JP2000312905A - Ｂ含有オーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工方法 - Google Patents
Ｂ含有オーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高Ｂ含有ステンレス鋼を熱間加工中に再加熱す
ることなく、所定の板厚まで耳割れを発生させることな
く加工することができる熱間加工方法の提供。 【解決手段】Ｂを０．３〜２．５重量％含有するオース
テナイト系ステンレス鋼片の側面に、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ
およびＶのうちの１種以上を合計で０．０１〜２重量％
含有するステンレス鋼の肉盛り溶接被覆層を設けて熱間
加工する方法。
ることなく、所定の板厚まで耳割れを発生させることな
く加工することができる熱間加工方法の提供。 【解決手段】Ｂを０．３〜２．５重量％含有するオース
テナイト系ステンレス鋼片の側面に、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ
およびＶのうちの１種以上を合計で０．０１〜２重量％
含有するステンレス鋼の肉盛り溶接被覆層を設けて熱間
加工する方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、核燃料輸送用容
器、使用済核燃料貯蔵ラック等原子力関連機器の中性子
遮蔽材等に用いられるＢ含有オーステナイト系ステンレ
ス鋼の熱間加工方法に関する。
器、使用済核燃料貯蔵ラック等原子力関連機器の中性子
遮蔽材等に用いられるＢ含有オーステナイト系ステンレ
ス鋼の熱間加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｂの優れた熱中性子吸収作用を利用し
て、Ｂを添加したオーステナイトステンレス鋼が、熱中
性子の制御材及び遮蔽材として、核燃料輸送容器、使用
済核燃料保管ラック等に用いられている。近年、多くの
場合、原子力発電所で使用された使用済核燃料は、再処
理工場にて処理されるまで発電所内のプール内に保管さ
れる。限られた敷地内でできるだけ多くの使用済核燃料
を保管するため、性能を向上させる観点からオーステナ
イト系ステンレス鋼中のＢ量を増加させ、かつ板厚を薄
くする傾向にある。
て、Ｂを添加したオーステナイトステンレス鋼が、熱中
性子の制御材及び遮蔽材として、核燃料輸送容器、使用
済核燃料保管ラック等に用いられている。近年、多くの
場合、原子力発電所で使用された使用済核燃料は、再処
理工場にて処理されるまで発電所内のプール内に保管さ
れる。限られた敷地内でできるだけ多くの使用済核燃料
を保管するため、性能を向上させる観点からオーステナ
イト系ステンレス鋼中のＢ量を増加させ、かつ板厚を薄
くする傾向にある。
【０００３】Ｂのマトリックス中への固溶量は非常に小
さく、添加したＢのほとんどがＦｅ、Ｃｒを含むボライ
ドとして析出する。このボライドの存在により、熱間加
工性および耐食性が劣化するが、Ｂ量の増加と共にその
傾向は顕著になる。
さく、添加したＢのほとんどがＦｅ、Ｃｒを含むボライ
ドとして析出する。このボライドの存在により、熱間加
工性および耐食性が劣化するが、Ｂ量の増加と共にその
傾向は顕著になる。
【０００４】Ｂ含有オーステナイトステンレス鋼の鍛
造、圧延等の熱間加工は、加熱炉によるスラブの加熱と
加工を繰返すことにより被加工材の温度低下を防止して
熱間延性を確保しながらおこなわれている。Ｂ含有量が
多いほど熱間延性に劣るので、加熱−加工の繰返し回数
が増加する。また、加工時に温度の下がりやすいスラブ
の側面においては耳割れが発生し易い。Ｂ含有量が多い
ほど、また板厚が薄いほど耳割れが発生しやすい傾向に
あり、耳割れ量が多くなるので歩留が悪化する。このよ
うに、含有Ｂ量の増加および薄肉化は製造コスト高を招
くことになる。
造、圧延等の熱間加工は、加熱炉によるスラブの加熱と
加工を繰返すことにより被加工材の温度低下を防止して
熱間延性を確保しながらおこなわれている。Ｂ含有量が
多いほど熱間延性に劣るので、加熱−加工の繰返し回数
が増加する。また、加工時に温度の下がりやすいスラブ
の側面においては耳割れが発生し易い。Ｂ含有量が多い
ほど、また板厚が薄いほど耳割れが発生しやすい傾向に
あり、耳割れ量が多くなるので歩留が悪化する。このよ
うに、含有Ｂ量の増加および薄肉化は製造コスト高を招
くことになる。
【０００５】これまでに上記問題を解決するため種々検
討されてきた。
討されてきた。
【０００６】特開昭６１−２０１７２６号公報には、Ｂ
含有ステンレス鋼塊をそのままか、あるいは長方形状に
整形後、鋼塊の少なくとも４主面を鉄筒にて密着包囲
し、分塊圧延または鍛造により圧着させてから熱間圧延
する方法が開示されている。
含有ステンレス鋼塊をそのままか、あるいは長方形状に
整形後、鋼塊の少なくとも４主面を鉄筒にて密着包囲
し、分塊圧延または鍛造により圧着させてから熱間圧延
する方法が開示されている。
【０００７】特開昭６３−２２０９０４号公報には、母
材のＢ含有オーステナイトステンレス鋼材を、それより
も変形抵抗の小さな鋼材によりパックした後、１１００
℃以上１１７５℃以下に加熱した後、Ｔ（℃）＝５３×
Ｂ（ｗｔ％）＋８７０以上の温度で仕上圧延する方法が
開示されている。
材のＢ含有オーステナイトステンレス鋼材を、それより
も変形抵抗の小さな鋼材によりパックした後、１１００
℃以上１１７５℃以下に加熱した後、Ｔ（℃）＝５３×
Ｂ（ｗｔ％）＋８７０以上の温度で仕上圧延する方法が
開示されている。
【０００８】これらの方法により耳割れを防止すること
ができるが、必要な板厚精度を確保することが困難にな
ると共に、パック材の包み込み作業及び圧延後の解体作
業が必要となり、製造コスト高となる問題がある。
ができるが、必要な板厚精度を確保することが困難にな
ると共に、パック材の包み込み作業及び圧延後の解体作
業が必要となり、製造コスト高となる問題がある。
【０００９】特開平１−１９５２４３号公報や特開平５
−２６３１３３号公報には、耳割れ防止を目的として、
１ヒートあたりの圧下率、下限温度等を規制して、加熱
−圧延を繰返すことにより所定の厚さのＢ含有オーステ
ナイトステンレス鋼板を製造する方法が開示されてい
る。
−２６３１３３号公報には、耳割れ防止を目的として、
１ヒートあたりの圧下率、下限温度等を規制して、加熱
−圧延を繰返すことにより所定の厚さのＢ含有オーステ
ナイトステンレス鋼板を製造する方法が開示されてい
る。
【００１０】しかし、これらの方法もやはり、ヒート回
数の増加による製造コストアップが問題になると共に、
機構上再加熱が不可能な高生産性タンデム圧延機への適
用が困難である。
数の増加による製造コストアップが問題になると共に、
機構上再加熱が不可能な高生産性タンデム圧延機への適
用が困難である。
【００１１】以上のような被圧延材をパックする方法の
他に、スラブ側面に加工性のよい金属材料を肉盛り溶接
して圧延する方法がある。この方法によれば、圧延後ト
リマ等により肉盛り溶接部を比較的容易に除去できる利
点がある。しかし、肉盛り溶接時に溶接割れが発生する
こともあり、耳割れを完全に防止するには至っていな
い。
他に、スラブ側面に加工性のよい金属材料を肉盛り溶接
して圧延する方法がある。この方法によれば、圧延後ト
リマ等により肉盛り溶接部を比較的容易に除去できる利
点がある。しかし、肉盛り溶接時に溶接割れが発生する
こともあり、耳割れを完全に防止するには至っていな
い。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高Ｂ
含有ステンレス鋼を熱間加工中に再加熱することなく、
所定の板厚まで耳割れを発生させることなく加工するこ
とができ、製造コスト高とならない熱間加工方法を提供
することにある。
含有ステンレス鋼を熱間加工中に再加熱することなく、
所定の板厚まで耳割れを発生させることなく加工するこ
とができ、製造コスト高とならない熱間加工方法を提供
することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、「Ｂを
０．３〜２．５重量％含有するオーステナイト系ステン
レス鋼片を熱間加工するに際し、その鋼片の側面に、Ｔ
ｉ、Ｎｂ、ＺｒおよびＶのうちの１種以上を合計で０．
０１〜２重量％含有するステンレス鋼の肉盛り溶接被覆
層を設けて熱間加工するＢ含有オーステナイト系ステン
レス鋼の熱間加工方法」にある。
０．３〜２．５重量％含有するオーステナイト系ステン
レス鋼片を熱間加工するに際し、その鋼片の側面に、Ｔ
ｉ、Ｎｂ、ＺｒおよびＶのうちの１種以上を合計で０．
０１〜２重量％含有するステンレス鋼の肉盛り溶接被覆
層を設けて熱間加工するＢ含有オーステナイト系ステン
レス鋼の熱間加工方法」にある。
【００１４】ここで、鋼片とは連続鋳造スラブ、分塊鍛
造スラブ、分塊圧延スラブおよび鋳造したインゴット
（鋼塊）をいう。本発明者らは、スラブをパックする方
法に比べて経済的な、被圧延材の側面に肉盛り溶接被覆
層を設ける方法を採用することとし、肉盛り溶接被覆に
好適な金属材料を開発するため下記のような試験を実施
した。
造スラブ、分塊圧延スラブおよび鋳造したインゴット
（鋼塊）をいう。本発明者らは、スラブをパックする方
法に比べて経済的な、被圧延材の側面に肉盛り溶接被覆
層を設ける方法を採用することとし、肉盛り溶接被覆に
好適な金属材料を開発するため下記のような試験を実施
した。
【００１５】溶接割れの発生がなく、耳割れ防止に有効
な溶接被覆材料を選定するにあたり、まず既存材料を中
心に広い範囲で検討した。
な溶接被覆材料を選定するにあたり、まず既存材料を中
心に広い範囲で検討した。
【００１６】被圧延材として、幅１４０ｍｍ、厚さ７０
ｍｍ、長さ２００ｍｍのＢを１重量％含有するオーステ
ナイト系ステンレス鋼の分塊鍛造スラブを用いた。ま
た、溶接被覆材料として、フェライト系ステンレス鋼の
ＳＵＳ４３６Ｌ、オーステナイト系ステンレス鋼のＳＵ
Ｓ３２９Ｊ４Ｌおよび高純度Ｆｅを用いて、上記スラブ
の片側の側面全面にＴＩＧ２層溶接にて５ｍｍ厚の肉盛
り溶接被覆層を設けた。その反対側の側面は無垢とし
た。
ｍｍ、長さ２００ｍｍのＢを１重量％含有するオーステ
ナイト系ステンレス鋼の分塊鍛造スラブを用いた。ま
た、溶接被覆材料として、フェライト系ステンレス鋼の
ＳＵＳ４３６Ｌ、オーステナイト系ステンレス鋼のＳＵ
Ｓ３２９Ｊ４Ｌおよび高純度Ｆｅを用いて、上記スラブ
の片側の側面全面にＴＩＧ２層溶接にて５ｍｍ厚の肉盛
り溶接被覆層を設けた。その反対側の側面は無垢とし
た。
【００１７】ＴＩＧ溶接条件は、電流：１６０Ａ、電
圧：１７Ｖ、溶接速度：１０ｃｍ／分とした。
圧：１７Ｖ、溶接速度：１０ｃｍ／分とした。
【００１８】肉盛り溶接後にダイチェックにより溶接割
れの有無を調べたところ、ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ、高純度
Ｆｅには割れが認められたが、ＳＵＳ４３６Ｌには割れ
は認められなかった。
れの有無を調べたところ、ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ、高純度
Ｆｅには割れが認められたが、ＳＵＳ４３６Ｌには割れ
は認められなかった。
【００１９】このようにして肉盛り溶接したスラブを、
ワークロール直径が４５０ｍｍのリバース式熱間圧延機
を用いて圧延をおこなった。
ワークロール直径が４５０ｍｍのリバース式熱間圧延機
を用いて圧延をおこなった。
【００２０】スラブの加熱温度は、溶融脆性を避けるた
めに１１８０℃とし、下記の１０パスのパススケジュー
ルにより圧延した。なお、圧延は各パス毎に圧延を中止
し、中途圧延材９枚と最終パス圧延材１枚を得た。
めに１１８０℃とし、下記の１０パスのパススケジュー
ルにより圧延した。なお、圧延は各パス毎に圧延を中止
し、中途圧延材９枚と最終パス圧延材１枚を得た。
【００２１】７０→５７→４５→３５→２８→２１→１
６→１２→９→７→５（ｍｍ） 圧延後、圧延材側面の耳割れの発生状況を観察した。被
圧延材の表面積が増加するとともに温度降下も大きくな
る５パス以降で、無垢側の側面に耳割れが発生し、パス
回数を重ねる毎に応力集中により拡大し、最終的に１０
〜１５ｍｍの長さに進展していた。
６→１２→９→７→５（ｍｍ） 圧延後、圧延材側面の耳割れの発生状況を観察した。被
圧延材の表面積が増加するとともに温度降下も大きくな
る５パス以降で、無垢側の側面に耳割れが発生し、パス
回数を重ねる毎に応力集中により拡大し、最終的に１０
〜１５ｍｍの長さに進展していた。
【００２２】一方、肉盛溶接被覆を施した側面において
は、被覆材料がＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌは溶接割れが発生
し、高純度Ｆｅの場合、５ｍｍ程度の耳割れが生じた
が、ＳＵＳ４３６Ｌには耳割れが認められなかった。こ
のようにして、ＳＵＳ４３６Ｌが溶接割れ、耳割れ防止
に有効な溶接被覆材料であることが判明した。このう
ち、ＳＵＳ４３６Ｌについて詳細に調査したところ、肉
盛溶接部組織が微細であり、とくにＢ含有ステンレス鋼
母材に近い側でその傾向が顕著であった。これは、ＳＵ
Ｓ４３６Ｌ溶接被覆材料中に含まれるＴｉにその原因が
あると推測した。
は、被覆材料がＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌは溶接割れが発生
し、高純度Ｆｅの場合、５ｍｍ程度の耳割れが生じた
が、ＳＵＳ４３６Ｌには耳割れが認められなかった。こ
のようにして、ＳＵＳ４３６Ｌが溶接割れ、耳割れ防止
に有効な溶接被覆材料であることが判明した。このう
ち、ＳＵＳ４３６Ｌについて詳細に調査したところ、肉
盛溶接部組織が微細であり、とくにＢ含有ステンレス鋼
母材に近い側でその傾向が顕著であった。これは、ＳＵ
Ｓ４３６Ｌ溶接被覆材料中に含まれるＴｉにその原因が
あると推測した。
【００２３】そこで、さらにＴｉ以外にＶ、Ｎｂ、Ｚｒ
を含有させ、それらの含有量を変化させたオーステナイ
トステンレス鋼およびフェライトステンレス鋼を溶接材
料に用い、Ｂ含有オーステナイト系ステンレス鋼のスラ
ブ側面に肉盛り溶接した。溶接割れ状況を観察した後、
熱間圧延して耳割れの発生状況を調べた。この場合、肉
盛溶接被覆はＴＩＧ１層溶接とし、３ｍｍ厚の肉盛層と
した。それ以外の溶接被覆条件、被圧延材のＢ含有オー
ステナイト系ステンレス鋼、熱延条件は上記と同一とし
た。
を含有させ、それらの含有量を変化させたオーステナイ
トステンレス鋼およびフェライトステンレス鋼を溶接材
料に用い、Ｂ含有オーステナイト系ステンレス鋼のスラ
ブ側面に肉盛り溶接した。溶接割れ状況を観察した後、
熱間圧延して耳割れの発生状況を調べた。この場合、肉
盛溶接被覆はＴＩＧ１層溶接とし、３ｍｍ厚の肉盛層と
した。それ以外の溶接被覆条件、被圧延材のＢ含有オー
ステナイト系ステンレス鋼、熱延条件は上記と同一とし
た。
【００２４】このような試験の結果に基づき、Ｔｉ、Ｎ
ｂ、ＺｒおよびＶのうちの１種以上の含有量が合計で
０．０１〜２％のステンレス鋼を溶接被覆材料として用
いた場合に、溶接割れ、耳割れが発生しないとの知見を
得た。
ｂ、ＺｒおよびＶのうちの１種以上の含有量が合計で
０．０１〜２％のステンレス鋼を溶接被覆材料として用
いた場合に、溶接割れ、耳割れが発生しないとの知見を
得た。
【００２５】
【発明の実施の形態】被熱間加工材として、０．３〜
２．５重量％のＢ含有オーステナイト系ステンレス鋼片
と限定したのは、Ｂ含有量が、０．３重量％未満では熱
中性子吸収能が十分でなく、一方２．５重量％を超える
と通常の溶解−鋳造法により製造する場合には、常温で
の延性、靱性の劣化が顕著となるからである。
２．５重量％のＢ含有オーステナイト系ステンレス鋼片
と限定したのは、Ｂ含有量が、０．３重量％未満では熱
中性子吸収能が十分でなく、一方２．５重量％を超える
と通常の溶解−鋳造法により製造する場合には、常温で
の延性、靱性の劣化が顕著となるからである。
【００２６】肉盛り溶接被覆層を、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒお
よびＶのうちの１種以上を合計で０．０１〜２重量％含
有するステンレス鋼としたのは、０．０１重量％未満で
は溶接割れおよび耳割れの発生を防止する効果が十分で
なく、一方２％を超えると、溶接割れ、耳割れ防止効果
が飽和するとともに、溶接性、靱性に悪影響を与えるた
め上限を２％とした。望ましくは溶接割れ、耳割れ防止
効果が顕著にあらわれる０．０５〜１％である。
よびＶのうちの１種以上を合計で０．０１〜２重量％含
有するステンレス鋼としたのは、０．０１重量％未満で
は溶接割れおよび耳割れの発生を防止する効果が十分で
なく、一方２％を超えると、溶接割れ、耳割れ防止効果
が飽和するとともに、溶接性、靱性に悪影響を与えるた
め上限を２％とした。望ましくは溶接割れ、耳割れ防止
効果が顕著にあらわれる０．０５〜１％である。
【００２７】肉盛り溶接被覆層にＴｉ、Ｎｂ、Ｚｒおよ
びＶを適正量含有させることにより溶接割れ、耳割れが
防止される理由については充分解明されていないが、以
下のように考えている。すなわち、肉盛り溶接部にはＢ
含有ステンレス鋼中のＢが拡散するが、偏析あるいは低
融点の共晶を形成して溶接割れの原因となる。Ｔｉ、Ｎ
ｂ、ＺｒおよびＶを適正量含有量させることにより高温
で安定な硼化物あるいはＢを含む炭化物、窒化物を形成
し、溶接割れを防止していると考えられる。溶接被覆材
料がフェライト系ステンレス鋼の場合には、靱性に乏し
く溶接割れ感受性が高い。しかしながら、前記ほう化物
あるいはＢを含む炭化物、窒化物が核となり、結晶粒が
微細化することにより靱性が確保されて溶接割れを防止
していると考えている。
びＶを適正量含有させることにより溶接割れ、耳割れが
防止される理由については充分解明されていないが、以
下のように考えている。すなわち、肉盛り溶接部にはＢ
含有ステンレス鋼中のＢが拡散するが、偏析あるいは低
融点の共晶を形成して溶接割れの原因となる。Ｔｉ、Ｎ
ｂ、ＺｒおよびＶを適正量含有量させることにより高温
で安定な硼化物あるいはＢを含む炭化物、窒化物を形成
し、溶接割れを防止していると考えられる。溶接被覆材
料がフェライト系ステンレス鋼の場合には、靱性に乏し
く溶接割れ感受性が高い。しかしながら、前記ほう化物
あるいはＢを含む炭化物、窒化物が核となり、結晶粒が
微細化することにより靱性が確保されて溶接割れを防止
していると考えている。
【００２８】また、Ｂ含有オーステナイト系ステンレス
鋼母材から肉盛り溶接部の表面側に向かうにしたがって
オーステナイト相の割合が減少し、フェライト相の割合
が増加して表面側ではフェライト単相となる。オーステ
ナイト系ステンレスに比べてフェライト系ステンレス鋼
の熱膨張係数が小さいことから、溶接時および熱間加工
時の熱応力を緩和し、溶接割れおよび耳割れのはっせい
が共に防止されると考えられる。したがって、フェライ
ト系ステンレス鋼を溶接被覆材料としてはより好適であ
る。
鋼母材から肉盛り溶接部の表面側に向かうにしたがって
オーステナイト相の割合が減少し、フェライト相の割合
が増加して表面側ではフェライト単相となる。オーステ
ナイト系ステンレスに比べてフェライト系ステンレス鋼
の熱膨張係数が小さいことから、溶接時および熱間加工
時の熱応力を緩和し、溶接割れおよび耳割れのはっせい
が共に防止されると考えられる。したがって、フェライ
ト系ステンレス鋼を溶接被覆材料としてはより好適であ
る。
【００２９】肉盛り溶接被覆層をステンレス鋼に限定し
た理由は、被覆するＢ含有オーステナイトステンレス鋼
と同等程度の耐酸化性を付与するためである。これによ
り、熱間加工における酸化スケールロスを少なくするこ
とができるので、溶接被覆厚さを厚くする必要がなくな
る。
た理由は、被覆するＢ含有オーステナイトステンレス鋼
と同等程度の耐酸化性を付与するためである。これによ
り、熱間加工における酸化スケールロスを少なくするこ
とができるので、溶接被覆厚さを厚くする必要がなくな
る。
【００３０】肉盛り溶接被覆層のステンレスス鋼の化学
組成は、特に限定しないがＣｒを１２％以上含むＣｒ系
ステンレス鋼、Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼であればよ
い。例えば、オーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３
０８Ｌ、ＳＵＳ３０９ＬおよびＳＵＳ３４７等で、フェ
ライト系ステンレス鋼のＳＵＳ４３６Ｌ、ＳＵＳ４３０
およびＳＵＳ４１０等である。Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒおよび
Ｖのうちの１種以上を含有していない鋼種の場合は、そ
れらの元素のうち１種以上含有させる。
組成は、特に限定しないがＣｒを１２％以上含むＣｒ系
ステンレス鋼、Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼であればよ
い。例えば、オーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３
０８Ｌ、ＳＵＳ３０９ＬおよびＳＵＳ３４７等で、フェ
ライト系ステンレス鋼のＳＵＳ４３６Ｌ、ＳＵＳ４３０
およびＳＵＳ４１０等である。Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒおよび
Ｖのうちの１種以上を含有していない鋼種の場合は、そ
れらの元素のうち１種以上含有させる。
【００３１】ステンレス鋼片とは、前述したように連続
鋳造スラブ、分塊鍛造スラブ、分塊圧延スラブおよびイ
ンゴット（鋼塊）である。これらの鋼片は一般に直方体
であり、その長手方向に延びるように熱間圧延や鍛造等
の熱間加工が施される。鋼片の側面とは、加工面（圧延
の場合ロールと接触する面）以外の面であり、通常は長
手方向の２側面の全面に肉盛り溶接被覆層を設ければよ
い。肉盛り溶接被覆層を設ける方法としては、ＴＩＧ溶
接、被覆アーク溶接およびバンドアーク溶接等が適用で
きる。
鋳造スラブ、分塊鍛造スラブ、分塊圧延スラブおよびイ
ンゴット（鋼塊）である。これらの鋼片は一般に直方体
であり、その長手方向に延びるように熱間圧延や鍛造等
の熱間加工が施される。鋼片の側面とは、加工面（圧延
の場合ロールと接触する面）以外の面であり、通常は長
手方向の２側面の全面に肉盛り溶接被覆層を設ければよ
い。肉盛り溶接被覆層を設ける方法としては、ＴＩＧ溶
接、被覆アーク溶接およびバンドアーク溶接等が適用で
きる。
【００３２】肉盛り溶接被覆層の厚さは、２ｍｍ以上で
あれば耳割れは防止できるが、溶接施工性の観点から３
ｍｍ以上あることが望ましい。厚みを増加にさせても溶
接割れ、耳割れ防止効果は得られるが、過度に厚く被覆
することは製造コストが増大することから好ましくな
い。また、熱間加工後トリマ等で比較的容易に溶接被覆
部を除去することができるが、被覆厚みが厚いと、加工
後鋼板表面への溶接被覆材の回り込み量が増加し、その
分除去量が増加して歩留が低下するので、被覆厚みは１
０ｍｍ以下とするのが望ましい。
あれば耳割れは防止できるが、溶接施工性の観点から３
ｍｍ以上あることが望ましい。厚みを増加にさせても溶
接割れ、耳割れ防止効果は得られるが、過度に厚く被覆
することは製造コストが増大することから好ましくな
い。また、熱間加工後トリマ等で比較的容易に溶接被覆
部を除去することができるが、被覆厚みが厚いと、加工
後鋼板表面への溶接被覆材の回り込み量が増加し、その
分除去量が増加して歩留が低下するので、被覆厚みは１
０ｍｍ以下とするのが望ましい。
【００３３】次に、熱間加工は、分塊鍛造、厚板圧延、
熱延鋼帯の圧延等をいう。鋼片の加熱温度は溶融脆性を
生じない範囲での高い温度に設定する。Ｂ含有オーステ
ナイトステンレス鋼の場合、１１００〜１２００℃とす
るのが好適である。熱間鍛造あるいは熱間圧延における
仕上温度は高い方が耳割れ防止にとって好ましい。しか
し溶接被覆材の熱間変形能が許す限り、６００〜９００
℃の低温仕上げとすることも可能である。
熱延鋼帯の圧延等をいう。鋼片の加熱温度は溶融脆性を
生じない範囲での高い温度に設定する。Ｂ含有オーステ
ナイトステンレス鋼の場合、１１００〜１２００℃とす
るのが好適である。熱間鍛造あるいは熱間圧延における
仕上温度は高い方が耳割れ防止にとって好ましい。しか
し溶接被覆材の熱間変形能が許す限り、６００〜９００
℃の低温仕上げとすることも可能である。
【００３４】
【実施例】以下、実施例により本発明の効果について説
明する。
明する。
【００３５】表１に示す化学組成を有するステンレス鋼
を溶製し、連続鋳造スラブ、分塊圧延スラブ、分塊鍛造
スラブおよび鋼塊（インゴット）にした。
を溶製し、連続鋳造スラブ、分塊圧延スラブ、分塊鍛造
スラブおよび鋼塊（インゴット）にした。
【００３６】
【表１】
【００３７】また、肉盛り溶接被覆材としては表２に示
す化学組成の各ステンレス鋼を用いた。
す化学組成の各ステンレス鋼を用いた。
【００３８】
【表２】
【００３９】上記各鋼片の寸法は表３に示す通りで、長
さは全て２０００ｍｍとした。各鋼片の長手方向の両側
面に、表２に示した化学組成の溶接材料をＴＩＧ溶接ま
たはバンドアーク溶接により肉盛溶接した。肉盛厚さは
いずれも３ｍｍとした。
さは全て２０００ｍｍとした。各鋼片の長手方向の両側
面に、表２に示した化学組成の溶接材料をＴＩＧ溶接ま
たはバンドアーク溶接により肉盛溶接した。肉盛厚さは
いずれも３ｍｍとした。
【００４０】肉盛り溶接後ダイチェックにより溶接割れ
の有無を目視観察により調べた。
の有無を目視観察により調べた。
【００４１】次に、表３に示す熱間加工条件での熱間圧
延または鍛造により再加熱することなく表３に示す仕上
げ板厚まで加工して鋼板とした。No.４のみ厚板圧延
で、それ以外は熱延鋼帯の圧延である。なお、熱間圧延
または鍛造における加熱温度は１１５０℃とした。熱間
加工した各鋼板について耳割れの有無を目視観察した。
延または鍛造により再加熱することなく表３に示す仕上
げ板厚まで加工して鋼板とした。No.４のみ厚板圧延
で、それ以外は熱延鋼帯の圧延である。なお、熱間圧延
または鍛造における加熱温度は１１５０℃とした。熱間
加工した各鋼板について耳割れの有無を目視観察した。
【００４２】これらの結果を表３に示す。
【００４３】
【表３】
【００４４】表３から明らかなように、本発明例のＴ
ｉ、Ｎｂ、ＺｒおよびＶの１種以上を０．０１〜２％含
有するステンレス鋼を、鋼片の側面に肉盛り溶接被覆し
て熱間加工した場合、溶接割れ、耳割れの発生が無く良
好な鋼板が得られた。
ｉ、Ｎｂ、ＺｒおよびＶの１種以上を０．０１〜２％含
有するステンレス鋼を、鋼片の側面に肉盛り溶接被覆し
て熱間加工した場合、溶接割れ、耳割れの発生が無く良
好な鋼板が得られた。
【００４５】一方比較例の溶接被覆しなかった記号７、
および肉盛り溶接被覆層の化学組成が本発明で規定する
範囲をはずれている記号８、９は、溶接割れ、耳割れが
発生して良好な鋼板が得られなかった。
および肉盛り溶接被覆層の化学組成が本発明で規定する
範囲をはずれている記号８、９は、溶接割れ、耳割れが
発生して良好な鋼板が得られなかった。
【００４６】
【発明の効果】本発明の熱間加工方法によれば、難加工
材の高Ｂ含有オーステナイトステンレス鋼片を、再加熱
しないで熱間加工時に耳割れを発生させることなく工業
的に安定して歩留まりよく加工することができ、近年高
まっている核燃料輸送用容器、使用済核燃料貯蔵ラック
等原子力関連機器の中性子遮蔽材のニーズに対し、良好
な品質の鋼板を比較的安価に供給できる。
材の高Ｂ含有オーステナイトステンレス鋼片を、再加熱
しないで熱間加工時に耳割れを発生させることなく工業
的に安定して歩留まりよく加工することができ、近年高
まっている核燃料輸送用容器、使用済核燃料貯蔵ラック
等原子力関連機器の中性子遮蔽材のニーズに対し、良好
な品質の鋼板を比較的安価に供給できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 9/04 Ｂ２３Ｋ 9/04 Ｌ // Ｂ２３Ｋ 35/30 ３４０ 35/30 ３４０Ｂ Ｃ２１Ｄ 8/02 Ｃ２１Ｄ 8/02 Ｄ Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０２ Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０２Ｈ 38/54 38/54 (72)発明者 小川 和博 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住 友金属工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4E002 AA07 AB01 AB06 AD02 AD07 CB04 4E081 YS01 YX05 4K032 AA02 AA13 AA24 BA01
Claims (1)
- 【請求項１】Ｂを０．３〜２．５重量％含有するオース
テナイト系ステンレス鋼片を熱間加工するに際し、その
鋼片の側面に、Ｔｉ、Ｎｂ、ＺｒおよびＶのうちの１種
以上を合計で０．０１〜２重量％含有するステンレス鋼
の肉盛り溶接被覆層を設けて熱間加工することを特徴と
するＢ含有オーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工方
法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP11826399A JP3815114B2 (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | Ｂ含有オーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11826399A JP3815114B2 (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | Ｂ含有オーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000312905A true JP2000312905A (ja) | 2000-11-14 |
| JP3815114B2 JP3815114B2 (ja) | 2006-08-30 |
Family
ID=14732309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11826399A Expired - Fee Related JP3815114B2 (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | Ｂ含有オーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3815114B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009262162A (ja) * | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Nisshin Steel Co Ltd | Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯の製造方法 |
| WO2011097085A1 (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-11 | Ati Properties, Inc. | Systems and methods for processing alloy ingots |
| JP2012067337A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Nisshin Steel Co Ltd | 核燃料保管ラック用ステンレス鋼角管およびその製造法並びにラック |
| CN103468966A (zh) * | 2010-02-05 | 2013-12-25 | Ati资产公司 | 用于形成和处理合金锭的系统和方法 |
| US8789254B2 (en) | 2011-01-17 | 2014-07-29 | Ati Properties, Inc. | Modifying hot workability of metal alloys via surface coating |
| US9027374B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-05-12 | Ati Properties, Inc. | Methods to improve hot workability of metal alloys |
| US9327342B2 (en) | 2010-06-14 | 2016-05-03 | Ati Properties, Inc. | Lubrication processes for enhanced forgeability |
| US9539636B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-01-10 | Ati Properties Llc | Articles, systems, and methods for forging alloys |
-
1999
- 1999-04-26 JP JP11826399A patent/JP3815114B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| TWI584890B (zh) * | 2010-02-05 | 2017-06-01 | 冶聯科技地產有限責任公司 | 加工合金錠之系統及方法 |
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| US9267184B2 (en) | 2010-02-05 | 2016-02-23 | Ati Properties, Inc. | Systems and methods for processing alloy ingots |
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| US9327342B2 (en) | 2010-06-14 | 2016-05-03 | Ati Properties, Inc. | Lubrication processes for enhanced forgeability |
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| JP2012067337A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Nisshin Steel Co Ltd | 核燃料保管ラック用ステンレス鋼角管およびその製造法並びにラック |
| US9242291B2 (en) | 2011-01-17 | 2016-01-26 | Ati Properties, Inc. | Hot workability of metal alloys via surface coating |
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|---|---|
| JP3815114B2 (ja) | 2006-08-30 |
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