ステンレス溶着鋼の耐蝕性，機械性 およびその他諸性質におよぼす添加元素の影響

ス フ ン′

レス溶着鋼の耐蝕性,機械性およびその他

諸性質におよぼす

渡

辺

加元素の影響

潔串

Effect

_{of AdditionalElements}

on

Corrossion

Resistivity,Mechanical

and

Other

Properties

of

Stainless

SteelWeld

Metals

By KiyoshiWatanabe

HitachiRecearch Research Laboratory,Hitachi,Ltd.

Abstra(:t

Weldmetalspreparedwith18Cr¶8NLCb,18Cr-11Ni-Mo,25Cr-12Niand25Cr-20Ni

stainlesssteelelectrodes coated withfluxescontainlng Various metalelements such

as Ni,Cr,Mo,Si,Mn _{andC11WereStudiedfortheircorrosionresistivity,meChanical}

properties,magneticsusceptibility,hardness andmicrostructure.Thecorrosion test wascarriedoutin5%H2SO4,1%HCl,30%CH3COOH,65%HNOj andStrauss,SOlution

at the boiling _point,and the _results wereas follows:

(1)Ni,Mo

and Cuimprove thecorrosion resistivity of weld metals to H2SO4･

Likewise,Cu,Mo,MnandNiareeffectivetoHCl,butthereisalimitwith

regard to Cr and Mo addition.Among various electrodes,25Cr-20Niand 18Cr-11NLMohavegoodresistivityto H2SO4and18Cr-8NトCb,tOHCl.From

theviewpointofintergranular _{attack,18Cr▼8NLCb and25Cr-20Niare} found most _suitable.

(2)The

addition of Cr and Moincreases mechanicalstrength but decreases

ductility,While _{theadditionofCuandNibeyond acertainlimit resultsin}

severe decreasein ductility _{of weld metals.Thelimit of addition varies}

with the kind of electrodes butin generalit maybesafelysaid that the

adding

_rateishigher

whenthe alloylngelementsofNirCris added tosteel inlarger _amount.

(3)Cr,Mo

and Siused as ferritizerincrease hardness.Especially the ferrite

produced by the addition of Cr or Mo transforms to _{slgma Phase,and} the

addittion of Sitends to form silicate slaginclusions around the grain boun-daries.Ni,Cu _and Mn have no _effect on _either hardnessormicrostructure.

〔Ⅰ〕緒

盲 CrべNi系オ←ステナイト不鋳鋼材として市販されてい

るものは数多くそれらの盲■ぞさ接に使用される溶接棒は溶接

という複雉な条件が入るために,さらに多くの種 があ り組成も一株でない｡代表的な組成についてほThiels-Ch(1),Keating(2)その他の 氏(31によって検討され,本 報に述べる結果の一部についてもすでに発表(21)されて * 日立製作所日立研究所 はいるが,今回さらに詳細に4種の心線,すなわち18Cr-8NトCb,18Cr-11Ni-Mo,25Cr-12Niおよぴ 25Cr-20 Ni銅を用い被覆剤中に.Ni,Cr,Mo,Cu,Siおよぴ

Mnの各種金属元素を配合してCaO型溶接棒を作り,

その溶着銅の耐

性,機械性ならびに組織を調査した｡

本報告では5%H2SO4,1%HClを主に,30%CH3･COOH, 65%HNO3およぴStrauss氏液の各沸点における腐蝕 ならびに引張,衝撃,硬さ,磁気および顕

れらの添加元素との関係について報告する｡

組織とこ

536 _{昭和30年2月 日 立}

〔ⅠⅠ〕研

究

方

法

(り 試 料

心線ほすべて両得4mmとし18Cr-8Ni-Cb,18Cr-11NトMo,25Cr-12Niおよび25Cr¶20Ni鋼を用い,心

線との重量比20%のCaO型被覆剤中にNi,Cr,Mo,

Cu,SiおよびMnを配合して被覆したア←ク溶接棒を 作製した｡つぎに日立単式直流溶接 200A塾を用い, 120A遵極性で12mm厚さのステンレス鏡板(SEC12) 上に多層盛催接せ行い,第l図一幕4図に示されるよう

に全溶着鋼より成る腐蝕,引張,衝撃および磁気の各試

験片を採取した｡

なお腐蝕,引張および衝撃試験片は現場作業に則する

よう熱処理を施さず溶接のまゝとし,その他の試験片は

つぎに示す熱処理が施された｡また腐蝕試験片は機械加 工後表面をすべてエメリ←紙800番まで仕上げた｡ 第l表∼第3表ほそれぞれ心根,配合金属および溶肩 鋼の化学組成を,某4表は各種試験片の熱処理条件を示 す｡ (2)試 験 方 法 (A)腐蝕試験 まず試片の表面積を求め,アルコールおよびェ←テル

で沈澱しデシケrタ中で十分乾燥後化学天秤で重量を測

定した｡つぎに第5図に弄された容器に腐蝕液300こCお

よび同種の試験片2箇を入れ沸騰点において8時間浸漬

後試験片を取り出し,表面の腐蝕生成物を除去後試験前 と同様の洗礁を行って秤量し膵蝕 量を求めた｡腐蝕液 としては5%H3SOl,1%HClおよぴ30.%CH3･COOH が用いられた｡このほか結晶粒界の腐蝕程度を衝撃値の 変化から求めるため65%HNO.iおよび Strauss氏液 (比重1.84H2SO447cc+CuSO4･5Hユ013gを1,000cc のH20に含む液)を用い,50時間ごと-こ液を取換えつゝ

沸騰点で300時間試験した｡第5表ほ腐蝕試験法を示

す｡ (B)引張りおよび衝撃試験

引張り試験には

20t _{アムスラ型万能 験機が,衝撃} 試験には 30kg-Cm _{シヤルビ←式衝撃試験} れた｡ が値鞘さ 第1表 心 _線 の 化 学 魁 成(%) Tablel.ChemicalCompositjon _{of Rods(/%)} 種 _別:C`Si Mn ■ Ni Cr Mo Cu･Cb 18-8-Cb 18-11-Mo 25-12 25-20 0.58 0.2910.46 11,87:18.69 12.73 0･08!0･17蔓1･27･20･03₁ 6 22 3 24 8 CU .29 1 0 0 9 0U 6 1 0 (U 0.65

評

論

_{第37号 第2巻} 〟汐 ∴ l }十∫ 第1図 腐蝕試験片の _採取法 と 形状

Fig.1.Location _and Dimension _{of Corrosion} Test Specimen from Weld Metal

′㊦ 上聞㌧__｣

′ _∇∇▽ tL Ⅵ-卑 _卑

†

一-j汐 〃甘 〟グ 第2図 引 張 り 試 _験 片 Fig.2.Tensile Test Specimen

第3図 Fig.3. 円 l勺 田 一-イ u 第4図 Fig.4. 第5図 Fig.5. 衝 撃 試 験 片

CharpyImpact Test _Specimen

磁 気試験 片 Magnetic Test Specimen 腐蝕試験 Apparatus for Corrosion Test 第 2 _表 配 合 金 属 の _化 学 組 成(%) Table2.ChemicalComposition _of Coating Metals(%P) 電解ニッケル 金属クローム ■全属モリブデン 電 解 銅 フェロシリコン 電解マンガン Ni 91.33 Cr 97.88 Mo 99.77 Cu 99.86 Si 74.44 Mn 93.02 T.C.0.17 T.C.0.02 T.C.0.04 T.C.0.03 T.C.0.07 T.C.0.04 0.24.Fe 8.26 0.99!Fe l.11 - _-.Fe o.19 Si Tr.■Fe o.11 - - Fe 22.62 Si Tr.1Fe o.27

ステンレス溶着鋼の耐蝕性,機械性およびその他諸性質におよぼす

の影響

第 3 _{表 配 合 元 素} と 溶 着 鋼 の _化 学 組 成(%)

Table3. AddjtionalElements _and ChemicalComposition _of Weld Metals _(%)

種 別 _{牒己合元素■} l 】 18､一8-Cb 18-111Mo 0.07∼0.10 0.08∼0.10 0.06･-0.09 0.06∼0.10 0.08∼0.09 0.06∼0.08 0.07∼0.D9 0.07∼0.08 0.07∼0.09 0.07∼0.09 0.06-0.08 0.06∼0.08 Mn 0.30∼D.42 0.46∼0.70 0.34∼0.71 0.28∼2.92 0.39∼0.64 0.54-0.71 1.68∼1.92 1.44∼1.95 1.48∼1.94 1.81∼1,94 1.44∼1.80 1.04∼4.79 0.22∼0.36 0.19∼0.28 0.20∼0,31 0.19∼2.28 0.12-0.33 0.20∼0.23 1.44∼1.48 1.56∼1.63 1.68∼1.77 1.46∼1.81 1.45∼2.10 1.36∼3.20 8.71∼14.75 8.39∼ 8.75 8.51へ･9.32 8.49∼ 8.83 8.26ノ} 8.83 8.34∼ 8.77 10.22∼16.37 10.24∼12.45 11.74∼12.53 12.29∼12.41 11.35∼12.23 11.77∼12.02 17.68∼18.55 18.54-24.90 16.82∼18.02 17.08∼17.63 16.80′･一17.55 17,06∼17.69 Mo 0.86-1.08 0.86∼･1.03 Tr.∼3.38 0.91∼1.04 0.84∼1.11 1.01∼1.07 C11 1.76一-2.08 1.84∼2.21 1.66∼1.75 1,40∼･1.94 0.76∼3.30 1.52∼1.83 17.39∼18.50 18.26∼22.99 17.32∼18.36 17.95-18.97 16.85∼18.64 16.77∼17.63 第 4 _{表 各種試験片} の 熱処〕塑条件 2.43∼2.95 1.97∼2.39 2.58-6.30 1.83∼･2.45 1.65∼3.11 2.39■}3.05 1.05∼1.26 1.87∼3.83 0.86∼0.97 1.52∼1.76 1,72∼1.93 1.50∼1.55 0.75∼1.60 0.40∼2.36 1.46-1.71 Tr. 1.20∼3.10 1.51 0.98∼1.05 0.10 0.06-0.08 0.50∼1.75

Table4.Heat Treatment _of Test _Pieces

種 _別 ､-_______試験片 18-8-Cb 18rll-Mo 蝕 ‡容 接 の ま ゝ 第 5 _{表 腐 蝕} 液 機 械 性 ミ聾 接 の ま ゝ

Table5.Solutions for Corrosion Test

磁 性 l _硬 i容 接 の ま ゝ 1,000QC4ll頁空焼鈍 (C)硬さ,磁気および斬徽鏡試験

棟さ測定にはピソカ←ス硬度計が,磁夷測定には第`

図に示される磁気天秤がそれぞれ使用され,顔徽頗 の腐蝕ほ10′%蔭酸電解またほ塩化第 よった｡ 料 の塩酸溶液に 組 織 1,1500C 5b 水冷 う700凸C 3b 炉冷 1,1500Clb 水冷 う6500ClOb 炉冷 1,1500C 5b 水冷 う7000C 3h 炉冷 1,150'ニC 5b 炉冷 董容接 の ま ゝ 1,1500C 5h 炉冷 i容 接 の ま ゝ 1,150つC 5h:水冷 う700DC 3h 炉冷 1,150DC 5h 炉冷 1,1500C _5h:炉冷 A:化学天秤 β:試料容器 C:調 上):葺 C:.皿 垂水指試 ガー:⊥T 節 器 錘 第6図 磁気測定 Fig.6. Measuring Ap-paratus for Magnetic Test

538 _{昭和30年2月 日 立}

〔ⅠⅠⅠ〕研究席果とその検

腐 _{蝕 試} 験 表面腐蝕 18→8----,･Cb

_着鋼

第7図18Cr8NトCb溶着鋼のNi,Cr,Mo,Cu,S巨およ

びMn含有量と腐蝕減量との関係を示す｡NiほH2SO4

に対する耐蝕性を向上させ11%までは著しく,HClお よぴCH3･COOHに対してはほとんどその影響がない｡ Crは耐硫酸性をよくし24%以上含むと良好となり,

CH3･COOHに対しても同様な傾向を示すが,HClに対

しては反対に耐蝕性を減ずる｡MoはH2SO4およびHCl

に対しその1%までは腐蝕減量を減少させるが,1∼2.5%

の範囲でほやゝ増加させ,さらにMo量が増加すると腐

蝕減量は再び減少する｡CH3･COOHの場合には少しず

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_{抑制′寺メ}

/ _{∼ タ イ/ g ブ イ} 穐 〟〝 元 素 蔓(%)

論

第37巻 第2号 れてMo2･5% _{までは減少し,それ以上になると反対に}

増加する｡この傾向は不鋳鋼に関する他の報告(22)にも

見られる｡Cuほこれらすべての酸に対し耐蝕性を良く

し,特にHClに対して著しい｡Siは2%まではいずれ

の酸に対しても閣蝕減量を減少させ,それ以上では増加

させる｡この原因はSiO2系スラヅグの増加およびミク

ロ的毛割れであろう(23)｡ (b)18-1トMo溶着鍋

第8図は18Cト11NiLMo溶着銅のCr,Mo,Si,Cu,

MnおよぴNiの各量と腐蝕液量との関係を示す｡すな

わちNiおよぴCuはH乏SO4およびHClの両者に対

する耐蝕性を向上させるが,Niほいずれに対しても12%

まで,CuはH2SO4に対しては1% まで,HClに対し てほ高い程効果が大きい｡CrおよぴMoはすでにそれ

ぞれ18%および2.5%程度含まれ十分耐蝕性を示して

おり,それ以上高めると結果ほかえって悪い｡Mn

およびSiは,HClに対してMnが耐蝕性に有

効である以外は効果がないかまたは有害である｡ これらの結果のうちH2SO4に対するCr,HCl に対するMo,H2SO4 および HClに対するSi

の効果が18-8-Cb溶着鏑の場合と異なるのは,基

準組成の相異もあり,腐蝕減量のはるかに小さい

ところでの実験であることに原因しているもので

あろう｡ (c)25-12溶着鋼 第9図は 25Cト12Ni の Cu,Cr _および ･･･1･･ ウ` / 刀川+▲〃 第7図18-81Cb溶着銅の耐蝕性と各種元素量との関係

Fig.7.Relation between Corrosion Resistivity _and Elementsin18-8-Cb Weld Metals

Mo量と腐蝕減量との関係を示す｡これより Cu 量の少いものは耐蝕性が悪く,その増加とともに 耐蝕性を顕著に向上する｡CrについてはCul･5% 共存のためもあり,その差がほとんど見られない｡ Cul%共存の状態では,Mo約1･5%の 加がHCl,

H2SO4両者に対する耐蝕性を最高にし,それ以上

の増加ほHClに対してかえって悪い結果を京す｡ なおこれらの耐蝕性は18-8-Cbまたは18-1ト

Mo溶着銅の場合に比べて若干劣るが,粒界腐蝕

の点も考慮した場合には耐蝕性が良好なものと推

察される(2)(24)(25)

(d)25-20溶着鋼

第10図(第124頁参照)は25Cr→20Ni溶着鋼のCr,

MoおよびCu量と腐蝕減量との関係を示す｡

H2SO4に対してはいずれも耐蝕性がよく, 加元 素による頗著な差ほ認められない｡HC】に対して

はCu量0.5%以下のものは耐蝕性が悪く,特に

Cr _{はその量とともに腐蝕減量を増加させる｡一}

般に太銅種の耐硫酸性の向上ほNi量が多いこと

に起因するのであろう｡

ステンレス溶着鋼の耐蝕性,機械性およびその他諸性質におよぼす

(B)粒界辟蝕

第11図(次頁参照)は18Crr8Ni-Cbおよび18Cr-11

Ni-Mo各 黄銅の65%HNO3沸点300時間腐蝕試験前

後の衝撃値の変化ならびに25Cr-20Ni溶着鋼のStrauss

氏液による同様な結果を示す｡含Cb溶着鋼ほ概してこ

(‡S)

㈱ 奨蚕償

加元素の影響

の場合にも18Cr-11Ni-Mo溶着銅に比べて腐蝕液量ほ

大きいが,衝撃後の破面ほきわめて健全で粒界隣蝕ほ見

られず,したがって衝撃値の減少も認められない｡これ

に反し18Cr-11NトMo溶着銅は外観上の腐蝕は認め難

いが,破面は外周より粒界侵蝕を受け甚だしいものは完 0 q () /7′し-J ｡ 0 ⊂▲

/0

0 0 ..仏励. 0､､

竺聖∠｡｡

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.＼､-rドニーき一石蕗 l

＼ ∴ ロ ロ l

円

.〝 〝 〝 〝 〝 ブタ Zタ♂ / ∠ ∫ 元 素 姜(%) 第8図18-11-Mo溶着鋼の耐蝕性と各樺元素量との関係

Fjg.8.Relations between Corrosion Resistivity _and

Elementsin18-11-Mo Weld Metal

全に内部まで優蝕され,衝撃値の変化が著しい｡こ れほ前者に含まれる約0,6%のCbが銅中のCと安 定した炭化物を作り,オーステナイト地中のCrの 減少を防止するためと考えられている(35)(17)(13)｡25

Cr-20Ni溶着鋼では閣蝕液が異るので同一には論ぜ

られないが,同じ傾向があるとすれば(13),18Cr-11

NトMo

_{溶着鋼よりほ耐蝕性が艮好といえよう｡さ}

らにこれらの結果より粒界腐蝕におよぼす各種元素

の影響せ考察するに,25Cr-20Ni溶着鋼ではCuの影

があきらかに現われ2%近く含まれると腐蝕がは

なはだしく,試片の中心部まで

蝕される｡C,Ni, CrおよびMoについてはつぎのようなBinder(8)民 らの実験式があり,この式が正の偵をとるとき膵蝕 は全く起らないとされている｡ t;･l･ (C%)0■83+13.81(Cr%)+2.5(Mo%)‡ -10(Ni%)-276=E しかし実験結果では,

加元素の影響はあきらか

ではない｡さらに組織その他より詳細検討されなけ

ればならない｡ (2)引張りおよび衝撃試験

(A)18-8-Cb溶着鋼

第12図(次頁参照)は18Cr-8NLCb溶着銀の各種

元素量と引張り強さ,降伏点,伸び,絞りおよび衝撃

値との関係を示す｡Niはその量とともに強度およ び敵性を低下させ,11%以上では特にこの傾向が著 しい｡破面を詳細に観察すると,Ni量の増加とと gイ .プ♂ / テ丁. _{弄 蔓} ′∼ ■ ■､-′ 第9図 Fig.9. 25-12溶着鋼 の耐蝕性 と Relations between Corrosion 25q12Weld Metals

(%ノ

各種元素量 と の 関係

540 ₂ ▼｢] 年 0 3 和 昭 ー T l｢" い＼ ト 立 _{第37巻 第2号} こl､ ､-● 第10図 Fig.10. ′∧レ 〃U √リ / ′ノ

(N豊.冬)

些 伽 ㌫什 ∫ 〃レ ′ノ ′/ `U ♂ ′/ / 2ケ ､､､ ､ ､､ -′､: 元 素 蔓 (%) 25-20溶着銅の耐蝕性と _{各穫元素量と の関係}

Relations between Corrosion Resistivityand _Elementsin 25-20Weld Metals J〝-か∵瑞 匝 /汐-/トメイク ○､ ′∫-スブ ､1うニコ____▼__ 〟 1† ､｢っ一一一--(トーーーーーー.a 〟/■ l ニーに-≠_____〝β〝 .F′｡ 〝 〝 〟 _〝 _ q ♂ ､＼ ､ヽ b._ ■､■--C｣_ .〃. 1:〉 ど′ ー ガ三才〝 〝 β // _ク･｡〃 ､ノ /† /† ､--､ Cト__ ､(〕 〟〝 lll --<トーーーーーーーーづ 〟月 ｣l ーーーー叫､Z ♂ ∠ J / ∴ 十 ､ ､ ､0 〟〃 l ､-ヽゝ ､q .働､セ､㌧--一刀 十 肋 山一､､∼J ､､､ ､--､ ､プ ♂ J ♂ 7 タ ブ 4 ■ --･() 0 Jノ l 00 √-ち-､ J/■ ひ､-､ノ=｢D-_､ Z J 〟■ +〟 /J Z♂ 2J ー,_こ ､CL､ --hく｣----一一 み】 -､ 0 十 0 -､ ､{〉 免. ＼ 巳 払 も / _{Z プ / タ ブ} / _Z (=-一叫腐覿前 ひ--0腐餌積 第11図 Fig.11. 元 _{素 量 (%)} 各種溶着鋼の腐蝕前径の衝撃試験 _果

Results _ofImpact Test PresentingIntergr･anular _Corrosion for Various _Weld MetaIs

ステンレス溶着銅の耐蝕性,機械性およびその他諸性質におよぼす添加元

引張発さ を著しく低下させる｡溶

の影響

鋼巾のSiの増加ほ,特殊

l･ り-､ l･-･㌧ ∴ ＼ ､ (訳)｢一生.聖 7 ク グ ク ク ク 団 田 田 囚 四 ♂ 汐 ■♂ ∵ ♂ ∵ 圏 ∵ 圏 ぎ ク 引弓艮弓宅主 ● ○ ◎ 路ノ伏栗

降イ天真◎芸

◎ t〉 ヽ､l) ○＼､ い､､-､-･街頭偵｡ ○ ｡衛莞偵 ￠､---･---､._1 t〉■■'■､■-▼▲一一▲-･･--竜紙= 0 拍り ○㌧､､--一言 0 偲ら 十 /佑■ ₀ しダ｡即ノ//∼/ヂ｡ 円 0 切伯 0 J/ ‡ ∴

引弓恵弓乾さ篭｡

●略イ八乗

トー｡衡副塵

塞よ離さ雀$

..柊イ大兵. _U 宝---,､￠婚亨岳イ虚 ､もー､--｣悪---$ 細りも_J 佃○｡ ど′ ● ､--､｣D ●､--､○ ○ む郎圧 十 踏も メ 〟〃 〝.〟J汐JソZクZタ勿 引弓長弓重さ● 降誹臭. /Zブイ ｡弓r張弓寅さ十 十■ ● ､--￠_衛莞値 ㊤ 降イ大麦･● ､､､￠ ￠､----__旦 0､＼ ￠､-､→0 ● ○

｢

絞り ＼､ヾ ○ --･･一-一一-懲悪虐○ ￠ _> 0伸呂; 0 〟ウ 始り 伸｡y 0 r〟 0 / Z J イ / 2 _J 第12区【 Fig.12. ‥.‥.∵ ･ ･ ノし 1‥一し ′し っ′-/′ 元 素 墨(%ノ 18-8-Cb溶着鋼の機械性と各種元素量との関係

Relations between MechanicalProperties and Elementsin18---8-Cb Weld Metals

もに柱状結晶が多く発 _{しておりそのために機械性が低}

下するものと考えられる｡合Cbの溶着鋼二ぎゴよび錦紗こ

関LThomas(14),Carpenter(23)およびThielschり)(8) などは同様な現象を認め,安定したオ←ステナイ1､溶 鋼の熱脆性を重視し,18Cr-8NトCb禿でほNi畳を10,% または12.%`以下と限定している｡Crほ強度を幾分増 加させるが,粗性を悪くする｡Moも同 な傾向がある｡ 従来オ←ステナイト系の溶接には安定した組織が過大に 評価されすぎたため,アンダーピ｣ドクラ･ゾクあるいほ 溶着鋼内の微小亀裂の発生など少からぬ欠陥を誘発して

いるが,Moの涌加は∝の生成を促しこれらの欠陥を防

止するのに役立つ(13)｡Lかしながらよか多量に生成す るものにあってほ,溶接の冷却過佃こ♂の析酎を起L扱 性を極度に低下させるが,Mo4% まではこのような現 象ほほとんど認められない｡Cuはその量とともに機械

性を低下させ,特に1.6%｣身上では柱状晶が見られ敵性

なものを除いてほ軟鋼,不

による毛割れの発生および

め(抑制,溶着鋼中のSiは

鋼を問わず,水素その他

械性の低下を誘致するた

0.75% (191(27)以下に限定 されている｡しかL,本実験では, Si ま衝 外の 機械性を良くする｡元来Si量の増加による機械性低 下の原因ほ,オ←ステナイト粁界に発生する連続した 珪酸塩被膜である｡Cb,Moなどの∝生成剤が添加 されルが現われると,結晶粒界面積を拡大し,連続し 抑 を 生 発 ｣-ノ ∴ 膜 被 た _{し機械性を向上させるため,水実} 験結リミのようにSi量の許容限を増すものと考えられ ている(23)｡Mnは強度にほほとんど影響をおよぼさな いが,2%

_{までほ扱性を向上させそれ以上でほ低下さ}

せる｡Mnが高温加工性を艮くすることは広く知られ

ており(10･)(11),溶接棒の規格(27)では2.5%以下,米国 陸軍胡格でほ1･6∼4･75′%が要求されているが,こゝ ではCbとの共存のためNiの場合と同 2肇∴り上 で粗性の低下をきたしたものと考えられる｡

(B)18-11-Mo溶着鋼

第13図(次頁参照)は18Cr-11Ni-Mo溶着鋼の各種

元素量と機械的性質との関係を示す｡CrおよびMo

はその景の増加とともに強度を幾分増加させるが弘性

を低下させ,特にCr21%以上,Mo4%以上で著し い｡これはCrおよびMoが多量に共存して∝が生成 した場合にほ,多層肉感の熱影響によって♂が析出す るためである(14)(17)｡Siほ1.0.%程度まではその量が

増加とともに強度を増加させるが,1･0%以上では強

度,執性ともに低下させる｡これは前述した 醸塩の 連続被膜に原因すると考えられる｡Cuは2.% までほ 機械性を害さないがそれ以上でほ強度,靭性ともに著 しく低下させる｡Mnほ底度にほとんど影響をおよぼさ ないが,奴性はその量とともに向上する｡Niは14%ま でほ影響しないが,14%以上でほ柱状被而を呈しやすく し,これが強度,扱性ともに著しく低下する原因となる｡ (C)25-12溶着鋼

第14図(次頁参照)ほ25Cr-12Ni溶着鋼の各種元素量

と機械的性質との関係を示す｡Cuはその量が少いうち

は良好な 果を与えるが,1.5% 以上になると急激に葡 度および執性を低下させる｡Cuを1･0% としMoを 増加させた場合にほ,Mo2%までほ良好で,それ以上 では靭性の低下が見られる｡またCr量の増加ほ強度を 幾分高くするが執性を低下させる｡

(D)25--20溶着鋼

第15図(次頁参照)ほ25Cr-20Ni溶着鋼の各種元素量

量とともに衝 との関係を嘉す｡いずれの元素もその添加 値を低下させる｡CrおよぴMoが強度

日 立

_評

_論

_{第37巻 第2号}

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.､､ づ ご〟伸● β /タ _{〟 ∼′ フ2} 刀 / _{2 J} 第14図 25-12溶着鋼の機械性と各種元→ 素量との関係 Fig.14. Relationsbetween Mechani･ CalPropertiesand Elements in25-12Weld Metals

へ∼量増野群諒

へゞ)一一.監三野 て‥｣､‥∵∴ド二 ∴.､二㌻ご‥､ ∴ ∵ ‥ ..･､ を高める以外は,機械性は低下するが,Ni量が

多いためかCuの許容範囲は広い｡

(3)磁気,硬さおよび顕微鏡試験

(A)磁気試験

第l`図は溶接のまゝおよび1,0000C4時間

真空焼鈍の場合の18Cr-8NトCb溶着銀の各種

元素量と磁性との関係を示す｡CrおよびMo

は∝生成元素として,またNi,CuおよびMn

ほγ安定元素として作用する｡Siほ∝生成元素

としてCrの2∼3倍の効果をもつといわれて

いる(2B)にもかゝわらず,本実験では1.7%まで

i･まα生成元素として,それ以上はr安定元素と

して作用する結果となっているが,これは偏析

その他の原因とも考えられるので検討を要す

る｡1,0000C4時間の真空焼鈍によって加工歪

をとった場合には,すべて磁性は減少するが,

傾向ほ溶接のまゝと同株である｡ 第13図18-11-Mo溶着鍋の機械性と各 ← 穫元素量との関係

Fig.13.Relations between Mechanical

PropertiesandElementsin18-11-Mo Weld Metals

､ざ､､､ 之タ 〟 元 素 琶 r%) 元 こ･ ･

へ叫畏.Lぎ

撃 舶 ､∴ ､ l･･､･･ ∴ 第15図 ←25-20溶着鋼の棟械性と各樺元 素量との関係 Fig.15.

Relations between

Mechani-CalPropertiesandElements

ステンレス溶着鋼の耐蝕性,機械性およびその他諸性質におよぼす添加元素の影響

ゝ.ヾ､己ヾ 騨 ‡ 栂 耳U 瞥 ご ､･- .J 元 素 量 (ガ)

(B)硬さ試験

(a)18)11-Mo溶着鋼

第17図は18Cr-11NトMo溶着鋼の元素量と硬さとの

関係を示す｡∝生成剤であるCr,MoおよびSi量の増

加とともに硬さが増し掛こCrが著しい｡これに反しγ

安定剤であるNj,MnおよぴCuではほとんど変化が 見られない｡ (b)25-12溶着鋼

第柑図は25Cr-12Ni溶着鋼の元素量と硬さとの関係

を示す｡硬さほCuが増すとともに低下するが,Crお よぴの Mo

_{の場合にほ高くなり特に}

Mo の場合に著 しい｡

(C)25-20溶着鋼

第19図(次頁参照)は25Cr-20Ni溶着鋼の元素量と硬

さとの関係を示す｡Cuの場合に硬さが低下し,Crおよ ぴMoの場合には高くなる傾向は25Cr【12Ni鍋と全く 同様で,たゞ組織が安定しているために概して硬さが低 い｡ __一■ 0 一一一一一-ヶ′一 .イ′●

㌻==→､ノーカ - →-､､♪

●〟/-′ (ル` β∫ /♂ /J Z♂ Z∫ ノβ/Z 〝 〝 /● ノ鼻一一･1｢ 〟〃 す一■ト 】--→--ノ ● J〟 ブイ∫Jア __一一･･○ /∼J 0 ′一′1 ′---Lr-一一′ 〆仙､ r ′ ノ ∠ 十 ■ ○--一一一 み 一 一 - - ‥ヽ 元 素 量(%) エア / Z O･･一叫//〟℃ 〟β.一朗甘r7 --一J〝♂一♂ 〟β.-十徽柁■7 ′･-`ゝ/煉れ∵㍑. 第17図18-1トMo7容着銅の硬さ _{と各種元素量との} 関係

Fig.17.Relations between Hardness _and Elements

in18一一11-Mo Weld Metals

ノ■ 元 素 一 室 (%) 第18図 25-1.2溶着鋼の夜さと各種元素量と の関係

Fig.18.Relations between Hardness _and E】ementsin25-12Weld Metals

昭和30年2月 _{日 立} ∴ .･/､･･∴ ∴ ♂〟 / 元 素 塁(%ノ 第19図 _{25-20溶着銅の硬さと各 元素量との関係} Fig.19.Relations betweenHardnessandEIe-mentsin25-20Weld Metals (C)顕微鏡組織

(a)18-8-Cb溶着鏑

第20図は18Cr-8Ni--Cb浴着鎌組擬の-一例を示す｡

不鋳鋼溶着金属の組繊図ほ二,三三発表されているが,今

Schae伍er(29)の第21図と第3表の組蚊からえられる組 織を示した第`表と,第20図の郡徽鏡写真とを検討して みよう｡Niについてほ100%γでその量とともに粒界 えスラソグが多く凝壊し熱脆性を起し部分的に亀裂の発 生が見られる｡Crはその量とともに _{エ量を増加させ,} ∝が発達した憫枝状晶の間を細かく埋めている｡強度の 上昇ほこの細かくユが分散した組織によるものであろ う｡MoはCrと同様ユの発生を促L,約3.5%で10% 以上のユがあらわれている｡その形ほCrの場合と異り 球状を呈している｡CuほNiと同 _{その量とともに粒} 界を太くし,Siでは初め細かく析用したエがSi量とと もに大きく発達するのが見られる｡Mnについてほあき らかでほない｡ (b)18一一･11-Moi容着鋼 第22図(第130頁参照)は18Cr-11Ni-Mo溶着錐粗相の 一例を云す｡Cr,MoおよびSiの量が増すとともに∝ 量が多くなりCrの高いものでほ部分的に∝→r+♂変態 が認められる｡一方MoおよぴSiの多いものでは粒内 の微粒αとともむこ粒界にも∝が認められ1,150ロC炉冷

の場合特に明瞭である｡なおSiの多いものでほ鞘界に

珪酸塩スラソグが多量に認められる｡Ni,CuおよびMn でほ組織上の変化はないが,前二者が多量の場合には積 層溶接の際の熱 られる｡ により粒界に亀裂が発生する傾向が見 第37巻 第2号 第 6表18-8-Cb溶着金属の等価成分と組織

Table6･Equivalent _{Compositionsand Micr･}

StruCtureS _Of18-8-Cb Deposits

No･添加元素是(%) _{Ni当i達静■cr 当 最†} 8.71 9.18 10.27 10.87 11.33 14.17 14.75 12.55 12.74 14.48 15.29 15.21 18.38 18.94 19.79 19.58 19.33 20.25 19.99 19.70 19.61 組 織 8 9 10 11 12 13 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Cr Mo 18.54 19.63 20.15 21.71 24.21 24.90 Tr. 0.89 1.62 2.53 3.05 3.38 Si Cu Mn 0.28 0.47 1.25 1.66 2.47 2.92 0.76 1.34 1.58 2.00 2.18 3.30 1.04 1.92 2.69 3.37 3.81 4.79 13.28 12.69 12.56 12.46 12.46 12.89 12.08 13.03 13.01 13.09 12.24 12.11 12.04 12.54 12.02 13.03 12.64 12.69 12.36 11.27 12.25 11.93 12.48 12.26 11.63 11.91 12.77 12.85 13.26 13.59 20.60 21.99 22.17 23.93 26.22 26.77 17.80 19.92 20.68 21.39 21.13 22.26 A十4%F A十3%F 】00%A lOO%A lOO%A lOO%A lOO%A A+3%F A+9%F A十10%F A十16%F A十25%F A十28%F 100%A A+2%F A+6%F A+7%F A+8%F A十13%F 18.87 19.49 20.27 21.46 22.31 23.05 A十3%F A+6%F A+7%F A+8%F A+12%F A+13%F 19.56 19.30 19.45 18.88 18.91 19.01 19.50 19.49 19.59 19.39 19.87 19.53 (注)揖 Ni%+30〉ぐC%+0.5×Mn%+0.3×Cu% i■Cr%十Mo%+1,5×Si%+0.5×Cb% Aはオーステナ/fト,Fはフェライト A+3%F A十7%F A+4%F A十2%F A十1%F A十1%F A+7%F A+5%F A十3%F A+2%F A+1%F lOO%A

(c)25-12溶着鋼

第23図(第130頁参照)は25Cr-12Ni溶着鋼のCrの最

も多いものならびに耐蝕性および機械性の良好なものの

粗相を示す｡この組織には♂相が認められ,これが硬化 を起し強度の上昇,敵性低下の原因をなすものである｡

〔ⅠⅤ〕緯

盲 以上18Cr-8Ni･-Cb,18Cr-11NiLMo,25Cr-12Niおよ ぴ25Cr-20Ni鋼溶妻妾棒の被覆剤坤 に 各_種 の 金 _元素を

ステンレス溶着鋼の耐蝕性,機械性およびその他諸性質におよはす

の影響

さノレ転読タ

Cr｡19.63% X`1〔〉0 1,1501c W.Q.う700Oc T -■ -､ ･･…♪.■ -･ 叫㍉∴ -J ■●･ - ■ ･-_､ ヽ 一 ■ -■--､ , -､･･､_

1､J;●･ヽ ∴､∴}

-′ Mnl.92% ×100 1,1500C W.Q.-}700【C T ､.･∼ ･ ･ ･､‥･ ･ ‥､ 脚 抑.＼も Cr24.90% XlOO 1,150つC W.Q.う700'C T

粟

ヽ･l-∴ Si2.92%

ト八y･∵

.`十ぺ〃∴

六100 1,15DつC _{W.Q.う700つC} T l●･､

∵〆

ヽ -■･ ･1 ヽ 正 ノ ■ ● ､､ ㌧ I･･-.･ ㍗-/ Mn:5.81% _宮100 1,150ウC W.Q.L)7OO〔C T

願Jぎ函二

､＼-･

登､′ 凱花 ..､∼ Mo3.38% ふ㌔.筏ト ､. 一 ト. X4〔10 1,151〇C W.Q.-)700L'C T Cu3.30% 1,150eC _W.Q. ×100 -〉700〇C T Ni14.75% 1,150nC W.Q. 第20図 18-8--Cb _{溶 着 鋼} の _{顕 微 鏡 組 織}

Fig.20. Microstructure _{of18-8--Cb Weld Metal}

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(1)I12SO4 _{に対Lノてほ} Ni,Mo _{およぴCuれ}

HClに対LてほCu,Mo,MnおよびNjか耐蝕 性を向上させるか,CrおよびMoは有効量に限度 かある｡棒博聞の比薮てはIi2SO4に対Lては25 Cト20Niまたほ18Cr-11NトMoが最もよく,IJCl に対しては18Cr--8Ni-Cbか艮好であi,｡LかL粒 界腐蝕か考宿さ)Lる場合には18Cr8Ni-Cbまたは 25Cr-20Niが適当である｡ (2)CrおよびMoほ強度を増加させるか∃敵性を低 下させ,CuおよびNiほ-う主限度以上になると著

546 _{陪和30年2 月} Cr22.9% 立 ■ ヽ ■ 【 ､ ､ タ∴‥く〉.♂ ● ギヤ㍍車 イ㌧∫ノ ･ ● XlOO l,150ぐC W.Q.う700 C T Cu2.36% XlOO 1,150CC W.Q.r>700⊂C T 1,150′1C f.c. 第22図 Fig.22. No.Cr25,Ni13,Cul.5% 1,1500C f.c. ×100 Mo6.30% 1,150つC W.Q. ご_けヱ_ Mn3.20ク≦ 1,150′C W.Q. メ100 う7qnコC T メ1nD 一}7qO=C T 】,150ウC f.c. 第37巻 第2号 ヽ▼ ､ Si2.28% ×100 1,150つC W.Q.う700'C T Ni16.37% _メ100 1,150qC W.Q.う700'C T 三竜二 Si2.28% 1,1500C f.c. 18-1トMo _{溶 着} 銅 の 軸 微 鏡 組 織

Microstructures _of18-11-Mo Weld Metals

磯ノ′′:′葺を:

ヽ___′ ■■ ▲ ◆∴も■･ ､ ∴戦‰ ､ -､ ‥ ●.I No.9Cr21,Ni12,Mol.3,Culクら 1,150PC f.c. ×100 第23図 2512 _{溶 着} 鋼 の 関 税 鏡 組 織

Fig.23.Microstructures _of25-12Weld Metals

×4UO し∴粗悼を減ずる〔′;-〝〕許容限ほ椿種によ･ノし 異り,概l_て高合金鋼ほどメこである｡ し:j)ユ生成剤である Cr,MoおよびSiほその 量とともに硬さを増し,その量か多いとαを′生 ノー上宝し,特にCrトよぴMoによる場合ほ∝--→♂ 変態を起しやすいナ また Siか多十と珪酸塩ス ラ.1,ブを生Lやすしl｡T安定剤とL〔LI)Ni,Cu .トエぴMnでは硬さおよび組緻上の変化か認め ト､)jtなし㌧ 終りに臨み終始御指導を賜った村上先生日立製作

所目立研究所兼備所長ならびに小野博士に対し厚-て

御礼申し上けるとともに御協力を頂いた小川浩三氏

わよび実験に従事された小室孝次郎君ほか御援助戴 いた金属研究室ならびに化学分析室の関係各位に感 謝の意を表する｡

ステンレス溶着鋼の耐蝕性,機械性右よびその他諸性質におよはす添加元素の影響

547 参 考 文 _献 H･Thielsch‥ _{Weld.Jl.,29′361s(1950)} F･H.Keating:Joinjngof _{MetaIs,95(1952)} S･A･Nerres&A.M.Jurkalo:Weld.Jl.,25′ 669s(1946) (4)H･C･Campbell&R.D.Thomas:Weld.Jl., 25′ _760s(1946ノ (5)J.T.Gow&0.E.Horder:Jraus.Am.Soc. Metals.,30′ _855(1942ノ (6)J.B.Austin&r).S.Miller:Trans.Am.Soc. Metals,28′ _743(1940) (7)W■Spraragen&G.E.Claussen:Weld.Jl., 柑′ _65s(1939) (8)W.0.Bjnder,C.M.73rown& R.Franks: Trans･Am.Soc.Metals,41′1301(1949) (9)L･E.Stark&(∴R.Bishop:Weld.Jl.,28′ 104s(1949) (10)R.Franks:Trans.Am.Soc.Metals,27, 505(1.939) F･Il ･l'age:11`011Agc,15`′ _58(1945) R･Franks,W.0.Binder&C.R.Bishol)S: Trans.Am.Soc.Metals,29′ _35(1941) Vol. 15. ◎ ドリ ル レ7･)切削試験に 日 す る _研究 ㊥ _{C4聖上貨物船改造工事仁一)い て} 打･燃 料 噴 射 試 験 装 置 〟) (13)A･L･Scl泊effer&R.U.T血0InaS:Wcld.Jl., 29′13s(1950) W･0･Binder:Weld.J.l.,29′26s(195O) V･N･Krivobok:Weld.Jl.,29′24s(1950) 11･l)･Newell= _{Metals&Alloys,14′173} (1941ノ (17)R･D･Thomas:Trans.Am.Soc.Metals,29′ 71(1941) (18)P,Payson&C･H･Savage:TraIIS.Am.Soc, Metals,39′404(1947J (19)C･T･Gayley‥ Weld･Jlリ26′693箪(1947) (20)V･J･Schanahan:Weld.J]リ24′ 727(1945) (21)′ト野,渡辺:溶接学会誌 23′ _9(1954ノ (22)付仁:金属協会誌(昭11) (23)0･R･Carpenter&N.C.Jessen:Weld.Jl., 2`(1947) W･0･Binder:CorrosionofMetals,`1(1946) し1.R.Evans:Anlntroduction _{to Metallic} Col■I osioIl,113 (26J剛月:銅の溶接と水素(昭28J (27)A･S･T･M･:StainlessSteelElectrode(1950) (28)A･L･Schae81er:MetalProgress,5`(1947) (29)A･L,Schae丘1er= _{Weld.Jl.,2占(1947)} No.4 軌 2 儒 作. ㊥ _{水任機を･利用tす▲るカウルノヘ､･･ノトニンナレーク〝J法にりいて‥‥} ◎ _{製 品 紹} 介 ◎ 特 許･新 案 紹 介(.23) 本誌につ垂ましての御照会はF記発行所へ御闘致します｡ 発 行 所

_{日立造船株式会社技術研究所}

大阪市此花区桜島北之町60 田川部 田柄野 菱音源 吉音大 田藤村崎施 倉伊 野浜 布 野 ･‥.､ 豊亨郎 経典 大作 肇 惣忠義信周 耕 生

新時代を築く通信工学の一大体系成る.′

≡≡≡ニ≡≡≡≡≡≡≡≡≡≡≡≡≡≡二≡≡≡≡≡≡≡≡ニ融

集

東京工 大数硬 工 _学 博 士 ′ _･ ､､､ 通信研究所 基 礎 部 長 東北大学教授 工 学 博 士 京 _{都大学数享受} 工 学 博 _一七 N技 東工 K長 授士 ■■一′

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正壮健憲

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行

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_言

葉

20世紀後半に入り,現在の通信工学は, 貴に驚嘆すべき発展を続けつゝ現在社会の 神経機構を培養している｡かかる通信工学 の発達は他の諸科学および工業等に対して 重夫な寄与をなすとともに,これら高度化 した通信工学を埋解し,利閏せんとする社 会各層の要求は日々に増大しつつある｡ この時にあたり,過去において【無線工 学講座｣【電子工学講座｣および【 実用電 気工学講座_｣等を刊行した′ト社が人皆の福 祉増過と文化の向上を希念しつつ,現在社 会の最発端で宿曜lノている諸先生を編集お よび執 陣に迎え,その儀想内容において 甥夜長高と自負しうる"新しい体系のもと になる新しい通信1二J学"を,関係各方面の 若き研究者および学徒の座右に贈りうるこ とは小社の最も欣快とするところである｡

第1回

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Ⅰ _{基 礎 篇} ｢ril路 解 析 の _基 礎 凹 路 網 構成 の _農礎 R C l口】 路 網 分 布 定 数 Lロ1路 マ イ ク ロ 波 一口l路 トラソジスターとその回路 ノぐルスおよび開閉【口1路 気音響と通話品質 通信とサイバネテックス 通 信 と _碓 ⅠⅠ共 通 _篇 磁 性 材 適 倍 と _{半 導} 通 信 と _誘 電 通 信 と 圧 電 通 信 岡 _変 症 マ イ ク ロ 波 葺 李 管 変 調 方 式 通信に∴拓ける 自動制御 オ ー デ ィ オ 桓1路 ⅠⅠⅠ無 線 籠 S S B _通 M 通 S _通 ≡≡:≡二 東京都神田局駿河台3

詳細内容

見本送呈

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項 目 ノ＼ 高 ル ス 通 信 イ ク ロ 液 中 継 樹 液 帯域 増 幅 若菜 超難波,マイクロ波空中線 超短波,マイク _ロ波伝瑠 無 線 通 ⅠⅤ _有 搬 交 送送線交 信 フ _7ク シ ミ 線 通 Ⅴ _応 電 波 信 線 電 電送換 機 測籠 通理換 定 信話信 ル(模写電送) 路 信 測 用 籠 航 電 子 計 算 高 周 波 応 超 音 波 ガ払 法 器 同 相 テ レ _{ビジョン手妄術の薪応用} 医学のたののエレク1トロニックス 化学のためのエレクトロニックス 物理のための工レクトロニソクス 梯械工学の為のエレク一口ニックス ･振替東京57035番

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