JPS6026815B2 - ２相ステンレス鋼帯の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２相ステンレス鋼帯の製造方法に係り詳しくは
、熱延鋼帯の靭性を高めて熱間圧延後の巻取り時や、冷
間圧延時に割れ等が生じることなく２相ステンレス鋼帯
が製造できる製造方法に関する。

一般に、０．０４％以下のＣ、１．０％以下のＳｉ、４
．０％以下のＭｏ、０．５０％以下のＣｕ、１０．０〜
１５．０％のＮｉ、２０．０〜２５．０％のＣｒ、０．
５０％以下のＭｏ、１．０％を越え２．０％以下の（Ｎ
ｂ＋Ｔａ）、０．０５％以下のＮを含んで、｛１１式か
ら求めるオーステナィト中のフェライト量が８〜２５％
である２相ステンレス鋼帯が、バンドアーク肉盛溶接材
料として使用されている。

フェライト量＝３．２｛％Ｃｒ＋％Ｍｏ十１．５×％Ｓ
ｉ＋０．５×（％Ｎｂ＋％Ｔａ）｝ −２．５｛％Ｎｉ
＋０．５ｘ％Ｍｎ＋３０×％Ｃ＋３０×％Ｎ＋０．３０
ｘ％Ｃｕ｝−２４．７
・・・・・・・・・【１’この鋼帯は、とくに、原
子炉圧力容器、脱硫塔などの石油精製装置、各種化学プ
ラント機器などの肉盛溶接材料として好適であり、他の
材料に比べて通常２層盛りを必要とするところでも１層
盛りで十分であり、作業性に優れていると云われている
。

すなわち、上記鋼帯はＳＵＳ３４７（ＪＩＳＧ４３０７
）に比較すると、Ｃｒ、Ｎｂ＋Ｔａが高く、このため、
例えば、溶着金属部の化学組成をＹＢ３４７（ＪＩＳ
Ｚ３３２２）に保持するためには、ＳＵＳ３４７の鋼帯
で肉盛りする場合には、通常２層盛りを必要とする場合
であっても、上記鋼帯では１層盛りで十分にその目的が
達成できる。

従って、上記鋼帯であると、溶接時の作業性が著しく改
善されるのみならず、２層盛り時に発生するアンダーカ
ット、オーバーラップなどによるスラグ巻込み欠陥がな
く、多方面における活用が期待されている。しかし、例
えば、バンドアーク肉盛溶接材料の如く板厚０．４側程
度まで冷間圧延するには、熱延鋼帯の鋤性を良好に保持
する必要があるが、上記鋼帯では靭性が損なわれ、製造
工程上に問題が多い。

すなわち、２相ステンレス鋼帯の轍性、とくに製造工程
中の轍性は、Ｃｒ及び（Ｎｂ＋Ｔａ）含有量等の如きフ
ェライト生成元素が増加するに伴って劣化する。

従って、上記鋼帯２０．０〜２５．０％の１．０％を越
え２．０％以下の（Ｎｂ＋Ｔａ）を含むため、製造工程
中の鞠性は著しく損なわれる。更に詳しく説明すると、
熱間圧延後に例えば０．４側程度の如くバンドアーク肉
盛溶接材料として使用できる程度まで冷間圧延する場合
に、熱延鋼帯の靭性が劣ると熱間圧延後、焼銘ならぴに
酸洗に先立って熱延鋼帯を巻直すときに割れが生じ、ま
た、糠錨ならびに酸洗してから冷間圧延す‐るときにも
、し‘まいま割れが発生する。

このため、歩止りの低下を招来するほか、それに使用す
る機器等が破損し、作業者にとって著し〈危検な作業と
なる。このため、上記鋼帯は、バンドアーク肉盛熔接材
料としての秀れた特性を有するのにも拘らず級性が劣化
するため、製造工程に問題を残しているのが現状である
。本発明は上記欠点の解決を目的とし、とくに上記の組
成の２相ステンレス鋼帯について、熱延鋼帯に優れた鞠
性を与えて、歩止りよく危検性なく鋼帯を製造する製造
方法を提供することにある。

すなわち、本発明は０．０４％以下のＣ、１．０％以下
のＳｊ、４．０％以下のＭｎ、０．５％以下のＣｕ、１
０．０〜１５．０％のＮｊ、２０．０〜２５．０％のＣ
ｒ、０．５０％以下のＭｏ、１．０％を越え２．０％以
下の（Ｎｂ＋Ｔａ）、０．０５％以下のＮを含んで、下
記の！１）式より求めるオーステナィト中のフェライト
量が８〜２５％である２相ステンレス鋼の熱延鋼帯を、
熱間圧延時の仕上圧延後に６００ｑＣ以下で巻取ってか
ら、１０００００〜１２５０℃の温度で燐鈍し、この暁
鈍温度からＶｃ＝２０．２×（下記の｛１）式で求める
フェライト量）−１２０（００／分）の式から求められ
る速度以上の冷却速度で６００ｑｏまで冷却することを
特徴とする。フェライト量＝３．２｛％Ｃｒ＋％Ｍｏ＋
１．５×％Ｓｉ＋０．５×（％Ｎｂ＋％Ｔａ）｝ −２
．５｛％Ｎｉ＋０．５ｘ％Ｍｎ十３０×％Ｃ＋３０×％
Ｎ十０．３０×％Ｃｕ）−２４．７
・・・・・・・・・‘１１以下、本発
明法について詳しく説明する。まず、０．０４％以下の
Ｃ、１．０％以下のＳｉ、４．０％以下のＭｎ、０．５
０％以下のＣｕ、１０．０〜１５．０％のＮｉ、２０．
０〜２５．０％のＣｒ、０．５０％以下のＭｏ、１．０
％を越え２．０以下の（Ｎｂ十Ｔａ）ならびに、０．０
５％以下のＮを含むとともに、オーステナイト中のフェ
ライト量が８〜２５％の２相ステンレス鋼の鋼塊を常法
の通りに分塊、熱間圧延し、通常、厚さ５．０肌程度の
熱延鋼帯を製造し、その後、熱延鋼帯を暁鎚、酸洗に先
立って、６００ｑＣ以下の温度で巻き取る。

その後、熱延鋼帯を１０００ｑ○〜１２５０℃の温度で
競鈍し、この競鈍温度から（２｝式に示す速度Ｖｃ以上
の冷却速度で６００ｏｏまでは冷却し、その後は常法に
よって空冷等で冷却する。Ｖｃ＝２０．２×（フェライ
ト量）−１２０（℃／分）．・・【２）次に、以上の通
りに冷却後、冷間圧延によって圧延すると、例えば、板
厚０．４肋程度の鋼帯が得られ、この鋼帯はバンドアー
ク肉盛溶接材料等に供することができる。

この場合、このように２相ステンレス鋼の鋼帯を製造す
ると、上記の如く、Ｃｒならびに（Ｎｂ十Ｔａ）等のフ
ェライト生成元素の含有量が増加しているにも拘らず、
熱延鋼帯の級■性は良好な状態が保持でき、暁錨ならび
に酸洗いに先立って行なわれる巻き直し時や焼鈍ならび
に酸洗後に行なわれる冷間圧延時にも割れが発生するこ
となく、歩止りが向上し、機器が破損することなく作業
の安全性も向上する。すなわち、本発明法の如く、フェ
ライト量の多い２相ステンレス鋼を熱間圧延し、この熱
延鋼帯を焼鈍してから冷間圧延する場合に割れが発生す
るのは、主としてｍ 熱延後に、暁銘ならびに酸洗に先
立って行なわれる巻き直し工程‘２｝ 暁鈍、酸洗後の
冷間圧延時 である。

従って、これら２つの工程において割れが発生すると、
歩止りが低下する他、機器が破損し更に、作業者にとっ
て危検である。

このため、本発明者等はこれらの問題点を解決するため
に研究したところ、“熱間圧延時の仕上圧延後に６００
００以下で巻き取ってから、１０００〜１２５０午０で
焼鈍し、この焼錨温度から６００ｏｏまでは｛２ー式で
示す速度以上の速度で冷却すると”、熱延鋼帯に良好な
靭性を賦与でき、巻き直し時や冷間圧延時において割れ
が防止できることがわかった。

第１表 更に詳しく説明すると、第１表に示す化学成分のＡ鋼を
５０トン炉で溶製して、劫の鋼塊を鋳造し、その後、こ
れを分擁してから、熱間圧延して厚さ５．０側の熱延鋼
帯を作り、更に、この熱延鋼帯を巻き取って巻取温度と
衝撃値との関係を求めたところ、第１図に示す通りであ
った。

なお、この衝撃試験は厚さ５．仇舷の試験片について２
伽Ｖノッチシャルピー試験を行なって、試験温度は０℃
として３回行なった。

本発明の如く、フェライト量が８〜２５％である２相ス
テンレス鋼では、一般のフェライト系ステンレス鋼のよ
うに遷移温度が存在しないため、衝撃値の最低値が５ｋ
９ｍ／の以上であると、鋼帯の破断は極寒時であっても
、皆無である。

従って、第１図に示す如く、巻取り温度が６００００以
下であると、次に巻直しても、熱延鋼帯は巻直し時に割
れを発生することなく、十分な鞠性を持っていることが
わかった。次に、上記の通りに巻取った熱延鋼帯につい
て焼鈍温度を７００００〜１３５０ｑＣの範囲に変化さ
せる一方、冷却速度は一定（７００℃／分）に保って、
暁銘温度と衝撃値（０℃における）との関係を求めたと
ころ、第２図に示す通りであった。

この結果、１０００ｑｏ〜１２５０ｏｏの範囲で焼鈍さ
れた場合には、衝撃値の最低値は５ｋ９ｍ／の以上であ
って、その後に冷間圧延を行なっても、その時に割れは
発生せず十分な靭性を持っていることがわかった。フェ
ライト量が８〜２５％の範囲の組成から成る板厚５肌の
７種類の熱延鋼帯を製造し、これらの熱延鋼帯について
１０５００Ｃ×１分保持の条件で熱処理してから、４〜
１０００００／分の冷却速度で、冷却し冷却速度と衝撃
値（０℃における）との関係を求めたところ、第３図に
示す通りであった。この場合、２相ステンレス鋼では６
００℃より高い温度城においては、冷却速度が鰯性に著
しく影響するのに反し、６００午０以下の低温度城にお
いては、冷却速度の轍性に与える影響がきわめて小さい
ため、６００ｑＣまでは上記の通りに冷却してから６０
０ｏｏ以下では、すべて冷却として冷却した。また、第
３図に示す符号Ｂ，Ｃ，Ｄの各鋼帯の組成は第２表に示
す。第２表 この第３図に示すところから、各熱延鋼帯の衝撃値（０
℃における）は冷却速度に依存することがわかり、しか
も、フェライト量により異なることがわかる。

そこで５ｋ９肌／地の衝撃値が得られるよう、最小の冷
却速度Ｖｃ（℃／分）とフェライト量との関係を調べた
ところ、第４図に示す如く、フェライト量と冷却速度（
Ｖｃ）との間に正の相関関係があることがわかり、この
関係は先の【２｝式として整理されることがわかった。
従って、熱延鋼帯を１０００℃〜１２５０００で焼鈍し
、この温度から６００００までは‘２｝の式に示す速度
以上の冷却速度で冷却した場合には、衝撃値は５ｋｇｍ
９／均以上となり極寒時でも、冷間圧延時の鋼帯の被断
は皆無になる。換言すると、２相ステンレス鋼から成る
熱延鋼帯に対し靭性を賦与し、冷間圧延時における破断
を皆無にするには、碗鈍温度から６００ｑｏまでの冷却
速度は｛２ー式で示す速度以上として冷却することが必
要である。以上説明した通り、本発明法は２相ステンレ
ス鋼の熱延鋼帯に靭‘性を与えて処理するものであるが
、この対象とする２相ステンレス鋼の成分限定理由を示
すと、次の通りである。

Ｃについて、 バンドアーク肉盛溶接材料として使用した場合に、Ｃは
多くなると溶着部の耐粒界腐食性が劣化する。

このため、上限は０．０４％とした。Ｓｉについて、バ
ンドアークの肉盛溶接材料として使用した場合には、Ｓ
ｉは多くなると、溶着部の鞠性が劣化する。

このため、上限は１．０％とした。Ｍｎについて、 バンドアーク肉盛溶接材料として使用した場合には、Ｍ
ｎは多くなると、溶着部の耐酸化性が劣化し、本発明の
目的に適しないため、４．０％以下と定めた。

Ｎｉについて、 Ｎｉはバンドアーク肉盛溶接材料として使用したときに
、溶着部の耐食性ならびに靭性を保持し、このため、Ｎ
ｉを添加する。

しかし、Ｎｉがあまり多くなると、溶着部のフェライト
量が少なくなり、溶接割れを生じやすく、また、高価で
もあるため、上限は１５．０％にした。また、Ｎｉは１
０．０％未満であると、溶接部の耐食性ならびに鞠性が
十分でなく、本発明の目的に通しない。Ｃｒについて、
Ｃｒはバンドアーク肉盛溶接材料として使用したときに
、耐食性を向上させるため添加するものであるが、多く
なるにつれ熱延鋼帯の腕化が著しくなり、上記の通りに
製造しても級性が劣化するため、２０．０〜２５．０％
とした。

Ｍｏ、Ｃｕについて、 Ｍｏ、Ｃｕは不純物として原料中から混入するものであ
るが、バンドアーク肉盛溶接材料として使用する場合に
は、あまり多くなると落着部の靭性が劣化するために上
限は０．５０％とした。

Ｎｂ＋Ｔａについて、バンドアーク肉盛溶接材料として
使用したときに、Ｎｂ、ＴａはＣやＮを固定し、溶接部
の耐粒界腐食性を保証するため添加するのが好ましい。

しかし、１．０％以下では、Ｃ、Ｎの固定が不足になり
、また、２．０％をこえると轍性が低下して、分塊割れ
が発生し、熱延鋼帯の製造が不可能になる。このため、
（Ｎｂ＋Ｔａ）は１．０％を２．０％以下とした。Ｎに
ついて、 Ｎはバンドアーク溶接材料として使用した場合に、多く
なると溶着部の耐粒界腐食性が劣化するため、上限は０
．０５％とした。

フェライト量について、 フェライト量はバンドアーク肉盛材料として使用した場
合に、応力腐食割れ、溶接割れを防止するために調節す
るものであるが、８％未満ではその効果がみられがたく
、２５％を越えると、上記の通りに製造しても熱延時に
割れが発生し、熱延鋼帯の製造が不可能となるため、フ
ェライト量は８％〜２５％とした。

次に、実施例について説明する。

実施例 １ まず、第３表に示す化学的成分の２種の鋼ＥならびにＦ
を５０トン炉で溶製して、７トンの鋼塊をつくった。

各鋼塊を分塊してから、熱間圧延し、厚さ４．５脚の熱
延鋼帯を製造した。次に、これらの熱延鋼帯を第４表で
示す温度条件で巻取り、その後、蛾鈍に先立って巻き直
し、更に、第４表で示す温度で蛾鈍後冷却し、その後、
厚さ４．５側から１．０側に冷却圧延して鋼帯を製造し
た。

この際、熱延鋼帯の製造過程中巻き直し前ならびに冷延
前の衝撃値（０℃における）や、巻き直し時と冷間圧延
時との割れの発生の有無を調べたところ、第４表の通り
であった。第３表 第４表 第４表より明らかなように、本発明方法によって製造し
た場合は、衝撃値（０℃における）はすべて５ｋ９肌／
係以上であって、十分な級性を有し、巻き直しのとき、
冷間圧延のときにも全く割れが発生しないのに対し、比
較例では衝撃値が５ｋ９ｍ／の未満であって、巻直しの
ときあるいは冷間圧延のときに割れが発生していた。

なお、上記の通りに板厚１．０脚程度のものは、更に、
中間燐鈍を行なってからバンドアーク肉盛溶接材料とし
て使用できるように、板厚０．４側程度まで圧延する必
要がある。

しかし、板厚１．０肋程度まで圧延して割れがなければ
、それ以後に冷間圧延しても割れは皆無であるから、必
ずしも板厚０．４側まで圧延することなく、板厚１．仇
岬ことどめた。実施例 ２ まず、第５表に示す化学成分の６種鋼Ｇ、日、１、Ｊ、
Ｋ、Ｌを５トン炉で溶製し、５トンの鋼塊をつくった。

これら鋼塊を分捜してから熱間圧延し、厚さ４．仇岬の
熱延鋼帯を製造した。次に、これらの熱延鋼帯を第５表
で示す温度で巻き取り、このコイルを巻き直し、その後
、第５表で示す条件で暁鎚後冷却してから、厚さ４．０
肋のものを厚さ１．仇岬まで冷間圧延した。次に、これ
ら各鋼帯について、熱間圧延後の巻直し前ならびに蛾鈍
後の冷間圧延前の衝撃値（０℃における）を求めるとと
もに、巻き直し時ならびに冷間圧延時における割れ発生
の有無を調べたところ、第５表の通りであった。

この結果、本発明法によって製造した熱延鋼帯は、衝撃
値（０００における）が５ｋ９ｍ／地以上であって、十
分に轍性があって製造中で巻き直しの時や、冷間圧延の
ときにも割れが発生することがなかった。第５表 以上詳しく説明した通り、本発明法は０．０４％以下の
Ｃ、１．０％以下のＳｉ、４．０％以下のＭｈ、０．５
０％以下のＣｕ、１０．０〜１５．０％のＮｉ、２０．
０〜２５．０％のＣｒ、０．５０％以下のＭｏ、１．０
％を越え２．０％以下の（Ｎｂ＋Ｔａ）ならびに０．０
５％以下のＮを含んで上記｛１１式で示すフェライト量
が８〜２５％である２相ステンレス鋼の熱延鋼帯を熱間
圧延時の仕上げ圧延ののちに、６００ｑｏ以下の温度で
巻き取り、その後、１０００〜１２５０ｑｏの温度で暁
鈍し、この燐鈍温度から６００ｏｏまでは、上記｛２１
式で示される速度以上の冷却速度で冷却して熱延鋼帯を
製造するものである。

従って、２相ステンレス鋼から成る熱延鋼帯中にＣｒな
らびに（Ｎｂ＋Ｔａ）等のフェライト生成元素が多く含
まれていても、その製造工程中で轍性が良好に保持でき
、とくに、燐鈍ならびに酸洗に先立って行なわれる巻直
しのときや、暁錨ならびに酸洗後に行なわれる冷間圧延
のときに割れが発生することがなく、歩止りが向上し、
機器も破損することなく、作業の安全性も保持できる。

なお、上記の通りに、本発明法で製造される熱延鋼帯は
、フェライト量の多い２相ステンレス鋼であるため、バ
ンドアーク肉盛溶酸材料として好適であって、とくに、
原子炉圧力容器や、脱硫塔などの石油精製装置やその他
各種化学プラント機器などの肉盛溶接材料として適して
いる。また、この熱延鋼帯はＣｒ、（Ｎｂ＋Ｔａ）が多
く含まれているため、２層盛りを必要とする場合にも、
１層盛りで十分であって、溶接時の作業性が著しく改善
されるのは申す迄もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋼種Ａの鋼帯の巻き取り温度とシャルピー衝撃
値（０℃における）との関係を示すグラフ、第２図は鋼
帯Ａの鋼帯の焼錨温度とシャルピー衝撃値（０℃におけ
る）との関係を示すグラフ、第３図は鋼種Ｂ，Ｃ，Ｄの
各鋼帯を暁鈍温度から６０ぴ０まで冷却する際の冷却速
度とシャルピー衝撃値（０℃における）との関係を示す
グラフ、第４図は、フェライト量とシャルピー衝撃値５
ｋ９ｍ／の以上を得るための最小冷却速度との関係を示
すグラフである。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ０．０４％以下のＣ、１．０％以下のＳｉ、４．０
   ％以下のＭｎ、０．５０％以下のＣｕ、１０．０〜１５
   ．０％のＮｉ、２０．０〜２５．０％のＣｒ、０．５０
   ％以下のＭｏ、１．０％を越え２．０％以下の（Ｎｂ＋
   Ｔａ）、０．０５％以下のＮを含んで、下記の（１）式
   より求めるオーステナイト中のフエライト量が８〜２５
   ％である２相ステンレス鋼の熱延鋼帯を、熱間圧延時の
   仕上圧延後に６００℃以下で巻き取つてから、１０００
   ℃〜１２５０℃の温度で焼鈍し、この焼鈍温度からＶｃ
   ＝２０．２×（下記の（１）式で求めるフエライト量）
   −１２０℃ｃ／分）の式から求められる速度以上の冷却
   速度で６００℃まで冷却することを特徴とする２相ステ
   ンレス鋼帯の製造方法。 フエライト量＝３．２｛％Ｃｒ＋％Ｍｏ＋１．５×％Ｓ
   ｉ＋０．５×（％Ｎｂ＋％Ｔａ）｝−２．５｛％Ｎｉ＋
   ０．５×％Ｍｎ＋３０×％Ｃ＋３０×％Ｎ＋０．３０×
   ％Ｃｕ｝−２４．７……（１）