ステンレス鋼の4つの種類と合金元素の役割:
ステンレス鋼は、オーステナイト系、マルテンサイト系、フェライト系、二相系ステンレス鋼の4つの主要な種類に分類されます（表1）。この分類は、ステンレス鋼の室温における微細組織に基づいています。低炭素鋼を1550℃に加熱すると、微細組織は室温のフェライトからオーステナイトへと変化します。冷却すると、微細組織はフェライトに戻ります。高温に存在するオーステナイトは非磁性であり、一般的に室温のフェライトに比べて強度は低くなりますが、延性は優れています。
鋼中のクロム（Cr）含有量が16%を超えると、常温のミクロ組織はフェライト相に固定され、あらゆる温度域でフェライト相が維持されます。このタイプはフェライト系ステンレス鋼と呼ばれます。クロム（Cr）含有量が17%以上、ニッケル（Ni）含有量が7%以上になると、オーステナイト相が安定し、低温から融点までオーステナイト相が維持されます。
オーステナイト系ステンレス鋼は一般的に「Cr-N型」と呼ばれ、マルテンサイト系およびフェライト系ステンレス鋼は「Cr型」と呼ばれます。ステンレス鋼および溶加材に含まれる元素は、オーステナイト形成元素とフェライト形成元素に分類されます。主なオーステナイト形成元素にはNi、C、Mn、Nが含まれ、主なフェライト形成元素にはCr、Si、Mo、Nbが含まれます。これらの元素の含有量を調整することで、溶接継手におけるフェライトの割合を制御できます。
オーステナイト系ステンレス鋼は、特に窒素（N）含有量が5%未満の場合には、溶接が容易で、窒素含有量の低いステンレス鋼に比べて溶接品質が優れています。オーステナイト系ステンレス鋼の溶接継手は優れた強度と延性を示し、多くの場合、溶接前および溶接後の熱処理が不要です。ステンレス鋼の溶接分野では、オーステナイト系ステンレス鋼がステンレス鋼全体の80%を占めており、本稿ではオーステナイト系ステンレス鋼を主な焦点としています。
正しい選び方ステンレス鋼溶接消耗品、ワイヤー、電極ですか?
母材が同じ場合は、「母材を合わせる」ことが第一のルールです。例えば、石炭を310または316ステンレス鋼に接続する場合は、対応する石炭材料を選択します。異種材料を溶接する場合は、高合金元素含有量に合った母材を選択するというガイドラインに従ってください。例えば、304と316ステンレス鋼を溶接する場合は、316タイプの溶接材料を選択します。ただし、「母材を合わせる」という原則に従わない特殊なケースも多数あります。このようなシナリオでは、「溶接材料選択チャートを参照する」ことをお勧めします。例えば、304型ステンレス鋼は最も一般的な母材ですが、304型の溶接棒はありません。
溶接材料が母材と一致する必要がある場合、304 ステンレス鋼線と電極を溶接するための溶接材料をどのように選択すればよいですか?
304ステンレス鋼を溶接する場合は、308ステンレス鋼の追加元素が溶接エリアをより安定させるため、タイプ308溶接材料を使用します。308Lも許容される選択肢です。Lは低炭素含有量を示し、3XXLステンレス鋼は0.03％の炭素含有量を示しますが、標準の3XXステンレス鋼は最大0.08％の炭素含有量を含むことができます。L型溶接材料は非L型溶接材料と同じタイプの分類に属するため、製造業者はL型溶接材料の低炭素含有量によって粒界腐食の傾向を低減できるため、別途L型溶接材料の使用を検討する必要があります。実際、筆者は、メーカーが製品をアップグレードしたい場合、L字型の黄色の材料がより広く使用されるようになると考えています。GMAW溶接方法を使用するメーカーは、SIが濡れ性と漏れ部品を改善できるため、3XXSi型ステンレス鋼の使用も検討しています。角度付きスローシームや重ね溶接の溶接止端部で、石炭片のピークが高い場合や溶接プールの接合状態が悪い場合には、Sを含んだガスシールド溶接ワイヤを使用することで、石炭層を湿潤させ、堆積速度を向上させることができます。
投稿日時: 2023年9月26日