KR100621564B1 - 고압 수소 가스용 스테인레스강, 그 강으로 이루어지는 용기 및 기기 - Google Patents

고압 수소 가스용 스테인레스강, 그 강으로 이루어지는 용기 및 기기 Download PDF

Info

Publication number
KR100621564B1
KR100621564B1 KR1020047018652A KR20047018652A KR100621564B1 KR 100621564 B1 KR100621564 B1 KR 100621564B1 KR 1020047018652 A KR1020047018652 A KR 1020047018652A KR 20047018652 A KR20047018652 A KR 20047018652A KR 100621564 B1 KR100621564 B1 KR 100621564B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
less
following
mass
impurities
formula
Prior art date
Application number
KR1020047018652A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040111649A (ko
Inventor
이가라시마사아키
셈바히로유키
미야하라미츠오
오가와가즈히로
오무라도모히코
Original Assignee
수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드 filed Critical 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드
Publication of KR20040111649A publication Critical patent/KR20040111649A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100621564B1 publication Critical patent/KR100621564B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12951—Fe-base component
    • Y10T428/12972—Containing 0.01-1.7% carbon [i.e., steel]
    • Y10T428/12979—Containing more than 10% nonferrous elements [e.g., high alloy, stainless]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

고압 수소 가스 환경하에서 뛰어난 기계적 성질과 내식성을 갖고, 또한 내응력부식균열성도 뛰어난 고강도 스테인레스강 및 그 스테인레스강으로 제조된 고압 수소 가스용의 용기와 그 밖의 기기이다. 그 스테인레스강은, 질량%로, C : 0.02%이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22%를 초과해 30%까지, Ni : 17∼30%, V : 0.001∼1.0%, N : 0.10∼0.50% 및 Al : 0.10% 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하, Ti, Zr 및 Hf가 각각 0.01% 이하이고, 또한, Cr, Mn 및 N의 함유량이 하기의 (1)식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
5Cr + 3.4Mn ≤ 500N … (1)
이 스테인레스강은, Mo, W, Nb, Ta, B, Cu, Co, Mg, Ca, Ce, Y, Sm, Pr 및 Nd 중의 1종 이상을 더 포함할 수 있다.

Description

고압 수소 가스용 스테인레스강, 그 강으로 이루어지는 용기 및 기기{STAINLESS STEEL FOR HIGH-PRESSURE HYDROGEN GAS, AND CONTAINER AND DEVICE MADE OF SAME}
본 발명은, 고압 수소 가스 환경하에서 뛰어난 기계적 성질(강도·연성(延性))과 내식성을 갖고, 또한 해변 환경처럼 염소 이온이 존재하는 환경에서도 뛰어난 내응력부식균열성을 갖는 스테인레스강, 및 그 강으로 이루어지는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기에 관한 것이다. 이들 용기 등이란, 주로 자동차용 연료 전지 및 수소 가스 스탠드 등의 고압 수소 가스 환경하에 노출되는 구조 기기 부재, 특히 봄베, 배관, 밸브 등이다.
연료 전지 자동차는 수소와 산소를 연료로 하여 전기 동력을 얻기 때문에, 종래의 가솔린 자동차나 디젤 자동차처럼 이산화탄소(CO2)나 질소 산화물(NOx), 황산화물(SOx) 등의 유해 물질을 배출하지 않는 차세대의 크린 자동차로서 주목받아, 일본에서도 경제산업성(省)의 주도로 2020년까지 500만대의 도입이 계획되어 있다.
현재, 연료 전지 자동차에 관해서는, 연료의 수소를 어떻게 생성시키고, 또한 저장하는지가 실용화에 있어서 최대의 과제가 되고 있어, 여러가지 연구 개발이 진행되고 있다.
대표적인 방법으로서는, 수소 가스 봄베를 탑재하는 방법, 메탄올이나 가솔린을 차재(車載)의 개질기에서 개질하여 수소를 얻는 방법, 및 수소를 흡수시킨 수소흡장합금을 탑재하는 방법 등이 있다.
이들 방법에는 각각 일장일단이 있는데, 일본에서는 평성 14년(2002년) 12월에 수소 가스 봄베를 탑재한 연료 전지 자동차가 전세계에서 선구적으로 시판되어, 국토교통성(省)등의 공용차로서 이미 수 대가 사용되고 있다.
그러나, 현재의 연료 전지 자동차는, 최고 속도가 약 150km/h, 출력이 약 100마력으로 자가용차로서는 가솔린 자동차에 가까운 성능을 실현하고 있지만, 봄베 사이즈의 제약으로 항속 거리가 고작 300km여서, 이것이 보급의 장해가 되고 있다.
개질기를 탑재하여 메탄올이나 가솔린을 연료로서 사용하는 방법에는, 메탄올이 독성을 갖는 것, 또 가솔린에서는 탈황의 필요성이 있는 등의 문제에 더해, 현재로서는 고가의 촉매를 필요로 하는 데다 개질 효율이 불충분하기 때문에, 비용이 드는 데 비해서는 CO2의 배출 삭감 효과를 충분히 기대할 수 없는 등의 문제가 남아 있다.
수소흡장합금을 사용하는 방법에는, 수소흡장합금이 대단히 고가인 데다, 연료의 충전에 상당하는 수소의 흡수에 장시간을 요하는 것이나, 수소의 흡수-방출을 반복함으로써 수소흡장합금의 성능이 열화해 가는 등의 기술적 문제도 있어, 실용 화까지는 아직 시간을 요한다고 생각되고 있다.
이상과 같은 배경에서, 일본에서는 고압 가스 봄베를 탑재한 연료 전지 자동차의 개량과 저비용화에 의해, 차세대의 크린 자동차의 보급을 촉진하기 위해, 여러가지 연구개발이 가속되고 있지만, 그를 위해서는 이하와 같은 과제를 극복할 필요가 있다.
즉, 항속 거리의 연장, 보급에 필요한 수소 스테이션 등의 설비 환경의 정비, 및 수소에 관한 안전성 향상 기술의 개발 등이다.
항속 거리를, 예를 들면 500km까지 연장하기 위해서는, 차재 봄베에 수용하는 수소 가스의 압력을 현재의 35MPa에서 70MPa로 고압화하는 것이 필요하다고 시산되어 있다. 또, 기존의 가솔린 스탠드를 대신하는 수소 가스 스테이션이 필요해지는데, 여기서는 고압 수소 가스의 생성, 수송 및 저장과 신속한 충전(차에 대한 공급)이 필요해진다.
또, 수소 가스는 가연성이기 때문에, 그 취급에는 세심한 주의를 요하는데, 특히 50MPa를 넘는 초고압 수소 가스와 구조 기기 부재와의 상호 작용에 관해서는 불명확한 점도 많아, 기기의 안전 이용 기술의 확립이 강하게 요구되고 있다.
평성 14년(2002년)에 시판된 연료 전지 자동차의 고압 수소 가스 기기에는, 현재 그 건전성이 널리 인지되어 있는 기존의 오스테나이트계 스테인레스강(JIS SUS 316계 재료)이 사용되고 있다. 이것은, 35MPa 정도까지의 수소 가스 환경하에서는, 내수소취화(脆化)감수성이 다른 구조용 강, 예를 들면, JIS의 STS 480같은 탄소강이나 SUS 304계의 스테인레스강에 비해 양호한 것과, 가공성, 용접성 등이 뛰어나, 이용 기술이 확립되어 있기 때문이다.
그런데, 이 SUS 316을 가스압을 35MPa에서 70MPa로 높인 고압 수소 가스 배관용으로 사용하기 위해서는, 예를 들면, 종래의 외경 26.2mm, 내경 20mm(관 두께 3.1mm)의 배관을, 외경 34.7mm, 내경 20mm(관 두께 7.35mm)로 하지 않으면 안된다. 즉, 관의 두께는 2배 이상, 중량으로는 3배가 되지 않으면 강도적으로는 견딜 수 없다. 따라서, 차재 중량의 대폭 증가나, 가스 스테이션의 대형화를 피할 수 없어, 실용상의 중대한 장해가 된다.
오스테나이트계 스테인레스강은, 냉간 가공에 의해 강도가 상승하는 것이 알려져 있고, 드로잉, 추신(抽伸) 및 압연 등의 냉간 가공에 의해 고강도화하여 관 두께의 증대를 피하는 것이 가능하다.
그러나, 이들 냉간 가공에 의해 강화된 경우에는, 고강도는 얻어지지만, 연성 및 인성(靭性)의 저하가 현저하고, 또 가공에 기인하는 이방성이 문제가 된다. 이들에 더해, 냉간 가공된 오스테나이트계 스테인레스강은, 고압 수소 가스 환경하에서의 수소취화감수성이 현저히 증대하는 것이 명백해져, 고압 수소 가스의 취급상의 안전성을 고려하면, 냉간 가공에 의한 관의 고강도화는, 채용할 수 없는 것이 판명되었다.
오스테나이트계 스테인레스강의 강화 방법으로서는, 특개평 5-65601호 공보 및 특개평 7-188863호 공보에 의해, 질소(N)를 다량으로 고용(固溶)시키는, 소위 고용 강화법이 알려져 있다. 또, 특개평 5-98391호 공보에서는, 탄화물이나 질화물을 석출시키는 석출 강화법이 제안되어 있다. 그러나, 이들 종래 기술에 의한 강화법에서는 연성 및 인성의 저하가 불가피하고, 특히 인성의 이방성이 증대하여, 고압 수소 가스 환경하에서의 사용에 있어서는, 냉간 가공의 경우와 동일한 문제를 발생시킬 위험이 있다.
또한, 특개평 6-128699호 공보 및 특개평 7-26350호 공보에서는, N(질소)을 다량으로 첨가하여 내식성 향상을 노린 스테인레스강도 제안되어 있다. 그러나, 이것도 고압 수소 가스 환경에 대응할 수 있는 특성은 겸비하고 있지 않아, 상기와 같은 이유에 의해 안전성의 확보가 용이하지 않다.
수소 가스 스탠드는, 해변 지대에 설치되는 경우가 있다. 또, 자동차도 주행이나 보관시에는 염분을 포함한 환경에 노출되는 경우가 있다. 따라서, 수소 가스의 저장 용기 등의 재료에는, 염소 이온에 기인하는 응력부식균열의 염려가 없을 것도 요구된다.
스테인레스강의 내응력부식균열성을 개선하는 수단의 하나는, Cr 함유량을 높이는 것이다. 그러나, 단순히 Cr 함유량을 높이는 것만으로는, Cr 질화물이나 시그마상의 다량 석출을 초래하여, 고압 수소 가스용의 강재에 요구되는 특성을 가질 수 없다.
고압 수소용의 용기나 배관 및 이들에 부속하는 기기는, 용접하여 사용되는 경우가 많다. 그 용접 조인트에 있어서도, 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 조인트의 용접 금속에서는 용융 응고에 의해, 또 용접열 영향부에서는 용접열 사이클에 의해, 각각 강도 저하가 발생한다. 용접열 영향부의 강도 저하는, 용접 후에 적당한 열처리를 실시함으로써 방지할 수 있다. 그러나, 용접 금속은 조대(粗大)한 응 고 조직이기 때문에, 단순한 용접 후 열처리만으로는 강도의 개선을 할 수 없다.
본 발명의 제1 목적은, 고압 수소 가스 환경하에서 뛰어난 기계적 성질과 내식성을 가질 뿐만 아니라, 뛰어난 내응력부식균열성도 구비한 고강도 스테인레스강을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은, 상기의 스테인레스강으로 제조된 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그 밖의 기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3 목적은, 뛰어난 특성을 갖는 용접 조인트를 포함한 상기의 용기, 배관 및 그 밖의 기기를 제공하는 것이다.
먼저, 본 발명의 기초가 된 지견에 관해 설명한다.
본 발명자들은, 여러가지 재료에 대해, 고압 수소 가스 환경하에서의 기계적성질과 내식성에 미치는 재료의 화학 조성 및 금속 조직(미크로 조직)과의 관계에 관해 검토했다. 특히, 염소 이온을 포함하는 환경하에서의 내응력부식균열성의 개선을 의도하여, 22% 이상의 Cr을 함유하는 오스테나이트계 스테인레스강에 관해 검토했다. 그 결과, 다음과 같은 새로운 지견을 얻었다.
1) 종래의 Cr 함유량이 22%를 넘는 오스테나이트계 스테인레스강에서는, CrN, Cr2N이 석출하고, 또 시그마상이 다량으로 석출하여 연성 및 인성의 현저한 저하를 초래하고 있었다. 그러나, 이러한 강이라도, Mn, Ni, Cr 및 N의 적정 밸런스를 유지하면, 양호한 기계적 성질과 해변 지대에서 문제가 되는 염소 이온에 의 한 응력부식균열에 대해 뛰어난 내성을 갖기에 이른다.
2) 기존의 오스테나이트계 스테인레스강을 고강도화하기 위해서는, 일반적으로 알려진 바와 같이 N에 의한 고용 강화가 가장 유효하다. N 첨가량의 증가와 함께 강도는 향상하지만, 연성 및 인성이 저하하는 동시에, 그 이방성이 현저해진다. 그러나, Mn, Cr, Ni, C 등의 구성 원소의 종류와 함유량을 적정하게 조정함으로써, 이 연성 및 인성의 저하를 억제할 수 있고, 또한 이방성도 해소할 수 있다.
3) 기존의 오스테나이트계 스테인레스강에 고용 한도를 초과하는 N을 첨가하면, CrN, Cr2N 등의 Cr 질화물이 생성된다. 이들 질화물은, 미세하게 분산하고 있으면, 고강도화에 기여한다. 그러나, 조대한 질화물은, 연성 및 인성을 열화시킬 뿐 아니라, 수소취화감수성을 증대시킨다.
4) CrN, Cr2N 등의 질화물의 결정 구조가 육방정계이고, 오스테나이트 모상과의 정합성이 나쁘기 때문에, 용이하게 응집 조대화하기 때문이다. 그런데, Ni, Cr 등의 구성 원소의 종류 및 함유량을 조정한 강에, V를 더 첨가하면, Cr 질화물에도 V가 함유되게 된다. 그러한 질화물은, 육방정계인 채로 있어도, 오스테나이트 모상과의 정합성이 개선되어, 조대화하기 어려워진다. 또, V를 함유하는 Cr 질화물은, 적어도 일부가 입방정계의 질화물로 변화한다. 이 입방정계 질화물은, 모상과의 정합성이 양호하고, 미세하게 분산 석출시키는 것이 가능하다. 즉, 강중에 V가 함유되어 있으면, Cr 질화물은, 육방정계여도 미세하게 분산하게 되고, 또한 일부가 입방정계가 되면, 미세 분산이 한층 확실하게 된다.
5) 상기의 Cr 질화물의 결정 구조에 기인하는 분산 상태의 차이에 따라, 오스테나이트계 스테인레스강의 강도, 연성 및 인성, 나아가서는 내수소취화감수성이 현저하게 변화한다.
6) 일반적으로, 오스테나이트계 스테인레스강의 결정 입경을 미세화하면 내력이 증가하지만, 동시에 연성도 저하하는 것이 알려져 있다. 그러나, N 첨가와 Mn, Cr, Ni 및 C 등의 구성 원소의 종류 및 함유량을 조정한 강은, 고강도이고, 게다가 고연성의 강이 된다.
7) 모재에서는 고 Mn으로 하여 N의 용해도를 높인 뒤 적정량의 V와 N을 함유시켜, 또한 적정한 열처리를 실시함으로써 고강도가 얻어진다. 그러나, 상기와 같이 용접 조인트의 용접 금속은, 조대한 응고 조직이기 때문에, 단순히 용접 후 열처리를 실시해도 강도는 개선되지 않는다. 그런데, 용접 금속의 Nieq와 Creq와의 관계를 특정함으로써, 강도와 그 밖의 기계적 성질의 개선과 내수소취화특성의 개선이 가능해진다.
본 발명은, 이상의 지견을 기초로 하여 완성된 것이며, 그 요지는 하기 (1)의 스테인레스강 및 (2) 및 (3)의 용기 등에 있다. 또한, 이하의 기술에 있어서, 성분 함유량의 %는「질량%」를 의미한다.
(1) C : 0.02%이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22%를 초과해 30%까지, Ni : 17∼30%, V : 0.001∼1.0%, N : 0.10∼0.50% 및 Al : 0.10% 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하, Ti, Zr 및 Hf가 각각 0.01% 이하이고, 또한 Cr, Mn 및 N의 함유량이 하기의 (1)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 스테인레스강.
5Cr+3.4Mn ≤ 500N … (1)
단, 식중의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)이다.
이 스테인레스강은, 하기의 제1군 내지 제3군 중의 적어도 1군에서 선택한 적어도 1종의 원소를 포함할 수 있다.
제1군 원소 … Mo : 0.3∼3.0%, W : 0.3∼6.0%, Nb : 0.001∼0.20% 및 Ta : 0.001∼0.40%.
제2군 원소 … B : 0.0001∼0.020%, Cu : 0.3∼5.0% 및 Co : 0.3∼10.0%.
제3군 원소 … Mg : 0.0001∼0.0050%, Ca : 0.0001∼0.0050%, La : 0.0001∼0.20%, Ce : 0.0001∼0.20%, Y : 0.0001∼0.40%, Sm : 0.0001∼0.40%, Pr : 0.0001∼0.40% 및 Nd : 0.0001∼0.50%.
또, 이 스테인레스강은, 하기 (a)∼(d)의 조직 상태인 것이 바람직하다.
(a) 오스테나이트의 평균입경이 20㎛ 이하일 것,
(b) 0.5㎛ 이하의 미세 질화물이 0.01체적% 이상 분산 석출하고 있을 것,
(c) 상기의 0.5㎛ 이하의 미세 질화물이, 그 중에 V를 10질량% 이상 함유할 것,
(d) 상기의 0.5㎛ 이하의 미세 질화물의 결정 구조가 면심입방정일 것.
(2) 상기 (1)의 스테인레스강으로 이루어지는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
여기서, 용기란 봄베, 탱크 등의 저장 용기, 배관이란 이들 용기의 사이 또 는 용기와 다른 기기를 연결하는 관이고, 부속 기기란 밸브 등의 용기나 배관에 부속하는 것이다.
(3) 상기 (1)의 스테인레스강으로 제작되고, 그 용접 조인트의 용접 금속이, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni : 8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
-11 ≤ Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
또한, 상기 (3)식 및 (4)식 중의 원소 기호는 각 원소의 함유량(질량%)이다.
상기의 용접 금속은, 앞에서 기술한 제2군의 원소 및 제3군의 원소 중에서 선택한 적어도 1종의 원소를 포함하고 있어도 된다.
도 1은 본 발명의 강의 광학현미경 사진,
도 2는 본 발명의 강의 오스테나이트 모상에 석출한 미세 질화물의 분산 상태를 나타낸 전자현미경 사진,
도 3은 본 발명의 강의 0.5㎛ 이하의 미세 질화물과 그 화학 조성(조성은 메 탈 성분의 비율)을 나타낸 X선 스펙트럼도,
도 4는 본 발명의 강, 종래의 강 및 비교 강의 N 함유량과, 인장 강도(TS)와의 관계를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 강, 종래의 강 및 비교 강의 N 함유량과, 연성(신장(伸張))과의 관계를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 강, 종래 강 및 비교 강의 N 함유량과, 인성(샤르피(charpy) 흡수 에너지)과의 관계를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 강과 종래의 강 및 비교 강의 Pmcn2(5Cr+3.4Mn-500N)와, 인장 강도(TS)와의 관계를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 강과 종래의 강 및 비교 강의 Pmcn(5Cr+3.4Mn-500N)과, 인장 연성(신장)과의 관계를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 강과 종래의 강 및 비교 강의 인장 강도와, 연성(신장)과의 관계를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 강과 종래의 강의 「1/(평균입경)0.5」과 내력과의 관계를 나타낸 도면,
도 11은, 본 발명의 강과 종래의 강의 「1/(평균입경)0.5」과 신장과의 관계를 나타낸 도면,
도 12는 본 발명의 강의 0.5㎛ 이하의 미세 질화물의 양(체적%)과, 강도와의 관계를 나타낸 도면,
도 13은 본 발명의 강의 0.5㎛ 이하의 미세 질화물중의 V 농도(질화물중의 메탈 조성 ; 질량%)와, 강도와의 관계를 나타낸 도면,
도 14는 본 발명의 강의 질화물의 결정 구조와, 인성과의 관계를 나타낸 도면이다.
1. 본 발명의 스테인레스강
본 발명의 오스테나이트계 스테인레스강을 구성하는 성분의 작용 효과와 함유량의 한정 이유에 관해, 이하에 자세히 설명한다.
C : 0.02% 이하
본 발명의 강에서는, 고내식성, 특히 뛰어난 내응력부식균열성을 얻기 위해서 Cr 함유량을 많게 하고 있다. 이러한 고 Cr강에서는, M23C6형 탄화물(M은 Cr, Mo, Fe 등)의 생성 경향이 커서, 인성 저하가 일어나기 쉽다. 이 탄화물의 석출을 억제하기 위해서는, C는 0.02% 이하로 할 필요가 있다. 또한, C는 가능한한 적은 편이 좋지만, 극단적인 C 함유량의 저감은 정련(精鍊) 비용의 상승을 초래하기 때문에, 실용상 0.0001% 이상인 것이 바람직하다.
Si : 1.0% 이하
Si는, 어떤 종류의 환경에서의 내식성 향상에 유효한 원소로서 알려져 있으나, 다량으로 함유되면 Ni, Cr 등과 금속간 화합물을 형성하거나, 시그마상 등의 금속간 화합물의 생성을 조장하여, 열간 가공성을 현저하게 저하시키는 경우가 있 다. 그 때문에, Si의 함유량은 1.0% 이하로 했다. 더욱 바람직한 것은 0.5% 이하이다. 또한, Si는 적은 편이 좋지만, 정련 비용을 고려하면, 0.001% 이상인 것이 바람직하다.
Mn : 3∼30%
Mn은, 저렴한 오스테나이트 안정화 원소이다. 본 발명의 강에 있어서는 Cr, Ni, N 등과의 적정한 조합에 의해, 고강도화와 연성 및 인성의 향상에 기여한다. 그 때문에, Mn은 3% 이상 함유시키지만, 30%를 넘으면 열간 가공성이나 내후성이 저하하는 경우가 있으므로, 3∼30%가 적정 함유량이다. 또한, Mn의 더욱 바람직한 함유량은, 5∼22%이다.
Cr : 22%를 초과해 30%까지
Cr은 고압 수소 가스 환경하에서의 내식성 및 염소 이온을 포함한 환경에서의 내응력부식균열성을 향상시키는 원소로서, 필수적인 성분이다. 이들 효과를 얻기 위해서 22%를 초과하는 함유량이 필요하다. 그러나, 30%를 초과하면 연성 및 인성에 유해한 CrN, Cr2N 등의 질화물이나 M23C6형 탄화물이 다량으로 생성되기 쉬워진다. 따라서, Cr의 적정 함유량은, 22%를 초과해 30%까지이다.
Ni : 17∼30%
Ni는, 오스테나이트 안정화 원소로서 첨가되는데, 본 발명의 강에 있어서는 Cr, Mn, N 등과의 적정한 조합에 의해, 고강도화와 연성 및 인성의 향상에 기여한다. 특히 Cr 및 Mn의 함유량이 많은 경우는, Ni를 증가시켜 시그마상의 생성을 억 제할 필요가 있다. 그 때문에, Ni 함유량은 17% 이상으로 하는데, 30%를 넘으면 효과의 증대는 작고, 재료 비용의 상승을 초래하기 때문에, 17∼30%가 적정 함유량이다.
V : 0.001∼1.0%
V는, 본 발명의 강에 있어서는 육방정계의 Cr 질화물의 모상과의 정합성을 개선하여 그 조대화를 방지하고, 또 입방정계의 Cr 질화물의 생성을 촉진하여, 고 강도화와 연성 및 인성의 향상, 및 내수소취화성의 향상에 크게 기여한다. 그를 위해서는 0.001% 이상의 함유가 필요하다. 한편, 1.0%를 초과해도 효과의 증대는 작고 재료 비용을 상승시키기 때문에, 상한은 1.0%로 한다. 또한, 입방정계의 Cr 질화물의 생성량을 증대시키기 위해서 바람직한 V의 함유량은 0.05∼1.0%이고, 가장 바람직한 것은 0.1∼1.0%이다.
N : 0.10∼0.50%
N은, 가장 중요한 고용 강화 원소이고, Mn, Cr, Ni, C 등의 적정 함유량 범위 내에서 고강도화에 기여하는 동시에, 시그마상 등의 금속간 화합물의 생성을 억제하여, 인성의 향상에도 기여한다. 그를 위해서는 0.10% 이상의 함유가 필요하다. 그러나, 0.50%를 넘으면, CrN, Cr2N 등의 조대한 육방정계의 질화물의 생성이 불가피해지므로, 적정 함유량은 0.10∼0.50%이다. 단, 본 발명의 강에 있어서는 Mn, Cr 및 N의 밸런스가 하기 (1)식을 만족할 때, 고강도와 고연성을 가장 잘 양립시킬 수 있다. 또한, (1)식 중의 원소 기호는, 각각의 함유량(질량%)을 의미한다.
5Cr+3.4Mn ≤ 500N … (1)
상기의 (1)식의 Cr, Mn의 계수는 N의 고용 한도에 미치는 Cr와 Mn의 기여율, 및 시그마상의 생성 경향으로부터 얻어진 것이다.
Al : 0.10% 이하
Al은, 탈산제로서 중요한 원소이지만, 0.10%를 넘는 다량의 잔류는, 시그마상 등의 금속간 화합물 생성을 조장한다. 따라서, 본 발명이 의도하는 강도와 인성의 양립에 대해서는 바람직하지 않다. 또한, 탈산의 효과를 확실히 하기 위해서는 0.001% 이상의 함유가 바람직하다.
본 발명의 스테인레스강의 하나는, 이상에 기술한 성분 외에, 잔부가 Fe와 불순물로 이루어지는 것이다. 또한, 불순물중의 특정 원소의 규제에 관해서는 후술한다.
본 발명의 스테인레스강의 다른 하나는, 다음에 말하는 제1군 내지 제3군 중 적어도 1군 중에서 선택한 적어도 1종의 원소를 더 포함하는 것이다.
제1군에 속하는 원소는, Mo, W, Nb 및 Ta 이다. 이들은, 입방정계 질화물의 생성과 안정화를 촉구한다는 공통의 작용 효과를 갖는다. 각각의 함유량의 한정 이유는 이하와 같다.
Mo : 0.3∼3.0%, W : 0.3∼6.0%
Mo 및 W는, 입방정계 질화물을 안정시키는 작용을 갖고, 또 고용 강화 원소이기도 하므로, 필요에 따라 한쪽 또는 양쪽을 첨가한다. 각각, 0.3% 이상에서 그 효과가 있다. 그러나, 다량 첨가하면 오스테나이트가 불안정화하기 때문에, 이들 을 첨가하는 경우는, 그 함유량을 각각 0.3∼3.0% 및 0.3∼6.0%로 하는 것이 좋다.
Nb : 0.001∼0.20%, Ta : 0.001∼0.40%
Nb 및 Ta도, V와 마찬가지로 입방정계 질화물을 형성하기 때문에, 필요에 따라 한쪽 또는 양쪽을 첨가한다. 그 효과는 각각 0.001% 이상에서 현저해진다. 그러나, 다량 첨가하면 오스테나이트가 불안정화하기 때문에, 이들을 첨가하는 경우, 각각 0.20% 이하, 0.40% 이하로 한정하는 것이 좋다.
제2군에 속하는 원소는, B, Cu 및 Co이다. 이들은 본 발명의 강의 강도의 향상에 기여한다. 각각의 함유량의 한정 이유는 다음과 같다.
B : 0.0001∼0.020%
B는, 석출물의 미세화와 오스테나이트 결정 입경을 미세화하여, 강도를 올리기 위해서, 필요에 따라 첨가할 수 있다. 그 효과는 0.0001% 이상에서 발휘된다. 한편, 함유량이 과다해지면 저융점의 화합물을 형성하여 열간 가공성을 저하시키는 경우가 있으므로, 그 상한을 0.020%로 한다.
Cu : 0.3∼5.0, Co : 0.3∼10.0%
Cu 및 Co는, 오스테나이트 안정화 원소이다. 본 발명의 강에 있어서는 Mn, Ni, Cr 및 C와의 적정한 조합에 의해, 보다 고강도화에 기여하기 위해서, 한쪽 또는 양쪽을 필요에 따라 각각 0.3% 이상 함유시킬 수 있다. 그러나, 효과와 재료 비용의 균형을 생각해 함유량의 상한은 각각 5.0% 및 10.0%로 한다.
제3군에 속하는 것은, Mg, Ca, La, Ce, Y, Sm, Pr 및 Nd이다. 이들의 작용 효과와 함유량의 한정 이유는 하기와 같다.
Mg와 Ca 및 전이금속 중에서 La, Ce, Y, Sm, Pr 및 Nd는, 본 발명의 강의 성분 범위 내에서는 주조시의 응고균열을 방지하는 작용과, 장시간 사용 후의 수소취화에 의한 연성 저하를 저감하는 효과를 갖는다. 따라서, 필요에 따라 1종 이상을 함유시켜도 된다. 각각, 0.0001% 이상에서 효과가 발현한다. 단, 함유량이 너무 많으면, 어느 것이나 열간 가공성을 저하시키기 때문에, 상한은 Mg와 Ca에서 각각 0.0050%, La와 Ce에서 각각 0.20%, Y, Sm 및 Pr에서 각각 0.40%, Nd에서 0.50%로 한다.
다음에 불순물의 규제에 관해 설명한다. 본 발명의 스테인레스강에서는, 불순물 중의 P, S, Ti, Zr 및 Hf를 각각 하기와 같이 규제한다.
P : 0.030% 이하, S : 0.005% 이하
P 및 S는, 모두 강의 인성 등에 악영향을 미치는 원소이다. 따라서, 가급적 적은 편이 좋지만, 각각 0.030% 이하, 0.005% 이하이면, 본 발명의 강의 특성에 현저한 열화는 보이지 않는다.
Ti, Zr, Hf : 각각 0.01% 이하
Ti, Zr 및 Hf는, V와 마찬가지로 입방정계 질화물을 형성하는데, V에 우선하여 고온역으로부터 질화물을 생성하기 때문에, V계 질화물의 생성을 저해한다. 게다가, Ti, Zr 및 Hf의 질화물은, 오스테나이트 모상과의 정합성이 양호하지 않기 때문에, 그 자체가 응집 조대화하기 쉬워, 강도 향상의 효과가 부족하다. 그 때문에, 본 발명의 강에서는 이들의 함유량을 각각 0.01% 이하로 제한한다.
5Cr+3.4Mn ≤ 500N
Cr, Mn 및 N의 함유량이 상기의 식((1)식)을 만족할 필요가 있는 것은, 후술하는 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 식 (1)이 만족될 때, 즉 Pmcn2 ≤ 0일 때, 강의 인장 강도가 높고, 게다가 신장이 커지기 때문이다. 또한, 도 7 및 도 8의 가로축의 Pmcn2는「5Cr+3.4Mn-500N」이다.
본 발명의 스테인레스강은, 열간 가공인 채로, 또는 700∼1200℃에서 1회 이상의 열처리를 실시하여 사용된다. 열간 가공의 가열 온도나 가공 후의 냉각 조건에 따라서, 열간 가공인 채로도 하기의 바람직한 조직 상태가 얻어진다. 열간 가공 후에, 또는 열간 가공 후 더 여러가지 가공을 거친 뒤, 상기의 열처리를 실시하면, 보다 확실히 하기의 바람직한 조직 상태가 된다.
본 발명의 오스테나이트 스텐레스강은, 하기의 조직 상태인 것이 바람직하다.
(a) 오스테나이트의 평균입경이 20㎛ 이하일 것:
일반적으로, 결정 입경이 작아지면 강도, 특히 항복강도(0.2% 내력)가 상승하나, 반대로 연성과 인성은 저하한다. 그러나, 후술하는 도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 강의 성분 범위 내에서는 오스테나이트 입경이 20㎛ 이하이면, 필요한 신장과 인성을 확보한 후, 높은 강도를 갖게 할 수 있다. 또한, 평균입경이란, JIS G 0551에 규정되는 입도(粒度) 측정법에 의해 얻어지는 결정입경의 평균치를 의미한다.
(b) 0.5㎛ 이하의 미세 질화물이 0.01체적% 이상 분산하고 있을 것 :
SUS310계의 23∼25%의 Cr을 함유하는 종래의 고 Cr 오스테나이트계 스테인 레스강에 N을 다량 첨가해 가면, CrN, Cr2N 등의 질화물이 생성된다. 이들 질화물은, 0.5㎛ 이하의 미세한 상태로 석출하고 있는 경우에는, 강의 고강도화에 기여한다. 그러나, 상기와 같이, 단순히 N을 다량 첨가했을 뿐인 강에 생성되는 Cr 질화물은, 육방정이기 때문에 오스테나이트 모상과의 정합성이 좋지 않아서, 응집 조대화하기 쉽고, 조대화하면 연성과 인성의 저하 원인이 된다.
상기의 정합성이란, 질화물과 오스테나이트와의 결정 구조와 격자정수의 차에 기인하는 양자의 매칭성이고, 동일 구조에서 동일 격자정수일 때, 가장 정합성이 양호해진다. 따라서, 본 발명의 강에 있어서는, 질화물을 이용하는 경우에는, 0.5㎛ 이하의 미세한 상태의 질화물을 0.01체적% 이상 분산 석출시키는 것이 바람직하다.
또한, 여기서 질화물의 사이즈는, 질화물의 절단면의 형상을 등가 원으로 환산한 경우의 최대 직경으로 평가한다.
(c) 0.5㎛ 이하의 미세 질화물이, 그 중에 V를 10질량% 이상 함유하고 있을 것 :
종래의 고 Cr 오스테나이트계 스테인레스강에 N을 다량 첨가한 경우에는, 통상, CrN, Cr2N의 질화물이 가장 안정적으로 존재하지만, 오스테나이트 모상과의 정합성이 양호하지 않기 때문에, 응집 조대화하기 쉽다. 그런데, 그 질화물중에 V가 고용되어 가면, 가령 Cr 질화물이 육방정계인 채라 해도, 질화물의 격자정수가 서서히 변화하여, 오스테나이트 모상과의 정합성이 개선되어, 강도 및 인성의 향상에 기여한다. 그를 위해서는 질화물중에 V가 10질량% 이상 함유되어 있는 것이 바람직하다.
(d) 0.5㎛ 이하의 미세 질화물의 결정 구조가 면심입방정일 것.
질화물의 결정 구조가 오스테나이트 모상과 같은 면심입방정인 경우, 질화물은 오스테나이트 모상과 정합 석출하여, 응집 조대화하기 어려워진다. 그 때문에, Cr 질화물의 적어도 일부는, 그 결정 구조가 면심입방정인 것이 바람직하다.
실시예에도 나타낸 바와 같이, 본 발명의 오스테나이트계 스테인레스강은, 고강도이면서 연성 및 인성도 뛰어나다. 더구나, 고압 수소 환경하에서도 수소취화감수성이 작다. 따라서, 이 강은 고압 수소용의 용기, 배관 및 이들의 부속 기기의 재료로서 대단히 유용하다. 또한, 고압 수소 가스란, 50MPa 이상의 압력, 특히 70MPa 이상의 압력의 수소 가스를 의미한다.
2. 본 발명의 용기 등
본 발명의 용기 등은, 상기의 스테인레스강으로 제작된 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 이들의 부속 기기이다. 그 용기 등이 용접 조인트를 포함하는 경우에는, 그 용접 금속은, 상기의 화학 조성을 갖는 것이 바람직하다. 이하, 용접 조인트를 특징짓는 용접 금속의 성분에 관해 설명한다.
C : 0.02% 이하
C가 0.02%를 초과하면 탄화물을 형성하여 용접 금속의 연성 및 인성의 저하가 커진다. 따라서, C는 0.02% 이하로 적을수록 바람직하다.
Si : 1.0% 이하
Si는, 탈산 원소로서 필요한 원소이지만, 용접 금속에서는 금속간 화합물을 발생시켜 인성을 열화시키기 때문에, 그 함유량은 1.0% 이하로 적은 편이 좋다. 바람직한 Si의 함유량은 0.5% 이하, 더욱 바람직한 것은 0.2% 이하이다. 하한은 불순물량이면 된다.
Mn : 3∼30%
Mn은, N의 용해도를 높여 용접중의 N의 이탈을 억제하는 원소로서 유효하다. 그 효과를 얻기 위해서 3% 이상으로 한다. 한편, 용접 재료를 제조함에 있어서, 선재로 가공할 때의 열간 가공성면에서는 낮은 편이 좋기 때문에 상한은 30%로 한다. 보다 바람직한 상한은 25%이다.
Cr : 22%를 초과해 30%까지
Cr은, 고압 가스 환경하에서의 내식성을 향상시키고, 또한 내응력부식균열성을 확보하기 위해서 필요한 원소이다. 그 효과를 얻기 위해서 용접 금속에 있어서도 22%를 초과하는 함유가 필요하다. 그러나, Cr이 과잉이 되면 인성, 가공성과 같은 기계적 성질을 손상하게 되므로, 30%를 상한치로 한다.
Ni : 8∼30%
Ni는, 용접 금속의 오스테나이트상의 안정화에 필요한 원소이고, 그 효과를 발휘시키기 위해서는, 8% 이상 필요하다. 그러나, 효과면에서는 30%로 충분하고, 그것을 초과해 함유시키는 것은 용접 재료의 가격 상승을 초래하기 때문에 바람직하지 않다.
V : 0.001∼1.0%
V는, 용접 금속중에서는, Nieq과 Creq가 상기 (2)식을 만족하는 상태에서 다음과 같은 작용 효과를 갖는다. 즉, (2)식을 만족하는 범위에서는, 용접 금속의 응고 모드가 초기결정 δ 페라이트상이 되고, 응고 중기 이후부터 공정(共晶) 반응에 의해 오스테나이트상이 되는 경우에는, V의 잔존 액상중에 대한 농화(濃化)가 억제되기 때문에, 초기결정 덴드라이트 수지(樹枝) 사이에 V가 편석하는 일이 없어진다. 그 결과, V는 응고 과정에서 효율적으로 N과 결합되어 미세한 VN을 형성한다. 이에 의해 인성 열화를 억제하는 것이 가능해진다. 그 효과는, 0.001% 이상에서 현저해지지만, 1.0%를 초과해 과잉으로 존재해도 그 효과는 포화하여, 비용면의 불리만이 현저해진다.
Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0
Mo 및 W는, 용접 금속의 강도 및 내식성의 향상에 유효한 원소이고, 필요에 따라 첨가된다. 과잉으로 첨가하면 편석하여 연성의 저하를 초래하기 때문에, 첨가하는 경우의 함유량의 상한을 Mo는 3.0%, W는 6.0%로 한다.
N : 0.1∼0.5%
N은, 용접 금속의 강도 확보를 위해 필요하다. N은 용접 금속중에 고용하여 강화에 기여하는 동시에, V와 결합하여 미세한 질화물을 형성하여 석출 강화에도 기여한다. 0.1% 미만에서는 이들 효과가 작다. 한편, N의 과잉 첨가는 블로우홀 등의 용접 결함을 초래하기 때문에, 그 함유량의 상한을 0.5%로 한다.
Al : 0.1% 이하
Al은, 탈산 원소로서 유효한 원소이지만, N과 결합하여 질화물을 형성하여, N 첨가의 효과를 감쇄한다. 따라서, Al의 함유량은 0.1% 이하로 억제하는 것이 좋다. 바람직한 함유량은 0.05% 이하, 더욱 바람직한 것은 0.02% 이하이다.
Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%
이들 원소는, 용접 금속의 응고 과정에서 미세한 질화물을 형성하여, 강도 향상에 기여하기 때문에 필요에 따라 첨가한다. 그러나, 과잉 첨가는, 조대한 질화물의 형성을 초래하여 강도 향상에 기여하지 않을 뿐만 아니라, 인성을 손상한다. 따라서, 첨가하는 경우, 각각 0.01% 이하의 함유량으로 하는 것이 좋다. 또한, 첨가하는 경우는, 각각 0.001% 이상의 함유량으로 하는 것이 바람직하다.
P : 0.030% 이하
P는, 용접 금속의 인성을 열화시키는 바람직하지 못한 불순물이다. 0.030% 이하로 가능한한 적은 편이 좋다.
S : 0.005% 이하
S는, 용접 금속의 입계에 편석하여 결정립의 결합력을 약하게 하여, 용접성을 열화시키는 대단히 유해한 원소이므로, 상한의 규제가 필요하다. 0.005% 이하로 가능한한 적은 편이 좋다.
용접 금속은, (2)식으로 정해지는 조건을 만족할 필요가 있다. (2)식이란 하기의 식이다.
11≤ Nieq-1.1×Creq ≤- 8 … (2)
단, Nieq= Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
이다.
먼저, Nieq-1.1×Creq ≤ -8이면, V의 응고 편석이 완화되어, 용접 후 열처리만으로 VN의 미세 석출이 가능해진다. 이것은, 응고 모드를 초기결정 δ 페라이트상으로 하고, 응고 중기 이후부터 공정 반응에 의해 오스테나이트상으로 함으로써, V가 잔존 액상중에 농화하여, 덴드라이트 수지 사이에 V가 편석하는 것을 방지하기 때문이다.
한편, 용접 금속의 저온 인성과 내수소취화 특성은, -11 ≤ Nieq-1.1×Creq로 함으로써 개선된다. 이 조건을 만족하면, 용접 금속의 응고 냉각 후의 상온에서의 수소균열감수성이 작아지고, 또한 저온에서는 취약한 δ 페라이트의 양을 억제함으로서, 뛰어난 저온 인성을 확보할 수 있다.
상기의 용접 금속은, 앞에서 말한 제2군의 원소 및 제3군의 원소 중에서 선택한 적어도 1종의 원소를 포함하고 있어도 된다. 이들 원소의 작용 효과 및 함유량의 한정 이유는, 본 발명의 스테인레스강에서의 경우와 같다.
본 발명의 용기 등의 용접 조인트에서는, 모재와 용접 재료가 혼합 용융한 결과 얻어진 용접 금속의 조성이 상술한 요건을 만족하고 있으면 된다. 실제로는, 사용하는 모재의 조성에 따라 용접 재료를 선택할 필요가 있지만, 용접 금속의 조성에 있어서의 모재 조성의 비율로서 정의되는 모재 희석률은, 용접법에 의해 정해지고, TIG 및 MIG 용접에서는 5∼30%정도, 서브머지 아크 용접에서는 40∼60% 정도이다. 따라서, 모재의 조성이 결정되면, 상정되는 모재 희석률의 범위에서 용접 금속 조성이 상기의 범위 내가 되도록 계산하여 용접 재료의 조성을 선정할 수 있 다. 용접 후에는, 550∼700℃에서 30∼100시간 정도의 시효 열처리를 행함으로써 인장 강도 800MPa 이상의 고강도의 용접 조인트가 얻어진다.
(실시예)
실시예에 의해 본 발명의 효과를 구체적으로 설명한다.
(실시예 1)
표 1에 본 발명의 오스테나이트 스테인레스강, 표 2에 종래의 강 및 비교 강의 화학 조성(질량%)을 나타낸다. 또한, 각 화학 조성이 (1)식을 만족하는지 여부를 나타내기 위해서, 「Pmcn2 = 5Cr+3.4Mn-500N」의 값을 병기했다. Pmcn2 ≤ 0인 경우는, (1)식, 즉 5Cr+3.4Mn ≤ 500N을 만족하게 된다.
표 1 및 표 2에 나타낸 조성의 강을 150kg 진공유도 용해로를 사용하여 용해하여, 조괴(造塊)하고, 이어서 1200℃에서 4시간 균열(均熱)한 후, 1000℃ 이상으로 열간 단조(鍛造)하여, 두께 25mm, 폭 100mm의 판형상으로 했다. 그 후, 1000℃에서 1시간 가열 유지한 뒤에 수냉하는 고용화 처리를 실시하여, 공시재(供試材)로 했다.
도 1은, 본 발명의 강(표 1의 No.3의 강)의 광학현미경 사진이다.
도 2는, 본 발명의 강(표 1의 No.6의 강)의 오스테나이트 모상에 석출한 미세 질화물의 분산 상태를 나타낸 전자현미경 사진이다.
도 3은, 본 발명의 강(표 1의 No.6의 강)의 0.5㎛ 이하의 미세 질화물과 그 화학 조성(조성은 메탈 성분의 비율)을 나타낸 X선 스펙트럼도이다.
본 발명의 강은, 어느것이나 도 1에 나타낸 것 같은 오스테나이트 단상 조 직, 또는 도 2에 나타낸 오스테나이트 모상에 질화물(도면중의 검은 점)이 분산 석출한 조직이었다. 그리고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 그 질화물의 메탈 조성중의 10질량% 이상은 V였다.
상기의 판형상 공시재로부터 직경 : 4mm, GL : 20mm의 인장 시험편과, 직경 : 2.54mm, GL : 30mm의 수소 가스 환경하 인장 시험편, 10mm×10mm×55mm -2 V 노치 부착 샤르피 충격 시험편 및 2mm×10mm×75mm -0.25 U노치 부착 4점 굽힘 응력부식균열 시험편을 잘라내어, 인장 시험은 실온에서, 샤르피 충격 시험은 0℃에서 실시하고, 수소 가스 환경하 인장 시험은 실온에서 75MPa의 고압 수소 가스 환경하에서 왜곡 속도 10-4/s에서 실시하여, 종래의 강 및 비교 강과의 성능 대비를 행했다.
응력부식균열 시험은, 90℃의 인공해수 포화증기중에서 1.0σy의 응력 부하에 의해 72시간 침지하여 행하여, 균열의 유무를 판정했다. 결과를 표 3, 표 4 및 도 4∼도 11에 나타낸다.
(표 1)
Figure 112004053639857-pct00001
(표 2)
Figure 112004053639857-pct00002
(표 3)
Figure 112004053639857-pct00003
(표 4)
Figure 112004053639857-pct00004
No.1∼20의 본 발명의 강은, 실온에서 TS(인장 강도)가 1GPa 이상, YS(내력)이 600MPa 이상, 신장이 30% 이상이다. 인성(vE0 : 흡수 에너지)도 50J 이상으로, 대단히 고강도, 또한 고연성, 고인성이다. 또한, 수소 가스 환경하에서의 인장 시험의 연성으로 평가한 수소취화감수성도 대단히 낮다. 또한 내응력부식균열성도 양호하다.
한편, No. G∼Y의 비교 강은, 적어도 하나의 성분의 함유량, 또는 Pmcn2의 값이 본 발명에서 규정하는 범위에서 벗어나 있다. 이들은, 본 발명의 강에 비해 강도, 연성, 인성, 내수소취화 중 어느 것인가가 양호하지 않다.
도 4 내지 도 6에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 강, 종래의 강 및 비교 강에 있어서 강도는 N 첨가량과 함께 거의 일의(一義)적으로 증대하지만, 연성(신장) 및 인성(흡수 에너지)은, 본 발명의 강 쪽이 현저하게 뛰어나다. 또한, 도 7에 나타낸 Pmcn2와 인장 강도와의 관계, 및 도 8에 나타낸 Pmcn2와 신장과의 관계로부터, Pmcn2가 0(제로) 이하, 즉, (1)식을 만족하는 경우에 높은 강도와 뛰어난 연성이 얻어지는 것이 명백하다. 이 사실은, 도 9에 나타낸 강도와 연성(신장)의 관계로부터도 명백하다.
도 10 및 도 11은, 본 발명의 강의 No.1과 종래의 강의 No.A를 사용하여, 열간 가공 후의 고용화 처리 온도를 950℃ 내지 1100℃의 범위에서 변화시켜, 오스테나이트 입경과 내력 및 연성(신장)의 관계를 비교한 것이다. 본 발명의 강에서는 세립화에 따라 내력은 향상하고, 연성(신장)은 그다지 저하하지 않고, 평균입경 20㎛ 이상인 경우는 내력 800MPa 이상의 초고강도가 얻어지고 있다. 한편, 종래의 강에서는 세립화에 의해 고강도화하지만, 연성의 저하가 현저하다.
도 12∼도 14는, 본 발명의 강의 No.6을 사용하여, 1100℃에서 1시간 가열한 뒤에 수냉하는 고용화 처리를 실시한 후, 700℃ 내지 1100℃의 온도에서 2시간의 열처리를 행하여, 석출한 질화물의 결정 구조, 0.5㎛ 이하의 미세 질화물의 양(체적%) 및 V 농도(질화물중의 메탈 조성; 질량%)를 측정하고, 또한 강도(인장 강도 : TS)와 인성(흡수 에너지 : vE0)의 비교를 행한 결과를 나타낸 것이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에서 규정하는 조직으로 함으로써, 강도, 인성의 어느 하나를 한층 향상시키는 것이 가능하다.
(실시예 2)
표 5에 나타낸 화학 조성의 모재(M1및 M2)를, 50kg 진공 고주파로에서 용해한 후, 단조에 의해 25mm 두께의 판재로 하여, 1000℃에서 1시간 유지하여 수냉하는 열처리를 실시하여 공시재로 했다. 또 마찬가지로 표 5에 나타낸 화학 조성의 W1, W2, Y1 및 Y2의 합금을, 50kg 진공 고주파로에서 용해한 후, 외경 2mm의 선재로 가공하여 용접 재료로 했다. 용접성을 평가하기 위해서, 이하에 나타낸 요령으로 용접 조인트를 제작하여 평가 시험을 실시했다.
두께 25mm, 폭 100mm, 길이 200mm의 판재에 편측 20도의 V홈을 형성하고, 같은 성분의 판재를 맞대어, 표 5에 나타낸 용접 재료를 표 6 및 표 7에 나타낸 바와 같이 모재와 조합하여, 홈 내에 TIG 용접으로 다층 용접하여 용접 조인트를 제작했다. 용접 조건은, 용접 전류 130A, 용접 전압 12V, 용접 속도 15cm/min으로 했다.
상기의 용접 조인트로부터, 외경 6mm, 길이 30mm의 평행부를 갖고, 그 평행부의 중앙에 용접 금속을 갖는 인장 시험편, 및 외경 2.54mm, 길이 30mm의 평행부를 갖고, 그 평행부의 중앙에 용접 금속을 갖는 수소 가스 환경하에서의 인장 시험편을, 각각 용접선과 직교하는 방향으로 채취했다. 또, 용접 금속 중앙에 깊이 2mm의 V 노치를 갖는 10 ×10 ×55mm의 샤르피 충격 시험편을 용접선과 직교 방향 으로 채취했다.
상온에서 인장 시험, -60℃에서 샤르피 충격 시험을 각각 실시하여, 용접 조인트의 강도 및 인성을 평가했다. 또, 수소 가스 환경하에서의 인장 시험은, 상온에서 75MPa의 고압 수소 가스 환경에서 왜곡 속도 10-4로 실시했다.
결과의 평가에 관해서는, 인장 강도가 800MPa, 인성은 샤르피 흡수 에너지가 20J 이상, 내수소취화 특성은 수소 가스 환경하와 대기중에서의 인장 시험시의 파단 신장의 비가 0.8 이상을 양호(○표시)하다고 판단하여 표 7에 나타냈다.
(표 5)
Figure 112004053639857-pct00005
(표 6)
Figure 112004053639857-pct00006

(표 7)
Figure 112004053639857-pct00007
표 7로부터 명백한 바와 같이, 용접 금속이 본 발명의 요건을 만족하고 있는 조인트인 A1부터 A4까지에서는, 인장 강도, 인성 및 샤르피 흡수 에너지가 모두 상기의 기준을 상회하고 있다. 또, 내수소취화 특성은 수소 가스 환경하와 대기중에서의 인장 시험시의 파단 신장의 비가 0.8 이상이었다. 즉, 이들 조인트는, 고강도이면서 뛰어난 인성과 내수소취화 특성을 나타내고 있다.
이에 대해, 각 원소 개개의 함유량이 본 발명에서 정하는 범위 내에 있더라도, 상기의 (2)식을 만족하지 않는 B1과 B2에서는, 가장 중요한 응고의 후기 단계에서, 액상중으로부터 다른 응고핵을 형성하여, 그것을 중심으로 다른 고상이 성장하기 때문에, 결과적으로 고강도이기는 해도 뛰어난 인성과 내수소취화 특성은 얻어지지 않았다.
본 발명의 오스테나이트계 스테인레스강은, 뛰어난 기계적 성질과 내식성(내수소균열성)을 갖고, 또한 내응력부식균열성도 뛰어난 강이다. 이 강은, 고압 수소 가스를 취급하는 용기나 기기, 주로 연료 전지 자동차의 봄베, 수소 가스 스탠 드의 수소 보존 용기 등의 기기 부재로서 대단히 유용하다.
또, 본 발명의 용기 등은, 용접 조인트가 포함되어 있어도, 그 용접 금속이 저온 인성 및 내수소취화 특성이 뛰어난 고강도이므로, 고압 수소 가스의 배관, 용기 등에 바람직하다.

Claims (47)

  1. 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22%를 초과해 30%까지, Ni : 17∼30%, V : 0.001∼1.0%, N : 0.10∼0.50% 및 Al : 0.10% 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하, Ti, Zr 및 Hf가 각각 0.01% 이하이고, 또한, Cr, Mn 및 N의 함유량이 하기의 (1)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 스테인레스강.
    5Cr + 3.4Mn ≤ 500N … (1)
    단, (1)식중의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)이다.
  2. 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22%를 초과해 30%까지, Ni : 17∼30%, V : 0.001∼1.0%, N : 0.10∼0.50%, Al : 0.10% 이하, 및 하기의 제1군 원소 중에서 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하, Ti, Zr 및 Hf가 각각 0.01% 이하이고, 또한, Cr, Mn 및 N의 함유량이 하기의 (1)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 스테인레스강.
    5Cr + 3.4Mn ≤ 500N … (1)
    단, (1)식중의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)이다.
    제1군 원소 … Mo : 0.3∼3.0%, W : 0.3∼6.0%, Nb : 0.001∼0.20% 및 Ta : 0.001∼0.40%.
  3. 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22%를 초과해 30%까지, Ni : 17∼30%, V : 0.001∼1.0%, N : 0.10∼0.50%, Al : 0.10% 이하, 및 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하, Ti, Zr 및 Hf가 각각 0.01% 이하이고, 또한, Cr, Mn 및 N의 함유량이 하기의 (1)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 스테인레스강.
    5Cr + 3.4Mn ≤ 500N … (1)
    단, (1)식중의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)이다.
    제2군 원소 … B : 0.0001∼0.020%, Cu : 0.3∼5.0% 및 Co : 0.3∼10.0%.
  4. 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22%를 초과해 30%까지, Ni : 17∼30%, V : 0.001∼1.0%, N : 0.10∼0.50%, Al : 0.10% 이하, 및 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하, Ti, Zr 및 Hf가 각각 0.01% 이하이고, 또한, Cr, Mn 및 N의 함유량이 하기의 (1)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 스테인레스강.
    5Cr + 3.4Mn ≤ 500N … (1)
    단, (1)식중의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)이다.
    제3군 원소 … Mg : 0.0001∼0.0050%, Ca : 0.0001∼0.0050%, La : 0.0001∼ 0.20%, Ce : 0.0001∼0.20%, Y : 0.0001∼0.40%, Sm : 0.0001∼0.40%, Pr : 0.0001∼0.40% 및 Nd : 0.0001∼0.50%.
  5. 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22%를 초과해 30%까지, Ni : 17∼30%, V : 0.001∼1.0%, N : 0.10∼0.50%, Al : 0.10% 이하, 및 하기의 제1군 원소 중에서 선택된 적어도 1종 및 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하, Ti, Zr 및 Hf가 각각 0.01% 이하이고, 또한, Cr, Mn 및 N의 함유량이 하기의 (1)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 스테인레스강.
    5Cr + 3.4Mn ≤ 500N … (1)
    단, (1)식중의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)이다.
    제1군 원소 … Mo : 0.3∼3.0%, W : 0.3∼6.0%, Nb : 0.001∼0.20% 및 Ta : 0.001∼0.40%.
    제2군 원소 … B : 0.0001∼0.020%, Cu : 0.3∼5.0% 및 Co : 0.3∼10.0%.
  6. 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22%를 초과해 30%까지, Ni : 17∼30%, V : 0.001∼1.0%, N : 0.10∼0.50%, Al : 0.10% 이하, 및 하기의 제1군 원소 중에서 선택된 적어도 1종 및 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하, Ti, Zr 및 Hf가 각각 0.01% 이하이고, 또한, Cr, Mn 및 N의 함유량이 하기의 (1)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 스테인레스강.
    5Cr + 3.4Mn ≤ 500N … (1)
    단, (1)식중의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)이다.
    제1군 원소 … Mo : 0.3∼3.0%, W : 0.3∼6.0%, Nb : 0.001∼0.20% 및 Ta : 0.001∼0.40%.
    제3군 원소 … Mg : 0.0001∼0.0050%, Ca : 0.0001∼0.0050%, La : 0.0001∼0.20%, Ce : 0.0001∼0.20%, Y : 0.0001∼0.40%, Sm : 0.0001∼0.40%, Pr : 0.0001∼0.40% 및 Nd : 0.0001∼0.50%.
  7. 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22%를 초과해 30%까지, Ni : 17∼30%, V : 0.001∼1.0%, N : 0.10∼0.50%, Al : 0.10% 이하, 및 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종 및 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하, Ti, Zr 및 Hf가 각각 0.01% 이하이고, 또한, Cr, Mn 및 N의 함유량이 하기의 (1)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 스테인레스강.
    5Cr + 3.4Mn ≤ 500N … (1)
    단, (1)식중의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)이다.
    제2군 원소 … B : 0.0001∼0.020%, Cu : 0.3∼5.0% 및 Co : 0.3∼10.0%.
    제3군 원소 … Mg : 0.0001∼0.0050%, Ca : 0.0001∼0.0050%, La : 0.0001∼0.20%, Ce : 0.0001∼0.20%, Y : 0.0001∼0.40%, Sm : 0.0001∼0.40%, Pr : 0.0001∼0.40% 및 Nd : 0.0001∼0.50%.
  8. 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22%를 초과해 30%까지, Ni : 17∼30%, V : 0.001∼1.0%, N : 0.10∼0.50%, Al : 0.10% 이하, 및 하기의 제1군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종 및 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하, Ti, Zr 및 Hf가 각각 0.01% 이하이고, 또한, Cr, Mn 및 N의 함유량이 하기의 (1)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 스테인레스강.
    5Cr + 3.4Mn ≤ 500N … (1)
    단, (1)식중의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)이다.
    제1군 원소 … Mo : 0.3∼3.0%, W : 0.3∼6.0%, Nb : 0.001∼0.20% 및 Ta : 0.001∼0.40%.
    제2군 원소 … B : 0.0001∼0.020%, Cu : 0.3∼5.0% 및 Co : 0.3∼10.0%.
    제3군 원소 … Mg : 0.0001∼0.0050%, Ca : 0.0001∼0.0050%, La : 0.0001∼0.20%, Ce : 0.0001∼0.20%, Y : 0.0001∼0.40%, Sm : 0.0001∼0.40%, Pr : 0.0001∼0.40% 및 Nd : 0.0001∼0.50%.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 오스테나이트의 평균입경이 20㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 고강도 스테인레스강.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 0.5㎛ 이하의 미세 질화물이 0.01체적% 이상 분산 석출하고 있는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 고강도 스테인레스강.
  11. 제9항에 있어서, 0.5㎛ 이하의 미세 질화물이 0.01체적% 이상 분산 석출하고 있는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 고강도 스테인레스강.
  12. 제10항에 있어서, 0.5㎛ 이하의 미세 질화물이, 그 중에 V를 10질량% 이상 함유하는 것임을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 고강도 스테인레스강.
  13. 제11항에 있어서, 0.5㎛ 이하의 미세 질화물이, 그 중에 V를 10질량% 이상 함유하는 것임을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 고강도 스테인레스강.
  14. 제10항에 있어서, 0.5㎛ 이하의 미세 질화물의 적어도 일부의 결정 구조가 면심입방정인 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 고강도 스테인레스강.
  15. 제11항에 있어서, 0.5㎛ 이하의 미세 질화물의 적어도 일부의 결정 구조가 면심입방정인 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 고강도 스테인레스강.
  16. 제12항에 있어서, 0.5㎛ 이하의 미세 질화물의 적어도 일부의 결정 구조가 면심입방정인 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 고강도 스테인레스강.
  17. 제13항에 있어서, 0.5㎛ 이하의 미세 질화물의 적어도 일부의 결정 구조가 면심입방정인 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용 고강도 스테인레스강.
  18. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 스테인레스강으로 이루어지는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
  19. 제9항에 기재된 스테인레스강으로 이루어지는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
  20. 제10항에 기재된 스테인레스강으로 이루어지는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
  21. 제11항에 기재된 스테인레스강으로 이루어지는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
  22. 제12항에 기재된 스테인레스강으로 이루어지는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
  23. 제13항에 기재된 스테인레스강으로 이루어지는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
  24. 제14항에 기재된 스테인레스강으로 이루어지는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
  25. 제15항에 기재된 스테인레스강으로 이루어지는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
  26. 제16항에 기재된 스테인레스강으로 이루어지는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
  27. 제17항에 기재된 스테인레스강으로 이루어지는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
  28. 모재가 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni :8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    -11 ≤Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    또한, 상기 (3)식 및 (4)식중의 원소 기호는 각 원소의 함유량(질량%)이다.
  29. 모재가 제9항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni :8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    -11 ≤Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    또한, 상기 (3)식 및 (4)식중의 원소 기호는 각 원소의 함유량(질량%)이다.
  30. 모재가 제10항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni :8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    -11 ≤Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    또한, 상기 (3)식 및 (4)식중의 원소 기호는 각 원소의 함유량(질량%)이다.
  31. 모재가 제11항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni :8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    -11 ≤Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    또한, 상기 (3)식 및 (4)식중의 원소 기호는 각 원소의 함유량(질량%)이다.
  32. 모재가 제12항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni :8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    -11 ≤Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    또한, 상기 (3)식 및 (4)식중의 원소 기호는 각 원소의 함유량(질량%)이다.
  33. 모재가 제13항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni :8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    -11 ≤Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    또한, 상기 (3)식 및 (4)식중의 원소 기호는 각 원소의 함유량(질량%)이다.
  34. 모재가 제14항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni :8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    -11 ≤Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    또한, 상기 (3)식 및 (4)식중의 원소 기호는 각 원소의 함유량(질량%)이다.
  35. 모재가 제15항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni :8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    -11 ≤Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    또한, 상기 (3)식 및 (4)식중의 원소 기호는 각 원소의 함유량(질량%)이다.
  36. 모재가 제16항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni :8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    -11 ≤Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    또한, 상기 (3)식 및 (4)식중의 원소 기호는 각 원소의 함유량(질량%)이다.
  37. 모재가 제17항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni :8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    -11 ≤Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    또한, 상기 (3)식 및 (4)식중의 원소 기호는 각 원소의 함유량(질량%)이다.
  38. 모재가 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni : 8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 또는 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종 및 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    제2군 원소 … B : 0.0001∼0.020%, Cu : 0.3∼5.0% 및 Co : 0.3∼10.0%.
    제3군 원소 … Mg : 0.0001∼0.0050%, Ca : 0.0001∼0.0050%, La : 0.0001∼0.20%, Ce : 0.0001∼0.20%, Y : 0.0001∼0.40%, Sm : 0.0001∼0.40%, Pr : 0.0001∼0.40% 및 Nd : 0.0001∼0.50%.
    -11 ≤ Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    이고, (3)식 및 (4)식의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)을 나타낸다.
  39. 모재가 제9항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni : 8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 또는 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종 및 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    제2군 원소 … B : 0.0001∼0.020%, Cu : 0.3∼5.0% 및 Co : 0.3∼10.0%.
    제3군 원소 … Mg : 0.0001∼0.0050%, Ca : 0.0001∼0.0050%, La : 0.0001∼0.20%, Ce : 0.0001∼0.20%, Y : 0.0001∼0.40%, Sm : 0.0001∼0.40%, Pr : 0.0001∼0.40% 및 Nd : 0.0001∼0.50%.
    -11 ≤ Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    이고, (3)식 및 (4)식의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)을 나타낸다.
  40. 모재가 제10항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni : 8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 또는 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종 및 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    제2군 원소 … B : 0.0001∼0.020%, Cu : 0.3∼5.0% 및 Co : 0.3∼10.0%.
    제3군 원소 … Mg : 0.0001∼0.0050%, Ca : 0.0001∼0.0050%, La : 0.0001∼0.20%, Ce : 0.0001∼0.20%, Y : 0.0001∼0.40%, Sm : 0.0001∼0.40%, Pr : 0.0001∼0.40% 및 Nd : 0.0001∼0.50%.
    -11 ≤ Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    이고, (3)식 및 (4)식의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)을 나타낸다.
  41. 모재가 제11항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni : 8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 또는 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종 및 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    제2군 원소 … B : 0.0001∼0.020%, Cu : 0.3∼5.0% 및 Co : 0.3∼10.0%.
    제3군 원소 … Mg : 0.0001∼0.0050%, Ca : 0.0001∼0.0050%, La : 0.0001∼0.20%, Ce : 0.0001∼0.20%, Y : 0.0001∼0.40%, Sm : 0.0001∼0.40%, Pr : 0.0001∼0.40% 및 Nd : 0.0001∼0.50%.
    -11 ≤ Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    이고, (3)식 및 (4)식의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)을 나타낸다.
  42. 모재가 제12항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni : 8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 또는 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종 및 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    제2군 원소 … B : 0.0001∼0.020%, Cu : 0.3∼5.0% 및 Co : 0.3∼10.0%.
    제3군 원소 … Mg : 0.0001∼0.0050%, Ca : 0.0001∼0.0050%, La : 0.0001∼0.20%, Ce : 0.0001∼0.20%, Y : 0.0001∼0.40%, Sm : 0.0001∼0.40%, Pr : 0.0001∼0.40% 및 Nd : 0.0001∼0.50%.
    -11 ≤ Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    이고, (3)식 및 (4)식의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)을 나타낸다.
  43. 모재가 제13항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni : 8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 또는 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종 및 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    제2군 원소 … B : 0.0001∼0.020%, Cu : 0.3∼5.0% 및 Co : 0.3∼10.0%.
    제3군 원소 … Mg : 0.0001∼0.0050%, Ca : 0.0001∼0.0050%, La : 0.0001∼0.20%, Ce : 0.0001∼0.20%, Y : 0.0001∼0.40%, Sm : 0.0001∼0.40%, Pr : 0.0001∼0.40% 및 Nd : 0.0001∼0.50%.
    -11 ≤ Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    이고, (3)식 및 (4)식의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)을 나타낸다.
  44. 모재가 제14항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni : 8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 또는 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종 및 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    제2군 원소 … B : 0.0001∼0.020%, Cu : 0.3∼5.0% 및 Co : 0.3∼10.0%.
    제3군 원소 … Mg : 0.0001∼0.0050%, Ca : 0.0001∼0.0050%, La : 0.0001∼0.20%, Ce : 0.0001∼0.20%, Y : 0.0001∼0.40%, Sm : 0.0001∼0.40%, Pr : 0.0001∼0.40% 및 Nd : 0.0001∼0.50%.
    -11 ≤ Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    이고, (3)식 및 (4)식의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)을 나타낸다.
  45. 모재가 제15항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni : 8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 또는 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종 및 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    제2군 원소 … B : 0.0001∼0.020%, Cu : 0.3∼5.0% 및 Co : 0.3∼10.0%.
    제3군 원소 … Mg : 0.0001∼0.0050%, Ca : 0.0001∼0.0050%, La : 0.0001∼0.20%, Ce : 0.0001∼0.20%, Y : 0.0001∼0.40%, Sm : 0.0001∼0.40%, Pr : 0.0001∼0.40% 및 Nd : 0.0001∼0.50%.
    -11 ≤ Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    이고, (3)식 및 (4)식의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)을 나타낸다.
  46. 모재가 제16항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni : 8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 또는 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종 및 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    제2군 원소 … B : 0.0001∼0.020%, Cu : 0.3∼5.0% 및 Co : 0.3∼10.0%.
    제3군 원소 … Mg : 0.0001∼0.0050%, Ca : 0.0001∼0.0050%, La : 0.0001∼0.20%, Ce : 0.0001∼0.20%, Y : 0.0001∼0.40%, Sm : 0.0001∼0.40%, Pr : 0.0001∼0.40% 및 Nd : 0.0001∼0.50%.
    -11 ≤ Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    이고, (3)식 및 (4)식의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)을 나타낸다.
  47. 모재가 제17항에 기재된 스테인레스강이고, 용접 조인트의 용접 금속이, 질량%로, C : 0.02% 이하, Si : 1.0% 이하, Mn : 3∼30%, Cr : 22를 초과해 30%까지, Ni : 8∼30%, V : 0.001∼1.0%, Mo : 0∼3.0%, W : 0∼6.0%, N : 0.1∼0.5%, Al : 0.10% 이하, Ti, Nb, Zr, Hf 및 Ta : 각각 0∼0.01%이고, 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종, 또는 하기의 제2군 원소 중에서 선택된 적어도 1종 및 하기의 제3군 원소 중에서 선택된 적어도 1종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 불순물중의 P가 0.030% 이하, S가 0.005% 이하이고, 또한, 하기의 (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 가스용의 용기, 배관 및 그들의 부속 기기.
    제2군 원소 … B : 0.0001∼0.020%, Cu : 0.3∼5.0% 및 Co : 0.3∼10.0%.
    제3군 원소 … Mg : 0.0001∼0.0050%, Ca : 0.0001∼0.0050%, La : 0.0001∼0.20%, Ce : 0.0001∼0.20%, Y : 0.0001∼0.40%, Sm : 0.0001∼0.40%, Pr : 0.0001∼0.40% 및 Nd : 0.0001∼0.50%.
    -11 ≤ Nieq-1.1×Creq ≤ -8 … (2)
    단, Nieq = Ni+30×(C+N)-0.5×Mn … (3)
    Creq = Cr+Mo+1.5×Si … (4)
    이고, (3)식 및 (4)식의 원소 기호는, 각각의 원소의 함유량(질량%)을 나타낸다.
KR1020047018652A 2003-03-20 2004-03-19 고압 수소 가스용 스테인레스강, 그 강으로 이루어지는 용기 및 기기 KR100621564B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2003-00079120 2003-03-20
JP2003079120 2003-03-20
PCT/JP2004/003797 WO2004083476A1 (ja) 2003-03-20 2004-03-19 高圧水素ガス用ステンレス鋼、その鋼からなる容器および機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040111649A KR20040111649A (ko) 2004-12-31
KR100621564B1 true KR100621564B1 (ko) 2006-09-19

Family

ID=33028062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020047018652A KR100621564B1 (ko) 2003-03-20 2004-03-19 고압 수소 가스용 스테인레스강, 그 강으로 이루어지는 용기 및 기기

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7531129B2 (ko)
EP (1) EP1605072B1 (ko)
JP (1) JP4274176B2 (ko)
KR (1) KR100621564B1 (ko)
CN (1) CN1328405C (ko)
CA (1) CA2502206C (ko)
WO (1) WO2004083476A1 (ko)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2287351A1 (en) * 2009-07-22 2011-02-23 Arcelormittal Investigación y Desarrollo SL Heat-resistant austenitic steel having high resistance to stress relaxation cracking
EP2623624B1 (en) 2010-09-29 2016-08-17 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation Austenite high-manganese stainless steel, manufacturing method therefor, and member using said steel
CA2824463C (en) * 2011-03-28 2016-12-13 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation High-strength austenitic stainless steel for high-pressure hydrogen gas
KR101304657B1 (ko) * 2011-06-30 2013-09-05 주식회사 포스코 극저온 인성이 우수한 용접이음부
CN103648708B (zh) * 2011-07-06 2016-03-09 新日铁住金株式会社 奥氏体钢焊接接头
US9347121B2 (en) * 2011-12-20 2016-05-24 Ati Properties, Inc. High strength, corrosion resistant austenitic alloys
UA111115C2 (uk) 2012-04-02 2016-03-25 Ейкей Стіл Пропертіс, Інк. Рентабельна феритна нержавіюча сталь
RU2519064C1 (ru) * 2013-01-22 2014-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Технологии энергетического машиностроения" (ООО "ТЭМ") Коррозионно-стойкая легированная нейтронно-поглощающая сталь для изготовления шестигранных чехловых труб для уплотненного хранения в бассейнах выдержки и транспортировки ядерного топлива
CN103147010B (zh) * 2013-03-26 2014-10-08 无锡市派克重型铸锻有限公司 一种抗氢和抗硫化氢腐蚀钢锻件及其生产工艺
CN103722305B (zh) * 2013-12-31 2015-09-23 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种铝基非晶钎料及其制备方法
US10556298B2 (en) 2014-02-26 2020-02-11 Nippon Steel Corporation Welded joint and method of manufacturing welded joint
CN103972571A (zh) * 2014-04-03 2014-08-06 上海华篷防爆科技有限公司 含有一种聚合物电解质膜的固态氢发电装置
WO2015159554A1 (ja) * 2014-04-17 2015-10-22 新日鐵住金株式会社 オーステナイト系ステンレス鋼及びその製造方法
FR3027032B1 (fr) * 2014-10-08 2021-06-18 Air Liquide Microstructure d'un alliage pour tube de reformage
WO2016068009A1 (ja) 2014-10-29 2016-05-06 新日鐵住金株式会社 オーステナイトステンレス鋼及びその製造方法
CN104789866B (zh) * 2015-04-28 2017-03-08 宝山钢铁股份有限公司 630MPa级调质型低温球罐用高强高韧性钢板及其制造方法
JP6638002B2 (ja) * 2015-08-12 2020-01-29 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード 溶接継手の製造方法、及び溶接方法
CN105508144A (zh) * 2015-12-12 2016-04-20 郭策 一种小型发电装置
CN105543713B (zh) * 2016-01-19 2017-09-29 重庆材料研究院有限公司 微合金化的高强度抗氧化铁镍合金气阀钢材料及制备方法
CA3019892C (en) * 2016-04-07 2020-12-22 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Austenitic stainless steel material
CN106702251A (zh) * 2016-11-24 2017-05-24 安徽瑞研新材料技术研究院有限公司 一种快开式可控温的高压氢气环境的材料及其制备方法
RU2647058C1 (ru) * 2017-03-20 2018-03-13 Юлия Алексеевна Щепочкина Сталь
CN107009046B (zh) * 2017-03-28 2019-03-01 武汉科技大学 用于超低温高锰钢焊接的钨极氩弧焊实芯焊丝
CN107052618B (zh) * 2017-03-28 2019-03-19 武汉科技大学 制备lng贮罐的高锰钢用全自动埋弧焊实芯焊丝
CN107214436B (zh) * 2017-06-19 2020-05-05 江苏师范大学 一种低铬镍铁素体不锈钢的焊接方法
US10633726B2 (en) * 2017-08-16 2020-04-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Methods, compositions and structures for advanced design low alloy nitrogen steels
CN107620011B (zh) * 2017-10-20 2018-12-18 太原钢铁(集团)有限公司 一种耐热不锈钢无缝管及其制备方法
JP6985940B2 (ja) * 2018-01-09 2021-12-22 山陽特殊製鋼株式会社 造形用のステンレス鋼粉末
CN109136782B (zh) * 2018-09-25 2020-11-03 邯郸钢铁集团有限责任公司 一种1000MPa级冷轧带钢铸坯纵裂的控制方法
CN109865957A (zh) * 2019-02-20 2019-06-11 江苏金桥焊材科技股份有限公司 一种适用于核电的不锈钢焊丝及其制备方法
CN109865959A (zh) * 2019-02-20 2019-06-11 江苏金桥焊材科技股份有限公司 一种适用于化工行业的不锈钢焊丝及其制备方法
CN113913693A (zh) * 2021-10-08 2022-01-11 赵洪运 一种高强耐蚀海洋工程不锈钢及其制备方法
US20230257861A1 (en) * 2022-02-14 2023-08-17 Daido Steel Co., Ltd. Austenitic stainless steel and hydrogen resistant member
CN116079278B (zh) * 2023-04-06 2023-12-08 中国科学院合肥物质科学研究院 一种高吸能高锰钢实心焊丝及其焊接工艺

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3201233A (en) * 1962-06-13 1965-08-17 Westinghouse Electric Corp Crack resistant stainless steel alloys
US3592634A (en) * 1968-04-30 1971-07-13 Armco Steel Corp High-strength corrosion-resistant stainless steel
US3989474A (en) * 1974-02-25 1976-11-02 Armco Steel Corporation Austenitic stainless steel
AT334151B (de) * 1975-03-25 1976-01-10 Ver Edelstahlwerke Ag Schweisszusatzwerkstoff fur die elektrische lichtbogenschweissung
JPS55100966A (en) * 1979-01-23 1980-08-01 Kobe Steel Ltd High strength austenite stainless steel having excellent corrosion resistance
JPS59222563A (ja) * 1983-06-01 1984-12-14 Sumitomo Metal Ind Ltd 耐食性に優れたオ−ステナイトステンレス鋼
NO891969L (no) * 1988-05-17 1989-11-20 Thyssen Edelstahlwerke Ag Korrosjonsbestandig austenittisk staal.
JPH0699781B2 (ja) 1989-08-11 1994-12-07 株式会社日立製作所 耐中性子照射脆化に優れたオーステナイト鋼及びその用途
SE506886C2 (sv) 1990-02-26 1998-02-23 Sandvik Ab Vanadinlegerat utskiljningshärdbart omagnetiskt austenitiskt stål
US5378427A (en) * 1991-03-13 1995-01-03 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Corrosion-resistant alloy heat transfer tubes for heat-recovery boilers
JPH0565601A (ja) 1991-09-03 1993-03-19 Hitachi Metals Ltd 高強度、高疲労強度オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法
JPH06128699A (ja) 1992-10-20 1994-05-10 Nippon Steel Corp 熱間加工性と耐局部腐食性に優れた高合金オーステナイト系ステンレス鋼及びその製造方法
FR2711674B1 (fr) * 1993-10-21 1996-01-12 Creusot Loire Acier inoxydable austénitique à hautes caractéristiques ayant une grande stabilité structurale et utilisations.
JP3304001B2 (ja) 1993-07-09 2002-07-22 日立金属株式会社 耐孔食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法
JPH07188863A (ja) * 1993-12-27 1995-07-25 Daido Steel Co Ltd 耐食高強度オーステナイト系ステンレス鋼
JP3470418B2 (ja) * 1994-11-09 2003-11-25 住友金属工業株式会社 耐海水腐食性と耐硫化水素腐食性に優れた高強度オーステナイト合金
JP3347582B2 (ja) * 1996-04-12 2002-11-20 大同特殊鋼株式会社 メタルガスケット用オーステナイト系ステンレス鋼 及びその製造方法
AT410550B (de) * 2002-01-23 2003-05-26 Boehler Edelstahl Reaktionsträger werkstoff mit erhöhter härte für thermisch beanspruchte bauteile
JP4078522B2 (ja) * 2002-01-31 2008-04-23 Ｊｆｅスチール株式会社 ハイブリッド型水素貯蔵容器および容器への水素貯蔵方法
JP4091779B2 (ja) * 2002-03-13 2008-05-28 本田技研工業株式会社 燃料ガス充填システム
EP1645649B1 (en) * 2003-06-10 2014-07-30 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Austenitic stainless steel for hydrogen gas and method for production thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2004083476A1 (ja) 2006-06-22
CN1697891A (zh) 2005-11-16
CN1328405C (zh) 2007-07-25
JP4274176B2 (ja) 2009-06-03
KR20040111649A (ko) 2004-12-31
EP1605072A1 (en) 2005-12-14
CA2502206A1 (en) 2004-09-30
CA2502206C (en) 2010-11-16
EP1605072A4 (en) 2007-11-14
US20050178478A1 (en) 2005-08-18
US7531129B2 (en) 2009-05-12
EP1605072B1 (en) 2012-09-12
WO2004083476A1 (ja) 2004-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100621564B1 (ko) 고압 수소 가스용 스테인레스강, 그 강으로 이루어지는 용기 및 기기
KR100617465B1 (ko) 고압 수소 가스용 스테인레스강, 그 강으로 이루어지는 용기 및 기기
JP6801236B2 (ja) 低温水素用オーステナイト系ステンレス鋼及びその製造方法
JP4935578B2 (ja) 船舶用耐食鋼材
EP2192204B1 (en) Container for high-pressure hydrogen and use of a low alloy steel for high-pressure hydrogen gas environment
CN108138280B (zh) 奥氏体系不锈钢以及奥氏体系不锈钢的制造方法
JP5130828B2 (ja) 高強度船舶用耐食鋼材およびその製造方法
JP5353283B2 (ja) 船舶用耐食鋼材およびその製造方法
CN115449705A (zh) 高压氢气中的耐氢脆化特性优异的氢用钢结构物及其制造方法
JP2005320624A (ja) 大入熱溶接による溶接熱影響部の低温靭性に優れた厚手高強度鋼板
JP2014001450A (ja) 耐食性および母材靭性に優れた船舶用鋼材
JP4935579B2 (ja) 船舶用耐食鋼材
CN100567542C (zh) 高压氢气用不锈钢、由该钢制作的容器以及器具
JPWO2018180788A1 (ja) 溶接性に優れた水素用高Ｍｎオーステナイト系ステンレス鋼、それを用いた溶接継手および水素用機器、並びに溶接継手の製造方法
JP2011127204A (ja) 耐水素脆性高強度オーステナイト系合金
JP5454599B2 (ja) 船舶用耐食鋼材およびその製造方法
JP6933096B2 (ja) 高圧水素用ニッケル鋼材
EP2313537B1 (en) Austenitic alloy for cryogenic applications
JPS59159969A (ja) 高強度高靭性チエ−ン用鋼材
JP6933095B2 (ja) 高圧水素用ニッケル鋼材
JP5454598B2 (ja) 船舶用耐食鋼材およびその製造方法
JP6933094B2 (ja) 高圧水素用ニッケル鋼材
JP2017155290A (ja) 耐サワー鋼板
JP2003003228A (ja) 溶接継手低温靭性と応力腐食割れ特性とに優れた鋼材及びその製造方法
CN117144269A (zh) 一种可焊接低合金高强钢及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120821

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130822

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150730

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160727

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170804

Year of fee payment: 12