Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP5874864B1 - プラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板およびその溶接方法 - Google Patents

プラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板およびその溶接方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5874864B1
JP5874864B1 JP2015532988A JP2015532988A JP5874864B1 JP 5874864 B1 JP5874864 B1 JP 5874864B1 JP 2015532988 A JP2015532988 A JP 2015532988A JP 2015532988 A JP2015532988 A JP 2015532988A JP 5874864 B1 JP5874864 B1 JP 5874864B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
welding
content
steel sheet
stainless steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015532988A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2016017053A1 (ja
Inventor
淳一郎 平澤
淳一郎 平澤
石川　伸
伸 石川
力 上
力 上
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.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=55216985&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP5874864(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Priority to JP2015532988A priority Critical patent/JP5874864B1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5874864B1 publication Critical patent/JP5874864B1/ja
Publication of JPWO2016017053A1 publication Critical patent/JPWO2016017053A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/02—Plasma welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

溶け落ちが軽減され、プラズマ溶接性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供する。質量％で、Ｃ：０．０２０％以下、Ｓｉ：０．６％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．０１５％以上、０．２０％以下、Ｃｒ：１７．０％以上、２４．０％以下、Ｎｉ：０．６％未満、Ｎ：０．０２０％以下、Ｃａ：０．０００２％以上、０．００２０％以下、Ｏ：０．００５０％以下、を含有し、Ｔｉ：０．０１％以上、０．４５％以下、Ｎｂ：０.０１％以上、０．５５％以下から選ばれる１種または２種を更に含有し、残部Ｆｅ及びその他不可避的不純物からなり、（Ｔｉ＋Ｎｂ?４８／９３）／（Ｃ＋Ｎ）≧８．０（式中のＴｉ、Ｎｂ、ＣおよびＮは、各元素の含有量（質量％）を示す。）を満たすようにする。

Description

本発明は、プラズマ溶接に用いるフェライト系ステンレス鋼板およびその溶接方法に関する。
一般的に、プラズマ溶接は、強力なプラズマ気流で母材を溶融するため、突合せ溶接では通常キーホール溶接を行いハンピングビードなどの溶接欠陥を防止する。したがって、ＴＩＧ溶接と比べて溶け込みが深く、溶接速度が速い。またビード幅が小さいため、母材の歪が小さいという利点を持つ。キーホール溶接とは、プラズマ気流によってキーホール（小穴）を板厚方向に貫通させながら溶接する方法である。例えば、特許文献１では、プラズマ溶接などの溶融溶接をするためのＡｌ、Ｐ、ＳおよびＯを規制した７〜１４ｍａｓｓ％Ｃｒ含有のマルテンサイト系ステンレス鋼が開示されている。
ステンレス鋼のキーホール溶接（以下、プラズマキーホール溶接とも記す。）に関しては、ＳＵＳ３０４に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼については従来実施されている。しかし、オーステナイト系ステンレス鋼には応力腐食割れを生じやすいという欠点があり、応力腐食割れが生じにくいフェライト系ステンレス鋼が用いられる用途も多い。このため、フェライト系ステンレス鋼にもプラズマキーホール溶接を行うことが求められている。
特許文献２には、板厚が３ｍｍ以下のフェライト系ステンレス鋼を、プラズマ溶接トーチを用いて非キーホール溶接する場合の溶接方法が開示されている。したがって、この方法はキーホール溶接を行うためのものではない。
特開平１１−２５６２８１号公報 特開２０１２−０８１４８０号公報
ところで、ＳＵＳ３０４と比較して、フェライト系ステンレス鋼は熱伝導が良く熱が拡散しやすいため、ＴＩＧ溶接などのアーク溶接では入熱量を増やす必要がある。しかしながら、プラズマキーホール溶接で入熱量をアップすると、溶融量が多くなり溶け落ちが発生する場合があった。
本発明は、上記問題点を解決するために完成された発明であり、その目的は、溶け落ちが軽減され、プラズマ溶接性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供することにある。
本発明は、前記課題を解決するために、鋼成分を最適化し、溶け落ちを防止したものである。本発明者らは、プラズマ溶接の実験を行い詳細に検討した結果、鋼中のＯ量を出来るだけ少なくするとともに、Ｏと結びつきやすいＡｌ、Ｃａを添加して、ＯをＡｌ２Ｏ３やＣａＯとして固定することにより、溶け落ちの発生を抑えることができることを見出した。
これは、鋼中のＯ量を出来るだけ少なくするとともに、ＯをＡｌ２Ｏ３やＣａＯとして固定することにより、溶融池の粘性が上がり、そのため溶け落ちが発生しにくくなるためであると考えられる。本発明は、以上の知見に基づきなされたものであり、その要旨は以下の通りである。
［１］質量％で、Ｃ:０．０２０％以下、Ｓｉ:０．６％以下、Ｍｎ:０．５％以下、Ｐ:０．０４％以下、Ｓ:０．０１０％以下、Ａｌ:０．０１５％以上、０．２０％以下、Ｃｒ:１７．０％以上、２４．０％以下、Ｎｉ:０．６％未満、Ｎ:０．０２０％以下、Ｃａ:０．０００２％以上、０．００２０％以下、Ｏ:０．００５０％以下、を含有し、
Ｔｉ：０．０１％以上、０．４５％以下、Ｎｂ：０.０１％以上、０．５５％以下から選ばれる１種または２種を更に含有し、残部Ｆｅ及びその他不可避的不純物からなり、（Ｔｉ＋Ｎｂ×４８／９３）／（Ｃ＋Ｎ）≧８．０（式中のＴｉ、Ｎｂ、ＣおよびＮは、各元素の含有量（質量％）を示す。）を満たすプラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板。
［２］質量％で、Ｍｏ: ０．０１％以上、２．０％以下、Ｃｕ: ０．０１％以上、１．０％以下、Ｃｏ:０．０１％以上、０．２％以下、のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する前記［１］に記載のプラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板。
［３］質量％で、Ｖ：０．０１％以上、０．１０％以下、Ｚｒ：０．０１％以上、０．１０％以下、Ｂ：０．０００２％以上、０．００５０％以下、の１種または２種以上を含有する前記［１］または［２］に記載のプラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板。
［４］キーホール溶接に用いられる前記［１］〜［３］のいずれか１つに記載のプラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板。
［５］前記［１］〜［３］のいずれか１つに記載のプラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板をプラズマキーホール溶接に用いるプラズマキーホール溶接方法。
本発明によれば、溶け落ちが軽減され、フェライト系ステンレス鋼板において高品質なプラズマ溶接が可能になる。
本発明に係るフェライト系ステンレス鋼板は、鋼の組成として、質量％で、Ｃ:０．０２０％以下、Ｓｉ:０．６％以下、Ｍｎ:０．５％以下、Ｐ:０．０４％以下、Ｓ:０．０１０％以下、Ａｌ:０．０１５％以上、０．２０％以下、Ｃｒ:１７．０％以上２４．０％以下、Ｎｉ:０．６％未満、Ｎ:０．０２０％以下、Ｃａ:０．０００２％以上、０．００２０％以下、Ｏ:０．００５０％以下、を含有し、更に、Ｔｉ：０.０１％以上、０．４５％以下、Ｎｂ：０.０１％以上、０．５５％以下から選ばれる１種または２種を更に含有し、残部Ｆｅ及びその他不可避的不純物からなり、（Ｔｉ＋Ｎｂ×４８／９３）／（Ｃ＋Ｎ）≧８．０（式中のＴｉ、Ｎｂ、ＣおよびＮは、各元素の含有量（質量％）を示す。）を満たすことを特徴とする。本発明に係るフェライト系ステンレス鋼板は、耐食性に優れる。
また、本発明のフェライト系ステンレス鋼板は、プラズマ溶接に用いられる。本発明のフェライト系ステンレス鋼板は、高品質なプラズマ溶接が可能であるため、プラズマキーホール溶接に用いることができる。
以下、本発明のフェライト系ステンレス鋼板（以下、「本発明の鋼板」という）の成分限定理由について説明する。なお、本発明の鋼板中の各成分の「％」は、特に説明のない限り、「質量％」を示す。
［Ｃ：０．０２０％以下］
Ｃは、鋼板の加工性および靱性を低下させる元素であり、Ｃ含有量が０．０２０％を超えると、その悪影響が顕著となるので、Ｃ含有量は０．０２０％以下に限定する。特に、加工性および靱性の向上の観点から、Ｃ含有量は０．０１７％以下とすることが好ましい。また、Ｃ含有量は０．０１２％以下とすることがより好ましい。
［Ｓｉ：０．６％以下］
Ｓｉは、脱酸剤として必要な元素である。その効果は０．０１％以上含有させることで得られる。よって、Ｓｉ含有量は０．０１％以上とすることが好ましい。しかし、０．６％を超えてＳｉを含有させると焼鈍時に酸化して鋼板の表面にＳｉＯ２皮膜を形成して酸洗性を低下させる。よって、Ｓｉ含有量は０．６％以下とする。更に、酸洗性の向上の観点から、Ｓｉ含有量は０．３０％以下とすることが好ましい。
［Ｍｎ：０．５％以下］
Ｍｎは、脱酸剤として必要な元素である。その効果は０．０１％以上含有させることで得られる。よって、Ｍｎ含有量は０．０１％以上とすることが好ましい。しかし、０．５％を超えてＭｎを含有させると鋼板の加工性を低下させる。よって、Ｍｎ含有量は０．５％以下とする。更に、加工性の向上の観点から、Ｍｎ含有量は０．３０％以下とすることが好ましい。
［Ｐ：０．０４％以下］
Ｐは、鋼板の加工性および靭性を低下させる元素であり、出来る限り少ない方が好ましく、Ｐ含有量は０．０４％以下とする。
［Ｓ：０．０１０％以下］
Ｓは、靭性を低下させる元素であり、出来る限り少ない方が好ましく、Ｓ含有量は０．０１０％以下とする。靭性の向上の観点から、Ｓ含有量を０．００７％以下にすることが好ましい。
［Ａｌ：０．０１５％以上、０．２０％以下］
Ａｌは、本発明の特徴であるプラズマ溶接性の向上のために必要である。Ａｌ含有量は、０．０１５％未満であると、鋼中でＡｌ2Ｏ3やＣａＯとして固定されないＯの量が多くなって溶け落ちの発生を抑えることができなくなるため、０．０１５％以上とする。また、溶け落ち発生の抑制の観点から、Ａｌ含有量は０．０２０％以上とすることが好ましい。しかしながら、Ａｌを過剰に含有するとＡｌ２Ｏ３介在物が過度に生成しヘゲ疵等の発生により鋼板の表面品質が低下するため、Ａｌ含有量は０．２０％以下に限定する。表面品質の向上の観点からは、Ａｌ含有量は０．１５％以下とすることが好ましい。
［Ｃｒ：１７．０％以上、２４．０％以下］
Ｃｒは耐食性の向上に有効な元素成分であり、十分な耐食性を得るためには１７．０％以上の含有量が必要である。また、耐食性の向上の観点から、Ｃｒ含有量は２０．５％以上とすることが好ましい。一方、Ｃｒは鋼板の靱性を低下させ、特にＣｒ含有量が２４．０％を超えると靱性の低下が著しくなるため、Ｃｒ含有量は２４．０％以下に限定する。靱性の向上の観点から、Ｃｒ含有量は２２．０％以下とすることが好ましい。
［Ｎｉ：０．６％未満］
Ｎｉは、耐食性および靭性を向上させる効果を持つが、原料コストが高いため、Ｎｉ含有量は０．６％未満とする。耐食性および靭性の観点からは、Ｎｉ含有量は０．１０％以上とすることが好ましい。一方、Ｎｉ含有量が０．４０％を超えると耐食性の向上効果は飽和するため、経済性の観点から、Ｎｉ含有量は０．４０％以下とすることが好ましい。
［Ｎ：０．０２０％以下］
Ｎは、Ｃと同様に鋼板の加工性および靱性を低下させる元素であり、Ｎ含有量が０．０２０％を超えるとその悪影響が顕著となるので、０．０２０％以下に限定する。特に、加工性および靱性の向上の観点から、Ｎ含有量は０．０１５％以下とすることが好ましく、０．０１２％以下とすることがより好ましい。
［Ｃａ：０．０００２％以上、０．００２０％以下］
Ｃａは、本発明の特徴であるプラズマ溶接性の向上のために必要であり、Ｃａ含有量は、０．０００２％未満であると、鋼中でＡｌ2Ｏ3やＣａＯとして固定されないＯの量が多くなって溶け落ちの発生を抑えることができなくなるため、０．０００２％以上とし、０．０００５％以上とすることが好ましい。しかしながら、Ｃａ含有量が０．００２０％を超えると、その効果が飽和するばかりでなく、Ｃａが介在物となり、ヘゲ疵を発生させることで鋼板の表面品質を低下させる。そのため、Ｃａ含有量は０．００２０％以下とする。また、表面品質の向上の観点から、Ｃａ含有量は０．００１５％以下とすることが好ましい。
［Ｔｉ：０．０１％以上、０．４５％以下、Ｎｂ：０.０１％以上、０．５５％以下から選ばれる１種または２種］
本発明の鋼板は、ＴｉおよびＮｂの少なくとも一方は必須成分として含有する。ＴｉおよびＮｂは炭窒化物を形成し、Ｃｒが炭素および、窒素と結びついて耐食性を低下させる鋭敏化現象を抑制する効果があるため、
（Ｔｉ＋Ｎｂ×４８／９３）／（Ｃ＋Ｎ）≧８．０ ・・・（１）
を満たすようにする（式（１）中のＴｉ、Ｎｂ、ＣおよびＮは、各元素の含有量（質量％）を示す。）。しかし、ＴｉおよびＮｂを過度に含有しても、鋭敏化の抑制効果が飽和するだけでなく、靭性の低下を招くため、Ｔｉ含有量は０．４５％以下および、Ｎｂ含有量は０．５５％以下とする。特に、靭性の向上の観点からはＴｉ含有量は０．３５％以下および、Ｎｂ含有量は０．４５％以下とすることが好ましい。また、鋭敏化の抑制の観点からは、上記（１）式を満たすとともに、Ｔｉを含有する場合、Ｔｉ含有量は０．０１％以上とし、好ましくは０．２０％以上とする。Ｎｂを含有する場合には、Ｎｂ含有量は０.０１％以上とし、好ましくは０．１０％以上とする。さらに、鋭敏化の抑制の観点から、上記（１）式の左辺は１２．０以上であることが好ましい。
［Ｏ：０．００５０％以下］
鋼中のＯ量低減は、本発明の溶け落ちを軽減するという効果を得るために必須であり、Ｏの含有量を０．００５０％以下とすることで、その溶け落ちを軽減するという効果が得られる。Ｏ含有量は０．００４０％以下にするとその効果は大きくなり、さらに０．００３０％以下にするとよりその効果はより大きくなる。
本発明の鋼板の上記成分以外の残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物である。
また、本発明においては、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｖ、ＺｒおよびＢは必須成分ではないが、以下の範囲で含有することができる。
［Ｍｏ：０．０１％以上、２．０％以下］
Ｍｏは耐食性の向上に有効な元素であり、必要に応じて含有させる。Ｍｏ含有量が０．０１％以上であることで、その効果は得られる。耐食性の向上の観点から、Ｍｏ含有量は０．４０％以上にすることが好ましい。しかし、Ｍｏ含有量が２．０％を超えると、耐食性向上の効果が飽和するばかりでなく、靱性を低下させるため、Ｍｏ含有量は２．０％以下とする。靭性の向上の観点からは、Ｍｏ含有量は１．５％以下とすることが好ましい。
［Ｃｕ：０．０１％以上、１．０％以下］
Ｃｕは、耐食性向上に特に有効な元素成分であり、必要に応じて含有させる。Ｃｕ含有量が０．０１％以上であることで、その効果が得られる。しかし、Ｃｕ含有量が１．０％を超えると、その効果が飽和するばかりでなく、靱性を低下させる場合があるため、Ｃｕ含有量は１．０％以下とする。靭性の向上の観点からは、Ｃｕ含有量は０．６０％以下とすることが好ましい。十分な耐食性改善効果を得るためには、Ｃｕ含有量は０．２０％以上とすることが好ましい。
［Ｃｏ：０．０１％以上、０．２％以下］
Ｃｏは靭性を向上させる元素であり、必要に応じて含有させる。この効果は０．０１％以上の含有によって得られる。一方、Ｃｏ含有量が０．２％を超えると製造性を低下させる場合がある。そのため、本発明の鋼板にＣｏを含有させる場合、Ｃｏ含有量は０．０１〜０．２％の範囲とする。
［Ｖ：０．０１〜０．１０％］
Ｖは微量含有させることにより加工性を高くする元素であり、必要に応じて含有させる。Ｖ含有量が０．０１％以上であることで、その効果は得られる。しかし、Ｖ含有量が０．１０％を超えると加工性の向上効果は飽和するため、Ｖ含有量は、０．１０％以下とする。
［Ｚｒ：０．０１〜０．１０％］
Ｚｒは微量含有させることにより加工性を高くする元素であり、必要に応じて含有させる。Ｚｒ含有量が０．０１％以上であることで、その効果は得られる。しかし、Ｚｒ含有量が０．１０％を超えると加工性の向上効果は飽和するため、Ｚｒ含有量は、０．１０％以下とする。
［Ｂ：０．０００２％以上、０．００５０％以下］
Ｂは低温二次加工脆化を防止するのに有効な元素であり、必要に応じて含有させる。この効果を得るためには０．０００２％以上のＢの含有が必要である。しかし、Ｂ含有量が０．００５０％を超えると熱間加工性が低下する場合がある。そのため、Ｂを含有する場合は０．０００２％以上、０．００５０％以下とする。また、Ｂ含有量は、低温二次加工脆化の防止の観点から、０．０００５％以上とすることが好ましい。また、Ｂ含有量は、熱間加工性の向上の観点から、０．００３５％以下とすることが好ましく、さらに、０．００２０％以下であることがより好ましい。
［製造方法］
本発明の鋼板を製造する方法は、溶鋼の段階で上述のように溶鋼の組成を成分調整する以外は、特に限定されず、フェライト系ステンレス鋼板の製造に一般的に採用されている方法をそのまま適用することができる。
上記製造方法における、好ましい製造条件について以下説明する。
鋼を溶製する製鋼工程は、転炉あるいは電気炉等で溶解した鋼をＶＯＤ法等により二次精錬し、上記必須成分および必要に応じて添加される成分を含有する鋼とするのが好ましい。溶製した溶鋼は、公知の方法で鋼素材（スラブ）とすることができるが、生産性および品質面からは、連続鋳造法によるのが好ましい。鋼素材は、その後、１０００〜１２５０℃に加熱され、熱間圧延により所望の板厚の熱延板とされる。こうして得られた熱延板は、その後８５０〜１１００℃の温度で連続焼鈍を施した後、酸洗等により脱スケールし、熱延焼鈍板としてもよい。また、焼鈍後の冷却速度は特に制限はしないが、なるべく短時間で冷却することが望ましい。なお、必要に応じて、酸洗前にショットブラストによりスケールを除去してもよい。
さらに、上記熱延焼鈍板又は熱延板を、冷間圧延等の工程を経て冷延製品としてもよい。この場合の冷間圧延は、１回でもよいが、生産性や要求品質上の観点から中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延としてもよい。１回または２回以上の冷間圧延工程の総圧下率は６０％以上が好ましく、より好ましくは７０％以上である。冷間圧延した鋼板は、その後、好ましくは８５０〜１１５０℃、さらに好ましくは９００〜１１００℃の温度で連続焼鈍（仕上焼鈍）し、酸洗し、冷延製品とするのが好ましい。ここでも、焼鈍後の冷却速度は特に制限はしないが、なるべく大きくすることが望ましい。さらに用途によっては、仕上げ焼鈍後、スキンパス圧延等を施して、鋼板の形状や表面粗度、材質調整を行ってもよい。
プラズマ溶接条件としては、突合せ溶接の場合は、溶接電流：５０〜４００Ａ、電圧：１０〜４０Ｖ、溶接速度：５０〜６００ｍｍ／分、拘束ノズル直径：１．０〜５．０ｍｍ、パイロットガス（Ａｒ）流量：０．１〜５．０ｌ／分、シールドガス流量：４〜４０ｌ／分とすることが好ましい。
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例として、以下の方法で供試材となる冷延板を得た。
以下の表１に示す化学組成を有する５０ｋｇ鋼塊を真空溶解炉で溶製し、１２００℃に加熱後リバース圧延機による熱間圧延により厚さ６ｍｍの熱延板とし、９５０〜１０００℃で焼鈍した後、酸洗で脱スケールし熱延焼鈍板（熱延酸洗板）とした。次にその熱延焼鈍板を、冷間圧延により板厚３．０ｍｍとし、８８０〜９７０℃での仕上げ焼鈍を行った後、６０℃の混酸（硝酸１０質量％＋ふっ酸３質量％）に浸漬して脱スケールし、冷延板を得た。
溶接性を調べるために、供試材について以下の条件で３０ｃｍ長さの突合せプラズマ溶接を３回行い、溶け落ちの有無を目視で調査した。
溶接条件（溶接条件Ａ）は以下に示す通りである。
フローニアス社製プラズマ溶接機
溶接電流：２５０Ａ
溶接速度：２６０ｍｍ／分
板とチップ間の距離：３ｍｍ
拘束ノズル径：３．２ｍｍ
パイロットガス：Ａｒ、０．２ｌ／分
シールドガス：Ａｒ、２５ｌ／分
ワイヤ：不使用
また、上記の溶接条件Ａと比べ、溶接電流を２７０Ａとした以外は、同一の条件である溶接条件Ｂによる溶接も行った。
Figure 0005874864
＜評価結果について＞
◎：溶接電流が２７０Ａ、２５０Ａの双方で溶け落ち欠陥が発生しなかった。
○：溶接電流が２７０Ａの場合では、溶け落ち欠陥が発生することもあったが、２５０Ａの場合では、溶け落ち欠陥が発生しなかった。
×：溶接電流が２７０Ａ、２５０Ａの双方で溶け落ち欠陥が発生した。
表１で明らかなように、同一条件で溶接しても、本発明例は溶け落ちなく、一方比較例は溶け落ちが発生していることが分かった。本発明例においては、特に、Ｎｏ．１〜５、７〜１６、１８、１９および２３においては、鋼板中のＯ成分が０．００４０％以下のため、溶接条件ＡおよびＢのいずれの場合でも溶け落ちなく、プラズマ溶接性に優れていることが分かった。

Claims (5)

  1. 質量％で、
    Ｃ：０．０２０％以下、
    Ｓｉ：０．６％以下、
    Ｍｎ：０．５％以下、
    Ｐ：０．０４％以下、
    Ｓ：０．０１０％以下、
    Ａｌ：０．０１５％以上、０．２０％以下、
    Ｃｒ：１７．０％以上、２４．０％以下、
    Ｎｉ：０．６％未満、
    Ｎ：０．０２０％以下、
    Ｃａ：０．０００２％以上、０．００２０％以下、
    Ｏ：０．００４０％以下、を含有し、
    Ｔｉ：０．０１％以上、０．４５％以下、Ｎｂ：０．０１％以上、０．５５％以下から選ばれる１種または２種を更に含有し、
    残部Ｆｅ及びその他不可避的不純物からなり、
    （Ｔｉ＋Ｎｂ×４８／９３）／（Ｃ＋Ｎ）≧８．０ ・・・（１）
    （式（１）中のＴｉ、Ｎｂ、ＣおよびＮは、各元素の含有量（質量％）を示す。）
    を満たすプラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板。
  2. 質量％で、
    Ｍｏ：０．０１％以上、２．０％以下、
    Ｃｕ：０．０１％以上、１．０％以下、
    Ｃｏ：０．０１％以上、０．２％以下、のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する請求項１に記載のプラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板。
  3. 質量％で、
    Ｖ：０．０１％以上、０．１０％以下、
    Ｚｒ：０．０１％以上、０．１０％以下、
    Ｂ：０．０００２％以上、０．００５０％以下、の１種または２種以上を含有する請求項１または２に記載のプラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板。
  4. キーホール溶接に用いられる請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板。
  5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板をプラズマキーホール溶接に用いるプラズマキーホール溶接方法。
JP2015532988A 2014-07-31 2015-05-12 プラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板およびその溶接方法 Active JP5874864B1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015532988A JP5874864B1 (ja) 2014-07-31 2015-05-12 プラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板およびその溶接方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014155846 2014-07-31
JP2014155846 2014-07-31
JP2015532988A JP5874864B1 (ja) 2014-07-31 2015-05-12 プラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板およびその溶接方法
PCT/JP2015/002400 WO2016017053A1 (ja) 2014-07-31 2015-05-12 プラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板およびその溶接方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5874864B1 true JP5874864B1 (ja) 2016-03-02
JPWO2016017053A1 JPWO2016017053A1 (ja) 2017-04-27

Family

ID=55216985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015532988A Active JP5874864B1 (ja) 2014-07-31 2015-05-12 プラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板およびその溶接方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10272513B2 (ja)
JP (1) JP5874864B1 (ja)
KR (1) KR20170018457A (ja)
CN (1) CN106574339A (ja)
TW (1) TWI567209B (ja)
WO (1) WO2016017053A1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3118342B1 (en) * 2014-05-14 2018-12-26 JFE Steel Corporation Ferritic stainless steel
EP3438310B1 (en) * 2016-03-29 2022-06-29 JFE Steel Corporation Ferritic stainless steel sheet used for tig welding
MX2018011752A (es) 2016-03-31 2019-06-17 Jfe Steel Corp Lamina de acero, lamina de acero recubierta, metodo para producir lamina de acero laminada en caliente, metodo para producir lamina de acero de dureza completa laminada en frio, metodo para producir lamina de acero y metodo para producir lamina de acero recubierta.
KR102234326B1 (ko) * 2016-09-02 2021-03-30 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 페라이트계 스테인리스강
US11261512B2 (en) 2016-09-02 2022-03-01 Jfe Steel Corporation Ferritic stainless steel
EP3604589A4 (en) 2017-05-26 2020-04-29 JFE Steel Corporation FERRITIC STAINLESS STEEL
CN110026666A (zh) * 2019-05-15 2019-07-19 南京钢铁股份有限公司 一种用于薄板9Ni钢焊接的等离子弧焊填丝方法
CN110026667A (zh) * 2019-05-15 2019-07-19 南京钢铁股份有限公司 一种用于薄板9Ni钢焊接的等离子弧焊方法
JP7014754B2 (ja) * 2019-07-09 2022-02-01 Ｊｆｅスチール株式会社 硫化物系固体電池の集電体用のフェライト系ステンレス鋼板
CN115885055B (zh) * 2020-06-02 2024-06-21 日铁不锈钢株式会社 铁素体系不锈钢

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09217151A (ja) * 1996-02-14 1997-08-19 Nippon Steel Corp 溶接性に優れたフェライト系ステンレス鋼
JP2001150141A (ja) * 1999-11-25 2001-06-05 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd プラズマキーホール溶接方法
JP2002275590A (ja) * 2001-03-14 2002-09-25 Nisshin Steel Co Ltd 溶接部の加工性に優れた溶接用フェライト系ステンレス鋼
JP2006263811A (ja) * 2005-02-28 2006-10-05 Jfe Steel Kk ティグ溶接用フェライト系ステンレス鋼溶加棒
JP2007290033A (ja) * 2006-03-29 2007-11-08 Jfe Steel Kk 溶込み形状および加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼溶接金属
JP2009091654A (ja) * 2007-09-18 2009-04-30 Jfe Steel Kk 溶接性に優れたフェライト系ステンレス鋼
JP2010037595A (ja) * 2008-08-05 2010-02-18 Jfe Steel Corp 溶接性に優れた高強度冷延鋼板およびその製造方法
JP2010507021A (ja) * 2006-10-20 2010-03-04 ポスコ 溶接部の加工性及び鋼材の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11256281A (ja) 1998-03-11 1999-09-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶接施工性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼
JP4702493B1 (ja) 2009-08-31 2011-06-15 Ｊｆｅスチール株式会社 耐熱性に優れるフェライト系ステンレス鋼
JP5793283B2 (ja) * 2010-08-06 2015-10-14 新日鐵住金ステンレス株式会社 ブラックスポットの生成の少ないフェライト系ステンレス鋼
JP5901111B2 (ja) * 2010-10-07 2016-04-06 大陽日酸株式会社 溶接ガス及びプラズマ溶接方法
JP5609571B2 (ja) * 2010-11-11 2014-10-22 Ｊｆｅスチール株式会社 耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼
WO2013080526A1 (ja) * 2011-11-30 2013-06-06 Ｊｆｅスチール株式会社 フェライト系ステンレス鋼
KR101359249B1 (ko) * 2011-12-20 2014-02-06 주식회사 포스코 용접부의 가공성 및 내피로 특성이 우수한 플라즈마 아크용접 강관 및 그의 제조방법
BR112015009634B1 (pt) * 2012-10-30 2019-08-20 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation Aços inoxidáveis ferríticos, seus métodos de produção e elementos de sistema de escapamento

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09217151A (ja) * 1996-02-14 1997-08-19 Nippon Steel Corp 溶接性に優れたフェライト系ステンレス鋼
JP2001150141A (ja) * 1999-11-25 2001-06-05 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd プラズマキーホール溶接方法
JP2002275590A (ja) * 2001-03-14 2002-09-25 Nisshin Steel Co Ltd 溶接部の加工性に優れた溶接用フェライト系ステンレス鋼
JP2006263811A (ja) * 2005-02-28 2006-10-05 Jfe Steel Kk ティグ溶接用フェライト系ステンレス鋼溶加棒
JP2007290033A (ja) * 2006-03-29 2007-11-08 Jfe Steel Kk 溶込み形状および加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼溶接金属
JP2010507021A (ja) * 2006-10-20 2010-03-04 ポスコ 溶接部の加工性及び鋼材の耐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法
JP2009091654A (ja) * 2007-09-18 2009-04-30 Jfe Steel Kk 溶接性に優れたフェライト系ステンレス鋼
JP2010037595A (ja) * 2008-08-05 2010-02-18 Jfe Steel Corp 溶接性に優れた高強度冷延鋼板およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20170266751A1 (en) 2017-09-21
JPWO2016017053A1 (ja) 2017-04-27
CN106574339A (zh) 2017-04-19
US10272513B2 (en) 2019-04-30
WO2016017053A1 (ja) 2016-02-04
KR20170018457A (ko) 2017-02-17
TWI567209B (zh) 2017-01-21
TW201610184A (zh) 2016-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5874864B1 (ja) プラズマ溶接用フェライト系ステンレス鋼板およびその溶接方法
JP5050863B2 (ja) 温水器用フェライト系ステンレス鋼板
JP7277834B2 (ja) アルミニウムめっき鋼板の溶接用ソリッドワイヤ、及び溶接継手の製造方法
JP4502947B2 (ja) 溶接性に優れた鋼板
JPWO2020203336A1 (ja) ガスメタルアーク溶接用ソリッドワイヤおよびガスメタルアーク溶接方法
JP2009012070A (ja) ステンレス鋼溶接継手の溶接金属およびその形成方法
JP6811854B2 (ja) フラックス入りワイヤ用冷延鋼板及びその製造方法
JP6255284B2 (ja) ガスメタルアーク溶接用ソリッドワイヤ
WO2018003521A1 (ja) フェライト系ステンレス鋼板
JP2017164760A (ja) ソリッドワイヤ
JP5935792B2 (ja) フェライト系ステンレス鋼
JP2009263772A (ja) 溶接性と継手低温靭性に優れる引張強さ７８０ＭＰａ以上の高張力厚鋼板の製造方法
JP6926247B2 (ja) フラックス入りワイヤ用冷延鋼板及びその製造方法
JP2011168843A (ja) Ｃｕ含有高強度鋼材の製造方法
KR102134310B1 (ko) 플럭스 코어드 와이어용 냉연강판 및 그 제조방법
JP4507865B2 (ja) 低炭素快削鋼
JP6928641B2 (ja) ソリッドワイヤ
JP3933020B2 (ja) すみ肉溶接継手を形成した際の該すみ肉溶接継手の疲労特性及び靱性に優れたステンレス鋼
JP2005272938A (ja) 穴拡げ加工性に優れた構造用ステンレス鋼板
JP7156342B2 (ja) 薄肉管用フェライト系ステンレス鋼板およびこれを用いてなる薄肉管
JP5078264B2 (ja) 鋼板のアーク溶接法
JP5168425B1 (ja) フェライト系ステンレス鋼
JP2022089303A (ja) オーステナイト系ステンレス鋼溶接用溶加材
KR20230092609A (ko) 용접성이 우수한 냉연강판 및 이의 제조 방법
JP2008261011A (ja) 溶接熱影響部の靭性に優れる降伏応力４７０ＭＰａ以上引張強さ５７０ＭＰａ以上の高強度鋼材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151222

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160104

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5874864

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250