耐Ｃｕ脆化割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒
【課題】耐Ｃｕ脆化割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒を提供する。
【解決手段】被覆剤中に、溶接棒全質量に対する質量％で、Ｃｕ：０．０５〜３．０％を含有し、さらに、Ｂｉ：０．０５〜０．２％、Ｂｉ２Ｏ３：０．０５〜０．２％のうちの１種または２種を含み、かつ、ＢｉとＢｉ２Ｏ３の合計含有量を０．２％以下とし、さらに、心線と被覆剤の一方または両方を合計して、溶接棒全質量に対する質量％で、Ｃ：０．００５〜０．０５％、Ｓｉ：０．１〜１．６％、Ｍｎ：０．１〜２．５％、Ｃｒ：１５．０〜３０．０％、Ｎｉ：７．５〜２５．０％、Ｍｏ：０．５〜６．７％、Ｃｕ：０．０５〜５．０％、Ｎ：０．０５〜０．３５％を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなるオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒。
【解決手段】被覆剤中に、溶接棒全質量に対する質量％で、Ｃｕ：０．０５〜３．０％を含有し、さらに、Ｂｉ：０．０５〜０．２％、Ｂｉ２Ｏ３：０．０５〜０．２％のうちの１種または２種を含み、かつ、ＢｉとＢｉ２Ｏ３の合計含有量を０．２％以下とし、さらに、心線と被覆剤の一方または両方を合計して、溶接棒全質量に対する質量％で、Ｃ：０．００５〜０．０５％、Ｓｉ：０．１〜１．６％、Ｍｎ：０．１〜２．５％、Ｃｒ：１５．０〜３０．０％、Ｎｉ：７．５〜２５．０％、Ｍｏ：０．５〜６．７％、Ｃｕ：０．０５〜５．０％、Ｎ：０．０５〜０．３５％を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなるオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼の被覆アーク溶接棒に関し、特に石炭焚きボイラーやごみ焼却施設の煙突・煙道のような硫酸および塩酸環境、あるいは、海水淡水化プラントや海水熱交換器のような塩化物環境下で使用される高耐食ステンレス鋼の溶接に用いられ、母材と同等の耐食性を有する溶接金属が得られるとともに、耐Ｃｕ脆化割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、耐食性の要求される環境で使用するオーステナイト系ステンレス鋼は、ＪＩＳに規定されているＳＵＳ３０４、非酸化性酸に対する耐食性を向上させる目的にＮｉを増量し、Ｍｏを添加したＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１７、また、硫酸腐食環境下での耐食性を向上させるためにＣｕを適量添加したＳＵＳ３１６Ｊ１(１８Ｃｒ−１２Ｎｉ−２Ｍｏ−２Ｃｕ)、ＳＵＳ３１７Ｊ５Ｌ（２１Ｃｒ−２４．５Ｎｉ−４．５Ｍｏ−１．５Ｃｕ−低Ｃ）などがあり、腐食環境に応じてこれらの鋼種が選択されている。さらに、硫酸環境下での使用を目的としてＣｕが１．０〜３．０％添加されたオーステナイト系ステンレス鋼が知られている（例えば特許文献１および２、参照）。
これらのステンレス鋼の溶接に際しては、溶接金属の耐食性が母材と同等となるように、溶接材料にもＣｕが適量添加されており、Ｃｕを０．５〜１．０％含有した高耐食ステンレス鋼用のＴＩＧおよびプラズマ溶接ワイヤ（例えば特許文献３、参照）、Ｃｕを０．８〜２．４％含有した高耐食ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ（例えば特許文献４、参照）、Ｃｕを２．５〜４．５％含有した高耐食ステンレス鋼用溶接ワイヤ（例えば特許文献５、参照）が提案され、ガスシールドアーク溶接に用いられている。
【０００３】
一方、例えば、石炭焚きボイラーやごみ焼却施設の煙突・煙道のライニングなどには溶接作業の効率性からガスシールドアーク溶接よりも被覆アーク溶接を用いるのが一般的である。このような用途に適用するために、発明者らは、ステンレス鋼心線または被覆剤の一方もしくは両方に溶接棒全質量に対する質量％で、Ｃｕを０．３〜１．８％含有した高耐食ステンレス鋼用被覆アーク溶接棒（例えば特許文献６、参照）を提案した。しかし、その後の検討の結果、この高耐食ステンレス鋼用被覆アーク溶接棒により得られる溶接金属の耐食性、耐ブローホール性、スラグ剥離性は良好となるが、被覆剤中に含有するＣｕに起因し、溶融境界近傍の溶接熱影響部に微細割れが発生し、溶接部の靱性や疲労強度を低下させるという新たな技術的課題があることが判明した。
Ｃｕを含有したステンレス鋼用被覆アーク溶接棒を製造する場合は、Ｃｕを含有したステンレス鋼心線を用いると製造コストが高くなるため、Ｃｕは少なくとも被覆剤中に含有させ、心線中にはＣｕを全く含有させないか、或いは、Ｃｕ量調整のために含有させる方法が工業的に一般化している。
【０００４】
しかしながら、発明者らの確認試験の結果によれば、Ｃｕを多量に被覆剤中に含有した被覆アーク溶接棒を用いて溶接する場合には、被覆剤が溶融した後、Ｃｕを含有したスラグが高温の溶接金属および溶接熱影響部を覆うが、Ｃｕはスラグより融点が低いため、スラグが凝固した後も、Ｃｕはスラグ中で溶融状態のまま残留する。この溶融状態のＣｕはスラグから溶接金属および溶接熱影響部のオーステナイト粒界に浸入し、特に溶融線近傍でＣｕ脆化割れを発生させる原因となることがわかった。
このＣｕ脆化割れは溶接部の靱性や疲労強度を低下させるとともに、腐食の起点となるため、母材と同等の機械的特性および耐食性を有する溶接継手が得られるための耐Ｃｕ脆化割れ性に優れた共金系のオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒の開発が望まれている。
【特許文献１】特願平２−１７０９４６号公報
【特許文献２】特開２００３−３２８０８７号公報
【特許文献３】特開平１−９５８９５号公報
【特許文献４】特開平３−８６３９２号公報
【特許文献５】特開２００３−３１１４７２号公報
【特許文献６】特開２００２−２４８５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の背景技術の問題点に鑑みて、Ｃｕを含有する高耐食オーステナイト系ステンレス鋼用の共金系被覆アーク溶接棒であって、母材と同等の機械的特性および耐食性を有する溶接部が得られるとともに、耐Ｃｕ脆化割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであって、その要旨とするところは下記の通りである。
（１）オーステナイト系ステンレス鋼心線に被覆剤を被覆塗装してなる被覆アーク溶接棒において、前記被覆剤中に、溶接棒全質量に対する質量％で、Ｃｕ：０．０５〜３．０％を含有し、さらに、Ｂｉ：０．０５〜０．２％、および、Ｂｉ2Ｏ3：０．０５〜０．２％のうちの１種または２種を含み、かつ、ＢｉとＢｉ2Ｏ3の合計含有量が０．２％以下であることを特徴とする耐Ｃｕ脆化割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒。
（２）前記オーステナイト系ステンレス鋼心線および前記被覆剤のいずれか一方または両方に、さらに、溶接棒全質量に対する質量％で、Ｃ：０．００５〜０．０５％、Ｓｉ：０．１〜１．６％、Ｍｎ：０．１〜２．５％、Ｃｒ：１５．０〜３０．０％、Ｎｉ：７．５〜２５．０％、Ｍｏ：０．５〜６．７％、Ｃｕ：０．０５〜５．０％、Ｎ：０．０５〜０．３５％を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなることを特徴とする上記（１）項に記載の耐Ｃｕ脆化割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、高耐食オーステナイト系ステンレス鋼溶接部の健全性が確保される耐Ｃｕ脆化割れ性が優れた被覆アーク溶接棒を容易にかつ安価に提供することを可能としたものであり、本発明の適用により産業の発展に貢献するところは極めて大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明者らは、被覆剤中にＣｕを添加した種々のオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒を試作し、Ｃｕ脆化割れを防止する被覆アーク溶接棒を見いだすことを目的として調査、検討した。その結果、被覆剤中にＢｉまたはＢｉ2Ｏ3を含有させることで、耐Ｃｕ脆化割れ性が改善されることが判明した。
以下、本発明について詳細に説明する。
ステンレス心線に被覆塗装されたＣｕを含有する被覆剤は、溶接アークによって溶融した後、溶接金属中に混入し、溶接金属のＣｕ量を所定の成分に調整される。それとともに、溶融された被覆剤は、溶接金属および溶接熱影響部の表面を覆い、スラグとして凝固することによって、高温の溶接金属および溶接熱影響部を大気から遮断し、酸化および窒化を防止する役割を担う。しかし、被覆剤中にＣｕを多量に含有した被覆アーク溶接棒を用いて溶接する場合には、被覆剤中のＣｕに起因して溶接部の特に溶融線近傍でＣｕ脆化割れを発生させる原因となることがわかった。
【０００９】
つまり、発明者らの確認試験によれば、スラグは大気と接するスラグ最外層から内面の鋼板方向に向かって凝固するため、分配係数の小さいＣｕはスラグ中の残留液相中に排出されながら凝固が進行し、スラグの最終凝固域である鋼板の表面近傍で薄い膜状となってＣｕは濃化する。さらに、Ｃｕはスラグより融点が低いため、被覆剤が溶融した後、スラグが凝固を完了した時点でも、高温状態の鋼板表面近傍に濃化したＣｕは液相状態で凝固したスラグ中に残留し、このＣｕが溶接部（溶接金属または溶接熱影響部）、特に溶融線近傍の粗大化したオーステナイト粒界に浸入する結果、Ｃｕ脆化割れを発生させることが判明した。
【００１０】
そこで、発明者らは上記メカニズムで発生すると考えられるＣｕ脆化割れの発生を抑制するために、Ｃｕと同様にスラグより融点が低く、かつＣｕより酸素との親和力が強いＢｉに着目した。
一般に、ＢｉまたはＢｉ2Ｏ3は、フラックス入りワイヤによるアーク溶接のフラックス中またはサブマージアーク溶接のフラックス中に添加され、溶接時にスラグの剥離性を向上させる作用があることが知られている。しかし、被覆アーク溶接ではその効果がほとんどないため、一般に、被覆アーク溶接棒の被覆剤中には添加されていない。
【００１１】
本発明者らは、被覆剤中にＣｕと共にＢｉまたはＢｉ2Ｏ3を添加した被覆アーク溶接棒を作製し、これを用いた溶接試験を行なった。その結果、溶接時に被覆剤が溶融した後、スラグが凝固する段階で、ＣｕおよびＢｉはともに残留液相中に排出されながら凝固が進行するが、Ｃｕより酸素との親和力の強く、かつ鋼板との濡れ性も良好なＢｉは、Ｃｕより先に鋼板表面に酸化膜層を形成し、その上層にＣｕ濃化層が形成されることが判明した。この結果、Ｃｕ濃化層と鋼板表面は、その間に介在するＢｉ酸化膜層によって分断され、高温状態の凝固スラグ中に溶融状態のＣｕが存在しても、Ｃｕ融液が溶接部の粗大化したオーステナイト粒界へ浸入することを抑える作用により、Ｃｕ脆化割れが大幅に防止できることが判明した。
【００１２】
本発明は、上記知見に基づいて完成させたものであり、Ｃｕ脆化割れが発生しないためには、被覆剤中にＣｕと共にＢｉまたはＢｉ2Ｏ3を含有することが必要となる。
以下に、本発明のオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒中の成分組成の限定理由を述べる。なお、以下に示す「％」は特段の説明がない限り、「質量％」を意味するものとする。また、本発明において、溶接棒全質量に対する質量％とは、下記（Ａ）式で定義されるものを示す。
溶接棒全質量に対する質量％＝心線中の含有％×（１００−被覆率）／１００＋被覆剤中の含有％×被覆率／１００ ・・・（Ａ）
但し、上記「心線中の含有％」は心線全質量に対する心線に含有する成分の質量％、上記「被覆剤中の含有％」は被覆剤全質量に対する被覆剤に含有する成分の質量％を意味し、さらに、上記「被覆率」とは溶接棒全質量に対する被覆剤全質量の占める割合を意味する。
【００１３】
まず、本発明において限定する被覆剤の成分について、以下に説明する。
Ｃｕ：Ｃｕは耐食性を高めるのに顕著な効果があり、特にＮｉ、Ｍｏ、Ｎと共存の形で硫酸環境および塩水環境などで高い耐食性を得るために必須の元素である。溶接棒全質量に対する質量％でＣｕが０．０５％以上で共存添加効果が著しく、３．０％を超えると耐食性は飽和するだけでなく、後述するＢｉ、Ｂｉ2Ｏ3の添加によっても被覆剤中に含有するＣｕ起因の脆化割れを十分に抑制することは困難となる。したがって、その含有量を被覆剤中に溶接棒全質量に対する質量％で、０．０５〜３．０％に限定する。
なお、後述するように被覆剤と心線の両方にＣｕを含有させる場合には、被覆剤中のＣｕ含有量の上限：３．０％を超えないように、心線中にＣｕを更に溶接棒全質量に対する質量％で５．０％含有させることはできる。
また、被覆アーク溶接棒の場合、被覆率は一般的に２５〜５０％であるため、溶接棒全質量に対する質量％でＣｕを０．０５〜３．０％に確保するためには、オーステナイト系ステンレス鋼心線にＣｕを含有しない場合も考慮して、被覆剤中には、被覆剤全質量に対する質量％で、０．１〜１２．０％を含有する必要がある。
【００１４】
Ｂｉ：Ｂｉは酸素との親和力の強く、鋼板との濡れ性も良好なために、スラグの凝固中ではＣｕより先に鋼板表面に酸化膜層を形成する。このＢｉ酸化膜の上層にＣｕ濃化層が形成されが、Ｂｉ酸化膜層によって溶融したＣｕが鋼板のオーステナイト粒界へ浸入するのを阻止し、割れが防止できる。この割れ防止効果は被覆剤中に溶接棒全質量に対する質量％で０．０５以上を含有すると効果が著しい。一方、被覆剤中のＢｉは溶接金属中にも混入するが、０．２％を超えると、高温割れが発生したり、溶接金属の延性を低下させる。したがって、その含有量を溶接棒全質量に対する質量％で、０．０５〜０．２％に限定する。
なお、通常、オーステナイト系ステンレス鋼心線にはＢｉを含有しないため、被覆率を考慮すると、被覆剤中には、被覆剤全質量に対する質量％で、０．１〜１．０％となる。
【００１５】
Ｂｉ2Ｏ3：Ｂｉ2Ｏ3は被覆剤が溶接アークによって溶融すると、溶融スラグ中では金属Ｂｉ単体となる。その後、スラグの凝固中には上記Ｂｉと同じ挙動を示す。したがって、その含有量を溶接棒全質量に対する質量％で、０．０５〜０．２％に限定する。
上記Ｂｉ及びＢｉ2Ｏ3は、これらのうちの１種または２種を上記範囲で被覆剤中に含有するが、Ｂｉ及びＢｉ2Ｏ3を同時に添加する場合は、高温割れおよび延性低下を防止する観点から、その合計含有量を０．２％以下に制限する。
本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼心線と用い、その上記被覆剤中の成分を限定することにより、従来に比べて溶接部の耐Ｃｕ脆化割れ性を十分に向上させることが可能となる。
【００１６】
また、本発明は、上記被覆剤中の成分以外に、被覆溶接棒におけるオーステナイト系ステンレス鋼心線および前記被覆剤のいずれか一方または両方に、以下の目的で、さらに、以下の成分を溶接棒全質量に対する質量％で以下の所定範囲で含有させることが好ましい。
Ｃ：Ｃは耐食性に有害であるが、強度の観点から０．００５％以上含有させるのが好ましい。その含有量が０．０５％超では溶接のままの状態および再熱を受けるとＣはＣｒと結合してＣｒ炭化物を析出し、耐粒界腐食性および耐孔食性が著しく劣化するとともに、溶接金属の靱性、延性が著しく低下するため、その含有量を０．０５％以下に限定した。
Ｓｉ：Ｓｉは脱酸元素およびスラグの剥離性を良くする元素として添加されるが、０．１％未満ではその効果が十分でなく、一方、その含有量が１．６％超では延性低下に伴い、靱性が大きく低下するとともに、溶接時の溶融溶込みも減少し、実用溶接上の問題になる。したがって、その含有量を０．１〜１．６％に限定した。
【００１７】
Ｍｎ：Ｍｎは脱酸元素として添加するが、その含有量が０．１％未満では効果が十分でなく、一方、２．５％を越えて添加すると延性が低下するのでその含有量を０．１〜２．５％に限定した。
Ｃｒ：Ｃｒはオーステナイト系ステンレス鋼の主要元素として不働態皮膜を形成し耐食性の向上に寄与する。このため、１５．０％以上含有させる必要がある。一方、Ｃｒ含有量が多いほど海水環境下での耐孔食性は向上するが、シグマ相などの脆い金属間化合物が析出しやすくなるため靱性が低下し、また、ワイヤ製造性が低下するとともに製造コストも高くなるため、その含有量の上限を３０．０％とした。
【００１８】
Ｎｉ：Ｎｉは中性塩環境や非酸化性の硫酸環境での腐食に対し、顕著な抵抗性を与え、かつ、不働態皮膜を強化するため、Ｎｉ含有量は多いほど耐食性に有効である。また、Ｎｉはオーステナイト生成元素でありオーステナイト系ステンレス鋼の主要元素として、オーステナイト相を生成・安定にする。このため、７．５％以上含有させる必要がある。しかしながら、Ｎｉは高価な元素であり、多量添加は製造コストが高くなるため、その含有量の上限を２５．０％とした。
Ｍｏ：Ｍｏは不働態皮膜を安定化して高い耐食性を得るのに極めて有効な元素であり、その効果を十分に得るために０．５％以上含有させるのが好ましい。特に塩化物環境での耐孔食性向上は顕著であるが、その含有量が６．７％を越えるとシグマ相など脆い金属間化合物を生成して溶接金属の靱性が低下するため、６．７％以下に制限する。
【００１９】
Ｃｕ：Ｃｕは上記の通り、耐食性を高めるのに顕著な効果があり、特にＮｉ、Ｍｏ、Ｎと共存の形で硫酸環境および塩水環境などで高い耐食性を得るために必須の元素である。０．０５％以上で共存添加効果が著しくなるが、５．０％を超えると耐食性は飽和するとともに延性が低下するため、その含有量は０．０５〜５．０％に限定した。なお、上述したように被覆剤と心線の両方にＣｕを含有させる場合には、被覆剤中のＣｕ含有量の上限：３．０％を超えないように、心線中にＣｕを更に溶接棒全質量に対する質量％で５．０％まで含有させても、上述したＢｉ、Ｂｉ2Ｏ3の添加作用によって被覆剤中に含有するＣｕ起因の脆化割れを十分に抑制することができる。
【００２０】
Ｎ：Ｎは強力なオーステナイト生成元素であり、塩化物環境下での耐孔食性を向上させるため、０．０５％以上含有させるのが好ましい。含有量が多いほどその効果は大きいが、０．３５％を超えて添加すると、窒化物が多量析出して延性を低下させるとともに、ブローホールが発生しやすくなるため、その含有量は０．３５％以下に限定した。
本発明では、オーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒として、上述のように成分含有量を規定した溶接棒を用いてオーステナイト系ステンレス鋼を溶接することにより、Ｃｕ脆化割れが発生せず、母材と同等の機械的特性および耐食性を有する溶接部が得られる。
なお、本発明の被覆アーク溶接棒の被覆剤中には、溶接中にＣＯ２ガスを発生して溶接金属を大気から遮断することを目的に、炭酸石灰、炭酸バリウム、炭酸マグネシウムなどの金属炭酸塩、良好なスラグ流動性を確保することを目的に、蛍石、氷晶石、弗化バリウムなどの金属弗化物、およびアーク状態を良好に保つ目的に、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＮａＯ２、Ｋ２Ｏなどの金属酸化物が含まれる。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例にて本発明を説明する。
表１に成分を示すオーステナイト系ステンレス鋼（板厚６．０ｍｍ）を母材として、開先角度６０°、ルート面1ｍｍの開先を作成した。また、表２に成分を示す供試心線に表３の成分の被覆剤を同じく表３に示す被覆率にて被覆塗装して、表４に示す被覆アーク溶接棒を作成した。なお、表３中のその他のスラグ剤は、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、氷晶石、弗化バリウム、ＮａＯ２、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＦｅＯ、Ａｌ２Ｏ３などであり、これらの合計含有量を示した。溶接方法は、棒径３．２ｍｍの溶接棒を用い、溶接電流１００〜１４０Ａ、アーク電圧２０〜２５Ｖ、溶接速度１０〜２０ｃｍ／ｍｉｎで下向き溶接を行った。
【００２２】
次に、それぞれの溶接継手から、ＪＩＳ Ｚ ３１２２に規定の表曲げ試験片を採取し、Ｒ＝２ｔ、曲げ角度１８０°で欠陥の有無を調査した。また、それぞれの溶接部の表層より溶接金属と溶接熱影響部の両方を含む腐食試験片を採取し、各種腐食試験を実施した。硫酸腐食性試験では、厚さ：３ｍｍ、幅：３０ｍｍ、長さ：３０ｍｍの試験片の全面を６００番エメリー紙で湿式研磨、脱脂後、４０℃の５０％硫酸溶液中に６時間浸漬し、浸漬前後の重量を測定して腐食減量を評価した。孔食試験では、４０℃の３．５％ＮａＣｌ溶液中にて孔食電位の測定をＪＩＳ Ｇ ０５７７に規定される方法に準拠して実施した。
【００２３】
表５に、曲げ試験結果、硫酸腐食試験結果、孔食試験結果を示す。曲げ試験結果は、溶接長さ２０ｃｍ当たりの溶融線近傍の割れ個数を示す。なお、発生した割れについては、断面検鏡を行い、これらの割れがＣｕ脆化割れであることを確認した。また、孔食試験結果は、電流密度：１００ｍＡ／ｃｍ2の時の電位を示し、孔食電位の○印は、孔食は発生せず水の電気分解により酸素が発生したものを示す。
【００２４】
表５において、本発明例の記号１〜記号６は、被覆剤中のＣｕ含有量に関わらず、表曲げ試験において割れは確認されず、耐Ｃｕ脆化割れ性に優れていることがわかる。また、硫酸腐食試験および孔食電位測定においても良好な結果が得られている。一方、比較例の記号７〜記号１１は、ＢｉまたはＢｉ2Ｏ3が被覆剤中に添加されていないため、本発明の効果は発揮されず、表曲げ試験において、多数の割れが発生し、これらの割れはＣｕ脆化割れであることも確認された。また、記号７、記号８、記号１０、記号１１の被覆剤処方は、それぞれ、本発明の記号１、記号３、記号４、記号６の被覆剤よりＢｉまたはＢｉ2Ｏ3のみを削除したものであり、表４の溶接棒の成分では、Ｂｉ以外は同一成分であるのに関わらず、孔食電位が低下している。これは、上述の通りＣｕ脆化割れが起こっているため、これらが腐食の起点となったためである。また、記号９は、記号８とＣｕ以外はほぼ同一成分であるが、Ｃｕが本発明範囲より少ないため、著しい硫酸腐食が発生している。記号１２は、被覆剤中にＢｉおよびＢｉ2Ｏ3が含まれているため、表曲げ試験では割れは発生せず、耐Ｃｕ脆化割れ性は優れているが、ＢｉおよびＢｉ2Ｏ3添加量が本発明範囲より多いため、溶接中に凝固割れが発生している。
【００２５】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼の被覆アーク溶接棒に関し、特に石炭焚きボイラーやごみ焼却施設の煙突・煙道のような硫酸および塩酸環境、あるいは、海水淡水化プラントや海水熱交換器のような塩化物環境下で使用される高耐食ステンレス鋼の溶接に用いられ、母材と同等の耐食性を有する溶接金属が得られるとともに、耐Ｃｕ脆化割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、耐食性の要求される環境で使用するオーステナイト系ステンレス鋼は、ＪＩＳに規定されているＳＵＳ３０４、非酸化性酸に対する耐食性を向上させる目的にＮｉを増量し、Ｍｏを添加したＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１７、また、硫酸腐食環境下での耐食性を向上させるためにＣｕを適量添加したＳＵＳ３１６Ｊ１(１８Ｃｒ−１２Ｎｉ−２Ｍｏ−２Ｃｕ)、ＳＵＳ３１７Ｊ５Ｌ（２１Ｃｒ−２４．５Ｎｉ−４．５Ｍｏ−１．５Ｃｕ−低Ｃ）などがあり、腐食環境に応じてこれらの鋼種が選択されている。さらに、硫酸環境下での使用を目的としてＣｕが１．０〜３．０％添加されたオーステナイト系ステンレス鋼が知られている（例えば特許文献１および２、参照）。
これらのステンレス鋼の溶接に際しては、溶接金属の耐食性が母材と同等となるように、溶接材料にもＣｕが適量添加されており、Ｃｕを０．５〜１．０％含有した高耐食ステンレス鋼用のＴＩＧおよびプラズマ溶接ワイヤ（例えば特許文献３、参照）、Ｃｕを０．８〜２．４％含有した高耐食ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ（例えば特許文献４、参照）、Ｃｕを２．５〜４．５％含有した高耐食ステンレス鋼用溶接ワイヤ（例えば特許文献５、参照）が提案され、ガスシールドアーク溶接に用いられている。
【０００３】
一方、例えば、石炭焚きボイラーやごみ焼却施設の煙突・煙道のライニングなどには溶接作業の効率性からガスシールドアーク溶接よりも被覆アーク溶接を用いるのが一般的である。このような用途に適用するために、発明者らは、ステンレス鋼心線または被覆剤の一方もしくは両方に溶接棒全質量に対する質量％で、Ｃｕを０．３〜１．８％含有した高耐食ステンレス鋼用被覆アーク溶接棒（例えば特許文献６、参照）を提案した。しかし、その後の検討の結果、この高耐食ステンレス鋼用被覆アーク溶接棒により得られる溶接金属の耐食性、耐ブローホール性、スラグ剥離性は良好となるが、被覆剤中に含有するＣｕに起因し、溶融境界近傍の溶接熱影響部に微細割れが発生し、溶接部の靱性や疲労強度を低下させるという新たな技術的課題があることが判明した。
Ｃｕを含有したステンレス鋼用被覆アーク溶接棒を製造する場合は、Ｃｕを含有したステンレス鋼心線を用いると製造コストが高くなるため、Ｃｕは少なくとも被覆剤中に含有させ、心線中にはＣｕを全く含有させないか、或いは、Ｃｕ量調整のために含有させる方法が工業的に一般化している。
【０００４】
しかしながら、発明者らの確認試験の結果によれば、Ｃｕを多量に被覆剤中に含有した被覆アーク溶接棒を用いて溶接する場合には、被覆剤が溶融した後、Ｃｕを含有したスラグが高温の溶接金属および溶接熱影響部を覆うが、Ｃｕはスラグより融点が低いため、スラグが凝固した後も、Ｃｕはスラグ中で溶融状態のまま残留する。この溶融状態のＣｕはスラグから溶接金属および溶接熱影響部のオーステナイト粒界に浸入し、特に溶融線近傍でＣｕ脆化割れを発生させる原因となることがわかった。
このＣｕ脆化割れは溶接部の靱性や疲労強度を低下させるとともに、腐食の起点となるため、母材と同等の機械的特性および耐食性を有する溶接継手が得られるための耐Ｃｕ脆化割れ性に優れた共金系のオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒の開発が望まれている。
【特許文献１】特願平２−１７０９４６号公報
【特許文献２】特開２００３−３２８０８７号公報
【特許文献３】特開平１−９５８９５号公報
【特許文献４】特開平３−８６３９２号公報
【特許文献５】特開２００３−３１１４７２号公報
【特許文献６】特開２００２−２４８５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の背景技術の問題点に鑑みて、Ｃｕを含有する高耐食オーステナイト系ステンレス鋼用の共金系被覆アーク溶接棒であって、母材と同等の機械的特性および耐食性を有する溶接部が得られるとともに、耐Ｃｕ脆化割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであって、その要旨とするところは下記の通りである。
（１）オーステナイト系ステンレス鋼心線に被覆剤を被覆塗装してなる被覆アーク溶接棒において、前記被覆剤中に、溶接棒全質量に対する質量％で、Ｃｕ：０．０５〜３．０％を含有し、さらに、Ｂｉ：０．０５〜０．２％、および、Ｂｉ2Ｏ3：０．０５〜０．２％のうちの１種または２種を含み、かつ、ＢｉとＢｉ2Ｏ3の合計含有量が０．２％以下であることを特徴とする耐Ｃｕ脆化割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒。
（２）前記オーステナイト系ステンレス鋼心線および前記被覆剤のいずれか一方または両方に、さらに、溶接棒全質量に対する質量％で、Ｃ：０．００５〜０．０５％、Ｓｉ：０．１〜１．６％、Ｍｎ：０．１〜２．５％、Ｃｒ：１５．０〜３０．０％、Ｎｉ：７．５〜２５．０％、Ｍｏ：０．５〜６．７％、Ｃｕ：０．０５〜５．０％、Ｎ：０．０５〜０．３５％を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなることを特徴とする上記（１）項に記載の耐Ｃｕ脆化割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、高耐食オーステナイト系ステンレス鋼溶接部の健全性が確保される耐Ｃｕ脆化割れ性が優れた被覆アーク溶接棒を容易にかつ安価に提供することを可能としたものであり、本発明の適用により産業の発展に貢献するところは極めて大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明者らは、被覆剤中にＣｕを添加した種々のオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒を試作し、Ｃｕ脆化割れを防止する被覆アーク溶接棒を見いだすことを目的として調査、検討した。その結果、被覆剤中にＢｉまたはＢｉ2Ｏ3を含有させることで、耐Ｃｕ脆化割れ性が改善されることが判明した。
以下、本発明について詳細に説明する。
ステンレス心線に被覆塗装されたＣｕを含有する被覆剤は、溶接アークによって溶融した後、溶接金属中に混入し、溶接金属のＣｕ量を所定の成分に調整される。それとともに、溶融された被覆剤は、溶接金属および溶接熱影響部の表面を覆い、スラグとして凝固することによって、高温の溶接金属および溶接熱影響部を大気から遮断し、酸化および窒化を防止する役割を担う。しかし、被覆剤中にＣｕを多量に含有した被覆アーク溶接棒を用いて溶接する場合には、被覆剤中のＣｕに起因して溶接部の特に溶融線近傍でＣｕ脆化割れを発生させる原因となることがわかった。
【０００９】
つまり、発明者らの確認試験によれば、スラグは大気と接するスラグ最外層から内面の鋼板方向に向かって凝固するため、分配係数の小さいＣｕはスラグ中の残留液相中に排出されながら凝固が進行し、スラグの最終凝固域である鋼板の表面近傍で薄い膜状となってＣｕは濃化する。さらに、Ｃｕはスラグより融点が低いため、被覆剤が溶融した後、スラグが凝固を完了した時点でも、高温状態の鋼板表面近傍に濃化したＣｕは液相状態で凝固したスラグ中に残留し、このＣｕが溶接部（溶接金属または溶接熱影響部）、特に溶融線近傍の粗大化したオーステナイト粒界に浸入する結果、Ｃｕ脆化割れを発生させることが判明した。
【００１０】
そこで、発明者らは上記メカニズムで発生すると考えられるＣｕ脆化割れの発生を抑制するために、Ｃｕと同様にスラグより融点が低く、かつＣｕより酸素との親和力が強いＢｉに着目した。
一般に、ＢｉまたはＢｉ2Ｏ3は、フラックス入りワイヤによるアーク溶接のフラックス中またはサブマージアーク溶接のフラックス中に添加され、溶接時にスラグの剥離性を向上させる作用があることが知られている。しかし、被覆アーク溶接ではその効果がほとんどないため、一般に、被覆アーク溶接棒の被覆剤中には添加されていない。
【００１１】
本発明者らは、被覆剤中にＣｕと共にＢｉまたはＢｉ2Ｏ3を添加した被覆アーク溶接棒を作製し、これを用いた溶接試験を行なった。その結果、溶接時に被覆剤が溶融した後、スラグが凝固する段階で、ＣｕおよびＢｉはともに残留液相中に排出されながら凝固が進行するが、Ｃｕより酸素との親和力の強く、かつ鋼板との濡れ性も良好なＢｉは、Ｃｕより先に鋼板表面に酸化膜層を形成し、その上層にＣｕ濃化層が形成されることが判明した。この結果、Ｃｕ濃化層と鋼板表面は、その間に介在するＢｉ酸化膜層によって分断され、高温状態の凝固スラグ中に溶融状態のＣｕが存在しても、Ｃｕ融液が溶接部の粗大化したオーステナイト粒界へ浸入することを抑える作用により、Ｃｕ脆化割れが大幅に防止できることが判明した。
【００１２】
本発明は、上記知見に基づいて完成させたものであり、Ｃｕ脆化割れが発生しないためには、被覆剤中にＣｕと共にＢｉまたはＢｉ2Ｏ3を含有することが必要となる。
以下に、本発明のオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒中の成分組成の限定理由を述べる。なお、以下に示す「％」は特段の説明がない限り、「質量％」を意味するものとする。また、本発明において、溶接棒全質量に対する質量％とは、下記（Ａ）式で定義されるものを示す。
溶接棒全質量に対する質量％＝心線中の含有％×（１００−被覆率）／１００＋被覆剤中の含有％×被覆率／１００ ・・・（Ａ）
但し、上記「心線中の含有％」は心線全質量に対する心線に含有する成分の質量％、上記「被覆剤中の含有％」は被覆剤全質量に対する被覆剤に含有する成分の質量％を意味し、さらに、上記「被覆率」とは溶接棒全質量に対する被覆剤全質量の占める割合を意味する。
【００１３】
まず、本発明において限定する被覆剤の成分について、以下に説明する。
Ｃｕ：Ｃｕは耐食性を高めるのに顕著な効果があり、特にＮｉ、Ｍｏ、Ｎと共存の形で硫酸環境および塩水環境などで高い耐食性を得るために必須の元素である。溶接棒全質量に対する質量％でＣｕが０．０５％以上で共存添加効果が著しく、３．０％を超えると耐食性は飽和するだけでなく、後述するＢｉ、Ｂｉ2Ｏ3の添加によっても被覆剤中に含有するＣｕ起因の脆化割れを十分に抑制することは困難となる。したがって、その含有量を被覆剤中に溶接棒全質量に対する質量％で、０．０５〜３．０％に限定する。
なお、後述するように被覆剤と心線の両方にＣｕを含有させる場合には、被覆剤中のＣｕ含有量の上限：３．０％を超えないように、心線中にＣｕを更に溶接棒全質量に対する質量％で５．０％含有させることはできる。
また、被覆アーク溶接棒の場合、被覆率は一般的に２５〜５０％であるため、溶接棒全質量に対する質量％でＣｕを０．０５〜３．０％に確保するためには、オーステナイト系ステンレス鋼心線にＣｕを含有しない場合も考慮して、被覆剤中には、被覆剤全質量に対する質量％で、０．１〜１２．０％を含有する必要がある。
【００１４】
Ｂｉ：Ｂｉは酸素との親和力の強く、鋼板との濡れ性も良好なために、スラグの凝固中ではＣｕより先に鋼板表面に酸化膜層を形成する。このＢｉ酸化膜の上層にＣｕ濃化層が形成されが、Ｂｉ酸化膜層によって溶融したＣｕが鋼板のオーステナイト粒界へ浸入するのを阻止し、割れが防止できる。この割れ防止効果は被覆剤中に溶接棒全質量に対する質量％で０．０５以上を含有すると効果が著しい。一方、被覆剤中のＢｉは溶接金属中にも混入するが、０．２％を超えると、高温割れが発生したり、溶接金属の延性を低下させる。したがって、その含有量を溶接棒全質量に対する質量％で、０．０５〜０．２％に限定する。
なお、通常、オーステナイト系ステンレス鋼心線にはＢｉを含有しないため、被覆率を考慮すると、被覆剤中には、被覆剤全質量に対する質量％で、０．１〜１．０％となる。
【００１５】
Ｂｉ2Ｏ3：Ｂｉ2Ｏ3は被覆剤が溶接アークによって溶融すると、溶融スラグ中では金属Ｂｉ単体となる。その後、スラグの凝固中には上記Ｂｉと同じ挙動を示す。したがって、その含有量を溶接棒全質量に対する質量％で、０．０５〜０．２％に限定する。
上記Ｂｉ及びＢｉ2Ｏ3は、これらのうちの１種または２種を上記範囲で被覆剤中に含有するが、Ｂｉ及びＢｉ2Ｏ3を同時に添加する場合は、高温割れおよび延性低下を防止する観点から、その合計含有量を０．２％以下に制限する。
本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼心線と用い、その上記被覆剤中の成分を限定することにより、従来に比べて溶接部の耐Ｃｕ脆化割れ性を十分に向上させることが可能となる。
【００１６】
また、本発明は、上記被覆剤中の成分以外に、被覆溶接棒におけるオーステナイト系ステンレス鋼心線および前記被覆剤のいずれか一方または両方に、以下の目的で、さらに、以下の成分を溶接棒全質量に対する質量％で以下の所定範囲で含有させることが好ましい。
Ｃ：Ｃは耐食性に有害であるが、強度の観点から０．００５％以上含有させるのが好ましい。その含有量が０．０５％超では溶接のままの状態および再熱を受けるとＣはＣｒと結合してＣｒ炭化物を析出し、耐粒界腐食性および耐孔食性が著しく劣化するとともに、溶接金属の靱性、延性が著しく低下するため、その含有量を０．０５％以下に限定した。
Ｓｉ：Ｓｉは脱酸元素およびスラグの剥離性を良くする元素として添加されるが、０．１％未満ではその効果が十分でなく、一方、その含有量が１．６％超では延性低下に伴い、靱性が大きく低下するとともに、溶接時の溶融溶込みも減少し、実用溶接上の問題になる。したがって、その含有量を０．１〜１．６％に限定した。
【００１７】
Ｍｎ：Ｍｎは脱酸元素として添加するが、その含有量が０．１％未満では効果が十分でなく、一方、２．５％を越えて添加すると延性が低下するのでその含有量を０．１〜２．５％に限定した。
Ｃｒ：Ｃｒはオーステナイト系ステンレス鋼の主要元素として不働態皮膜を形成し耐食性の向上に寄与する。このため、１５．０％以上含有させる必要がある。一方、Ｃｒ含有量が多いほど海水環境下での耐孔食性は向上するが、シグマ相などの脆い金属間化合物が析出しやすくなるため靱性が低下し、また、ワイヤ製造性が低下するとともに製造コストも高くなるため、その含有量の上限を３０．０％とした。
【００１８】
Ｎｉ：Ｎｉは中性塩環境や非酸化性の硫酸環境での腐食に対し、顕著な抵抗性を与え、かつ、不働態皮膜を強化するため、Ｎｉ含有量は多いほど耐食性に有効である。また、Ｎｉはオーステナイト生成元素でありオーステナイト系ステンレス鋼の主要元素として、オーステナイト相を生成・安定にする。このため、７．５％以上含有させる必要がある。しかしながら、Ｎｉは高価な元素であり、多量添加は製造コストが高くなるため、その含有量の上限を２５．０％とした。
Ｍｏ：Ｍｏは不働態皮膜を安定化して高い耐食性を得るのに極めて有効な元素であり、その効果を十分に得るために０．５％以上含有させるのが好ましい。特に塩化物環境での耐孔食性向上は顕著であるが、その含有量が６．７％を越えるとシグマ相など脆い金属間化合物を生成して溶接金属の靱性が低下するため、６．７％以下に制限する。
【００１９】
Ｃｕ：Ｃｕは上記の通り、耐食性を高めるのに顕著な効果があり、特にＮｉ、Ｍｏ、Ｎと共存の形で硫酸環境および塩水環境などで高い耐食性を得るために必須の元素である。０．０５％以上で共存添加効果が著しくなるが、５．０％を超えると耐食性は飽和するとともに延性が低下するため、その含有量は０．０５〜５．０％に限定した。なお、上述したように被覆剤と心線の両方にＣｕを含有させる場合には、被覆剤中のＣｕ含有量の上限：３．０％を超えないように、心線中にＣｕを更に溶接棒全質量に対する質量％で５．０％まで含有させても、上述したＢｉ、Ｂｉ2Ｏ3の添加作用によって被覆剤中に含有するＣｕ起因の脆化割れを十分に抑制することができる。
【００２０】
Ｎ：Ｎは強力なオーステナイト生成元素であり、塩化物環境下での耐孔食性を向上させるため、０．０５％以上含有させるのが好ましい。含有量が多いほどその効果は大きいが、０．３５％を超えて添加すると、窒化物が多量析出して延性を低下させるとともに、ブローホールが発生しやすくなるため、その含有量は０．３５％以下に限定した。
本発明では、オーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒として、上述のように成分含有量を規定した溶接棒を用いてオーステナイト系ステンレス鋼を溶接することにより、Ｃｕ脆化割れが発生せず、母材と同等の機械的特性および耐食性を有する溶接部が得られる。
なお、本発明の被覆アーク溶接棒の被覆剤中には、溶接中にＣＯ２ガスを発生して溶接金属を大気から遮断することを目的に、炭酸石灰、炭酸バリウム、炭酸マグネシウムなどの金属炭酸塩、良好なスラグ流動性を確保することを目的に、蛍石、氷晶石、弗化バリウムなどの金属弗化物、およびアーク状態を良好に保つ目的に、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＮａＯ２、Ｋ２Ｏなどの金属酸化物が含まれる。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例にて本発明を説明する。
表１に成分を示すオーステナイト系ステンレス鋼（板厚６．０ｍｍ）を母材として、開先角度６０°、ルート面1ｍｍの開先を作成した。また、表２に成分を示す供試心線に表３の成分の被覆剤を同じく表３に示す被覆率にて被覆塗装して、表４に示す被覆アーク溶接棒を作成した。なお、表３中のその他のスラグ剤は、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、氷晶石、弗化バリウム、ＮａＯ２、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＦｅＯ、Ａｌ２Ｏ３などであり、これらの合計含有量を示した。溶接方法は、棒径３．２ｍｍの溶接棒を用い、溶接電流１００〜１４０Ａ、アーク電圧２０〜２５Ｖ、溶接速度１０〜２０ｃｍ／ｍｉｎで下向き溶接を行った。
【００２２】
次に、それぞれの溶接継手から、ＪＩＳ Ｚ ３１２２に規定の表曲げ試験片を採取し、Ｒ＝２ｔ、曲げ角度１８０°で欠陥の有無を調査した。また、それぞれの溶接部の表層より溶接金属と溶接熱影響部の両方を含む腐食試験片を採取し、各種腐食試験を実施した。硫酸腐食性試験では、厚さ：３ｍｍ、幅：３０ｍｍ、長さ：３０ｍｍの試験片の全面を６００番エメリー紙で湿式研磨、脱脂後、４０℃の５０％硫酸溶液中に６時間浸漬し、浸漬前後の重量を測定して腐食減量を評価した。孔食試験では、４０℃の３．５％ＮａＣｌ溶液中にて孔食電位の測定をＪＩＳ Ｇ ０５７７に規定される方法に準拠して実施した。
【００２３】
表５に、曲げ試験結果、硫酸腐食試験結果、孔食試験結果を示す。曲げ試験結果は、溶接長さ２０ｃｍ当たりの溶融線近傍の割れ個数を示す。なお、発生した割れについては、断面検鏡を行い、これらの割れがＣｕ脆化割れであることを確認した。また、孔食試験結果は、電流密度：１００ｍＡ／ｃｍ2の時の電位を示し、孔食電位の○印は、孔食は発生せず水の電気分解により酸素が発生したものを示す。
【００２４】
表５において、本発明例の記号１〜記号６は、被覆剤中のＣｕ含有量に関わらず、表曲げ試験において割れは確認されず、耐Ｃｕ脆化割れ性に優れていることがわかる。また、硫酸腐食試験および孔食電位測定においても良好な結果が得られている。一方、比較例の記号７〜記号１１は、ＢｉまたはＢｉ2Ｏ3が被覆剤中に添加されていないため、本発明の効果は発揮されず、表曲げ試験において、多数の割れが発生し、これらの割れはＣｕ脆化割れであることも確認された。また、記号７、記号８、記号１０、記号１１の被覆剤処方は、それぞれ、本発明の記号１、記号３、記号４、記号６の被覆剤よりＢｉまたはＢｉ2Ｏ3のみを削除したものであり、表４の溶接棒の成分では、Ｂｉ以外は同一成分であるのに関わらず、孔食電位が低下している。これは、上述の通りＣｕ脆化割れが起こっているため、これらが腐食の起点となったためである。また、記号９は、記号８とＣｕ以外はほぼ同一成分であるが、Ｃｕが本発明範囲より少ないため、著しい硫酸腐食が発生している。記号１２は、被覆剤中にＢｉおよびＢｉ2Ｏ3が含まれているため、表曲げ試験では割れは発生せず、耐Ｃｕ脆化割れ性は優れているが、ＢｉおよびＢｉ2Ｏ3添加量が本発明範囲より多いため、溶接中に凝固割れが発生している。
【００２５】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーステナイト系ステンレス鋼心線に被覆剤を被覆塗装してなる被覆アーク溶接棒において、前記被覆剤中に、溶接棒全質量に対する質量％で、
Ｃｕ：０．０５〜３．０％
を含有し、さらに、
Ｂｉ：０．０５〜０．２％、および、
Ｂｉ2Ｏ3：０．０５〜０．２％
のうちの１種または２種を含み、かつ、ＢｉとＢｉ2Ｏ3の合計含有量が０．２％以下であることを特徴とする耐Ｃｕ脆化割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒。
【請求項２】
前記オーステナイト系ステンレス鋼心線および前記被覆剤のいずれか一方または両方に、さらに、溶接棒全質量に対する質量％で、
Ｃ：０．００５〜０．０５％、
Ｓｉ：０．１〜１．６％、
Ｍｎ：０．１〜２．５％、
Ｃｒ：１５．０〜３０．０％、
Ｎｉ：７．５〜２５．０％、
Ｍｏ：０．５〜６．７％、
Ｃｕ：０．０５〜５．０％、
Ｎ：０．０５〜０．３５％
を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなることを特徴とする請求項１に記載の耐Ｃｕ脆化割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒。
【請求項１】
オーステナイト系ステンレス鋼心線に被覆剤を被覆塗装してなる被覆アーク溶接棒において、前記被覆剤中に、溶接棒全質量に対する質量％で、
Ｃｕ：０．０５〜３．０％
を含有し、さらに、
Ｂｉ：０．０５〜０．２％、および、
Ｂｉ2Ｏ3：０．０５〜０．２％
のうちの１種または２種を含み、かつ、ＢｉとＢｉ2Ｏ3の合計含有量が０．２％以下であることを特徴とする耐Ｃｕ脆化割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒。
【請求項２】
前記オーステナイト系ステンレス鋼心線および前記被覆剤のいずれか一方または両方に、さらに、溶接棒全質量に対する質量％で、
Ｃ：０．００５〜０．０５％、
Ｓｉ：０．１〜１．６％、
Ｍｎ：０．１〜２．５％、
Ｃｒ：１５．０〜３０．０％、
Ｎｉ：７．５〜２５．０％、
Ｍｏ：０．５〜６．７％、
Ｃｕ：０．０５〜５．０％、
Ｎ：０．０５〜０．３５％
を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなることを特徴とする請求項１に記載の耐Ｃｕ脆化割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒。
【公開番号】特開２００７−１０５７３４（Ｐ２００７−１０５７３４Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９５７９９（Ｐ２００５−２９５７９９）
【出願日】平成１７年１０月１１日（２００５．１０．１１）
【出願人】（５０３３７８４２０）新日鐵住金ステンレス株式会社 (247)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１１日（２００５．１０．１１）
【出願人】（５０３３７８４２０）新日鐵住金ステンレス株式会社 (247)
【Ｆターム（参考）】
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