等离子弧焊用铁素体系不锈钢板及其焊接方法技术

本发明专利技术提供减轻了烧穿、等离子焊接性优良的铁素体系不锈钢板。所述铁素体系不锈钢板以质量％计含有C：0.020％以下、Si：0.6％以下、Mn：0.5％以下、P：0.04％以下、S：0.010％以下、Al：0.015％以上且0.20％以下、Cr：17.0％以上且24.0％以下、Ni：小于0.6％、N：0.020％以下、Ca：0.0002％以上且0.0020％以下、O：0.0050％以下，还含有选自Ti：0.01％以上且0.45％以下、Nb：0.01％以上且0.55％以下中的一种或两种，余量由Fe和其它不可避免的杂质构成，满足(Ti+Nb×48/93)/(C+N)≥8.0(式中的Ti、Nb、C和N表示各元素的含量(质量％))。

Ferritic stainless steel plate for plasma arc welding and welding method thereof

The invention provides a ferritic stainless steel plate which has the advantages of good abrasion and plasma welding. The above ferritic stainless steel sheet with quality% containing C:0.020%, Si:0.6%, Mn:0.5%, P:0.04% the following, S:0.010%, Al:0.015%, and the following 0.20% Cr:17.0% above and below 24%, Ni is less than the above 0.6% and below N:0.020%, Ca:0.0002% and 0.0020%, O:0.0050%, also contains more than one Ti:0.01% and 0.45% the following Nb:0.01%, and 0.55% in one or two, Fe margin by impurities and other unavoidable, meet (Ti+Nb * 48/93) / (C+N) = 8 (in Ti, Nb, C and N each element content (mass%)).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于等离子弧焊的铁素体系不锈钢板及其焊接方法。
技术介绍
一般而言，等离子弧焊利用强力的等离子气流将母材熔融，因此，在对焊中通常进行小孔式焊接，防止驼峰形焊道等焊接缺陷。因此，与TIG焊接相比，熔深较深、焊接速度快。并且焊道宽度小，因此，具有母材的应变小的优点。小孔式焊接是指利用等离子气流使小孔(小孔)在板厚方向贯穿的同时进行焊接的方法。例如，在专利文献1中公开了用于进行等离子弧焊等熔焊的对Al、P、S和O进行了限制的含有7～14质量％Cr的马氏体系不锈钢。关于不锈钢的小孔式焊接(以下也记为等离子小孔式焊接)，以往对以SUS304为代表的奥氏体系不锈钢进行实施。但是，奥氏体系不锈钢存在容易产生应力腐蚀裂纹的缺点，使用不易产生应力腐蚀裂纹的铁素体系不锈钢的用途也多。因此，要求也对铁素体系不锈钢进行等离子小孔式焊接。在专利文献2中公开了使用等离子弧焊炬对板厚为3mm以下的铁素体系不锈钢进行非小孔式焊接的情况下的焊接方法。因此，该方法不是用于进行小孔式焊接的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11-256281号公报专利文献2：日本特开2012-081480号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，与SUS304相比，铁素体系不锈钢的导热良好、热容易扩散，因此，在TIG焊接等电弧焊接中需要增加线能量。但是，如果在等离子小孔式焊接中增加线能量，则有时熔融量增多而会发生烧穿。本专利技术是为了解决上述问题而完成的专利技术，其目的在于提供减轻了烧穿、等离子焊接性优良的铁素体系不锈钢板。用于解决问题的手段为了解决上述问题，本专利技术将钢成分最优化，防止了烧穿。本专利技术人们进行了等离子弧焊的实验并详细地进行了研究，结果发现：尽可能地减少钢中的O量，并且添加容易与O结合的Al、Ca，从而使O以Al2O3、CaO的形式固定，由此能够抑制烧穿的发生。可以认为这是因为：通过尽可能地减少钢中的O量、并且将O以Al2O3、CaO的形式固定，由此熔池的粘性升高，因此不易发生烧穿。本专利技术是基于上述见解而完成的，其主旨如下所述。[1]一种等离子弧焊用铁素体系不锈钢板，以质量％计，含有C：0.020％以下、Si：0.6％以下、Mn：0.5％以下、P：0.04％以下、S：0.010％以下、Al：0.015％以上且0.20％以下、Cr：17.0％以上且24.0％以下、Ni：小于0.6％、N：0.020％以下、Ca：0.0002％以上且0.0020％以下、O：0.0050％以下，还含有选自Ti：0.01％以上且0.45％以下、Nb：0.01％以上且0.55％以下中的一种或两种，余量由Fe和其它不可避免的杂质构成，满足(Ti+Nb×48/93)/(C+N)≥8.0(式中的Ti、Nb、C和N表示各元素的含量(质量％))。[2]如上述[1]所述的等离子弧焊用铁素体系不锈钢板，其中，以质量％计，含有选自Mo：0.01％以上且2.0％以下、Cu：0.01％以上且1.0％以下、Co：0.01％以上且0.2％以下中的一种或两种以上。[3]如上述[1]或[2]所述的等离子弧焊用铁素体系不锈钢板，其中，以质量％计，含有V：0.01％以上且0.10％以下、Zr：0.01％以上且0.10％以下、B：0.0002％以上且0.0050％以下中的一种或两种以上。[4]如上述[1]～[3]中任一项所述的等离子弧焊用铁素体系不锈钢板，用于小孔式焊接。[5]一种等离子小孔式焊接方法，在等离子小孔式焊接中使用上述[1]～[3]中任一项所述的等离子弧焊用铁素体系不锈钢板。专利技术效果根据本专利技术，能够减轻烧穿，对于铁素体系不锈钢板而言能够实现高品质的等离子弧焊。具体实施方式本专利技术的铁素体系不锈钢板的特征在于，作为钢的组成，以质量％计，含有C：0.020％以下、Si：0.6％以下、Mn：0.5％以下、P：0.04％以下、S：0.010％以下、Al：0.015％以上且0.20％以下、Cr：17.0％以上且24.0％以下、Ni：小于0.6％、N：0.020％以下、Ca：0.0002％以上且0.0020％以下、O：0.0050％以下，还含有选自Ti：0.01％以上且0.45％以下、Nb：0.01％以上且0.55％以下中的一种或两种，余量由Fe和其它不可避免的杂质构成，满足(Ti+Nb×48/93)/(C+N)≥8.0(式中的Ti、Nb、C和N表示各元素的含量(质量％))。本专利技术的铁素体系不锈钢板的耐腐蚀性优良。另外，本专利技术的铁素体系不锈钢板可以用在等离子弧焊中。本专利技术的铁素体系不锈钢板能够进行高品质的等离子弧焊，因此能够用在等离子小孔式焊接中。下面，对本专利技术的铁素体系不锈钢板(以下称为“本专利技术的钢板”)的成分限定原因进行说明。需要说明的是，只要没有特别说明，本专利技术的钢板中的各成分的“％”表示“质量％”。[C：0.020％以下]C是使钢板的加工性和韧性降低的元素，C含量大于0.020％时，其不良影响变得显著，因此，C含量限定为0.020％以下。特别是，从提高加工性和韧性的观点出发，C含量优选设定为0.017％以下。另外，C含量更优选设定为0.012％以下。[Si：0.6％以下]Si作为脱氧剂是必要元素。其效果通过含有0.01％以上可以得到。因此，Si含量优选设定为0.01％以上。但是，含有大于0.6％的Si时，退火时发生氧化在钢板的表面形成SiO2皮膜而使得酸洗性降低。因此，Si含量设定为0.6％以下。进一步，从提高酸洗性的观点出发，Si含量优选设定为0.30％以下。[Mn：0.5％以下]Mn作为脱氧剂是必要元素。其效果通过含有0.01％以上可以得到。因此，Mn含量优选设定为0.01％以上。但是，含有大于0.5％的Mn时，使得钢板的加工性降低。因此，Mn含量设定为0.5％以下。进一步，从提高加工性的观点出发，Mn含量优选设定为0.30％以下。[P：0.04％以下]P是使钢板的加工性和韧性降低的元素，优选尽可能少，P含量设定为0.04％以下。[S：0.010％以下]S是使韧性降低的元素，优选尽可能少，S含量设定为0.010％以下。从提高韧性的观点出发，优选将S含量设定为0.007％以下。[Al：0.015％以上且0.20％以下]Al对于作为本专利技术的特征的等离子焊接性的提高而言是必要的。Al含量小于0.015％时，在钢中没有以Al2O3、CaO的形式固定的O的量增多而不能抑制烧穿的发生，因此设定为0.015％以上。另外，从抑制烧穿发生的观点出发，Al含量优选设定为0.020％以上。但是，过量含有Al时，Al2O3夹杂物过度生成而产生鳞状折叠缺陷等，由此钢板的表面品质降低，因此，Al含量限定为0.20％以下。从提高表面品质的观点出发，Al含量优选设定为0.15％以下。[Cr：17.0％以上且24.0％以下]Cr对于提高耐腐蚀性是有效的元素成分，为了得到充分的耐腐蚀性需要为17.0％以上的含量。另外，从提高耐腐蚀性的观点出发，Cr含量优选设定为20.5％以上。另一方面，Cr使得钢板的韧性降低，特别是在Cr含量大于24.0％时韧性的降低变得显著，因此，Cr含量限定为24.0％以下。从提高韧性的观点出发，Cr含量优选设定为22.0％以下。[Ni：小于0.6％]Ni具有提高耐腐蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子弧焊用铁素体系不锈钢板，以质量％计，含有：C：0.020％以下、Si：0.6％以下、Mn：0.5％以下、P：0.04％以下、S：0.010％以下、Al：0.015％以上且0.20％以下、Cr：17.0％以上且24.0％以下、Ni：小于0.6％、N：0.020％以下、Ca：0.0002％以上且0.0020％以下、O：0.0050％以下，还含有选自Ti：0.01％以上且0.45％以下、Nb：0.01％以上且0.55％以下中的一种或两种，余量由Fe和其它不可避免的杂质构成，满足(Ti+Nb×48/93)/(C+N)≥8.0…(1)式(1)中的Ti、Nb、C和N表示各元素的质量％含量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.31 JP 2014-1558461.一种等离子弧焊用铁素体系不锈钢板，以质量％计，含有：C：0.020％以下、Si：0.6％以下、Mn：0.5％以下、P：0.04％以下、S：0.010％以下、Al：0.015％以上且0.20％以下、Cr：17.0％以上且24.0％以下、Ni：小于0.6％、N：0.020％以下、Ca：0.0002％以上且0.0020％以下、O：0.0050％以下，还含有选自Ti：0.01％以上且0.45％以下、Nb：0.01％以上且0.55％以下中的一种或两种，余量由Fe和其它不可避免的杂质构成，满足(Ti+Nb×48/93)/(C+N)≥8.0…(1)式(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：平泽淳一郎，石川伸，上力，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP