JP5467673B2 - Ferritic stainless steel for corrugated tubes - Google Patents
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Description
本発明は、コルゲート管用として用いるフェライト系ステンレス鋼に関する。 The present invention relates to a ferritic stainless steel used for a corrugated tube.
従来からステンレス鋼管や銅管は、例えば温冷水配管、ガス配管、冷媒配管および熱交換器等に多く用いられている。特に、ステンレス鋼管は、銅管に比べて耐食性が高いため、腐食性のある液体の配管や外面耐食性が問題となる塩害地区での一般配管用として適している。一方、ステンレス鋼管は、銅管に比べて強度が高く曲げ性が悪いので、手作業が多い場合の用途としては敬遠されるケースがある。 Conventionally, stainless steel pipes and copper pipes are often used for hot and cold water pipes, gas pipes, refrigerant pipes, heat exchangers, and the like. In particular, stainless steel pipes have higher corrosion resistance than copper pipes, and are therefore suitable for use in corrosive liquid piping and general piping in salt damage areas where outer surface corrosion resistance is a problem. On the other hand, stainless steel pipes have a higher strength and lower bendability than copper pipes, so there are cases where they are avoided as applications when there are many manual operations.
そこで、コルゲート加工またはバルジ加工によって周面に溝を形成し、曲げ性を向上させたフレキシブル管が使用されることがある。 Thus, a flexible pipe having a groove formed on the peripheral surface by corrugating or bulging to improve bendability may be used.
ここで、コルゲート加工とは、外面側から金型を押し当てて管の周面に溝を形成する加工方法であり、このコルゲート加工によって製造したステンレス鋼管は、いわゆるコルゲート管と呼ばれる。また、バルジ加工とは、液圧等を利用して管の一部に張出加工を行うことである。 Here, the corrugating process is a processing method in which a die is pressed from the outer surface side to form a groove on the peripheral surface of the pipe, and the stainless steel pipe manufactured by the corrugating process is called a so-called corrugated pipe. Bulge processing is to perform overhang processing on a part of a pipe using hydraulic pressure or the like.
ステンレス鋼管にコルゲート加工およびバルジ加工を行う場合、伸びが大きく、加工し易いオーステナイト系ステンレス鋼が用いられることが多い。一方、フェライト系ステンレス鋼は、均一伸びが小さいのでこれらの加工には不向きと考えられていた。 When corrugating and bulging are performed on a stainless steel pipe, austenitic stainless steel that is large in elongation and easy to process is often used. On the other hand, ferritic stainless steel has been considered unsuitable for these processes because of its small uniform elongation.
そこで、従来、このような鋼管用のフェライト系ステンレス鋼としては、CおよびNを低減して延性または靭性を向上させことにより加工性を向上させて、コルゲート加工やバルジ加工を可能にしたフェライト系ステンレス鋼板やコルゲート管が知られている(例えば、特許文献1および特許文献2参照。)。 Therefore, conventionally, as a ferritic stainless steel for such steel pipes, ferritic stainless steel that has improved workability by reducing ductility or toughness by reducing C and N to enable corrugating and bulging. Stainless steel plates and corrugated pipes are known (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
しかしながら、上述の特許文献1のコルゲート管や特許文献2のステンレス鋼にて、板厚が薄く、直径が小さい鋼管を形成する場合では、板厚が厚い鋼管や直径が大きい鋼管に比べて、溶接部の形状が不安定になりやすいく、また、溶接部と素材部との強度の違いに起因して割れが発生しやすいので、製造性が悪いという問題が考えられる。 However, in the above-described corrugated pipe of Patent Document 1 and stainless steel of Patent Document 2, in the case of forming a steel pipe having a small plate thickness and a small diameter, compared to a steel pipe having a large plate thickness or a steel pipe having a large diameter, welding is performed. The shape of the part is likely to be unstable, and cracks are likely to occur due to the difference in strength between the welded part and the material part.
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、コルゲート管の製造性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a point, and it aims at providing the ferritic stainless steel excellent in the manufacturability of a corrugated pipe.
請求項1に記載されたコルゲート管用フェライト系ステンレス鋼は、質量%で、0.03%以下のC、0.1超え〜2%のSi、2%以下のMn、0.05%以下のP、0.005%以下のS、10.5〜26%のCr、0.70%以下のCu、0.4%以下のAl、0.03%以下のNと、0.8%以下のNbおよび0.8%以下のTiの少なくとも一方とを含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、(Ti%+Nb%)≧(7×(C%+N%)+0.05)となるように組成が調製され、JISG0555で規定される清浄度でMnSを除く介在物を0.004〜0.20%含有し、表面硬さがビッカース硬度で130〜200HVであるものである。 The ferritic stainless steel for corrugated pipes according to claim 1 is, in mass%, 0.03% or less C, more than 0.1 to 2% Si, 2% or less Mn, 0.05% or less P. 0.005% or less of S, from 10.5 to 26% of Cr, 0.70% or less of Cu, 0. 4% or less of Al, 0.03% or less of N , 0.8% or less of Nb, and 0.8% or less of Ti and at least one of Ti, with the balance being Fe and inevitable impurities, (Ti % + Nb%) ≧ (7 × (C% + N%) + 0.05), and contains 0.004 to 0.20% of inclusions excluding MnS with the cleanliness specified by JISG0555 The surface hardness is 130 to 200 HV in terms of Vickers hardness.
請求項2に記載されたコルゲート管用フェライト系ステンレス鋼は、請求項1に記載されたコルゲート管用フェライト系ステンレス鋼において、質量%で、含有量の合計が4%以下となるようにMo、VおよびWの少なくともいずれか1つを含有するものである。 The ferritic stainless steel for corrugated pipes described in claim 2 is the ferritic stainless steel for corrugated pipes described in claim 1, and is Mo, V, and so that the total content is 4% or less in mass%. It contains at least one of W.
請求項3に記載されたコルゲート管用フェライト系ステンレス鋼は、請求項1または2記載されたコルゲート管用フェライト系ステンレス鋼において、質量%で、含有量の合計が5%以下となるようにNiおよびCoの少なくともいずれか一方を含有するものである。 The ferritic stainless steel for corrugated pipes according to claim 3 is the ferritic stainless steel for corrugated pipes according to claim 1 or 2, and is Ni and Co so that the total content is 5% or less by mass%. It contains at least one of these.
請求項1に記載された発明によれば、C、Si、Mn、P、S、Cr、Cu、Nb、Ti、AlおよびNを規定した範囲で含有し、(Ti%+Nb%)≧(7×(C%+N%)+0.05)となるように組成が調製され、JISG0555で規定される清浄度でMnSを除く介在物を0.004〜0.20%含有し、表面硬さがビッカース硬度で130〜200HVであることにより、コルゲート加工による割れの発生を抑制できるので、コルゲート管を製造する際の製造性を向上できる。 According to the first aspect of the present invention, C, Si, Mn, P, S, Cr, Cu, Nb, Ti, Al, and N are contained within a specified range, and (Ti% + Nb%) ≧ (7 × (C% + N%) + 0.05), the composition contains 0.004 to 0.20% of inclusions excluding MnS with the cleanliness specified by JISG0555, and the surface hardness is Vickers Since it is 130-200HV in hardness, generation | occurrence | production of the crack by corrugation processing can be suppressed, Therefore The productivity at the time of manufacturing a corrugated pipe | tube can be improved.
請求項2に記載された発明によれば、含有量の合計が4%以下となるように、Mo、VおよびWの少なくともいずれか1つを含有することにより、より確実に優れた製造性を確保できる。 According to the invention described in claim 2, by including at least one of Mo, V, and W so that the total content is 4% or less, excellent productivity is more reliably ensured. It can be secured.
請求項3に記載された発明によれば、含有量の合計が5%以下となるように、NiおよびCoの少なくともいずれか一方を含有することにより、より確実に優れた製造性を確保できる。 According to the invention described in claim 3, by including at least one of Ni and Co so that the total content becomes 5% or less, excellent productivity can be ensured more reliably.
以下、本発明のコルゲート管用フェライト系ステンレス鋼における一実施の形態について詳細に説明する。なお、各元素の含有量は特に記載しない限り質量%とする。 Hereinafter, an embodiment of the ferritic stainless steel for corrugated pipe of the present invention will be described in detail. The content of each element is mass% unless otherwise specified.
本実施の形態におけるフェライト系ステンレス鋼を構成する各元素について説明する。 Each element constituting the ferritic stainless steel in the present embodiment will be described.
C(炭素)およびN(窒素)は、ステンレス鋼中に不可避的に含まれる元素である。CおよびNの含有量を低減すると、炭化物および窒化物の生成が少なくなり、溶接性および溶接部の耐食性を向上できるので、CおよびNの含有量は少ない方が好ましい。しかしながら、CおよびNの含有量を低減するには精錬時間を長くする必要があり、精錬時間が長くなるとステンレス鋼製造のコストが高騰してしまう。そこで、耐食性とコストとのバランスを考慮して、Cの含有量の上限を0.03%とし、Nの含有量の上限を0.03%とした。 C (carbon) and N (nitrogen) are elements inevitably contained in stainless steel. If the C and N contents are reduced, the formation of carbides and nitrides is reduced, and the weldability and corrosion resistance of the welded portion can be improved. Therefore, it is preferable that the C and N contents are low. However, in order to reduce the contents of C and N, it is necessary to lengthen the refining time. If the refining time is long, the cost of producing stainless steel increases. Therefore, considering the balance between corrosion resistance and cost, the upper limit of the C content is set to 0.03%, and the upper limit of the N content is set to 0.03%.
Si(ケイ素)は、SiO2系の介在物を形成し、スリット端面性状を安定化するために有効な元素である。しかしながら、2%を超える過剰なSiの含有は、フェライト系ステンレス相を硬質化させ、加工性を悪化させる要因となってしまう。また、0.1%以下のSiの含有ではスリット端面形状の安定化を図ることができない。したがって、Siの含有量は、0.1%より多く、2%以下の範囲とする。 Si (silicon) is an effective element for forming SiO 2 inclusions and stabilizing the slit end face properties. However, the excessive Si content exceeding 2% hardens the ferritic stainless steel phase and causes deterioration of workability. Further, when the Si content is 0.1% or less, the shape of the slit end face cannot be stabilized. Therefore, the Si content is in the range of more than 0.1% and 2% or less.
Mn(マンガン)は、MnO系の介在物を形成し、スリット端面性状を安定化するために有効な元素である。しかしながら、2%を超えて過剰にMnを含有させると、MnSとして鋼中に存在し、MnSはせん断加工で亀裂の起点として作用するので、MnSの存在する位置によって、スリット端面におけるせん断面と破断面との比率が変化し、スリット端面性状が不安定となる。スリット端面性状が不安定になると、コルゲート加工性が悪化してしまう。したがって、Mnの含有量は2%以下とする。 Mn (manganese) is an effective element for forming MnO-based inclusions and stabilizing the slit end face properties. However, if Mn is excessively contained in excess of 2%, MnS is present in the steel and MnS acts as a starting point of cracking in the shearing process. The ratio with the cross section changes, and the slit end face properties become unstable. If the slit end face properties become unstable, the corrugation processability deteriorates. Therefore, the Mn content is 2% or less.
P(リン)は、母材およびろう付け部の靭性を低下させる元素であるので、含有率は低い方が好ましい。しかしながら、含Cr鋼の溶製においては精錬による脱リンが困難であるので、Pの含有量を極低下するには原料の厳選等を行う必要がありコストが高騰してしまう。そこで、Pの含有量が0.05%以下であれば、母材およびろう付け部の十分な靭性を確保できるので、母材およびろう付け部の靭性とコストとを考慮し、Pの含有量は、0.05%以下とする。 Since P (phosphorus) is an element that lowers the toughness of the base material and the brazed part, the content is preferably low. However, since dephosphorization by refining is difficult in the production of Cr-containing steel, it is necessary to carefully select raw materials to reduce the P content extremely, and the cost increases. Therefore, if the P content is 0.05% or less, sufficient toughness of the base material and the brazed part can be secured. Therefore, considering the toughness and cost of the base material and the brazed part, the P content Is 0.05% or less.
S(硫黄)は、MnとともにMnSを形成する元素であり、MnSは、せん断加工で亀裂の起点として作用するので、MnSの存在する位置によって、スリット端面におけるせん断面と破断面との比率が変化し得る。そして、0.005%を超えて過剰にSを含有させると、MnSの量が多くなり、亀裂の起点が多くなるので、スリット端面性状が不安定になる。スリット端面性状が不安定であると、溶接部の形状が不安定になり、コルゲート加工性が悪化してしまう。したがって、Sの含有量は0.005%以下とする。 S (sulfur) is an element that forms MnS together with Mn. Since MnS acts as a starting point of cracks in shearing processing, the ratio of the shear surface to the fracture surface at the slit end surface varies depending on the position of MnS. Can do. And when S is contained excessively exceeding 0.005%, the amount of MnS increases and the starting point of the crack increases, so the slit end face properties become unstable. If the slit end face property is unstable, the shape of the welded portion becomes unstable, and the corrugation workability deteriorates. Therefore, the S content is 0.005% or less.
Cr(クロム)は、不動態皮膜の主要構成元素であり、耐孔食性や耐隙間腐食性等の局部腐食性の向上をもたらす。また、その効果を十分に発揮させるには、10.5%以上のCrを含有させる必要がある。しかしながら、Crの含有量が26%を超えると、CおよびNの低減が難しくなり、機械的性質や靭性が低下してしまうとともに、コストが高騰してしまう。したがって、Crの含有量は、10.5%以上、26%以下の範囲とする。 Cr (chromium) is a main constituent element of the passive film, and improves local corrosion properties such as pitting corrosion resistance and crevice corrosion resistance. Moreover, in order to fully exhibit the effect, it is necessary to contain 10.5% or more of Cr. However, if the Cr content exceeds 26%, it becomes difficult to reduce C and N, and mechanical properties and toughness are lowered, and the cost is increased. Therefore, the Cr content is in the range of 10.5% to 26%.
Cu(銅)は、多量に含有させると、フェライト単相組織が維持できなくなり製造性が悪化する。また、0.70%を超えて過剰にCuを含有させると、耐孔食性や耐隙間腐食性が低下してしまう。したがって、Cuの含有量は0.70%以下とする。 If Cu (copper) is contained in a large amount, the ferrite single-phase structure cannot be maintained, and the productivity deteriorates. Moreover, when Cu is contained excessively exceeding 0.70%, pitting corrosion resistance and crevice corrosion resistance will fall. Therefore, the Cu content is 0.70% or less.
Nb(ニオブ)は、CおよびNを固定し、ステンレス鋼で問題となる粒界腐食を防止するために有効な元素である。しかしながら、0.8%を超えて過剰にNbを含有させると、ステンレス鋼の靭性が低下してしまい、製造性が悪化してしまう。したがって、Nbの含有量は0.8%以下(無添加を含む。)とする。 Nb (niobium) is an element effective for fixing C and N and preventing intergranular corrosion which is a problem in stainless steel. However, when Nb is contained excessively exceeding 0.8%, the toughness of the stainless steel is lowered and the productivity is deteriorated. Therefore, the Nb content is 0.8% or less (including no addition) .
Ti(チタン)は、Nbと同様にCおよびNを固定し、ステンレス鋼で問題となる粒界腐食を防止するために有効な元素である。また、TiNはスリット端面性状を安定化させる効果を有する。しかしながら、0.8%を超えて過剰にTiを含有させると、コルゲート加工性の低下が認められる場合もある。したがって、Tiの含有量は、0.8%以下(無添加を含む。)とする。 Ti (titanium) is an element effective for fixing C and N similarly to Nb and preventing intergranular corrosion which is a problem in stainless steel. TiN also has the effect of stabilizing the slit end face properties. However, when Ti is excessively contained exceeding 0.8%, a decrease in corrugation workability may be observed. Therefore, the Ti content is 0.8% or less (including no addition) .
Al(アルミニウム)は、Al2O3系の介在物を形成し、スリット端面性状を安定化するために有効な元素である。しかしながら、0.4%を超えて過剰にAlを含有させると、熱間加工性が低下してしまう。したがって、Alの含有量は、0.4%以下とする。 Al (aluminum) is an effective element for forming Al 2 O 3 -based inclusions and stabilizing the slit end face properties. However, when Al is contained excessively exceeding 0.4%, hot workability is deteriorated. Therefore, the Al content is 0.4% or less.
Mo(モリブデン)、V(バナジウム)およびW(タングステン)は、Crとともに耐食性を向上させるために有効な元素である。しかしながら、過剰に含有させると、熱間加工性に悪影響を及ぼしてしまう。したがって、これらMo、VおよびWを含有させる場合は、その含有量の合計を4%以下とする必要がある。なお、Mo、VおよびWは、含有量の合計が4%以下であれば、単独で含有させても複合して含有させてもよい。 Mo (molybdenum), V (vanadium) and W (tungsten) are effective elements for improving the corrosion resistance together with Cr. However, when it contains excessively, it will have a bad influence on hot workability. Therefore, when these Mo, V, and W are contained, the total content needs to be 4% or less. Mo, V, and W may be contained alone or in combination as long as the total content is 4% or less.
Ni(ニッケル)およびCo(コバルト)は、耐食性を向上させるために有効な元素である。しかしながら、オーステナイト生成元素であるため、過剰に含有させると高温でオーステナイト相を生成し、フェライト単相を維持できなくなってしまう。したがって、これらNiおよびCoを含有させる場合は、その含有量の合計が5%以下とする必要がある。なお、NiおよびCoは、含有量の合計が5%以下であれば、単独で含有させても複合して含有させてもよい。 Ni (nickel) and Co (cobalt) are effective elements for improving the corrosion resistance. However, since it is an austenite generating element, if it is contained excessively, an austenite phase is generated at a high temperature, and a ferrite single phase cannot be maintained. Therefore, when these Ni and Co are contained, the total content needs to be 5% or less. Ni and Co may be contained alone or in combination as long as the total content is 5% or less.
上述した元素以外の残部は、Fe(鉄)および不可避的に含有する不純物であり、この不可避的不純物は、故意に含有させるものではない。 The balance other than the elements described above is Fe (iron) and impurities inevitably contained, and these unavoidable impurities are not intentionally contained.
ここで、上述のようにTiおよびNbは、CおよびNを固定する目的で含有させるものであるので、CおよびNの含有量に応じた含有量とする必要がある。したがって、TiおよびNbと、CおよびNとの含有量の関係が、(Ti%+Nb%)≧(7×(C%+N%)+0.05)となるように組成を調整する。なお、TiおよびNbの含有量が不足すると、粒界腐食の発生が懸念される。 Here, since Ti and Nb are contained for the purpose of fixing C and N as described above, it is necessary to set the content according to the contents of C and N. Therefore, the composition is adjusted so that the relationship between the contents of Ti and Nb and C and N satisfies (Ti% + Nb%) ≧ (7 × (C% + N%) + 0.05). In addition, when content of Ti and Nb is insufficient, generation | occurrence | production of a grain boundary corrosion is anxious.
ステンレス鋼中には、介在物として、TiN、MnS、脱酸剤によって生じるAl2O3、MnO、SiO2およびこれらの複合介在物が存在する。これら介在物のうち、MnS以外の介在物は硬質であり、せん断変形の進行中に分離先端が介在物に会合すると、介在物を避ける形で分離が進行し、局部的な応力集中を招くことがない。また、形態が塊状であることから、分離を枝分かれさせることなくせん断変形が進行する。したがって、スリット破面のせん断面と破断面との比率が安定する。このスリット破面のせん断面と破断面との比率の安定効果は、JISG0555にて規定されるMnSを除く介在物の清浄度を0.004%以上とすることにより、十分に発揮できる。しかしながら、JISG0555にて規定されるMnSを除く介在物の清浄度が0.20%を越えると、介在物に起因して割れが発生しやすくなり、コルゲート加工での割れ感受性高くなってしまう。したがって、JISG0555にて規定されるMnSを除く介在物の清浄度は、0.004%以上、0.20%以下の範囲とする。 In stainless steel, TiN, MnS, Al 2 O 3 produced by a deoxidizer, MnO, SiO 2 and composite inclusions thereof exist as inclusions. Among these inclusions, inclusions other than MnS are hard, and when the separation tip is associated with inclusions during the progress of shear deformation, separation proceeds in a manner that avoids inclusions, leading to local stress concentration. There is no. Moreover, since the form is a block shape, the shear deformation proceeds without branching the separation. Therefore, the ratio between the shear surface of the slit fracture surface and the fracture surface is stabilized. The effect of stabilizing the ratio of the sheared surface to the fractured surface of the slit fracture surface can be sufficiently exerted by setting the cleanliness of inclusions excluding MnS defined in JISG0555 to 0.004% or more. However, if the cleanliness of inclusions excluding MnS specified in JISG0555 exceeds 0.20%, cracks are likely to occur due to the inclusions, and the cracking susceptibility in corrugating becomes high. Therefore, the cleanliness of inclusions excluding MnS specified by JISG0555 is set in the range of 0.004% to 0.20%.
溶接部は、板厚が厚い影響や溶接ひずみの影響にて、素材部と比べて強度が高い場合がある。また一方で、圧延等により加工硬化した素材の場合は、溶接部では、溶接による熱によってひずみが除去され、素材部よりも強度が低下する場合がある。このように溶接部の強度と素材部強度とに違いがある場合にコルゲート加工を行うと、コルゲート加工での変形が軟質部に集中して割れが生じてしまう場合がある。特に、ステンレス鋼の板厚が薄い場合は、板厚の違いによる強度の影響を受けやすい。そして、溶接部では延性および靭性が素材部より劣るので、安定してコルゲート加工を行うためには、素材部をやや軟質にして溶接部と素材部との強度差を小さくし、強度の差による割れの発生を抑制する必要がある。したがって、ステンレス鋼のビッカース硬さは、130HV以上、200HV以下の範囲に調整して管理する。なお、硬さの調整は、例えば、成分、焼鈍温度および調質圧延等、硬さ調整を調整できる方法であれば公知のいずれの方法であってもよい。 The welded part may have higher strength than the material part due to the effect of thick plate thickness or welding distortion. On the other hand, in the case of a material that is work-hardened by rolling or the like, strain is removed by heat from welding in the welded portion, and the strength may be lower than that in the material portion. Thus, when corrugating is performed when there is a difference between the strength of the welded portion and the strength of the material portion, deformation in the corrugated processing may concentrate on the soft portion and cause cracks. In particular, when the stainless steel plate is thin, it is easily affected by the strength due to the difference in plate thickness. And since the ductility and toughness are inferior to the material part in the welded part, in order to perform corrugating stably, the material part is made slightly soft, the strength difference between the welded part and the material part is reduced, and due to the difference in strength It is necessary to suppress the occurrence of cracks. Therefore, the Vickers hardness of stainless steel is adjusted and managed in the range of 130 HV or more and 200 HV or less. In addition, adjustment of hardness may be any known method as long as it is a method capable of adjusting hardness adjustment, such as components, annealing temperature, and temper rolling.
そして、上述したフェライト系ステンレス鋼によれば、C、Si、Mn、P、S、Cr、Cu、Nb、Ti、AlおよびNを規定した範囲で含有し、(Ti%+Nb%)≧(7×(C%+N%)+0.05)となるように組成が調製され、JISG0555で規定される清浄度でMnSを除く介在物を0.004〜0.20%含有することにより、スリット加工における端面性状を安定化できるとともに、介在物によりコルゲート加工での割れ感受性が高くなることを防止し、介在物に起因した割れの発生を抑制できるので、例えば板厚を薄く設定した場合等であっても、安定して溶接できる。また、表面硬さをビッカース硬度で130〜200HVとすることにより、溶接部と素材部との強度差を小さくできるので、コルゲート加工において、強度差に起因するひずみの集中による割れの発生を抑制できる。したがって、コルゲート管を製造する際に製造性を向上できる。 According to the ferritic stainless steel described above, C, Si, Mn, P, S, Cr, Cu, Nb, Ti, Al, and N are contained within a specified range, and (Ti% + Nb%) ≧ (7 × (C% + N%) + 0.05), and by containing 0.004 to 0.20% of inclusions excluding MnS with the cleanliness specified by JISG0555, It is possible to stabilize the end face properties and prevent the inclusions from becoming more susceptible to cracking in corrugating, and to suppress the occurrence of cracking due to inclusions, for example, when the plate thickness is set thin, etc. Can be welded stably. Moreover, since the difference in strength between the welded portion and the material portion can be reduced by setting the surface hardness to 130 to 200 HV in terms of Vickers hardness, it is possible to suppress the occurrence of cracks due to concentration of strain due to the strength difference in corrugating. . Therefore, productivity can be improved when manufacturing a corrugated pipe.
また、このようにコルゲート加工における製造性の優れたコルゲート管用フェライト系ステンレス鋼にてコルゲート管を製造することにより、従来、オーステナイト系ステンレス鋼製フレキシブル管を用いていた配管にコルゲート管用フェライト系ステンレス鋼を適用できるので、コストを低減できる。また、フェライト系ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて軟質であるので、より容易に曲げ作業を行うことができる。 In addition, by manufacturing corrugated pipes with ferritic stainless steel for corrugated pipes with excellent manufacturability in corrugating as described above, ferritic stainless steel for corrugated pipes has conventionally been used for pipes that used austenitic stainless steel flexible pipes. Therefore, the cost can be reduced. Further, since ferritic stainless steel is softer than austenitic stainless steel, bending work can be performed more easily.
含有量の合計が4%以下となるように、Mo、VおよびWの少なくともいずれか1つを含有することにより、耐食性を向上できるとともに、熱間加工性の低下を防止できるので、より確実に優れた製造性を確保できる。 By containing at least one of Mo, V and W so that the total content is 4% or less, the corrosion resistance can be improved and the hot workability can be prevented from being lowered. Excellent manufacturability can be secured.
含有量の合計が5%以下となるように、NiおよびCoの少なくともいずれか一方を含有することにより、耐食性を向上できるとともに、高温でのオーステナイト相の生成を防止できるので、より確実に優れた製造性を確保できる。 By containing at least one of Ni and Co so that the total content is 5% or less, the corrosion resistance can be improved and the formation of the austenite phase at high temperatures can be prevented. Manufacturability can be secured.
次に、本発明の実施例について説明する。 Next, examples of the present invention will be described.
表1は、コルゲート管を製造後の割れの有無を確認した各フェライト系ステンレス鋼の組成、Ti%+Nb%による値、7×(C%+N%)+0.05による値、JISG0555にて規定されるMnSを除く介在物の清浄度および各ステンレス鋼の表面硬さを示すビッカース硬さを示す。 Table 1 shows the composition of each ferritic stainless steel for which the presence or absence of cracks after production of the corrugated pipe was confirmed, the value by Ti% + Nb%, the value by 7 × (C% + N%) + 0.05, and specified by JISG0555. Vickers hardness indicating the cleanliness of inclusions excluding MnS and the surface hardness of each stainless steel is shown.
なお、洗浄度の測定は、以下の方法で行った。鋼板の断面を顕微鏡で拡大し、6.25μm間隔で交点が400になるようなメッシュ(例えば20×20)を用い、介在物と重なったメッシュの交点を数える。この作業を10視野以上について行い、介在物と重なった交点の数を全交点の数で除すことにより介在物の面積率を求め、これを洗浄度とした。 The degree of cleaning was measured by the following method. The cross section of the steel sheet is enlarged with a microscope, and a mesh (for example, 20 × 20) having intersections of 400 at intervals of 6.25 μm is used, and the intersections of meshes that overlap with the inclusions are counted. This operation was performed for 10 or more fields of view, and the area ratio of inclusions was determined by dividing the number of intersections overlapping with inclusions by the total number of intersections, and this was defined as the degree of cleaning.
鋼種番号1および鋼種番号2、鋼種番号4ないし鋼種番号9の各ステンレス鋼は、それぞれ組成は異なるものの、規定した範囲内にて各元素を含有し、(Ti%+Nb%)≧(7×(C%+N%)+0.05)となるように組成が調製され、JISG0555で規定される清浄度でMnSを除く介在物を0.004〜0.20%含有し、表面硬さをビッカース硬さにて130〜200HVとなるように調製した本実施例である。 Each of the stainless steels of Steel Type No. 1, Steel Type No. 2, Steel Type No. 4 to Steel Type No. 9 has different compositions, but contains each element within the specified range, and (Ti% + Nb%) ≧ (7 × ( C% + N%) + 0.05), the composition is 0.004 to 0.20% of inclusions excluding MnS with the cleanliness specified by JISG0555, and the surface hardness is Vickers hardness This example was prepared to be 130 to 200 HV.
一方、鋼種番号10ないし鋼種番号15の各ステンレス鋼は、上述した条件を満たさない比較例である。
まず、表1に示す化学組成を有する各ステンレス鋼を溶製し、熱間圧延、焼鈍および冷間圧延を施して板厚0.3mmの板材を作製した。なお、仕上焼鈍は、1000〜1070℃で行い、その後、酸洗を施した。このようにして得られた板材の表面硬さをビッカース硬さにて測定した。また、JISG0555で規定されるMnSを除く介在物の清浄度をSEM観察にて求め、介在物の組成をEDXで分析することによりMnSであるかを判定した。 First, each stainless steel having the chemical composition shown in Table 1 was melted and subjected to hot rolling, annealing and cold rolling to produce a plate material having a thickness of 0.3 mm. In addition, finish annealing was performed at 1000-1070 degreeC, and the pickling was performed after that. The surface hardness of the plate material thus obtained was measured by Vickers hardness. Further, the cleanliness of inclusions except MnS defined by JISG0555 was determined by SEM observation, and the composition of the inclusions was analyzed by EDX to determine whether it was MnS.
これら各板材を31.4mm幅でスリットし、100mの長さの範囲にて1m毎にせん断破面を観察してせん断面と破断面との比率を求め、スリット端面性状の安定性を確認した。図1は、各ステンレス鋼の板材におけるMnSを除く介在物の清浄度とせん断破面率の変動範囲との関係を示す。なお、図1の破線は、MnSを除く介在物の清浄度0.004%を示す。また、コルゲート加工で割れが発生したステンレス鋼のスリット端面を観察したところ、せん断破面率の変動が10%を超えていたため、せん断破面率によるスリット端面形状の安定性の基準値を10%とした。 Each of these plate materials was slit at a width of 31.4 mm, the shear fracture surface was observed every 1 m within a length of 100 m, the ratio between the shear surface and the fracture surface was determined, and the stability of the slit end face property was confirmed. . FIG. 1 shows the relationship between the cleanliness of inclusions excluding MnS in each stainless steel plate and the fluctuation range of the shear fracture surface ratio. In addition, the broken line of FIG. 1 shows 0.004% of the cleanliness of inclusions excluding MnS. Moreover, when the slit end face of stainless steel cracked by corrugating was observed, the fluctuation of the shear fracture surface ratio exceeded 10%, so the standard value of the stability of the slit end face shape due to the shear fracture surface ratio was 10%. It was.
図1に示すように、清浄度が0.004%以上、すなわち、鋼種番号1ないし鋼種番号12および鋼種番号15のステンレス鋼では、せん断破面率の変動範囲が10%以下であり、これらのステンレス鋼ではスリット端面形状が安定しているといえる。 As shown in FIG. 1, the cleanliness is 0.004% or more, that is, in the stainless steels of steel type number 1 to steel type number 12 and steel type number 15, the fluctuation range of the shear fracture surface ratio is 10% or less. In stainless steel, it can be said that the slit end face shape is stable.
さらに、各スリットコイルをTIG溶接にて毎分3mの速度で溶接し、直径10mmのパイプを製造した。その後、図2に示すように、ピッチaを3mmとし、溝深さbを1mmとしてコルゲート加工を行い、コルゲート管を作製した。 Furthermore, each slit coil was welded at a speed of 3 m / min by TIG welding to produce a pipe having a diameter of 10 mm. Thereafter, as shown in FIG. 2, corrugation was performed by setting the pitch a to 3 mm and the groove depth b to 1 mm, thereby producing a corrugated tube.
そして、このように作成した各コルゲート管にて、コルゲート加工による割れの有無を確認した。図3は、コルゲート加工での割れの有無と、溶接前の清浄度および溶接前のステンレス鋼の表面硬さとの関係を示す。 And in each corrugated pipe | tube produced in this way, the presence or absence of the crack by corrugation processing was confirmed. FIG. 3 shows the relationship between the presence or absence of cracks in corrugating, the cleanliness before welding, and the surface hardness of stainless steel before welding.
清浄度が0.004〜0.20%であり、表面硬さが130〜200HVである本実施例は、いずれも割れが生じることなくコルゲート管を製造できた。
Cleanliness is 0.004 to 0.20%, this example the
一方、鋼種番号10ないし鋼種番号15の比較例は、いずれも割れが生じていた。
On the other hand, all the comparative examples of
清浄度が0.004%より低い鋼種番号13および鋼種番号14の比較例としてのステンレス鋼は、コルゲート加工により割れが生じた。これらのステンレス鋼では、スリット端面性状が不安定であり、溶接ビードが大きい箇所と小さい箇所とが混在していた。そして、溶接ビードが大きい箇所にて特に割れが認められた。 The stainless steel as a comparative example of steel type No. 13 and steel type No. 14 having a cleanliness lower than 0.004% was cracked by corrugating. In these stainless steels, the slit end face properties are unstable, and a portion where the weld bead is large and a portion where the weld bead is small are mixed. And especially the crack was recognized in the location where a weld bead is large.
清浄度が0.20%を超える鋼種番号11および鋼種番号12の比較例としてのステンレス鋼は、スリット端面性状が安定しており溶接部の形状は安定していたが、割れ発生部を観察したところ、介在物が認められた。したがって、介在物に起因して割れが発生したと考えられる。 Stainless steel as a comparative example of steel type No. 11 and steel type No. 12 with a cleanliness degree exceeding 0.20% had a stable slit end face property and a stable shape of the welded portion, but a crack occurrence portion was observed. However, inclusions were observed. Therefore, it is considered that cracking occurred due to inclusions.
清浄度が0.004〜0.20%の範囲内であるが、表面硬さが130HVより低い鋼種番号10の比較例および表面硬さが200HVより高い鋼種番号15の比較例では、溶接部の強度と素材部の強度の差が大きくなり、ひずみが素材部または溶接部に集中して割れに至ったと考えられる。
In the comparative example of
本発明のコルゲート管用フェライト系ステンレス鋼は、コルゲート管を製造する場合の製造性に優れているので、曲げ加工を必要とする例えば、温冷水配管、ガス配管、冷媒配管および熱交換器配管等に利用することができる。 Since the ferritic stainless steel for corrugated pipes of the present invention is excellent in manufacturability when producing corrugated pipes, for example, hot and cold water pipes, gas pipes, refrigerant pipes and heat exchanger pipes that require bending work. Can be used.
Claims (3)
(Ti%+Nb%)≧(7×(C%+N%)+0.05)となるように組成が調製され、
JISG0555で規定される清浄度でMnSを除く介在物を0.004〜0.20%含有し、
表面硬さがビッカース硬度で130〜200HVである
ことを特徴とするコルゲート管用フェライト系ステンレス鋼。 In mass%, C: 0.03% or less, Si: more than 0.1 to 2%, Mn: 2% or less, P: 0.05% or less, S: 0.005% or less, Cr: 10.5 to 26%, Cu: 0.70% or less , Al: 0.4% or less, N: 0.03% or less , and Nb: 0.8% or less and Ti: 0.8% or less And the balance consists of Fe and inevitable impurities,
The composition is prepared so that (Ti% + Nb%) ≧ (7 × (C% + N%) + 0.05)
Contains 0.004 to 0.20% of inclusions excluding MnS with the cleanliness specified by JISG0555,
A ferritic stainless steel for corrugated pipes having a surface hardness of 130 to 200 HV in terms of Vickers hardness.
ことを特徴とした請求項1記載のコルゲート管用フェライト系ステンレス鋼。 The ferritic stainless steel for corrugated pipes according to claim 1, characterized by containing at least one of Mo, V, and W so that the total content is 4% or less by mass.
ことを特徴とした請求項1または2記載のコルゲート管用フェライト系ステンレス鋼。 The ferritic stainless steel for corrugated pipes according to claim 1 or 2, characterized by containing at least one of Ni and Co so that the total content is 5% or less by mass%.
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