JPH04141559A

JPH04141559A - ミグ溶接作業性に優れたフェライト系ステンレス線材

Info

Publication number: JPH04141559A
Application number: JP26445290A
Authority: JP
Inventors: Mizuo Sakakibara; 榊原　瑞夫; Kensai Shitani; 志谷　健才
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1992-05-15
Anticipated expiration: 2011-09-11
Also published as: JP2532160B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、フェライト系ステンレス鋼の利用される分
野、例えば、原子力産業、自動車産業、火力発電産業、
化学工業等に於いて使用されるミグ溶接作業性に優れた
溶接用線材を供給するものである。

（従来の技術）近年、装置効率の向上や安全性・耐久性向上の面から使
用材料の高級化が図られている。使用材料の高級化に従
い、溶接方法としてミグ溶接やティグ溶接が多用されて
きた。しかし、いずれも溶接能率向上が課題であり、溶
接条件、溶接作業性の面から改善が図られている。ミグ
溶接作業性は溶接ビード形状、アーク安定性、スパッタ
発生、スラグ生成、ヒユーム等で評価されている。ミグ
溶接作業性改善報告の一つに製鉄研究、Ｎｏ、　３３３
（１９８９）　ｐ５０−５３かあり、八ρの有害性が報
告されているが、更に、溶接作業性に優れたミグ溶接用
ステンレス線材の供給が要求されている。

（発明が解決しようとする課題）溶接作業性の優れたミグ溶接用フェライト系ステンレス
線材を供給するに当たり、溶着部か健全であることが重
要である。一般にフェライト系ステンレスの溶着部は結
晶粒が大きく脆いことから、溶着部組織の微細化が課題
であり、多くの研究がなされているが、この課題を解決
するには到っていない。

本発明はミグ溶接作業性に優れ、かつ溶接部の靭性に優
れた溶接線材を提供するものである。

（課題を解決するための手段）本発明は上記問題点の解決に当たり、溶接用線材に含ま
れる成分の影響を綿密に調査した結果得られたもので、
含有される不純物成分を限定することによりミグ溶接作
業性に優れたフェライト系ステンレス線材を供給するも
のである。また、高レベルのＯｌＳを含有するＡ、Ｑ、
Ｃａレスの材料においてＴｉ、ＺｒおよびＮｂ　＋Ｔａ
と組織の関係を詳細に調査し、ＭｎＳやＴ１とＺｒの酸
化物および炭窒化物とＮｂ　＋Ｔａの炭窒化物か溶着部
の組織を微細化させることを知見した。

すなわち、本発明は上記ミグ溶接作業性改善技術と溶着
部組織の微細化技術を知見したことにより、Ｓ：口、０
０１０〜ｏ、ｏｏｇｏ重量％（以下％）、０：０．００
３０〜０．０１５０％を含有するフェライト系ステンレ
ス鋼において、Ａｇ：５０．００５％、Ｍｇ：５０．０
０２％、Ｃａ：５０．００２％、希土類元素（ＲＥＭ）
：５０．００２％、ＡＮ１５＋　（Ｍｇ　＋Ｃａ　十Ｒ
ＥＭ）／２　：≦ｏ、ｏｏａｏ％、Ｔｉ：５０．６０％
、Ｚｒ：５０．６０％、Ｎｂ＋Ｔａ：５０．６０％、Ｔ
ｉ＋Ｚｒ＋Ｎｂ＋Ｔａ：０．１０〜０．６０％の範囲に
あることを特徴とするミグ溶接作業性及び溶着部の延性
に優れたフェライト系ステンレス線材を提供するもので
ある。

以下に本発明の範囲を限定した理由について述べる。

Ｓはミグ溶接ビード形状を良くするため、また溶接アー
クの安定化およびスパッタ量の低減化のため、さらに、
ＭｎＳを生成させ、熱間加工温度に加熱した場合の結晶
粒の粗大化を防止させるために０．００１０％以上を添
加する。過剰の添加はビード上に形成するスラグ量を増
加させ、その除去のために作業時間が増加することから
上限をｏ、ｏｏｇ。

％に限定した。

Ｏは通常好ましくない元素として極力低減されるが、本
発明に於いてはミグ溶接アークの安定化のため、またＴ
ｉ、Ｚｒの酸化物を生成し、溶接部の結晶粒を微細化さ
せるためにｏ、ｏｏａｏ％以上を含有させるが、過剰の
含有は溶着部の延性を悪化させるために上限を０．０１
５％に限定した。

Ａｇ、Ｍｇ　、Ｃａ　、ＲＥＭは強力な酸化物形成元素
で、高融点の酸化物を形成し、溶接時の酸化物解離に伴
い多量のスパッタ発生とアーク乱れを生じさせる。また
、溶接ビードを高くし、幅を狭くすると同時に溶接部は
込み深さを浅くするなど溶接作業性に著しい悪影響を与
える。このため、それぞれの元素含有量の上限をＡｐ≦
０．００５０％に、Ｍｇ、Ｃａ、ＲＥＭ≦０．００２０
％に限定した。また、ＡＮ　１５＋　（Ｍｇ　＋Ｃａ　
＋ＲＥＭ）／２（７）上限を０．００３０％に限定した
。

ＴｉおよびＺｒはミグ溶接部に微細な酸化物および炭窒
化物を形成し、またＮｂ　＋Ｔａは炭窒化物を形成し結
晶粒の粗大化を防止すると同時に溶着部の延性を向上さ
せる。このため、単独にはそれぞれ０．６０％以下、Ｔ
ｉ　、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａの総量で０．１０％以上添加す
る。しかし、過剰の添加は溶着部の結晶粒粗大化防止効
果および延性改善効果が飽和し、添加増量効果が失われ
る。また、ミグ溶接作業性を著しく劣化させるようにな
るため、上限をそれぞれの元素単独または複合で０，６
０％に限定した。

本発明は、通常使用されるミグ溶接用フェライト系ステ
ンレス線材全般（例えば、ＪＩＳ’０４３１６゜２３３
２１記載のフェライト系）に適用できる。また、高強度
を目的とした高Ｍｎ、高Ｎ、Ｖ、Ｂを単独または複合し
て含有するフェライト系ステンレス鋼や高耐食性を目的
にした２０％以上のＣｒや１０％以下のＭｏを含有する
フェライト系ステンレス鋼用のミグ用溶接線材に適用で
きる。

（実　施　例）第１表に本発明例と比較例の化学成分を、第２表にミグ
溶接作業性と溶接部の結晶粒度を示す。

Ｎｔｌ、１〜１１は本発明例である。魔１２〜２３は比
較例である。いずれの供試材もステンレス鋼の通常の精
錬工程（例えば、電気炉溶解アルゴン／酸素脱酸処理に
よる精錬）で溶解・精錬後鋳造ビレットを製造し、鋳造
まままたは分塊圧延後線材圧延した。

また、溶接作業性評価及び結晶粒度測定は下記の方法で
行った。

（１）溶接作業評価２００Ａ　−１８〜２６Ｖ（２Ｖ間隔）および２５０Ａ
　−２４〜３２Ｖ（２Ｖ間隔）の１０溶接条件で３０分
間溶接した場合の下記作業評点を評価したものである。

■ビード形状評点：各溶接条件で溶接した場合のビード
の蛇行性およびビード高さ（Ｈ）とじ−ド幅（Ｂ）比を１００点満点評価した平均値で、高点数はどビード形状は良好である。７０点以上か好ましい値である。

■ヒユーム評点：各溶接条件で溶接した場合のヒユーム
発生量を１００点満点で評価した平均値で高点数はどヒユーム発生が少ない。７０点以上が好ましい値である。

■スラグ評点：各溶接条件で溶接した場合のスラグ発生
量を１００点満点評価した平均値で高点数はどスラグ発生が少ない。７０点以上が好ましい値である。

■アーク評点：各溶接条件で溶接した場合の溶接電流−
電圧の時間変化の変動幅を１００点満点評価した平均値で高点数はど変動幅が少ない。７０点以上が好ましい値である。

■スパッタ評点：各溶接条件で溶接した場合のスパッタ
発生量を１００点満点評価した平均値で高点数はどスパッタ発生量が少ない。７０点以上が好ましい値である。

■総合評点　：■〜■の評点中最低評点を示す値である
。７０点以上が好ましい値である。

（２）溶着部の結晶粒度測定２ＤＯＡ　−２２Ｖの溶接条件で溶接した場合の溶着部
の結晶粒度を切断法により測定し、結晶粒度磁に換算し
た。

本発明臓１鋼はＮＯ，１２鋼と比較される。ＡＪが本発
明成分範囲を逸脱したＮＯ，１２鋼に比較し、本発明鋼
は溶接作業性に優れていることが明白である。

同様に、本発明魔２鋼はＮＣＬ１３鋼、本発明磁３鋼は
？ｋ１４鋼、本発明魔４鋼は磁１５鋼、本発明磁５鋼は
？ｌｏ、１６鋼、本発明Ｎｏ、６鋼は磁１７鋼、本発明
漱７鋼は磁１８鋼と比較される。Ｍｇ、Ｃａ、ＲＥＭ。

Ｔ１．ＺｒおよびＮｂ　＋Ｔａ元素が単独で本発明成分
範囲を逸脱したＮｏ、１３〜Ｎｏ、１ｇ鋼に比較し、本
発明Ｎｏ、２〜Ｎｏ、７鋼は溶接作業性に優れてこるこ
とが明白である。

本発明魔８鋼はＮｏ、１９鋼と比較される。Ｔｉ。

ＺｒおよびＮｂ　＋Ｔａの複合量が本発明範囲を逸脱し
たＮｏ、＋９鋼に比較し、本発明隘８鋼は溶接作業性に
優れていることか明白である。

本発明Ｎ００９鋼はＮｏ、　２０鋼、本発明ＮＣＬＩＯ
鋼はＮｏ、２１鋼、本発明Ｎｏ、　１１鋼はＮｏ、２２
〜Ｎｃｉ、２３鋼と比較される。本発明成分範囲を逸脱
したＡｐ　、Ｍｇ　、ＲＥＭを複合して含有するＮｏ、
２０〜Ｎα２２鋼およびＡｇ、Ｍｇ。

Ｃａ　、　ＲＥＭ、　Ｔｉ　＋Ｚｒ　＋Ｎｂ　＋Ｔａ　
ｆｆｉが本発明範囲を逸脱した嵐２３鋼に比較し、本発
明胤９鋼〜４１１鋼は溶接作業性に優れていることが明
白である。

また、本発明鋼及び比較鋼中Ｔｉ　＋Ｚｒ　＋Ｎｂ　＋
Ｔａ量が本発明範囲にある隘１２〜ＮＱ、１３鋼、陽、
１５鋼、随２０〜漱２２鋼の溶着部の結晶粒度隘は１番
以上で微細である。また、Ｎｏ、１６〜Ｎｏ、１９鋼及
び嵐２３鋼はＴｆ　＋Ｚｒ　＋Ｎｂ　＋Ｔａ量が本発明
範囲を超えて含有するが、結晶粒度は本発明鋼と変わら
ず、結晶粒粗大化防止効果が飽和していることが明白で
ある。一方、Ｔｉ　十Ｚｒ　＋Ｎｂ　＋Ｔａ量が本発明
以下のＮｏ、１４鋼では明らかに結晶粒度が粗く、溶着
鋼の結晶粒微細化に本発明の成分範囲が有効であること
が明白である。

（発明の効果）本発明によればミグ溶接作業性に優れ、且つ溶着鋼の微
細化効果により溶接部の靭性に優れたフェライト系ステ
ンレスミグ溶接用線材を供給することが可能で産業上有
効な効果がもたらされる。

Claims

【特許請求の範囲】Ｓ：０．００１０〜０．００８０重量％（以下％）Ｏ：
０．００３０〜０．０１５０％を含有するフェライト系ステンレス鋼においてＡｌ：≦
０．００５％Ｍｇ：≦０．００２％Ｃａ：≦０．００２％希土類元素（ＲＥＭ）：≦０．００２％Ａｌ／５＋（Ｍｇ＋Ｃａ＋ＲＥＭ）／２≦０．００３０
％Ｔｉ：≦０．６０％Ｚｒ：≦０．６０％Ｎｂ＋Ｔａ：≦０．６０％Ｔｉ＋Ｚｒ＋Ｎｂ＋Ｔａ：０．１０〜０．６０％の範囲
にあることを特徴とするミグ溶接作業性に優れたフェラ
イト系ステンレス線材。