4 種類のステンレス鋼と合金元素の役割:
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、二相ステンレス鋼の 4 つの主なタイプに分類できます (表 1)。この分類は、室温でのステンレス鋼の微細構造に基づいています。低炭素鋼を 1550°C に加熱すると、その微細構造は室温のフェライトからオーステナイトに変化します。冷却すると、微細構造はフェライトに戻ります。高温で存在するオーステナイトは非磁性であり、一般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、室温での微細構造がフェライト相に固定され、すべての温度範囲でフェライトが維持されます。このタイプのステンレス鋼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% を超え、ニッケル (Ni) 含有量が 7% を超えると、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を維持します。
オーステナイト系ステンレス鋼は一般に「Cr-N」系と呼ばれ、マルテンサイト系およびフェライト系ステンレス鋼は直接「Cr」系と呼ばれます。ステンレス鋼およびろう材中の元素は、オーステナイト形成元素とフェライト形成元素に分類できます。主なオーステナイト形成元素には、Ni、C、Mn、および N が含まれ、一方、主なフェライト形成元素には、Cr、Si、Mo、および 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、溶接継手の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、窒素含有量が低いステンレス鋼と比較して溶接が容易になり、溶接品質が向上します。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になります。ステンレス鋼溶接の分野では、オーステナイト系ステンレス鋼がステンレス鋼の使用量全体の 80% を占めており、これがこの記事の主な焦点です。
正しい選び方ステンレス鋼の溶接消耗品、ワイヤー、電極は？
親マテリアルが同じ場合、最初のルールは「親マテリアルと一致する」です。たとえば、石炭が 310 または 316 ステンレス鋼に接続されている場合は、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、合金元素の含有量が多い母材を選択するというガイドラインに従ってください。たとえば、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、「地金に合わせる」という原則が守られない特殊なケースも多くあります。この場合は「溶接消耗品選定表を参照」することをお勧めします。たとえば、タイプ 304 ステンレス鋼は最も一般的な母材ですが、タイプ 304 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は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領域をより安定させることができるため、タイプ 308 溶接消耗品を使用してください。308L も許容可能な選択肢です。L は炭素含有量が低いことを示し、3XXL ステンレス鋼は炭素含有量が 0.03% であることを示しますが、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 タイプ溶接材料は非 L タイプ溶接材料と同じ分類に属しているため、炭素含有量が低く粒界腐食の傾向を軽減できるため、メーカーは L タイプ溶接材料を別途使用することを検討する必要があります。実際、メーカーが製品をアップグレードしたい場合には、L 字型の黄色の材料がより広く使用されるだろうと著者は考えています。SI は部品の濡れや漏れを改善できるため、GMAW 溶接法を使用するメーカーも 3XXSi タイプのステンレス鋼の使用を検討しています。石炭片のピークが高い場合、またはアングルスローシームまたは重ね溶接の溶接止端で溶接池の接続が不十分な場合、Sを含むガスシールド溶接ワイヤを使用すると、石炭層が湿り、溶着速度が向上します。 。
投稿日時: 2023 年 9 月 26 日