(57)【要約】本発明は、靱性および延性の優れた溶接金属を得るための凝固結晶粒を微細化する二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤを提供するものであり、外皮およびフラックスに含有される化学成分として、ワイヤ全質量に対する質量％で、Ｃ：０．００１〜０．１％、Ｓｉ：０．０１〜１．０％、Ｍｎ：２．０〜６．０％、Ｃｒ：１７．０〜２７．０％、Ｎｉ：１．０〜１０．０％、Ｍｏ：０．１〜３．０％、Ａｌ：０．００２〜０．０５％、Ｍｇ：０．０００５〜０．０１％、Ｔｉ：０．００１〜０．５％、Ｎ：０．１０〜０．３０％を含有し、さらに、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下に制限し、かつ、０．７３×Ｃｒ当量−Ｎｉ当量≧４．０及びＴｉ（質量％）×Ｎ（質量％）≧０．０００４を満たし、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。【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製外皮の内部に、フラックスが充填された二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤにおいて、外皮およびフラックスに含有される化学成分として、ワイヤ全質量に対する質量％で、
Ｃ  ：０．００１〜０．１％、
Ｓｉ：０．０１〜１．０％、
Ｍｎ：２．０〜６．０％、
Ｃｒ：１７．０〜２７．０％、
Ｎｉ：１．０〜１０．０％、
Ｍｏ：０．１〜３．０％、
Ａｌ：０．００２〜０．０５％、
Ｍｇ：０．０００５〜０．０１％、
Ｔｉ：０．００１〜０．５％、
Ｎ  ：０．１０〜０．３０％
を含有し、さらに、
Ｐ  ：０．０３％以下、
Ｓ  ：０．０１％以下
に制限し、かつ、
０．７３×Ｃｒ当量−Ｎｉ当量≧４．０
及び
Ｔｉ（質量％）×Ｎ（質量％）≧０．０００４
を満たし、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、凝固結晶粒微細化のための二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
但し、
Ｃｒ当量＝Ｃｒ（質量％）＋Ｍｏ（質量％）
＋１．５×Ｓｉ（質量％）
Ｎｉ当量＝Ｎｉ（質量％）＋０．５×Ｍｎ（質量％）
＋３０×Ｃ（質量％）＋３０×Ｎ（質量％）
【請求項２】
前記二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤの外皮およびフラックスに含有される化学成分として、さらに、質量％で、Ｃｕ：０．１〜２．０％を含有することを特徴とする、請求項１に記載の凝固結晶粒微細化のための二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二相ステンレス鋼の溶接ワイヤに関し、特に、溶接凝固時の結晶粒を微細化することで溶接金属の靱性および延性に優れた特性を付与することのできる、二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二相ステンレス鋼は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏを主要元素とし、フェライトとオーステナイトの相比率が約５０％となるように調整して、靱性、耐食性を確保したステンレス鋼である。この二相ステンレス鋼を溶接する場合、その多くが、耐食性の維持の観点から溶接後の熱処理は施さず、溶接金属は凝固のままで使用されるため、圧延、熱処理を経た同組成の鋼材に比べ溶接金属の結晶粒径は著しく粗大化し、靱性、延性が劣化する。したがって、二相ステンレス鋼の溶接では、溶接金属の凝固結晶粒を微細化することが、溶接金属の靱性、延性を向上させる有効な方法となりうる。
ステンレス鋼の結晶粒を微細化する方法としては、ローピング（表面の凹凸）の発生を抑制するために鋳片の圧延条件（圧下率と温度の関係）を規定する方法（例えば、特許文献１参照。）、鋳造後の熱延および冷却条件を規定する方法（例えば、特許文献２参照。）が開示されているが、いずれも溶鋼の凝固後の再加熱−熱延、または焼鈍−冷却過程における変態による組織制御を利用したものであり、溶接金属の凝固過程で結晶粒を微細化する技術ではなく、溶接後、凝固のままで使用するような二相ステンレス鋼の溶接金属の微細化には有効な方法ではない。
凝固のままのステンレス鋼溶接金属の結晶粒を微細化する方法としては、介在物を接種核として等軸晶凝固させる方法が開示されているが（特許文献３、４参照）、これらは、マルテンサイト系ステンレス鋼およびオーステナイト系ステンレス鋼であり、本発明の対象である二相ステンレス鋼とはＭｎ量およびＣｒ／Ｎｉ量の比率が異なる。
また、二相ステンレス鋼には、近年のＮｉ、Ｍｏの高騰により、Ｎｉ、Ｍｏ量を低減した廉価型二相ステンレス鋼（例えば、特許文献５参照。）が開発されているが、このような二相ステンレス鋼を溶接する場合にも、従来のままの凝固結晶粒が粗大化する二相ステンレス鋼系溶接材料が使用されている。
このような背景から、廉価型二相ステンレス鋼でも使用可能であり、かつ、溶接金属の凝固結晶粒の微細化が可能となり、その結果、溶接ままでも溶接金属の靱性、延性等の機械的特性が良好な溶接部を得るための二相ステンレス鋼用溶接ワイヤの開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０３−０７１９０２号公報
【特許文献２】特開平０８−２７７４２３号公報
【特許文献３】特開２００２−３３１３８７号公報
【特許文献４】特開２００３−１３６２８０号公報
【特許文献５】ＷＯ−２００２−０２７０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の従来技術の問題点に鑑みて、二相ステンレス鋼材の溶接時に使用する溶接材料の成分規定により、溶接金属の凝固結晶粒の微細化を可能とし、溶接ままでも溶接金属の靱性、延性等の機械的特性が良好である溶接部が得られる二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ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】
【０００５】
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）  鋼製外皮の内部に、フラックスが充填された二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤにおいて、外皮およびフラックスに含有される化学成分として、ワイヤ全質量に対する質量％で、Ｃ：０．００１〜０．１％、Ｓｉ：０．０１〜１．０％、Ｍｎ：２．０〜６．０％、Ｃｒ：１７．０〜２７．０％、Ｎｉ：１．０〜１０．０％、Ｍｏ：０．１〜３．０％、Ａｌ：０．００２〜０．０５％、Ｍｇ：０．０００５〜０．０１％、Ｔｉ：０．００１〜０．５％、Ｎ：０．１０〜０．３０％を含有し、さらに、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下に制限し、かつ、０．７３×Ｃｒ当量−Ｎｉ当量≧４．０及びＴｉ（質量％）×Ｎ（質量％）≧０．０００４を満たし、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凝固結晶粒微細化のための二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。但し、Ｃｒ当量＝Ｃｒ（質量％）＋Ｍｏ（質量％）＋１．５×Ｓｉ（質量％）、Ｎｉ当量＝Ｎｉ（質量％）＋０．５×Ｍｎ（質量％）＋３０×Ｃ（質量％）＋３０×Ｎ（質量％）
（２）  前記二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤの外皮およびフラックスに含有される化学成分として、さらに、質量％で、Ｃｕ：０．１〜２．０％を含有することを特徴とする、上記（１）に記載の凝固結晶粒微細化のための二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、通常の二相ステンレス鋼材および廉価型二相ステンレス鋼材を溶接する際に、使用する溶接材料の成分を規定することにより、溶接金属組織が微細化でき、それにより、溶接金属の靱性および延性を大幅に改善することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明者らは、種々の化学成分を添加したＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼ワイヤを用いたＴＩＧ溶接により二相ステンレス鋼材を突合せ溶接し、形成された溶接金属の組織、靱性及び延性を詳細に調査、検討した。
その結果、フェライト単相で凝固が完了する成分系にＭｇとＴｉを複合で添加することにより、溶接金属組織の等軸晶化、微細化が達成され、それによって、溶接金属の靱性、延性が向上することが新たに明らかとなった。また、フェライト単相で凝固が完了する成分系においては、ＴｉとＮ量の関係を制御することで溶接金属の凝固結晶粒の微細化が容易となり、凝固のままでも靱性、延性を改善できる見通しを得た。
このような検討の結果に基づく本発明について、以下詳細に説明する。なお、以下の説明における「％」とは、特に明記しない限り「質量％」を意味する。
まずはじめに、本発明の溶接金属の結晶粒微細化のための技術思想について説明する。
Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼の溶接金属は、その成分系により初晶凝固相がフェライト相もしくはオーステナイト相である成分系に分類され、さらに、これらの相が単独で凝固が完了するものとフェライト相＋オーステナイト相の二相で凝固が完了するものに分類される。
ＴｉＮは、フェライト相との格子整合性が非常に良好なため、フェライト相の凝固核となり、フェライト相の等軸晶化が促進され、凝固時のフェライト結晶粒を微細化するために有効となる。また、Ｍｇ系介在物（ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３スピネル相を含む）は、ＴｉＮの生成核となり、ＴｉＮの生成を促進し、結果として、フェライト相の等軸晶化を促進し、凝固時のフェライト結晶粒を微細化する。
一方、ＴｉＮは、オーステナイト相との格子整合性が良くないため、オーステナイト相の凝固核にはほとんどならない。また、液相／オーステナイト相間の界面エネルギーは、液相／フェライト相間の界面エネルギーより大きいため、フェライト相上にオーステナイト相は形成されにくく、オーステナイト相は、フェライト相の生成、成長に関係なく独自に成長する。すなわち、オーステナイト相の微細化は期待できない。
したがって、溶接金属において、ＴｉＮおよびＭｇ系介在物を核として、フェライト相の等軸晶化を促進し、よって凝固時のフェライト結晶粒を微細化するためには、溶接金属の成分系を初晶凝固相がフェライト相で、フェライト単相で凝固が完了する成分系に限定する必要がある。
溶接金属が初晶フェライト相＋オーステナイト相の二相凝固の成分系では、フェライト相が等軸晶凝固しても、オーステナイト相はフェライト相の生成・成長に関係なく独自に成長するため、オーステナイト相は柱状晶凝固してオーステナイト相の微細化は達成されない。
本発明者らの実験の結果、二相ステンレス鋼の溶接において、溶接金属の初晶凝固相がフェライト相で、フェライト単相で凝固が完了するようにするには、０．７３×Ｃｒ当量−Ｎｉ当量≧４．０の関係式を満足する成分系とすればよいことを見出した。ここで、Ｃｒ当量及びＮｉ当量は、以下の（式１）及び（式２）でそれぞれ規定される。
Ｃｒ当量＝Ｃｒ（質量％）＋Ｍｏ（質量％）
＋１．５×Ｓｉ（質量％）          ・・・（式１）
Ｎｉ当量＝Ｎｉ（質量％）＋０．５×Ｍｎ（質量％）
＋３０×Ｃ（質量％）＋３０×Ｎ（質量％）
・・・（式２）
また、溶接金属の凝固結晶粒の微細化のためには、上記の初晶凝固相がフェライト相で、フェライト単相で凝固が完了する成分系において、初晶フェライトが凝固する前にＴｉＮを形成する必要がある。
そのためには、本発明者らの実験の結果、初晶フェライト相が凝固する温度（液相線温度）より高温でＴｉＮが晶出するようにＴｉ含有量とＮ含有量を限定すれば良く、Ｔｉ（質量％）×Ｎ（質量％）≧０．０００４の関係を満足するように成分を制御することで初晶フェライトが凝固する前にＴｉＮが確実に生成し、凝固結晶粒微細化効果が得られることも見出した。
以上から本発明では、溶接金属の初晶凝固相がフェライト相でフェライト単相で凝固が完了するとともに、初晶フェライトが凝固する前にＴｉＮを確実に生成させることにより凝固結晶粒微細化効果を得るために、二相ステンレス鋼を溶接する際に用いるフラックス入りワイヤの成分系が０．７３×Ｃｒ当量−Ｎｉ当量≧４．０かつＴｉ×Ｎ≧０．０００４を満たすことを要件とする。
ここで、Ｃｒ当量及びＮｉ当量は、上記（式１）及び（式２）でそれぞれ規定される。
なお、０．７３×Ｃｒ当量−Ｎｉ当量の値が１６．０を超えると室温組織がフェライト単相となり目的とする二相ステンレス鋼とはならないため、好ましくはこの値の上限を１６．０とする。
次に、上記の技術思想を実現する本発明のワイヤ成分の限定理由を以下に述べる。なお、下記の成分含有量は、ワイヤ全質量に対する全外皮およびフラックスに含有される合計量（質量％）である。
まず、本発明では、ＴｉＮおよびＭｇ系介在物（ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３スピネル相を含む）を溶接金属中で形成するために以下のワイヤ成分の含有量を規定する。
Ａｌ：Ａｌは、脱酸元素であるとともに、Ｍｇと共存してＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３スピネル相を形成してＴｉＮの生成核となり、溶接金属組織を微細化する。この効果を発揮するのは０．００２％でありこれを下限とした。また、多量に添加するとＡｌ酸化物が大量に生成し機械的特性が劣化するので０．０５％を上限とした。
Ｍｇ：Ｍｇは、Ｍｇ系介在物を形成してＴｉＮの生成核となり、溶接金属組織を微細化する。この効果が発揮するのは０．０００５％でありこれを下限とした。また多量に添加してもその効果は飽和し、耐食性の低下や溶接部の溶込み減少、溶接ビード上にスラグ生成などの問題が生じるため、０．０１％を上限とした。Ｍｇ系介在物は、酸化物、硫化物等のＭｇを含有する化合物であれば凝固結晶粒の微細化には効果があり、ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３スピネル相も同様の効果を持つ。
Ｔｉ：Ｔｉは、ＴｉＮを形成してフェライト相の凝固核となり、溶接金属組織を微細化する。Ｍｇと複合で添加することでさらにその効果は向上する。この効果が発揮されるのは０．００１％以上であるのでこれを下限とした。しかし、０．５％を越えて添加した場合は延性、靱性を低下させるので、これを上限とした。
Ｎ：Ｎは、ＴｉＮを形成して凝固核となり、溶接金属組織を微細化する。また、Ｎは強力なオーステナイト生成元素であり、オーステナイト生成元素であるＮｉ含有量を１．０〜１０．０％とした場合にフェライト相とオーステナイト相の相バランスの観点から必要であるとともに、塩化物環境での耐孔食性を向上させる。これらの効果が発揮されるのは０．１０％以上でありこれを下限とした。また、多量に添加すると硬化して靱性が低下するため０．３０％を上限とした。
なお、ＭＩＧ溶接やＭＡＧ溶接で使用する場合、Ｎ量が多いとブローホールが発生しやすくなるため、好ましくは上限を０．２２％とする。
また、その他の効果を得るために、以下の成分の含有量を規定する。
Ｃ：Ｃは、耐食性に有害であるが、強度の観点からある程度の含有が必要であるため、０．００１％以上添加する。また、その含有量が０．１％超では溶接金属の靱性、延性が著しく低下するとともに、溶接のままの状態および再熱を受けるとＣｒなどと結合し、これらの領域の耐食性を著しく劣化させるため、その含有量を０．００１〜０．１％に限定した。
Ｓｉ：Ｓｉは、脱酸元素として添加されるが、０．０１％未満ではその効果が十分でなく、一方、その含有量が１．０％超ではフェライト相の延性低下に伴い、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０．０１〜１．０％に限定した。
Ｍｎ：Ｍｎは、オーステナイト生成元素であり、オーステナイト生成元素であるＮｉ含有量を１．０〜１０．０％とした場合にフェライト相とオーステナイト相の相バランスの観点から２．０％以上必要である。一方、６．０％を越えて添加すると溶接時に多量のヒュームが発生するとともに、延性が低下するのでその含有量を２．０〜６．０％に限定した。
Ｃｒ：Ｃｒは、フェライト形成元素であり二相ステンレス鋼の主要元素として耐食性の向上に寄与するが、その含有量が１７．０％未満では十分な耐食性が得られない。一方、その含有量が２７．０％を超えると、靱性が劣化するため、その含有量を１７．０〜２７．０％に限定した。
Ｎｉ：Ｎｉは、オーステナイト形成元素であり二相ステンレス鋼の主要元素であるが、本発明では、フェライト単相で凝固が完了する必要があるため、フェライト形成元素であるＣｒを１７．０〜２７．０％添加した場合の凝固形態と相バランスの観点から、および、原料コストが高くなる観点から、その上限を１０．０％とした。一方、下限は、廉価型二相ステンレス鋼への適用を考慮して選定されるが、その含有量が１．０％未満では靱性が著しく低下するため、その含有量を１．０〜１０．０％に限定した。
Ｍｏ：Ｍｏは、特に塩化物環境での耐食性を向上させる元素であり、耐食性向上のために０．１％添加できるが、その含有量が３．０％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、その含有量を０．１〜３．０％に限定した。
Ｐ、Ｓは、溶接金属において不可避成分であり、以下の理由で少なく制限する。
Ｐ：Ｐは、多量に存在すると凝固時の耐高温溶接割れ性および靱性を低下させるので少ない方が望ましく、その含有量の上限を０．０３％とした。
Ｓ：Ｓも、多量に存在すると耐高温割れ性、延性および耐食性を低下させるので少ない方が望ましく、０．０１％を上限とした。
以上を本発明のワイヤの基本成分とするが、以下の成分を選択的に添加できる。
Ｃｕ：Ｃｕは、強度と耐食性を高めるのに顕著な効果があり、また、靱性を確保するためのオーステナイト生成元素として０．１％以上添加できるが、２．０％を越えて添加してもその効果は飽和するので、添加する場合は、その含有量を０．１〜２．０％とする。
なお、本発明では、外皮の内部に充填するフラックスは、溶接金属中の成分組成を制御するために上記の含有範囲で添加する合金以外は、特に規定する必要はない。
したがって、フラック入りワイヤにおいて、外皮の内部に充填するフラックスとして、例えば、スラグ被包性やアーク安定性の向上のために通常含有される、例えば、ＴｉＯ２：１〜２％、ＳｉＯ２：２〜３％、ＺｒＯ２：１〜２％、Ａｌ２Ｏ３：０．３〜０．８％、Ｆｅ２Ｏ３：０．２〜０．６％、Ｎａ２Ｏ：０．０５〜０．２％、Ｋ２Ｏ：０．０１〜０．１％、ＡｌＦ３：０．０１〜０．１％などの金属酸化物または金属フッ化物を添加しても良い。
但し、このようなスラグ被包性やアーク安定性の向上のために添加する金属酸化物または金属フッ化物として含まれる金属成分は、本発明で規定した上記の合金としての金属成分の含有量の範囲から除かれる。
本発明のフラックス入り溶接ワイヤは、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接、ＭＡＧ溶接、プラズマ溶接、サブマージアーク溶接などの溶接方法を特に限定する必要がなく、溶接に用いるフラック入りワイヤの外皮の成分およびフラックスに含有され、溶接金属に移行する成分の合計を上述のように規定することにより、凝固過程での組織の等軸晶化および微細化が可能となり、溶接部の靱性および延性に優れた二相ステンレス鋼溶接継手が得られる。
【実施例】
【０００８】
以下、実施例にて本発明をさらに説明する。
外皮としてフェライト系ステンレス鋼あるいは普通鋼を用い、内部にフラックスを充填し、表１に示す成分をワイヤ全質量に対する質量％として有するワイヤ径：１．２φのフラックス入りワイヤを作製した。なお、フラックスとしては、スラグ被包性やアーク安定性の向上のために通常使用される金属酸化物、金属フッ化物のほか、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｍｇなどの金属粉を充填した。次に、表２に成分を示す板厚１２ｍｍの二相ステンレス鋼板に、開先角度：６０°、ルートフェース：０．５ｍｍのＶ開先を設けた後、上記フラックス入りワイヤを用いて、ＭＩＧ溶接により突合せ溶接して、溶接継手を作製した。なお、この際の溶接条件は、溶接電流：２５０Ａ、アーク電圧：２８Ｖ、溶接速度：２５ｃｍ／ｍｉｎとし、シールドガスはＡｒ＋２％Ｏ２とした。
なお、表１における凝固モードは、フェライト単相で凝固が完了するものをＦ、初晶フェライト＋オーステナイトの二相で凝固が完了するものをＦＡで示す。
溶接で得られた溶接継手に対し、それぞれ、溶接金属の組織観察、溶接金属のシャルピー衝撃試験、および溶接継手の表・裏曲げ試験を実施し、凝固結晶粒の微細化・等軸晶化、靱性、曲げ延性を評価した。表３に、それぞれの評価結果を示す。
表３の結晶粒径の評価結果は、フェライトおよびオーステナイトの結晶粒径がともに５０μｍ以下で、かつ、等軸晶率が９０％以上のものを○（良好）、それ以外の組織は×（不良）とした。溶接継手の靱性評価結果を示す表３のシャルピー吸収エネルギーは、溶接継手から溶接方向に垂直方向から２ｍｍＶノッチシャルピー試験片を採取し、０℃にてシャルピー衝撃試験を行い、その吸収エネルギーを求めたものである。溶接継手の曲げ延性評価結果を示す表３の表曲げまたは裏曲げの試験結果は、溶接継手から溶接方向に垂直方向から余盛を削除した試験片（１０ｔ×３０ｗ×２５０Ｌｍｍ）を採取し、溶接部を表または裏からローラ曲げ（曲げ半径：Ｒ＝２０ｍｍ）を行い、割れが発生しないものを良好、割れが発生したものを不良とした。
表３において、Ｎｏ．８の比較例は、（０．７３×Ｃｒ当量−Ｎｉ当量）の値が本発明範囲より低いために、溶接金属がフェライト＋オーステナイトの二相凝固となり、凝固結晶粒が粗大化し、溶接金属の靱性、曲げ延性がいずれも低下した。Ｎｏ．９の比較例は、Ｎｉが本発明の範囲外であり、（０．７３×Ｃｒ当量−Ｎｉ当量）の値も本発明範囲より低いために、溶接金属が二相凝固となり、凝固結晶粒が粗大化し、溶接金属の靱性および曲げ延性が低下した。また、Ｎｏ．１０の比較例は、（Ｔｉ×Ｎ）の値が本発明範囲より低く、Ｎｏ．１１の比較例は、Ａｌ含有量およびＭｇ含有量が本発明範囲より低いために、溶接金属はフェライト単相凝固ではあったが、フェライトの等軸晶化および微細化ができず、凝固結晶粒が粗大化し、溶接金属の靱性、曲げ延性がいずれも低下した。さらに、Ｎｏ．１２〜Ｎｏ．１４の比較例は、フェライト単相凝固であり、（Ｔｉ×Ｎ）も本発明範囲内で、凝固結晶粒の微細化は見られたが、Ｍｎ含有量、Ｓｉ含有量、Ｃｒ含有量、Ｍｏ含有量、Ｎ含有量がそれぞれ本発明の範囲外であるため、溶接金属の靱性、曲げ延性がいずれも低下した。
一方、Ｎｏ．１〜７の本発明例は、成分含有量が本発明の範囲内であるため、比較例に比べ、溶接金属の結晶粒が微細化しており、それにより靱性および延性が著しく優れている。
【表１】
2009145347.tif 000002
【表２】
2009145347.tif 000003
【表３】
2009145347.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【０００９】
本発明のフラックス入りワイヤを用いることにより、靱性および延性を大幅に改善した溶接金属を得ることができ、本発明の産業上の利用可能性は極めて大である。
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月15日(2010.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二相ステンレス鋼の溶接ワイヤに関し、特に、溶接凝固時の結晶粒を微細化することで溶接金属の靱性および延性に優れた特性を付与することのできる、二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二相ステンレス鋼は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏを主要元素とし、フェライトとオーステナイトの相比率が約５０％となるように調整して、靱性、耐食性を確保したステンレス鋼である。この二相ステンレス鋼を溶接する場合、その多くが、耐食性の維持の観点から溶接後の熱処理は施さず、溶接金属は凝固のままで使用されるため、圧延、熱処理を経た同組成の鋼材に比べ溶接金属の結晶粒径は著しく粗大化し、靱性、延性が劣化する。したがって、二相ステンレス鋼の溶接では、溶接金属の凝固結晶粒を微細化することが、溶接金属の靱性、延性を向上させる有効な方法となりうる。
【０００３】
ステンレス鋼の結晶粒を微細化する方法としては、ローピング（表面の凹凸）の発生を抑制するために鋳片の圧延条件（圧下率と温度の関係）を規定する方法（例えば、特許文献１参照。）、鋳造後の熱延および冷却条件を規定する方法（例えば、特許文献２参照。）が開示されているが、いずれも溶鋼の凝固後の再加熱−熱延、または焼鈍−冷却過程における変態による組織制御を利用したものであり、溶接金属の凝固過程で結晶粒を微細化する技術ではなく、溶接後、凝固のままで使用するような二相ステンレス鋼の溶接金属の微細化には有効な方法ではない。
【０００４】
凝固のままのステンレス鋼溶接金属の結晶粒を微細化する方法としては、介在物を接種核として等軸晶凝固させる方法が開示されているが（特許文献３、４参照）、これらは、マルテンサイト系ステンレス鋼およびオーステナイト系ステンレス鋼であり、本発明の対象である二相ステンレス鋼とはＭｎ量およびＣｒ／Ｎｉ量の比率が異なる。
【０００５】
また、二相ステンレス鋼には、近年のＮｉ、Ｍｏの高騰により、Ｎｉ、Ｍｏ量を低減した廉価型二相ステンレス鋼（例えば、特許文献５参照。）が開発されているが、このような二相ステンレス鋼を溶接する場合にも、従来のままの凝固結晶粒が粗大化する二相ステンレス鋼系溶接材料が使用されている。
【０００６】
このような背景から、廉価型二相ステンレス鋼でも使用可能であり、かつ、溶接金属の凝固結晶粒の微細化が可能となり、その結果、溶接ままでも溶接金属の靱性、延性等の機械的特性が良好な溶接部を得るための二相ステンレス鋼用溶接ワイヤの開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０３−０７１９０２号公報
【特許文献２】特開平０８−２７７４２３号公報
【特許文献３】特開２００２−３３１３８７号公報
【特許文献４】特開２００３−１３６２８０号公報
【特許文献５】ＷＯ−２００２−０２７０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の従来技術の問題点に鑑みて、二相ステンレス鋼材の溶接時に使用する溶接材料の成分規定により、溶接金属の凝固結晶粒の微細化を可能とし、溶接ままでも溶接金属の靱性、延性等の機械的特性が良好である溶接部が得られる二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ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】
【０００９】
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）  鋼製外皮の内部に、フラックスが充填された二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤにおいて、通常使用される金属酸化物、金属フッ化物のほかに外皮およびフラックスに含有される化学成分として、ワイヤ全質量に対する質量％で、Ｃ：０．００１〜０．１％、Ｓｉ：０．０１〜１．０％、Ｍｎ：２．０〜６．０％、Ｃｒ：１７．０〜２７．０％、Ｎｉ：１．０〜１０．０％、Ｍｏ：０．１〜３．０％、Ａｌ：０．００２〜０．０５％、Ｍｇ：０．０００５〜０．０１％、Ｔｉ：０．００１〜０．５％、Ｎ：０．１０〜０．３０％を含有し、さらに、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下に制限し、かつ、０．７３×Ｃｒ当量−Ｎｉ当量≧４．０及びＴｉ（質量％）×Ｎ（質量％）≧０．０００４を満たし、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凝固結晶粒微細化のための二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。但し、Ｃｒ当量＝Ｃｒ（質量％）＋Ｍｏ（質量％）＋１．５×Ｓｉ（質量％）、Ｎｉ当量＝Ｎｉ（質量％）＋０．５×Ｍｎ（質量％）＋３０×Ｃ（質量％）＋３０×Ｎ（質量％）
（２）  前記二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤの外皮およびフラックスに含有される化学成分として、さらに、質量％で、Ｃｕ：０．１〜２．０％を含有することを特徴とする、上記（１）に記載の凝固結晶粒微細化のための二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、通常の二相ステンレス鋼材および廉価型二相ステンレス鋼材を溶接する際に、使用する溶接材料の成分を規定することにより、溶接金属組織が微細化でき、それにより、溶接金属の靱性および延性を大幅に改善することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明者らは、種々の化学成分を添加したＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼ワイヤを用いたＴＩＧ溶接により二相ステンレス鋼材を突合せ溶接し、形成された溶接金属の組織、靱性及び延性を詳細に調査、検討した。
【００１２】
その結果、フェライト単相で凝固が完了する成分系にＭｇとＴｉを複合で添加することにより、溶接金属組織の等軸晶化、微細化が達成され、それによって、溶接金属の靱性、延性が向上することが新たに明らかとなった。また、フェライト単相で凝固が完了する成分系においては、ＴｉとＮ量の関係を制御することで溶接金属の凝固結晶粒の微細化が容易となり、凝固のままでも靱性、延性を改善できる見通しを得た。
【００１３】
このような検討の結果に基づく本発明について、以下詳細に説明する。なお、以下の説明における「％」とは、特に明記しない限り「質量％」を意味する。
【００１４】
まずはじめに、本発明の溶接金属の結晶粒微細化のための技術思想について説明する。
【００１５】
Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼の溶接金属は、その成分系により初晶凝固相がフェライト相もしくはオーステナイト相である成分系に分類され、さらに、これらの相が単独で凝固が完了するものとフェライト相＋オーステナイト相の二相で凝固が完了するものに分類される。
【００１６】
ＴｉＮは、フェライト相との格子整合性が非常に良好なため、フェライト相の凝固核となり、フェライト相の等軸晶化が促進され、凝固時のフェライト結晶粒を微細化するために有効となる。また、Ｍｇ系介在物（ＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3スピネル相を含む）は、ＴｉＮの生成核となり、ＴｉＮの生成を促進し、結果として、フェライト相の等軸晶化を促進し、凝固時のフェライト結晶粒を微細化する。
【００１７】
一方、ＴｉＮは、オーステナイト相との格子整合性が良くないため、オーステナイト相の凝固核にはほとんどならない。また、液相／オーステナイト相間の界面エネルギーは、液相／フェライト相間の界面エネルギーより大きいため、フェライト相上にオーステナイト相は形成されにくく、オーステナイト相は、フェライト相の生成、成長に関係なく独自に成長する。すなわち、オーステナイト相の微細化は期待できない。
【００１８】
したがって、溶接金属において、ＴｉＮおよびＭｇ系介在物を核として、フェライト相の等軸晶化を促進し、よって凝固時のフェライト結晶粒を微細化するためには、溶接金属の成分系を初晶凝固相がフェライト相で、フェライト単相で凝固が完了する成分系に限定する必要がある。
【００１９】
溶接金属が初晶フェライト相＋オーステナイト相の二相凝固の成分系では、フェライト相が等軸晶凝固しても、オーステナイト相はフェライト相の生成・成長に関係なく独自に成長するため、オーステナイト相は柱状晶凝固してオーステナイト相の微細化は達成されない。
【００２０】
本発明者らの実験の結果、二相ステンレス鋼の溶接において、溶接金属の初晶凝固相がフェライト相で、フェライト単相で凝固が完了するようにするには、０．７３×Ｃｒ当量−Ｎｉ当量≧４．０の関係式を満足する成分系とすればよいことを見出した。ここで、Ｃｒ当量及びＮｉ当量は、以下の（式１）及び（式２）でそれぞれ規定される。
Ｃｒ当量＝Ｃｒ（質量％）＋Ｍｏ（質量％）
＋１．５×Ｓｉ（質量％）          ・・・(式１)
Ｎｉ当量＝Ｎｉ（質量％）＋０．５×Ｍｎ（質量％）
＋３０×Ｃ（質量％）＋３０×Ｎ（質量％）
・・・(式２)
【００２１】
また、溶接金属の凝固結晶粒の微細化のためには、上記の初晶凝固相がフェライト相で、フェライト単相で凝固が完了する成分系において、初晶フェライトが凝固する前にＴｉＮを形成する必要がある。
【００２２】
そのためには、本発明者らの実験の結果、初晶フェライト相が凝固する温度（液相線温度）より高温でＴｉＮが晶出するようにＴｉ含有量とＮ含有量を限定すれば良く、Ｔｉ（質量％）×Ｎ（質量％）≧０．０００４の関係を満足するように成分を制御することで初晶フェライトが凝固する前にＴｉＮが確実に生成し、凝固結晶粒微細化効果が得られることも見出した。
【００２３】
以上から本発明では、溶接金属の初晶凝固相がフェライト相でフェライト単相で凝固が完了するとともに、初晶フェライトが凝固する前にＴｉＮを確実に生成させることにより凝固結晶粒微細化効果を得るために、二相ステンレス鋼を溶接する際に用いるフラックス入りワイヤの成分系が０．７３×Ｃｒ当量−Ｎｉ当量≧４．０かつＴｉ×Ｎ≧０．０００４を満たすことを要件とする。
【００２４】
ここで、Ｃｒ当量及びＮｉ当量は、上記（式１）及び（式２）でそれぞれ規定される。
なお、０．７３×Ｃｒ当量−Ｎｉ当量の値が１６．０を超えると室温組織がフェライト単相となり目的とする二相ステンレス鋼とはならないため、好ましくはこの値の上限を１６．０とする。
【００２５】
次に、上記の技術思想を実現する本発明のワイヤ成分の限定理由を以下に述べる。なお、下記の成分含有量は、ワイヤ全質量に対する全外皮およびフラックスに含有される合計量（質量％）である。
【００２６】
まず、本発明では、ＴｉＮおよびＭｇ系介在物（ＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3スピネル相を含む）を溶接金属中で形成するために以下のワイヤ成分の含有量を規定する。
【００２７】
Ａｌ：Ａｌは、脱酸元素であるとともに、Ｍｇと共存してＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3スピネル相を形成してＴｉＮの生成核となり、溶接金属組織を微細化する。この効果を発揮するのは０．００２％でありこれを下限とした。また、多量に添加するとＡｌ酸化物が大量に生成し機械的特性が劣化するので０．０５％を上限とした。
【００２８】
Ｍｇ：Ｍｇは、Ｍｇ系介在物を形成してＴｉＮの生成核となり、溶接金属組織を微細化する。この効果が発揮するのは０．０００５％でありこれを下限とした。また多量に添加してもその効果は飽和し、耐食性の低下や溶接部の溶込み減少、溶接ビード上にスラグ生成などの問題が生じるため、０．０１％を上限とした。Ｍｇ系介在物は、酸化物、硫化物等のＭｇを含有する化合物であれば凝固結晶粒の微細化には効果があり、ＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3スピネル相も同様の効果を持つ。
【００２９】
Ｔｉ：Ｔｉは、ＴｉＮを形成してフェライト相の凝固核となり、溶接金属組織を微細化する。Ｍｇと複合で添加することでさらにその効果は向上する。この効果が発揮されるのは０．００１％以上であるのでこれを下限とした。しかし、０．５％を越えて添加した場合は延性、靱性を低下させるので、これを上限とした。
【００３０】
Ｎ：Ｎは、ＴｉＮを形成して凝固核となり、溶接金属組織を微細化する。また、Ｎは強力なオーステナイト生成元素であり、オーステナイト生成元素であるＮｉ含有量を１．０〜１０．０％とした場合にフェライト相とオーステナイト相の相バランスの観点から必要であるとともに、塩化物環境での耐孔食性を向上させる。これらの効果が発揮されるのは０．１０％以上でありこれを下限とした。また、多量に添加すると硬化して靱性が低下するため０．３０％を上限とした。
なお、ＭＩＧ溶接やＭＡＧ溶接で使用する場合、Ｎ量が多いとブローホールが発生しやすくなるため、好ましくは上限を０．２２％とする。
【００３１】
また、その他の効果を得るために、以下の成分の含有量を規定する。
【００３２】
Ｃ：Ｃは、耐食性に有害であるが、強度の観点からある程度の含有が必要であるため、０．００１％以上添加する。また、その含有量が０．１％超では溶接金属の靱性、延性が著しく低下するとともに、溶接のままの状態および再熱を受けるとＣｒなどと結合し、これらの領域の耐食性を著しく劣化させるため、その含有量を０．００１〜０．１％に限定した。
【００３３】
Ｓｉ：Ｓｉは、脱酸元素として添加されるが、０．０１％未満ではその効果が十分でなく、一方、その含有量が１．０％超ではフェライト相の延性低下に伴い、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０．０１〜１．０％に限定した。
【００３４】
Ｍｎ：Ｍｎは、オーステナイト生成元素であり、オーステナイト生成元素であるＮｉ含有量を１．０〜１０．０％とした場合にフェライト相とオーステナイト相の相バランスの観点から２．０％以上必要である。一方、６．０％を越えて添加すると溶接時に多量のヒュームが発生するとともに、延性が低下するのでその含有量を２．０〜６．０％に限定した。
【００３５】
Ｃｒ：Ｃｒは、フェライト形成元素であり二相ステンレス鋼の主要元素として耐食性の向上に寄与するが、その含有量が１７．０％未満では十分な耐食性が得られない。一方、その含有量が２７．０％を超えると、靱性が劣化するため、その含有量を１７．０〜２７．０％に限定した。
【００３６】
Ｎｉ：Ｎｉは、オーステナイト形成元素であり二相ステンレス鋼の主要元素であるが、本発明では、フェライト単相で凝固が完了する必要があるため、フェライト形成元素であるＣｒを１７．０〜２７．０％添加した場合の凝固形態と相バランスの観点から、および、原料コストが高くなる観点から、その上限を１０．０％とした。一方、下限は、廉価型二相ステンレス鋼への適用を考慮して選定されるが、その含有量が１．０％未満では靱性が著しく低下するため、その含有量を１．０〜１０．０％に限定した。
【００３７】
Ｍｏ：Ｍｏは、特に塩化物環境での耐食性を向上させる元素であり、耐食性向上のために０．１％添加できるが、その含有量が３．０％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、その含有量を０．１〜３．０％に限定した。
【００３８】
Ｐ、Ｓは、溶接金属において不可避成分であり、以下の理由で少なく制限する。
【００３９】
Ｐ:Ｐは、多量に存在すると凝固時の耐高温溶接割れ性および靱性を低下させるので少ない方が望ましく、その含有量の上限を０．０３％とした。
【００４０】
Ｓ：Ｓも、多量に存在すると耐高温割れ性、延性および耐食性を低下させるので少ない方が望ましく、０．０１％を上限とした。
【００４１】
以上を本発明のワイヤの基本成分とするが、以下の成分を選択的に添加できる。
【００４２】
Ｃｕ：Ｃｕは、強度と耐食性を高めるのに顕著な効果があり、また、靱性を確保するためのオーステナイト生成元素として０．１％以上添加できるが、２．０％を越えて添加してもその効果は飽和するので、添加する場合は、その含有量を０．１〜２．０％とする。
【００４３】
なお、本発明では、外皮の内部に充填するフラックスは、溶接金属中の成分組成を制御するために上記の含有範囲で添加する合金以外は、特に規定する必要はない。
【００４４】
したがって、フラック入りワイヤにおいて、外皮の内部に充填するフラックスとして、例えば、スラグ被包性やアーク安定性の向上のために通常含有される、例えば、ＴｉＯ2：１〜２％、ＳｉＯ2：２〜３％、ＺｒＯ2：１〜２％、Ａｌ2Ｏ3：０．３〜０．８％、Ｆｅ2Ｏ3：０．２〜０．６％、Ｎａ2Ｏ：０．０５〜０．２％、Ｋ2Ｏ：０．０１〜０．１％、ＡｌＦ3：０．０１〜０．１％などの金属酸化物または金属フッ化物を添加しても良い。
【００４５】
但し、このようなスラグ被包性やアーク安定性の向上のために添加する金属酸化物または金属フッ化物として含まれる金属成分は、本発明で規定した上記の合金としての金属成分の含有量の範囲から除かれる。
【００４６】
本発明のフラックス入り溶接ワイヤは、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接、ＭＡＧ溶接、プラズマ溶接、サブマージアーク溶接などの溶接方法を特に限定する必要がなく、溶接に用いるフラック入りワイヤの外皮の成分およびフラックスに含有され、溶接金属に移行する成分の合計を上述のように規定することにより、凝固過程での組織の等軸晶化および微細化が可能となり、溶接部の靱性および延性に優れた二相ステンレス鋼溶接継手が得られる。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例にて本発明をさらに説明する。
【００４８】
外皮としてフェライト系ステンレス鋼あるいは普通鋼を用い、内部にフラックスを充填し、表１に示す成分をワイヤ全質量に対する質量％として有するワイヤ径：１．２φのフラックス入りワイヤを作製した。なお、フラックスとしては、スラグ被包性やアーク安定性の向上のために通常使用される金属酸化物、金属フッ化物のほか、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｍｇなどの金属粉を充填した。
【００４９】
次に、表２に成分を示す板厚１２ｍｍの二相ステンレス鋼板に、開先角度：６０゜、ルートフェース：０．５ｍｍのＶ開先を設けた後、上記フラックス入りワイヤを用いて、ＭＩＧ溶接により突合せ溶接して、溶接継手を作製した。なお、この際の溶接条件は、溶接電流：２５０Ａ、アーク電圧：２８Ｖ、溶接速度：２５ｃｍ／ｍｉｎとし、シールドガスはＡｒ＋２％Ｏ2とした。
【００５０】
なお、表１における凝固モードは、フェライト単相で凝固が完了するものをＦ、初晶フェライト＋オーステナイトの二相で凝固が完了するものをＦＡで示す。
【００５１】
溶接で得られた溶接継手に対し、それぞれ、溶接金属の組織観察、溶接金属のシャルピー衝撃試験、および溶接継手の表・裏曲げ試験を実施し、凝固結晶粒の微細化・等軸晶化、靱性、曲げ延性を評価した。表３に、それぞれの評価結果を示す。
【００５２】
表３の結晶粒径の評価結果は、フェライトおよびオーステナイトの結晶粒径がともに５０μｍ以下で、かつ、等軸晶率が９０％以上のものを○（良好）、それ以外の組織は×（不良）とした。溶接継手の靱性評価結果を示す表３のシャルピー吸収エネルギーは、溶接継手から溶接方向に垂直方向から２ｍｍＶノッチシャルピー試験片を採取し、０℃にてシャルピー衝撃試験を行い、その吸収エネルギーを求めたものである。
【００５３】
溶接継手の曲げ延性評価結果を示す表３の表曲げまたは裏曲げの試験結果は、溶接継手から溶接方向に垂直方向から余盛を削除した試験片（１０ｔ×３０ｗ×２５０Ｌｍｍ）を採取し、溶接部を表または裏からローラ曲げ（曲げ半径：Ｒ＝２０ｍｍ）を行い、割れが発生しないものを良好、割れが発生したものを不良とした。
【００５４】
表３において、Ｎｏ．８の比較例は、（０．７３×Ｃｒ当量−Ｎｉ当量）の値が本発明範囲より低いために、溶接金属がフェライト＋オーステナイトの二相凝固となり、凝固結晶粒が粗大化し、溶接金属の靱性、曲げ延性がいずれも低下した。Ｎｏ．９の比較例は、Ｎｉが本発明の範囲外であり、（０．７３×Ｃｒ当量−Ｎｉ当量）の値も本発明範囲より低いために、溶接金属が二相凝固となり、凝固結晶粒が粗大化し、溶接金属の靱性および曲げ延性が低下した。また、Ｎｏ．１０の比較例は、（Ｔｉ×Ｎ）の値が本発明範囲より低く、Ｎｏ．１１の比較例は、Ａｌ含有量およびＭｇ含有量が本発明範囲より低いために、溶接金属はフェライト単相凝固ではあったが、フェライトの等軸晶化および微細化ができず、凝固結晶粒が粗大化し、溶接金属の靱性、曲げ延性がいずれも低下した。さらに、Ｎｏ．１２〜Ｎｏ．１４の比較例は、フェライト単相凝固であり、（Ｔｉ×Ｎ）も本発明範囲内で、凝固結晶粒の微細化は見られたが、Ｍｎ含有量、Ｓｉ含有量、Ｃｒ含有量、Ｍｏ含有量、Ｎ含有量がそれぞれ本発明の範囲外であるため、溶接金属の靱性、曲げ延性がいずれも低下した。
【００５５】
一方、Ｎｏ．１〜７の本発明例は、成分含有量が本発明の範囲内であるため、比較例に比べ、溶接金属の結晶粒が微細化しており、それにより靱性および延性が著しく優れている。
【００５６】
【表１】
2009145347.tif 000005
【００５７】
【表２】
2009145347.tif 000006
【００５８】
【表３】
2009145347.tif 000007
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明のフラックス入りワイヤを用いることにより、靱性および延性を大幅に改善した溶接金属を得ることができ、本発明の産業上の利用可能性は極めて大である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製外皮の内部に、フラックスが充填された二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤにおいて、通常使用される金属酸化物、金属フッ化物のほかに外皮およびフラックスに含有される化学成分として、ワイヤ全質量に対する質量％で、
Ｃ  ：０．００１〜０．１％、
Ｓｉ：０．０１〜１．０％、
Ｍｎ：２．０〜６．０％、
Ｃｒ：１７．０〜２７．０％、
Ｎｉ：１．０〜１０．０％、
Ｍｏ：０．１〜３．０％、
Ａｌ：０．００２〜０．０５％、
Ｍｇ：０．０００５〜０．０１％、
Ｔｉ：０．００１〜０．５％、
Ｎ  ：０．１０〜０．３０％
を含有し、さらに、
Ｐ  ：０．０３％以下、
Ｓ  ：０．０１％以下
に制限し、かつ、
０．７３×Ｃｒ当量−Ｎｉ当量≧４．０
及び
Ｔｉ（質量％）×Ｎ（質量％）≧０．０００４
を満たし、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、凝固結晶粒微細化のための二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
但し、
Ｃｒ当量＝Ｃｒ（質量％）＋Ｍｏ（質量％）
＋１．５×Ｓｉ（質量％）
Ｎｉ当量＝Ｎｉ（質量％）＋０．５×Ｍｎ（質量％）
＋３０×Ｃ（質量％）＋３０×Ｎ（質量％）
【請求項２】
前記二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤの外皮およびフラックスに含有される化学成分として、さらに、質量％で、Ｃｕ：０．１〜２．０％を含有することを特徴とする、請求項１に記載の凝固結晶粒微細化のための二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月24日(2010.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製外皮の内部にスラグ被包性やアーク安定性の向上のための金属酸化物や金属フッ化物を含むフラックスが充填された二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤにおいて、外皮と、金属酸化物、金属フッ化物以外のフラックス成分に含有される化学成分として、ワイヤ全質量に対する質量％で、
Ｃ  ：０．００１〜０．１％、
Ｓｉ：０．０１〜１．０％、
Ｍｎ：２．０〜６．０％、
Ｃｒ：１７．０〜２７．０％、
Ｎｉ：１．０〜１０．０％、
Ｍｏ：０．１〜３．０％、
Ａｌ：０．００２〜０．０５％、
Ｍｇ：０．０００５〜０．０１％、
Ｔｉ：０．００１〜０．５％、
Ｎ  ：０．１０〜０．３０％
を含有し、さらに、
Ｐ  ：０．０３％以下、
Ｓ  ：０．０１％以下
に制限し、かつ、
０．７３×Ｃｒ当量−Ｎｉ当量≧４．０
及び
Ｔｉ（質量％）×Ｎ（質量％）≧０．０００４
を満たし、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、凝固結晶粒微細化のための二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
但し、
Ｃｒ当量＝Ｃｒ（質量％）＋Ｍｏ（質量％）
＋１．５×Ｓｉ（質量％）
Ｎｉ当量＝Ｎｉ（質量％）＋０．５×Ｍｎ（質量％）
＋３０×Ｃ（質量％）＋３０×Ｎ（質量％）
【請求項２】
前記二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤの外皮およびフラックスに含有される化学成分として、さらに、質量％で、Ｃｕ：０．１〜２．０％を含有することを特徴とする、請求項１に記載の凝固結晶粒微細化のための二相ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ。
【国際調査報告】
2009145347.tif 000008
2009145347.tif 000009
2009145347.tif 000010
2009145347.tif 000011