Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7705014B2 - Ferritic stainless steel welded structure - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7705014B2 - Ferritic stainless steel welded structure - Google Patents

Ferritic stainless steel welded structure Download PDF

Info

Publication number
JP7705014B2
JP7705014B2 JP2021101233A JP2021101233A JP7705014B2 JP 7705014 B2 JP7705014 B2 JP 7705014B2 JP 2021101233 A JP2021101233 A JP 2021101233A JP 2021101233 A JP2021101233 A JP 2021101233A JP 7705014 B2 JP7705014 B2 JP 7705014B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
stainless steel
ferritic stainless
base material
content
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
JP2021101233A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023000425A (en
Inventor
善一 田井
佳幸 藤村
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon 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
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2021101233A priority Critical patent/JP7705014B2/en
Publication of JP2023000425A publication Critical patent/JP2023000425A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7705014B2 publication Critical patent/JP7705014B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Description

本発明は、フェライト系ステンレス鋼溶接構造体に関する。 The present invention relates to a ferritic stainless steel welded structure.

近年の世界的なCO2排出抑制の取り組みを受け、排熱を有効利用する取り組みが広がっている。例えば、排気ガスから熱エネルギーを取り出す技術として、自動車の排気系部品、プラント、家庭用エネルギー機器などにおいて多くの熱交換器が用いられており、今後もその利用が拡大することが期待されている。 In response to recent global efforts to reduce CO2 emissions, efforts to effectively utilize waste heat are spreading. For example, heat exchangers are used in many automobile exhaust system components, plants, and home energy equipment as a technology to extract thermal energy from exhaust gas, and their use is expected to expand in the future.

熱交換器では、高温の排気ガスと低温の水などの冷媒との間で熱交換が行われるが、排気ガス側と冷媒側とでは環境が大きく異なる。特に、排気ガス側は、高温(約400℃~約750℃)の排気ガスによる酸化環境に加え、熱交換器内で排気ガスが冷却されて生成した凝縮水による腐食環境に曝される。一方、冷媒側は、冷媒による腐食環境に曝されるが、排気ガス側に比べて温度が低く、水道水のような冷媒では塩化物イオンなどの腐食因子の濃度も低く規定されているため、その濃縮も生じ難い。したがって、熱交換器には、特に排気ガス側の環境に対する耐性(耐高温酸化性及び耐食性)が要求されるため、ステンレス鋼材が素材として用いられている。 In a heat exchanger, heat is exchanged between high-temperature exhaust gas and a low-temperature refrigerant such as water, but the environments on the exhaust gas side and the refrigerant side are very different. In particular, the exhaust gas side is exposed to an oxidizing environment due to high-temperature (approximately 400°C to 750°C) exhaust gas, as well as a corrosive environment due to condensed water generated when the exhaust gas is cooled in the heat exchanger. On the other hand, the refrigerant side is exposed to a corrosive environment due to the refrigerant, but the temperature is lower than that of the exhaust gas side, and the concentration of corrosive factors such as chloride ions is specified to be low in refrigerants such as tap water, so they are less likely to concentrate. Therefore, heat exchangers are required to be resistant to the environment on the exhaust gas side in particular (high-temperature oxidation resistance and corrosion resistance), and stainless steel materials are used as the material.

また、熱交換器は、低温(常温~約90℃)から高温(約400℃~約750℃)の温度差にも曝される。ステンレス鋼材の中でもオーステナイト相を含むオーステナイト系ステンレス鋼材や二相系ステンレス鋼材は、この温度差によって変形し易いため、これらのステンレス鋼材は熱交換器の素材としては適していない。そのため、熱交換器には、フェライト系ステンレス鋼材が素材として用いられることが多い。 Heat exchangers are also exposed to temperature differences from low temperatures (room temperature to about 90°C) to high temperatures (about 400°C to about 750°C). Among stainless steel materials, austenitic stainless steel materials containing an austenite phase and duplex stainless steel materials are easily deformed by this temperature difference, so these stainless steel materials are not suitable as materials for heat exchangers. For this reason, ferritic stainless steel materials are often used as the material for heat exchangers.

耐酸化性に優れるフェライト系ステンレス鋼材としては、例えば、特許文献1には、Cr:11~22質量%、C:0.03質量%以下、N:0.03質量%以下、Mn:1.5質量%以下、S:0.008質量%以下、Si:2質量%以下、Al:1.0~6.0質量%を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる組成を有するフェライト系ステンレス鋼材が提案されている。
また、特許文献2には、質量%で、C:0.03%以下、Si:3%以下、Mn:1.0%以下、P:0.04%以下、S:0.01%以下、Ni:0.5%以下、Cr:11~21%、Al:6%以下、Cu:0.01~0.5%、Mo:0.01~0.5%、Nb:0.1%以下、Ti:0.005~0.50%、Sn:0.001~0.1%、N:0.03%以下、O:0.002%以下、H:0.00005%以下、Pb:0.01%以下を含み、残部がFe及び不可避的不純物の組成を有するフェライト系ステンレス鋼が提案されている。
As a ferritic stainless steel material having excellent oxidation resistance, for example, Patent Document 1 proposes a ferritic stainless steel material having a composition containing 11 to 22 mass% Cr, 0.03 mass% or less C, 0.03 mass% or less N, 1.5 mass% or less Mn, 0.008 mass% or less S, 2 mass% or less Si, 1.0 to 6.0 mass% Al, with the balance being Fe and unavoidable impurities.
Patent Document 2 proposes a ferritic stainless steel having a composition containing, by mass%, C: 0.03% or less, Si: 3% or less, Mn: 1.0% or less, P: 0.04% or less, S: 0.01% or less, Ni: 0.5% or less, Cr: 11-21%, Al: 6% or less, Cu: 0.01-0.5%, Mo: 0.01-0.5%, Nb: 0.1% or less, Ti: 0.005-0.50%, Sn: 0.001-0.1%, N: 0.03% or less, O: 0.002% or less, H: 0.00005% or less, Pb: 0.01% or less, with the balance being Fe and unavoidable impurities.

特開2009-167443号公報JP 2009-167443 A 特開2012-012674号公報JP 2012-012674 A

特許文献1及び2に記載のフェライト系ステンレス鋼材は、Alを含んでおり、表面にAl酸化物(Al23)皮膜が形成されるため、一般的なフェライト系ステンレス鋼よりも耐酸化性が良好である。しかしながら、400~600℃の温度域では、Alを含むフェライト系ステンレス鋼材であってもFeが優先的に酸化する。Fe酸化物の皮膜は構造が粗く、酸素を十分に遮蔽することができないため酸化が継続的に進行する。したがって、特許文献1及び2に記載のフェライト系ステンレス鋼材は、高温環境における耐酸化性(以下、「耐高温酸化性」という)が十分であるとはいえない。ここで、本明細書において「高温環境」とは、400~750℃の温度環境のことを主に意味する。 The ferritic stainless steel materials described in Patent Documents 1 and 2 contain Al, and an Al oxide (Al 2 O 3 ) film is formed on the surface, so that the oxidation resistance is better than that of general ferritic stainless steel. However, in the temperature range of 400 to 600°C, Fe is preferentially oxidized even in ferritic stainless steel materials containing Al. The Fe oxide film has a coarse structure and cannot adequately block oxygen, so oxidation continues to progress. Therefore, the ferritic stainless steel materials described in Patent Documents 1 and 2 cannot be said to have sufficient oxidation resistance in high-temperature environments (hereinafter referred to as "high-temperature oxidation resistance"). Here, in this specification, "high-temperature environment" mainly means a temperature environment of 400 to 750°C.

一方、フェライト系ステンレス鋼材の耐食性については、フェライト系ステンレス鋼材中に固溶したC及びNの量が重要である。固溶したC及びNは、Crと結合してCrの炭化物や窒化物(以下、「炭窒化物」という)を形成し、粒界に優先的に析出する。Crの炭窒化物が析出した周囲はCrが欠乏した鋭敏化と呼ばれる状態となり、塩化物イオンなどの腐食因子が存在する環境に曝されると、腐食が著しく進行する。そのため、フェライト系ステンレス鋼材中のC及びNの含有量を極力低減するとともに、C及びNと優先的に結合するTiやNbなどの元素を添加して炭窒化物を形成させることでC及びNの固溶量を低減することが有効である。 On the other hand, the amount of dissolved C and N in ferritic stainless steel is important for the corrosion resistance of ferritic stainless steel. The dissolved C and N combine with Cr to form Cr carbides and nitrides (hereinafter referred to as "carbonitrides"), which precipitate preferentially at grain boundaries. The area around the precipitated Cr carbonitrides becomes sensitized, with a lack of Cr, and corrosion progresses significantly when exposed to an environment containing corrosion factors such as chloride ions. Therefore, it is effective to reduce the amount of dissolved C and N in ferritic stainless steel as much as possible and to add elements such as Ti and Nb, which preferentially combine with C and N, to form carbonitrides and thereby reduce the amount of dissolved C and N.

また、熱交換器などの各種製品は、フェライト系ステンレス鋼材に対して溶接などの加工処理を施すことによって製造される。溶接を行うと、溶接金属部では、TiやNbの炭化物が固溶してC及びNの固溶量が増大する。上記のようなC及びN含有量を極めて低いレベルに制御したフェライト系ステンレス鋼材では、溶接後の自然冷却によってTiやNbの炭化物が再度形成されるため、C及びNの固溶量は低いレベルのままとなり、鋭敏化による耐食性の低下を抑制することができる。しかしながら、Alを含む特許文献1及び2に記載のフェライト系ステンレス鋼材は、Ti及びNbの拡散が遅いため、溶接後の自然冷却ではTiやNbの炭化物が再度形成され難く、C及びNの固溶量が増大する。これは拡散速度による影響が大きいため、TiやNbの過剰添加によって解決できるものではない。逆に、TiやNbを過剰添加すると、TiO2などの介在物増加によって表面品質や靭性の低下を招いてしまう。このように特許文献1及び2は、フェライト系ステンレス鋼材を溶接して得られるフェライト系ステンレス鋼溶接構造体において、溶接金属部の耐食性が低下する問題について何ら認識していない。 In addition, various products such as heat exchangers are manufactured by subjecting ferritic stainless steel materials to processing such as welding. When welding is performed, carbides of Ti and Nb are dissolved in the weld metal part, and the amount of dissolved C and N increases. In the ferritic stainless steel material in which the C and N content is controlled to an extremely low level as described above, carbides of Ti and Nb are formed again by natural cooling after welding, so the amount of dissolved C and N remains at a low level, and the deterioration of corrosion resistance due to sensitization can be suppressed. However, in the ferritic stainless steel material described in Patent Documents 1 and 2 containing Al, the diffusion of Ti and Nb is slow, so that carbides of Ti and Nb are unlikely to be formed again by natural cooling after welding, and the amount of dissolved C and N increases. This is largely affected by the diffusion rate, so it cannot be solved by excessive addition of Ti and Nb. Conversely, excessive addition of Ti and Nb leads to a deterioration of surface quality and toughness due to an increase in inclusions such as TiO 2 . Thus, Patent Documents 1 and 2 do not recognize at all the problem of reduced corrosion resistance of welded metal parts in ferritic stainless steel welded structures obtained by welding ferritic stainless steel materials.

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、耐高温酸化性及び耐食性に優れるフェライト系ステンレス鋼溶接構造体を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a ferritic stainless steel welded structure that has excellent high-temperature oxidation resistance and corrosion resistance.

本発明者らは、母材及び溶接金属部を含むフェライト系ステンレス鋼溶接構造体について鋭意研究を行った結果、母材の組成、溶接金属部のC及びNの合計固溶量、並びに表面の酸化皮膜中のAl濃度を制御することにより、上記の問題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research into ferritic stainless steel welded structures including base metal and weld metal, the inventors discovered that the above problems could be solved by controlling the composition of the base metal, the total amount of C and N dissolved in the weld metal, and the Al concentration in the surface oxide film, and thus completed the present invention.

すなわち、本発明は、耐高温酸化性及び耐食性が要求される用途で用いられるフェライト系ステンレス鋼溶接構造体であって、
母材及び溶接金属部を含
前記母材は、質量基準で、C:0.100%以下、Mn:1.00%以下、Ni:1.00%以下、P:0.100%以下、S:0.050%以下、Cr:10.00~24.00%、N:0.100%以下、Cu:1.00%以下、Mo:1.00%以下、Si:3.00%以下、Al:0.80~5.00%、Nb:0.50%以下、Ti:0.50%以下を含み、Nb及びTiの合計含有量が6(C+N)以上(C及びNは、C及びNの含有量をそれぞれ表す)であり、残部がFe及び不純物からなる組成を有し、
前記溶接金属部は、C及びNの合計固溶量が0.015質量%以下であり、
前記フェライト系ステンレス鋼溶接構造体は、Alを30質量%以上含む酸化皮膜を表面に備える、フェライト系ステンレス鋼溶接構造体である。
That is, the present invention is a ferritic stainless steel welded structure used in applications requiring high-temperature oxidation resistance and corrosion resistance,
Includes base material and weld metal parts,
The base material contains, by mass, C: 0.100% or less, Mn: 1.00% or less, Ni: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.050% or less, Cr: 10.00 to 24.00%, N: 0.100% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 1.00% or less, Si: 3.00% or less, Al: 0.80 to 5.00%, Nb: 0.50% or less, Ti: 0.50% or less, the total content of Nb and Ti is 6(C+N) or more (C and N represent the contents of C and N, respectively), and the balance is Fe and impurities,
The weld metal portion has a total solid solution amount of C and N of 0.015 mass% or less,
The ferritic stainless steel welded structure is a ferritic stainless steel welded structure having an oxide film on its surface that contains 30 mass % or more of Al.

本発明によれば、耐高温酸化性及び耐食性に優れるフェライト系ステンレス鋼溶接構造体を提供することができる。 The present invention provides a ferritic stainless steel welded structure that has excellent high-temperature oxidation resistance and corrosion resistance.

フェライト系ステンレス鋼溶接構造体の模式的な部分拡大断面図である。FIG. 2 is a schematic partially enlarged cross-sectional view of a ferritic stainless steel welded structure.

以下、上記の観点に基づいて完成された本発明の実施形態について具体的に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し変更、改良などが適宜加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
なお、本明細書において成分に関する「%」表示は、特に断らない限り「質量%」を意味する。
The following is a detailed description of the embodiments of the present invention that have been completed based on the above-mentioned viewpoints. The present invention is not limited to the following embodiments, and it should be understood that modifications and improvements made to the following embodiments based on the ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention are also within the scope of the present invention.
In this specification, the "%" designation for components means "% by mass" unless otherwise specified.

本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼溶接構造体は、母材及び溶接金属部を含む。このフェライト系ステンレス鋼溶接構造体は、フェライト系ステンレス鋼材を溶接することによって製造される。
ここで、本明細書において「フェライト系」とは、常温で金属組織が主にフェライト相であるものを意味する。したがって、「フェライト系」にはフェライト相以外の相(例えば、オーステナイト相やマルテンサイト相など)が僅かに含まれるものも包含される。また、「ステンレス鋼材」とは、ステンレス鋼から形成される材料のことを意味し、その材形は特に限定されない。材形の例としては、板状(帯状を含む)、棒状、管状などが挙げられる。また、材料は、断面形状がT形、I形などの各種形鋼であってもよい。
A ferritic stainless steel welded structure according to an embodiment of the present invention includes a base material and a weld metal part. This ferritic stainless steel welded structure is produced by welding ferritic stainless steel members.
Here, in this specification, "ferritic" means that the metal structure is mainly ferritic phase at room temperature. Therefore, "ferritic" also includes those that contain small amounts of phases other than ferritic phase (e.g., austenite phase, martensite phase, etc.). Furthermore, "stainless steel material" means a material formed from stainless steel, and the shape of the material is not particularly limited. Examples of the material shape include plate (including strip), rod, tube, etc. Furthermore, the material may be various types of shaped steel with a cross-sectional shape such as T-shaped or I-shaped.

図1は、フェライト系ステンレス鋼溶接構造体の模式的な部分拡大断面図を示す。
図1に示されるように、フェライト系ステンレス鋼溶接構造体(100)は、母材(10)及び溶接金属部(30)を含む。また、フェライト系ステンレス鋼溶接構造体(100)は、母材(10)と溶接金属部(30)との間に熱影響部(20)を更に含む。
ここで、「母材」とは、溶接の影響を受けない部分を意味する。また、「熱影響部」とは、溶接の影響によって溶融しないものの熱影響を受ける部分(HAZとも称される)のことを意味する。また、「溶接金属部」とは、溶接の影響によって溶融して再凝固する部分のことを意味する。
FIG. 1 shows a schematic enlarged partial cross-sectional view of a ferritic stainless steel welded structure.
As shown in Figure 1, the ferritic stainless steel welded structure (100) includes a base material (10) and a weld metal portion (30). The ferritic stainless steel welded structure (100) further includes a heat-affected zone (20) between the base material (10) and the weld metal portion (30).
Here, "base material" refers to the portion not affected by welding. "Heat-affected zone" refers to the portion that is affected by heat but does not melt due to welding (also called HAZ). "Weld metal zone" refers to the portion that melts and resolidifies due to welding.

母材は、溶接の影響を受けないため、フェライト系ステンレス鋼溶接構造体の素材であるフェライト系ステンレス鋼材と同じ組成及び金属組織を有する。
母材(フェライト系ステンレス鋼材)は、C:0.100%以下、Mn:1.00%以下、Ni:1.00%以下、P:0.100%以下、S:0.050%以下、Cr:10.00~24.00%、N:0.100%以下、Cu:1.00%以下、Mo:1.00%以下、Si:3.00%以下、Al:0.80~5.00%、Nb:0.50%以下、Ti:0.50%以下を含み、Nb及びTiの合計含有量が6(C+N)以上(C及びNは、C及びNの含有量をそれぞれ表す)であり、残部がFe及び不純物からなる組成を有する。
ここで、本明細書において「不純物」とは、ステンレス鋼材を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップなどの原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。例えば、不純物には、不可避的不純物も含まれる。
The base material is not affected by welding and therefore has the same composition and metal structure as the ferritic stainless steel material that is the raw material for the ferritic stainless steel welded structure.
The base material (ferritic stainless steel material) contains C: 0.100% or less, Mn: 1.00% or less, Ni: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.050% or less, Cr: 10.00 to 24.00%, N: 0.100% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 1.00% or less, Si: 3.00% or less, Al: 0.80 to 5.00%, Nb: 0.50% or less, Ti: 0.50% or less, with the total content of Nb and Ti being 6(C+N) or more (C and N represent the contents of C and N, respectively), and the balance being Fe and impurities.
In this specification, the term "impurities" refers to components that are mixed in due to various factors in raw materials such as ores and scraps and in the manufacturing process during industrial production of stainless steel materials, and are acceptable within a range that does not adversely affect the present invention. For example, impurities also include unavoidable impurities.

また、母材(フェライト系ステンレス鋼材)は、必要に応じて、Zr:1.00%以下、Co:1.00%以下、V:1.00%以下、W:1.00%以下から選択される少なくとも1種を更に含むことができる。
また、母材(フェライト系ステンレス鋼材)は、必要に応じて、REM:0.10%以下、Ca:0.10%以下から選択される少なくとも1種を更に含むことができる。
さらに、母材(フェライト系ステンレス鋼材)は、必要に応じて、Sn:0.10%以下、B:0.0100%以下から選択される少なくとも1種を更に含むことができる。
なお、以下の各元素の説明において、「母材」という場合には、フェライト系ステンレス鋼溶接構造体の母材だけでなく、フェライト系ステンレス鋼溶接構造体の製造に用いられるフェライト系ステンレス鋼材が含まれる。
In addition, the base material (ferritic stainless steel material) may further contain at least one selected from Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1.00% or less, and W: 1.00% or less, as necessary.
In addition, the base material (ferritic stainless steel material) may further contain at least one selected from REM: 0.10% or less and Ca: 0.10% or less, as necessary.
Furthermore, the base material (ferritic stainless steel material) may further contain at least one selected from Sn: 0.10% or less and B: 0.0100% or less, as necessary.
In the following description of each element, the term "base material" includes not only the base material of a ferritic stainless steel welded structure, but also the ferritic stainless steel material used in the manufacture of a ferritic stainless steel welded structure.

(C:0.100%以下)
Cは、母材の耐粒界腐食性(鋭敏化抑制作用)及びフェライト系ステンレス鋼材の加工性などの特性に影響を与える元素である。Cの含有量が多すぎると、母材の耐粒界腐食性及びフェライト系ステンレス鋼材の加工性が低下してしまう。そのため、Cの含有量の上限値は、0.100%、好ましくは0.080%、より好ましくは0.050%である。一方、Cの含有量の下限値は、特に限定されないが、Cの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Cの含有量の下限値は、好ましくは0.0005%、より好ましくは0.001%である。
(C: 0.100% or less)
C is an element that affects the intergranular corrosion resistance (sensitization suppression effect) of the base material and the workability of the ferritic stainless steel material. If the C content is too high, the intergranular corrosion resistance of the base material and the workability of the ferritic stainless steel material will decrease. Therefore, the upper limit of the C content is 0.100%, preferably 0.080%, and more preferably 0.050%. On the other hand, the lower limit of the C content is not particularly limited, but reducing the C content leads to an increase in refining costs. Therefore, the lower limit of the C content is preferably 0.0005%, and more preferably 0.001%.

(Mn:1.00%以下)
Mnは、脱酸元素として有用な元素である。Mnの含有量が多すぎると、腐食起点となるMnSを生成し易くなるとともに、フェライト相を不安定化させる。そのため、Mnの含有量の上限値は、1.00%、好ましくは0.90%、より好ましくは0.80%である。一方、Mnの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは0.01%、より好ましくは0.05%である。
(Mn: 1.00% or less)
Mn is a useful element as a deoxidizing element. If the content of Mn is too high, MnS, which is the starting point of corrosion, is easily generated and the ferrite phase is destabilized. Therefore, the upper limit of the content of Mn is 1.00%, preferably 0.90%, and more preferably 0.80%. On the other hand, the lower limit of the content of Mn is not particularly limited, but is preferably 0.01%, and more preferably 0.05%.

(Ni:1.00%以下)
Niは、母材の耐食性及び溶接金属部の靭性を向上させるのに有効な元素である。Niの含有量が多すぎると、フェライト相が不安定化するとともに、製造コストも上昇する。そのため、Niの含有量の上限値は、1.00%、好ましくは0.80%、より好ましくは0.60%である。一方、Niの含有量の下限値は、特に限定されないが、上記の効果を得る観点から、好ましくは0.01%、より好ましくは0.05%である。
(Ni: 1.00% or less)
Ni is an element effective for improving the corrosion resistance of the base material and the toughness of the weld metal. If the Ni content is too high, the ferrite phase becomes unstable and the manufacturing cost increases. Therefore, the upper limit of the Ni content is 1.00%, preferably 0.80%, and more preferably 0.60%. On the other hand, the lower limit of the Ni content is not particularly limited, but is preferably 0.01%, and more preferably 0.05%, from the viewpoint of obtaining the above-mentioned effects.

(P:0.100%以下)
Pは、フェライト系ステンレス鋼材の溶接性や加工性などの特性に影響を与える元素である。Pの含有量が多すぎると、上記の特性が低下する恐れがある。そのため、Pの含有量の上限値は、0.100%、好ましくは0.080%、より好ましくは0.050%である。一方、Pの含有量の下限値は、特に限定されないが、Pの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Pの含有量の下限値は、好ましくは0.001%、より好ましくは0.010%である。
(P: 0.100% or less)
P is an element that affects the properties of ferritic stainless steel materials, such as weldability and workability. If the P content is too high, the above properties may be degraded. Therefore, the upper limit of the P content is 0.100%, preferably 0.080%, and more preferably 0.050%. On the other hand, the lower limit of the P content is not particularly limited, but reducing the P content leads to an increase in refining costs. Therefore, the lower limit of the P content is preferably 0.001%, and more preferably 0.010%.

(S:0.050%以下)
Sは、腐食起点となるMnSを生成し、溶接金属部の靭性に影響を与える元素である。Sの含有量が多すぎると、溶接金属部の靭性が低下する恐れがある。そのため、Sの含有量の上限値は、0.050%、好ましくは0.040%、より好ましくは0.030%である。一方、Sの含有量の下限値は、特に限定されないが、Sの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Sの含有量の下限値は、好ましくは0.0001%、より好ましくは0.0005%である。
(S: 0.050% or less)
S is an element that generates MnS, which becomes the starting point of corrosion, and affects the toughness of the weld metal part. If the S content is too high, the toughness of the weld metal part may decrease. Therefore, the upper limit of the S content is 0.050%, preferably 0.040%, and more preferably 0.030%. On the other hand, the lower limit of the S content is not particularly limited, but reducing the S content leads to an increase in refining costs. Therefore, the lower limit of the S content is preferably 0.0001%, and more preferably 0.0005%.

(Cr:10.00~24.00%)
Crは、母材の耐食性及び耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。Crの含有量が多すぎると、母材の靭性が低下するとともに、製造コストの上昇につながる。そのため、Crの含有量の上限値は、24.00%、好ましくは23.50%、より好ましくは23.00%である。一方、Crの含有量が少なすぎると、上記の効果が十分に得られないことがある。そのため、Crの含有量の下限値は、10.00%、好ましくは10.50%、より好ましくは11.00%である。
(Cr:10.00-24.00%)
Cr is an element effective in improving the corrosion resistance and oxidation resistance of the base material. If the Cr content is too high, the toughness of the base material decreases and the manufacturing cost increases. Therefore, the upper limit of the Cr content is 24.00%, preferably 23.50%, and more preferably 23.00%. On the other hand, if the Cr content is too low, the above effects may not be sufficiently obtained. Therefore, the lower limit of the Cr content is 10.00%, preferably 10.50%, and more preferably 11.00%.

(N:0.100%以下)
Nは、母材の耐粒界腐食性(鋭敏化抑制作用)、及びフェライト系ステンレス鋼材の加工性などの特性に影響を与える元素である。Nの含有量が多すぎると、母材の耐粒界腐食性及びフェライト系ステンレス鋼材の加工性が低下してしまう。そのため、Nの含有量の上限値は、0.100%、好ましくは0.050%、より好ましくは0.030%である。一方、Nの含有量の下限値は、特に限定されないが、Nの含有量を少なくすることは精練コストの上昇につながる。そのため、Nの含有量の下限値は、好ましくは0.0005%、より好ましくは0.001%である。
(N: 0.100% or less)
N is an element that affects the intergranular corrosion resistance (sensitization suppression effect) of the base material and the workability of the ferritic stainless steel material. If the N content is too high, the intergranular corrosion resistance of the base material and the workability of the ferritic stainless steel material will decrease. Therefore, the upper limit of the N content is 0.100%, preferably 0.050%, and more preferably 0.030%. On the other hand, the lower limit of the N content is not particularly limited, but reducing the N content leads to an increase in refining costs. Therefore, the lower limit of the N content is preferably 0.0005%, and more preferably 0.001%.

(Cu:1.00%以下)
Cuは、母材の耐食性を向上させるのに有効な元素である。Cuの含有量が多すぎると、フェライト相が不安定化するとともに、製造コストも上昇する。そのため、Cuの含有量の上限値は、1.00%、好ましくは0.70%、より好ましくは0.30%である。一方、Cuの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは0.001%、より好ましくは0.01%である。
(Cu: 1.00% or less)
Cu is an element effective in improving the corrosion resistance of the base material. If the Cu content is too high, the ferrite phase becomes unstable and the manufacturing cost increases. Therefore, the upper limit of the Cu content is 1.00%, preferably 0.70%, and more preferably 0.30%. On the other hand, the lower limit of the Cu content is not particularly limited, but is preferably 0.001%, and more preferably 0.01%.

(Mo:1.00%以下)
Moは、母材の耐食性及び耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。Moの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性が低下するとともに、製造コストが上昇する。そのため、Moの含有量の上限値は、1.00%、好ましくは0.80%、より好ましくは0.50%である。一方、Moの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは0.001%、より好ましくは0.005%である。
(Mo: 1.00% or less)
Mo is an element effective for improving the corrosion resistance and oxidation resistance of the base material. If the Mo content is too high, the workability of the ferritic stainless steel material decreases and the manufacturing cost increases. Therefore, the upper limit of the Mo content is 1.00%, preferably 0.80%, and more preferably 0.50%. On the other hand, the lower limit of the Mo content is not particularly limited, but is preferably 0.001%, and more preferably 0.005%.

(Si:3.00%以下)
Siは、母材の耐食性を向上させるのに有効な元素である。Siの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び溶接金属部の靭性が低下する。そのため、Siの含有量の上限値は、3.00%、好ましくは2.50%、より好ましくは2.00%である。一方、Siの下限値は、特に限定されないが、上記の効果を得る観点から、好ましくは0.01%、より好ましくは0.05%、更に好ましくは0.10%である。
(Si: 3.00% or less)
Si is an element effective in improving the corrosion resistance of the base metal. If the Si content is too high, the workability of the ferritic stainless steel material and the toughness of the weld metal part are reduced. Therefore, the upper limit of the Si content is 3.00%, preferably 2.50%, and more preferably 2.00%. On the other hand, the lower limit of Si is not particularly limited, but is preferably 0.01%, more preferably 0.05%, and even more preferably 0.10% from the viewpoint of obtaining the above-mentioned effects.

(Al:0.80~5.00%)
Alは、Siと同様に、母材の耐食性を向上させるのに有効な元素である。Alの含有量が多すぎると、母材の靭性が低下する。そのため、Alの含有量の上限値は、5.00%、好ましくは4.50%、より好ましくは4.00%である。一方、Alの含有量の下限値は、上記の効果を得る観点から、0.80%、好ましくは1.00%、より好ましくは1.20%である。
(Al: 0.80-5.00%)
Like Si, Al is an element effective in improving the corrosion resistance of the base material. If the content of Al is too high, the toughness of the base material decreases. Therefore, the upper limit of the content of Al is 5.00%, preferably 4.50%, and more preferably 4.00%. On the other hand, the lower limit of the content of Al is 0.80%, preferably 1.00%, and more preferably 1.20%, from the viewpoint of obtaining the above-mentioned effect.

(Nb:0.50%以下、Ti:0.50%以下、Nb及びTiの合計含有量:6(C+N)以上)
Nb及びTiは、母材の耐粒界腐食性(鋭敏化抑制作用)などの特性に影響を与える元素である。
Nbの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び母材の靭性が低下する。そのため、Nbの含有量の上限値は、0.50%、好ましくは0.48%、より好ましくは0.45%である。
また、Tiの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び表面品質が低下する。そのため、Tiの含有量の上限値は、0.50%、好ましくは0.48%、より好ましくは0.45%である。
一方、Nb及びTiの合計含有量の下限値は、耐粒界腐食性を低下させるC及びNの含有量との関係から制御される。具体的には、Nb及びTiの合計含有量の下限値は、6(C+N)、好ましくは7(C+N)である。ここで、C及びNは、C及びNの含有量をそれぞれ表す。
(Nb: 0.50% or less, Ti: 0.50% or less, total content of Nb and Ti: 6(C+N) or more)
Nb and Ti are elements that affect the properties of the base material, such as intergranular corrosion resistance (sensitization suppression effect).
If the Nb content is too high, the workability of the ferritic stainless steel material and the toughness of the base metal are reduced, so the upper limit of the Nb content is 0.50%, preferably 0.48%, and more preferably 0.45%.
Moreover, if the Ti content is too high, the workability and surface quality of the ferritic stainless steel material deteriorates, so the upper limit of the Ti content is 0.50%, preferably 0.48%, and more preferably 0.45%.
On the other hand, the lower limit of the total content of Nb and Ti is controlled based on the relationship with the contents of C and N, which reduce intergranular corrosion resistance. Specifically, the lower limit of the total content of Nb and Ti is 6 (C+N), preferably 7 (C+N), where C and N represent the contents of C and N, respectively.

(Zr:1.00%以下、Co:1.00%以下、V:1.00%以下、W:1.00%以下)
Zr、Co、V及びWは、母材の耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。Zr、Co、V及びWの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の加工性及び母材の靭性が低下するとともに、製造コストの上昇につながる。そのため、Zr、Co、V及びWの含有量の上限値はいずれも、1.00%、好ましくは0.80%、より好ましくは0.60%である。一方、Zr、Co、V及びWの含有量の下限値はいずれも、特に限定されないが、好ましくは0.001%、より好ましくは0.01%である。
(Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1.00% or less, W: 1.00% or less)
Zr, Co, V and W are elements effective for improving the oxidation resistance of the base material. If the content of Zr, Co, V and W is too high, the workability of the ferritic stainless steel material and the toughness of the base material decrease, and the manufacturing cost increases. Therefore, the upper limit of the content of Zr, Co, V and W is 1.00%, preferably 0.80%, more preferably 0.60%. On the other hand, the lower limit of the content of Zr, Co, V and W is not particularly limited, but is preferably 0.001%, more preferably 0.01%.

(REM:0.10%以下、Ca:0.10%以下)
REM(希土類元素)及びCaは、母材の耐酸化性を向上させるのに有効な元素である。REM及びCaの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の製造コストの上昇につながる。そのため、REM及びCaの含有量の上限値はいずれも、0.10%、好ましくは0.08%、より好ましくは0.05%である。一方、REM及びCaの下限値はいずれも、特に限定されないが、好ましくは0.0001%、より好ましくは0.003%である。
なお、REMは、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)の2元素と、ランタン(La)からルテチウム(Lu)までの15元素(ランタノイド)の総称を指す。これらは単独で用いてもよいし、混合物として用いてもよい。
(REM: 0.10% or less, Ca: 0.10% or less)
REM (rare earth elements) and Ca are effective elements for improving the oxidation resistance of the base material. If the content of REM and Ca is too high, it leads to an increase in the manufacturing cost of the ferritic stainless steel material. Therefore, the upper limit of the content of REM and Ca is 0.10%, preferably 0.08%, and more preferably 0.05%. On the other hand, the lower limit of REM and Ca is not particularly limited, but is preferably 0.0001%, and more preferably 0.003%.
REM is a collective term for two elements, scandium (Sc) and yttrium (Y), and 15 elements (lanthanoids) from lanthanum (La) to lutetium (Lu). These may be used alone or as a mixture.

(Sn:0.10%以下)
Snは、母材の耐食性を向上させるのに有効な元素である。Snの含有量が多すぎると、Snが偏析し、製造性が低下する。そのため、Snの含有量の上限値は、0.10%、好ましくは0.08%、より好ましくは0.05%である。一方、Snの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは0.001%、より好ましくは0.005%である。
(Sn: 0.10% or less)
Sn is an element effective for improving the corrosion resistance of the base material. If the Sn content is too high, Sn segregates and the manufacturability decreases. Therefore, the upper limit of the Sn content is 0.10%, preferably 0.08%, and more preferably 0.05%. On the other hand, the lower limit of the Sn content is not particularly limited, but is preferably 0.001%, and more preferably 0.005%.

(B:0.0100%以下)
Bは、フェライト系ステンレス鋼材の二次加工性を向上させるのに有効な元素である。Bの含有量が多すぎると、フェライト系ステンレス鋼材の疲労強度が低下する。そのため、Bの含有量の上限値は、0.0100%、好ましくは0.0080%、より好ましくは0.0050%である。一方、Bの含有量の下限値は、特に限定されないが、好ましくは0.0001%、より好ましくは0.0005%である。
(B: 0.0100% or less)
B is an element effective for improving the secondary workability of ferritic stainless steel materials. If the B content is too high, the fatigue strength of the ferritic stainless steel material decreases. Therefore, the upper limit of the B content is 0.0100%, preferably 0.0080%, and more preferably 0.0050%. On the other hand, the lower limit of the B content is not particularly limited, but is preferably 0.0001%, and more preferably 0.0005%.

母材は、平均結晶粒径が、好ましくは100μm以下、より好ましくは95μm以下、更に好ましくは90μm以下である。このような範囲に平均結晶粒径を制御することにより、結晶粒径の粗大化による靭性の低下を抑制することができる。
なお、平均結晶粒径の下限値は、特に限定されないが、好ましくは1μm、より好ましくは5μm、更に好ましくは10μmである。
ここで、本明細書において平均結晶粒径は、後述する実施例に記載された方法で測定されたものを意味する。
The base material has an average crystal grain size of preferably 100 μm or less, more preferably 95 μm or less, and further preferably 90 μm or less. By controlling the average crystal grain size within such a range, it is possible to suppress a decrease in toughness due to coarsening of the crystal grain size.
The lower limit of the average crystal grain size is not particularly limited, but is preferably 1 μm, more preferably 5 μm, and further preferably 10 μm.
In this specification, the average crystal grain size refers to one measured by the method described in the Examples section below.

母材は、シャルピー衝撃試験の吸収エネルギー(以下、「シャルピー衝撃値」という)が、好ましくは100J/cm2以上、より好ましくは120J/cm2以上である。このような範囲のシャルピー衝撃値とすることにより、所望の靭性を確保することができる。一方、シャルピー衝撃値の上限値は、特に限定されないが、一般的に300J/cm2、好ましくは280J/cm2である。
ここで、本明細書においてシャルピー衝撃値とは、後述する実施例に記載された方法によって測定されたものを意味する。
The base material has an absorbed energy in a Charpy impact test (hereinafter referred to as "Charpy impact value") of preferably 100 J/ cm2 or more, more preferably 120 J/cm2 or more . By setting the Charpy impact value in such a range, it is possible to ensure the desired toughness. On the other hand, the upper limit of the Charpy impact value is not particularly limited, but is generally 300 J/ cm2 , preferably 280 J/ cm2 .
In this specification, the Charpy impact value means a value measured by the method described in the examples described later.

溶接金属部は、C及びNの合計固溶量が0.015%以下、好ましくは0.014%以下である。C及びNの合計固溶量を0.015%以下とすることにより、高温環境下において固溶したC及びNがCrと結合してCr炭化物やCr窒化物が析出することを抑制することができる。したがって、高温環境下における溶接金属部の靭性を向上させるとともに、鋭敏化を抑制することができる。
なお、C及びNの合計固溶量の下限値は、特に限定されないが、典型的に0.0001%、好ましくは0.0005%、より好ましくは0.001%である。
なお、本明細書においてC及びNの合計固溶量とは、後述の実施例に記載された方法で算出されたものを意味する。また、C及びNの固溶量を個別に算出することは難しいため、本発明では、C及びNの合計固溶量を便宜的に算出している点に留意すべきである。
The weld metal part has a total solid solution amount of C and N of 0.015% or less, preferably 0.014% or less. By making the total solid solution amount of C and N 0.015% or less, it is possible to suppress the precipitation of Cr carbides and Cr nitrides due to the solid solution C and N bonding with Cr in a high-temperature environment. Therefore, it is possible to improve the toughness of the weld metal part in a high-temperature environment and suppress sensitization.
The lower limit of the total amount of C and N in solid solution is not particularly limited, but is typically 0.0001%, preferably 0.0005%, and more preferably 0.001%.
In this specification, the total amount of dissolved C and N means the amount calculated by the method described in the Examples below. It should be noted that since it is difficult to calculate the amounts of dissolved C and N individually, the total amount of dissolved C and N is calculated for convenience in the present invention.

本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼溶接構造体は、Alを30%以上含む酸化皮膜を表面(母材、熱影響部及び溶接金属部の表面)に有する。このような酸化皮膜を表面に設けることにより、耐高温酸化性を向上させることができる。酸化皮膜中のAl濃度は、耐高温酸化性を安定して高める観点から、好ましくは32%以上、より好ましくは35%以上である。一方、酸化皮膜中のAl濃度の上限値は、特に限定されないが、例えば90%、好ましくは80%である。
ここで、本明細書において酸化皮膜中のAl濃度は、後述する実施例に記載された方法で測定されたものを意味する。
The ferritic stainless steel welded structure according to the embodiment of the present invention has an oxide film containing 30% or more of Al on its surface (the surface of the base material, the heat-affected zone, and the weld metal part). By providing such an oxide film on the surface, it is possible to improve high-temperature oxidation resistance. From the viewpoint of stably increasing high-temperature oxidation resistance, the Al concentration in the oxide film is preferably 32% or more, more preferably 35% or more. On the other hand, the upper limit of the Al concentration in the oxide film is not particularly limited, but is, for example, 90%, preferably 80%.
In this specification, the Al concentration in the oxide film means the concentration measured by the method described in the examples below.

本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼溶接構造体は、上記の組成を有するフェライト系ステンレス鋼材を用い、当該技術分野において公知の方法に準じて製造することができる。本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼溶接構造体の典型的な製造方法を以下に説明する。 The ferritic stainless steel welded structure according to the embodiment of the present invention can be manufactured using a ferritic stainless steel material having the above composition in accordance with a method known in the art. A typical manufacturing method for the ferritic stainless steel welded structure according to the embodiment of the present invention is described below.

本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼溶接構造体は、上記の組成を有するフェライト系ステンレス鋼材を溶接して溶接構造体を得る溶接工程と、2×10-5Pa以上の酸素分圧下、1000℃以上の温度域で溶接構造体を1分以上加熱する熱処理工程と、熱処理された溶接構造体を900~750℃の温度域で5分以上保持されるようにして冷却する冷却工程とを含む。 A ferritic stainless steel welded structure according to an embodiment of the present invention includes a welding process in which ferritic stainless steel materials having the above-mentioned composition are welded to obtain a welded structure, a heat treatment process in which the welded structure is heated for one minute or more in a temperature range of 1000°C or higher under an oxygen partial pressure of 2 x 10-5 Pa or higher, and a cooling process in which the heat-treated welded structure is cooled by being held in a temperature range of 900 to 750°C for five minutes or more.

上記の組成を有するフェライト系ステンレス鋼材は、常法によって製造することができる。具体的には、まず、上記の組成を有するフェライト系ステンレス鋼を溶製して鍛造又は鋳造した後、熱間圧延を行って熱延材を得る。次に、熱延材に対して焼鈍、酸洗、冷間圧延を順次行って冷延材を得る。次に、冷延材に対して焼鈍及び酸洗を順次行って冷延焼鈍材を得る。なお、各工程における条件については、ステンレス鋼の組成などに応じて適宜調整すればよく、特に限定されない。このような方法で作製される熱延材、冷延材又は冷延焼鈍材をフェライト系ステンレス鋼材として用いることができる。これらの中でもフェライト系ステンレス鋼材は冷延焼鈍材であることが好ましい。また、熱延材、冷延材又は冷延焼鈍材は、所定の部材形状に成形加工を行ってもよい。成形加工としては、金型を用いた各種プレス加工、曲げ加工などの機械加工などが挙げられる。
なお、各工程における条件については、フェライト系ステンレス鋼材の組成に応じて適宜調整すればよく、特に限定されない。
The ferritic stainless steel material having the above composition can be manufactured by a conventional method. Specifically, first, the ferritic stainless steel having the above composition is melted and forged or cast, and then hot-rolled to obtain a hot-rolled material. Next, the hot-rolled material is annealed, pickled, and cold-rolled in sequence to obtain a cold-rolled material. Next, the cold-rolled material is annealed and pickled in sequence to obtain a cold-rolled annealed material. The conditions in each step are not particularly limited and may be appropriately adjusted according to the composition of the stainless steel. The hot-rolled material, cold-rolled material, or cold-rolled annealed material manufactured by such a method can be used as the ferritic stainless steel material. Among these, the ferritic stainless steel material is preferably a cold-rolled annealed material. In addition, the hot-rolled material, cold-rolled material, or cold-rolled annealed material may be formed into a predetermined member shape. Examples of the forming process include various press processes using a mold, mechanical processes such as bending, and the like.
The conditions in each step may be appropriately adjusted depending on the composition of the ferritic stainless steel material, and are not particularly limited.

溶接工程は、上記の組成を有するフェライト系ステンレス鋼材を用いて行われる。フェライト系ステンレス鋼材の溶接は、複数のフェライト系ステンレス鋼材を溶接してもよいし、フェライト系ステンレス鋼材を他の材質の金属材に溶接してもよい。
溶接方法としては、特に限定されず、アーク溶接(TIG溶接など)、電子ビーム溶接、レーザー溶接、プラズマアーク溶接、スポット溶接などの当該技術分野において公知の方法を用いることができる。また、溶接には、溶加材を用いてもよいし、用いなくてもよい。
なお、溶接条件は、溶接の種類やフェライト系ステンレス鋼材の組成に応じて適宜調整すればよく、特に限定されない。
The welding step is performed using a ferritic stainless steel material having the above composition. The welding of the ferritic stainless steel material may involve welding a plurality of ferritic stainless steel materials together, or the ferritic stainless steel material may be welded to a metal material of another material.
The welding method is not particularly limited, and methods known in the art such as arc welding (TIG welding, etc.), electron beam welding, laser welding, plasma arc welding, spot welding, etc. In addition, the welding may or may not use a filler metal.
The welding conditions are not particularly limited and may be appropriately adjusted depending on the type of welding and the composition of the ferritic stainless steel material.

熱処理工程は、2×10-5Pa以上の酸素分圧で行われる。このような酸素分圧下で熱処理工程を行うことにより、Alを30%以上含む酸化皮膜を表面に形成することができる。酸素分圧が2×10-5Pa未満であると、酸化皮膜中のAl濃度が低くなるため、耐高温酸化性が低下する。Alを30%以上含む酸化皮膜を安定して形成する観点から、酸素分圧は、好ましくは3×10-5Pa以上、より好ましくは5×10-5Pa以上である。一方、酸素分圧の上限値は、特に限定されないが、例えば1Paである。
なお、熱処理雰囲気中の酸素以外の気体は、特に限定されず、水素、アルゴンなどを用いることができる。
The heat treatment step is carried out at an oxygen partial pressure of 2×10 −5 Pa or more. By carrying out the heat treatment step under such an oxygen partial pressure, an oxide film containing 30% or more of Al can be formed on the surface. If the oxygen partial pressure is less than 2×10 −5 Pa, the Al concentration in the oxide film will be low, and the high-temperature oxidation resistance will decrease. From the viewpoint of stably forming an oxide film containing 30% or more of Al, the oxygen partial pressure is preferably 3×10 −5 Pa or more, more preferably 5×10 −5 Pa or more. On the other hand, the upper limit of the oxygen partial pressure is not particularly limited, but is, for example, 1 Pa.
The gas other than oxygen in the heat treatment atmosphere is not particularly limited, and hydrogen, argon, etc. can be used.

また、熱処理工程は、1000℃以上の温度域で溶接構造体を1分以上加熱することにより行われる。このような加熱温度及び加熱時間に制御することにより、溶接の冷却過程で析出したCrの炭窒化物を再固溶させることができる。Crの炭窒化物を安定して再固溶させる観点から、加熱温度は1020℃以上、加熱時間は2分以上であることが好ましい。一方、加熱温度及び加熱時間の上限値は、特に限定されないが、高温で長時間の加熱を行うと結晶粒が粗大化して靭性が低下する恐れがある。そのため、靭性の低下を抑制する観点から、加熱温度の上限値は1100℃、加熱時間の上限値は60分であることが好ましい。
熱処理工程は、例えば、加熱炉を用いて行うことができる。加熱炉の形態は、バッチ式であっても連続式であっても構わない。
The heat treatment process is performed by heating the welded structure in a temperature range of 1000°C or higher for 1 minute or more. By controlling the heating temperature and heating time in this way, it is possible to redissolve the Cr carbonitrides precipitated during the cooling process of the welding. From the viewpoint of stably redissolving the Cr carbonitrides, the heating temperature is preferably 1020°C or higher and the heating time is preferably 2 minutes or more. On the other hand, the upper limits of the heating temperature and heating time are not particularly limited, but if heating is performed at a high temperature for a long period of time, the crystal grains may become coarse and the toughness may decrease. Therefore, from the viewpoint of suppressing the decrease in toughness, the upper limit of the heating temperature is preferably 1100°C and the upper limit of the heating time is preferably 60 minutes.
The heat treatment step can be carried out, for example, using a heating furnace. The heating furnace may be of a batch type or a continuous type.

冷却工程は、900~750℃の温度域で5分以上保持されるようにして冷却することによって行われる。このような条件で冷却することにより、Ti及びNbの炭窒化物を優先的に析出させることができるため、C及びNの固溶量を低減することが可能となる。その結果、溶接金属部の耐食性が向上する。この温度域よりも高い温度で保持すると、Ti及びNbの炭窒化物が析出せず、溶接金属部の耐食性が低下してしまう。また、この温度域よりも低い温度で保持すると、Crの炭化物が析出してしまい、靭性が低下する。
900~750℃の温度域で5分以上保持するためには、例えば、900~750℃の温度域での冷却速度を30℃/分以下とすればよい。また、900~750℃の温度域の任意の一定温度で5分以上保持した後、30℃/分を超える冷却速度で750℃未満の温度域まで冷却してもよい。
The cooling step is performed by cooling the weld metal by holding the temperature in the range of 900 to 750°C for 5 minutes or more. By cooling under such conditions, Ti and Nb carbonitrides can be preferentially precipitated, making it possible to reduce the amount of C and N dissolved in solid solution. As a result, the corrosion resistance of the weld metal is improved. If the weld metal is held at a temperature higher than this temperature range, Ti and Nb carbonitrides will not precipitate, and the corrosion resistance of the weld metal will decrease. Also, if the weld metal is held at a temperature lower than this temperature range, Cr carbides will precipitate, and the toughness will decrease.
In order to hold the material in the temperature range of 900 to 750° C. for 5 minutes or more, for example, the cooling rate in the temperature range of 900 to 750° C. may be set to 30° C./min or less. Alternatively, the material may be held at any constant temperature in the temperature range of 900 to 750° C. for 5 minutes or more, and then cooled to a temperature range of less than 750° C. at a cooling rate exceeding 30° C./min.

本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス鋼溶接構造体は、耐高温酸化性及び耐食性に優れているため、これらの特性が要求される各種用途で用いることができる。用途の例としては、自動車の排気系部品、プラント、家庭用エネルギー機器などに用いられる熱交換器が挙げられる。 The ferritic stainless steel welded structure according to the embodiment of the present invention has excellent high-temperature oxidation resistance and corrosion resistance, and can be used in a variety of applications where these properties are required. Examples of applications include heat exchangers used in automobile exhaust system parts, plants, and home energy equipment.

以下に、実施例を挙げて本発明の内容を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention should not be construed as being limited to these.

(実施例1~7及び比較例1~5)
フェライト系ステンレス鋼材として、以下の手順に従ってフェライト系ステンレス鋼板を作製した。
表1に示す組成を有するフェライト系ステンレス鋼を溶製し、熱間圧延して厚さ3.0mmの熱延板を得た後、熱延板を1050℃で焼鈍して酸洗することによって熱延焼鈍板を得た。次に、熱延焼鈍板を冷間圧延して厚さ1.0mmの冷延板を得た後、冷延板を1000℃で仕上焼鈍して酸洗することによって冷延焼鈍板を得た。次に、冷延焼鈍板から幅方向150mm×圧延方向300mmの試験片を切削によって切り出した。
(Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5)
As the ferritic stainless steel material, a ferritic stainless steel plate was produced according to the following procedure.
A ferritic stainless steel having the composition shown in Table 1 was melted and hot rolled to obtain a hot rolled sheet having a thickness of 3.0 mm, which was then annealed at 1050°C and pickled to obtain a hot rolled annealed sheet. Next, the hot rolled annealed sheet was cold rolled to obtain a cold rolled sheet having a thickness of 1.0 mm, which was then finish annealed at 1000°C and pickled to obtain a cold rolled annealed sheet. Next, a test piece having a width direction of 150 mm and a rolling direction of 300 mm was cut out from the cold rolled annealed sheet by cutting.

上記の試験片について溶接処理を行った。溶接処理は、試験片の幅方向中央部をTIGなめつけ溶接と同じようにして溶解させる(ただし、溶接は行わない)疑似溶接加工を行って溶接試験片を得た。溶接条件は、溶接電流を100A、溶接速度を60cm/分、溶接電極の直径を1.6mmとした。
次に、溶接を行っていない上記の試験片(以下、「未溶接試験片」という)及び溶接試験片のそれぞれを真空炉に入れ、表2に示す条件で熱処理を行った後、表2に示す条件で冷却を行った。酸素分圧は、真空炉内の圧力を変えることによって制御した。表2に示す酸素分圧は、真空炉内の圧力を0.2倍した値である。また、冷却速度は、真空炉内への冷却用窒素ガスの導入量によって制御した。
なお、比較例1では、上記の未溶接試験片及び溶接試験片に対して熱処理及び冷却を行わなかった。
The above test specimens were subjected to a welding process. The welding process was carried out by dissolving the widthwise center of the test specimen in the same manner as TIG spot welding (but without welding), to obtain a welded test specimen. The welding conditions were a welding current of 100 A, a welding speed of 60 cm/min, and a welding electrode diameter of 1.6 mm.
Next, the above test pieces that had not been welded (hereinafter referred to as "unwelded test pieces") and the welded test pieces were each placed in a vacuum furnace and heat-treated under the conditions shown in Table 2, and then cooled under the conditions shown in Table 2. The oxygen partial pressure was controlled by changing the pressure in the vacuum furnace. The oxygen partial pressure shown in Table 2 is a value obtained by multiplying the pressure in the vacuum furnace by 0.2. The cooling rate was controlled by the amount of cooling nitrogen gas introduced into the vacuum furnace.
In Comparative Example 1, the unwelded test piece and the welded test piece were not subjected to heat treatment and cooling.

上記で得られた熱処理後の未溶接試験片及び溶接試験片(ただし、比較例1は熱処理を行っていないため、比較例1の場合は熱処理を行っていない未溶接試験片及び溶接試験片を使用)について以下の評価を行った。 The following evaluations were performed on the unwelded test pieces and welded test pieces obtained above after heat treatment (however, since no heat treatment was performed in Comparative Example 1, unwelded test pieces and welded test pieces that were not heat treated were used in Comparative Example 1).

(酸化皮膜中のAl濃度)
熱処理後の未溶接試験片から50mm角の測定用試験片を切削によって切り出し、その表面をアセトンで脱脂した。次に、JIS K0144:2001に準拠し、グロー放電発光分光法(GD-OES)を用いて深さ方向の成分濃度の分析を行った。この分析で得られた深さ方向の成分濃度プロファイルにおいて、O(酸素)濃度が最大値の4分の3となる位置のAl、Fe及びCr濃度を求め、以下の式によって酸化皮膜中のAl濃度を求めた。
酸化皮膜中のAl濃度[質量%]=Al濃度/(Fe濃度+Cr濃度+Al濃度)×100
(Al concentration in oxide film)
A 50 mm square test piece was cut out from the unwelded test piece after the heat treatment, and the surface was degreased with acetone. Next, the component concentration in the depth direction was analyzed using glow discharge optical emission spectroscopy (GD-OES) in accordance with JIS K0144:2001. In the component concentration profile in the depth direction obtained by this analysis, the Al, Fe, and Cr concentrations were obtained at the position where the O (oxygen) concentration was three-quarters of the maximum value, and the Al concentration in the oxide film was calculated by the following formula.
Al concentration in oxide film [mass %] = Al concentration / (Fe concentration + Cr concentration + Al concentration) × 100

(母材の平均結晶粒径)
熱処理後の未溶接試験片から10mm角の測定用試験片を切削によって切り出した後、板厚の圧延方向に平行且つ幅方向に直交する面が観察面となるように樹脂埋めを施した。次に、樹脂埋めを行った測定用試験片を湿式研磨によって鏡面処理した後、フッ硝酸でエッチングして現出させた金属組織を光学顕微鏡で観察した。光学顕微鏡による観察は、JIS G0551:2013に準じ、光学顕微鏡画像上の任意の位置に直線を引き、直線と結晶粒界との交点の数を計測し、平均切片長さを結晶粒径とした。結晶粒径の測定は、複数の視野で20本以上の直線で引いて計測することにより行い、それらの平均値を平均結晶粒径とした。
(average grain size of base material)
After cutting out a 10 mm square test piece from the unwelded test piece after heat treatment, the test piece was filled with resin so that the surface parallel to the rolling direction of the plate thickness and perpendicular to the width direction was the observation surface. Next, the resin-filled test piece was mirror-finished by wet polishing, and the metal structure revealed by etching with fluoronitric acid was observed with an optical microscope. The observation with an optical microscope was performed in accordance with JIS G0551:2013, by drawing a straight line at an arbitrary position on the optical microscope image, counting the number of intersections between the straight line and the grain boundary, and the average intercept length was taken as the grain size. The grain size was measured by drawing and measuring 20 or more straight lines in multiple fields of view, and the average value of these was taken as the average grain size.

(溶接金属部中のC及びNの合計固溶量)
まず、Ti及びNbの炭窒化物の生成量を以下の手順によって測定した。
熱処理後の溶接試験片から溶接金属部が中央に位置するように50mm角の測定用試験片を切り出した後、測定用試験片の全面に#600湿式研磨を施した。この測定用試験片を、SPEED法を用いて電解エッチングした。電解エッチングは、10%のアセチルアセトン溶液中、400mVで電気量が5000クーロンになるまで定電位電解を行い、電解後の溶液を格子径0.05μmのフィルターでろ過して炭窒化物を採取した。そして、質量測定によって溶解量及び採取炭窒化物量を求めた。
次に、採取した炭窒化物について、X線回折(XRD)分析を行った。XRD分析では、XRDプロファイルからTi炭窒化物及びNb炭窒化物それぞれのピーク強度の和を求めた。以下、Ti炭窒化物のピーク強度の和を「Ti炭窒化物ピーク強度」、Nb炭窒化物のピーク強度の和を「Nb炭窒化物ピーク強度」という。なお、計算に用いた各炭窒化物のピーク位置(回折角度2θ)は、以下の通りである。
Ti炭窒化物~TiC:48.838°、TiN:49.895°
Nb炭窒化物~NbC:40.557°、NbN:41.307°
次に、Ti炭窒化物及びNb炭窒化物の形成に使用されたC及びNの消費量(以下、「消費C+N量」という)を以下の式によって算出した。
消費C+N量[質量%]=採取炭窒化物量[g]×(0.21×Ti炭窒化物ピーク強度+0.12×Nb炭窒化物ピーク強度)/(Ti炭窒化物ピーク強度+Nb炭窒化物ピーク強度)/溶解量[g]×100
次に、C及びNの合計含有量[質量%]から消費C+N量[質量%]を引くことによってC及びNの合計固溶量[質量%]を算出した。
(Total amount of C and N dissolved in the weld metal)
First, the amounts of Ti and Nb carbonitrides formed were measured by the following procedure.
A 50 mm square test specimen was cut out from the heat-treated welded test specimen so that the weld metal part was located in the center, and then the entire surface of the test specimen was wet-polished with #600. This test specimen was electrolytically etched using the SPEED method. The electrolytic etching was performed in a 10% acetylacetone solution at a constant potential of 400 mV until the amount of electricity reached 5000 coulombs, and the solution after electrolysis was filtered through a filter with a lattice diameter of 0.05 μm to collect carbonitrides. The amount of dissolved carbonitrides and the amount of collected carbonitrides were then determined by mass measurement.
Next, the collected carbonitrides were subjected to X-ray diffraction (XRD) analysis. In the XRD analysis, the sum of the peak intensities of the Ti carbonitrides and the Nb carbonitrides was calculated from the XRD profile. Hereinafter, the sum of the peak intensities of the Ti carbonitrides is referred to as the "Ti carbonitride peak intensity", and the sum of the peak intensities of the Nb carbonitrides is referred to as the "Nb carbonitride peak intensity". The peak positions (diffraction angles 2θ) of each carbonitride used in the calculation are as follows:
Ti carbonitride ~ TiC: 48.838°, TiN: 49.895°
Nb carbonitride ~ NbC: 40.557°, NbN: 41.307°
Next, the amounts of C and N consumed in forming Ti carbonitrides and Nb carbonitrides (hereinafter referred to as "consumed C+N amount") were calculated by the following formula.
Amount of C+N consumed [mass %]=amount of collected carbonitride [g]×(0.21×peak intensity of Ti carbonitride+0.12×peak intensity of Nb carbonitride)/(peak intensity of Ti carbonitride+peak intensity of Nb carbonitride)/amount dissolved [g]×100
Next, the total amount of C and N in solid solution [mass %] was calculated by subtracting the consumed C+N amount [mass %] from the total content of C and N [mass %].

(母材の靭性)
上記の熱処理後の未溶接試験片から50mm(板幅方向長さ)×10mm(圧延方向長さ)×1mm(板厚方向長さ)の測定用試験片を切削によって切り出した。
次に、測定用試験片の板幅方向の中心部に圧延方向に向かってVノッチ(ノッチ角度45°、ノッチ深さ2mm、ノッチ底半径0.25mm)を切削によって施した。この測定用試験片を用いてJIS Z2242:2018に準じ、試験温度25℃にてシャルピー衝撃試験を行った。測定は、3つの測定用試験片で行い、その平均値を測定結果とした。この評価において、単位面積当たりのシャルピー衝撃の吸収エネルギー(シャルピー衝撃値)が100J/cm2以上の場合を靭性が良好であると判断した。
(Toughness of base material)
From the unwelded test pieces after the above heat treatment, test pieces for measurement of 50 mm (length in the plate width direction) x 10 mm (length in the rolling direction) x 1 mm (length in the plate thickness direction) were cut out by cutting.
Next, a V-notch (notch angle 45°, notch depth 2 mm, notch bottom radius 0.25 mm) was cut in the center of the plate width direction of the test specimen toward the rolling direction. Using this test specimen, a Charpy impact test was performed at a test temperature of 25°C in accordance with JIS Z2242:2018. The measurement was performed on three test specimens, and the average value was taken as the measurement result. In this evaluation, the toughness was determined to be good when the Charpy impact absorption energy per unit area (Charpy impact value) was 100 J/cm2 or more .

(溶接金属部の耐食性)
フェライト系ステンレス鋼溶接構造体の実際の使用環境を考慮し、上記の熱処理後の溶接試験片について、エレマ電気炉を用い、大気雰囲気中、500℃で100時間加熱する使用環境模擬熱処理を行った。
次に、使用環境模擬熱処理を行った溶接試験片から溶接金属部が中央に位置するように50mm角の測定用試験片を切り出した後、測定用試験片の全面に#600湿式研磨を施した。この測定用試験片について、JIS G0575:2012に規定されるステンレス鋼の硫酸・硫酸銅腐食試験方法に準拠し、フラスコ底面に銅の粒を敷き詰めた後、15.7%硫酸/5.5%硫酸銅水溶液400mLと測定用試験片を入れてホットプレートで加熱した。そして、20時間沸騰状態を保持した後、測定用試験片を取り出して水洗し、乾燥させた。
次に、万能試験機(株式会社島津製作所製UH-300kNI)を用い、溶接方向と垂直な方向に1t曲げを測定用試験片に施し、曲げ頂部を光学顕微鏡で観察した。この観察の結果、粒界に沿って割れが発生したものを×(耐食性が不良)、割れの発生が無かったものを○(耐食性が良好)と評価した。
(Corrosion resistance of welded metal parts)
Considering the actual usage environment of ferritic stainless steel welded structures, the welded test pieces after the above heat treatment were subjected to a heat treatment simulating the usage environment by heating them in an air atmosphere at 500° C. for 100 hours using an EREMA electric furnace.
Next, a 50 mm square test specimen was cut out from the welded test specimen that had been heat-treated to simulate the operating environment so that the weld metal part was located in the center, and then the entire surface of the test specimen was wet-polished with #600. This test specimen was placed in a flask with copper particles spread over the bottom surface in accordance with the sulfuric acid/copper sulfate corrosion test method for stainless steel specified in JIS G0575:2012, and then heated on a hot plate with 400 mL of 15.7% sulfuric acid/5.5% copper sulfate aqueous solution and the test specimen. The boiling state was maintained for 20 hours, and then the test specimen was taken out, washed with water, and dried.
Next, a universal testing machine (UH-300kNI manufactured by Shimadzu Corporation) was used to bend the test specimens by 1t in a direction perpendicular to the welding direction, and the top of the bend was observed with an optical microscope. As a result of this observation, specimens in which cracks occurred along the grain boundaries were rated as × (poor corrosion resistance), and specimens in which no cracks occurred were rated as ○ (good corrosion resistance).

(母材の耐酸化性)
上記の熱処理後の未溶接試験片に対し、上記と同様の条件で使用環境模擬熱処理を行った。
次に、使用環境模擬熱処理を行った未溶接試験片から50mm角の測定用試験片を切削によって切り出し、その表面をアセトンで脱脂した。次に、JIS K0144:2001に準拠し、上記と同様にしてグロー放電発光分光法(GD-OES)を用いて深さ方向の成分濃度の分析を行った。この分析で得られた深さ方向の成分濃度プロファイルにおいて、O(酸素)濃度が最大値の4分の3となる位置のAl、Fe及びCr濃度を求め、以下の式によって酸化皮膜中のFe濃度を求めた。
酸化皮膜中のFe濃度[質量%]=Fe濃度/(Fe濃度+Cr濃度+Al濃度)×100
この評価において、Fe濃度が10質量%以下の場合を耐酸化性が良好であると判断した。
上記の各評価結果を表3に示す。
(Oxidation resistance of base material)
The unwelded test pieces after the above heat treatment were subjected to a heat treatment simulating a usage environment under the same conditions as above.
Next, a 50 mm square test piece was cut out from the unwelded test piece that had been heat-treated to simulate the operating environment, and the surface was degreased with acetone. Next, in accordance with JIS K0144:2001, analysis of the component concentration in the depth direction was performed using glow discharge optical emission spectroscopy (GD-OES) in the same manner as above. In the component concentration profile in the depth direction obtained by this analysis, the Al, Fe, and Cr concentrations were determined at the position where the O (oxygen) concentration was three-quarters of the maximum value, and the Fe concentration in the oxide film was calculated using the following formula.
Fe concentration in oxide film [mass %] = Fe concentration / (Fe concentration + Cr concentration + Al concentration) x 100
In this evaluation, the oxidation resistance was determined to be good when the Fe concentration was 10 mass % or less.
The results of the above evaluations are shown in Table 3.

表3に示されるように、母材の組成、溶接金属部のC及びNの合計固溶量、並びに酸化皮膜中のAl濃度が所定の範囲を満たす実施例1~7は、溶接金属部の耐食性及び母材の耐酸化性が良好であった。
これに対して比較例1は、酸化皮膜中のAl濃度が低すぎるとともに、溶接金属部のC及びNの合計固溶量が高すぎたため、溶接金属部の耐食性及び母材の耐酸化性の両方が十分でなかった。また、比較例2及び3は、溶接金属部のC及びNの合計固溶量が高すぎたため、溶接金属部の耐食性が十分でなかった。さらに、比較例4は、酸化皮膜中のAl濃度が低すぎたため、母材の耐酸化性が十分でなかった。比較例5は、母材のAl含有量が低すぎたため、酸化皮膜中のAl濃度が低くなってしまい、母材の耐酸化性が十分でなかった。
As shown in Table 3, in Examples 1 to 7 in which the composition of the base metal, the total amount of solid solution of C and N in the weld metal part, and the Al concentration in the oxide film fell within the specified ranges, the corrosion resistance of the weld metal part and the oxidation resistance of the base metal were good.
In contrast, in Comparative Example 1, the Al concentration in the oxide film was too low and the total amount of solid solution of C and N in the weld metal part was too high, so both the corrosion resistance of the weld metal part and the oxidation resistance of the base material were insufficient. In Comparative Examples 2 and 3, the total amount of solid solution of C and N in the weld metal part was too high, so the corrosion resistance of the weld metal part was insufficient. Furthermore, in Comparative Example 4, the Al concentration in the oxide film was too low, so the oxidation resistance of the base material was insufficient. In Comparative Example 5, the Al content of the base material was too low, so the Al concentration in the oxide film was low and the oxidation resistance of the base material was insufficient.

以上の結果からわかるように、本発明によれば、耐高温酸化性及び耐食性に優れるフェライト系ステンレス鋼溶接構造体を提供することができる。 As can be seen from the above results, the present invention can provide a ferritic stainless steel welded structure that has excellent high-temperature oxidation resistance and corrosion resistance.

Claims (6)

耐高温酸化性及び耐食性が要求される用途で用いられるフェライト系ステンレス鋼溶接構造体であって、
母材及び溶接金属部を含
前記母材は、質量基準で、C:0.100%以下、Mn:1.00%以下、Ni:1.00%以下、P:0.100%以下、S:0.050%以下、Cr:10.00~24.00%、N:0.100%以下、Cu:1.00%以下、Mo:1.00%以下、Si:3.00%以下、Al:0.80~5.00%、Nb:0.50%以下、Ti:0.50%以下を含み、Nb及びTiの合計含有量が6(C+N)以上(C及びNは、C及びNの含有量をそれぞれ表す)であり、残部がFe及び不純物からなる組成を有し、
前記溶接金属部は、C及びNの合計固溶量が0.015質量%以下であり、
前記フェライト系ステンレス鋼溶接構造体は、Alを30質量%以上含む酸化皮膜を表面に備える、フェライト系ステンレス鋼溶接構造体。
A ferritic stainless steel welded structure used in applications requiring high-temperature oxidation resistance and corrosion resistance,
Includes base material and weld metal parts,
The base material contains, by mass, C: 0.100% or less, Mn: 1.00% or less, Ni: 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.050% or less, Cr: 10.00 to 24.00%, N: 0.100% or less, Cu: 1.00% or less, Mo: 1.00% or less, Si: 3.00% or less, Al: 0.80 to 5.00%, Nb: 0.50% or less, Ti: 0.50% or less, the total content of Nb and Ti is 6(C+N) or more (C and N represent the contents of C and N, respectively), and the balance is Fe and impurities,
The weld metal portion has a total solid solution amount of C and N of 0.015 mass% or less,
The ferritic stainless steel welded structure has an oxide film on its surface that contains 30 mass % or more of Al.
前記母材は、質量基準で、Zr:1.00%以下、Co:1.00%以下、V:1.00%以下、W:1.00%以下から選択される少なくとも1種を更に含む、請求項1に記載のフェライト系ステンレス鋼溶接構造体。 The ferritic stainless steel welded structure according to claim 1, wherein the base material further contains at least one selected from Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1.00% or less, and W: 1.00% or less, by mass. 前記母材は、質量基準で、REM:0.10%以下、Ca:0.10%以下から選択される少なくとも1種を更に含む、請求項1又は2に記載のフェライト系ステンレス鋼溶接構造体。 The ferritic stainless steel welded structure according to claim 1 or 2, wherein the base material further contains at least one selected from REM: 0.10% or less and Ca: 0.10% or less, by mass. 前記母材は、質量基準で、Sn:0.10%以下、B:0.0100%以下から選択される少なくとも1種を更に含む、請求項1~3のいずれか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼溶接構造体。 The ferritic stainless steel welded structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the base material further contains at least one selected from Sn: 0.10% or less and B: 0.0100% or less by mass. 前記母材は、平均結晶粒径が100μm以下である、請求項1~4のいずれか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼溶接構造体。 A ferritic stainless steel welded structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the base material has an average crystal grain size of 100 μm or less. 前記母材は、シャルピー衝撃値が、100J/cm2以上である請求項1~5のいずれか一項に記載のフェライト系ステンレス鋼溶接構造体。 The ferritic stainless steel welded structure according to any one of claims 1 to 5 , wherein the base material has a Charpy impact value of 100 J/cm2 or more.
JP2021101233A 2021-06-17 2021-06-17 Ferritic stainless steel welded structure Active JP7705014B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021101233A JP7705014B2 (en) 2021-06-17 2021-06-17 Ferritic stainless steel welded structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021101233A JP7705014B2 (en) 2021-06-17 2021-06-17 Ferritic stainless steel welded structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023000425A JP2023000425A (en) 2023-01-04
JP7705014B2 true JP7705014B2 (en) 2025-07-09

Family

ID=84687177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021101233A Active JP7705014B2 (en) 2021-06-17 2021-06-17 Ferritic stainless steel welded structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7705014B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016037614A (en) 2014-08-05 2016-03-22 日新製鋼株式会社 Ferritic stainless steel welded structure and heat resistant member for solid oxide fuel cell
JP2016128591A (en) 2013-03-26 2016-07-14 新日鐵住金ステンレス株式会社 Ferritic stainless steel for hot water storage and water storage containers with excellent weld toughness and water leakage resistance and manufacturing method thereof
JP2017095786A (en) 2015-11-27 2017-06-01 新日鐵住金ステンレス株式会社 Al-CONTAINING FERRITIC STAINLESS STEEL WELD JOINT EXCELLENT IN 475°C BRITTLE EMBRITTLEMENT RESISTANCE
JP2018048392A (en) 2016-09-15 2018-03-29 Jfeスチール株式会社 Ferritic stainless steel sheet for heat exchanger of heat exchanger
JP2019173076A (en) 2018-03-27 2019-10-10 日鉄ステンレス株式会社 Ferritic stainless steel welding joint, and fuel battery member

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016128591A (en) 2013-03-26 2016-07-14 新日鐵住金ステンレス株式会社 Ferritic stainless steel for hot water storage and water storage containers with excellent weld toughness and water leakage resistance and manufacturing method thereof
JP2016037614A (en) 2014-08-05 2016-03-22 日新製鋼株式会社 Ferritic stainless steel welded structure and heat resistant member for solid oxide fuel cell
JP2017095786A (en) 2015-11-27 2017-06-01 新日鐵住金ステンレス株式会社 Al-CONTAINING FERRITIC STAINLESS STEEL WELD JOINT EXCELLENT IN 475°C BRITTLE EMBRITTLEMENT RESISTANCE
JP2018048392A (en) 2016-09-15 2018-03-29 Jfeスチール株式会社 Ferritic stainless steel sheet for heat exchanger of heat exchanger
JP2019173076A (en) 2018-03-27 2019-10-10 日鉄ステンレス株式会社 Ferritic stainless steel welding joint, and fuel battery member

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023000425A (en) 2023-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9249475B2 (en) Ferritic stainless steel
CN108367396B (en) Welding material for ferritic heat-resistant steel, welded joint for ferritic heat-resistant steel, and method for manufacturing welded joint for ferritic heat-resistant steel
JPWO2015145825A1 (en) Ferritic stainless steel and manufacturing method thereof
JP7560732B2 (en) Austenitic Stainless Steel
KR102178605B1 (en) Ferritic stainless steel sheet
EP0699773B1 (en) Method for manufacturing electric-resistance-welded steel pipe
JP7338792B2 (en) Steel material and manufacturing method thereof, tank and manufacturing method thereof
CN111194360B (en) Austenitic stainless steel
KR102902872B1 (en) Manufacturing method for steel material
JP6610792B2 (en) Ferritic stainless steel sheet
JP7656463B2 (en) Austenitic stainless steel
JP7679268B2 (en) Ferritic stainless steel welded structure, manufacturing method thereof, welding material, and exhaust heat recovery device
JP7705014B2 (en) Ferritic stainless steel welded structure
JP7705015B2 (en) Ferritic stainless steel welded structure
WO2022145070A1 (en) Steel material
KR20250142380A (en) Austenitic stainless steel and its manufacturing method
JP7457262B2 (en) Austenitic heat-resistant steel
JP7679269B2 (en) Ferritic stainless steel laser welded structure, manufacturing method thereof, and exhaust heat recovery device
JP2017020054A (en) Stainless steel and stainless steel pipe
JP7226019B2 (en) Austenitic heat resistant steel
JP7673877B1 (en) Austenitic stainless steel hot rolled sheet and method for producing the same
JP7643907B2 (en) Ferritic stainless steel bar and its manufacturing method
JP7688985B2 (en) Ferritic stainless steel material and its manufacturing method, welded member and its manufacturing method, and vibration damping member
JP2025024602A (en) Ferritic stainless steel materials and ferritic stainless steel welded structures
JP2024110312A (en) Ferritic-austenitic duplex stainless steel material

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240313

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20241225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250128

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250304

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: 20250507

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20250603

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250604

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7705014

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150