TW201213559A - Ferritic stainless steel - Google Patents

Description

201213559 六、發明說明： 【發明所屬技術領域】 發明領域 本發明係有關於一種TIG熔接部之黑琢(black spot)生 成少的肥粒鐵系不鏽鋼。 本申請案依據2010年8月6日在日本申請之特願 2010-177998號主張優先權，且在此引用其内容。 發明背景 一般而言，肥粒鐵系不鏽鋼不僅耐蝕性優異，亦具有 熱膨脹係數較沃斯田鐵系不鏽鋼小、及耐應力腐蝕破裂性 優異等特徵。因此，肥粒鐵系不鏽鋼廣泛地使用於始於餐 具、廚房機器或以屋頂材料的建築外部材料、儲水、儲熱 水用材料等。此外，近年來，隨著Ni原料之價格高漲，取 代沃斯田鐵系不鏽鋼之需求亦增加，其料將更為廣泛。 於如此之不鏽鋼的結構中，熔接施工係不可或缺者。 以往之肥粒鐵系不鏽鋼因其C、N固溶限小，於熔接部產生 敏化，有耐蝕性下降的問題。為解決該問題，有人提出了 =由降低C、Nf；或以添加Ti或Nb等穩定化元素將c、n固 疋等’抑制炼接金屬部之敏化的方法(參照例如，專利文獻 〇，正廣泛地實用化。 又，關於肥粒鐵系不鏽鋼之熔接部的耐蝕 輸入量產生之鏽皮部的耐趣劣化，相人較於 鐵系不鏽m分地實㈣惰性氣體進行之遮蔽 201213559 係為重要。 又，專利文獻2中，揭示了藉由添加ή與a卜以滿足式 ?1=5丁丨+20(八1-0.01)2 1.5(式中之丁卜八丨係顯示鋼_各個成 分的含量），可於熔接時鋼之表層部形成可改善熔接熱影響 部之耐蝕性的A1氧化皮膜之技術。 又專利文獻3中，揭示了除了複合添加a丨與丁丨以外， 藉由添加—定量以上之8丨，提絲接部之耐_腐餘性的 技術。 又，專利文獻4中，揭示了藉由滿足4A1+Ti$〇32(式中 之Ti、Al係顯示鋼中各個成分的含量），降低_時之熱輸 入量’抑制炫接部的鏽皮生成，提升溶接部之耐触性的技 術。 改善熔接部或熔接熱影響部之耐 刖述之習知技術係以 触性為目的者。 其他，非炼接部而係提升素材本身之耐候性及对間隙 2性的方法，有積極地添加P，並添加適當量之Cam ==參照例如，專利文獻5)。專利文獻5中，^及靡 2用以控制鋼中之非金屬失雜物的形狀與分布。另外， 專利文獻5之最大的特微係添加地亀之p，但專利文獻 5中對於熔接時之效果均無記栽。 先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1 專利文獻2 日本專利衫日扣_2⑽號公報 曰本專利特開平5_7_9號公報 201213559

專利文獻3:日本專利特開2〇〇6_241564號公報 專利文獻4 :曰本專利特開2007-270290號公報 專利文獻5:日本專利特開平7_342〇5號公報 t智^月内容;J 發明概要 發明欲解決之課題 於習知之肥粒鐵系不鏽鋼中，即使將熔接部中之遮蔽 條件適當化，⑽接後找接背面焊珠上仍存在—般稱為 黑斑或熔祕的黑點。黑㈣於TIG(鎢極鈍氣：㈣咖 I⑽t Gas)炫接中熔接金屬凝固時，與氧之親和力強的ai、 Τι、Si、Ca形成氧化物，而於熔接金屬上固化者。炼接條 件，特別是因惰性氣體進行之遮蔽條件將大幅地影響黑斑 的產生，遮蔽越不充分黑斑將大量產生。 因黑斑本身係氧化物，故即使存在少量黑斑’對炼接 部之对紐及加讀完全無_。然而，於黑斑大量地生 成或連續地生斜，料研磨處鄕接部而直接使用時， 不僅損害外觀，於加工_料，有產生黑斑部剝離的情 形。於產生黑斑部剝_，有產生加工性下降、於剝離後 之黑斑部間隙中產生間隙腐钱等問題的情形。X，即使於 溶接後不施行加工，於生成厚之黑斑時，結構上，將有於 溶接部施加應力時，黑_離，耐純下降的情形。 因此，為提升™炼接部之耐錄，不僅需提升炼接焊 珠部或_鏽皮部本身之耐紐，㈣贿接部生成之黑 斑係為重要。然而’對於隨著炫接時產生變色之鏽皮，藉 201213559 由強化熔接之遮蔽條件的方法，可大致抑制，但對於tig 溶接部生成之黑斑，即使強化賴條件，以習知技術仍無 法充分地抑制。 本發明係有繁於如此之情事所作成者，課題係提供一 種不易於TIG輯部生成黑斑，且料部之耐純及加工性 優異的肥粒鐵系不錄鋼。 用以解決課題之手段 本發明人為了抑制黑斑之生成量，如以下地反覆致力 研究。結果’發現藉由將A1、Ti、Si、以量最適化，可抑 制TIG熔接部中黑斑的生成，而想出本發明之黑斑生成少的 肥粒鐵系不鐘鋼。 本發明之要旨係如以下所述。 本發明之第1態樣係一種肥粒鐵系不鏽鋼，以質量％計 含有：C : 0.020%以下、N : 0.025%以下、Si : 1.0%以下、 Μη : 1.0%以下、P : 0.035%以下、S : 0.01%以下、Cr : 16.0-25.0%、A1: 0.12%以下、Ti: 〇 〇5〜0.35%、Ca: 0.0015% 以下，剩餘部分係由Fe及不可避免的不純物所構成，並滿 足下述(1)式者。 BI=3Al+Ti+0.5Si+200Ca^ °·8 ···0) (又，（1)式中之A卜Ti、Si、Ca係鋼中各成分的含量[質 量％] ° ) 於前述肥粒鐵系不鏽鋼中，熔接部之黑斑生成少。 本發明之第2態樣係前述第1態樣的肥粒鐵系不鏽鋼， 並係以質量°/。計更包含Nb : 〇·6°/°以下之肥粒鐵系不鏽鋼。 201213559 本發明之第3態樣係前述第1或第2態樣的肥粒鐵系不 鏽鋼，並係以質量％計更包含Mo : 3.0%以下之肥粒鐵系不 鏽鋼。 本發明之第4態樣係前述第1至第3任一態樣的肥粒鐵 系不鏽鋼，並係以質量％計更包含選自於Cu : 2.0%以下、 Ni : 2.0%以下之一種或二種的肥粒鐵系不鏽鋼。 本發明之第5態樣係前述第1至第4中任一態樣的肥粒 鐵系不鏽鋼，並係以質量％計更包含選自於V: 0.2%以下、 Zr : 0.2%以下之一種或二種的肥粒鐵系不鏽鋼。 本發明之第6態樣係前述第1至第5中任一態樣的肥粒 鐵系不鏽鋼，並係以質量％計更含有B : 0.005%以下的肥粒 鐵系不鏽鋼。 發明效果 依據本發明，可提供一種不易於TIG熔接部生成黑斑， 且TIG熔接部之耐蝕性及加工性優異的肥粒鐵系不鏽鋼。 圖式簡單說明 第1A圖係顯示TIG熔接時於裡面側生成之黑斑之外觀 的照片。 第1B圖係顯示TIG熔接時於裡面側生成之黑斑之外觀 的模式圖，係對應於第1A圖所示之照片的圖式。 第2A圖係顯示以AES測定試驗片之裡面側中熔接焊珠 部的元素深度分析（深度方向之元素的濃度分布）之結果的 圖形。 第2B圖係顯示以AES測定試驗片之裡面側中黑斑的元 7 201213559 素深度分析（深度方向之元素的濃度分布）之結果的圖形。 第3圖係顯示BI值與黑斑生成長度比之關係的圖形。 第4圖係顯示BI值與腐蝕之關係的圖形。雙圓（◎)係顯 示優良之結果、圓（〇）係顯示良之結果、X係顯示不良之結 果。

I[實方包方式J 用以實施發明之形態 以下，詳細地說明本發明。 本發明之熔接部之黑斑生成少的肥粒鐵系不鏽鋼係滿 足下述（1)式者。 BI=3Al+Ti+0.5Si+200Ca^ 0.8 ---(1) (又，（1)式中之A卜Ti、Si、Ca係鋼中各成分之含量[質 量 ％]。） A卜Ti、Si、Ca係與氧之親和力特別強的元素，係於 BG熔接時使黑斑生成之元素。又，鋼中所含之A1、Ti、Si、 Ca含量越多，越容易生成黑斑。前述（1)式中A1、Ti、Si、 Ca含量之係數係依據促進黑斑生成之作用的大小（強度）與 鋼中之含量決定。較詳細而言，如後述實驗例所示，A1係 於黑斑中含有最高濃度，且促進黑斑生成之作用特別大的 元素。因此，於前述（1)式中，將A1含量之係數設為3。又， Ca雖於鋼中之含量少，於黑斑中仍高濃度地含有，係促進 黑斑生成之作用大的元素。因此，將Ca含量之係數設為200。 於前述BI值大於0·8時，黑斑之生成顯著。相對於此， 於ΒΙ值為0.8以下時，TIG熔接部之黑斑生成變成非常地 8 201213559

苛加工中，將產生剝離，被 黑斑之產生率小的條件下， 生成黑斑仍不易剝離。因此 被視為腐蝕之起點。相反地，於 ，因其厚度亦變薄，故推定即使 此’可知藉由抑制黑斑之產生， 可提升溶接部之耐姓性。 接者’詳細朗本發明之肥粒鐵系不鏽鋼的成分組成。 首先，說明規定前述(U式之各元素。 銘(A1):以質量％計0.012%以下 A1係重要之脫氧元素’且亦有控制非金屬夾雜物之組 成，將組織微細化的效果。然而，A1係最有助於黑斑生成 之兀素。又，過剩地添加A1將導致非金屬夾雜物之粗大化， 亦有成為產生製品瑕疵之起點的疑慮。因此，將A1含量之 上限值設為0.12%。為了脫氧，以含有〇 〇1%以上之A1為佳。 A1含置以0.03%~0.10%較佳。 鈦(!1):以質量％計〇_〇5%〜〇.350/0

Ti係用以固定C、N，抑制熔接部之粒界腐蝕，提升加 工性上非常重要的元素。然而，過剩地添加Ti不僅將生成 黑斑，亦成為製造時表面瑕疵之原因。因此，將Ti含量之 範圍設為0.05%~0_35%。較佳者是0.07%〜0.20〇/〇。 矽（Si):以質量％計1.0%以下 201213559

Si係重要之脫氧元素，亦可有效地提升耐触性、财氧 化性。然而，過剩地添加Si不僅將促進黑斑之生成，加工 性、製造性亦下降。因此，將Si含量之上限值設為丨〇0/〇。 為了脫氧’以含有0,01%以上之Si為佳。Si含量以 0.05% 〜0.55%較佳。 鈣(匚3):以質量％計〇.〇〇15%以下 Ca係非常重要之脫氧元素，作為非金屬夾雜物微量地 包含於鋼中。但，因Ca非常容易氧化，故為熔接時黑斑生 成最大的要因。又，有使水溶性失_生成，造成耐 蝕性下降的情形。因此，以Ca含量極低為佳，將Ca含量之 上限值設為0.0015%。較佳者是〇3含量為〇 〇〇12%以下。 接著，說明構成本發明之肥粒鐵系不鑛鋼的其他元素。 碳(C):以質量％計0.020%以下 因C將使财粒界腐触性及加工性下降，故需降低其含 量。因此，將C含量之上限值設為㈣20%以下。然、而，於過 度地降低c之含量時，因精煉成本惡化，故以c含量為 0.002% 〜0.015%較佳。 氣(N).以質量％計〇.〇25%以下 N因與C同樣地將使耐粒界舰性、加工性下降，故需 降低其含量。因此，將N含量之上限設為〇〇25%。然而， 於過度地降低N之含量時，因精煉成本惡化，故以 0.002%~0.015% 較佳。 錳(Μη):以質量％計1.〇%以下 Μη係重要之脫氧S素，但過剩地添加時，將容易生成 10 201213559 成為腐#起點之MnS ’並使肥粒鐵組織不穩定化。因此， 將Μη含量設為ι·〇%以下。為了脫氧，以含有〇〇1%以上之 Μη為佳。較佳者是〇.05%〜〇.5%。更佳者為〇 〇5%〜〇 3〇/〇。 磷(Ρ):以質量％計〇.〇35%以下 Ρ不僅將使熔接性、加工性下降，因容易產生粒界腐 蝕’故需抑制為低量。因此，將Ρ含量設為〇 〇35%以下。較 佳者是0.001%~0.02%。 硫(S):以質量％計〇.〇1%以下 S因將生成CaS或MnS等成為腐飯起點之水溶性夾雜 物，故需降低。因此，將S含量設為〇.01%以下。但，過度 的降低將導致成本不佳。因此’以S含量為0 0001%〜0 005% 較佳。 鉻(Cr):以質量％計16.0〜25.0%

Cr係於確保不鏽鋼之耐蝕性上最重要的元素，為了穩 定化肥粒鐵組織需含有16.0%以上。但，因Cr將使加工性、 製造性下降’故將上限設為25.0%。Cr含量以16.5%〜23 〇% 為佳，較佳者是18.0%〜22.5%。 鈮(Nb):以質量％計0.6%以下

Nb於其特性上，可單獨或與Ti複合地添加。於與耵一 同地含有Nb時，以滿足(Ti+Nb)/(C+N)g6(式中之Ti、Nb、 C、N係鋼中各成分的含量[質量)為佳。 N b與T i同樣地，係固定C、N，抑制熔接部之粒界腐蝕， 提升加工性的元素。然而，過剩地添加Nb將降低加工性， 故以將Nb含量之上限設為0.6%為佳。又，藉由含有Nb，為 201213559 了提升前述特性，以含有〇·〇5%以上之Nb為佳。Nb含量以 0.15% 〜0.55%為佳。 鉬（Mo):以質量％計3.0%以下

Mo有鈍化膜之補修效果’係提升财触性非常有效的元 素。又，藉由與Cr一同地含有Mo，有有效地提升耐孔蝕性 的效果。又，藉由與Ni一同地含有]^〇，有改善耐流鏽性之 效果。但，於Mo增加時，加工性下降，成本變高。因此， 以將Mo含量之上限設為3.〇%為佳。又，藉由含有]^〇，為 了提升前述特性’以含有0.30%以上之Mo為佳。M〇之含量 以0.60。/。〜2.5°/。為佳’較佳者是〇9%〜2.0%。 鎳(Ni):以質量％計2.0%以下

Ni具有抑制活性溶解速度的效果，且因氫過電壓小， 故再鈍化特性優異。但，過剩地添加Ni將使加工性下降， 使肥粒鐵組織不穩定。因此，以將⑽含量之上限設為2〇% 為佳。又，藉由含有Ni，為了提升前述特性，以含有〇 〇5% 以上之Ni為佳。Ni含量以·2%為佳，較佳者是 0.2%〜1 _ 1% 〇 銅（Cu):以質量％計2.〇%以下

Cu與Ni同樣地’不僅可降低活性溶解速度，亦有促進 再鈍化之效果。但，過剩地添加Cu將使加工性下降。因此， 於添加Cu時，以將上限設為2 〇%為佳。藉由含有Cu，為了 提升前述特性，以含有0.05%以上之Cu為佳。Cu含量以 〇_2%〜1.5%為佳，較佳者是〇25。/。〜11%。 鈒(V)及/或錯(Zr) ·以質量％計〇2〇/。以下 12 201213559 V及Zr可改善耐候性或耐間隙腐蝕性。又，若抑制c

Mo之使用而添加V，亦可確保優異之加工性。缺I 1 热而，過度 地添加V及/或Zr將使加工性下降外，耐餘性提升效果亦達 飽和’故以將含有V及/或Zr時含量之上限設為〇2%以下為 佳。又，藉由含有V及/或Zr，為了提升前述特性以含有 0.03%以上之V及/或Zr為佳。又，V及/或心之含量1 0.05% 〜0.1% 較佳。 硼(B):以質量％計0.005°/〇以下 B係有助於改善二次加工脆性之粒界強化元素，但過度 之添加將固溶強化肥粒鐵’成為延性下降的原因。因此 於添加B時，以將下限設為0.0001%、上限設為4 005%為 佳，以設為0.0002%〜0.0020%較佳。 實施例 以以下所示之方法製造由具有表1所示之化學成分（組 成)之肥粒鐵系不鏽鋼所構成的試驗片。首先，以真空炼解 熔製表1所示之化學成分(組成）的鑄鋼，製造仙爪爪厚度之鎮 塊’再以熱軋將其軋延成5mm厚度。之後，依據各個再結 晶行為，以800〜1〇〇〇 C之溫度進行1分鐘的熱處理，研磨去 除鏽皮’再藉冷軋製造厚度〇_8mm之鋼板。之後，依據各 個再結晶行為以8〇〇〜l〇〇〇t之溫度進行丨分鐘的熱處理作 為最終退火，酸洗去除表面之氧化鏽皮作為供試材，並使 用其製造No.1~28之試驗片。另外，於表丨所示之化學成分 (組成）中，各元素之含量係以質量％計表示，剩餘部分係鐵 及不可避免的不純物。底線係顯示本發明範圍外之數值。 13 201213559

5 ¥ 5 5 ΐφί 魈 玆 -4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 -Ο -id 街龚 κ- κ-£ ^ Φ 令 φ 令 φ φ φ Φ Φ φ ta_ t2_ tc_ t2_ 话· 傘 傘 錐 錐 錐 w m ¥ m ¥ ¥ ¥ ¥ ¥ π w ¥ ¥ S ¥ ¥ Μ ¥ Ν | 0.05 I 1 〇.121 | 0.09 1 0.08 > 〇 〇 | 0.08 1 | 0.06 I (N d 1 Q·11 1 CQ | 0.0007 I 1 0.0004 1 | 0.0008 I 1 o.ooio 1 | 0.20 I 0-15 1 | 0.44 I ! 0.50 0.39 0.39 云 ο」21 | 0.15 1 | 0.28 I (N 〇 0.40 I 0.25 1 1〇.25 I X) Ζ | 0.20 I 031 1 | 0.28 I | 0.18 ] | 0.22 I | 0.23 I | 0.25 1 0 45 1 | 0.25 1 1 °-21 1 10.51 1 卜 〇 | 0.55 I 0.21 1 1 0.38 1 0.19 | 1 0.22J LmlJ 1 0.36 1 | 0.18 I ο 1 0.52 1 C. 00 00 | 0.99 1 | 0.82 I | 0.95 I 055 1 00 ο 2.01 卜.56 1 0.008 1 1 0.007 1 | 0.012 I | 0.010 | | o.oi 1 | | 0.008 1 | 0.010 | | 0.010 | | o.oii | [0.009 1 | 0.009 1 | 0.009 I | 0.014 I | 0.006 I 0.008 I | 0.008 I 1 0.009 1 1 0.009 1 | o.oii | 1 0.014 1 | o.oio | 0.012 1 0.009 1 o.oio 1 1 0.014 I I ο.οπ 1 0.014 1 0.012 Λ s s m 〇 (N 〇 〇 (N 〇 S | 0.0002 I yn m 〇 0.0004 I S 1 0.0009 1 寸 〇 ο ο 〇\ ο 1 0.0015 0.0014 0.0019 o o ο ο 〇 〇 〇 CD 〇 c> 〇 〇 〇 c> 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 d ο ο d 〇 〇 〇 d ο ο d 〇 〇 d ο ο ο 〇 〇 〇 〇 ο d ο ο ο ο I 0.20 I (Ν ο (N d 1 o.io 1 | 0.16 1 | 0.09 I 〇_^4l | 0.16 I m d | 0.07 I 丨0_06」 Lo.l^J 1 0.08 I 0.09 I 0.08 0.19 1 0.30 1 1 0.22 1 in ο 1 0.07 1 0.21 0.19 0.02 0.34 0.21 1 0.40 ο 0.21 < 1 0.04 I 1 0.06 1 I 0.04 I 1 0.03 1 | 0.03 I | 0.07 I 0.04 I | 0.04 I 1 0.05 I | o.oi | 0.03 1 0.06 1 0.04 0.05 0.08 L〇j2 1 0.04 1 0.04 1 1 0.06 I 0.06 1 1 0.08 I I 0.15 1 0.05 1 1 0.09 1 1 0.09 1 1 0.03 1 0.04 1 0.10 18.0 I —18.2 19.7 | 1 22.9 1 卜 〇〇 22.5 | 丨 19.0 I 卜8.4 | 丨 22.6 1 〇\ | 20.9 I σί 1 »7·5 1 1 19-4 1 00 1 23.0 1 丨 19.2 1 卜 (Ν 卜 7.6 1 | 23.8 1 23.0 1 18.5 (Ν 〇\ 17.9 1 18.0 1 | 23.5 Ο) I o.ooi 1 0.003 1 | 0.002 I 1 o.ooi 1 | o.ooi | | o.ooi | | 0.002 I | 0.002 I 1 0.003 1 | 0.002 I | o.ooi | 1 0.002 1 1 0.003 1 1 0.002 | 0.002 I 1 0.002 I 1 0.003 1 1 o.ooi 1 0.003J 1 0.003 1 1 0.002 I 0.003 0.002 0.003 I o.ooi 1 0.002 1 0.002 I 0.003 CL 0.007 I 0.015 1 | o.oii | 1 0.009 1 | 0.009 1 | 0.008 I | o.olo | | o.olo | 1 0.009 1 | o.olo | | 0.009 1 1 o.oio 1 1 0.020 o.oii I 0.008 I 0.022 I 1 0.020 1 1 0.007 1 0.008 1 0.020 1 1 0.015 I I 0.030 I 1 0.015 1 0.020 1 1 0.025 1 1 0.020 1 0.002 I 0.018 1 1 Μη 1 d 0.20 1 0.20 I d 0.18 I 1 0.20 I L〇」aJ 〇 00 d 1 Q-25 1 〇 1 0.25J 0.22 0.27 0.09 0.20 1 〇·2ΐ 1 0.14 (Ν Ο 1 0.25 1 0.28 I 0.20 0.21 1 0.22 ! 0.16 0.20 0.31 0.23 0.10 ο 1 0.09 I 1 o.io 1 d 0.08 1 o.io I 0 13 0.12 | 0.51 1 〇 d 0.12 1 0.04 0.45 0.08 (Ν ο d ο d 0.12 I 0.62 1 0.09 I 0.25 0.65 0.20 0.26 1 0.25 1.01 0.28 U 1 0.004 I 1 0.005 1 | 0.008 I 1 o.oii 1 | 0.012 I | 0.005 I 1 0.007 1 | o.olo | 1 0.004 1 | 0.007 I | 0.004 I 1 0.007 1 1 0.014 1 1 0.003 1 0.009 I 1 0.004 1 | 0.005 I 1 0.004 1 0.004 1 1 0.013 1 | 0.005 1 0.010 0.006 1 0.004 1 1 0.006 I 1 o.oio I 1 0.015 0.012 ο 一 (Ν ΓΛ 卜 00 as 〇 — (Ν 寸 卜 00 CS (N (N (Ν (Ν Ό (Ν 00 (N 4 201213559 對如此所得之Ng」〜28試驗片，以以下所示之熔接條件 進行TIG熔接，並如以下所示地算出黑斑生成長度比。又， 對No. 1〜28試驗片進行以下所示之腐敍試驗。 「熔接條件」 TIG熔接係以輸送速度5〇cm/min、熱輸入量 550〜650J/cm2將同鋼種進行對焊。遮蔽係於火炬側、裡面 側均使用氬。 黑斑生成長度比」 黑斑生成長度比係作為表示TIG熔接後之黑斑生成量 的基準所求出。黑斑生成長度比係積算於熔接部生成之各 黑斑的炼接方向長度’再以全熔接長度除以該積算值後求 出。藉由以數位攝影機拍攝約1〇cm長度之熔接長度測定 各黑斑之長度，使用影像處理，計算熔接長度中黑斑之長 度總和對溶接長度之比而求出。 「腐蝕試驗」 腐蝕試驗片係使用經膨脹加工TIG熔接部者。膨脹條件 係以依據JIS2247之愛理遜壓凹試驗條件，將熔接試驗片之 穿透焊珠側作為表面，使用2〇mm0之衝頭。但膨脹高度因 配合加工條件，故於途中停止加工。停止高度（膨脹高度) 統一為6mm及7mm。腐蝕性評價係依據JIS z 2371，實施 5/〇NaCl之連續喷霧試驗，以48小時後有無流鏽進行評價。 於膨脹高度6mm之加工材中，5°/〇NaCl之連續噴霧試驗下未 於熔接部發現流鏽時為「良」，於膨脹高度7mm之加工材 中同樣地未發現鏽者為「優良」。連續喷霧試驗下產生流 15 201213559 鏽時為「不良 於表2顯不由表1之化學成分所求的BI值、黑斑成長長 度比、及腐蝕試驗之結果。 【表21

、如表2所示’化學成分（組成）為本發明範圍且81值為〇8 、下之忒驗片No.l〜21中，黑斑生成長度比小，TIG熔接後 16 201213559 之黑斑生成少。 其中，於BI值為0.6以下之No. 1〜15、18、19中，更加 抑制黑斑之生成，且BI值為0.4以下之No.l〜13中，該生成 長度為10%以下地大致抑制其產生。 此外，於膨脹高度6mm之試驗片No.l〜21中，以愛理避 壓凹試驗機加工後的对敍性試驗片中，以5%NaCl連續喷霧 試驗未發現來自熔接部之鏽。並且，於加工更嚴苛之膨張 高度7mm的試驗片No_l〜21中’於BI值為〇.4以下之試驗片 未發現熔接部之鏽，於大於0.4之試驗片則發現鏽。 另一方面，於BI值大於0.8之試驗片No.22、24、 中，TIG熔接後之黑斑生成長度比大，均於腐蝕試驗中確認 來自熔接部之鏽。以放大鏡放大觀察試驗片N〇 22、24、 26〜28之鏽產生部後，於黑斑與熔接焊珠部之邊界發現剝 離。Al、Ti、Si、Ca為規定以上濃度之No.22、26、27、28 於腐14試驗產生鏽。 又，Cr之組成比小於16%的試驗片]^〇25及丁丨之組成比 小於0.05%之s式驗片No.23中，於腐钮試驗發現鑛之產生。 「實驗例1」 除了藉由冷軋將具有以下所示之化學成分（組成）的肥 粒鐵系不鏽鋼製成厚度丨爪爪之鋼板以外，與Ν〇·ι之試驗片 的製造方法同樣地製造供試材。使用其得到試驗片A及試驗 片B 〇 「化學成分(組成）」

試驗片A 17 201213559 C 0.007/〇 ' N ： O.oi ι〇/〇 , g· : 012% ' Mn ： 0.18% ' P ： 〇 22%、S . _1%、Cr : 19.4%、A1 : 〇·〇6%、Ti : 0.15%、 Ca . O.GGG5/〇、剩餘部分：鐵與不可避免的不純物。

試驗片B C · 0.009%、N : 〇.〇1{)%、Si : 〇 25%、Mn : 〇 15%、p · 〇·21%、S · 0 001%、Cr : 20.2%、A1 : 0.15%、Ti : 0.19%、 Ca : 0.GG15%、剩餘部分：鐵财可聽的不純物。 對如此所知之试驗片A及試驗片B，以與ι試驗片同 樣的炫接條件進行TIG溶接，觀察TIG炫接時於趣面側產生 之黑斑的外觀。 於第1A圖、第1B圖顯示該結果。 第1 A圖係顯示T1G熔接時於裡面側產生之黑斑之外觀 的照片。又，第1B圖係顯示TIG熔接時於裡面側產生之黑 斑外觀的模式圖，係對應於第1AiI所示之照片的圖式。 第1A圖及第1B圖中左側係BI值為〇 49之試驗片a的照 片、圖式，右側係BI值為1.07之試驗片8的照片、圖式。 於第1A圖、第1B圖中如箭頭所示，BI值為〇 49之試驗 片A及BI值為ι·〇7之言式驗片B兩者中散見有斑點狀之黑斑。 但，可知於BI值大之試驗片B(右側照片）令，產生較多黑斑。 又，對BI值為1.07之試驗之熔接焊珠部與黑斑部2 處進行奥杰電子能譜分析(AES)測定。於第2入圖、第28圖 顯不该結果。 另外，於AES測定t，使崎㈣FE奥杰電子能譜裝 置，以加速電壓l〇keV、點徑約4〇nm、雜速度l5nm/min 201213559 之條件’貫铜定至幾乎未紐刺氧之強度為止。另外， 因AES之測量點小，故有因測定位置而產生誤差的情形， 但本次採用顯示概略厚度者。 里第2A圖、第2B圖係顯示以AES測定試驗片之裡面側中 …廣及炼接焊珠部的元素深度分析（深度方向之元素的濃 度刀布）之結果的圖形。第2A圖係溶接焊珠部之結果第2B 圖係黑斑之結果。 如第2A圖所示，熔接焊珠部係以丁丨為主體，包含A1、 之厚度數百A的氧化物。另一方面，如第2B圖所示，黑斑 係以A1為主體，包含Ti、Si、Ca之厚度數千A之厚的氧化物。 又，由第2B圖所示之黑斑圖形，可確認AH系於黑斑中最高 濃度地含有，儘管Ca於鋼中之含量少，但於黑斑中係高濃 度地含有。 「實驗例2」 藉由與試驗片A同樣之製造方法製造以c: 〇·002-0.015%^N：0.02~0.015%'Cr： 16.5-23%'Ni： 0-1.5%' Mo : 0〜2.5%作為基本組成，並具有含量相異之作為黑斑之 主成分的Al、Ti、Si、Ca等各種化學成分(組成）之肥粒鐵系 不鏽鋼的供試材《使用其得到複數試驗片。 對如此所得之複數試驗片，以與No.1之試驗片同樣的 熔接條件進行TIG熔接，並與N 〇. 1之試驗片同樣地算出黑斑 生成長度比。 19 201213559 結果，顯示有八卜丁^七越增加黑斑生成長度比 越大的傾向。該等元素係與氡之親和力特別強的元素，其 中，特別是A1之效果大，又，發現儘管(^於鋼中之含量少 對黑斑之影響仍大。又’可知Ti、Si亦同樣地有助於黑斑的 生成。 由此可知，於Al、Ti' Si、Ca之添加量多時，即使施 行遮蔽，產生黑斑之可能性仍大，特別是A1、^對黑斑之 生成有很大的影響。 又，針對複數試驗片分別算出下述（1)式所示之刖值， 調查與黑斑生成長度比的關係。 BI=3Al+Ti+0.5Si+200Ca^ 0.8 (又，（1)式中之以、丁丨、5卜^係鋼中各成分的含量[質 量％]。） 於第3圖顯示該結果。第3圖係顯示Bi值與專斑生成長 度比之關係的圖形。如第3圖所示’可知BI值越大專斑 長度比越大。 又，分別對複數試驗片與Ncu之試驗片，地進行腐 蝕試驗。於第4圖顯示該結果。第4圖係顯示抝值與加工後 喷霧試驗後之封純評價結果之關係、的圖形。圖中雙圓⑽) 係顯示優良之結果、圓（〇)係顯示良之結果、χ係顯示不良 之結果。如第4圖所示，於ΒΙ值為〇.8以下日夺，膨服高度為 6mm之試驗片中未產生腐蝕，特別是於〇.4以下時，即使於 膨脹高度為7 m m之試驗片中亦未發現腐蝕，故係非常良好。 產業上之可利用性 20 201213559 本發明之肥粒鐵系不鏽鋼於如外部材料、建材、屋外 機器類、儲水.儲熱水槽、家電製品、浴缸、廚房機器、潛 熱回收型燃氣熱水供給器之廢水回收器與其熱交換器、各 種熔接管等，於其他屋外·屋内之一般用途上，經T1G熔接 所形成之結構中，可適當地作為需耐蝕性之構件使用。特 別地，本發明之肥粒鐵系不鏽鋼適用於TIG熔接後施加加工 的構件。又，本發明之肥粒鐵系不鏽鋼不僅耐蝕性，TIG 炫接部之加工性亦優異，故於加工嚴苛之用途上亦可廣泛 地使用。 【圖式簡單說明】 第1A圖係顯示Ή G熔接時於裡面側生成之黑斑之外觀 的照片。 第1Β圖係顯示ΤIG熔接時於裡面側生成之黑斑之外觀 的模式圖，係對應於第1Α圖所示之照片的圖式。 第2Α圖係顯示以AES測定試驗片之裡面側中熔接焊珠 部的元素深度分析（深度方向之元素的濃度分布）之結果的 圖形。 第2Β圖係顯示以AES測定試驗片之裡面側中黑斑的元 素深度分析（深度方向之元素的濃度分布）之結果的圖形。 第3圖係顯示ΒΙ值與黑斑生成長度比之關係的圖形。 第4圖係顯示ΒΙ值與腐蝕之關係的圖形。雙圓（◎)係顯 示優良之結果、圓（〇）係顯示良之結果、X係顯示不良之結 果。 【主要元件符號說明】 21 201213559

Claims (1)

1. 201213559 七、申請專利範圍： 1. 一種肥粒鐵系不鏽鋼，係以質量％計含有·· C ·· 0.020% 以下、N : 0.025%以下、Si : 1.0%以下、Μη : 1.0%以下、 Ρ : 0.035%以下、S : 0.01%以下、Cr : 16.0〜25.0%、Α1 : 0.12%以下、Ti ·· 0.05〜0.35%、Ca ·· 0.0015%以下，剩餘 部分係由Fe及不可避免的不純物所構成，並滿足下述（1) 式者。 BI=3Al+Ti+0.5Si+200Ca^ 0.8 -..(1) (又，（1)式中之Al、Ti、Si、Ca係鋼中各成分的含 量[質量％])。 2. 如申請專利範圍第1項之肥粒鐵系不鏽鋼，其以質量％ 計更包含Nb : 0.6%以下。 3. 如申請專利範圍第1項之肥粒鐵系不鏽鋼，其以質量％ 計更包含Mo : 3.0°/。以下。 4. 如申請專利範圍第2項之肥粒鐵系不鏽鋼，其以質量％ 計更包含Mo : 3.0%以下。 5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之肥粒鐵系不鏽 鋼，其以質量％計更包含選自於Cu: 2.0%以下、Ni: 2.0% 以下之一種或二種。 6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之肥粒鐵系不鏽 鋼，其以質量％計更包含選自於V : 0.2°/。以下、Zr: 0.2% 以下之一種或二種。 7. 如申請專利範圍第5項之肥粒鐵系不鏽鋼，其以質量％ 計更包含選自於V : 0.2%以下、Zr : 0.2%以下之一種或 23 201213559 -穿垂〇 8·如申請專利範圍第1至4項中任一項之肥粒鐵系不鏽 鋼’其以質量％計更含有Β : 0.005%以下。 9.如申請專利範圍第5項之肥粒鐵系不鏽鋼，其以質量％ 計更含有Β : 0.005%以下。 1〇·如申請專利範圍第6項之肥粒鐵系不鏽鋼，其以質量〇/〇 計更含有Β : 〇_〇〇5%以下。 U ·如申凊專利範圍第7項之肥粒鐵系不鏽鋼，其以質量％ 計更含有B : 〇_〇〇5%以下。 24