[发明专利]焊接部的耐腐蚀性优良的铁素体系不锈钢

说明书

本发明提供焊接部的耐腐蚀性优良的铁素体系不锈钢。一种铁素体系不锈钢，其特征在于，以质量％计，含有C：0.001～0.025％、Si：0.05～0.30％、Mn：0.35～2.0％、P：0.05％以下、S：0.01％以下、Al：0.05～0.80％、N：0.001～0.025％、Cr：16.0～20.0％、Ti：0.12～0.50％、Nb：0.002～0.050％、Cu：0.30～0.80％、Ni：0.05％以上且小于0.50％、V：0.01～0.50％，并且满足下述式(1)，余量由Fe和不可避免的杂质构成。0.50＜25×C+18×N+Ni+0.11×Mn+0.46×Cu(1)。需要说明的是，式中的元素符号是指各元素的含量(质量％)。

技术领域

本发明涉及不易因进行焊接时从焊接对象材料侵入至焊缝的碳和氮或者从大气侵入的氮而发生耐腐蚀性的降低的铁素体系不锈钢。

背景技术

与奥氏体系不锈钢相比，铁素体系不锈钢能够以少的Ni量确保耐腐蚀性。Ni是价格昂贵的元素，因此，与奥氏体系不锈钢相比，铁素体系不锈钢能够以低成本进行制造。另外，与奥氏体系不锈钢相比，铁素体系不锈钢具有热导率高、热膨胀率小、并且不易发生应力腐蚀开裂等优良的特性。因此，铁素体系不锈钢被应用于汽车排气系统构件、屋顶或门窗等建筑材料、厨房设备或储水罐、储热水罐等水管装置用材料等广泛的用途中。

制作这些结构物时，多数情况下将奥氏体系不锈钢、特别是SUS304(18％Cr-8％Ni)(JIS G 4305)等与铁素体系不锈钢组合使用。作为这样的不锈钢的焊接方法，一般使用TIG焊接。这种情况下，也要求对焊接部具有与母材部同样良好的耐腐蚀性。

针对这样的课题，提出了如下方法：通过添加与C和N的亲和力比Cr大的Ti或Nb，将C和N以Ti或Nb的碳氮化物的形式固定，抑制Cr碳氮化物的生成而抑制敏化的发生，确保良好的耐腐蚀性。例如，在专利文献1中公开了通过复合添加Ti和Nb而提高了铁素体系不锈钢的耐晶界耐腐蚀性的钢。另外，在专利文献2中公开了通过添加Nb而提高了耐晶界腐蚀性的钢。

但是，任意一个发明都需要添加0.3质量％以上的Mo。Mo是使母材的耐腐蚀性提高的元素。但是，Mo是强的铁素体生成元素，因此，在添加有0.3质量％的Mo的情况下，焊接部的铁素体相的生成被促进，从而助长焊接部的敏化，因此不能得到充分的焊接部的耐腐蚀性。另外，均需要添加0.1质量％以上的Nb。但是，在对含有大量Nb的钢进行焊接时，固溶Nb在焊接部以粗大Nb析出物的形式生成，有时会产生焊接裂纹等问题。考虑到制造性、实用性时，通过仅添加Nb、Ti等碳氮化物生成元素而得到焊接部的耐腐蚀性无法说是最佳对策。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-270290号公报

专利文献2：日本特开2010-202916号公报

发明内容

发明所要解决的问题

因此，本发明的目的在于提供无需过度添加Ti、Nb的、焊接部的耐腐蚀性优良的铁素体系不锈钢。

用于解决问题的方法

为了解决上述问题，本发明人对以往以来能够抑制焊接部的耐腐蚀性的降低的技术进行了深入研究。首先，发明人使用16～20质量％Cr钢针对用于得到充分的焊接部的耐腐蚀性所允许的敏化的程度系统地进行了考察。其结果发现，由敏化引起的焊接部的耐腐蚀性的降低在由Cr碳氮化物包覆的铁素体相的晶界包覆率(关于晶界包覆率，参考实施例的测定方法)超过40％时变得明显。

接着，本发明人对降低由Cr碳氮化物包覆的铁素体相的晶界包覆率的方法进行了研究。其结果发现，通过添加作为奥氏体生成元素的Mn和Cu而使奥氏体相稳定化对于提高焊接部的耐腐蚀性是极其有效的。