性を高める。つまり、Ni及びCoは、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の使用環境においては、溶接金属靱性向上元素である。一方、Cr、Mo、Nb、Alはいずれも、600〜700℃での高温時効により、析出物を生成する。析出物の生成は、溶接金属20の硬さを高めるため、靱性を低下する。つまり、Cr、Mo、Nb及びAlは、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の使用環境においては、溶接金属靱性低下元素である。
F2では、溶接金属靱性向上元素であるNi及びCoをマイナスとし、溶接金属靱性低下元素であるCr、Mo、Nb及びAlをプラスとしている。F2が0.176よりも大きければ、溶接金属靱性向上元素に対する溶接金属靱性低下元素の割合が多くなっている。この場合、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1が耐ポリチオン酸腐食性及び耐ナフテン酸腐食性に優れ、かつ、母材10のクリープ延性に優れていても、溶接金属20の高温時効後の靱性が低くなる。具体的には、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1を700℃で3000時間時効処理した後の溶接金属20の常温(25℃±15℃)でのシャルピー衝撃値が20J/cm2未満となる。
F2が0.176以下であれば、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の母材10の化学組成中の各元素含有量が本実施形態の範囲内であり、かつ、式(1)を満たし、かつ、溶接金属20の幅中央位置かつ厚さ中央位置での化学組成の各元素含有量が本実施形態の範囲内であることを前提として、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1が耐ポリチオン酸腐食性及び耐ナフテン酸腐食性に優れ、かつ、母材10のクリープ延性に優れ、さらに、溶接金属20の高温時効後の靱性が高くなる。具体的には、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1を700℃で3000時間時効処理した後の溶接金属20の常温(25℃±15℃)でのシャルピー衝撃値が20J/cm2以上となる。
F2値の好ましい上限は0.174であり、さらに好ましくは0.172であり、さらに好ましくは0.170であり、さらに好ましくは、0.165である。
以上のとおり、本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1では、母材10の化学組成の各元素含有量が上述の範囲内であって、かつ、式(1)を満たし、さらに、溶接金属20の幅中央位置かつ厚さ中央位置での化学組成の各元素含有量が上述の範囲内である。そのため、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1は、母材10及び溶接金属20がともに耐ポリチオン酸SCC性に優れ、耐ナフテン酸腐食性に優れる。さらに、600〜700℃での高温腐食環境下において、母材10が優れたクリープ延性を有する。好ましくは、溶接金属20の幅中央位置かつ厚さ中央位置での化学組成はさらに、式(2)を満たす。この場合、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1が耐ポリチオン酸腐食性及び耐ナフテン酸腐食性に優れ、かつ、母材10のクリープ延性に優れ、さらに、溶接金属20の高温時効後の靱性に優れる。
[製造方法]
本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の製造方法の一例を説明する。製造方法の一例は、母材10を準備する工程(母材準備工程)と、母材10に対して溶接を実施してオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1を形成する工程(溶接工程)とを備える。以下、各工程について詳述する。
本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の製造方法の一例を説明する。製造方法の一例は、母材10を準備する工程(母材準備工程)と、母材10に対して溶接を実施してオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1を形成する工程(溶接工程)とを備える。以下、各工程について詳述する。
[母材準備工程]
母材準備工程では、式(1)を満たす上述の化学組成を有する母材10を準備する。母材10は、上述のとおり、鋼板であってもよいし、鋼管であってもよい。母材10は、後述の溶接工程を実施する者が製品として入手したものであってもよいし、溶接工程を実施する者が製造したものであってもよい。
母材準備工程では、式(1)を満たす上述の化学組成を有する母材10を準備する。母材10は、上述のとおり、鋼板であってもよいし、鋼管であってもよい。母材10は、後述の溶接工程を実施する者が製品として入手したものであってもよいし、溶接工程を実施する者が製造したものであってもよい。
母材10を製造する場合、母材準備工程は、素材を準備する準備工程と、素材に対して熱間加工を実施して母材10を製造する熱間加工工程と、必要に応じて熱間加工工程後の母材10を冷間加工する冷間加工工程と、必要に応じて母材10に対して溶体化処理を実施する溶体化処理工程とを備える。以下、母材10を製造する場合の母材準備工程について説明する。
[準備工程]
上述の化学組成であって、式(1)を満たす溶鋼を製造する。たとえば、電気炉やAOD(Argon Oxygen Decarburization)炉、VOD(Vacuum Oxygen Decarburization)炉を用いて、上記溶鋼を製造する。製造された溶鋼に対して、必要に応じて周知の脱ガス処理を実施する。脱ガス処理を実施した溶鋼から、素材を製造する。素材の製造方法はたとえば、連続鋳造法である。連続鋳造法により、連続鋳造材(素材)を製造する。連続鋳造材はたとえば、スラブ、ブルーム及びビレット等である。溶鋼を造塊法によりインゴットにしてもよい。
上述の化学組成であって、式(1)を満たす溶鋼を製造する。たとえば、電気炉やAOD(Argon Oxygen Decarburization)炉、VOD(Vacuum Oxygen Decarburization)炉を用いて、上記溶鋼を製造する。製造された溶鋼に対して、必要に応じて周知の脱ガス処理を実施する。脱ガス処理を実施した溶鋼から、素材を製造する。素材の製造方法はたとえば、連続鋳造法である。連続鋳造法により、連続鋳造材(素材)を製造する。連続鋳造材はたとえば、スラブ、ブルーム及びビレット等である。溶鋼を造塊法によりインゴットにしてもよい。
[熱間加工工程]
準備された素材(連続鋳造材又はインゴット)を熱間加工して、母材を製造する。たとえば、素材に対して熱間圧延を実施して、母材10である鋼板を製造する。また、素材に対して熱間押出や熱間穿孔圧延等を実施して、母材10である鋼管を製造する。熱間加工の具体的な方法は特に限定されず、最終製品の形状に応じた熱間加工を実施すればよい。熱間加工の加工終了温度はたとえば、1000℃以上であり、さらに好ましくは、1050℃以上である。ここでいう加工終了温度とは、最終の熱間加工が完了した直後の母材10の温度を意味する。
準備された素材(連続鋳造材又はインゴット)を熱間加工して、母材を製造する。たとえば、素材に対して熱間圧延を実施して、母材10である鋼板を製造する。また、素材に対して熱間押出や熱間穿孔圧延等を実施して、母材10である鋼管を製造する。熱間加工の具体的な方法は特に限定されず、最終製品の形状に応じた熱間加工を実施すればよい。熱間加工の加工終了温度はたとえば、1000℃以上であり、さらに好ましくは、1050℃以上である。ここでいう加工終了温度とは、最終の熱間加工が完了した直後の母材10の温度を意味する。
[冷間加工工程]
熱間加工工程後の母材に対して、必要に応じて、冷間加工を実施してもよい。母材10が鋼管である場合、冷間加工はたとえば、冷間引抜や冷間圧延である。母材10が鋼板である場合、冷間加工はたとえば、冷間圧延等である。
熱間加工工程後の母材に対して、必要に応じて、冷間加工を実施してもよい。母材10が鋼管である場合、冷間加工はたとえば、冷間引抜や冷間圧延である。母材10が鋼板である場合、冷間加工はたとえば、冷間圧延等である。
[溶体化処理工程]
熱間加工工程後、又は、冷間加工工程後、必要に応じて、母材10に対して溶体化処理を実施してもよい。溶体化処理工程では、組織の均一化、及び炭窒化物の固溶を行う。好ましい溶体化処理温度は次のとおりである。
好ましい溶体化処理温度:1000〜1250℃
溶体化処理温度が1000℃以上であれば、Nbの炭窒化物が十分に固溶し、高温腐食環境下での使用時において、クリープ強度がさらに高まる。熱処理温度が1250℃以下であれば、Cの過剰な固溶を抑制でき、耐ポリチオン酸SCC性がさらに高まる。
熱間加工工程後、又は、冷間加工工程後、必要に応じて、母材10に対して溶体化処理を実施してもよい。溶体化処理工程では、組織の均一化、及び炭窒化物の固溶を行う。好ましい溶体化処理温度は次のとおりである。
好ましい溶体化処理温度:1000〜1250℃
溶体化処理温度が1000℃以上であれば、Nbの炭窒化物が十分に固溶し、高温腐食環境下での使用時において、クリープ強度がさらに高まる。熱処理温度が1250℃以下であれば、Cの過剰な固溶を抑制でき、耐ポリチオン酸SCC性がさらに高まる。
溶体化処理時における上記溶体化処理温度での保持時間は特に限定されないが、たとえば2分〜60分である。
なお、熱間加工工程により製造した母材10に対して、上述の溶体化処理に代えて、熱間加工直後に急冷を行ってもよい。この場合、熱間加工の加工終了温度は、1000℃以上とするのが好ましい。熱間加工終了温度が1000℃以上であれば、Nbの炭窒化物が十分に固溶し、600〜700℃の高温腐食環境での使用中において、優れた耐ポリチオン酸SCC性、及び、優れたクリープ延性が得られる。さらに、高温腐食環境下での使用中におけるNb炭窒化物の生成により、十分なクリープ強度も得られる。
[溶接工程]
準備された母材10に対して溶接を実施して、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1を製造する。母材10の端部に開先を形成する。開先が形成された2つの母材10を準備する。準備された母材10の開先同士を突き合わせる。そして、突き合わされた一対の開先部に対して、溶接材料を用いて溶接を実施して、上述の化学組成を有する溶接金属20を形成する。溶接に用いる溶接材料の化学組成は、形成された溶接金属20の化学組成が上述の範囲内となれば、特に制限されない。溶接方法はたとえば、ティグ溶接(GTAW)、被覆アーク溶接(SMAW)、フラックス入りワイヤアーク溶接(FCAW)、ガスメタルアーク溶接(GMAW)、サブマージアーク溶接(SAW)である。
準備された母材10に対して溶接を実施して、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1を製造する。母材10の端部に開先を形成する。開先が形成された2つの母材10を準備する。準備された母材10の開先同士を突き合わせる。そして、突き合わされた一対の開先部に対して、溶接材料を用いて溶接を実施して、上述の化学組成を有する溶接金属20を形成する。溶接に用いる溶接材料の化学組成は、形成された溶接金属20の化学組成が上述の範囲内となれば、特に制限されない。溶接方法はたとえば、ティグ溶接(GTAW)、被覆アーク溶接(SMAW)、フラックス入りワイヤアーク溶接(FCAW)、ガスメタルアーク溶接(GMAW)、サブマージアーク溶接(SAW)である。
溶接材料を、たとえば、上述の母材10と同様に溶製してもよい。この場合、溶製された溶接材料を鋳造してインゴットにする。インゴットを熱間加工して溶接材料を製造する。熱間加工後の溶接材料に対して、さらに冷間加工を実施してもよい。また、溶接材料に対して周知の熱処理を実施してもよい。熱処理はたとえば、母材10と同様の溶体化処理である。熱処理は実施しなくてもよい。溶接材料は棒状であってもよいし、小さなブロック状であってもよい。
溶接工程において、母材10が鋼板の場合、たとえば、鋼板の端面又は側面に開先が形成される。母材10が鋼管である場合、鋼管の軸方向における管端部に開先が形成される。母材10が鋼管の場合、たとえば、周溶接を実施することにより、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1を形成する。なお、溶接工程において、溶接材料の化学組成と、母材10の希釈量とを調整することにより、上述の化学組成を有し、好ましくは、式(2)を満たす溶接金属20を調整可能である。
以上の製造工程により、本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1を製造できる。なお、本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1の製造方法は、上述の製造方法に限定されない。式(1)を満たす上記化学組成の母材10を用いて、溶接を実施することにより、上記化学組成の溶接金属20を備えた上述のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手1を製造できれば、他の方法により製造してもよい。
[オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造]
[母材の製造]
表1の化学組成を有する母材用の溶鋼を製造した。
[母材の製造]
表1の化学組成を有する母材用の溶鋼を製造した。
表1中の「F1」欄には、各鋼種のF1値が記入される。また、「化学組成」欄中の「その他」欄の元素記号及び元素記号に付された数値は、含有されている任意元素と、その含有量(質量%)とを意味する。たとえば、鋼種Aでは、その他の元素として、Vが0.10%含有していたことを示す。鋼種Kでは、その他の元素として、Vが0.15%含有しており、さらに、Caが0.002%含有していたことを示す。各鋼種の化学組成のうち、表1に記載の元素以外の残部は、Fe及び不純物であった。なお、表1中の「−」は、対応する元素が含有されていなかった(検出限界未満であった)ことを意味する。
溶鋼を用いて、外径120mm、30kgのインゴットを製造した。インゴットに対して熱間鍛造を実施して、厚さ40mmの鋼板とした。さらに、熱間圧延を実施して、厚さ15mmの鋼板とした。熱間圧延時の最終加工温度はいずれも1050℃以上であった。熱間圧延後の鋼板に対して、溶体化処理を実施した。いずれの鋼板においても、溶体化処理温度は1150℃であり、溶体化処理時間はいずれも10分であった。溶体化処理後の母材を水冷した。以上の製造工程により、厚さ15mm、幅50mm、長さ100mmの鋼板(母材)を製造した。
[溶接材料の製造]
表2に示す化学組成を有する鋼種V〜Zの化学組成を有する溶鋼を製造した。各鋼種の化学組成のうち、表2に記載の元素以外の残部は、Fe及び不純物であった。なお、表2中の「−」は、対応する元素が含有されていなかった(検出限界未満であった)ことを意味する。
表2に示す化学組成を有する鋼種V〜Zの化学組成を有する溶鋼を製造した。各鋼種の化学組成のうち、表2に記載の元素以外の残部は、Fe及び不純物であった。なお、表2中の「−」は、対応する元素が含有されていなかった(検出限界未満であった)ことを意味する。
溶鋼を用いて、外径120mm、30kgのインゴットを製造した。インゴットに対して、周知の方法で熱間鍛造及び熱間圧延、冷間圧延、及び、熱処理を実施して、外径1.2mmの溶接ワイヤ(溶接材料)を製造した。
[オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造]
表1の各鋼種の母材から、図6に示す板材を2枚、機械加工により作製した。図6において、「mm」が付属した数値は、母材である鋼板の寸法(単位はmm)を示す。鋼板は、長手方向に延びる側面に開先面を有した。開先面は、開先角度は30°であり、ルート厚さが1mmのV開先面であった。
表1の各鋼種の母材から、図6に示す板材を2枚、機械加工により作製した。図6において、「mm」が付属した数値は、母材である鋼板の寸法(単位はmm)を示す。鋼板は、長手方向に延びる側面に開先面を有した。開先面は、開先角度は30°であり、ルート厚さが1mmのV開先面であった。
図7に示すように、拘束板30を準備した。拘束板30は、厚さ25mm、幅200mm、長さ200mmであり、JIS G 3106(2008)に記載の「SM400C」に相当する化学組成を有した。
拘束板30上に、2枚の母材(板材)10を配置した。このとき2枚の母材10の開先面を互いに突き合わせた。2枚の母材10を配置した後、被覆アーク溶接棒を用いて、母材10の四周を拘束溶接した。被覆アーク溶接棒は、JIS Z 3224(2010)に規定の「ENiCrMo−3」に相当する化学組成を有した。
母材10の四周を拘束溶接した後、表2に示す化学組成を有する溶接ワイヤを用いて、多層溶接を実施した。具体的には、ティグ溶接(GTAW)を実施した。各溶接での入熱量は6〜18kJ/cmで調整した。ティグ溶接(GTAW)時には、100%Arガスをシールドガスに用いた。
以上の溶接により、母材10と、溶接金属20とを備えるオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手を製造した。溶接継手の溶接金属20の幅中央位置かつ厚さ中央位置での化学組成を分析した。溶接金属20の幅中央位置かつ厚さ中央位置での化学組成を表3に示す。
表3中の「F2」欄には、各試験番号の溶接金属のF2値が記入される。また、「化学組成」欄中の「その他」欄の元素記号及び元素記号の手前に付された数値は、含有されている任意元素と、その含有量(質量%)を意味する。たとえば、試験番号1では、その他の元素として、Vが0.04%含有していたことを示す。試験番号15では、その他の元素として、Wが0.6%含有しており、さらに、Taが0.06%含有していたことを示す。各鋼種の化学組成のうち、表3に記載の元素以外の残部は、Fe及び不純物であった。なお、表3中の「−」は、対応する元素が含有されていなかった(検出限界未満であった)ことを意味する。
[評価試験]
各試験番号のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手に対して、次の評価試験を実施した。
各試験番号のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手に対して、次の評価試験を実施した。
[溶接性評価試験]
表3に示す各試験番号の溶接継手の溶接金属の部分から、溶接線と直交する断面ミクロ組織観察用試験片を10個ずつ採取した。採取された試験片の表面を鏡面研磨し、エッチングした。エッチングされた試験片の表面を、200倍の光学顕微鏡を用いて観察した。そして、断面のうち、溶接金属内に高温割れが発生したか否かを目視により判断した。表4の「溶接性」欄に試験結果を示す。表4の「溶接性」欄において、「○」は10個の試験片のいずれにおいても溶接金属に割れが発生しなかったことを示す。「×」は10個の試験片の1個以上で、溶接金属に割れが発生したことを示す。
表3に示す各試験番号の溶接継手の溶接金属の部分から、溶接線と直交する断面ミクロ組織観察用試験片を10個ずつ採取した。採取された試験片の表面を鏡面研磨し、エッチングした。エッチングされた試験片の表面を、200倍の光学顕微鏡を用いて観察した。そして、断面のうち、溶接金属内に高温割れが発生したか否かを目視により判断した。表4の「溶接性」欄に試験結果を示す。表4の「溶接性」欄において、「○」は10個の試験片のいずれにおいても溶接金属に割れが発生しなかったことを示す。「×」は10個の試験片の1個以上で、溶接金属に割れが発生したことを示す。
[溶接金属の耐ポリチオン酸SCC性評価試験]
上述の溶接性評価試験で割れが発生しなかった溶接継手に対して、高温環境下での使用を想定して、600℃で5000時間の時効処理を実施した。時効処理後の溶接継手において、図8に示すとおり、領域Pを含み、厚さ2mm、幅10mm、長さ75mmの板状試験片40を作製した。試験片40の厚さ2mmは溶接金属厚さ方向Tの長さに相当し、試験片40の長さ75mmは、溶接金属幅方向Wに相当し、試験片40の幅10mmは、溶接金属延在方向Lに対応した。板状試験片の長さ75mmの中央位置に、溶接金属20の領域Pが位置するように、板状試験片を作製した。JIS G 0576(2001)「ステンレス鋼の応力腐食割れ試験方法」に準じて、耐ポリチオン酸SCC性評価試験を実施した。具体的には、試験片を、内側半径5mmのポンチ周りに曲げてUベンド形とした(湾曲部が溶接金属に相当)。Uベンド形の試験片を、Wackenroder溶液(蒸留水中にSO2ガスを吹き込んで作成したH2SO3飽和水溶液に多量のH2Sガスを吹き込んだ溶液)中に常温で100時間浸漬した。浸漬後の試験片に対して、試験片の溶接金属部分の割れ発生の有無を倍率500倍で顕微鏡観察して、割れの有無を確認した。
上述の溶接性評価試験で割れが発生しなかった溶接継手に対して、高温環境下での使用を想定して、600℃で5000時間の時効処理を実施した。時効処理後の溶接継手において、図8に示すとおり、領域Pを含み、厚さ2mm、幅10mm、長さ75mmの板状試験片40を作製した。試験片40の厚さ2mmは溶接金属厚さ方向Tの長さに相当し、試験片40の長さ75mmは、溶接金属幅方向Wに相当し、試験片40の幅10mmは、溶接金属延在方向Lに対応した。板状試験片の長さ75mmの中央位置に、溶接金属20の領域Pが位置するように、板状試験片を作製した。JIS G 0576(2001)「ステンレス鋼の応力腐食割れ試験方法」に準じて、耐ポリチオン酸SCC性評価試験を実施した。具体的には、試験片を、内側半径5mmのポンチ周りに曲げてUベンド形とした(湾曲部が溶接金属に相当)。Uベンド形の試験片を、Wackenroder溶液(蒸留水中にSO2ガスを吹き込んで作成したH2SO3飽和水溶液に多量のH2Sガスを吹き込んだ溶液)中に常温で100時間浸漬した。浸漬後の試験片に対して、試験片の溶接金属部分の割れ発生の有無を倍率500倍で顕微鏡観察して、割れの有無を確認した。
割れが確認されなかった場合、溶接金属の耐ポリチオン酸SCC性に優れると判断した(表4中の「溶接金属」欄の「耐ポリチオン酸SCC性」欄において「○」)。溶接金属に割れが1つでも確認された場合、溶接金属の耐ポリチオン酸SCC性が低いと判断した(表4中の「溶接金属」欄の「耐ポリチオン酸SCC性」欄において「×」)。
[溶接金属の耐ナフテン酸腐食性評価試験]
上述の溶接性評価試験で割れが発生しなかったオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手に対して、領域Pを含む溶接金属サンプルを採取した。溶接金属サンプルには、母材が含まれていなかった。
上述の溶接性評価試験で割れが発生しなかったオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手に対して、領域Pを含む溶接金属サンプルを採取した。溶接金属サンプルには、母材が含まれていなかった。
オートクレーブを用いて、窒素雰囲気中で135MPa、350℃の劣質原油中に溶接金属サンプルを48時間浸漬した。劣質原油は、ASTM D664−11aに規定される全酸価6に相当した。48時間が経過した後、溶接金属サンプルを取り出した。なお、腐食試験が進行するととともに劣質原油中の酸が消費されてTAN値(全酸化値)が低下するため、腐食試験片を浸漬した24時間後に、オートクレーブの排水口及び入水口を利用して、劣質原油を完全に新しいものに交換し、合計48時間の浸漬を実施した。
48時間経過後、オートクレーブから取り出した溶接金属サンプルには、強固に煤が付着していた。そこで、溶接金属サンプルに対してアルミナを用いたブラスト処理を5秒実施した後、板状試験片を、クエン酸アンモニウム溶液にて100℃、60分の条件で酸洗した。その後、アセトンを用いて、超音波洗浄を3分実施した。
試験前の溶接金属サンプルの質量と、超音波洗浄後の溶接金属サンプルの質量との差を腐食減量として算出した。さらに、板状試験片の表面積、比重、及び、試験時間から腐食速度(mm/y)を求めた。
腐食速度が1.50mm/y以下である場合、溶接金属の耐ナフテン酸腐食性に優れると判断した(表4中の「溶接金属」欄の「耐ナフテン酸腐食性」欄において「○」)。一方、腐食速度が1.50mm/yを超えた場合、溶接金属の耐ナフテン酸腐食性が低いと判断した(表4中の「溶接金属」欄の「耐ナフテン酸腐食性」欄で「×」)。
[溶接継手のクリープ強度試験]
上述の溶接性評価試験で割れが発生しなかった溶接継手に対して、JIS Z2271(2010)に準拠したクリープ破断試験片を作製した。クリープ破断試験片の軸方向に垂直な断面は円形であり、クリープ破断試験片の外径は6mmであり、平行部は30mmであった。クリープ破断試験片の平行部の軸方向は、図8における溶接金属20の溶接金属幅方向Wであって、平行部の中央位置に領域Pを含む溶接金属20が位置した。
上述の溶接性評価試験で割れが発生しなかった溶接継手に対して、JIS Z2271(2010)に準拠したクリープ破断試験片を作製した。クリープ破断試験片の軸方向に垂直な断面は円形であり、クリープ破断試験片の外径は6mmであり、平行部は30mmであった。クリープ破断試験片の平行部の軸方向は、図8における溶接金属20の溶接金属幅方向Wであって、平行部の中央位置に領域Pを含む溶接金属20が位置した。
作製されたクリープ破断試験片を用いて、JIS Z2271(2010)に準拠したクリープ破断試験を実施した。具体的には、クリープ破断試験片を750℃で加熱した後、クリープ破断試験を実施した。試験応力は45MPaとし、クリープ破断時間(時間)を求めた。
クリープ強度に関して、クリープ破断時間が10000時間以上の場合、溶接継手のクリープ強度に顕著に優れると判断した(表4中の「溶接継手」欄の「クリープ強度」欄で「◎」)。クリープ破断時間が3000時間以上10000時間未満の場合、溶接継手のクリープ強度に優れると判断した(表4中の「溶接継手」欄の「クリープ強度」欄で「○」)。クリープ破断強度が3000時間未満の場合、溶接継手のクリープ強度が低いと判断した(表4中の「溶接継手」欄の「クリープ強度」欄で「×」)。クリープ強度が、「○」、又は「◎」の場合、溶接継手において、十分なクリープ強度が得られたと判断した。
[母材の耐ポリチオン酸SCC性評価試験]
各試験番号の母材(鋼板)に対して、高温環境下での使用を想定して、600℃で5000時間の時効処理を実施した。この時効処理材から、厚み2mm、幅10mm、長さ75mmの板状試験片を採取した。JIS G 0576(2001)「ステンレス鋼の応力腐食割れ試験方法」に準じて、耐ポリチオン酸SCC性評価試験を実施した。具体的には、試験片を、内側半径5mmのポンチ周りに曲げてUベンド形とした。Uベンド形の試験片を、Wackenroder溶液(蒸留水中にSO2ガスを吹き込んで作成したH2SO3飽和水溶液に多量のH2Sガスを吹き込んだ溶液)中に常温で100時間浸漬した。浸漬後の試験片に対して、割れ発生の有無を倍率500倍で顕微鏡観察して、割れの有無を確認した。
各試験番号の母材(鋼板)に対して、高温環境下での使用を想定して、600℃で5000時間の時効処理を実施した。この時効処理材から、厚み2mm、幅10mm、長さ75mmの板状試験片を採取した。JIS G 0576(2001)「ステンレス鋼の応力腐食割れ試験方法」に準じて、耐ポリチオン酸SCC性評価試験を実施した。具体的には、試験片を、内側半径5mmのポンチ周りに曲げてUベンド形とした。Uベンド形の試験片を、Wackenroder溶液(蒸留水中にSO2ガスを吹き込んで作成したH2SO3飽和水溶液に多量のH2Sガスを吹き込んだ溶液)中に常温で100時間浸漬した。浸漬後の試験片に対して、割れ発生の有無を倍率500倍で顕微鏡観察して、割れの有無を確認した。
割れが確認されなかった場合、母材が耐ポリチオン酸SCC性に優れると判断した(表4中の「母材」欄の「耐ポリチオン酸SCC性」欄において「○」)。割れが1つでも確認された場合、母材の耐ポリチオン酸SCC性が低いと判断した(表4中の「母材」欄の「耐ポリチオン酸SCC性」欄において「×」)。
[母材の耐ナフテン酸腐食性評価試験]
各試験番号の母材(鋼板)に対して、3mm×25m×25mmの母材サンプルを採取した。母材サンプルには、溶接金属が含まれていなかった。
各試験番号の母材(鋼板)に対して、3mm×25m×25mmの母材サンプルを採取した。母材サンプルには、溶接金属が含まれていなかった。
オートクレーブを用いて、窒素雰囲気中で135MPa、350℃の劣質原油中に母材サンプルを48時間浸漬した。劣質原油は、ASTM D664−11aに規定される全酸価6に相当した。48時間が経過した後、母材サンプルを取り出した。なお、腐食試験が進行するととともに劣質原油中の酸が消費されてTAN値(全酸化値)が低下するため、腐食試験片を浸漬した24時間後に、オートクレーブの排水口及び入水口を利用して、劣質原油を完全に新しいものに交換し、合計48時間の浸漬を実施した。
48時間経過後、オートクレーブから取り出した母材サンプルには、強固に煤が付着していた。そこで、母材サンプルに対してアルミナを用いたブラスト処理を5秒実施した後、母材サンプルを、クエン酸アンモニウム溶液にて100℃、60分の条件で酸洗した。その後、アセトンを用いて、超音波洗浄を3分実施した。
試験前の母材サンプルの質量と、超音波洗浄後の母材サンプルの質量との差を腐食減量として算出した。さらに、母材サンプルの表面積、比重、及び、試験時間から腐食速度(mm/y)を求めた。
腐食速度が1.50mm/y以下である場合、母材の耐ナフテン酸腐食性に優れると判断した(表4中の「母材」欄の「耐ナフテン酸腐食性」欄において「○」)。一方、腐食速度が1.50mm/yを超えた場合、母材の耐ナフテン酸腐食性が低いと判断した(表4中の「母材」欄の「耐ナフテン酸腐食性」欄で「×」)。
[母材のクリープ延性試験]
各試験番号の溶接継手の母材(表1に示す鋼種A〜U5)に対して、JIS Z2271(2010)に準拠したクリープ破断試験片を作製した。クリープ破断試験片の軸方向に垂直な断面は円形であり、クリープ破断試験片の外径は6mmであり、平行部は30mmであった。
各試験番号の溶接継手の母材(表1に示す鋼種A〜U5)に対して、JIS Z2271(2010)に準拠したクリープ破断試験片を作製した。クリープ破断試験片の軸方向に垂直な断面は円形であり、クリープ破断試験片の外径は6mmであり、平行部は30mmであった。
作製されたクリープ破断試験片を用いて、JIS Z2271(2010)に準拠したクリープ破断試験を実施した。具体的には、クリープ破断試験片を750℃で加熱した後、クリープ破断試験を実施した。試験応力は45MPaとし、クリープ破断絞り(%)を求めた。
クリープ破断絞りが20.0%以上30.0%以下の場合、母材のクリープ延性が良好と判断した(表4中の「母材」欄の「クリープ延性」欄において「P」で表記)。クリープ破断絞りが30.0%を超え50.0%以下の場合、母材のクリープ延性が優れると判断した(表4中の「母材」欄の「クリープ延性」欄において「○」で表記)。さらに、クリープ破断絞りが50.0%を超える場合、母材のクリープ延性が顕著に優れると判断した(表4中の「母材」欄の「クリープ延性」欄において「◎」(Excellent)で表記)。クリープ破断絞りが20.0%未満の場合、母材のクリープ延性が低いと判断した(表4中の「母材」欄の「クリープ延性」欄において「×」)。クリープ破断絞りが、P、○、又は◎の場合、十分な母材のクリープ延性が得られたと判断した。
[高温時効後の靱性評価試験]
図9に示す位置から、領域Pを含むVノッチ試験片50を作製した。試験片50の幅を10mm、厚さを10mmとし、長さを55mmとした。試験片50の長さ中央位置に溶接金属20の領域Pが位置するように、試験片50を作製した。試験片50の長さ中央位置に、Vノッチを形成した。Vノッチ角度を45°とし、ノッチ深さを2mmとし、ノッチ底半径を0.25mmとした。各試験番号ごとに3つのVノッチ試験片50を作製した。試験片50に対して、700℃で3000時間保持する時効処理を実施した。3000時間保持後、試験片を放冷した。時効処理後の試験片に対して、JIS Z 2242(2005)に準拠したシャルピー衝撃試験を常温、大気中にて実施した。試験により得られた3つの衝撃値(J/cm2)の算術平均値を、その試験番号の高温時効処理後の衝撃値(J/cm2)と定義した。
図9に示す位置から、領域Pを含むVノッチ試験片50を作製した。試験片50の幅を10mm、厚さを10mmとし、長さを55mmとした。試験片50の長さ中央位置に溶接金属20の領域Pが位置するように、試験片50を作製した。試験片50の長さ中央位置に、Vノッチを形成した。Vノッチ角度を45°とし、ノッチ深さを2mmとし、ノッチ底半径を0.25mmとした。各試験番号ごとに3つのVノッチ試験片50を作製した。試験片50に対して、700℃で3000時間保持する時効処理を実施した。3000時間保持後、試験片を放冷した。時効処理後の試験片に対して、JIS Z 2242(2005)に準拠したシャルピー衝撃試験を常温、大気中にて実施した。試験により得られた3つの衝撃値(J/cm2)の算術平均値を、その試験番号の高温時効処理後の衝撃値(J/cm2)と定義した。
得られた衝撃値が20J/cm2以上であれば、高温時効後であっても溶接金属の靱性が高いと判断した(表4中の「溶接金属」欄の「高温時効後靱性」欄において「○」)。一方、衝撃値が20J/cm2未満であれば、高温時効後における溶接金属の靱性が低いと判断した(表4中の「溶接金属」欄の「高温時効後靱性」欄において「×」)。
[試験結果]
表4に試験結果を示す。なお、表4中の「−」については、試験を実施していないことを示す。試験番号1〜24では、母材の化学組成が適切であり、式(1)を満たした。さらに、溶接金属の化学組成が適切であった。そのため、溶接性評価試験において溶接金属に割れが確認されず、優れた溶接性を示した。さらに、溶接金属において、耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性に優れた。さらに、溶接継手のクリープ強度も高かった。さらに、これらの試験番号の母材において、耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性に優れた。さらに、母材のクリープ延性はいずれも良好であった。
表4に試験結果を示す。なお、表4中の「−」については、試験を実施していないことを示す。試験番号1〜24では、母材の化学組成が適切であり、式(1)を満たした。さらに、溶接金属の化学組成が適切であった。そのため、溶接性評価試験において溶接金属に割れが確認されず、優れた溶接性を示した。さらに、溶接金属において、耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性に優れた。さらに、溶接継手のクリープ強度も高かった。さらに、これらの試験番号の母材において、耐ポリチオン酸SCC性及び耐ナフテン酸腐食性に優れた。さらに、母材のクリープ延性はいずれも良好であった。
特に、試験番号1、6、9〜19及び22では、溶接金属中のB含有量が0.0030%以上であった。そのため、溶接継手において、特に優れたクリープ強度が得られた(表4の「溶接継手」欄の「クリープ強度」欄で「◎」)。
また、試験番号4、5、11、12、15、17及び19〜24では、母材の化学組成のMo含有量が1.00%以上であり、Cu含有量が1.7%以下であった。そのため、母材において特に優れたクリープ延性(表4の「母材」欄の「クリープ延性」欄で「◎」)が得られた。
さらに、試験番号1〜21では、溶接金属の化学組成において、F2が式(2)を満たした。そのため、溶接金属の化学組成において、F2が式(2)を満たさなかった試験番号22〜24と比較して、試験番号1〜21ではさらに、高温時効後の靱性に優れた。
一方、試験番号25、28及び30では、表2に示す溶接材料ZのNi含有量が低く、且つNbを含有していないため、溶接金属のNi含有量及びNb含有量が低すぎた。そのため、溶接金属において、耐ポリチオン酸SCC性が低かった。
試験番号26では、溶接金属の化学組成において、B含有量が高すぎた。そのため、溶接性評価試験において溶接金属に割れが確認され、溶接金属の溶接性が低かった。
試験番号27及び29では、溶接金属の化学組成において、Mo含有量が低すぎた。そのため、溶接金属において、耐ナフテン酸腐食性が低かった。
試験番号31及び32では、母材の化学組成において、F1が式(1)を満たさなかった。その結果、母材のクリープ延性が低かった。
試験番号33は、溶接金属のC含有量が高すぎた。そのため、溶接金属において、耐ポリチオン酸SCC性が低かった。さらに、母材のC含有量が高かったため、母材において、耐ポリチオン酸SCC性が低かった。さらに、母材のF1が式(1)を満たさなかった。そのため、母材のクリープ延性が低かった。
試験番号34では、溶接金属のMo含有量が低すぎた。そのため、溶接金属において、耐ナフテン酸腐食性が低かった。さらに母材の化学組成において、F1が式(1)を満たさなかった。その結果、母材のクリープ延性が低かった。
試験番号35では、母材のB含有量が低すぎた。そのため、母材のクリープ延性が低すぎた。
試験番号36では、母材のB含有量が高すぎ、その結果、溶接金属のB含有量が高すぎた。そのため、溶接性評価試験において溶接金属に割れが確認され、溶接性が低かった。
試験番号37では、母材のNb含有量が少なすぎた。その結果、母材の耐ポリチオン酸SCC性が低かった。
試験番号38では、母材のMo含有量が少なすぎた。その結果、母材の耐ナフテン酸腐食性が低かった。
以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
1 オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手
10 母材
20 溶接金属
30 拘束板
10 母材
20 溶接金属
30 拘束板
Claims (4)
- 母材と溶接金属とを備え、
前記母材の化学組成は、質量%で、
C:0.030%以下、
Si:0.10〜1.00%、
Mn:0.20〜2.00%、
P:0.040%以下、
S:0.010%以下、
Cr:16.0〜25.0%、
Ni:10.0〜30.0%、
Mo:0.10〜5.00%、
Nb:0.20〜1.00%、
N:0.050〜0.300%、
sol.Al:0.001〜0.100%、
B:0.0010〜0.0080%、
Cu:0〜5.00%、
W:0〜5.0%、
Co:0〜1.0%、
V:0〜1.00%、
Ta:0〜0.20%、
Hf:0〜0.20%、
Ca:0〜0.010%、
Mg:0〜0.010%、
希土類元素:0〜0.100%、及び、
残部がFe及び不純物からなり、
式(1)を満たし、
前記溶接金属において、
前記溶接金属の幅中央位置であって、かつ、厚さ中央位置での化学組成は、質量%で、
C:0.050%以下、
Si:0.01〜1.00%、
Mn:0.01〜3.00%、
P:0.030%以下、
S:0.015%以下、
Cr:15.0〜25.0%、
Ni:20.0〜70.0%、
Mo:1.30〜10.00%、
Nb:0.05〜3.00%、
N:0.150%以下、
B:0.0050%以下、
sol.Al:0〜1.000%、
Cu:0〜2.50%、
W:0〜1.0%、
Co:0〜15.0%、
V:0〜0.10%、
Ti:0〜0.50%、
Ta:0〜0.20%、
Ca:0〜0.010%、
Mg:0〜0.010%、
希土類元素:0〜0.100%、及び、
残部がFe及び不純物からなる、
オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手。
B+0.004−0.9C+0.017Mo2≧0 (1)
ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。 - 請求項1に記載のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手であって、
前記母材の前記化学組成は、
Cu:0.10〜5.00%、
W:0.1〜5.0%、
Co:0.1〜1.0%、
V:0.10〜1.00%、
Ta:0.01〜0.20%、
Hf:0.01〜0.20%、
Ca:0.001〜0.010%、
Mg:0.001〜0.010%、及び、
希土類元素:0.001〜0.100%からなる群から選択される1元素又は2元素以上、
を含有する、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手。 - 請求項1又は請求項2に記載のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手であって、
前記溶接金属の前記化学組成は、
sol.Al:0.001〜1.000%、
Cu:0.01〜2.50%、
W:0.1〜1.0%、
Co:0.1〜15.0%、
V:0.01〜0.10%、
Ti:0.01〜0.50%、
Ta:0.01〜0.20%、
Ca:0.001〜0.010%、
Mg:0.001〜0.010%、及び、
希土類元素:0.001〜0.100%からなる群から選択される1元素又は2元素以上、
を含有する、オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手であって、
前記溶接金属の前記化学組成は、式(2)を満たす、
オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手。
0.012Cr−0.005Ni+0.013Mo+0.023Nb+0.02Al−0.004Co≦0.176 (2)
ここで、式(2)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
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CN114929917B (zh) * | 2020-01-10 | 2023-11-03 | 日本制铁株式会社 | 奥氏体系不锈钢钢材 |
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CN112375994B (zh) * | 2020-11-10 | 2021-12-14 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种铁基变形高温合金强韧化的热处理工艺 |
CN112522619B (zh) * | 2020-11-26 | 2022-04-05 | 中国科学院金属研究所 | 一种耐浓硝酸腐蚀高强度奥氏体不锈钢及其制备方法 |
CN113510405B (zh) * | 2021-07-22 | 2023-03-17 | 内蒙古第一机械集团股份有限公司 | 一种用于焊接钛/钢异种材料的焊丝及其制作工艺 |
CN114086050B (zh) * | 2021-11-29 | 2022-07-29 | 沈阳工业大学 | 一种新型耐高温Cl-腐蚀的含氮低镍合金及制备方法 |
WO2023228979A1 (ja) * | 2022-05-24 | 2023-11-30 | 日本製鉄株式会社 | オーステナイト系ステンレス合金溶接継手、及び、オーステナイト系ステンレス合金溶接材料 |
CN115091077B (zh) * | 2022-08-25 | 2022-11-22 | 中国科学院金属研究所 | 一种耐液态铅铋腐蚀的奥氏体不锈钢焊丝 |
CN116396094B (zh) * | 2023-03-24 | 2024-03-01 | 中铝郑州有色金属研究院有限公司 | 一种铁酸镍基陶瓷惰性阳极与金属导电块的连接方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001107196A (ja) * | 1999-10-07 | 2001-04-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐溶接割れ性と耐硫酸腐食性に優れたオーステナイト鋼溶接継手およびその溶接材料 |
JP2012001749A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 高強度オーステナイト系耐熱鋼 |
JP2014005506A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | オーステナイト系ステンレス鋼 |
WO2017171050A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 新日鐵住金株式会社 | 溶接構造部材 |
WO2017175839A1 (ja) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
WO2018043565A1 (ja) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58125396A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-26 | Hitachi Ltd | オ−ステナイト系溶接構造物 |
JP2003166039A (ja) | 2001-04-25 | 2003-06-13 | Nippon Steel Corp | 鋭敏化特性、高温強度および耐食性に優れたオーステナイト系耐熱鋼とその製造方法 |
JP4946242B2 (ja) | 2006-07-27 | 2012-06-06 | 住友金属工業株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手及びオーステナイト系ステンレス鋼溶接材料 |
JP5218065B2 (ja) * | 2007-01-15 | 2013-06-26 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手およびオーステナイト系ステンレス鋼溶接材料 |
CA2698562C (en) * | 2007-10-04 | 2013-08-06 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Austenitic stainless steel |
JP4310664B1 (ja) * | 2008-01-25 | 2009-08-12 | 住友金属工業株式会社 | 溶接材料および溶接継手構造体 |
KR20110128924A (ko) * | 2009-03-27 | 2011-11-30 | 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드 | 오스테나이트계 스테인리스강 |
JP5088457B1 (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-05 | 住友金属工業株式会社 | 溶接材料および溶接継手 |
JP5212533B2 (ja) * | 2011-11-15 | 2013-06-19 | 新日鐵住金株式会社 | 継目無オーステナイト系耐熱合金管 |
CN109321822A (zh) * | 2012-10-30 | 2019-02-12 | 株式会社神户制钢所 | 奥氏体系不锈钢 |
CN106086625B (zh) * | 2012-11-22 | 2018-03-06 | Posco公司 | 用于埋弧焊接或气体金属电弧焊接的焊接材料 |
JP6241234B2 (ja) * | 2013-12-04 | 2017-12-06 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト系耐熱鋼用溶接材料ならびにそれを用いてなる溶接金属および溶接継手 |
JP6244938B2 (ja) * | 2014-01-24 | 2017-12-13 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手 |
WO2015129561A1 (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-03 | 新日鐵住金株式会社 | 溶接継手及び溶接継手の製造方法 |
JP5988008B2 (ja) * | 2014-09-19 | 2016-09-07 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼板 |
DE102015200881A1 (de) * | 2015-01-21 | 2016-07-21 | Schott Ag | Rohrförmiger Körper aus austenitischem Stahl sowie Solarreceiver |
KR102165108B1 (ko) * | 2016-03-23 | 2020-10-13 | 닛테츠 스테인레스 가부시키가이샤 | 내열성과 가공성이 우수한 배기 부품용 오스테나이트계 스테인리스 강판 및 터보 차저 부품과, 배기 부품용 오스테나이트계 스테인리스 강판의 제조 방법 |
JP6638552B2 (ja) * | 2016-05-09 | 2020-01-29 | 日本製鉄株式会社 | オーステナイト系耐熱鋼用溶接材料 |
CA3032772A1 (en) * | 2016-08-03 | 2018-02-08 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Austenitic stainless steel |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001107196A (ja) * | 1999-10-07 | 2001-04-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐溶接割れ性と耐硫酸腐食性に優れたオーステナイト鋼溶接継手およびその溶接材料 |
JP2012001749A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 高強度オーステナイト系耐熱鋼 |
JP2014005506A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | オーステナイト系ステンレス鋼 |
WO2017171050A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 新日鐵住金株式会社 | 溶接構造部材 |
WO2017175839A1 (ja) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
WO2018043565A1 (ja) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼 |
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