JPS58207360A - ステンレスクラツドＣｒ−Ｍｏ鋼板 - Google Patents

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】 この発明は溶接性ならびにクラッド部界面特性に優れた
ステンレスクラッドＣｒ−Ｍｏ鋼板に関する。

石油精製をはじめとする化学工業プラントの高温圧力容
器用鋼材として、現在ＡＳＴＭＡ３８７で規定されるＣ
ｒ−Ｍｏ鋼を母材とするステンレスクラッドＣｒ−Ｍｏ
鋼板が広く用いられている。

しかし上記母材として用いられるＣｒ−Ｍｏ鋼は、強度
を確保するために、Ｃ含有量の高い成分系（Ｃｏ１５〜
０２０％）となっており、溶接性（溶接低温割れ性、溶
接ボンド部靭性をいう）およびクラッド部界ｕ！］特性
（曲げ延性等の機械的性質及び耐水素侵食性等をいう）
の点で問題がある。

すなわち、この種の高温圧力器用鋼板は熱間加工後める
いげぞれに続く焼ならし処理汲放冷の状態にて、性能全
確保す為ことが必要であるため、水焼入れなどの加速冷
却による強度上昇の手法を用いることができない。従っ
て上記圧力容器に用いるステンレスクラッドＣｒ　−Ｍ
ｏ鋼板の＠度の確保のため・には、鋼組織自体をＣ含有
量の高い成分系としなげればならない。

しかし、ステンレス鋼を合せ材とするクラツド鋼板では
、母材中のＣ＃度を高めると次の２つの問題が生じてく
る。１つに、熱間加工時あるいはそれに絖く焼ならし等
の熱処理時に、クラッド部と母材との境界部において母
材中のＣのクラッド部への拡散移行が生じ、その結果界
面の合せ材偶に浸炭層が形成されて発達し、クラッド都
界面特性が劣化する問題である。

この受炭４の発達は上記境界部の曲げ延性を低下せしめ
るとともに、圧力容器運転中の水素浸食を促進させるな
どの悪影響が生じて、クラッドＷ４＆の品質が大巾に低
下する。他の１つは、溶接施工後に通常行われるＳＲ処
理時に、溶接低温側ｎ性の低下及び溶接ホント部姻注の
劣化などを生じて、浴接性が損わｎる問題でめる。

この１容接性の低下は溶接施工コストの上昇及び各接品
質の低下につながる。

本発明は上記２つの問題を解消するため罠なされたもの
で、ステンレスクラッドＣｒ　−Ｍａｒ板の母材として
用いるＣｒ−Ｍｏ鋼において、強度を低下することなく
低Ｃ化を図ることによって溶接性ならびにクラッド部界
面特性の向上を図ったステンレスクラッドＣｒ−Ｍｏ鋼
板を提供しようとするものである。

すなわち、本発明の要旨とするところは、ステンレス鋼
を合せ材とし、ＣＯ，０８〜０，１３％、ＳｉＯ，０３
〜（１８０％、　Ｍｎ　０３０〜０．７０％、　Ｃｒ　
ＯＳＯ−３５ｕ％、　Ｍｏ　Ｏ，４０〜１．２０％、　
５ｏｌＡＩ　Ｑ、０２〜０．０７％、Ｂ０．０００２〜
０．００１５％を含み、残部が実質的にＦｅよりなるＣ
ｒ−Ｍｏ鋼を母材とすることを！＃徴とするステンレス
クラッドＣｒ−１ｄｏＡ板にある〇本発明省らは１ず、
上記熱処理時に母材中のＣｉ７の多寡がステンレスクラ
ツド材に与える影１＃−ヲ検討し、母材のＣｒ−Ｍｏ鋼
中のＣ濃度の低減により祷接低温割れ防止、ギ熱温度の
低減が可北となり、溶接施工コストの低下を図り得ると
ともに、爵接ホント部靭性の改善、るるいはりジッド部
界面でのＣ移行の軽減が与られて、材料の品質向上を図
９得ることを見出した。次いで、上記母材の低Ｃ化を図
った場合に従来の高ＣＫ分糸に劣らない強度を維持する
ためＳｉ、Ｍｎ。

Ｃｒ、Ｍｏ等の主要成分を彊匿、＠性、浴接性、耐食性
等の確保に適する量とし、さらに適当量のＳｏ　ＩＡＩ
及びｆｉＩＬｉＬのＢの添加を行なった。これはＳｏ　
ＩＡＩによシー中Ｎが固定され、Ｂの添加時ＫＢＮの生
成が抑制されてＢによる焼入れ性向上の効果が十分に発
揮され、強度のより一層の上昇を図ることが可能となる
からである。

すなわち、本発明鋼板は低Ｃ化による強度の低下金、＠
重Ｂの添加による焼入性向上効果によって補うようにし
て、母材のＣｒ−Ｍｏ鋼の浴接性及びクランド邸界面持
性を改善せしめた点を特徴とするものである。

本発明肩板ンこおける各成分限定の理由は以下に述べる
ａジである。

Ｃ；強度を確保するために０．０８％以上を必要とする
が、０．１３％を越えると溶接性及びクラット部界曲特
性の低下を招くので０．０８〜０．１３％とした。

Ｓｉ：脱酸剤としておよび強度確保のために０．０３夕
≦以上を特徴とする特に高温での長時間使用中の焼戻し
脆化による靭性の低下はＳｉｌの増加に伴って促進され
る。そして０．８０％を越えると銅の靭性及び浴接性の
低下を招き、特に浴接部の靭性が劣化する。従って０．
０３〜０Ｊ３０％とした。

Ｍｎ：強度を確保するた：６　ＶＣ０，３０％以上を必
要とするが、０．７０％をさえると浴接性の低下２招く
ため、０．３０〜０．７０％とした。

Ｃｒ：高温での耐食性を確保するために０．５０％以上
を必要とするが、３．Ｓｏ％を越えると浴接性の低下を
招くため、０．’）０〜３．５０％とした。

Ｍｏ：高温での４Ｌ特例クリープ強度を確保するために
０．４０％以上を必要とするが、１２０９７；　’ｉｌ
”さえると溶接性及び靭性の低下を招くため、０．４０
〜１．２０％とした。

５ｏｌＡｌ　：本発明の特徴である倣１Ｂの焼入性向上
効果を発揮させるためにｄｏ、０２％以上を添加し、鋼
中のＮｔ自足してＢＮの生成を防止する必要かめる。し
かし０２０７％を億えると溶接性、＃に浴接部の靭性低
下を招くため０．０２〜０．０７％とした。

Ｂ：本発明の特徴である微量のＢ　（ｃよる党入れ性向
上効果を発揮するためには、０．０００２％以上を必要
とするが、０１）０１５％を嬉えて冷加しても睨人性同
上効果は期待できず、かえって直接部の靭性低下および
ＳＲ割れ感受性の上昇を招くため、０．０００２〜０．
００１５％とし友。

合せ林のステンレス鋼はフェライト系、オーステナイト
系ステンレス、二相ステンレス鋼等で特に限定するもの
でなく、母材７１）らの浸炭の影響を受けるステンレス
鋼を全て含むものである。

矢に本発明の効釆を夷」ガに基ついて説明する。

実逓例１ 第１表の１１７〜（４）に示す本発明範囲の成分の母材
鋼板（板厚１００ｆｌ）とステンレス鋼の合せ材鋼板（
板厚３ｍ翼）とを素材とし、これら全車ね合せて熱間圧
延によりり２ツド鋼板を！！遺し、ひさつついて９３０
　’ＣＸ　３０ｍ空冷の現ならし処理を行い、本発明例
のステンレスクラッドＣｒ　−Ｍ。

鋼販の供試材ｆｉｌ〜（４）を得た。また比較のため、
第１表（５）〜（８）に示す成分の母材鋼板（板厚１０
０捕）とステンレス鋼の合せ材鋼板（板厚３■）とｋ　
ｇ材とし、同様に熱間圧延によりクラッド痢板金製造し
＋６Ｊ様に焼ならし処理を行い比較例のステンレスクラ
ッドＣｒ−Ｍｏ−板の供試材＋６＋〜（８）を侍た。

上記供試材（１）〜（８）について第２表に示す内容第
　　　　　２　　　　　表 示しだ。

第１表に見る通り、本発明例の供試材ｉｌｌ〜（４）は
比較例の供試Ｕ　（６１〜（８１に比較して、母材、母
材の浴接ボンド部およびクラツド材のすべてについてＵ
性がすぐれており、浴接低温停止温度は１５０’Ｏと低
く尋接低温割れ性にもすぐれている。また強度は低Ｃ化
にも拘らず比較例と略々同等であるので、本発明により
ステンレスクラッドＣｒ−Ｍｏｌ１Ｉ４板の溶接性向上
の効果は顕著であることが示された。

次に本発明鋼板の特色の１つである合せ材調溶接部と母
材との界面今性の改善効果を述べる。

上記第１表の不発明例の供試材（１）〜（４）と比較例
の供試材（５）〜（８）とを用い、第１図例示した合せ
材（１）情に設けた開先（２）に、第３表に示す条件で
浴接全行うと゛ともに加熱温度を種々に変えて浴接後焼
戻し熱処理を施して、合せ材間初層溶接部と母材との界
面特性を調査した。

第３表 上記調査結果の一例を第２図（イ）（ロ）に示す。

第２図（イ）は供試材（１）、と同（５）の合せ材間初
層溶接部の母材との界面における浸炭層幅と焼戻しパラ
メータとの関係をそ１１それ特性曲線（Ｐｌ）及び同（
Ｑｌ）で示し、同図（ロ）は供試材＋２１と同（６）の
上記関係を特性曲縁（’Ｐｇ）及び同（ＱｌＩ）で示し
た図である。第２図（イ）（ロ）の横軸の焼戻しパラメ
ータの数値は、次式のＴ（２０＋　ｌｏｇｔ）ＸＩＯ−
’（但しＴ：加熱温度、ｔ：室温）から求めたものであ
る。

第２図（イ）（ロ）に見る逼り、比較例の供試材１ｆｌ
ｌ、＋６）は、＠戻しの加熱温度の上昇とともに浸炭層
幅は次第に増大し、例えば曲線ＱＩのａ点、Ｑｔのｂ点
（いずれも６７５°ＣＸ１２ｈ炉冷の熱処理）に市も 試材ｔｌｌ、＋２）は、゛いずれも焼戻し熱処理におけ
る浸炭層の形成幅は極めて１菫少であ゛す、本発明例は
母材の低Ｃ化によりクラッド部境界部の浸炭層の発達を
抑える効果があることが示された。

この浸炭層の発達は上述の如く、境界部の曲は延性、水
素侵賞に悪影響があるので、従って本発明例はクラッド
部界面特性の点で比較例より優ｎていることが分る。

実施例２ 第４表の（９）〜す々に示す本発明範囲の成分の母材鋼
板（板厚１００朋）を９３０　’ＣＸ　３０叫空冷の焼
ならし処理ケ行い、この＃何に対して同茨（９）〜す々
に示す成分の肉盛、客扱金属を第５表に示す条件で肉盛
６接（肉盛厚８請、浴は込み凍さ約１ａ厘）ヲ行い、板
厚１０７Ｍの本発明−１のオーバレイステンレスクラッ
トＣｒ−Ｍｏ４ｍ板の供試材（９１〜第　　　　　４　
　　　　表 ゛　リフを得た。また比較のだの、第４表（１四〜川に
示す成分の母材鋼板（板厚１００　、ｔ＊　）　ｋ同様
の焼ならし処理を行い、この母材に対して同表ｇ４〜囮
に示す成分の肉盛浴接金属、を第５表に示す条件で同様
に肉盛浴接を行い、同様板厚の比較例のオーバレイステ
ンＶスクラッドＣｒ’−Ｍｏ＠板の供区材叫〜１１四を
得た。

第５表 上記供試ｍ　（９ｉ　−Ｉｌｌの母材について第２表に
示すと同様の内容の′？！ｒ遣の試験を行った。その結
果は第１表に示すものと同一であるので詳細は省略する
が、同様に本発明によって溶接性向上の幼果が顕著に示
された。

次に合せ材側啓接部と母材との界面特性の改番効果につ
いて述べる。第４表の供試材（９）〜（Ｉ。

を用いて、第３図に示し、を肉盛浴接金属（５）側に設
けた開先ｉ６Ｎ’こ、■６表：で示す条理で溶接を行う
とともに力０熱ＩＡ度を櫨々に変えて溶接後戻戻５１！
６表 し熱処理を施して、合せ材側初層浴接部ど母材との界面
特性を調査し７ヒ。その調査結果の一例を鷹４図て示す
。

第４図は第２図ｆ（Ｌ　１口）と同様に愼軸に焼戻しパ
ラメータをとって、供試材＋１２１の現戻し熱処理温度
と浸炭ｊ・ｊ幅との関係を特性１．Ｈ３森’（母で、供
試材・１１の同：′Ａ保全行注四線（Ｓ）で示１−た図
である。

第４図に見る通り、比較例の供試材傾け、焼戻し加熱温
度の上昇とともに浸炭層幅は次第に増大し、例えば曲線
ｉｓ）の０点（６９０°ＣＸ１２ｈ炉冷）の条件に２い
ては浸炭層幅が約８（ｍの浸炭層の形成が認められた。

これに対し本発明例の供試材（１２１は焼戻し熱処理に
おける浸炭層の形成幅は億めで僅少であり、本発明例が
母材のＣ量を低減することにより、合せ材境界部の浸炭
層の発達を抑える効果があり、実施例１で述べたと同様
にクラッド部界面特性の点で比較例より優れていること
が明らかである。

矢に第４表に示した肉盛浴接金属と同じ５ＵＳ３４７ス
テンレス鋼を用いて、Ｃｔを撞々に変えて、その耐食性
に関する試験全行つ之。前記試験結果を第５図に示す。

第５図はＨｕｅｙ試験（６５％硝酸粒界腐食試験）法に
より、Ｃ量を種々に変えた肉盛溶接金属（ステンレス＠
）に関するＴ　Ｔ　Ｓ曲ａ（タイム、テンベレーチャ、
センシテイゼ−７ヨン力−プ）を求めて図示したもので
ある。図の各曲線の数値に試譲材の０％を示す。

第５図に見る通り、例えば６７５　’Ｃｘ　１２ｈ炉冷
の溶接後熱処理を行うとすると、図上のｄ点となるので
、鋭敏化を生せしめないためＫにＣ量を（社）４１％以
下とすることが必要となってくる。

従って肉盛浴接金属のＣ量が＃Ｊ４表に示す如くいずｎ
も０．０４％以下となっている不発明例（９）〜１１２
１は、Ｃ量がいずれも０，０５％以上となっている比較
側御〜ｔｌＱＫ＜らべて、肉盛浴接金属の耐食性が大巾
に改善されていることが明らかである。

以上説明した如＜°、不発明のステンレスクラッドＣｒ
−Ｍｏｍ板は、強度の低下をきたすことなく母材のＣｒ
−Ｎｏ＠を低Ｃ化せしめて溶接性ならびにクラッド部界
面特性の同上を図るように【〜たから、化学工業などの
高温圧力容器製造に用いて顕著な効果を発揮するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図は合せ材□側の開先形状を示した説明図
で断面図、第２図（イ）（ロ）、第４図は溶接後熱処理
に２ける焼戻しパラメータと浸炭層幅との関係を示した
図表、第５図は肉盛溶接金属のＴＴＳ曲Ｈｉ　Ｋ　ｊ？
よぼすＣ量の影響を示し之図表であるっ １：合せ材　２，６：開先形状　３：母材４：ボンド部
　５：肉盛溶接金属 出願人　住友釜属工業株式会社 代理人弁理士　生　形　元　重′　　。 第　１　　区 第　　２　　　図（イ） 第　２　図（ロ） 火先人レバラメ−７ 第　３　　区 第４図 刈り窯′しパラメータ 第　５　　図 手続補正書（方式） ％式％ １　事件の表示 昭和５７年特許願第９０９８６号 ２　発明の名称 ヌテンレヌクラツドＣｒ−Ｍｏ鋼板 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　大阪市東区北浜５丁目１５番地名　称　（２
１１）生友金属工業株式会社代表者　熊谷典文 ４代理人 ′＼−（、：Ｔ、−／ （書類発送日　昭和５７年８　月３１　日）１．２−ノ
！６、抑止の対象 明細書（全文） ７、　補正の口答 明細書の浄Ｎ（口答に変更なし） 特許庁長官　若杉和夫゛　　殿 １　事件の表示 昭和５７年特許願第９０９８６号 ２　発明の名称 ステンレスクラッドＣｒ−ＭＯｍ板 ３、補正をする者 事件との関係　特許・出願人 住　所　　大阪市東区北浜５丁目１５番地名　称　（２
１１）住友金属工業株式会社代表者　　熊　谷　典　文 ４代理人 ６　補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄および「図面の簡単
な説明」の欄 ７、補正の内容 （１）明細書の第３頁第５行に「溶接施工後に通常行わ
れる三−Ｒ処理時に、」とあるを削除します。 （２）明細書の第５頁第１３行から同第１４行にかけて
「特に高温での長時間使用中の・・・」とあるを「しか
し高温での長時間使用中の・・・」に訂正します。 （３）明細書の第７頁第７行から同第１０行にかけて［
不発明範囲の成分の母材鋼板（板厚１００ｊｆｆ）と・
・・・・クラツド鋼板を製造し、」とめるを下記に補正
しま丁。 「不発明範囲の成分の母材鋼板と７テンレヌ鋼の合せ材
調板とを素材とし、これらを重ね合せて熱間圧延により
クラツド鋼板（母材板厚ＩＱＱｍ。 合せ材板厚３舖）を製造し、」 （４）明細書の第１１頁第３表の第２行に「・・・１７
ｋＪ・・・」とある全「・・・ｔ　７　ＫＪ、／償・・
・」に補正しく５）明細書の第１１頁下から第３行に「
加部温度、ｔ＝室温・・・」とあるを「加熱温度口、を
二時間（３）・・・」に補正します。 （６）明細書の第１２頁第１６行から同第１７行にかけ
て「同表（９）〜＠に示す成分の因盛溶接金萬を」とあ
るを削除します。 （７）明細書の第１８頁第５行に「４：ボンド部」とろ
ろを「４：開先合せ面」に補正します。 以　　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ステンレス鋼を合せ材とし、ＣＯ，０８〜０．
   １３％、　Ｓｉ　０．０３〜０Ｊ３０％、　Ｍｎ　０．
   ３０〜０．７０％、ＣｒＯ，５０〜３．５０％　、　Ｍ
   ｏ　Ｏ，４０〜Ｌ２０％　、５ｏｌＡＩ　０．０２〜０
   ．０７％、　Ｂ　Ｏ，０００２〜０．００１５％を含み
   、残部が実質的ＫＦｅよりなるＣｒ−Ｍｏ鋼を母材とす
   ることを特徴とするステンレスクラッドＣｒ　−Ｍｏｍ
   板。