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素体系不锈

阅读:40发布:2020-05-12

专利汇可以提供素体系不锈专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 的 焊接 部的黑点生成少的 铁 素体系不锈 钢 以 质量 %计含有C:0.020%以下、N:0.025%以下、Si:1.0%以下、Mn:1.0%以下、P:0.035%以下、S:0.01%以下、Cr:16.0~25.0%、Al:0.12%以下、Ti:0.05~0.35%、Ca:0.0015%以下,剩余部分包含Fe及不可避免的杂质,并满足下述式(1)。BI=3Al+Ti+0.5Si+200Ca≤0.8…(1)(另外,式(1)中的Al、Ti、Si、Ca为钢中的各成分的含量[质量%])。,下面是素体系不锈专利的具体信息内容。

1.一种素体系不锈,其以质量%计含有C:0.020%以下、N:0.025%以下、Si:
1.0%以下、Mn:1.0%以下、P:0.035%以下、S:0.01%以下、Cr:16.0~25.0%、Al:0.12%以下、Ti:0.05~0.35%、Ca:0.0015%以下,剩余部分包含Fe及不可避免的杂质,并满足下述式(1),
BI=3Al+Ti+0.5Si+200Ca≤0.8 (1)
另外,式(1)中的Al、Ti、Si、Ca为钢中的各成分的以质量%计的含量。
2.根据权利要求1所述的铁素体系不锈钢,其以质量%计还含有Nb:0.6%以下。
3.根据权利要求1所述的铁素体系不锈钢,其以质量%计还含有Mo:3.0%以下。
4.根据权利要求2所述的铁素体系不锈钢,其以质量%计还含有Mo:3.0%以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的铁素体系不锈钢,其以质量%计还含有选自Cu:
2.0%以下、Ni:2.0%以下中的一种或二种。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的铁素体系不锈钢,其以质量%计还含有选自V:
0.2%以下、Zr:0.2%以下中的一种或二种。
7.根据权利要求5所述的铁素体系不锈钢,其以质量%计还含有选自V:0.2%以下、Zr:0.2%以下中的一种或二种。
8.根据权利要求1~4中任一项所述的铁素体系不锈钢,其以质量%计还含有B:
0.005%以下。
9.根据权利要求5所述的铁素体系不锈钢,其以质量%计还含有B:0.005%以下。
10.根据权利要求6所述的铁素体系不锈钢,其以质量%计还含有B:0.005%以下。
11.根据权利要求7所述的铁素体系不锈钢,其以质量%计还含有B:0.005%以下。

说明书全文

素体系不锈

技术领域

[0001] 本发明涉及TIG焊接部的黑点生成少的铁素体系不锈钢
[0002] 本申请基于2010年8月6日在日本申请的专利申请2010-177998号并主张优先权,将其内容援引于此。

背景技术

[0003] 铁素体系不锈钢一般情况下不仅耐蚀性优异,而且与奥氏体系不锈钢相比具有热膨胀系数小和耐应腐蚀裂纹性优异等特征。因此,铁素体系不锈钢被广泛用于餐具、厨房设备和以屋顶材料为首的建筑外部装饰材料、储/储热水用材料等中。进而,近年来,由于Ni原料的价格高涨,从而来自奥氏体系不锈钢的替换需求也增多,其用途不断扩大。
[0004] 在这样的不锈钢的结构体中,焊接施工是不可欠缺的。原先,铁素体系不锈钢由于其C、N固溶限度小,因此在焊接部发生敏化,有耐蚀性降低的问题。为了解决该问题,提出了通过利用C、N量的减少或者Ti或Nb等稳定化元素的添加进行C、N的固定等来抑制焊接金属部的敏化的方法(例如参照专利文献1),并被广泛实用化。
[0005] 此外,关于铁素体系不锈钢的焊接部的耐蚀性,已知在由焊接的线能量产生的化皮部中耐蚀性发生劣化,并且已知与奥氏体系不锈钢相比,充分实施利用不活泼性气体的保护很重要。
[0006] 此外,在专利文献2中公开了如下技术:通过以满足式P1=5Ti+20(Al-0.01)≥1.5(式中的Ti、Al表示钢中的各成分的含量)的方式添加Ti和Al,使改善焊接热影响部的耐蚀性的Al氧化皮膜在焊接时的钢的表层部形成。
[0007] 此外,在专利文献3中公开了如下技术:在复合添加Al和Ti的基础上,添加一定量以上的Si,从而使焊接部的耐间隙腐食性提高。
[0008] 此外,在专利文献4中公开了如下技术:通过满足4Al+Ti≤0.32(式中的Ti、Al表示钢中的各成分的含量),使焊接时的线能量降低而抑制焊接部的氧化皮的生成,使焊接部的耐蚀性提高。
[0009] 上述的以往技术是以改善焊接部或焊接热影响部的耐蚀性为目的的技术。
[0010] 另外,作为不是焊接部而是使原材料自身的耐候性及耐间隙腐食性提高的手段,有积极地添加P、并添加适量的Ca及Al的技术(例如参照专利文献5)。在专利文献5中,Ca及Al为了控制钢中的非金属夹杂物的形状和分布而添加。另外,专利文献5的最大特征是超过0.04%地添加P,在专利文献5中对于焊接时的效果没有任何记载。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1:日本特公昭55-21102号公报
[0014] 专利文献2:日本特开平5-70899号公报
[0015] 专利文献3:日本特开2006-241564号公报
[0016] 专利文献4:日本特开2007-270290号公报
[0017] 专利文献5:日本特开平7-34205号公报

发明内容

[0018] 发明所要解决的课题
[0019] 在以往的铁素体系不锈钢中,即使将焊接部的保护条件适当化,有时也会在焊接后的背面焊道上以点状存在一般被称为黑点或夹渣的黑斑。黑点是在TIG(Tungsten Inert Gas,惰性气体保护钨极)焊接中的焊接金属的凝固时,与氧的亲和力强的Al、Ti、Si、Ca形成氧化物而在焊接金属上固化而成的。焊接条件、尤其是利用不活泼性气体的保护条件对于黑点的发生有很大影响,保护越不充分,黑点产生越多。
[0020] 另外,黑点自身是氧化物,因此即使黑点少量地以点状存在,对于焊接部的耐蚀性及加工性来说也完全没有问题。但是,如果黑点大量生成或者连续生成,则有时不仅损害在不对焊接部进行研磨处理而直接使用的情况下的外观,而且在对焊接部进行加工时发生黑点部的剥离。如果发生黑点部的剥离,则有时产生加工性降低、或者在与剥离的黑点部的间隙中发生间隙腐食等的问题。此外,即使在焊接后不实施加工的情况下,如果黑点较厚地生成,则在构造上对焊接部施加应力的产品中,有时黑点剥离而耐蚀性降低。
[0021] 因此,为了使TIG焊接部的耐蚀性提高,不仅要使焊道部和焊接氧化皮部自身的耐蚀性提高,而且控制在焊接部生成的黑点是重要的。但是,对于在焊接时产生的伴有变色的氧化皮,通过强化焊接的保护条件的方法,基本能抑制,但对于在TIG焊接部生成的黑点,即使强化保护条件,也无法通过以往的技术来充分地抑制。
[0022] 本发明鉴于上述情况而作出,以提供在TIG焊接部难以生成黑点、焊接部的耐蚀性及加工性优良的铁素体系不锈钢为课题。
[0023] 用于解决课题的手段
[0024] 本发明人为了抑制黑点的生成量,如下所示反复进行了深入研究。其结果发现,通过将Al、Ti、Si、Ca量最适化,能抑制TIG焊接部的黑点的生成,从而想到了本发明的黑点生成少的铁素体系不锈钢。
[0025] 本发明的要旨如下所述。
[0026] 本发明的第1方式涉及铁素体系不锈钢,其以质量%计含有C:0.020%以下、N:0.025%以下、Si:1.0%以下、Mn:1.0%以下、P:0.035%以下、S:0.01%以下、Cr:16.0~
25.0%、Al:0.12%以下、Ti:0.05~0.35%、Ca:0.0015%以下,作为剩余部分,包含Fe及不可避免的杂质,并满足下述式(1)。
[0027] BI=3Al+Ti+0.5Si+200Ca≤0.8 (1)
[0028] (另外,式(1)中的Al、Ti、Si、Ca为钢中的各成分的含量[质量%]。)[0029] 在上述铁素体系不锈钢中,焊接部的黑点生成少。
[0030] 本发明的第2方式是,在上述第1方式涉及的铁素体系不锈钢中,以质量%计还含有Nb:0.6%以下。
[0031] 本发明的第3方式是,在上述第1或第2方式涉及的铁素体系不锈钢中,以质量%计还含有Mo:3.0%以下。
[0032] 本发明的第4方式是,在上述第1至第3的任一方式涉及的铁素体系不锈钢中,以质量%计还含有选自Cu:2.0%以下、Ni:2.0%以下中的一种或二种。
[0033] 本发明的第5方式是,在上述第1至第4的任一方式涉及的铁素体系不锈钢中,以质量%计还含有选自V:0.2%以下、Zr:0.2%以下中的一种或二种。
[0034] 本发明的第6方式是,在上述第1至第5的任一方式涉及的铁素体系不锈钢中,以质量%计还含有B:0.005%以下。
[0035] 发明效果
[0036] 根据本发明,能提供在TIG焊接部难以生成黑点、TIG焊接部的耐蚀性及加工性优异的铁素体系不锈钢。附图说明
[0037] 图1A是表示在TIG焊接时在背侧生成的黑点的外观的照片。
[0038] 图1B是表示在TIG焊接时在背侧生成的黑点的外观的示意图,是与图1A所示的照片对应的图。
[0039] 图2A是表示通过AES对试验片的背侧的焊道部的元素深度分布(深度方向的元素的浓度分布)进行测定而得到的结果的图表。
[0040] 图2B是表示通过AES对试验片的背侧的黑点的元素深度分布(深度方向的元素的浓度分布)进行测定而得到的结果的图表。
[0041] 图3示表示BI值与黑点生成长度比的关系的图表。
[0042] 图4是表示BI值与腐蚀的关系的图表。双圆(◎)表示优良的结果,圆(○)表示良的结果,×表示不良的结果。

具体实施方式

[0043] 下面对本发明进行详细说明。
[0044] 本发明的焊接部的黑点生成少的铁素体系不锈钢满足下述式(1)。
[0045] BI=3Al+Ti+0.5Si+200Ca≤0.8 (1)
[0046] (另外,式(1)中的Al、Ti、Si、Ca为钢中的各成分的含量[质量%]。)[0047] Al、Ti、Si、Ca是与氧的亲和力特别强的元素,是在TIG焊接时使黑点生成的元素。此外,钢中所含的Al、Ti、Si、Ca的含量越多,黑点越容易生成。上述式(1)中的Al、Ti、Si、Ca的含量的系数是基于促进黑点生成的作用的大小(强弱)和钢中的含量而确定的。更详细而言,Al如后述的实验例所示,以最高浓度含有在黑点中,是促进黑点生成的作用特别大的元素。因此,在上述式(1)中,将Al含量的系数设为3。此外,Ca尽管在钢中的含量少,但在黑点中以高浓度含有,是促进黑点生成的作用大的元素。因此,将Ca含量的系数设为
200。
[0048] 上述BI值超过0.8时,黑点的生成变得显著。相对于此,BI值为0.8以下时,TIG焊接部的黑点的生成充分地减少,耐蚀性优异。此外,BI值为0.6以下时,能更有效地抑制黑点的生成,进而,BI值为0.4以下时,能基本抑制黑点的生成,能使TIG焊接部的耐蚀性进一步提高。
[0049] 在黑点大量产生的条件下,黑点的厚度也增厚,因此,推定在加工时容易发生剥离,此时,认为在鼓凸加工那样的严格的加工中发生剥离,成为腐蚀的起点。相反,在黑点的产生率小的条件下,其厚度也减薄,因此推定黑点即使生成也难以剥离。因此,认为通过抑制黑点的产生,能使焊接部的耐蚀性提高。
[0050] 接着,对于本发明的铁素体系不锈钢的成分组成进行详细说明。
[0051] 首先,对规定上述式(1)的各元素进行说明。
[0052] (Al):以质量%计0.012%以下
[0053] Al作为脱氧元素是重要的,并且还具有控制非金属夹杂物的组成而使组织微细化的效果。但是,Al是对于黑点的生成最有贡献的元素。并且,Al的过量添加有可能招致非金属夹杂物的粗大化,成为产品的瑕疵产生的起点。因此,将Al含量的上限值设为0.12%。为了脱氧,优选含有0.01%以上的Al。Al含量更优选为0.03%~0.10%。
[0054] (Ti):以质量%计0.05%~0.35%
[0055] Ti在将C、N固定、抑制焊接部的晶界腐蚀而使加工性提高的方面是非常重要的元素。但是,Ti的过量添加不仅会使黑点生成,而且成为制造时的表面瑕疵的原因。因此,将Ti含量的范围设为0.05%~0.35%。更优选为0.07%~0.20%。
[0056] (Si):以质量%计1.0%以下
[0057] Si作为脱氧元素是重要的元素,对于耐蚀性、耐氧化性的提高也有效。但是,Si的过量添加不仅促进黑点的生成,而且使加工性、制造性降低。因此,将Si的含量的上限值设为1.0%。为了进行脱氧,优选含有0.01%以上的Si。Si含量更优选为0.05%~0.55%。
[0058] (Ca):以质量%计0.0015%以下
[0059] Ca作为脱氧元素是非常重要的,作为非金属夹杂物而在钢中微量地含有。但是,Ca非常容易被氧化,因此,成为在焊接时使黑点生成的一大要因。此外,Ca使水溶性夹杂物生成,有时使耐蚀性降低。因此,Ca的含量优选极低,将Ca的含量的上限值设为0.0015%。更优选Ca的含量为0.0012%以下。
[0060] 接着,对构成本发明的铁素体系不锈钢的其他元素进行说明。
[0061] (C):以质量%计0.020%以下
[0062] C为了使耐晶界腐蚀性及加工性降低,需要减少其含量。因此,将C含量的上限值设为0.020%。但是,若使C含量过度减少,则精炼成本恶化,C含量更优选为0.002%~0.015%。
[0063] 氮(N):以质量%计0.025%以下
[0064] N与C同样使耐晶界腐蚀性、加工性降低,因此需要减少其含量。因此,将N含量的上限设为0.025%。但是,若使N含量过度减少,则精炼成本恶化,因此,更优选为0.002%~0.015%。
[0065] 锰(Mn):以质量%计1.0%以下
[0066] Mn是作为脱氧元素重要的元素,但是过量地添加,则容易生成成为腐蚀的起点的MnS,并且使铁素体组织不稳定化。因此,将Mn含量设为1.0%以下。为了脱氧,优选含有0.01%以上的Mn。更优选为0.05%~0.5%。进一步优选为0.05%~0.3%。
[0067] 磷(P):以质量%计0.035%以下
[0068] P不仅使焊接性、加工性降低,而且容易产生晶界腐蚀,因此需要抑制地较低。因此,将P含量设为0.035%以下。更优选为0.001%~0.02%。
[0069] 硫(S):以质量%计0.01%以下
[0070] S使CaS和MnS等成为腐蚀的起点的水溶性夹杂物生成,因此需要减少。因此,S含量设为0.01%以下。但是,过度的减少招致成本的恶化。因此,S含量更优选为0.0001%~0.005%。
[0071] 铬(Cr):以质量%计16.0~25.0%
[0072] Cr是在确保不锈钢的耐蚀性的方面最重要的元素,为了使铁素体组织稳定化,需要含有16.0%以上。但是,Cr使加工性、制造性降低,因此将上限设为25.0%。Cr的含量优选为16.5%~23.0%,更优选为18.0%~22.5%。
[0073] 铌(Nb):以质量%计0.6%以下
[0074] Nb在其特性上可单独添加或与Ti复合添加。使Nb与Ti一起含有的情况下,优选满足(Ti+Nb)/(C+N)≥6(式中的Ti、Nb、C、N为钢中的各成分的含量[质量%]。)。
[0075] Nb与Ti同样,是将C、N固定、抑制焊接部的晶界腐蚀而使加工性提高的元素。但是,Nb的过量添加使加工性降低,因此,优选将Nb的含量的上限设为0.6%。此外,通过含有Nb,使上述特性提高,因此优选含有0.05%以上的Nb。Nb的含量优选为0.15%~0.55%。
[0076] 钼(Mo):以质量%计3.0%以下
[0077] Mo是对于钝态皮膜的修补具有效果、对于提高耐蚀性非常有效的元素。此外,Mo通过与Cr一起含有而具有有效地使耐点蚀性提高的效果。此外,Mo通过与Ni一起含有而具有改善耐流锈性的效果。但是,使Mo增加时,加工性降低,成本提高。因此,优选将Mo的含量的上限设为3.0%。此外,为了通过含有Mo而使上述特性提高,优选含有0.30%以上的Mo。Mo的含量优选为0.60%~2.5%,更优选为0.9%~2.0%。
[0078] 镍(Ni):以质量%计2.0%以下
[0079] Ni具有使活性溶解速度抑制的效果,并且氢过电压小,因此再钝态化特性优异。但是,Ni的过量添加使加工性降低,使铁素体组织变得不稳定。因此,优选将Ni的含量的上限设为2.0%。此外,为了通过含有Ni而使上述特性提高,优选含有0.05%以上的Ni。Ni的含量优选为0.1%~1.2%,更优选为0.2%~1.1%。
[0080] (Cu):以质量%计2.0%以下
[0081] Cu与Ni同样具有不仅使活性溶解速度降低、而且促进再钝态化的效果。但是,Cu的过量添加使加工性降低。因此,在添加Cu时,优选将上限设为2.0%。为了通过含有Cu而使上述特性提高,Cu优选含有0.05%以上。Cu的含量优选为0.2%~1.5%,更优选为0.25%~1.1%。
[0082] (V)和/或锆(Zr):以质量%计0.2%以下
[0083] V及Zr改善耐候性和耐间隙腐蚀性。此外,抑制Cr、Mo的使用而添加V时,也能确保优异的加工性。但是,V和/或Zr的过度的添加使加工性降低,而且耐蚀性的提高效果也饱和,因此,优选将含有V和/或Zr时的含量的上限设为0.2%。此外,为了通过含有V和/或Zr而使上述特性提高,V和/或Zr优选含有0.03%以上。此外,V和/或Zr的含量更优选为0.05%~0.1%。
[0084] (B):以质量%计0.005%以下
[0085] B是对于二次加工脆性的改善有效的晶界强化元素,但是,过度的添加使铁素体固溶强化而成为延性降低的原因。因此,添加B时,优选将下限设为0.0001%、将上限设为0.005%,更优选设为0.0002%~0.0020%。
实施例
[0086] 通过以下所示的方法制造由具有表1所示的化学成分(组成)的铁素体系不锈钢形成的试验片。首先,将表1所示的化学成分(组成)的铸钢通过真空熔解进行熔炼而制造40mm厚的钢锭,将其通过热轧而轧制成5mm厚。然后,基于各种再结晶行为,在温度800~
1000℃下进行1分钟的热处理,将氧化皮研磨除去,进而,通过冷轧制造厚度为0.8mm的钢板。然后,作为最终退火,基于各种再结晶行为,在温度800~1000℃下进行1分钟的热处理,将表面的氧化皮酸洗除去而作为供试材料,使用其制造No.1~28的试验片。另外,在表1所示的化学成分(组成)中,各元素的含量以质量%表示,剩余部分为铁及不可避免的杂质。下划线表示本发明的范围外的数值。
[0087]
[0088] 对于如此得到的No1~28的试验片,在以下所示的焊接条件下进行TIG焊接,如下所示算出黑点生成长度比。此外,对于No1~28的试验片,进行如下所示的腐蚀试验。
[0089] “焊接条件”2
[0090] TIG焊接在输送速度50cm/min、线能量550~650J/cm 的条件下对相同钢种进行对接。作为保护,在焊炬侧、背面侧均使用氩气。
[0091] “黑点生成长度比”
[0092] 黑点生成长度比作为表示TIG焊接后的黑点的生成量的基准而求出。黑点生成长度比将在焊接部产生的各黑点的焊接方向的长度累计,将该累计值除以总焊接长度而求出。将焊接长度约10cm部分用数码相机进行拍摄而测定各黑点的长度,通过使用图像处理,计算焊接长度中的黑点的长度的总和相对于焊接长度的比而求出。
[0093] “腐蚀试验”
[0094] 腐蚀试验片使用对TIG焊接部进行鼓凸加工而成的试验片。鼓凸条件在根据JIS2247的埃里克森(Erichsen)试验条件下,以焊接试验片的背波侧作为表面,使用20mmφ的冲头。但是,由于鼓凸高度对应加工条件,因此,将加工在途中停止。停止高度(鼓凸高度)按6mm及7mm统一。腐蚀性评价根据JIS Z 2371,实施5%NaCl的连续喷雾试验,按48小时后的流锈的有无来评价。将在鼓凸高度为6mm的加工材料中通过5%NaCl的连续喷雾试验而在焊接部未确认到流锈的情况评价为“良”,将在鼓凸高度为7mm的加工材料中同样地未确认到锈的材料评价为“优良”。将在连续喷雾试验中产生流锈的情况评价为“不良”。
[0095] 从表1的化学成分求出的BI值、黑点成长长度比及腐蚀试验的结果示于表2。
[0096] 表2
[0097]
[0098] 如表2所示,在化学成分(组成)为本发明的范围且BI值为0.8以下的试验片No1~21中,黑点生成长度比小,TIG焊接后的黑点的生成少。
[0099] 其中,BI值为0.6以下的No1~15、18、19中,进一步抑制了黑点的生成,进而,在BI值为0.4以下的No1~13中,其生成长度为10%以下,几乎抑制了其发生。
[0100] 进而,在鼓凸高度为6mm的试验片No1~21中,通过埃里克森试验机进行加工后的耐蚀性试验片的5%NaCl的连续喷雾试验中未确认到来自焊接部的锈。进而,在加工更严格的鼓凸高度为7mm的试验片No1~21中,BI值为0.4以下的试验片中未确认到焊接部的锈,在超过0.4的试验片中确认到锈。
[0101] 另一方面,在BI值超过0.8的试验片No22、24、26~28中,TIG焊接后的黑点生成长度比大,在腐蚀试验中均确认到来自焊接部的锈。在通过放大镜对试验片No22、24、26~28的锈产生部进行放大观察时,在黑点与焊道部的边界确认到剥离。Al、Ti、Si、Ca成为规定以上的浓度的No22、26、27、28在腐蚀试验中产生了锈。
[0102] 此外,在Cr的组成比低于16%的试验片No25及Ti的组成比低于0.05%的试验片No23中,在腐蚀试验中确认到锈的产生。
[0103] “实验例1”
[0104] 除了将具有以下所示的化学成分(组成)的铁素体系不锈钢通过冷轧而制成厚度为1mm的钢板以外,与No1的试验片的制造方法同样地制造供试材料。使用其得到试验片A及试验片B。
[0105] “化学成分(组成)”
[0106] 试验片A
[0107] C:0.007%、N:0.011%、Si:0.12%、Mn:0.18%,P:0.22%、S:0.001%、Cr:19.4%、Al:0.06%、Ti:0.15%、Ca:0.0005%、剩余部分:铁和不可避免的杂质[0108] 试验片B
[0109] C:0.009%、N:0.010%、Si:0.25%、Mn:0.15%,P:0.21%、S:0.001%、Cr:20.2%、Al:0.15%、Ti:0.19%、Ca:0.0015%、剩余部分:铁和不可避免的杂质[0110] 对于如此得到的试验片A及试验片B,在与No1的试验片同样的焊接条件下进行TIG焊接,观察在TIG焊接时在背侧生成的黑点的外观。
[0111] 其结果示于图1A、图1B。
[0112] 图1A是表示在TIG焊接时在背侧生成的黑点的外观的照片。此外,图1B是表示在TIG焊接时在背侧生成的黑点的外观的示意图,是与图1A所示的照片对应的图。
[0113] 在图1A及图1B中,左侧是BI值为0.49的试验片A的照片、图,右侧是BI值为1.07的试验片B的照片、图。
[0114] 在图1A、图1B中,如箭头所示,在BI值为0.49的试验片A及BI值为1.07的试验片B双方中散见斑点状的黑点。但是,在BI值大的试验片B(右侧的照片)中,可知黑点更多地产生。
[0115] 此外,对于BI值为1.07的试验片B,对于焊道部和黑点部2个部位,进行俄歇电子光谱分析(AES)测定。将其结果示于图2A、图2B。
[0116] 另外,在AES测定中,使用扫描型FE俄歇电子光谱装置,在加速电压为10keV、点径为约40nm、溅射速度为15nm/min的条件下,实施测定直至氧的强度几乎无法观测到为止。另外,AES的测定点小,因此,有时因测定位置产生误差,但是,本次采用作为表示概略的厚度的方法。
[0117] 图2A、图2B是表示通过AES测定试验片的背侧的黑点及焊道部的元素深度分布(深度方向的元素的浓度分布)而得到的结果的图表。图2A为焊道部的结果,图2B为黑点的结果。
[0118] 如图2A所示,焊道部是Ti为主体、且包含Al、Si的厚度为数百 的氧化物。另一方面,如图2B所示,黑点是Al为主体、且包含Ti、Si、Ca的厚度为数千 的厚氧化物。此外,从图2B所示的黑点的图表确认到,Al在黑点中以最高浓度含有,Ca虽然在钢中的含量少,但是在黑点中以高浓度含有。
[0119] “实验例2”
[0120] 将具有以C:0.002~0.015%、N:0.02~0.015%、Cr:16.5~23%、Ni:0~1.5%、Mo:0~2.5%为基本组成、作为黑点的主成分的Al、Ti、Si、Ca等的含量不同的各种化学成分(组成)的铁素体系不锈钢的供试材料通过与试验片A同样的制造方法制造得到。
使用其得到多个试验片。
[0121] 对于如此得到的多个试验片,在与No1的试验片同样的焊接条件下进行TIG焊接,与No1的试验片同样地算出黑点生成长度比。
[0122] 其结果是,显示出Al、Ti、Si、Ca越是增加、黑点生成长度比越大的倾向。并判明了:这些元素是与氧的亲和力特别强的元素,其中,Al的效果特别大,并且,Ca虽然在钢中的含量少,但是对黑点的影响大。此外可知,关于Ti、Si,也同样地对黑点的生成有贡献。
[0123] 由此可知,在Al、Ti、Si、Ca的添加量多的情况下,即使实施保护,黑点产生的可能性也大,特别是Al、Ti对黑点的生成产生很大影响。
[0124] 此外,对于多个试验片,分别算出下述式(1)所示的BI值,调查出与黑点生成长度比的关系。
[0125] BI=3Al+Ti+0.5Si+200Ca≤0.8 (1)
[0126] (另外,式(1)中的Al、Ti、Si、Ca为钢中的各成分的含量[质量%]。)[0127] 其结果示于图3。图3是表示BI值与黑点生成长度比的关系的图表。如图3所示可知,BI值越大,黑点生成长度比越大。
[0128] 此外,对于多个试验片,分别与No1的试验片同样地进行腐蚀试验。将其结果示于图4。图4是表示BI值与加工后进行了喷雾试验后的耐蚀性评价结果的关系的图表。图中,双圆(◎)表示优良的结果,圆(○)表示良的结果,×表示不良的结果。如图4所示,在BI值为0.8以下的情况下,在鼓凸高度为6mm的试验片中,未发生腐蚀,特别是在0.4以下时,即使在鼓凸高度为7mm的试验片中也未发现腐蚀,因此非常良好。
[0129] 产业上的可利用性
[0130] 本发明的铁素体系不锈钢在如外部装饰材料、建材、室外设备类、储水/储热水罐、家电产品、浴槽、厨房设备、潜热回收型燃气热水器的排水回收器和其热交换器、各种焊接管等、其他室外/室内的一般的用途中,能适当地用于在TIG焊接形成的结构体中以耐蚀性为必需的部件。本发明的铁素体系不锈钢尤其适合于在TIG焊接后实施加工的部件。此外,本发明的铁素体系不锈钢不仅耐蚀性优良,而且TIG焊接部的加工性也优良,因此也可广泛地适用于加工严格的用途。
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