JPS635196B2 - - Google Patents

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JPS635196B2
JPS635196B2 JP58025190A JP2519083A JPS635196B2 JP S635196 B2 JPS635196 B2 JP S635196B2 JP 58025190 A JP58025190 A JP 58025190A JP 2519083 A JP2519083 A JP 2519083A JP S635196 B2 JPS635196 B2 JP S635196B2
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JP
Japan
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nitric acid
austenite
corrosion
welding
less
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Application number
JP58025190A
Other languages
English (en)
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JPS59150692A (ja
Inventor
Masatsuru Aoki
Kiichi Saito
Takeshi Yoshida
Akyasu Ikeda
Masanori Takahashi
Katsuo Ookubo
Masaaki Nagayama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
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Priority to SU843707305A priority patent/SU1438600A3/ru
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Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550°C
    • B23K35/3053Fe as the principal constituent
    • B23K35/308Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
    • B23K35/3086Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent containing Ni or Mn

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は耐食性、特に硝酸環境において、すぐ
れた耐食性を有する溶接金属を生成するフエライ
ト−オーステナイト二相ステンレス鋼溶接材料に
関する。 40wt%前後までの比較的低濃度の硝酸環境に
おいてはSUS304やSUS304Lの如き一般オーステ
ナイト鋼が通常用いられており、十分な耐食性を
示す。しかし、硝酸濃度が増すに従い粒界の優先
腐食、即ち粒界腐食性が著しく増加し、例えば65
%HNO3は粒界腐食試験法の1つとして知られて
いる。Huey試験溶液として利用されている。 このような粒界侵食性の厳しい硝酸環境におい
ては従来極低炭素型およびNbなどの添加元素で
安定化した強固な不働態化皮膜を形成する高クロ
ム高ニツケルオーステナイト ステンレス鋼(例
えば310ELC、Uranus65など)が使用されてい
る。このようなCr、Ni含有量の高いオーステナ
イト ステンレス鋼は炭素の固溶限が小さいため
500〜900℃での加熱又は溶接の熱影響でクロム炭
化物が結晶粒界へ優先的に析出して粒界腐食性を
示す傾向にあることや溶接時に凝固割れ感受性が
高く溶接部の信頼性に欠けるなどの欠点を有す
る。 既に本発明者らはこの種環境において高クロム
高ニツケル鋼より高い耐粒界腐食性を示す金属材
料として27Cr−8Ni−0.1N系のフエライト−オー
ステナイト二相ステンレス鋼を開発した(特願昭
56−130442号参照)。 然しながら本鋼に適した溶接材料については未
開発であり、本発明は溶接部組織をフエライト−
オーステナイト二相組織にすることにより上記耐
食上の問題点を解消することを目的として開発さ
れた溶接材料である。 溶接金属部組織がフエライト−オーステナイト
二相組織を有する溶接材料としてはSUS329J1系
二相ステンレス鋼用の25Cr−5Ni−2Mo系のもの
およびこれにCuなどを添加したものなど(例え
ば日本ウエルデイングロツド(株)、商標WEL25−
5、WEL25−5Cuなど)があり、又Fe−Cr−Ni
系ステンレス鋼用のAWS規格E312およびER312
の既存のものがある。しかし、これら溶接材料は
二相組織は有するが、以下に示す理由により耐硝
酸用二相ステンレス鋼用としては不適当であり、
十分な耐食性が得られない。即ち、前者は硝酸環
境における耐食性を劣化せしめるMoおよびCuを
含有すること、およびCr含有量が通常25%を下
廻ることから耐硝酸性が劣ること、又後者につい
ては通常0.08%前後のC含有量であるため、溶接
部の耐粒界腐食性が低下し、粒界腐食性の強い硝
酸環境においては使用不可能である。 本発明溶接材料は硝酸環境を対象とした場合、
上述の理由により使用不可能な既存溶接材料の問
題点を解決したものであり、硝酸の共沸濃度
(68wt%)までの、所謂中濃度硝酸環境において
極めてすぐれた耐食性を有し、就中、この種環境
における耐食性を有する溶接材料である。 次に本発明溶接材料の化学組成の範囲を限定し
た理由について説明する。 C:Cはオーステナイト形成元素として有力な
元素であるが、炭化物を形成して粒界腐食感受性
を増大するため、できるだけ少ない方が良いが、
工業的に容易に製造し得る範囲を考慮して上限を
0.03%とする。 SiおよびMi:SiおよびMnは製鋼工程中に脱酸
剤として使用される元素であり、工業的に容易に
製造するには、通常2.0%以下のSiおよびMnの添
加が必要であるため、夫々2.0%以下に限定する。 Cr:Crはフエライト形成元素であり、オース
テナイト及びフエライトの二相組織を形成せしめ
るのに重要な元素であると同時に耐食性、特に硝
酸に対する抵抗性を増すためには極めて重要であ
り、良好な耐硝酸性を得るためには25%以上の添
加が必要である。耐硝酸性は適正な組織バランス
のもとではCr含有量が増加するに従つて向上す
るが、30%を超えると硬度上昇により溶接材料用
の冷間引抜加工が困難となるばかりでなく溶接金
属部の靭性、延性が低下し継手性能が著しく低下
する。 Ni:Niはオーステナイト形成元素であり、Cr
とともに二相組織の形成に重要な元素であるが、
全面腐食など活性溶解速度を低減せしめるために
極めて重要な元素である。溶接金属部は急熱急冷
の熱影響をこうむるため主たるフエライト形成元
素であるCrと対応して好適なる組織状態(オー
ステナイト/フエライトの量比)を得るために7
〜12%とする。 N:NはC、Niと同様、強力なオーステナイ
ト形成元素であり、耐孔食性などの耐食性の向上
にも有効な元素であるが、Nが0.35%を超えると
鋼の製造工程において鋼塊にブローホールが発生
したり、熱間加工性を劣化するので0.35%以下に
限定する。 ところで本発明の特徴の1つはこれらの諸元素
の効果が夫々単独で規定しても意味がなく、最良
の耐食性は下記に示す最適の組合せの下において
のみ発揮されることを見出したことである。この
組合せとは次式に示す各成分の範囲内に限定する
ことにより溶接部のオーステナイト量を40〜80%
の範囲に限定することである。 −11.7<Niバランス<−6.7 但し Niバランス=Nieq−1.1×Creq+8.2 Nieq=Ni%+0.5×Mn%+30×(C+N)% Creq=Cr%+1.5×Si% 第1図は溶接金属部において二相組織のオース
テナイト量と耐硝酸性、特に粒界腐食指数(IGC
Index)との関係を示したものである。これによ
るとオーステナイト量が40〜80%の範囲において
は粒界侵食が殆んど認められないで良好な耐硝酸
性を示している。 こゝにおいてIGC Indexとは後述(実施例)の
腐食試験条件における粒界侵食の程度を示し、
1:粒界侵食殆んどなし、2:軽度の粒界侵食あ
り、3:粒界侵食(2と4との中間程度)あり、
4:粒界侵食が酷しい、とするものである。 Niバランスが−11.7以下ではオーステナイト量
が40%以下となり溶接部における組織間での選択
腐食傾向が大きくなり、この条件ではCrを高め
ても耐硝酸性は改善しないばかりでなく、Niバ
ランスを耐食性上、より不利な方向へ移行させる
ことになり逆に腐食を加速することもある。一
方、Niバランスを−6.7より大きくすることはオ
ーステナイト量が80%以上となり、オーステナイ
ト一相組織に近づくため溶接部の耐粒界腐食性を
劣化し又高価なNiなどの添加量を増して経済的
に不利となるばかりでなく、これによつて、熱間
加工性が阻害されるので、Niバランスは−11.7以
上、−6.7以下に限定する必要がある。 次に本発明の実施例を示す。 主組成27Cr−8Ni−0.1Nの耐硝酸性フエライト
オーステナイト二相ステンレス鋼(前述)の5mm
厚鋼板を母材として、下記第1表に示す種々の化
学組成を有する溶接材料を用いてTIG溶接した溶
接試料について、65%硝酸にクロム6価イオンを
100ppm添加した溶液により48hr沸騰試験を5回
繰返した。(毎回、液更新、比液量20c.c./cm2)。 本腐食試験後の試料断面を検鏡して粒界侵食の
有無を調査し、粒界腐食に及ぼす溶接材料の化学
組成の影響を調査して第1表および第2〜5図に
その結果を示した。 第2〜5図に示すように本発明(本発明材2)
によるものは第2図に示すように粒界腐食傾向は
殆んど認められないが本発明の成分範囲の外れる
比較材では第3〜5図に示すように(第3図は比
較材7、第4図は比較材8、第5図は比較材9を
示す)溶接部に選択腐食が認められる。
【表】 △: 〃
若干あり
×: 〃
酷い
【図面の簡単な説明】
第1図は溶接部の硝酸耐食性に及ぼすオーステ
ナイト量の影響を示すものであり、第2〜5図は
本発明材及び比較材の溶接部の顕微鏡(400倍)
写真である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 C0.03%以下、Si2.0%以下、Mn2.0%以下、
    Cr25〜30%、Ni7〜12%、N0.35%以下、残部Fe
    及び不可避的不純物より成り、かつ次式による
    Niバランス値を−11.7〜−6.7とすることを特徴
    とするフエライトオーステナイト二相ステンレス
    鋼溶接材料。 Niバランス値=Ni%+0.5×Mn% +30×(C+N)%−1.1(Cr%+1.5×Si%)+
    8.2
JP58025190A 1983-02-17 1983-02-17 フエライトオ−ステナイト二相ステンレス鋼溶接材料 Granted JPS59150692A (ja)

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GB08403745A GB2136017B (en) 1983-02-17 1984-02-13 Welding material of ferrite-austenite two-phase stainless steel
DE19843405588 DE3405588A1 (de) 1983-02-17 1984-02-16 Schweisswerkstoff aus zweiphasigem, rostfreiem ferrit-austenit-stahl
US06/580,667 US4585479A (en) 1983-02-17 1984-02-16 Welding material of ferrite-austenite two-phase stainless steel and method of application
BE0/212400A BE898926A (fr) 1983-02-17 1984-02-16 Matiere de soudure
FR8402340A FR2541160B1 (fr) 1983-02-17 1984-02-16 Matiere de soudage en acier inoxydable a deux phases ferrite-austenite
SU843707305A SU1438600A3 (ru) 1983-02-17 1984-02-16 Сварочный материал из двухфазной ферритно-аустенитной нержавеющей стали

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FR (1) FR2541160B1 (ja)
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