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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-07
(45)【発行日】2024-11-15
(54)【発明の名称】フェライト系ステンレス鋼板及び溶接構造体
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20241108BHJP
C22C 38/58 20060101ALI20241108BHJP
C22C 38/60 20060101ALI20241108BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 302Z
C22C38/58
C22C38/60
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020062545
(22)【出願日】2020-03-31
(65)【公開番号】P2021161470
(43)【公開日】2021-10-11
【審査請求日】2022-11-30
(73)【特許権者】
【識別番号】503378420
【氏名又は名称】日鉄ステンレス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100175802
【弁理士】
【氏名又は名称】寺本 光生
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(72)【発明者】
【氏名】安部 雅俊
(72)【発明者】
【氏名】吉岡 優馬
(72)【発明者】
【氏名】松橋 透
【審査官】川村 裕二
(56)【参考文献】
【文献】特開平１０－１０２２１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／１７４０７８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平０６－０４９６０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／１９０４２２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００３－２９３１０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－３０２７４７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２２Ｃ ３８／００－３８／６０
Ｃ２１Ｄ １／００－１１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
質量％で、Ｃ：０．００１～０．１００％、
Ｓｉ：０．０１～２．００％、
Ｍｎ：０．０１～２．００％、
Ｐ：≦０．０５０％、
Ｓ：≦０．０１００％、
Ｎｉ：０．０１～３．００％、
Ｃｒ：９．５～１５．０％、
Ａｌ：１．０～５．０％、
Ｂ：０．０００１～０．０１００％、
Ｏ：０．０００１～０．０１００％、
Ｎ：０．００１～０．０５０％を含有し、
更に、Ｔｉ：０．０１～１．００％およびＮｂ：０．００１～１．００％のいずれか１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不純物であり、下記式（１）を満たすことを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
［Ａｌ］≧０．０２４［Ｃｒ］２－１．４４４ …（１）
ただし、式（１）において、［Ａｌ］、［Ｃｒ］はそれぞれの元素の質量％である。
【請求項2】
質量％で、Ｃ：０．００１～０．１００％、
Ｓｉ：０．０１～２．００％、
Ｍｎ：０．０１～２．００％、
Ｐ：≦０．０５０％、
Ｓ：≦０．０１００％、
Ｎｉ：０．０１～３．００％、
Ｃｒ：９．０～１５．０％、
Ａｌ：１．０～５．０％、
Ｂ：０．０００１～０．００３０％、
Ｏ：０．０００１～０．０１００％、
Ｎ：０．００１～０．０５０％を含有し、
更に、Ｔｉ：０．０１～１．００％およびＮｂ：０．００１～１．００％のいずれか１種または２種を含有し、
更に、
Ｍｏ：０．０１～３．００％、Ｓｎ：０．００１～３．００％、Ｃｕ：０．０１～０．４４％、Ｗ：０．００１～１．００％、Ｖ：０．００１～１．００％、Ｓｂ：０．００１～０．１００％、Ｃｏ：０．００１～０．５００％、Ｃａ：０．０００１～０．００５０％、Ｍｇ：０．０００１～０．００５０％、Ｚｒ：０．０００１～０．０３００％、Ｇａ：０．０００１～０．０１００％、Ｔａ：０．００１～０．０５０％、ＲＥＭ：０．００１～０．１００％の１種または２種以上を含有し、
残部がＦｅおよび不純物であり、下記式（１）を満たすことを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
［Ａｌ］≧０．０２４［Ｃｒ］２－１．４４４ …（１）
ただし、式（１）において、［Ａｌ］、［Ｃｒ］はそれぞれの元素の質量％である。
【請求項3】
請求項１または請求項２に記載のフェライト系ステンレス鋼板からなる母材と、前記母材同士の付合わせ箇所に形成された溶接部と、を備え、前記溶接部の裏側の溶接ビード幅Ｗ１と、前記溶接部の表側の溶接ビード幅Ｗ２との比（Ｗ１／Ｗ２）が、０．６以上１．０以下であることを特徴とする、溶接構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、暖房機器、厨房機器等の燃焼機器部材及び高温部材、及び自動車や二輪車等の排気系部材等に好適な溶接溶け込み性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及び溶接構造体に関する。
【背景技術】
【0002】
フェライト系ステンレス鋼は家電製品や電子機器、自動車等の幅広い分野で使用されている。特に暖房機器や厨房機器、自動車分野等の材料が高温になる分野では適用されるステンレス鋼には耐酸化性や耐食性などが要求される。
【0003】
ステンレス鋼の耐酸化性は、多量のＣｒ、Ｓｉ及びＡｌの添加により向上する。しかしながら上記元素の多量の添加は溶接溶け込み性の低下を招く。
【0004】
溶接部の溶け込みを深くするには、溶接金属のビード幅方向中央における表面張力が、ビード幅方向端部における表面張力よりも高くなることが重要である。溶接金属のビード幅方向中央の表面張力が高くなることで、溶接金属の対流がビード幅方向外側から内側に向かう対流になり、溶接金属のビード幅方向中央では、衝突した溶接金属の対流が、深さ方向に向かうことで、溶接部の溶け込みが深くなる。これにより健全な溶接部が得られる。
【0005】
溶接金属のビード幅方向中央の表面張力を高くする元素として、Ｏ（酸素）、Ｓ（硫黄）が知られている。特にＯの効果が大きい。一方で、溶接金属表面にスラグを作り易いＣｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ等は、Ｏとともに酸化物を作ることで、溶接金属中のＯ濃度を下げて、溶接部の溶け込み深さを浅くする働きをする。特にＣｒ及びＡｌは、非常にスラグを生成し易いため、Ａｌ含有ステンレス鋼は、溶接溶け込み性の悪い鋼となり易い。
【0006】
特許文献１には質量％で、Ｃ：０．００１～０．０２０％、Ｓｉ：０．０１～４．００％、Ｍｎ：０．０１～３．００％、Ｐ：０．０１０～０．０４０％、Ｓ：０．０００１～０．０１００％、Ｃｒ：１０．０～１５．０％、Ｎ：０．００１～０．０２０％、Ａｌ：０．５０～１０．０％を含有し、さらに、Ｔｉ：０．０５～０．４０％、およびＮｂ：０．０５～０．４０％の少なくとも一方を％含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、Ｃｒ／（Ｓｉ＋Ａｌ）が１０．０以下、比重が７．６ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする低比重フェライト系ステンレス鋼板が開示されている。Ａｌ、Ｓｉを添加して低比重化したステンレス鋼について述べられているが、溶接溶け込み性に関して言及されていない。
【0007】
特許文献２には質量％で、Ｃ：０．００１～０．１００％、Ｓｉ：０．０１～５．００％、Ｍｎ：０．０１～２．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｃｒ：９．０～２５．０％、Ｔｉ：０．００１～１．００％、Ａｌ：０．００１～５．０００％、Ｎ：０．００１～０．０５０％を含有し、さらに、Ｎｉ：０～１．００％、Ｍｏ：０～３．００％、Ｓｎ：０～１．０００％、Ｃｕ：０～２．００％、Ｂ：０～０．００５０％、Ｎｂ：０～０．５００％、Ｗ：０～１．０００％、Ｖ：０～０．５００％、Ｓｂ：０～０．１００％、Ｃｏ：０～０．５００％、Ｃａ：０～０．００５０％、Ｍｇ：０～０．００５０％、Ｚｒ：０～０．０３００％、Ｇａ：０～０．０１００％、Ｔａ：０～０．０５０％、ＲＥＭ：０～０．１００％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなり、鋼表面に不働態皮膜があり、前記鋼表面から深さ５ｎｍまでの領域（ただし、不働態皮膜の厚みを超えない領域）において、カチオン分率でＡｌ、Ｓｉが合計１．０ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｃｒが１０．０ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｆｅが８５．０ａｔｏｍｉｃ％以下存在することを特徴とする耐塩害腐食性に優れたフェライト系ステンレス鋼が開示されている。Ａｌ、Ｓｉを添加したステンレス鋼の不働態皮膜について規定されているが、溶接溶け込み性に関して言及されていない。
【0008】
特許文献３には、質量％で、Ｃ：０．００２～０．０２％、Ｎ：０．０２％以下、Ｓｉ：０．０５～１．０％、Ｍｎ：３．０％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｃｒ：１０～２５％、Ａｌ：１．０～３．０％未満、Ｔｉ：３×（Ｃ＋Ｎ）～２０×（Ｃ＋Ｎ）％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、表面にＡｌ量が１５％以上であり、厚さが０．０３～０．５μｍの酸化皮膜を有することを特徴とする、加工性、耐酸化性に優れたＡｌ含有耐熱フェライト系ステンレス鋼板が開示されている。Ａｌ含有量を高くすることで耐酸化性を向上させているが、検討鋼は主に１８Ｃｒと高Ｃｒ系ステンレス鋼である。また、溶接溶け込み性に関して言及されていない。
【0009】
特許文献４には、質量％で、Ｃ：０．００１～０．０１５％、Ｎ：０．００２～０．０２％、Ｃ＋Ｎ：０．００３～０．０２％、Ｓｉ：０．３～０．８％、Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｃｒ：１３～２０％、Ａｌ：１．５～２．５％未満、Ｃｕ：０．５％以下、Ｔｉ：３×（Ｃ＋Ｎ）～２０×（Ｃ＋Ｎ）％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、ミクロ組織において結晶粒度番号が７～１０であり、圧延方向に対して、０°、４５°、９０°方向の伸びの最小値Ｅｌmin［％］、及び、ｒ値の最小値ｒminが、それぞれ、Ｅｌmin≧２５％、及び、ｒmin≧１．０を満足することを特徴とする加工性、耐酸化性に優れたＡｌ含有耐熱フェライト系ステンレス鋼板が開示されている。結晶粒度番号及びｒ値について規定されているが、溶接溶け込み性に関して言及されていない。
【0010】
特許文献５には、重量％にて、Ｃ；０．１０％以下、Ｓｉ；０．３～１．５％、Ｍｎ；１．０％以下、Ｐ；０．０４％以下、Ｓ；０．００３％以下、Ｃｒ；１３．０～２５．０％、Ｎｉ；０．６０％以下、Ａｌ；２．０～５．０％、Ｎ；０．１０％以下、Ｂ；０．００２～０．０２％、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成をもつことを特徴とする高温耐酸化性及び製造性に優れた高Ａｌ含有フェライト系ステンレス鋼が開示されている。Ａｌ含有量を高くすることで耐酸化性を向上させているが、検討鋼は主に１８～２０Ｃｒと高Ｃｒ系ステンレス鋼である。また、溶接溶け込み性に関して言及されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【文献】特開２０１８－１６８４５７号公報
【文献】特開２０１９－１７８３６４号公報
【文献】特許第４９８６９７５号公報
【文献】特許第４２３６５０３号公報
【文献】特開平１０－１５８７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
上記のように、従来技術においては高Ａｌ含有ステンレス鋼の溶接溶け込み性を改善できていない。
【0013】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、溶接溶け込み性を改善した高Ａｌ系のフェライト系ステンレス鋼板及び溶接構造体の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記課題を解決する為の手段は以下の構成を有する。
［１］ 質量％で、
Ｃ：０．００１～０．１００％、
Ｓｉ：０．０１～２．００％、
Ｍｎ：０．０１～２．００％、
Ｐ：≦０．０５０％、
Ｓ：≦０．０１００％、
Ｎｉ：０．０１～３．００％、
Ｃｒ：９．５～１５．０％、
Ａｌ：１．０～５．０％、
Ｂ：０．０００１～０．０１００％、
Ｏ：０．０００１～０．０１００％、
Ｎ：０．００１～０．０５０％を含有し、
更に、Ｔｉ：０．０１～１．００％およびＮｂ：０．００１～１．００％のいずれか１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不純物であり、下記式（１）を満たすことを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
［Ａｌ］≧０．０２４［Ｃｒ］２－１．４４４ …（１）
ただし、式（１）において、［Ａｌ］、［Ｃｒ］はそれぞれの元素の質量％である。
［２］ 質量％で、
Ｃ：０．００１～０．１００％、
Ｓｉ：０．０１～２．００％、
Ｍｎ：０．０１～２．００％、
Ｐ：≦０．０５０％、
Ｓ：≦０．０１００％、
Ｎｉ：０．０１～３．００％、
Ｃｒ：９．０～１５．０％、
Ａｌ：１．０～５．０％、
Ｂ：０．０００１～０．００３０％、
Ｏ：０．０００１～０．０１００％、
Ｎ：０．００１～０．０５０％を含有し、
更に、Ｔｉ：０．０１～１．００％およびＮｂ：０．００１～１．００％のいずれか１種または２種を含有し、
更に、
Ｍｏ：０．０１～３．００％、
Ｓｎ：０．００１～３．００％、
Ｃｕ：０．０１～０．４４％、
Ｗ ：０．００１～１．００％、
Ｖ ：０．００１～１．００％、
Ｓｂ：０．００１～０．１００％、
Ｃｏ：０．００１～０．５００％、
Ｃａ：０．０００１～０．００５０％、
Ｍｇ：０．０００１～０．００５０％、
Ｚｒ：０．０００１～０．０３００％、
Ｇａ：０．０００１～０．０１００％、
Ｔａ：０．００１～０．０５０％、
ＲＥＭ：０．００１～０．１００％の１種または２種以上を含有し、
残部がＦｅおよび不純物であり、下記式（１）を満たすことを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
［Ａｌ］≧０．０２４［Ｃｒ］２－１．４４４ …（１）
ただし、式（１）において、［Ａｌ］、［Ｃｒ］はそれぞれの元素の質量％である。
［３］ 上記［１］または上記［２］に記載のフェライト系ステンレス鋼板からなる母材と、前記母材同士の付合わせ箇所に形成された溶接部と、を備え、
前記溶接部の裏側の溶接ビード幅Ｗ１と、前記溶接部の表側の溶接ビード幅Ｗ２との比（Ｗ１／Ｗ２）が、０．６以上１．０以下であることを特徴とする、溶接構造体。
［１］ 質量％で、
Ｃ：０．００１～０．１００％、
Ｓｉ：０．０１～２．００％、
Ｍｎ：０．０１～２．００％、
Ｐ：≦０．０５０％、
Ｓ：≦０．０１００％、
Ｎｉ：０．０１～３．００％、
Ｃｒ：９．５～１５．０％、
Ａｌ：１．０～５．０％、
Ｂ：０．０００１～０．０１００％、
Ｏ：０．０００１～０．０１００％、
Ｎ：０．００１～０．０５０％を含有し、
更に、Ｔｉ：０．０１～１．００％およびＮｂ：０．００１～１．００％のいずれか１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不純物であり、下記式（１）を満たすことを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
［Ａｌ］≧０．０２４［Ｃｒ］２－１．４４４ …（１）
ただし、式（１）において、［Ａｌ］、［Ｃｒ］はそれぞれの元素の質量％である。
［２］ 質量％で、
Ｃ：０．００１～０．１００％、
Ｓｉ：０．０１～２．００％、
Ｍｎ：０．０１～２．００％、
Ｐ：≦０．０５０％、
Ｓ：≦０．０１００％、
Ｎｉ：０．０１～３．００％、
Ｃｒ：９．０～１５．０％、
Ａｌ：１．０～５．０％、
Ｂ：０．０００１～０．００３０％、
Ｏ：０．０００１～０．０１００％、
Ｎ：０．００１～０．０５０％を含有し、
更に、Ｔｉ：０．０１～１．００％およびＮｂ：０．００１～１．００％のいずれか１種または２種を含有し、
更に、
Ｍｏ：０．０１～３．００％、
Ｓｎ：０．００１～３．００％、
Ｃｕ：０．０１～０．４４％、
Ｗ ：０．００１～１．００％、
Ｖ ：０．００１～１．００％、
Ｓｂ：０．００１～０．１００％、
Ｃｏ：０．００１～０．５００％、
Ｃａ：０．０００１～０．００５０％、
Ｍｇ：０．０００１～０．００５０％、
Ｚｒ：０．０００１～０．０３００％、
Ｇａ：０．０００１～０．０１００％、
Ｔａ：０．００１～０．０５０％、
ＲＥＭ：０．００１～０．１００％の１種または２種以上を含有し、
残部がＦｅおよび不純物であり、下記式（１）を満たすことを特徴とするフェライト系ステンレス鋼板。
［Ａｌ］≧０．０２４［Ｃｒ］２－１．４４４ …（１）
ただし、式（１）において、［Ａｌ］、［Ｃｒ］はそれぞれの元素の質量％である。
［３］ 上記［１］または上記［２］に記載のフェライト系ステンレス鋼板からなる母材と、前記母材同士の付合わせ箇所に形成された溶接部と、を備え、
前記溶接部の裏側の溶接ビード幅Ｗ１と、前記溶接部の表側の溶接ビード幅Ｗ２との比（Ｗ１／Ｗ２）が、０．６以上１．０以下であることを特徴とする、溶接構造体。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、溶接溶け込み性を改善した高Ａｌ系のフェライト系ステンレス鋼板及び溶接構造体を提供できる。特に、暖房機器、厨房機器等の燃焼機器部材または高温部材や、自動車、二輪車等における排気系部材等に好適な、溶接溶け込み性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及び溶接構造体を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
発明者らは、溶接溶け込み性を改善したＡｌ含有フェライト系ステンレス鋼板を提供することを目的として鋭意検討を重ねた。その結果下記２点を見出した。
【0017】
第一に、Ｃｒ含有量が９～１５％と比較的低いステンレス鋼において、Ａｌ含有量が０．５％未満の範囲では、Ａｌ含有量の増加に伴い溶接金属中のＯ（酸素）濃度が低下するが、Ａｌ含有量が０．５％以上では、一転して溶接金属中のＯ濃度が増加することを見出した。特に、低Ｃｒ含有鋼ほど、少量のＡｌ含有量で溶接溶け込み性が改善され、更に、［Ａｌ］≧０．０２４［Ｃｒ］２－１．４４４（［Ａｌ］、［Ｃｒ］はそれぞれの元素の質量％濃度を示す）の関係を満たすことにより、Ａｌ非含有ステンレス鋼（Ａｌ含有量０．０１％以下）と同等以上の溶接溶け込み性が得られることを見出した。
【0018】
また、溶接部の接合強度を担保する指標として、溶接部の裏側の溶接ビード幅Ｗ１と、溶接部の表側の溶接ビード幅Ｗ２との比（Ｗ１／Ｗ２）を、０．６以上１．０以下とすることが望ましいことを見出した。Ｗ１／Ｗ２が０．６未満では、溶接部における溶け込み深さが不十分であり、接合強度が低下する。逆に、Ｗ１／Ｗ２が１．０超となると、入熱過剰により溶接部が変形・減肉して、やはり接合強度が低下する。Ｗ１／Ｗ２に最も影響を与える要因は基本的には溶接条件であるが、Ａｌ≧０．０２４Ｃｒ２－１．４４４を満たす鋼は、溶接部のビード幅の比が上記範囲となる溶接条件範囲が非常に広くなり、溶接施工性で大きく優位になることがわかった。
【0019】
以下に、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の化学組成について説明する。なお、％は質量％を意味する。
【0020】
Ｃ：０．００１～０．１００％
Ｃは、耐粒界腐食性、加工性を低下させるため、その含有量を低く抑える必要がある。そのため、Ｃの含有量の上限を０．１００％以下とする。しかしながら、Ｃ量を過度に低めることは精練コストを上昇させるため、Ｃ量の下限を０．００１％以上とする。Ｃ量の好ましい範囲は、０．００２～０．０５０％、より好ましい範囲は０．００３～０．０３０％である。
Ｃは、耐粒界腐食性、加工性を低下させるため、その含有量を低く抑える必要がある。そのため、Ｃの含有量の上限を０．１００％以下とする。しかしながら、Ｃ量を過度に低めることは精練コストを上昇させるため、Ｃ量の下限を０．００１％以上とする。Ｃ量の好ましい範囲は、０．００２～０．０５０％、より好ましい範囲は０．００３～０．０３０％である。
【0021】
Ｓｉ：０．０１～２．００％
Ｓｉは、中低温（５００～７００℃）及び高温（７００℃以上）の耐酸化性を飛躍的に向上させる。また表面に濃縮して腐食発生を抑制するのみならず、母材の腐食速度も低減する非常に有益な元素である。そのため、Ｓｉの含有量の下限を０．０１％以上とする。ただし、Ｓｉの過度な含有は溶接溶け込み性を低下させるため、Ｓｉの含有量の上限を２．００％以下とする。Ｓｉ量の好ましい範囲は、０．３０～１．５０％、より好ましい範囲は０．８０～１．２０％である。
Ｓｉは、中低温（５００～７００℃）及び高温（７００℃以上）の耐酸化性を飛躍的に向上させる。また表面に濃縮して腐食発生を抑制するのみならず、母材の腐食速度も低減する非常に有益な元素である。そのため、Ｓｉの含有量の下限を０．０１％以上とする。ただし、Ｓｉの過度な含有は溶接溶け込み性を低下させるため、Ｓｉの含有量の上限を２．００％以下とする。Ｓｉ量の好ましい範囲は、０．３０～１．５０％、より好ましい範囲は０．８０～１．２０％である。
【0022】
Ｍｎ：０．０１～２．００％
Ｍｎは、脱酸元素として有用であるが、過剰量のＭｎを含有させると、耐食性を劣化させる。そのため、Ｍｎ量を０．０１～２．００％とする。Ｍｎ量の好ましい範囲は、０．０５～１．００％、より好ましい範囲は０．０２～０．５０％である。
Ｍｎは、脱酸元素として有用であるが、過剰量のＭｎを含有させると、耐食性を劣化させる。そのため、Ｍｎ量を０．０１～２．００％とする。Ｍｎ量の好ましい範囲は、０．０５～１．００％、より好ましい範囲は０．０２～０．５０％である。
【0023】
Ｐ：０．０５０％以下
Ｐは、加工性・溶接性を劣化させる元素であるため、その含有量を制限する必要がある。そのため、Ｐ量を０．０５０％以下とする。Ｐ量の好ましい範囲は、０．０３０％以下である。しかしながら、Ｐ量を過度に低めることは精練コストを上昇させるため、Ｐ量の下限を０．０００１％以上としてもよい。
Ｐは、加工性・溶接性を劣化させる元素であるため、その含有量を制限する必要がある。そのため、Ｐ量を０．０５０％以下とする。Ｐ量の好ましい範囲は、０．０３０％以下である。しかしながら、Ｐ量を過度に低めることは精練コストを上昇させるため、Ｐ量の下限を０．０００１％以上としてもよい。
【0024】
Ｓ：０．０１００％以下
Ｓは、耐食性を劣化させる元素であるため、その含有量を制限する必要がある。そのため、Ｓ量を０．０１００％以下とする。Ｓ量の好ましい範囲は、０．００７０％以下である。しかしながら、Ｓ量を過度に低めることは精練コストを上昇させるため、Ｓ量の下限を０．０００１％以上としてもよい。
Ｓは、耐食性を劣化させる元素であるため、その含有量を制限する必要がある。そのため、Ｓ量を０．０１００％以下とする。Ｓ量の好ましい範囲は、０．００７０％以下である。しかしながら、Ｓ量を過度に低めることは精練コストを上昇させるため、Ｓ量の下限を０．０００１％以上としてもよい。
【0025】
Ｎｉ：０．０１～３．００％
Ｎｉは、耐食性を向上させるため、０．０１％以上の含有が必要である。ただし、多量の含有は合金コスト増加に繋がるため、Ｎｉ量の上限を３．００％以下とする。Ｎｉ量の好ましい範囲は０．０５～１．００％、より好ましい範囲は０．１０～０．５０％である。
Ｎｉは、耐食性を向上させるため、０．０１％以上の含有が必要である。ただし、多量の含有は合金コスト増加に繋がるため、Ｎｉ量の上限を３．００％以下とする。Ｎｉ量の好ましい範囲は０．０５～１．００％、より好ましい範囲は０．１０～０．５０％である。
【0026】
Ｃｒ：９．０～１５．０％
Ｃｒは、本実施形態における重要な元素である。Ｃｒは、耐酸化性及び塩害環境での耐食性を確保するために、９．０％以上の含有が必要である。Ｃｒの含有量を増加させるほど、耐酸化性及び耐食性は向上するが、溶接溶け込み性、熱伝導率、加工性、製造性を低下させる。本発明は低Ｃｒ系ステンレス鋼でありながら溶接溶け込み性を向上させるものであるので、Ｃｒ量の上限を１５．０％以下とする。Ｃｒ量の好ましい範囲は、９．５～１４．０％、より好ましい範囲は１０．５～１３．０％である。
Ｃｒは、本実施形態における重要な元素である。Ｃｒは、耐酸化性及び塩害環境での耐食性を確保するために、９．０％以上の含有が必要である。Ｃｒの含有量を増加させるほど、耐酸化性及び耐食性は向上するが、溶接溶け込み性、熱伝導率、加工性、製造性を低下させる。本発明は低Ｃｒ系ステンレス鋼でありながら溶接溶け込み性を向上させるものであるので、Ｃｒ量の上限を１５．０％以下とする。Ｃｒ量の好ましい範囲は、９．５～１４．０％、より好ましい範囲は１０．５～１３．０％である。
【0027】
Ａｌ：１．０～５．０％
Ａｌは、本実施形態における重要な元素である。Ａｌは、鋼中に０．５％以上含有すると溶接部の溶接金属中のＯ濃度を増加させる。また特に高温（７００℃以上）の耐酸化性を飛躍的に向上させる。加えて鋼表面に濃縮して腐食発生を抑制するのみならず、母材の腐食速度も低減する非常に有益な元素である。この効果は特に低Ｃｒ系ステンレス鋼で顕著である。そのため、Ａｌの含有量の下限を１．０％以上とする。ただし、Ａｌの過度な含有は材料の伸び減少を引き起こし、加工性を低下させるため、Ａｌの含有量の上限を５．０％以下とする。Ａｌ量の好ましい範囲は、１．０～３．０％、より好ましい範囲は１．０～２．０％である。
Ａｌは、本実施形態における重要な元素である。Ａｌは、鋼中に０．５％以上含有すると溶接部の溶接金属中のＯ濃度を増加させる。また特に高温（７００℃以上）の耐酸化性を飛躍的に向上させる。加えて鋼表面に濃縮して腐食発生を抑制するのみならず、母材の腐食速度も低減する非常に有益な元素である。この効果は特に低Ｃｒ系ステンレス鋼で顕著である。そのため、Ａｌの含有量の下限を１．０％以上とする。ただし、Ａｌの過度な含有は材料の伸び減少を引き起こし、加工性を低下させるため、Ａｌの含有量の上限を５．０％以下とする。Ａｌ量の好ましい範囲は、１．０～３．０％、より好ましい範囲は１．０～２．０％である。
【0028】
Ｂ：０．０００１～０．０１００％
Ｂは、２次加工性を向上させるのに有用な元素であり、０．０１００％以下の含有が必要である。Ｂ量の下限を、安定した効果が得られる０．０００１％以上とする。Ｂ量の好ましい範囲は０．０００５～０．００５０％、より好ましい範囲は０．００１０～０．００３０％である。
Ｂは、２次加工性を向上させるのに有用な元素であり、０．０１００％以下の含有が必要である。Ｂ量の下限を、安定した効果が得られる０．０００１％以上とする。Ｂ量の好ましい範囲は０．０００５～０．００５０％、より好ましい範囲は０．００１０～０．００３０％である。
【0029】
Ｏ：０．０００１～０．０１００％
Ｏは、溶接溶け込み性に有用な元素であるが、耐食性、加工性を低下させる。そのため、Ｏの含有量を低く抑える必要がある。そのため、Ｏ量の上限を０．０１００％以下とする。しかしながら、Ｏ量を過度に低めることは精練コストを上昇させるため、Ｏ量の下限を０．０００１％以上とする。Ｏ量の好ましい範囲は、０．００２～０．０２０％である。
Ｏは、溶接溶け込み性に有用な元素であるが、耐食性、加工性を低下させる。そのため、Ｏの含有量を低く抑える必要がある。そのため、Ｏ量の上限を０．０１００％以下とする。しかしながら、Ｏ量を過度に低めることは精練コストを上昇させるため、Ｏ量の下限を０．０００１％以上とする。Ｏ量の好ましい範囲は、０．００２～０．０２０％である。
【0030】
Ｎ：０．００１～０．０５０％
Ｎは、耐孔食性に有用な元素であるが、耐粒界腐食性、加工性を低下させる。そのため、Ｎの含有量を低く抑える必要がある。そのため、Ｎ量の上限を０．０５０％以下とする。しかしながら、Ｎ量を過度に低めることは精練コストを上昇させるため、Ｎ量の下限を０．００１％以上とする。Ｎ量の好ましい範囲は、０．００２～０．０２０％である。
Ｎは、耐孔食性に有用な元素であるが、耐粒界腐食性、加工性を低下させる。そのため、Ｎの含有量を低く抑える必要がある。そのため、Ｎ量の上限を０．０５０％以下とする。しかしながら、Ｎ量を過度に低めることは精練コストを上昇させるため、Ｎ量の下限を０．００１％以上とする。Ｎ量の好ましい範囲は、０．００２～０．０２０％である。
【0031】
Ｔｉ：０．０１～１．００％およびＮｂ：０．００１～１．００％の１種又は２種
Ｔｉ及びＮｂは、ステンレス鋼の鋭敏化を防止するために、Ｔｉは０．０１％以上、Ｎｂは０．００１％以上を含有する必要がある。ただし、多量の含有は合金コスト増加や靭性の低下、鋼中介在物増加による耐食性低下、製造性低下に繋がるため、Ｔｉ量またはＮｂ量の上限を１．００％以下とする。Ｔｉ量及びＮｂ量の好ましい範囲はそれぞれ、０．０３～０．２５％、より好ましい範囲は０．１０～０．１７％である。
Ｔｉ及びＮｂは、ステンレス鋼の鋭敏化を防止するために、Ｔｉは０．０１％以上、Ｎｂは０．００１％以上を含有する必要がある。ただし、多量の含有は合金コスト増加や靭性の低下、鋼中介在物増加による耐食性低下、製造性低下に繋がるため、Ｔｉ量またはＮｂ量の上限を１．００％以下とする。Ｔｉ量及びＮｂ量の好ましい範囲はそれぞれ、０．０３～０．２５％、より好ましい範囲は０．１０～０．１７％である。
【0032】
式（１）について
本実施形態では、鋼中のＡｌ量及びＣｒ量が、下記式（１）の関係を満たすことが好ましい。これにより、溶接溶け込み性を向上させることができる。より好ましくは下記式（２）を満たすとよく、更に好ましくは下記式（３）を満たすとよい。
本実施形態では、鋼中のＡｌ量及びＣｒ量が、下記式（１）の関係を満たすことが好ましい。これにより、溶接溶け込み性を向上させることができる。より好ましくは下記式（２）を満たすとよく、更に好ましくは下記式（３）を満たすとよい。
【0033】
［Ａｌ］≧０．０２４［Ｃｒ］２－１．４４４ …（１）
［Ａｌ］≧０．０２４［Ｃｒ］２－１．１９４ …（２）
［Ａｌ］≧０．０２４［Ｃｒ］２－０．９４４ …（３）
ただし、式（１）～（３）において、［Ａｌ］、［Ｃｒ］はそれぞれの元素の質量％である。
［Ａｌ］≧０．０２４［Ｃｒ］２－１．１９４ …（２）
［Ａｌ］≧０．０２４［Ｃｒ］２－０．９４４ …（３）
ただし、式（１）～（３）において、［Ａｌ］、［Ｃｒ］はそれぞれの元素の質量％である。
【0034】
以上が、本実施形態のステンレス鋼の基本となる化学組成であるが、本実施形態では、更に、次のような元素を必要に応じて含有させることができる。
【0035】
Ｍｏ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｗ、Ｖ、Ｓｂ、Ｃｏ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｔａ、ＲＥＭは、目的に応じて、これらの１種または２種以上が含有されていてもよい。これらの元素の下限は、０％以上、好ましくは０％超である。
【0036】
Ｍｏ：０．０１～３．００％
Ｍｏは、耐食性を向上させるため、０．０１％以上含有することができる。しかし、過剰の含有は、加工性を劣化させると共に、高価であるためコストアップに繋がる。そのため、Ｍｏ量の上限を３．００％以下とする。Ｍｏ量の好ましい範囲は、０．０５～１．００％である。
Ｍｏは、耐食性を向上させるため、０．０１％以上含有することができる。しかし、過剰の含有は、加工性を劣化させると共に、高価であるためコストアップに繋がる。そのため、Ｍｏ量の上限を３．００％以下とする。Ｍｏ量の好ましい範囲は、０．０５～１．００％である。
【0037】
Ｓｎ：０．００１～３．００％
Ｓｎは、耐食性を向上させるため、０．００１％以上含有することができる。しかし、過剰の含有はコスト増加に繋がる。そのため、Ｓｎ量の上限を３．００％以下とする。Ｓｎ量の好ましい範囲は、０．００５～１．００％であり、より好ましくは０．０１０～１．００％である。
Ｓｎは、耐食性を向上させるため、０．００１％以上含有することができる。しかし、過剰の含有はコスト増加に繋がる。そのため、Ｓｎ量の上限を３．００％以下とする。Ｓｎ量の好ましい範囲は、０．００５～１．００％であり、より好ましくは０．０１０～１．００％である。
【0038】
Ｃｕ：０．０１～３．００％
Ｃｕは、耐食性を向上させるため、０．０１％以上含有することができる。しかし、過剰の含有はコスト増加に繋がる。そのため、Ｃｕ量の上限を３．００％以下とする。Ｃｕ量の好ましい範囲は０．０２～１．００％、より望ましい範囲は０．０５～０．０９％である。
Ｃｕは、耐食性を向上させるため、０．０１％以上含有することができる。しかし、過剰の含有はコスト増加に繋がる。そのため、Ｃｕ量の上限を３．００％以下とする。Ｃｕ量の好ましい範囲は０．０２～１．００％、より望ましい範囲は０．０５～０．０９％である。
【0039】
Ｗ：０．００１～１．００％
Ｗは、耐食性を向上させるため、１．００％以下を含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｗ量の下限を０．００１％以上とする。Ｗ量の好ましい範囲は、０．００５～０．８０％である。
Ｗは、耐食性を向上させるため、１．００％以下を含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｗ量の下限を０．００１％以上とする。Ｗ量の好ましい範囲は、０．００５～０．８０％である。
【0040】
Ｖ：０．００１～１．００％
Ｖは、耐食性を向上させるため、１．００％以下を含有することができる。安定した効果を得ためには、Ｖ量の下限を０．００１％以上とする。Ｖ量の好ましい範囲は、０．００５～０．５０％である。
Ｖは、耐食性を向上させるため、１．００％以下を含有することができる。安定した効果を得ためには、Ｖ量の下限を０．００１％以上とする。Ｖ量の好ましい範囲は、０．００５～０．５０％である。
【0041】
Ｓｂ：０．００１～０．１００％
Ｓｂは、耐全面腐食性を向上させるため、０．１００％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｓｂ量の下限を０．００１％以上とする。Ｓｂ量の好ましい範囲は、０．０１０～０．０８０％である。
Ｓｂは、耐全面腐食性を向上させるため、０．１００％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｓｂ量の下限を０．００１％以上とする。Ｓｂ量の好ましい範囲は、０．０１０～０．０８０％である。
【0042】
Ｃｏ：０．００１～０．５００％
Ｃｏは、二次加工性と靭性を向上させるために、０．５００％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｃｏ量の下限を０．００１％以上とする。Ｃｏ量の好ましい範囲は、０．０１０～０．３００％である。
Ｃｏは、二次加工性と靭性を向上させるために、０．５００％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｃｏ量の下限を０．００１％以上とする。Ｃｏ量の好ましい範囲は、０．０１０～０．３００％である。
【0043】
Ｃａ：０．０００１～０．００５０％
Ｃａは、脱硫のために含有されるが、過剰に含有すると、水溶性の介在物ＣａＳが生成して耐食性を低下させる。そのため、０．０００１～０．００５０％の範囲でＣａを含有することができる。Ｃａ量の好ましい範囲は、０．０００５～０．００３０％である。
Ｃａは、脱硫のために含有されるが、過剰に含有すると、水溶性の介在物ＣａＳが生成して耐食性を低下させる。そのため、０．０００１～０．００５０％の範囲でＣａを含有することができる。Ｃａ量の好ましい範囲は、０．０００５～０．００３０％である。
【0044】
Ｍｇ：０．０００１～０．００５０％
Ｍｇは、組織を微細化し、加工性、靭性の向上にも有用である。そのため、０．００５０％以下の範囲でＭｇを含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｍｇ量の下限を０．０００１％以上とする。Ｍｇ量の好ましい範囲は、０．０００５～０．００３０％である。
Ｍｇは、組織を微細化し、加工性、靭性の向上にも有用である。そのため、０．００５０％以下の範囲でＭｇを含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｍｇ量の下限を０．０００１％以上とする。Ｍｇ量の好ましい範囲は、０．０００５～０．００３０％である。
【0045】
Ｚｒ：０．０００１～０．０３００％
Ｚｒは、耐食性を向上させるために、０．０３００％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｚｒ量の下限を０．０００１％以上とする。Ｚｒ量の好ましい範囲は、０．００１０～０．０１００％である。
Ｚｒは、耐食性を向上させるために、０．０３００％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｚｒ量の下限を０．０００１％以上とする。Ｚｒ量の好ましい範囲は、０．００１０～０．０１００％である。
【0046】
Ｇａ：０．０００１～０．０１００％
Ｇａは、耐食性と耐水素脆化性を向上させるために、０．０１００％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｇａ量の下限を０．０００１％以上とする。Ｇａ量の好ましい範囲は、０．０００５～０．００５０％である。
Ｇａは、耐食性と耐水素脆化性を向上させるために、０．０１００％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｇａ量の下限を０．０００１％以上とする。Ｇａ量の好ましい範囲は、０．０００５～０．００５０％である。
【0047】
Ｔａ：０．００１～０．０５０％
Ｔａは、耐食性を向上させるために、０．０５０％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｔａ量の下限を０．００１％以上とする。Ｔａ量の好ましい範囲は、０．００５～０．０３０％である。
Ｔａは、耐食性を向上させるために、０．０５０％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、Ｔａ量の下限を０．００１％以上とする。Ｔａ量の好ましい範囲は、０．００５～０．０３０％である。
【0048】
ＲＥＭ：０．００１～０．１００％
ＲＥＭは、脱酸効果等を有するので、精練で有用な元素であるため、０．１００％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、ＲＥＭ量の下限を０．００１％以上とする。ＲＥＭ量の好ましい範囲は、０．００３～０．０５０％である。
ここで、ＲＥＭ（希土類元素）は、一般的な定義に従い、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）の２元素と、ランタン（Ｌａ）からルテチウム（Ｌｕ）までの１５元素（ランタノイド）の総称を指す。ＲＥＭは、これら希土類元素から選択される１種以上であり、ＲＥＭの量とは、希土類元素の合計量である。
ＲＥＭは、脱酸効果等を有するので、精練で有用な元素であるため、０．１００％以下含有することができる。安定した効果を得るためには、ＲＥＭ量の下限を０．００１％以上とする。ＲＥＭ量の好ましい範囲は、０．００３～０．０５０％である。
ここで、ＲＥＭ（希土類元素）は、一般的な定義に従い、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）の２元素と、ランタン（Ｌａ）からルテチウム（Ｌｕ）までの１５元素（ランタノイド）の総称を指す。ＲＥＭは、これら希土類元素から選択される１種以上であり、ＲＥＭの量とは、希土類元素の合計量である。
【0049】
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板は、上述してきた元素以外は、Ｆｅ及び不純物（不純物には不可避的不純物も含む）からなる。また、以上説明した各元素の他にも、本発明の効果を損なわない範囲で含有させることが出来る。本実施形態では、例えばＢｉ、Ｐｂ、Ｓｅ、Ｈ等を含有させてもよいが、その場合は可能な限り低減することが好ましい。一方、これらの元素は、本発明の課題を解決する限度において、その含有割合が制御され、必要に応じて、Ｂｉは０．０１％以下、Ｐｂは０．０１％以下、Ｓｅは０．０１％以下、Ｈは０．０１％以下を含有してもよい。
【0050】
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法は、製鋼－熱間圧延－焼鈍・酸洗－冷間圧延－焼鈍の各工程よりなり、各工程の製造条件については、特に規定するものでは無い。
【0051】
製鋼においては、前記必須成分および必要に応じて添加される成分を含有する鋼を、転炉溶製し続いて２次精錬を行う方法が好適である。溶製した溶鋼は、鋳造（連続鋳造）することによりスラブとする。スラブは、所定の温度に加熱され、所定の板厚に連続圧延で熱間圧延される。最終製品の結晶粒度を考慮すると、スラブ厚さは３．０ｍｍ厚さ以上が望ましい。熱間圧延後の焼鈍工程は省略しても良く、酸洗後の冷間圧延は、通常のゼンジミアミル、タンデムミルのいずれで圧延しても良いが、鋼板の加工性を考慮するとタンデムミル圧延の方が望ましい。
【0052】
冷間圧延においては、ロール粗度、ロール径、圧延油、圧延パス回数、圧延速度、圧延温度などは一般的な範囲内で適宜選択すれば良い。冷間圧延の途中に中間焼鈍を入れても良く、中間および最終焼鈍はバッチ式焼鈍でも連続式焼鈍でも構わない。また、焼鈍の雰囲気は、必要であれば水素ガスあるいは窒素ガスなどの無酸化雰囲気で焼鈍する光輝焼鈍でも大気中で焼鈍しても構わない。
【0053】
本実施形態のステンレス鋼溶接構造体は、上記の化学成分を有するフェライト系ステンレス鋼板からなる母材と、母材同士の付き合わせ箇所に形成された溶接部と、を備える。溶接部は、鋼板の端部同士をＴＩＧ溶接、レーザー溶接またはＭＩＧ溶接等によって溶接されてなる。溶接方法については適宜選択してもよい。また、溶接構造体のサイズ・形状などについても用途に応じて決定すればよい。
【0054】
そして、溶接部の裏側の溶接ビード幅Ｗ１と、溶接部の表側の溶接ビード幅Ｗ２との比（Ｗ１／Ｗ２）が、０．６以上１．０以下であることが好ましい。Ｗ１／Ｗ２が０．６～１．０の範囲とすることで、溶接部における溶け込み深さが十分となり、入熱過剰による溶接部の変形・減肉を防止して接合強度を向上できる。特に、Ａｌ≧０．０２４Ｃｒ２－１．４４４を満たすフェライト系ステンレス鋼は、溶接部のビード幅の比が上記範囲となる溶接条件範囲が非常に広くなり、溶接施工性で大きく優位になる。
【0055】
なお、本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板の厚みは、３．０ｍｍ以下、好ましくは２．０ｍｍ以下、さらに好ましくは１．５ｍｍ以下がよい。また、溶接ビード幅Ｗ１及びＷ２との比（Ｗ１／Ｗ２）は、板厚３．０ｍｍ以下の鋼板を母材とした場合に成立することが好ましい。
【0056】
なお、本実施形態のステンレス鋼板及び溶接構造体は、２５℃の熱伝導率が２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、８００℃の熱伝導率が２８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下を満たすことでさらに溶接溶け込み性が改善される。これは溶接時に抜熱しにくくすることでより溶接部溶け込みを深くするためである。
【0057】
本実施形態のフェライト系ステンレス鋼板及び溶接構造体によれば、暖房機器、厨房機器等の燃焼機器部材及び高温部材、及び自動車や二輪車等の排気系部材等に適用する際に好適な溶接溶け込み性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提供できる。
【実施例】
【0058】
以下、実施例に基づいて、本発明をより詳細に説明する。
【0059】
表１Ａ～表２Ｂに示す組成の鋼を転炉溶製し、続いて２次精錬を行うことで溶鋼を溶製し、続いて溶鋼を連続鋳造することによりスラブとした。得られたスラブに対して熱間圧延を行い、板厚４ｍｍの熱間圧延板を製造した。次いで、ショット・酸洗を施した。その後、板厚１．２ｍｍまで冷間圧延を施し、９２０℃で１分間焼鈍を行い、次いでソルト処理及び酸洗を施した。酸洗は、硝酸濃度が１５０ｇ／Ｌの溶液中で電解酸洗を行った。このようにしてフェライト系ステンレス鋼板を製造した。
【0060】
作製した鋼板から、長さが１００ｍｍ、幅が５０ｍｍである試験片を切り出し、圧延方向に平行にＴＩＧなめづけ溶接を施した。溶接電流は９０Ａ、アーク電圧は８．５～９．５Ｖ、溶接速度は５０ｃｍ／ｍｉｎ、シールドガスはＡｒを用い、トーチシールドガスの流量を１０Ｌ／ｍｉｎ，バックシールドガスの流量を１５Ｌ／ｍｉｎ，アフターシールドガスの流量を３０Ｌ／ｍｉｎとする条件で行った。得られた溶接構造体に対して、溶け込み深さの評価を行った。
【0061】
溶け込み深さの評価は、溶接面裏側のビード幅を測定し、ビード幅が２．４ｍｍ以上３．６ｍｍ以下の範囲であれば溶接溶け込み深さを「◎」とし、１．８ｍｍ以上２．４ｍｍ未満または３．６ｍｍ超４．８ｍｍ以下の範囲内であれば溶接溶け込み深さを「〇」とし、１．８ｍｍ未満または４．８ｍｍ超の場合は溶接溶け込み深さ範囲を「×」と評価した。なお、本溶接条件では、上記溶け込み深さ範囲外で且つ上記溶け込み深さ範囲よりも大きい値を示す鋼板はなかった。「◎」及び「〇」を合格とした。
【0062】
また、作製した鋼板から、長さが１００ｍｍ、幅が５０ｍｍである試験片を２枚切り出し、両試験片を圧延方向に平行にＴＩＧ突合せ溶接を施した。溶接は、鋼板の端部同士を付き合わせる付合わせ溶接とした。溶接電流は５０～１５０Ａ、アーク電圧は８．５～１０．７Ｖ、溶接速度は２０～１００ｃｍ／ｍｉｎとし、表３Ａ及び表３Ｂに示す４条件でＴＩＧ溶接を行った。溶接の際のシールドガスはＡｒを用い、トーチシールドガスの流量を１０Ｌ／ｍｉｎ，バックシールドガスの流量を１５Ｌ／ｍｉｎ，アフターシールドガスの流量を３０Ｌ／ｍｉｎとする条件で行った。得られた溶接構造体に対して、溶接部の接合強度の評価を行った。
【0063】
接合強度の評価は、溶接面表側及び裏側のビード幅Ｗ１と、表側のビード幅Ｗ２とを測定し、Ｗ１／Ｗ２が０．６～１．０の範囲であれば「○」と評価し、０．６未満であれば「×」と評価した。なお、本溶接条件では、１．０よりも大きい値を示す鋼板はなかった。「〇」を合格とした。
【0064】
また作製した鋼板から、直径１０ｍｍの円盤状試験片を切り出し、熱拡散率を測定した。測定方法はレーザーフラッシュ法とし、測定装置は京都電子工業（株）製の熱定数測定装置ＬＦＡ－５０２、測定温度は室温及び８００℃、雰囲気は室温条件では大気中、８００℃条件では真空雰囲気中であった。
【0065】
また作製した鋼板から直径５ｍｍの円盤状試験片を切り出し、比熱を測定した。測定方法はＤＳＣ法、測定装置は室温条件ではＮＥＴＺＳＣＨ製ＤＳＣ３５００ Ｓｉｒｉｕｓ、８００℃条件ではＮＥＴＺＳＣＨ製ＤＳＣ４０４Ｆ１ Ｐｅｇａｓｕｓ、測定温度は室温及び８００℃、雰囲気は共にＡｒ雰囲気であった。
【0066】
熱伝導率は熱拡散率×比熱×密度を計算することで求めた。密度は試料寸法と質量から求めた室温のかさ密度を用いた。
【0067】
表１Ａ～表３Ｂに示すように、式（１）を満たす場合は、溶接部溶け込み性が向上し、ＴＩＧ溶接評価結果が◎または○になることがわかる。特に２５℃の熱伝導率が２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、８００℃の熱伝導率が２８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下を満たす場合には、溶接溶け込み性が非常に向上し、評価が◎になることがわかる。加えて、Ｗ２／Ｗ１も○になり、溶接強度が高く、また、溶接の施工性にも優れていることがわかる。
【0068】
比較例Ｂ１～Ｂ９は、式（１）を満たさず、溶接溶け込み性及びＷ２／Ｗ１の評価がいずれも「×」であった。
【0069】
また、比較例Ｂ１～Ｂ９では、溶接条件を変更した場合のＷ２／Ｗ１の評価が、いずれの溶接条件においても「×」になったため、更に、溶接条件を種々変更して溶接を試みた。しかし、Ｗ２／Ｗ１の評価が「○」になる溶接条件が見つからないか、または見つかったとしても非常に狭い条件範囲となり、溶接施工性が著しく低下した。一方、本発明例Ａ１～Ａ２５の鋼板は、Ｂ１～Ｂ９においてＷ２／Ｗ１の評価が「×」になる溶接条件であっても、Ｗ２／Ｗ１の評価が「○」になる溶接が可能であり、溶接の施工性に優れていた。ただし、Ａ４およびＡ１３は参考例である。
【0070】
【表1A】
【0071】
【表1B】
【0072】
【表2A】
【0073】
【表2B】
【0074】
【表3A】
【0075】
【表3B】
【産業上の利用可能性】
【0076】
本発明によれば、暖房機器、厨房機器等の燃焼機器部材及び高温部材、及び自動車や二輪車等の排気系部材等に好適な溶接溶け込み性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及び溶接構造体を提供することが可能である。即ち、本発明は産業上極めて有益である。