WO2018180788A1 - 溶接性に優れた水素用高Mnオーステナイト系ステンレス鋼、それを用いた溶接継手および水素用機器、並びに溶接継手の製造方法 - Google Patents
溶接性に優れた水素用高Mnオーステナイト系ステンレス鋼、それを用いた溶接継手および水素用機器、並びに溶接継手の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018180788A1 WO2018180788A1 PCT/JP2018/011084 JP2018011084W WO2018180788A1 WO 2018180788 A1 WO2018180788 A1 WO 2018180788A1 JP 2018011084 W JP2018011084 W JP 2018011084W WO 2018180788 A1 WO2018180788 A1 WO 2018180788A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- hydrogen
- less
- stainless steel
- austenitic stainless
- mass
- Prior art date
Links
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 46
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical class [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 147
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 142
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims description 142
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 41
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 26
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 14
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 29
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 20
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 19
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 14
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 14
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 12
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 6
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000682 scanning probe acoustic microscopy Methods 0.000 description 5
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 4
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 4
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/32—Bonding taking account of the properties of the material involved
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/50—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/008—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
- B23K2103/05—Stainless steel
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Definitions
- the present invention relates to an austenitic stainless steel that is used in a high-pressure hydrogen gas and liquid hydrogen environment and has excellent weldability and hydrogen embrittlement resistance, a welded joint using the same, a hydrogen device, and a method for producing a welded joint.
- This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-069239 filed in Japan on March 30, 2017, the contents of which are incorporated herein by reference.
- cost reduction of fuel cell vehicles and hydrogen stations is indispensable for the dissemination and autonomous development of hydrogen energy society centering on future fuel cell vehicles.
- metal materials used in a hydrogen embrittlement environment are required to have higher strength in order to reduce the amount of steel used by reducing the size and thickness of various devices.
- cost reduction can be expected by reducing the number of joint parts such as piping. In addition to these, if the piping can be changed from the current seamless pipe to the TIG welded pipe, further cost reduction can be expected.
- SUS316 austenitic stainless steel described in the example standard is expensive because it contains a large amount of rare metals Ni and Mo. Furthermore, since the solution treatment material does not satisfy the tensile strength required for the use of high-pressure hydrogen piping, it is used after being cold worked. However, the welded portion cannot be cold worked.
- Patent Document 1 International Publication No. 2013/005570
- the stainless steel disclosed in Patent Document 1 is a stainless steel for high-pressure hydrogen gas aimed at increasing strength by solid solution strengthening of N. While ensuring good weldability and hydrogen embrittlement resistance, it has a strength superior to that of SUS316 stainless steel.
- the substantial Ni content of the stainless steel described in Patent Document 1 is 10% or more and the Cr content is 20% or more, it is expensive.
- Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2009-133001 discloses stainless steel having improved hydrogen embrittlement resistance by utilizing Ti and Nb carbonitride having a size of 1 ⁇ m or more. Moreover, since the stainless steel described in Patent Document 2 omits the addition of Mo to SUS316 stainless steel, it is excellent in economic efficiency. However, the tensile strength is the same level as SUS316 stainless steel.
- Patent Document 3 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-47409 discloses a stainless steel for hydrogen using precipitation strengthening by an ⁇ phase intermetallic compound.
- an additional heat treatment is required, and application to a welded structure is difficult.
- the stainless steel described in Patent Document 3 requires a high alloying cost because it requires addition of 20% or more of Ni.
- Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2015-171729 discloses an austenitic stainless steel welded joint.
- the existence state of the ⁇ ferrite phase in the weld zone is controlled by adjusting the components and limiting the heat input during welding, thereby enhancing the hydrogen embrittlement resistance.
- this knowledge assumes welding in the presence of a welding material, and does not assume non-filler welding without a welding material.
- the present invention is an austenitic stainless steel for hydrogen that has excellent weldability that combines hydrogen resistance and economy in addition to non-filler weldability, which is a new problem, and a welded joint and hydrogen equipment using the same, and welding.
- a method for manufacturing a joint is provided.
- a hydrogen device comprising the austenitic stainless steel according to any one of [1] to [5], and used in a high-pressure hydrogen gas and liquid hydrogen environment.
- a hydrogen device comprising the welded joint according to [6] above and used in a high-pressure hydrogen gas and liquid hydrogen environment.
- the hydrogen device according to [9] wherein the hydrogen device is any one of a tank body, a liner, a pipe, a valve, a steel plate, and a heat exchanger.
- a high-Mn austenitic stainless steel for hydrogen that has excellent non-filler weldability and has both hydrogen resistance and economy.
- a weld joint and hydrogen equipment having excellent hydrogen resistance can be provided using this austenitic stainless steel.
- As a device for hydrogen it can be applied to a tank body, a liner, piping, a valve, a steel plate, a heat exchanger, etc., and contributes to improvement of hydrogen resistance.
- (A) S, P, O, Sn, Zn, and Pb contained in the austenitic stainless steel increase the penetration depth of the steel material during welding. That is, it has the effect of improving weldability.
- Ca, Al and Si contained in austenitic stainless steel are indispensable elements for deoxidation of the steel material, but reduce the penetration depth of the steel material during welding. When the penetration depth of the steel material is excessive, the steel material melts down. On the other hand, when the penetration depth of the steel material is insufficient, a gap is generated between the base materials to be welded, and the strength of the welded joint is insufficient.
- the high Mn austenitic stainless steel for hydrogen is C: 0.3% or less, Si: 0.1 to 1.5%, Mn: 5.5 to 20% by mass%.
- P 0.050% or less, S: 0.005% or less, Cr: 10-20%, Ni: 4.0-12%, N: 0.40% or less, Cu: 4.0% or less, O : A basic composition containing 0.02% or less, Ca: 0.01% or less, and Al: 0.3% or less is preferred.
- (D) Moreover, hydrogen penetrates into steel by exposing the steel material to high-pressure hydrogen for a long time at a hydrogen station or the like. Since the crystal grain size is larger in the welded part than in the base material part, hydrogen easily enters the grain boundary.
- the inventor of the present invention can suppress the segregation of hydrogen by preliminarily segregating Cu, which easily segregates at grain boundaries, and Mn, which has strong interaction with Cu and segregates at the grain boundaries together with Cu, at the grain boundaries of the weld. Have newly found out. That is, since Mn and Cu segregate and fill sites where hydrogen existing at the grain boundary of the welded portion can enter, hydrogen can be prevented from entering.
- the chemical composition at the grain boundary of the welded part includes [Mn]: 8.0 to 25.0% and [Cu]: 2.0 to 8.0% in mass%.
- Mn and Cu contained in the grain boundary can be grasped by observing the fracture surface of the grain boundary with an analyzer such as AES (Auger Electron Spectroscopy) and specifying the mass% of Mn and Cu contained in the fracture surface. .
- the upper limit of the heat treatment time is preferably 10 minutes or less. Therefore, in order to obtain a welded joint made of high-Mn austenitic stainless steel having excellent non-filler weldability and excellent in hydrogen resistance and economy in the present embodiment, a desirable composition described below It is preferable to heat-treat the stainless steel satisfying the above conditions at 900 to 980 ° C. for 1 to 10 minutes after welding.
- % display of the content of each element means “mass%”. Further, when the content range of each element is expressed using “to”, the upper limit and the lower limit thereof are included unless otherwise specified. Therefore, when described as 0.1 to 1.5%, the range means 0.1% or more and 1.5% or less.
- C is an element effective for stabilizing the austenite phase and contributes to improvement of hydrogen embrittlement resistance.
- solid solution strengthening contributes to an increase in the strength of the steel material.
- the C content is preferably 0.01% or more.
- excessive C content promotes grain boundary precipitation of Cr-based carbides during welding, and reduces the corrosion resistance and toughness of the welded portion. For this reason, the upper limit of C content needs to be 0.3%. A more preferable upper limit of the C content is 0.2%.
- Si is an element effective for stabilizing the austenite phase, and contributes to the improvement of hydrogen embrittlement resistance. Moreover, it has a deoxidation effect at the time of smelting. In order to obtain these effects, the Si content needs to be 0.1% or more. More preferably, it is 0.3% or more. On the other hand, when an excessive amount of Si is contained, generation of intermetallic compounds such as ⁇ phase is promoted, and hot workability and toughness are reduced. Further, during welding, the residual temperature of the liquid phase is lowered to promote the generation of cracks. For this reason, the upper limit of Si content needs to be 1.5%. A more preferable upper limit of the Si content is 1.1%.
- Mn is an effective element for stabilizing the austenite phase and contributes to the improvement of hydrogen embrittlement resistance. Moreover, in order to enlarge the solid solubility limit of N, it contributes indirectly to high intensity
- P is an element that increases the penetration depth at the time of welding.
- P is preferably contained in an amount of 0.010% or more.
- the upper limit of the P content needs to be 0.050%.
- a more preferable upper limit of the P content is 0.030%.
- S is an element that increases the penetration depth during welding. To obtain this effect, S is preferably contained in an amount of 0.0002% or more. On the other hand, the addition of an excessive amount of S promotes crack formation during welding. In addition to this, in order to reduce hot workability, the upper limit of the S content must be 0.005% or less, and more preferably 0.004% or less.
- Cr is an element indispensable for obtaining the corrosion resistance required for stainless steel. Moreover, it contributes to high strength of austenitic stainless steel. In order to obtain these effects, the Cr content needs to be 10% or more. More preferably, it is 13% or more. On the other hand, when an excessive amount of Cr is contained, grain boundary precipitation of Cr-based carbonitride during welding is promoted, and the corrosion resistance and toughness of the welded portion are reduced. For this reason, the upper limit of Cr content needs to be 20% or less. A more preferred upper limit is 18% or less.
- Ni is an element having a large effect of improving the hydrogen embrittlement resistance of austenitic stainless steel. In order to obtain this effect sufficiently, the Ni content needs to be 4.0% or more. The Ni content is preferably 5.0% or more. On the other hand, the addition of an excessive amount of Ni causes an increase in material cost, so the upper limit of the Ni content is 12%. A more preferable upper limit is 8.0% or less.
- N is an element effective for stabilizing the austenite phase and improving the corrosion resistance.
- solid solution strengthening contributes to an increase in strength.
- the N content is preferably 0.01% or more.
- the N content is preferably 0.03% or more.
- the addition of an excessive amount of N promotes excessive formation of Cr-based nitrides, and deteriorates the hydrogen embrittlement resistance, corrosion resistance, and toughness of the austenite phase. For this reason, the upper limit of N content needs to be 0.40%.
- the N content is more preferably 0.30% or less.
- Cu is an element effective for stabilizing the austenite phase.
- the Cu content is preferably 0.2% or more.
- the addition of an excessive amount of Cu leads to a decrease in strength and the hot workability is also impaired, so the upper limit of the Cu content needs to be 4.0%.
- the Cu content is more preferably 3.0% or less.
- O is an element that increases the penetration depth of the steel material during welding. For this reason, it is necessary to contain 0.0010% or more. Preferably it is 0.0015% or more.
- O forms an oxide in steel, thereby reducing the hot workability and toughness of the austenite phase. For this reason, it is necessary to restrict the upper limit of the O (oxygen) content to 0.02% or less.
- the O content is preferably 0.010% or less.
- ⁇ Ca 0.01% or less> Ca is an element effective for deoxidation and improving hot workability. For this reason, it is preferable to make the minimum of content into 0.0001% or more.
- the upper limit of Ca needs to be 0.01% or less. A more preferable upper limit is 0.008% or less.
- ⁇ Al: 0.3% or less> Al is an element effective for deoxidation and improvement of hot workability. For this reason, it is preferable to make the minimum of content into 0.001% or more.
- the upper limit of Al needs to be 0.3% or less.
- a more preferable upper limit is 0.2% or less. It is preferable that one or both of Ca and Al is included in the content.
- Formula (1) formulates the contributions of various elements to the resistance to hydrogen embrittlement in high Mn austenitic stainless steel.
- the value of the formula (1) is 29.3 or more, good hydrogen resistance is exhibited.
- a more preferred lower limit is 30.0.
- the value in [] indicates the numerical value of the content (mass%) of each element, but 0 is not included for elements not contained.
- Mo is an element contributing to an increase in strength and corrosion resistance of austenitic stainless steel.
- the addition of Mo causes an increase in alloy cost.
- Mo promotes the formation of ⁇ ferrite phase, leading to a decrease in hydrogen embrittlement resistance. Therefore, Mo can be added as necessary, and the Mo content in that case is preferably 2.0% or less.
- Mo is an element inevitably mixed from scrap raw materials. Excessive reduction of the Mo content invites restrictions on the melting raw material and leads to an increase in manufacturing cost. Therefore, the lower limit when Mo is not intentionally added is 0%, and the upper limit is preferably 0.05%.
- the value in [] indicates the value of the content (% by mass) of each element, but 0 for elements not contained.
- preferred upper limits are Sn: 0.01% or less, Pb: 0.001% or less, and Zn: 0.002% or less.
- Sn, Pb, Zn it is preferable to contain one or more selected from Sn, Pb, Zn, and the Sn, Pb, Zn content is Sn: 0.001 A range of -0.01%, Pb: 0.0001-0.001%, and Zn: 0.0003-0.002% are preferable.
- the penetration depth is sufficient when welding the steel material, and a weld bead is confirmed on the back side of the steel material.
- the value of the formula (2) exceeds the upper limit of 1.2 shown in the above formula, the penetration during welding becomes excessive, and the steel material may be burned out.
- the value of the expression (2) is below the lower limit of 0.18 shown by the above expression, the penetration during welding becomes insufficient, and no weld bead is confirmed on the back side of the steel material.
- Ti, Nb, V, W 1.0% or less> Ti, Nb, V, and W are effective elements for increasing the strength by precipitating as solid solution or carbonitride in steel. As needed, you may contain 1 type, or 2 or more types of elements chosen from these. However, if the content of each of Ti, Nb, V, and W is more than 1.0%, the produced carbonitride decreases the manufacturability during hot working. Therefore, when Ti, Nb, V, and W are contained, the upper limit of each content of Ti, Nb, V, and W needs to be 1.0% or less. The upper limit of these preferable contents is 0.5% or less, respectively.
- Co is an element effective for improving the corrosion resistance, and may be contained if necessary. In order to acquire this effect, it is preferable to contain 0.04% or more of Co. On the other hand, containing Co in an excessive amount promotes the formation of a work-induced martensite phase and reduces the resistance to hydrogen embrittlement. For this reason, the upper limit of the amount of Co needs to be 1.0% or less. The upper limit of the preferable amount of Co is 0.8% or less.
- Sb is an element effective for improving the oxidation resistance, and may be contained as necessary. In order to obtain this effect, Sb is preferably contained in an amount of 0.0005% or more. On the other hand, containing Sb in an excessive amount reduces hot workability. For this reason, it is necessary to make the upper limit of the Sb amount 0.01% or less. A preferable upper limit of the amount of Sb is 0.008% or less.
- the welding method at the time of manufacturing the welded joint is not particularly limited, but non-filler welding such as TIG (Tungsten Inert Gas) welding or laser welding is preferable.
- the grain boundary segregation peak of Mn and Cu is 950 ° C. at the grain boundary of the weld zone of the high Mn austenitic stainless steel.
- the upper limit of the heat treatment time is preferably 10 minutes or less.
- the heat treatment temperature a range of 900 to 980 ° C. can be selected, and it is preferable that the heat treatment time is set to a range of 1 to 10 minutes after selecting the range of 900 to 980 ° C.
- the heat treatment temperature is less than 900 ° C., a heat treatment time exceeding 10 minutes is required, and the grain boundary segregation concentration becomes too low.
- the heat treatment temperature exceeds 980 ° C. there arises a problem that sufficient segregation of Mn and Cu does not occur at the crystal grain boundary of the weld.
- the chemical composition at the grain boundary of the weld zone preferably includes [Mn]: 8.0 to 25.0% and [Cu]: 2.0 to 8.0% by mass%. That is, in the chemical composition of the grain boundary of the weld zone, the Mn content is preferably 8.0 to 25.0% and the Cu content is preferably 2.0 to 8.0%.
- the amount of Mn and the amount of Cu at the grain boundary of the welded portion can be surely brought into the above-described ranges.
- Mn and Cu are segregated at the grain boundaries in an amount within this range, hydrogen is difficult to be trapped even if hydrogen tries to enter the grain boundaries from the environment, as described above, and hydrogen-induced breakdown starting from the grain boundaries. Can be suppressed.
- the amount of Mn is 10.0-25.0% in the above range, and the amount of Cu is 3.0-8.0% in the above range, so that the hydrogen resistance can be particularly improved. .
- the solidification crack at the time of welding can be prevented, the welding depth of the steel material at the time of welding can be made into an appropriate depth, and the excellent weldability can be ensured, and the outstanding weld strength can be obtained.
- the austenitic stainless steel and welded joint which have said effect can be provided.
- liquid hydrogen tank main bodies such as a hydrogen station, a liner, piping, a valve, a steel plate, a heat exchanger, etc.
- a hydrogen device such as a liquid hydrogen tank main body such as a hydrogen station, liner, piping, valve, steel plate, and heat exchanger, a hydrogen device that is unlikely to cause hydrogen-induced cracks can be provided.
- the obtained cold-rolled annealed plate was used as a test material, and the weldability was evaluated.
- the heat input of welding was 5 kJ / cm, and a welded joint was produced by butt TIG welding.
- the back side of the welded joint was visually observed, and those having a back beat width of 1.0 mm or more were judged as “A” (excellent) because the weldability was extremely good.
- the back beat width was 0.5 mm or more, it was judged as “B” (good, fair, pass).
- a case where the back beat width was less than 0.5 mm or a case where burnout occurred was judged as “C” (poor, fail) as a failure.
- Hydrogen resistance was evaluated for the test materials that passed the weldability.
- a JIS No. 13 B tensile test piece was sampled so that the welded part was located at the center of the parallel part of the test piece.
- Tensile specimens were exposed in 95 MPa hydrogen at 300 ° C. for 72 hours to allow hydrogen to penetrate into the steel. After completion of the exposure test, the test piece was stored frozen until just before the tensile test.
- a comparative material comparative material
- a JIS No. 13 B tensile test piece was collected from the same test material so that the welded portion was located at the center of the parallel portion of the test piece. This comparison material was not exposed to hydrogen.
- the tensile test was performed under the conditions of a test temperature of ⁇ 40 ° C., a test environment: air, and a strain rate of 5 ⁇ 10 ⁇ 5 / s.
- the value of “(breaking elongation of test piece exposed to hydrogen / breaking elongation of test piece not exposed to hydrogen) ⁇ 100 (%)” was calculated. Those having a value of 80% or more were evaluated as “B” (good, fair, pass) as good resistance to hydrogen embrittlement. The value of 90% or more was evaluated as “A” (excellent) as extremely good. Those with this value less than 80% were evaluated as “C” (poor, fail) with a failure.
- Table 5 shows the test results of weldability and hydrogen resistance. “-” Means that the test is not performed. In Tables 2 and 4, the calculated values of the above formula (1) and the calculated values of the formula (2) are shown together.
- concentrations of Mn and Cu in this analysis mean mass% in all detected elements.
- Table 6 to be described later shows the results of measurement of Mn content and Cu content at grain boundaries and water resistance when heat treatment was performed at 950 ° C. for 10 seconds to 10 minutes, 900 ° C. for 10 minutes, or 980 ° C. for 1 minute. The result of a feature test is shown. The conditions for the hydrogen resistance test performed here were the same as those for the hydrogen resistance test described above.
- Steel types 1 to 18 having the compositions shown in Tables 1 to 4 are samples that satisfy the component ranges defined in this embodiment. Samples of steel types 1 to 18 had good or very good both weldability and hydrogen embrittlement resistance. Steel types 1 to 18 shown in Tables 1 to 4 have a Cr content of 20% or less, and suppress the amount of expensive Mo to 1.5% or less (2.0% or less). Is suppressed to about 4 to 11% (4.0 to 12%). For this reason, it has the characteristics that it is more economical than the stainless steels of the prior art including the SUS316 series containing a large amount of Ni, Cr, and Mo, and was able to exhibit excellent weldability and hydrogen resistance.
- the amount of Mn of steel type 19 exceeds the desirable range of this embodiment. As a result, hydrogen-induced brittle fracture starting from the ⁇ phase generated during the tensile test occurred and the hydrogen embrittlement resistance was rejected.
- the amount of Cr in steel type 21 exceeds the desirable range of this embodiment.
- a Cr-deficient layer was formed by the formation of Cr-based precipitates during welding. Then, the hydrogen-induced cracks that originated from the Cr-deficient layer part resulted in a decrease in ductility, which was rejected.
- the amount of Ni in the steel type 23 is below the desirable range of this embodiment. As a result, the deformed structure form of the austenite phase is easily affected by hydrogen, resulting in a decrease in ductility due to hydrogen and failure of hydrogen embrittlement resistance.
- N amount of steel type 25 exceeds the desirable range of this embodiment.
- the deformed structure was easily affected by hydrogen.
- the hydrogen resistance was better when the heat treatment time was 1 to 10 minutes than when the heat treatment time was 10 s (seconds). .
- the amount of Mn present at the grain boundary of the weld was 8% or more.
- the amount of Mn present at the grain boundary of the welded portion is 10% or more, and it can be seen that hydrogen resistance can be improved by segregating a large amount of Mn at the grain boundary.
- the amount of Cu existing at the grain boundary of the welded portion is 3% or more, and it can be seen that hydrogen resistance can be improved by segregating a large amount of Cu at the grain boundary. From this, it was found that by segregating a large amount of Mn and Cu at the grain boundary of the welded portion, the segregation of hydrogen can be suppressed and the hydrogen resistance as a welded joint can be improved.
- an austenitic stainless steel excellent in weldability and hydrogen embrittlement resistance that can be applied to a tank body and liner of high-pressure hydrogen gas and liquid hydrogen, piping, valves, steel plates, heat exchangers, etc. It is possible to provide a welded joint used, a method for manufacturing the welded joint, and an apparatus for hydrogen using the stainless steel. Therefore, the present embodiment can be suitably applied to welded joints and devices used in high-pressure hydrogen gas and liquid hydrogen environments and manufacturing processes thereof.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
本願は、2017年3月30日に、日本に出願された特願2017-069239号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、現在では水素を高圧ガスとして貯蔵することが一般的であるが、多量の水素を液体水素として貯蔵しておき、必要な際に液体水素を昇圧して70MPa以上の高圧水素ガスとして供給可能な水素ステーションも実証段階にある。
[1]質量%にて、C:0.3%以下、Si:0.1~1.5%、Mn:5.5~20%、P:0.050%以下、S:0.005%以下、Cr:10~20%、Ni:4.0~12%、N:0.40%以下、Cu:4.0%以下、O:0.02%以下を含み、Ca:0.01%以下、Al:0.3%以下をどちらか一方または両方を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、以下の(1)式を満たすことを特徴とする溶接性に優れた水素用高Mnオーステナイト系ステンレス鋼。
[Ni]+[Cu]+12.93[C]+1.11[Mn]+0.72[Cr]+0.88[Mo]-0.27[Si]+7.55[N]≧29.3 ・・・(1)式
ここで、[Si]、[Ni]、[Cu]、[C]、[Mn]、[Cr]、[Mo]、[N]はそれぞれの元素の含有量(質量%)を示し、含有しない元素は0とする。
[2]質量%にて、Mo:2.0%以下を含む上記[1]に記載の溶接性に優れた水素用高Mnオーステナイト系ステンレス鋼。
[3]Sn、Zn、Pbから成る群から選択される1種または2種以上を以下の(2)式を満たす含有量で含有する上記[1]また[2]に記載の溶接性に優れた水素用高Mnオーステナイト系ステンレス鋼。
1.2≧29([S]+[P])+4[O]-18[Ca]-0.4[Al]-0.02[Si]+5([Sn]+[Zn]+[Pb])≧0.18 ・・・(2)式
ここで、[S]、[P]、[O]、[Ca]、[Al]、[Si]、[Sn]、[Zn]、[Pb]はそれぞれの元素の含有量(質量%)を示し、含有しない元素は0とする。
[4]以下の群から選択される1種または2種以上を含むことを特徴とする上記[1]~[3]のいずれかに記載の溶接性に優れた水素用高Mnオーステナイト系ステンレス鋼。
第1群:質量%にて、Ti:1.0%以下、Nb:1.0%以下、V:1.0%以下、W:1.0%以下のうち1種または2種以上、
第2群:質量%にて、Co:1.0%以下、
第3群:質量%にて、Sb:0.01%以下。
[5]高圧水素ガスおよび液体水素環境中で用いられることを特徴とする上記[1]~[4]のいずれかに記載の溶接性に優れた水素用高Mnオーステナイト系ステンレス鋼。
[8]前記水素用機器がタンク本体、ライナー、配管、バルブ、鋼板および熱交換器のいずれかであることを特徴とする上記[7]に記載の水素用機器。
[9]上記[6]に記載の溶接継手を備え、高圧水素ガスおよび液体水素環境中で用いられることを特徴とする水素用機器。
[10]前記水素用機器がタンク本体、ライナー、配管、バルブ、鋼板および熱交換器のいずれかであることを特徴とする上記[9]に記載の水素用機器。
水素用機器として、タンク本体、ライナー、配管、バルブ、鋼板、熱交換器などに適用することができ、これらの耐水素性の向上に寄与する。
本発明者らは、前記した課題を解決するため、オーステナイト系ステンレス鋼の溶接性および耐水素脆化特性におよぼす各種合金元素の影響について実験と検討を重ね、本発明を完成させた。以下に本実施形態で得られた知見について説明する。
一方、オーステナイト系ステンレス鋼に含まれるCa、Al、Siは鋼材の脱酸に不可欠な元素であるが、溶接時の鋼材の溶け込み深さを減少させる。鋼材の溶け込み深さが過大である場合、鋼材の溶け落ちが生じる。一方、鋼材の溶け込み深さが不十分である場合、溶接しようとする母材同士に隙間が生じ、溶接継手の強度が不足する。
このため、本実施形態に係る水素用高Mnオーステナイト系スレンレス鋼は、質量%にて、C:0.3%以下、Si:0.1~1.5%、Mn:5.5~20%、P:0.050%以下、S:0.005%以下、Cr:10~20%、Ni:4.0~12%、N:0.40%以下、Cu:4.0%以下、O:0.02%以下を含み、Ca:0.01%以下、Al:0.3%以下をどちらか一方または両方を含む基本組成であることが好ましい。
1.2≧29([S]+[P])+4[O]-18[Ca]-0.4[Al]-0.02[Si]+5([Sn]+[Zn]+[Pb])≧0.18 ・・・(2)式
ここで、[S]、[P]、[O]、[Ca]、[Al]、[Si]、[Sn]、[Zn]、[Pb]はそれぞれの元素の含有量(質量%)を示し、含有しない元素は0とする。
[Ni]+[Cu]+12.93[C]+1.11[Mn]+0.72[Cr]+0.88[Mo]-0.27[Si]+7.55[N]≧29.3 ・・・(1)式
ここで、[Ni]、[Cu]、[C]、[Mn]、[Cr]、[Mo]、[Si]、[N]はそれぞれの元素の含有量(質量%)を示し、含有しない元素は0とする。
一方、これら元素(Mn、Cu)の過剰な粒界偏析は粒界強度を弱め、かえって粒界破壊を助長する。したがって、溶接部の粒界における化学組成として、質量%にて、[Mn]:8.0~25.0%、[Cu]:2.0~8.0%を含むことが好ましい。
粒界に含まれるMnやCuは粒界の破断面をAES(Auger Electron Spectroscopy)などの分析装置で観察し、破断面に含まれるMnやCuの質量%を特定することで把握することができる。
従って、本実施形態で目的とする優れたノンフィラー溶接性を有し、耐水素性に優れ経済性に優れた高Mnオーステナイト系ステンレス鋼からなる溶接継手を得るためには、以下に説明する望ましい組成を満足するステンレス鋼に対し、溶接後、900~980℃で1~10分の熱処理を施すことが好ましい。
Cはオーステナイト相の安定化に有効な元素であり、耐水素脆化特性の向上に寄与する。また、固溶強化により鋼材の強度上昇にも寄与する。これら効果を得るため、C含有量は0.01%以上であることが好ましい。一方、過剰なCの含有は溶接時のCr系炭化物の粒界析出を助長し、溶接部の耐食性や靭性を低下させる。このため、C含有量の上限を0.3%とする必要がある。より好ましいC含有量の上限は0.2%である。
Siはオーステナイト相の安定化に有効な元素であり、耐水素脆化特性の向上に寄与する。また、製錬時の脱酸効果を有する。これら効果を得るため、Si含有量は0.1%以上とする必要がある。より好ましくは0.3%以上である。一方、過剰な量のSiを含有すると、σ相などの金属間化合物の生成を助長し、熱間加工性や靭性を低下させる。また、溶接時は液相の残存温度を低下させ、割れの生成を助長させる。このため、Si含有量の上限を1.5%とする必要がある。より好ましいSi含有量の上限は1.1%である。
Mnはオーステナイト相の安定化に有効な元素であり、耐水素脆化特性の向上に寄与する。また、Nの固溶限を大きくするため、高強度化に間接的に寄与する。これら効果を得るため、Mn含有量は5.5%以上とする必要がある。より好ましくは7.5%以上である。一方、過剰な量のMnを含有すると、水素脆化感受性の高いε相の生成を助長し、耐水素脆化特性を低下させる。このため、Mn含有量の上限を20%とする必要がある。より好ましいMn含有量の上限は16%である。
Pは溶接時の溶け込み深さを増加させる元素であり、本効果を得るためには0.010%以上含有することが好ましい。一方、過剰な量のPの添加は、溶接時の割れ生成を助長するため、P含有量の上限は0.050%とする必要がある。より好ましいP含有量の上限は0.030%である。
Sは溶接時の溶け込み深さを増加させる元素であり、この効果を得るためには0.0002%以上含有することが好ましい。一方、過剰な量のSの添加は、溶接時の割れ生成を助長する。これに加え、熱間加工性を低下させるため、S含有量の上限は0.005%以下とする必要があり、0.004%以下とすることがより好ましい。
Crはステンレス鋼に要求される耐食性を得るために欠くことのできない元素である。また、オーステナイト系ステンレス鋼の高強度化に寄与する。これら効果を得るため、Cr含有量は10%以上とする必要がある。より好ましくは13%以上である。一方、過剰な量のCrを含有すると、溶接時のCr系炭窒化物の粒界析出を助長し、溶接部の耐食性や靭性を低下させる。このため、Cr含有量の上限を20%以下とする必要がある。より好ましい上限は18%以下である。
Niは、オーステナイト系ステンレス鋼の耐水素脆化特性を向上させる効果が大きい元素である。この効果を十分に得るため、Ni含有量を4.0%以上とする必要がある。Ni含有量は5.0%以上であることが好ましい。一方、過剰な量のNiの添加は、材料コストの増加を招くため、Ni含有量の上限を12%とする。より好ましい上限は8.0%以下である。
Nは、オーステナイト相の安定化と耐食性向上に有効な元素である。また、固溶強化により、強度の上昇に寄与する。これら効果を得るため、N含有量は0.01%以上とすることが好ましい。N含有量は、好ましくは0.03%以上である。一方、過剰な量のNの添加は、Cr系窒化物の過剰な生成を促進し、オーステナイト相の耐水素脆化特性や耐食性、靭性を低下させる。このため、N含有量の上限を0.40%とする必要がある。N含有量は、より好ましくは0.30%以下である。
Cuは、オーステナイト相の安定化に有効な元素である。オーステナイト相の安定化により耐水素脆化特性を向上させるため、Cu含有量は0.2%以上含有することが好ましい。一方、過剰な量のCuの添加は、強度の低下につながり、熱間加工性も損なわれるため、Cu含有量の上限を4.0%とする必要がある。Cu含有量は、より好ましくは3.0%以下である。
Oは、溶接時の鋼材の溶け込み深さを増大させる元素である。このため、0.0010%以上含有させる必要がある。好ましくは0.0015%以上である。一方、Oは鋼中で酸化物を形成することで、オーステナイト相の熱間加工性および靭性を低下させる。このため、O(酸素)含有量の上限を0.02%以下に制限する必要がある。O含有量は、好ましくは、0.010%以下である。
Caは、脱酸および熱間加工性の向上に有効な元素である。このため、含有量の下限を0.0001%以上とすることが好ましい。一方、Caの過剰な量の添加は、溶接時の鋼材の溶け込み深さの減少および製造コストの著しい増加を招く。したがって、Caの上限を0.01%以下にする必要がある。より好ましい上限は0.008%以下である。
<Al:0.3%以下>
Alは、脱酸および熱間加工性の向上に有効な元素である。このため、含有量の下限を0.001%以上とすることが好ましい。一方、Alの過剰な量の添加は、溶接時の鋼材の溶け込み深さの減少および製造コストの著しい増加を招く。したがって、Alの上限を0.3%以下にする必要がある。より好ましい上限は0.2%以下である。
前記含有量にてCa及びAlのいずれか一方又は両方を含むことが好ましい。
(1)式は、高Mnオーステナイト系ステンレス鋼における各種元素の耐水素脆化特性に対する寄与度を数式化したものである。(1)式の値が29.3以上となった場合、良好な耐水素性を発揮する。より好ましい下限は30.0である。(1)式において[ ]の中は各元素の含有量(質量%)の数値を示すが、含有しない元素は0とする。
<Mo:2.0%以下>
Moは、オーステナイト系ステンレス鋼の強度の上昇と耐食性の向上に寄与する元素である。しかしながら、Moの添加は合金コストの増加を招く。さらにMoはδフェライト相の生成を促進させ、耐水素脆化特性の低下に繋がる。したがって、必要に応じてMoを添加することができ、その場合のMo含有量は2.0%以下とすることが好ましい。一方、Moはスクラップ原料から不可避的に混入する元素である。Mo含有量の過度な低減は、溶解原料の制約を招き、製造コストの増加に繋がる。したがって、意図的にMoを添加しない場合の下限は0%であり、上限を0.05%とすることが好ましい。
Sn、Zn、Pbからなる群から選択される1種以上を(2)式を満たす含有量で含有してもよい。
(2)式は各種元素の溶接性に対する寄与度を数式化したものである。Sn、Zn、Pbはいずれも溶接時に溶融部から蒸発してアークの電流密度を増加させることで鋼材の溶け込み深さを増加させる。したがって、Snは0.001%以上、Pbは0.0001%以上、Znは0.0003%以上の量で含有することが好ましい。(2)式において[ ]の中は各元素の含有量(質量%)の数値を示すが、含有しない元素については0とする。
このため、本実施形態に係る高Mnオーステナイト系ステンレス鋼において、Sn,Pb,Znから選択される1種以上を含有することが好ましく、Sn、Pb、Znの含有量について、Sn:0.001~0.01%、Pb:0.0001~0.001%、Zn:0.0003~0.002%の範囲が好ましい。
さらに、前記(2)式が0.18以上1.2以下の場合、鋼材の溶接時に溶け込み深さが十分となり、鋼材裏側に溶接ビードが確認される。(2)式の値が上式で示す上限の1.2を上回った場合、溶接時の溶け込みが過剰となり、鋼材の溶け落ちが生じる可能性がある。一方、(2)式の値が上式で示す下限の0.18を下回った場合、溶接時の溶け込みが不十分となり、鋼材裏側に溶接ビードが確認されなくなる。
Ti、Nb、V、Wは、鋼中に固溶または炭窒化物として析出し、強度を増加させるために有効な元素である。必要に応じて、これらのうちから選択される1種または2種以上の元素を含有してもよい。ただし、Ti、Nb、V、Wのそれぞれの含有量が1.0%より多くなると、生成した炭窒化物が熱間加工時の製造性を低下させる。したがって、Ti、Nb、V、Wを含有させる場合には、Ti、Nb、V、Wのそれぞれの含有量の上限を1.0%以下とする必要がある。これらの好ましい含有量の上限はそれぞれ0.5%以下である。
Coは、耐食性の向上に有効な元素であり、必要に応じて含有してもよい。この効果を得るためには、0.04%以上のCoを含有することが好ましい。一方、Coを過剰の量で含有することは、加工誘起マルテンサイト相の生成を助長し、耐水素脆化特性を低下させる。このため、Co量の上限を1.0%以下とする必要がある。好ましいCo量の上限は0.8%以下である。
Sbは、耐酸化性の向上に有効な元素であり、必要に応じて含有してもよい。この効果を得るためには、Sbは0.0005%以上の量で含有することが好ましい。一方、Sbを過剰の量で含有することは、熱間加工性を低下させる。このため、Sb量の上限を0.01%以下とする必要がある。好ましいSb量の上限は0.008%以下である。
溶接継手の製造時の溶接手法については特に限定されるものではないが、TIG(Tungsten Inert Gas)溶接あるいはレーザー溶接などのノンフィラー溶接であることが好ましい。高Mnオーステナイト系ステンレス鋼の溶接部の粒界において、Mn、Cuの粒界偏析のピークは950℃である。粒界に予めMn、Cuを偏析させることで、鋼中に侵入した水素が粒界にトラップされるのを防ぎ、粒界を起点とした水素起因の破壊を抑制することができる。
したがって、溶接後、本実施形態の温度(900~980℃)で1分以上の熱処理を行うことが好ましい。一方、Mn、Cuは3分以上の熱処理で粒界偏析濃度が飽和する。したがって、過剰な時間の熱処理は生産性を低下させるため、熱処理時間の上限は10分以下とすることが好ましい。
熱処理温度については、900~980℃の範囲を選択することができ、900~980℃の範囲を選択した上で熱処理時間を1~10分の範囲とすることが好ましい。
熱処理温度が900℃未満の場合は、10分を超える熱処理時間が必要となり、また粒界偏析濃度が低くなりすぎる。熱処理温度が980℃を超える場合は、溶接部の結晶粒界に十分なMnおよびCuの偏析が生じないという問題を生じる。
この範囲の量でMn、Cuを粒界に偏析させていると、上述のように環境から粒界に水素が侵入しようとしても水素がトラップされ難くなり、粒界を起点とした水素起因の破壊を抑制できる。
Mn量については前述の範囲の中でも10.0~25.0%とし、Cu量については前述の範囲の中でも3.0~8.0%の範囲とすることで、耐水素性を特に良好にできる。
また、Ni、Cu、C、Mn、Cr、Mo、Si、Nの含有量を(1)式に合うようにバランスを取りつつ含有させている。これにより耐水素性を発現できる組成としているため、耐水素性に優れたステンレス鋼を実現できる。
また、S、P、O、Ca、Al、Si、Sn、Zn、Pbの含有量を(2)式に合うようにバランスを取りつつ含有させている。このため、溶接時の凝固割れを防ぎ、溶接時の鋼材の溶け込み深さを適正な深さにして優れた溶接性を確保でき、優れた溶接強度を得ることができる。以上により、上記の作用効果を有するオーステナイト系ステンレス鋼と溶接継手を提供できる。
従って、水素ステーションなどの液体水素タンク本体、ライナー、配管、バルブ、鋼板および熱交換器などの水素機器として用いた場合に、水素誘起のき裂を生じ難い、水素機器を提供できる。
表1~表4の化学成分を有するステンレス鋼供試材を実験室にて溶製し、厚さ50mmの鋳片を製造した。その後、鋳片を1200℃で加熱して、熱間圧延を行うことにより、厚さ6mmの熱延板を作製した。この熱延板を1180℃で熱処理し、次いで厚さ2mmまで冷間圧延を行った。さらに1050℃で30s(秒)の熱処理を行い、次いで、空冷して冷延焼鈍板を得た。
また、比較材(比較の試験片)として、溶接部が試験片の平行部の中央に位置するように、同一の供試材からJIS13号B引張試験片を採取した。この比較材は、水素に曝露しなかった。
「(水素に暴露した試験片の破断伸び/水素に暴露していない試験片の破断伸び)×100(%)」の値を算出した。この値が80%以上のものを、耐水素脆化特性が良好として「B」(good、fair、pass)と評価した。この値が90%以上のものを極めて良好として「A」(excellent)と評価した。この値が80%未満のものを不合格で「C」(poor、fail)と評価した。
表5に溶接性と耐水素性の試験結果を併記した。「-」は試験を実施していないことを意味している。また、表2,4に上述の(1)式の計算値と(2)式の計算値を併せて記載した。
後記する表6に、950℃で10秒~10分、900℃で10min、又は980℃で1minの条件で熱処理を行った場合について、粒界におけるMn含有量、Cu含有量の測定結果と耐水素性試験の結果を示す。ここで行った耐水素性試験の条件は、上述の耐水素性試験と同等の条件とした。
また、表1~表4に示す鋼種1~18は、Cr含有量が20%以下であり、高価なMoの量を1.5%以下(2.0%以下)に抑制し、高価なNiの量を4~11%程度(4.0~12%)に抑えている。このため、Ni、Cr、Moを多く含んでいたSUS316系を初めとする従来技術のステンレス鋼より経済性が高いという特徴を有し、かつ優れた溶接性と耐水素性を発揮できた。
また、高Mnオーステナイト系ステンレス鋼において、S、P、O、Ca、Al、Siに加え、Sn、Zn、Pbから成る群から選択される1種または2種以上を(2)式を満たす含有量で含有することが重要であることもわかった。
表6に示すいずれの試料においても溶接部の粒界に存在するMn量は8%以上であった。熱処理時間1~10分の試料では、溶接部の粒界に存在するMn量は10%以上となっており、粒界に多くのMnを偏析させることで耐水素性を向上できることがわかる。また、熱処理時間1~10分の試料では、溶接部の粒界に存在するCu量は3%以上となっており、粒界に多くのCuを偏析させることで耐水素性を向上できることがわかる。
このことから、溶接部の粒界にMnとCuを多く偏析させることで水素の偏析を抑制し、溶接継手としての耐水素性を向上できることがわかった。
従って、本実施形態は、高圧水素ガスおよび液体水素環境下で使用される溶接継手や機器及びその製造工程に好適に適用できる。
Claims (11)
- 質量%にて、C:0.3%以下、Si:0.1~1.5%、Mn:5.5~20%、P:0.050%以下、S:0.005%以下、Cr:10~20%、Ni:4.0~12%、N:0.40%以下、Cu:4.0%以下、O:0.02%以下を含み、Ca:0.01%以下、Al:0.3%以下をどちらか一方または両方を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
以下の(1)式を満たすことを特徴とする溶接性に優れた水素用高Mnオーステナイト系ステンレス鋼。
[Ni]+[Cu]+12.93[C]+1.11[Mn]+0.72[Cr]+0.88[Mo]-0.27[Si]+7.55[N]≧29.3 ・・・(1)式
ここで、[Si]、[Ni]、[Cu]、[C]、[Mn]、[Cr]、[Mo]、[N]はそれぞれの元素の含有量(質量%)を示し、含有しない元素は0とする。 - 質量%にて、Mo:2.0%以下を含む請求項1に記載の溶接性に優れた水素用高Mnオーステナイト系ステンレス鋼。
- Sn、Zn、Pbから成る群から選択される1種または2種以上を以下の(2)式を満たす含有量で含有する請求項1または請求項2に記載の溶接性に優れた水素用高Mnオーステナイト系ステンレス鋼。
1.2≧29([S]+[P])+4[O]-18[Ca]-0.4[Al]-0.02[Si]+5([Sn]+[Zn]+[Pb])≧0.18 ・・・(2)式
ここで、[S]、[P]、[O]、[Ca]、[Al]、[Si]、[Sn]、[Zn]、[Pb]はそれぞれの元素の含有量(質量%)を示し、含有しない元素は0とする。 - 以下の群から選択される1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の溶接性に優れた水素用高Mnオーステナイト系ステンレス鋼。
第1群:質量%にて、Ti:1.0%以下、Nb:1.0%以下、V:1.0%以下、W:1.0%以下のうち1種または2種以上、
第2群:質量%にて、Co:1.0%以下、
第3群:質量%にて、Sb:0.01%以下。 - 高圧水素ガスおよび液体水素環境中で用いられることを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の溶接性に優れた水素用高Mnオーステナイト系ステンレス鋼。
- 請求項1~請求項5のいずれか一項に記載のオーステナイト系ステンレス鋼からなる溶接継手であって、溶接部の粒界に化学組成として、質量%にて、[Mn]:8.0~25.0%、[Cu]:2.0~8.0%を含むことを特徴とする溶接継手。
- 請求項1~請求項5のいずれか一項に記載のオーステナイト系ステンレス鋼からなり、高圧水素ガスおよび液体水素環境中で用いられることを特徴とする水素用機器。
- 前記水素用機器がタンク本体、ライナー、配管、バルブ、鋼板および熱交換器のいずれかであることを特徴とする請求項7に記載の水素用機器。
- 請求項6に記載の溶接継手を備え、高圧水素ガスおよび液体水素環境中で用いられることを特徴とする水素用機器。
- 前記水素用機器がタンク本体、ライナー、配管、バルブ、鋼板および熱交換器のいずれかであることを特徴とする請求項9に記載の水素用機器。
- 請求項1~請求項5のいずれか一項に記載のオーステナイト系ステンレス鋼を溶接する工程と、次いで900~980℃で1~10分の熱処理を行う工程を有し、前記熱処理により、溶接部の粒界に化学組成として、質量%にて、[Mn]:8.0~25.0%、[Cu]:2.0~8.0%を含有する粒界を得ることを特徴とする溶接継手の製造方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/493,265 US11225705B2 (en) | 2017-03-30 | 2018-03-20 | High-Mn austenitic stainless steel for hydrogen having excellent weldability, welded joint using same, device for hydrogen using same, and method for producing welded joint |
ES18776105T ES2987598T3 (es) | 2017-03-30 | 2018-03-20 | Acero inoxidable austenítico de alto contenido de Mn para hidrógeno que tiene excelente soldabilidad, junta soldada que usa el mismo, dispositivo para hidrógeno que usa el mismo y método para producir una junta soldada |
EP18776105.1A EP3604595B1 (en) | 2017-03-30 | 2018-03-20 | High-mn austenitic stainless steel for hydrogen having excellent weldability, welded joint using same, device for hydrogen using same, and method for producing welded joint |
JP2019509603A JP6741860B2 (ja) | 2017-03-30 | 2018-03-20 | 溶接性に優れた水素用高Mnオーステナイト系ステンレス鋼、それを用いた溶接継手および水素用機器、並びに溶接継手の製造方法 |
KR1020197027404A KR102265769B1 (ko) | 2017-03-30 | 2018-03-20 | 용접성이 우수한 수소용 고Mn 오스테나이트계 스테인리스 강, 그것을 사용한 용접 조인트 및 수소용 기기, 그리고 용접 조인트의 제조 방법 |
CN201880019978.9A CN110462082B (zh) | 2017-03-30 | 2018-03-20 | 焊接性优良的氢用高Mn奥氏体系不锈钢、使用该不锈钢的焊接接头和氢用设备、以及焊接接头的制造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017069239 | 2017-03-30 | ||
JP2017-069239 | 2017-03-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2018180788A1 true WO2018180788A1 (ja) | 2018-10-04 |
Family
ID=63677846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2018/011084 WO2018180788A1 (ja) | 2017-03-30 | 2018-03-20 | 溶接性に優れた水素用高Mnオーステナイト系ステンレス鋼、それを用いた溶接継手および水素用機器、並びに溶接継手の製造方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11225705B2 (ja) |
EP (1) | EP3604595B1 (ja) |
JP (1) | JP6741860B2 (ja) |
KR (1) | KR102265769B1 (ja) |
CN (1) | CN110462082B (ja) |
ES (1) | ES2987598T3 (ja) |
WO (1) | WO2018180788A1 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021141099A1 (ja) | 2020-01-09 | 2021-07-15 | 日鉄ステンレス株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼材 |
JP2021109998A (ja) * | 2020-01-09 | 2021-08-02 | 日鉄ステンレス株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼鋳片、ならびにそれを用いた鋼管、棒鋼、および厚板 |
JP7546804B1 (ja) | 2024-02-19 | 2024-09-06 | 日本冶金工業株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼帯または鋼板およびそれらの製造方法、ならびに、高圧水素ガス用機器または液体水素用機器 |
JP7550625B2 (ja) | 2020-12-04 | 2024-09-13 | 日鉄ステンレス株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼板および鋼管ならびにこれらの製造方法 |
JP7564696B2 (ja) | 2020-12-04 | 2024-10-09 | 日鉄ステンレス株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼溶接用溶加材 |
JP7636164B2 (ja) | 2020-12-04 | 2025-02-26 | 日鉄ステンレス株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手、溶接構造物、および母鋼材、ならびにオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造方法。 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112475532B (zh) * | 2020-10-10 | 2022-03-25 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 用于高压氢环境奥氏体不锈钢316l材料的焊接工艺 |
KR20230073482A (ko) * | 2021-11-19 | 2023-05-26 | 한국재료연구원 | 고강도 고인성 중엔트로피 합금 및 그 제조 방법 |
CN114717475B (zh) * | 2022-03-09 | 2023-07-25 | 苏州匀晶金属科技有限公司 | 一种基于层错能设计的含Nb高强塑性高锰钢及制备方法 |
CN118357579B (zh) * | 2024-06-19 | 2024-10-22 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种焊料、激光焊接接头及其制造方法 |
CN118357583B (zh) * | 2024-06-19 | 2024-10-22 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种焊料、激光焊接接头及其制造方法 |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004083477A1 (ja) * | 2003-03-20 | 2004-09-30 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 高圧水素ガス用ステンレス鋼、その鋼からなる容器および機器 |
JP2009133001A (ja) | 2007-10-29 | 2009-06-18 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 耐水素脆化特性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
WO2012043877A1 (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-05 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | オーステナイト系高Mnステンレス鋼およびその製造方法と、その鋼を用いた部材 |
WO2012132992A1 (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-04 | 住友金属工業株式会社 | 高圧水素ガス用高強度オーステナイトステンレス鋼 |
WO2013005570A1 (ja) | 2011-07-06 | 2013-01-10 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト鋼溶接継手 |
JP2014047409A (ja) | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 高圧水素ガス用高強度オーステナイトステンレス鋼 |
JP2015171729A (ja) | 2014-02-21 | 2015-10-01 | 新日鐵住金株式会社 | 高圧水素ガスおよび液体水素用オーステナイト系高Mnステンレス鋼溶接継手およびその製造方法 |
JP2015196837A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 非磁性遊技球用オーステナイト系ステンレス鋼線材及び鋼線 |
JP2016000414A (ja) * | 2014-06-11 | 2016-01-07 | 新日鐵住金株式会社 | Ni基耐熱合金溶接継手の製造方法およびその方法により製造された溶接継手 |
WO2016143486A1 (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-15 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 耐水素脆化特性に優れた高強度オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
JP2016199776A (ja) * | 2015-04-07 | 2016-12-01 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼 |
JP2017008413A (ja) * | 2015-06-16 | 2017-01-12 | 新日鐵住金株式会社 | 低温水素用オーステナイト系ステンレス鋼及びその製造方法 |
JP2017069239A (ja) | 2015-09-28 | 2017-04-06 | 新日鐵住金株式会社 | 炭化珪素のエピタキシャル成長方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4178670B2 (ja) * | 1999-06-28 | 2008-11-12 | セイコーエプソン株式会社 | マンガン合金鋼と軸、ネジ部材 |
EP1645355B1 (en) | 2003-06-10 | 2009-01-14 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Austenitic steel weld joint |
DE102012104260A1 (de) | 2012-05-16 | 2013-11-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Kostenreduzierter Stahl für die Wasserstofftechnik mit hoher Beständigkeit gegen wasserstoffinduzierte Versprödung |
CN103741066B (zh) * | 2013-12-25 | 2018-04-20 | 宝钢不锈钢有限公司 | 一种精密电子用无磁硬态奥氏体不锈钢及其制造方法 |
JP6627343B2 (ja) | 2014-10-07 | 2020-01-08 | 日本製鉄株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼、及び、高圧水素ガス用機器又は液体水素用機器 |
BR112017000121B1 (pt) * | 2014-10-29 | 2021-06-08 | Nippon Steel Corporation | aço inoxidável austenítico e método de fabricação para o mesmo |
JP6519009B2 (ja) | 2015-04-08 | 2019-05-29 | 日本製鉄株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼 |
CN106319391A (zh) * | 2015-06-24 | 2017-01-11 | 宝钢不锈钢有限公司 | 一种耐酸雨腐蚀的奥氏体不锈钢及其制造方法 |
JP6606947B2 (ja) | 2015-09-24 | 2019-11-20 | 日本製鉄株式会社 | 溶接継手の製造方法 |
-
2018
- 2018-03-20 ES ES18776105T patent/ES2987598T3/es active Active
- 2018-03-20 WO PCT/JP2018/011084 patent/WO2018180788A1/ja unknown
- 2018-03-20 CN CN201880019978.9A patent/CN110462082B/zh active Active
- 2018-03-20 JP JP2019509603A patent/JP6741860B2/ja active Active
- 2018-03-20 US US16/493,265 patent/US11225705B2/en active Active
- 2018-03-20 EP EP18776105.1A patent/EP3604595B1/en active Active
- 2018-03-20 KR KR1020197027404A patent/KR102265769B1/ko active Active
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004083477A1 (ja) * | 2003-03-20 | 2004-09-30 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 高圧水素ガス用ステンレス鋼、その鋼からなる容器および機器 |
JP2009133001A (ja) | 2007-10-29 | 2009-06-18 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 耐水素脆化特性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
WO2012043877A1 (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-05 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | オーステナイト系高Mnステンレス鋼およびその製造方法と、その鋼を用いた部材 |
WO2012132992A1 (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-04 | 住友金属工業株式会社 | 高圧水素ガス用高強度オーステナイトステンレス鋼 |
WO2013005570A1 (ja) | 2011-07-06 | 2013-01-10 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト鋼溶接継手 |
JP2014047409A (ja) | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 高圧水素ガス用高強度オーステナイトステンレス鋼 |
JP2015171729A (ja) | 2014-02-21 | 2015-10-01 | 新日鐵住金株式会社 | 高圧水素ガスおよび液体水素用オーステナイト系高Mnステンレス鋼溶接継手およびその製造方法 |
JP2015196837A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 非磁性遊技球用オーステナイト系ステンレス鋼線材及び鋼線 |
JP2016000414A (ja) * | 2014-06-11 | 2016-01-07 | 新日鐵住金株式会社 | Ni基耐熱合金溶接継手の製造方法およびその方法により製造された溶接継手 |
WO2016143486A1 (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-15 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 耐水素脆化特性に優れた高強度オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
JP2016199776A (ja) * | 2015-04-07 | 2016-12-01 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼 |
JP2017008413A (ja) * | 2015-06-16 | 2017-01-12 | 新日鐵住金株式会社 | 低温水素用オーステナイト系ステンレス鋼及びその製造方法 |
JP2017069239A (ja) | 2015-09-28 | 2017-04-06 | 新日鐵住金株式会社 | 炭化珪素のエピタキシャル成長方法 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021141099A1 (ja) | 2020-01-09 | 2021-07-15 | 日鉄ステンレス株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼材 |
JPWO2021141099A1 (ja) * | 2020-01-09 | 2021-07-15 | ||
JP2021109998A (ja) * | 2020-01-09 | 2021-08-02 | 日鉄ステンレス株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼鋳片、ならびにそれを用いた鋼管、棒鋼、および厚板 |
JP7270777B2 (ja) | 2020-01-09 | 2023-05-10 | 日鉄ステンレス株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼材 |
EP4089186A4 (en) * | 2020-01-09 | 2023-06-28 | NIPPON STEEL Stainless Steel Corporation | Austenitic stainless steel material |
JP7550517B2 (ja) | 2020-01-09 | 2024-09-13 | 日鉄ステンレス株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼鋼片、ならびにそれを用いた鋼管、棒鋼、および厚板 |
JP7550625B2 (ja) | 2020-12-04 | 2024-09-13 | 日鉄ステンレス株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼板および鋼管ならびにこれらの製造方法 |
JP7564696B2 (ja) | 2020-12-04 | 2024-10-09 | 日鉄ステンレス株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼溶接用溶加材 |
JP7636164B2 (ja) | 2020-12-04 | 2025-02-26 | 日鉄ステンレス株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手、溶接構造物、および母鋼材、ならびにオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造方法。 |
JP7546804B1 (ja) | 2024-02-19 | 2024-09-06 | 日本冶金工業株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼帯または鋼板およびそれらの製造方法、ならびに、高圧水素ガス用機器または液体水素用機器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102265769B1 (ko) | 2021-06-15 |
EP3604595B1 (en) | 2024-04-24 |
ES2987598T3 (es) | 2024-11-15 |
EP3604595A4 (en) | 2020-03-18 |
EP3604595A1 (en) | 2020-02-05 |
CN110462082A (zh) | 2019-11-15 |
CN110462082B (zh) | 2021-04-30 |
US11225705B2 (en) | 2022-01-18 |
US20200131610A1 (en) | 2020-04-30 |
KR20190121800A (ko) | 2019-10-28 |
JP6741860B2 (ja) | 2020-08-19 |
JPWO2018180788A1 (ja) | 2020-03-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6741860B2 (ja) | 溶接性に優れた水素用高Mnオーステナイト系ステンレス鋼、それを用いた溶接継手および水素用機器、並びに溶接継手の製造方法 | |
EP2130937B1 (en) | High-strength welded steel pipe and process for manufacturing it | |
KR101846759B1 (ko) | 강판 및 그 제조 방법 | |
TWI598451B (zh) | 沃斯田系不銹鋼及沃斯田系不銹鋼之製造方法 | |
CN113631321A (zh) | 极低温用高强度焊接接头的制造方法 | |
JP6384610B2 (ja) | オーステナイト系耐熱合金及び溶接構造物 | |
KR102048482B1 (ko) | 오스테나이트계 내열합금 및 용접 구조물 | |
WO2019070000A1 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼溶接金属および溶接構造物 | |
EP2128294A1 (en) | Base metal for clad steel plate having high strength and excellent toughness in welding heat-affected zone, and method of producing the same | |
WO2020004410A1 (ja) | クラッド鋼板およびその製造方法 | |
EP3693127A1 (en) | Welding material for austenitic heat-resistant steel, weld metal and weld structure, and method for manufacturing weld metal and weld structure | |
EP3686306A1 (en) | Steel plate and method for manufacturing same | |
JP2017213588A (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の製造方法 | |
KR102458203B1 (ko) | 오스테나이트계 스테인리스강 | |
JP6627373B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼 | |
JP6477181B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼 | |
JP2017014576A (ja) | オーステナイト系耐熱合金及び溶接構造物 | |
JP2013142197A (ja) | −196℃におけるシャルピー試験値が母材、溶接継手共に100J以上である靭性と生産性に優れたNi添加鋼板およびその製造方法 | |
JP2005232515A (ja) | 大入熱溶接継手靭性に優れた厚鋼板 | |
JP2017014575A (ja) | オーステナイト系耐熱合金及び溶接構造物 | |
JP7564696B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼溶接用溶加材 | |
KR20250047201A (ko) | 오스테나이트계 스테인레스강 및 내수소성 부재 | |
JP2024119331A (ja) | 鋼板及び鋼板の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18776105 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2019509603 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 20197027404 Country of ref document: KR Kind code of ref document: A |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2018776105 Country of ref document: EP Effective date: 20191030 |