[發明專利]鐵素體系不銹鋼

有效

• 申請號: 201280065139.3
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN104024458B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 石井知洋;石川伸;尾形浩行
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C21D9/46;C22C38/50;C22C38/54
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 金龍河;穆德駿

技術領域

本發明涉及一種鐵素體系不銹鋼(ferritic?stainless?steel)，其在通過焊接進行結構體的制作的用途、例如消音器等汽車排氣系統材料、電熱水器的儲熱水用罐體材料、門窗、換氣口、管道等建筑用材料等中不易引起焊接部的敏化(sensitization)，并且焊接部的回火色(temper?color)的耐腐蝕性優良，并且不易引起進行雙重焊接后的焊縫(welding?bead)的焊接裂紋(weld?crack)。

背景技術

與奧氏體系不銹鋼(austenitic?stainless?steel)相比，鐵素體系不銹鋼由于對耐腐蝕性的性價比高、熱導率(heat?thermal?conductivity)良好、熱膨脹系數(coefficient?of?thermal?expansion)小、不易產生應力腐蝕裂紋(Stress?Corrosion?Cracking)等各種優良的特性，被用于汽車排氣系統構件、屋頂、門窗等的建筑材料、廚房、儲水箱、儲熱水箱等水暖衛浴用材料等廣泛用途。

在制作這些結構物時，大多在將不銹鋼鋼板切割、成形為適當的形狀后，通過焊接進行接合。但是，對于鐵素體系不銹鋼而言，在3張板接合的部位或者圓周焊接的起始端和終端等焊縫上再次進行焊接的雙重焊接部中，有時會產生焊接裂紋。隨著焊接部件的形狀的復雜化，這樣的雙重焊接部增加，焊接裂紋的產生成為問題。

另外，雙重焊接部不平坦，將在表面存在氧化皮的部分再次焊接，因此，在焊縫中容易進入氧氣和氮氣等，也存在耐腐蝕性容易降低的問題。但是，現有技術中，還沒有發現提及該雙重焊接部的問題的見解。

專利文獻1中公開了一種耐腐蝕性以及焊接性優良的鐵素體系不銹鋼。其是通過添加Mg和使S含量適當來同時實現耐腐蝕性和焊接的熔透性的鐵素體系不銹鋼，但關于雙重焊接部的裂紋和耐腐蝕性完全沒有提及。實際上，在對專利文獻1中公開的鐵素體系不銹鋼進行焊接時，有時會在雙重焊接部產生裂紋。

專利文獻2中公開了一種焊接性優良的鐵素體系不銹鋼。但是，其是焊接的熔透性和焊接后的加工性得到改良的鐵素體系不銹鋼，并沒有提及焊接裂紋等雙重焊接部的問題。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平8-246105號公報

專利文獻2：日本特開2009-91654號公報

發明內容

發明所要解決的問題

鑒于現有技術所具有的如上所述的問題，本發明的目的在于，提供一種鐵素體系不銹鋼，在鐵素體系不銹鋼的焊接中進行雙重焊接時，不易引起焊接部的敏化，并且焊接部的回火色的耐腐蝕性優良，并且不易引起焊縫的焊接裂紋。

用于解決問題的方法

本發明中，為了解決上述課題，對于各種元素對雙重焊接中的焊接裂紋帶來的影響進行了深入的研究。需要說明的是，雙重焊接是指對相同部位進行2次或多次焊接。雙重焊接部是指，例如在圓周上焊接時的焊接起始端與終端的焊縫的重疊部分、十字焊接時的焊縫的重疊部分等、通過雙重焊接反復進行2次以上熔化、凝固的過程的部分及其周邊。

切出通過雙重焊接發生焊接裂紋的部分，通過SEM(Scanning?Electron?Microscope)觀察斷裂面。在斷裂面上確認到膜狀的Nb的析出(precipitation)。作為比較，切出沒有發生焊接裂紋的部分，進行通過SEM的觀察時，無法確認到如上述斷裂面上可見的膜狀的Nb的析出物。可以認為膜狀的Nb的析出對于焊接裂紋的發生產生影響。

考察各種成分對雙重焊接部的焊接裂紋產生的影響，結果可知，P以及Nb的含量少的鋼中，不會引起焊接裂紋。在各種鐵素體系不銹鋼上通過堆焊(bead?on?plate)進行十字焊接，用光學顯微鏡確認雙重焊接部的焊接裂紋的有無。將結果示于圖1。圖1中，○為沒有確認到焊接裂紋的情況，×為確認到焊接裂紋的情況。可知在Nb小于0.05％、P為0.03％以下、Nb×P為0.0005以下的范圍內，不會引起焊接裂紋。

可知通過降低Nb含量將防止焊接裂紋。但是，Nb是對抑制焊縫的敏化有效的元素，因此，通過降低Nb有可能容易引起敏化。另外，雙重焊接部的表面不平坦，形成氧化皮，因此，在焊縫中容易進入雜質，是對敏化不利的焊接條件。因此，考察了各種元素對焊縫的敏化產生的影響。其結果可知，除了Nb之外，V和Al對抑制焊接部的敏化有效。這可以認為是由于，V和Al分別形成VN、AlN，由此抑制Cr氮化物(Cr?nitride)的形成。