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公開番号2024115225
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-26
出願番号2023020812
出願日2023-02-14
発明の名称溶接継手
出願人日鉄ステンレス株式会社
代理人弁理士法人ブライタス
主分類C22C 38/00 20060101AFI20240819BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】オーステナイト系ステンレス鋼材を母材とし、プッシュ-プル方式のMIG溶接で溶接した場合であっても、良好な強度と延性とを有する溶接継手を提供する。
【解決手段】母材の化学組成は、質量%で、C:0.100%以下、Si:0.5～4.0%、Mn:0.01～4.00%、P:0.040%以下、S:0.0040%以下、Cr:16.0～26.0%、Ni:7.0～23.0%、N:0.001～0.250%、Al:0.05%以下、任意元素、残部:Feおよび不純物であり、溶接金属の化学組成が、質量%で、C:0.100%以下、Si:1.0%以上2.0%未満、Mn:2.00%以下、P:0.040%以下、S:0.0040%以下、Cr:17.0～25.0%、Ni:8.0～23.0%、N:0.100%以下、Al:0.10%以下、を含有し、[Cr+2Si≦28.5]を満足する、溶接継手。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
オーステナイト系ステンレス鋼材からなる母材と、溶接金属とを備える溶接継手であって、
前記母材の化学組成は、質量％で、
Ｃ：０．１００％以下、
Ｓｉ：０．５～４．０％、
Ｍｎ：０．０１～４．００％、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００４０％以下、
Ｃｒ：１６．０～２６．０％、
Ｎｉ：７．０～２３．０％、
Ｎ：０．００１～０．２５０％、
Ａｌ：０．０５％以下、
Ｃｕ：０～２．００％、
Ｍｏ：０～１．００％、
Ｓｎ：０～０．０３０％、
Ｗ：０～０．３０％、
Ｃｏ：０～１．０％、
Ｖ：０～０．２０％、
Ｚｒ：０～０．０３０％、
Ｂ：０～０．００２０％、
Ｍｇ：０～０．００１０％、
Ｃａ：０～０．００２０％、
ＲＥＭ：０～０．０１０％、
Ｓｂ：０～０．３０％、
Ｇａ：０～０．１０％、
Ｔａ：０～０．１０％、
Ｔｉ：０～０．３５％、
Ｎｂ：０～０．３０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
前記溶接金属の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．１００％以下、
Ｓｉ：１．０％以上２．０％未満、
Ｍｎ：２．００％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００４０％以下、
Ｃｒ：１７．０～２５．０％、
Ｎｉ：８．０～２３．０％、
Ｎ：０．１００％以下、および
Ａｌ：０．１０％以下、
を含有し、
下記（ｉ）式を満足する、溶接継手。
Ｃｒ＋２Ｓｉ≦２８．５・・・（ｉ）
但し、上記式中の各元素記号は溶接金属中に含まれるＣｒまたはＳｉの含有量（質量％）を表す。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記溶接金属におけるδ－フェライト相の面積率が、２０％以下である、請求項１に記載の溶接継手。
【請求項３】
前記溶接金属において、
Ｓｉ含有量が２．２％超である領域の面積率が、２５％以下であり、
Ｃｒ含有量が２６％超である領域の面積率が、１０％以下である、
請求項１に記載の溶接継手。
【請求項４】
前記溶接金属において、
Ｓｉ含有量が２．２％超である領域の面積率が、２５％以下であり、
Ｃｒ含有量が２６％超である領域の面積率が、１０％以下である、
請求項２に記載の溶接継手。
【請求項５】
前記母材の化学組成が、質量％で、
Ｃｕ：０．００１～２．００％、
Ｍｏ：０．００１～１．００％、
Ｓｎ：０．００１～０．０３０％、
Ｗ：０．００１～０．３０％、
Ｃｏ：０．００１～１．０％、
Ｖ：０．０１～０．２０％、
Ｚｒ：０．００１～０．０３０％、
Ｂ：０．０００２～０．００２０％、
Ｍｇ：０．０００１～０．００１０％、
Ｃａ：０．０００２～０．００２０％、
ＲＥＭ：０．００１～０．０１０％、
Ｓｂ：０．００１～０．３０％、
Ｇａ：０．００１～０．１０％、
Ｔａ：０．００１～０．１０％、
Ｔｉ：０．０１～０．３５％、および
Ｎｂ：０．０１～０．３０％、
から選択される一種以上を含有する、請求項１～４のいずれかに記載の溶接継手。
【請求項６】
燃料改質器に用いられる、請求項１～４のいずれかに記載の溶接継手。
【請求項７】
燃料改質器に用いられる、請求項５に記載の溶接継手。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接継手に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
オーステナイト系ステンレス鋼材は、耐熱性に優れ、溶接されて、部材として使用されることがある。このため、例えば、特許文献１のように、溶接欠陥の一種である高温割れおよび延性低下割れの発生を抑制し、溶接性を向上させたオーステナイト系ステンレス鋼の溶接継手が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－０５１９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、溶接技術が改良されており、様々な技術が開発されている。例えば、その一つにＭＩＧ溶接がある。ＭＩＧ溶接は、溶加材を送給し、シールドガスに不活性ガスを使用して溶接する方法である。そして、他の溶接方法と比較しても、溶接速度が速く、生産効率が高い。
【０００５】
ＭＩＧ溶接では、溶加材の送給方法がいくつかある。例えば、近年、ロボット溶接等では、プッシュ－プル方式と呼ばれる溶加材の送給方法が提案されている。プッシュ－プル方式は、溶加材の送給特性に優れ、溶接速度の向上に加え、スパッタの発生が少ない。しかしながら、プッシュ－プル方式のＭＩＧ溶接で溶接継手を製造した場合、低入熱のため凝固速度が速く、溶接部の金属組成が不均一となりやすい。不均一部においては、６００℃以下となる中～低温域に曝されると、δ-フェライト相のスピノーダル分解による脆化相が生じ、所謂、４７５℃脆化が生じやすくなる。この結果、強度と延性バランスとが不良になるという課題がある。しかしながら、特許文献１では、プッシュ－プル方式のＭＩＧ溶接で溶接継手を製造した場合に発生する、強度延性バランスの低下について、検討していない。
【０００６】
以上を踏まえ、本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼材を母材とし、プッシュ－プル方式のＭＩＧ溶接で溶接した場合であっても、良好な強度と延性とを有する溶接継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、下記の溶接継手を要旨とする。
【０００８】
（１）オーステナイト系ステンレス鋼材からなる母材と、溶接金属とを備える溶接継手であって、
前記母材の化学組成は、質量％で、
Ｃ：０．１００％以下、
Ｓｉ：０．５～４．０％、
Ｍｎ：０．０１～４．００％、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００４０％以下、
Ｃｒ：１６．０～２６．０％、
Ｎｉ：７．０～２３．０％、
Ｎ：０．００１～０．２５０％、
Ａｌ：０．０５％以下、
Ｃｕ：０～２．００％、
Ｍｏ：０～１．００％、
Ｓｎ：０～０．０３０％、
Ｗ：０～０．３０％、
Ｃｏ：０～１．０％、
Ｖ：０～０．２０％、
Ｚｒ：０～０．０３０％、
Ｂ：０～０．００２０％、
Ｍｇ：０～０．００１０％、
Ｃａ：０～０．００２０％、
ＲＥＭ：０～０．０１０％、
Ｓｂ：０～０．３０％、
Ｇａ：０～０．１０％、
Ｔａ：０～０．１０％、
Ｔｉ：０～０．３５％、
Ｎｂ：０～０．３０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
前記溶接金属の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．１００％以下、
Ｓｉ：１．０％以上２．０％未満、
Ｍｎ：２．００％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００４０％以下、
Ｃｒ：１７．０～２５．０％、
Ｎｉ：８．０～２３．０％、
Ｎ：０．１００％以下、および
Ａｌ：０．１０％以下、
を含有し、
下記（ｉ）式を満足する、溶接継手。
Ｃｒ＋２Ｓｉ≦２８．５・・・（ｉ）
但し、上記式中の各元素記号は溶接金属中に含まれるＣｒまたはＳｉの含有量（質量％）を表す。
【０００９】
（２）前記溶接金属におけるδ－フェライト相の面積率が、２０％以下である、上記（１）に記載の溶接継手。
【００１０】
（３）前記溶接金属において、
Ｓｉ含有量が２．２％超である領域の面積率が、２５％以下であり、
Ｃｒ含有量が２６％超である領域の面積率が、１０％以下である、
上記（１）または（２）に記載の溶接継手。
（【００１１】以降は省略されています）

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