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KR20180122675A - 용접 구조 부재 - Google Patents

용접 구조 부재 Download PDF

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KR20180122675A
KR20180122675A KR1020187029217A KR20187029217A KR20180122675A KR 20180122675 A KR20180122675 A KR 20180122675A KR 1020187029217 A KR1020187029217 A KR 1020187029217A KR 20187029217 A KR20187029217 A KR 20187029217A KR 20180122675 A KR20180122675 A KR 20180122675A
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KR
South Korea
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less
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corrosion resistance
corrosion
sulfuric acid
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KR1020187029217A
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마사유키 사가라
다카히로 오스키
신노스케 구리하라
Original Assignee
신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 filed Critical 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
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Abstract

모재의 화학 조성이, 질량%로, C≤0.05%, Si≤1.0%, Mn≤2.0%, P≤0.04%, S≤0.01%, Ni:12.0~27.0%, Cr:15.0% 이상 20.0% 미만, Cu:3.0%를 넘으며 8.0% 이하, Mo:2.0%를 넘으며 5.0% 이하, Nb≤1.0%, Ti≤0.5%, Co≤0.5%, Sn≤0.1%, W≤5.0%, Zr≤1.0%, Al≤0.5%, N<0.05%, Ca≤0.01%, B≤0.01%, REM≤0.01%, 잔부:Fe 및 불가피 불순물이며, 용접 금속의 화학 조성이, 질량%로, C≤0.10%, Si≤0.50%, Mn≤3.5%, P≤0.03%, S≤0.03%, Cu≤0.50%, Ni:51.0~80.0%, Cr:14.5~23.0%, Mo≤0.10%, Al≤0.40%, Ti+Nb+Ta≤4.90%, Co≤2.5%, V≤0.35%, W≤4.5%, 잔부:Fe 및 불가피 불순물인, 고농도의 황산이 응결하는 환경에서의 내식성이 뛰어난 용접 구조 부재.

Description

용접 구조 부재
본 발명은, 용접 구조 부재에 관한 것이다.
화력 발전용, 산업용 등의 보일러에는, 그 연료로서 석유, 석탄 등의 화석 연료가 이용된다. 화석 연료는, 유황(S)을 포함하기 때문에, 연소하면 배기 가스 중에 유황 산화물(SOx)이 생성된다. 배기 가스의 온도가 저하하면, SOx는 가스 중의 수분과 반응하여 황산이 된다. 따라서, 이슬점 온도 이하에 있는 부재 표면에서 결로하여, 부식(황산 이슬점 부식)이 발생한다. 마찬가지로, 각종 산업에서 사용되는 배연 탈유 장치에 있어서도, SOx를 포함하는 배기 가스가 흐르는 경우, 그 온도가 저하하면 황산 이슬점 부식이 생긴다. 종래, 황산 이슬점 부식을 방지하기 위해서, 배기 가스 온도를 150℃ 이상으로 유지하고 있었다.
그런데, 최근의 에너지 수요의 증대와 에너지 유효 이용의 관점으로부터, 열에너지를 가능한 한 유효하게 회수하기 위해, 예를 들면, 열교환기로부터의 배기 가스 온도를 황산의 이슬점 이하까지 낮게 하는 움직임이 있고, 황산에 대해서 저항성을 가지는 재료가 요구되게 되었다.
국제 공개 제99/009231호(특허 문헌 1)에는, 고농도의 황산이 응결하는 환경(50~100℃의 온도로 40~70%의 농도의 황산이 결로하는 환경)에서의 내식성이 뛰어난 것과 동시에 양호한 열간 가공성을 가지는 오스테나이트계 스테인리스강으로서 질량%로, C：0.05% 이하, Si：1.0% 이하, Mn：2.0% 이하, P：0.04% 이하, S：0.01% 이하, Ni：12~27%, Cr：15~26%, Cu：3.0%를 넘으며 8.0% 이하, Mo：2.0%를 넘으며 5.0% 이하, Nb：1.0% 이하, Ti：0.5% 이하, W：5.0% 이하, Zr：1.0% 이하, Al：0.5% 이하, N：0.05% 미만, Ca：0.01% 이하, B：0.01% 이하, 희토류 원소：합계로 0.01% 이하를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 오스테나이트계 스테인리스강이 개시되어 있다.
일본 특개 평4－346638호 공보(특허 문헌 2)에는, 열간 가공성이 뛰어난 내 황산 이슬점 부식 스테인리스강으로서, 질량으로, C：0.050% 이하, Si：1.00% 이하, Mn：2.00% 이하, P：0.050% 이하, S：0.0050% 이하, Ni：8.0~30%, Cr：15~28%, Mo：3%를 넘으며 7% 이하, Cu：2%를 넘으며 5% 이하, N：0.05~0.35%, B：0.0015%를 넘으며 0.010% 이하를 함유하고, O가 60ppm 이하로, 게다가, 합금 중의 Cu, Mo, B 및 O의 함유량이 10000×B/(Mo＋Cu＋1000×O)=1.5~10.0의 관계를 가지는 스테인리스강이 개시되어 있다.
일본 특개 2001－107196호 공보(특허 문헌 3) 에 있어서, 황산 환경 하에서 양호한 내식성을 나타내는 내용접 균열성이 뛰어난 오스테나이트강 용접 이음매로서, 질량%로, C：0.08% 이하, Mn：3% 이하, P：0.02% 이하, Ni：4~75%, Cr：15~30%, Al：0.5% 이하, N：0.1% 이하, O(산소)：0.1% 이하, Nb, Ta, Ti 및 Zr 중 적어도 1종 이상을 합계로 0.1~5%, Mo 또는 W의 어느 쪽의 한쪽 또는 양쪽 모두를 합계로 0~20%, Co：0~5%, V：0~0.25%, B：0~0.01%, Ca：0~0.01%, Mg：0~0.01%, REM：0~0.01%를 포함하고, 추가로, 식「Si≤0.15(Nb＋Ta＋Ti＋Zr)＋0.25」을 만족하는 Si, 0~8% 이하로, 또한, 식「Cu≤1.5(Nb＋Ta＋Ti＋Zr)＋4.0」을 만족하는 Cu, 식「S≤0.0015(Nb＋Ta＋Ti＋Zr)＋0.003」을 만족하는 S을 함유하고, 잔부가 실질적으로 Fe로 이루어지며, Ni, Co 및 Cu의 합계 함유량이 식「Ni＋Co＋2Cu≥25」을 만족하는 화학 조성으로 이루어지는 용접 금속부를 가지는 오스테나이트강 용접 이음매가 개시되어 있다.
국제 공개 제99/009231호 일본 특개 평4－346638호 공보 일본 특개 2001－107196호 공보
특허 문헌 1 및 2에 기재되는 화학 조성을 가지는 오스테나이트계 스테인리스강 단체에서는, 황산 환경 하에서 양호한 내식성을 나타낸다. 그러나, 이러한 오스테나이트계 스테인리스 강재를 이용한 용접 구조 부재의 경우에는, 모재와 용접 금속과의 계면에 있어서 부식이 진행되는, 이종 금속 부식이 생기는 경우가 있다.
또한, 특허 문헌 3에 기재되는 화학 조성을 가지는 용접 금속을 가지는 오스테나이트강 용접 이음매라면, 황산 환경 하에서 양호한 내식성을 나타내는 내용접 균열성이 뛰어나다. 그러나, 이 문헌으로 제안되는 용접 금속을 가지는 오스테나이트강 용접 이음매여도, 모재의 화학 조성에 따라서는, 이종 금속 부식이 생기는 경우가 있다.
이와 같이, 종래, 모재와 용접 금속의 사이에 생기는 이종 금속 부식에 대해서 검토된 예는 없다.
본 발명은, 모재와 용접 금속의 사이에 생기는 이종 금속 부식을 억제할 수 있는 오스테나이트계 스테인리스 강재 이음매를 구비하는 용접 구조 부재를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명자들은, 상기의 목적을 달성하기 위하여 열심히 연구를 거듭한 결과, 하기의 지견을 얻었다.
(a) 고농도의 황산이 응결하는 환경에 있어서, 오스테나이트계 스테인리스강에 양호한 내식성을 부여하기 위해서는, 3.0%를 넘는 Cu를 함유시키는 것, 2.0%를 넘는 Mo을 함유시키는 것, 15.0~20.0%의 Cr을 함유시키는 것, N의 함유량을 0.05%미만으로 관리함으로써, 강재 표면에 형성되는 부동태 피막의 조성을 조정하는 것이 중요하다.
(b) 일반적으로, Mo은, Cr과 함께 강재 표면에서 치밀한 부동태 피막을 형성하고, 강재에 양호한 내식성을 부여하는 것이 알려져 있다. 그러나, 위에서 설명한 바와 같이, 용접 구조 부재가 부식 환경에 드러나게 되면, 이종 금속 접촉 부식의 문제가 발생한다. 여기서, 용접 구조 부재에 있어서, 용접 금속 표면에도 산화 피막이 형성되고, 그 산화 피막이 치밀한 부동태 피막이면 좋지만, 용접 금속 중의 Mo함유량이 0.10%를 넘으며 6.0% 미만의 범위에 있으면, 용접 금속부의 표면에 형성되는 부동태 피막이 불안정한 Mo의 산화 피막을 포함하게 되고, 또한, 피막으로의 Ni 및 Cu의 농화를 저해하여, 고농도의 황산이 응결하는 이종 금속 접촉 부식 환경에 있어서의 내식성이 열화한다. 이것에 대해서, 용접 금속 중의 Mo함유량이 0.10% 이하의 경우에는, 용접 금속 표면에는 형성하는 Cr주체의 부동태 피막에 Ni 또는 Cu가 농화하고, 뛰어난 내식성이 발휘된다. 이 때문에, 모재 중의 Mo함유량은 2.0%를 넘으며 5.0% 이하로 관리하는 것과 동시에, 용접 금속 중의 Mo함유량은 0.10% 이하로 제한하는 것이 중요하다.
(c) 이종 금속 접촉 부식은, 통상의 부식과는 다르게, 비천(전위가 낮은)금속의 전위가 높아지기 때문에, Fe 및 Cr의 용해가 가속된다. 오스테나이트계 스테인리스강의 모재에 소정량의 Co 및/또는 Sn이 포함되는 경우에는, 이러한 이종 금속 접촉 부식 환경에 있어서, Fe 및 Cr의 용해 속도를 저하시킬 수 있어, 이종 금속 접촉 부식 환경에 있어서의 내식성을 비약적으로 개선할 수 있다.
본 발명은, 상기의 지견에 의거하여 이루어진 것이며, 하기의 발명을 요지로 한다.
오스테나이트계 스테인리스 강재 이음매를 구비하는 용접 구조 부재이며, 모재의 화학 조성이, 질량%로,
C：0.05% 이하,
Si：1.0% 이하,
Mn：2.0% 이하,
P：0.04% 이하,
S：0.01% 이하,
Ni：12.0~27.0%,
Cr：15.0% 이상 20.0% 미만,
Cu：3.0%를 넘으며 8.0% 이하,
Mo：2.0%를 넘으며 5.0% 이하,
Nb：0~1.0%,
Ti：0~0.5%,
Co：0~0.5%,
Sn：0~0.1%,
W：0~5.0%,
Zr：0~1.0%,
Al：0~0.5%,
N：0.05% 미만,
Ca：0~0.01%,
B：0~0.01%,
희토류 원소：합계로 0~0.01%,
잔부：Fe 및 불가피 불순물이며,
용접 금속의 화학 조성이, 질량%로,
C：0.10% 이하,
Si：0.50% 이하,
Mn：3.5% 이하,
P：0.03% 이하,
S：0.03% 이하,
Cu：0.50% 이하,
Ni：51.0% 이상 80.0% 이하,
Cr：14.5~23.0%,
Mo：0.10% 이하,
Al：0.40% 이하,
Nb, Ta 및 Ti으로부터 선택되는 1종 이상：합계로 4.90% 이하,
Co：2.5% 이하,
V：0.35% 이하,
W：4.5% 이하,
잔부：Fe 및 불가피 불순물인, 용접 구조 부재.
본 발명에 의하면, 오스테나이트계 스테인리스 강재 이음매에 있어서, 모재와 용접 금속의 사이에서 생기는 이종 금속 부식을 억제할 수 있으므로, 고농도의 황산이 응결하는 환경(50~100℃의 온도에서 40~70% 농도의 황산이 결로하는 환경)에서의 내식성이 뛰어나다. 따라서, 그러한 환경에서 이용되는 용접 구조 부재로서 최적이다. 오스테나이트계 스테인리스 강재 이음매란, 예를 들면, 오스테나이트계 스테인리스 강관 이음매이다.
이하, 본 발명의 용접 구조 부재에 대하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명 에 있어서, 함유량에 대한 「%」는 「질량%」를 의미한다.
1. 모재의 화학 조성
이하, 모재의 화학 조성에 대하여 자세하게 설명한다.
C：0.05% 이하
C는, 강도를 높이는데 유효한 원소이다. 그러나, C는, Cr과 결합하고 입계에 Cr탄화물을 형성하여, 내입계 부식성을 저하시킨다. 이 때문에, 그 함유량은 0.05% 이하로 한다. 하한은, 0%여도 되지만, 과잉된 저감은 제조 코스트의 상승을 초래하므로, 실용적인 하한은, 0.002%이다. 강도를 높일 필요가 있는 경우에는, 0.03%를 넘어서 함유시키는 것이 좋다. 그러나, 내식성의 확보가 우선되는 경우에는, C의 함유량은 낮은 편이 좋으며, 0.03% 이하로 하는 것이 바람직하다.
Si：1.0% 이하
Si는, 첨가하지 않아도 되지만, 첨가하면, 탈산 작용을 가진다. 그러나, 그 함유량이 1.0%를 넘으면 열간 가공성의 저하를 조장하여, 3.0%를 넘는 Cu를 함유하는 경우에는 공업적 규모에서의 제품으로의 가공이 극히 어려워진다. 따라서, Si함유량은 1.0% 이하로 한다. 이 효과를 확실히 얻으려면, 0.05% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 또한, 열간 가공성을 높이는 목적으로부터 Al함유량을 극히 낮게 했을 경우에는, 0.1% 이상의 Si를 함유시켜 탈산 작용을 충분히 실시하게 하는 것이 바람직하다.
Mn：2.0% 이하
Mn은, 첨가하지 않아도 되지만, 첨가하면, S을 고정하여 열간 가공성을 높이는 것과 동시에, 오스테나이트상을 안정화시키는 작용을 가진다. 그러나, 2.0%를 넘어서 함유시켜도 그 효과는 포화하여, 코스트가 불어날 뿐이다. 따라서, Mn의 함유량을 2.0% 이하로 하였다. 상기의 효과를 확실히 얻으려면, Mn은 0.1% 이상의 함유량으로 하는 것이 바람직하다.
P：0.04% 이하
P은, 열간 가공성 및 내식성을 열화시키므로, 그 함유량은 낮을수록 좋고, 특히, 0.04%를 넘으면, 「고농도의 황산이 응결하는 환경」에 있어서의 내식성의 열화가 현저해진다. 따라서, P의 함유량을 0.04% 이하로 하였다. 하한은, 0%여도 되지만, 과잉된 저감은 제조 코스트의 상승을 초래하므로, 실용적인 하한은, 0.003%이다.
S：0.01% 이하
S은, 열간 가공성을 열화시키는 원소이며, 그 함유량은 가능한 한 적은 편이 좋다. 특히, 0.01%를 넘으면 열간 가공성의 현저한 열화를 초래한다. 따라서, S의 함유량을 0.01% 이하로 하였다. 하한은, 0%여도 되지만, 과잉된 저감은 제조 코스트의 상승을 초래하므로, 실용적인 하한은, 0.0001%이다.
Ni：12.0~27.0%
Ni은, 오스테나이트상을 안정화시키는 작용을 가짐과 동시에, 「고농도의 황산이 응결하는 환경」 중에서의 내식성을 높이는 작용도 있다. 이러한 효과를 충분히 확보하기 위해서는, 12.0% 이상의 양의 Ni을 함유시키는 것이 필요하다. 그러나, 27.0%를 넘어서 함유시켜도 그 효과는 포화한다. 더욱이, Ni은 고가의 원소이기 때문에, 코스트가 극히 높아져 경제성이 부족하다. 따라서, Ni의 함유량을 12.0~27.0%로 하였다. 또한, 「고농도의 황산이 응결하는 환경」 중에서 충분한 내식성을 확보하기 위해서는 15.0%를 넘는 양의 Ni을 함유시키는 것이 바람직하고, 20.0%를 넘는 양의 Ni을 함유시키면 한층 더 바람직하다.
Cr：15.0% 이상 20.0% 미만
Cr은, 오스테나이트계 스테인리스강의 내식성을 확보하는데 유효한 원소이다. 특히, N를 후술의 함유량으로 규제한 오스테나이트계 스테인리스강에 있어서, 15.0% 이상의 Cr, 바람직하게는 16.0% 이상의 Cr을 후술하는 양의 Cu 및 Mo과 함께 함유시키면, 「고농도의 황산이 응결하는 환경」에서 양호한 내식성을 확보할 수 있다. 그러나, Cr을 다량으로 함유시키면, N함유량을 낮게 하여, Cu와 Mo을 복합 첨가한 오스테나이트계 스테인리스강의 경우여도, 상기의 환경 중에 있어서의 내식성이 오히려 열화하고, 또한, 가공성의 저하도 발생한다. 특히, Cr함유량이 26.0%를 넘으면 상기 환경 중에 있어서의 오스테나이트계 스테인리스강의 내식성 열화가 현저해진다. 또한, Cu와 Mo을 복합 첨가한 오스테나이트계 스테인리스강의 열간 가공성을 높이고, 공업적 규모에서의 제품 가공을 용이하게 하려면, Cr의 함유량을 20.0% 미만으로 하는 것이 바람직하기 때문에, Cr의 함유량을 15.0% 이상 20.0% 미만으로 하였다.
Cu：3.0%를 넘으며 8.0% 이하
Cu는, 황산 환경 중에서의 내식성을 확보하는데 필수의 원소이다. 3.0%를 넘는 Cu를 소정량의 Cr 및 후술하는 양의 Mo과 함께 함유시킴으로써, 「고농도의 황산이 응결하는 환경」에 있어서, N를 후술의 함유량으로 한 오스테나이트계 스테인리스강에 양호한 내식성을 부여할 수 있다. Cu 및 Mo과 복합 첨가하는 Cu의 함유량이 많을수록, 내식성 향상 효과가 크기 때문에, Cu는 3.5%를 넘는 함유량으로 하는 것이 바람직하고, 4.0%를 넘는 함유량으로 하는 것이 보다 바람직하고, 5.0%를 넘는 함유량으로 하면 한층 더 바람직하다. 또한, Cu의 함유량을 늘림으로써, 상기 환경 중에서의 내식성은 향상하지만 열간 가공성이 저하하며, 특히, Cu의 함유량이 8.0%를 넘으면, N를 후술의 함유량으로 해도 열간 가공성의 현저한 열화를 발생시킨다. 따라서, Cu의 함유량은, 3.0%를 넘으며 8.0% 이하로 하였다.
Mo：2.0%를 넘으며 5.0% 이하
Mo은, 오스테나이트계 스테인리스강의 내식성을 확보하는데 유효한 원소이다. 특히 2.0%를 넘는 양의 Mo을 소정량의 Cr 및 Cu와 함께 함유시키면, 「고농도의 황산이 응결하는 환경」에 있어서, 소정량의 N를 포함하는 오스테나이트계 스테인리스강에 양호한 내식성을 부여할 수 있다. 그러나, Mo을 다량으로 함유시키면 열간 가공성이 저하하고, 특히, Mo의 함유량이 5.0%를 넘으면, N를 소정의 함유량으로 해도 열간 가공성의 현저한 열화를 발생시킨다. 따라서, Mo의 함유량은, 2.0%를 넘으며 5.0% 이하로 하였다. 또한, 「고농도의 황산이 응결하는 환경」중에서 충분한 내식성을 확보하기 위해서는 3.0%를 넘는 양의 Mo을 함유시키는 것이 바람직하다.
Nb：0~1.0%
Nb은, 첨가하지 않아도 되지만, 첨가하면, C를 고정하여 내식성, 그 중에서도 내입계 부식성을 높이는 작용을 가진다. 그러나, 그 함유량이 1.0%를 넘으면, N를 소정의 함유량으로 했을 경우에도 질화물이 생성되어 오히려 내식성이 저하하고, 또한, 열간 가공성의 열화도 초래한다. 따라서, Nb의 함유량을 0~1.0%로 하였다. 상기의 효과를 확실히 얻으려면, Nb은, 0.02% 이상의 함유량으로 하는 것이 바람직하다.
Ti：0~0.5%
Ti은 첨가하지 않아도 되지만, 첨가하면, Nb과 마찬가지로, C를 고정하여 내식성, 그 중에서도 내입계 부식성을 높이는 작용을 가진다. 그러나, 그 함유량이 0.5%를 넘으면, N를 소정의 함유량으로 했을 경우에도 질화물이 생성되어 오히려 내식성이 저하하고, 또한, 열간 가공성의 열화도 초래한다. 따라서, Ti의 함유량은, 0~0.5%로 하였다. 상기의 효과를 확실히 얻으려면, Ti은, 0.01% 이상의 함유량으로 하는 것이 바람직하다.
Co：0~0.5%
Sn：0~0.1%
전술과 같이, 이종 금속 접촉 부식은, 통상의 부식과는 다르게, 비천(전위가 낮은)금속의 전위가 높아지기 때문에, Fe 및 Cr의 용해가 가속된다. Co 및 Sn은, 이러한 이종 금속 접촉 부식 환경에 있어서, Fe 및 Cr의 용해 속도를 저하시킬 수 있어, 이종 금속 접촉 부식 환경에 있어서의 내식성을 비약적으로 개선할 수 있는 원소이다. 이 때문에, 이들 원소의 1종 이상을 함유시키는 것이 좋다. 상기의 효과는, Co는 0.01% 이상, Sn은 0.001% 이상에서 현저하게 된다. 단, 이들 원소의 함유량이 과잉된 경우에는, 제조성을 저하시키므로, Co의 상한은 0.5%, Sn의 상한은 0.1%로 하였다.
W：0~5.0%
W은, 첨가하지 않아도 되지만, 첨가하면, 「고농도의 황산이 응결하는 환경」에 있어서의 내식성을 높이는 작용이 있다. 그러나, 5.0%를 넘어서 W을 함유시켜도 그 효과는 포화하여, 코스트가 불어날 뿐이다. 따라서, W의 함유량은, 0~5.0%로 하였다. 상기의 효과를 확실히 얻으려면, W은, 0.1% 이상의 함유량으로 하는 것이 바람직하다.
Zr：0~1.0%
Zr은, 첨가하지 않아도 되지만, 첨가하면, 「고농도의 황산이 응결하는 환경」에 있어서의 내식성을 높이는 작용을 가진다. 그러나, 1.0%를 넘어서 Zr을 함유시켜도 그 효과는 포화하여, 코스트가 불어날 뿐이다. 따라서, Zr의 함유량은, 0~1.0%로 한, 상기의 효과를 확실히 얻기 위해서는, Zr은, 0.02% 이상의 함유량으로 하는 것이 바람직하다.
Al：0~0.5%
Al은, 첨가하지 않아도 되지만, 첨가하면, 탈산 작용을 가진다. 그러나, Al의 함유량이 0.5%를 넘으면, N를 소정의 함유량으로 한 오스테나이트계 스테인리스강이여도 열간 가공성이 저하해 버린다. 따라서, Al함유량을 0~0.5%로 하였다. Al함유량의 하한은 불가피 불순물의 범위여도 된다. 단, Al은 탈산 작용을 가지기 때문에, 상기한 Si의 함유량을 극히 낮게 억제했을 경우에는, 0.02% 이상을 함유시켜 탈산 작용을 충분히 실시하게 하는 것이 바람직하다. 또한, 0.05% 이상의 Si를 함유시켰을 경우에도, 탈산 작용을 충분히 발휘시키기 위해서는, Al의 함유량을 0.01% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
N：0.05% 미만
N는, 종래, 오스테나이트 조직의 안정화, 공식(孔食)이나 틈새 부식 등의 「국부 부식」에 대한 저항성을 높이는 목적으로부터 적극적으로 첨가되어 왔다. 그러나, 본 발명이 대상으로 하는 「고농도의 황산이 응결하는 환경」에 있어서는, N의 함유량이 0.05% 이상이 되면, 3.0%를 넘는 Cu, 2.0%를 넘는 Mo 및 15.0 이상 20.0% 미만의 Cr을 함유시킨 오스테나이트계 스테인리스강의 내식성이 오히려 저하해 버린다. 또한, Cu와 Mo의 함유량의 상한을 각각 8.0%, 5.0%로 한 경우라도, N의 함유량이 0.05% 이상이 되면 열간 가공성이 저하해 버린다. 이 때문에, 「고농도의 황산이 응결하는 환경」에 있어서의 내식성과 열간 가공성을 오스테나이트계 스테인리스강에 부여시키기 위해서, N의 함유량을 0.05% 미만으로 하였다. 또한, N함유량은 낮으면 낮을수록 좋다. 하한은, 0%여도 되지만, 과잉된 저감은 제조 코스트의 상승을 초래하므로, 실용적인 하한은, 0.0005%이다.
Ca：0~0.01%
Ca은, 첨가하지 않아도 되지만, 첨가하면, S과 결합하여 열간 가공성의 저하를 억제하는 효과를 가진다. 그러나, 그 함유량이 0.01%를 넘으면 강의 청정도가 저하되고, 열간에서의 제조 시에 결점이 발생하는 원인이 된다. 따라서, Ca의 함유량은, 0~0.01%로 하였다. 상기의 효과를 확실히 얻으려면, Ca는 0.0005% 이상의 함유량으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 Ca의 함유량의 하한은 0.001%이다.
B：0~0.01%
B는, 첨가하지 않아도 되지만, 첨가하면, 열간 가공성을 개선하는 효과를 가진다. 그러나, B의 다량의 첨가는 입계로의 Cr-B화합물의 석출을 재촉하고, 내식성의 열화를 초래한다. 특히, B의 함유량이 0.01%를 넘으면 현저한 내식성의 열화를 일으킨다. 따라서, B의 함유량은 0~0.01%로 하였다. 상기의 효과를 확실히 얻으려면, B는 0.0005% 이상의 함유량으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 B의 함유량의 하한은 0.001%이다.
희토류 원소：합계로 0~0.01%
희토류 원소는, 첨가하지 않아도 되지만, 첨가하면, 열간 가공성을 높이는 작용을 가진다. 그러나, 그 함유량이 합계로 0.01%를 넘으면 강의 청정도가 저하하여, 열간에서의 제조 시에 결점이 발생하는 원인이 된다. 따라서, 희토류 원소의 함유량을 합계로 0.01% 이하로 하였다. 상기의 효과를 확실히 얻으려면, 희토류 원소의 함유량을 합계로 0.0005% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, Sc, Y 및 란타노이드의 합계 17 원소의 총칭이다.
모재의 화학 조성은, 상기의 각 원소를 각각 규정되는 범위에서 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다.
2. 용접 금속의 화학 조성
다음으로, 용접 금속의 화학 조성에 대하여 상세하게 설명한다.
C：0.10% 이하
C는, 매트릭스인 오스테나이트상을 안정시키는 원소이다. 그러나, 과잉되게 첨가하면 용접열 사이클에 의해 Cr 탄질화물을 생성하고, 내식성의 열화를 초래하는 것과 동시에 강도 저하의 원인이 된다. 또한, C는 입계에 편석한 Si 및 매트릭스 중의 Fe과 반응하여 저융점 화합물을 생성하고, 재열 균열 감수성을 증대시킨다. 이 때문에, C함유량은 0.10% 이하로 한다. 바람직한 상한은 0.03%이다. 또한, C함유량은 가능한 한 낮은 편이 바람직하지만, 극도의 저감은 코스트 상승을 초래하므로, 그 하한은 0.005%여도 된다.
Si：0.50% 이하
Si는, 탈산제로서 첨가되는데, 용접 금속의 응고 시에 결정 입계에 편석하고, C 및 매트릭스의 Fe과 반응하여 저융점 화합물을 생성하며, 다층 용접 시의 재열 균열의 원인이 된다. 이 때문에, Si함유량은 0.50% 이하로 한다. 또한, Si함유량은 낮으면 낮을수록 좋고, 탈산에 충분한 Al, Mn 등을 포함하는 경우에는, 반드시 첨가할 필요는 없다. 탈산 효과를 얻을 필요가 있는 경우에는 0.02% 이상 함유시키는 것이 좋다.
Mn：3.5% 이하
Mn은, 탈산제로서 첨가되어, 매트릭스인 오스테나이트상을 안정시킨다. 그러나, 과잉되게 첨가하면 고온 또는 장시간의 사용 중에 금속간화합물의 생성을 촉진하여, 취화를 초래한다. 이 때문에, Mn함유량은 3.5% 이하로 한다. 바람직한 상한은 2.0%이다. 또한, 하한은 특별히 정할 필요는 없다. 또한, Mn은, 다른 원소(Si, Al)에 의해서 탈산이 충분히 행해지는 경우에는, 그 함유량은 0%여도 된다.
P：0.03% 이하
P은, 불가피 불순물이며, 용접 때, 용접 금속의 응고 시에 최종 응고부에 편석하고, 잔류 액상의 융점을 저하시켜, 응고 균열을 발생시킨다. 이 때문에, P함유량은 0.03% 이하로 한다. 바람직한 상한은 0.015%이다. 또한, P함유량은 제조 코스트에 문제가 없는 한, 낮으면 낮을수록 좋다. 하한은, 0%여도 되지만, 과잉된 저감은 제조 코스트의 상승을 초래하므로, 실용적인 하한은, 0.003%이다.
S：0.03% 이하
S은, 상기의 P과 같은 불가피 불순물이며, 용접 때, 용접 금속의 응고 시에 저융점의 공정물을 형성하여 응고 균열을 발생시키는 것과 동시에, 결정 입계에 편석하여 입계의 고착력을 저하시켜, 재열 균열 발생의 원인이 된다. 이 때문에, S함유량은 0.03% 이하로 한다. 바람직한 상한은 0.015%이다. 또한, S함유량은 제조 코스트에 문제가 없는 한, 낮으면 낮을수록 좋다. 하한은, 0%여도 되지만, 과잉된 저감은 제조 코스트의 상승을 초래하므로, 실용적인 하한은, 0.0001%이다.
Cu：0.50% 이하
Cu는, 고농도의 황산 환경에서의 내식성을 향상시키는데 유효한 원소이다. 그러나, 0.50%를 넘어서 함유시키면, 최종 응고하는 액상의 융점을 저하시켜, 응고 균열을 발생시킨다. 또한, Cu는 응고 시에 결정 입계에 편석하여 입계의 고착력을 저하시켜, 다층 용접 시의 재열 균열을 초래한다. 이 때문에, Cu함유량은, 0.50% 이하로 한다. 하한은, 0%여도 되지만, 과잉된 저감은 제조 코스트의 상승을 초래하므로, 실용적인 하한은, 0.01%이다.
Ni：51.0% 이상 80.0% 이하
Ni은, 매트릭스인 오스테나이트상을 안정화시키는 것과 동시에, 고농도의 황산을 포함한 환경 중에서의 내식성을 확보하기 위해서 필수의 원소이다. 그러나, 과잉된 첨가는, 용접 균열 감수성을 높이는 것과 동시에, Ni은 고가의 원소이기 때문에 코스트 상승을 초래한다. 이 때문에, Ni함유량은, 51.0% 이상 80.0% 이하로 한다.
Cr：14.5~23.0%
Cr은, 고온에서의 내산화성 및 내식성의 확보를 위해서 유효한 원소이며, 고농도의 황산을 포함한 환경 중에서의 내식성을 확보하기 위해서는 필수의 원소이다. 충분한 내산화성 및 내식성을 확보하기 위해서는, 14.5% 이상이 필요하다. 그러나, 과잉된 첨가는 오히려 내식성을 열화시키는 것과 동시에, 가공성을 현저하게 열화시킨다. 이 때문에, Cr함유량은 14.5~23.0%로 한다.
Mo：0.10% 이하
Mo은, 종래, 첨가하면, 고농도의 황산 환경에서의 내식성을 향상시키는데 유효한 원소라고 생각되어 왔는데, 상기의 화학 조성을 가지는 모재를 이용한 이음매의 경우, 용접 금속 중에 0.10%를 넘으며 6.0% 미만의 범위의 Mo이 포함되면, 모재 표면에 형성되는 부동태 피막과 용접 금속 표면에 형성되는 부동태 피막의 사이에 서 전위차가 생겨, 이종 금속 부식이 진행되기 쉬워진다. 이 때문에, Mo의 함유량은, 0.10% 이하로 하였다. Mo은 적을수록 좋고, 0%여도 된다. 단, 과잉된 저감은 제조 코스트의 상승을 초래하므로, 실용적인 하한은, 0.01%이다.
Al：0.40% 이하
Al은, 탈산제로서 첨가되지만, 다량으로 포함되면 용접 중에 슬러그를 생성하여 용접 금속의 물 흐름 및 용접 비드의 균일성을 열화시켜, 용접 시공성을 현저하게 저하시킨다. 또한, 이파(裏波) 형성하는 용접 조건 영역을 좁게 한다. 이 때문에, Al함유량은 0.40% 이하로 할 필요가 있다. 바람직한 상한은 0.30%, 보다 바람직한 상한은 0.20%이다. Al은 적을수록 좋고, 0%여도 된다. 단, 과잉된 저감은 제조 코스트의 상승을 초래하므로, 실용적인 하한은, 0.001%이다.
Nb, Ta 및 Ti으로부터 선택되는 1종 이상：합계로 4.90% 이하
Ti, Nb 및 Ta은, 용접 금속 중의 C를 탄화물로서 고정하고, 또한, S을 포함하는 산화물을 형성하여 결정 입계의 고착력을 향상시키는 한편, 탄화물을 정출하여 결정 입계의 형상을 복잡하게 하고, S, Cu의 결정 입계 편석을 분산시켜 다층 용접 시의 재열 균열을 방지한다. 그러나, Nb, Ta 및 Ti으로부터 선택되는 1종 이상의 합계 함유량이 4.90%를 넘는 경우에는, 탄화물의 조대화를 초래하고, 인성의 열화를 초래하는 것과 동시에, 가공성을 열화시킨다. 이 때문에, Nb, Ta 및 Ti으로부터 선택되는 1종 이상의 합계 함유량은, 4.90% 이하로 한다. 이 합계 함유량의 하한은 2.0%로 하는 것이 바람직하다.
Co：2.5% 이하
Co는, 첨가하지 않아도 되지만, 첨가하면, Ni과 마찬가지로 오스테나이트상을 안정화시키는 것과 동시에, 고농도의 황산 환경에서의 내식성을 향상시키는데 유효한 원소이다. 그러나, Co는, Ni에 비해 매우 고가의 원소로, 다량 첨가는 코스트 상승을 초래한다. 이 때문에, Co함유량은 2.5% 이하로 한다. 바람직한 상한은 2.0%, 보다 바람직한 상한은 1.5%이다. 상기의 효과는 0.5% 이상에서 현저하게 된다.
V：0.35% 이하
V은, 첨가하지 않아도 되지만, 첨가하면, 고온 강도를 향상시키는데 유효한 원소이다. 그러나, 과잉된 첨가는 다량의 탄질화물을 석출시켜, 인성의 저하를 초래한다. 이 때문에, V함유량은 0.35% 이하로 하는 것이 좋다. 상기의 효과는 0.05% 이상에서 현저하게 된다.
W：4.5% 이하
W은, 첨가하지 않아도 되지만, 첨가하면, 고농도의 황산 환경에서의 내식성을 향상시키는데 유효한 원소이다. 그러나, 그 함유량이 4.5%를 넘으면, 그 효과가 포화할 뿐만 아니라, 오히려 사용 중에 탄화물이나 금속간화합물의 생성을 초래하여, 내식성 및 인성 열화의 원인이 된다. W함유량은, 4.5% 이하로 한다. 상기의 효과는, 1.0% 이상에서 현저하게 된다.
용접 금속의 화학 조성은, 상기의 각 원소를 각각 규정되는 범위에서 함유 하고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다.
3. 용접 재료의 화학 조성
상기의 화학 조성을 가지는 모재를 용접하여, 상기의 화학 조성을 가지는 용접 금속을 얻기 위한 용접 재료로서는, 하기의 화학 조성을 가지는 것을 이용하는 것이 좋다.
즉, 그 용접 재료는,
C：0.08% 이하,
Si：2.0% 이하,
Mn：3.1% 이하,
P：0.02% 이하,
S：0.02% 이하,
Ni：4.0~80.0%,
Cr：15.0~30.0%,
Al：0.5% 이하,
Nb, Ta 및 Ti으로부터 선택되는 1종 이상：합계로 4.90% 이하,
Mo：0.10% 이하
W：0~4.5%
Co：0~5.0%,
Cu：0~8.0%,
V：0~0.25%,
B：0~0.01%,
Ca：0~0.01%,
Mg：0~0.01%,
희토류 원소：합계로 0~0.01%,
잔부：Fe 및 불가피적 불순물인 화학 조성을 가지는 것을 이용하는 것이 좋다.
각 원소의 한정 이유는 하기와 같다.
C：0.08% 이하
C함유량은, 용접 금속에 충분한 성능을 부여하기 위해서는, 0.08% 이하인 것이 바람직하다. 하한은, 0%여도 되지만, 상기의 효과를 얻기 위한 바람직한 하한은, 0.002%이다.
Si：2.0% 이하
Si는, 그 함유량이 2.0%를 넘으면 용접 재료 제조 시의 열간 가공성을 현저하게 열화시키는 것과 동시에, 용접 금속 중의 Si함유량을 증대시켜 재열 균열 감수성을 증대시키므로, 2.0% 이하인 것이 바람직하다. 하한은, 0%여도 되지만, 상기의 효과를 얻기 위한 바람직한 하한은, 0.02%이다.
Mn：3.1% 이하
Mn은, 그 함유량이 3.1%를 넘으면, 용접 재료 제조 시의 열간 가공성을 열화 시키는 것과 동시에, 용접 시에 다량의 흄의 발생을 초래하므로, 3.1% 이하인 것이 바람직하다. 하한은, 0%여도 되지만, 상기의 효과를 얻기 위한 바람직한 하한은, 0.01%이다.
P：0.02% 이하
P은, 불가피 불순물이며, 용접 때, 용접 금속의 응고 시에 최종 응고부에 편석하여, 잔류 액상의 융점을 저하시켜, 응고 균열을 발생시키기 때문에, 0.02% 이하인 것이 바람직하다. 하한은, 0%여도 되지만, 과잉된 저감은 제조 코스트의 상승을 초래하므로, 실용적인 하한은, 0.003%이다.
S：0.02% 이하
S은, 그 함유량이 0.02%를 넘으면 용접 재료 제조 시의 열간 가공성을 열화 시키는 것과 동시에, 용접 금속 중의 S함유량을 증대시켜 응고 균열 감수성 및 재열 균열 감수성을 증대시키므로, 0.02% 이하인 것이 바람직하다. 하한은, 0%여도 되지만, 과잉된 저감은 제조 코스트의 상승을 초래하므로, 실용적인 하한은, 0.0001%이다.
Ni：4.0~80.0%
Ni은, 매트릭스인 오스테나이트상을 안정화시키는 것과 동시에, 고농도의 황산을 포함한 환경 중에서의 내식성을 확보하기 위해서 필수의 원소이다. 그러나, 과잉된 첨가는, 용접 균열 감수성을 높이는 것과 동시에, Ni은 고가의 원소이기 때문에 코스트 상승을 초래한다. 이 때문에, 4.0~80.0%로 한다. 단, Ni＋Co＋2Cu≥25를 만족하는 양인 것이 바람직하다.
Cr：15.0~30.0%
Cr함유량은, 용접 금속에 충분한 내재열 균열성을 부여하기 위해서는 15.0~30.0%인 것이 바람직하다.
Al：0.5% 이하
Al은, 탈산제로서 첨가되는데, 다량으로 포함되면 용접 중에 슬러그를 생성하여 용접 금속의 물 흐름 및 용접 비드의 균일성을 열화시켜, 용접 시공성을 현저하게 저하시킨다. 이 때문에, Al은 0.5% 이하인 것이 바람직하다. 하한은, 0%여도 되지만, 상기의 효과를 얻기 위한 바람직한 하한은, 0.01%이다.
Nb, Ta 및 Ti으로부터 선택되는 1종 이상：합계로 4.90% 이하
Ti, Nb 및 Ta은, 용접 금속 중의 C를 탄화물로서 고정하고, 또한, S을 포함하는 산화물을 형성하여 결정 입계의 고착력을 향상시키는 한편, 탄화물을 정출하여 결정 입계의 형상을 복잡하게 하고, S, Cu의 결정 입계 편석을 분산시켜 다층 용접 시의 재열 균열을 방지한다. 그러나, 용접 금속 중에 있어서, Nb, Ta 및 Ti으로부터 선택되는 1종 이상의 합계 함유량이 4.90%를 넘는 경우에는, 탄화물의 조대화를 초래하여, 인성의 열화를 초래하는 것과 동시에, 가공성을 열화시킨다. 이 때문에, 용접 재료 중의 이들의 합계 함유량도 제한할 필요가 있고, 구체적으로는, Nb, Ta 및 Ti으로부터 선택되는 1종 이상의 합계 함유량은, 4.90% 이하로 하는 것이 좋다. 이 합계 함유량의 하한은 2.0%로 하는 것이 바람직하다.
Mo：0.10% 이하
Mo은, 종래, 첨가하면, 고농도의 황산 환경에서의 내식성을 향상시키는데 유효한 원소라고 생각되어 왔지만, 상기의 화학 조성을 가지는 모재를 이용한 이음매의 경우, 용접 금속 중에 0.10%를 넘으며 6.0% 미만의 범위의 Mo이 포함되면, 모재 표면에 형성되는 부동태 피막과 용접 금속 표면에 형성되는 부동태 피막의 사이에 서 전위차가 생겨, 이종 금속 부식이 진행되기 쉬워진다. 이 때문에, 용접 금속 중의 Mo의 함유량을 0.10% 이하로 하기 위해서는, 용접 재료 중의 Mo함유량을 극력 저감할 필요가 있다. 따라서, Mo함유량은 0.10% 이하로 하는 것이 좋다. Mo은 적을수록 좋고, 0%여도 된다.
W：0~4.5%
W은, 용접 금속 중에 포함되면, 고농도의 황산 환경에서의 내식성을 향상시키는데 유효한 원소이므로, 용접 재료에 함유시켜도 된다. 그러나, 그 함유량이 4.5%를 넘으면, 그 효과가 포화할 뿐만 아니라, 오히려 사용 중에 탄화물이나 금속간화합물의 생성을 초래하여, 내식성 및 인성 열화의 원인이 된다. 따라서, W함유량은, 0~4.5%로 하는 것이 좋다. 상기의 효과는, 1.0% 이상에서 현저하게 된다.
Co：0~5.0%
Co는, 포함하지 않아도 되지만, 포함하는 경우의 함유량은, 용접 금속에 필요한 성능을 부여하기 위해서는, 5.0% 이하인 것이 바람직하다.
Cu：0~8.0%
Cu는, 포함하지 않아도 되지만, 포함하는 경우, 그 함유량이 8.0%초과이면 용접 재료 제조 시의 열간 가공성을 현저하게 저하시키므로, 포함하는 경우의 함유량은 8.0% 이하인 것이 바람직하다.
V：0~0.25%
V은, 포함하지 않아도 되지만, 포함하는 경우의 함유량은, 용접 금속에 필요한 성능을 부여하기 위해서는, 0.25% 이하인 것이 바람직하다.
B：0~0.01%
B는, 포함하지 않아도 되지만, 포함하는 경우의 함유량은, 용접 금속에 필요한 성능을 부여하기 위해서는 0.01% 이하인 것이 바람직하다.
Ca：0~0.01%
Mg：0~0.01%
희토류 원소：합계로 0~0.01%
Ca, Mg 및 희토류 원소는, 모두 포함하지 않아도 되지만, 포함하는 경우의 각 원소의 함유량은, 용접 금속에 필요한 성능을 부여하기 위해서는 어떤 원소도 0.01% 이하인 것이 바람직하다.
4. 용접 이음매의 제조 방법
본 발명이 되는 상기의 용접 이음매는, 예를 들면, TIG법, MIG법 등에 대표되는 가스 실드 아크 용접법, 피복 아크 용접법, 잠호 용접법 등의 용접 방법에 의해 제조할 수 있다. 그 중에서도, TIG법을 이용하는 것이 좋다.
실시예 1
표 1에 나타내는 각종 화학 조성을 가지는, 50kg의 잉곳을 제조하여, 이 잉곳으로부터 열간 단조 및 열간 압연에 의해, 두께 11mm의 강판을 얻었다. 이 강판에, 고용화 열처리(1100℃×30min)를 실시하고, 300mmL×50mmW×10mmt의 판재로 하였다.
[표 1]
Figure pct00001
판재의 한쪽 끝을 개선(開先) 가공한 후, 두 개의 판재를 맞댄 상태에서 TIG 용접을 실시하여, 용접 이음매를 얻었다. 용접 재료는, 표 2에 나타내는 화학 조성을 가지는 것을 이용하였다. 또한, 용접 금속부의 화학 조성을 형광 X선 분석법에 의해 분석한 결과를 표 3에 나타낸다.
[표 2]
Figure pct00002
[표 3]
Figure pct00003
얻어진 용접 이음매로부터, 용접 금속부를 중앙에 포함하는 부식 시험편(10 mmL×70mmW×3mmt)을 채취하여, 부식 시험을 실시하였다.
부식 시험은, 부식 시험편을, 100℃로 유지한 50% H2SO4액 중에 336h 침지하여, 질량 감소로부터 부식 속도(시험편 전체의 부식 속도)를 산출하였다. 또한, 모재와 용접 금속부의 계면에 있어서의 부식 감육(최대치)을 측정하였다. 한편, 상기의 용접 이음매의 모재 및 용금부로부터 시험편(7mmL×7mmW×2mmt)을 잘라내어, 100℃로 유지한 50% H2SO4액 중에서 부식 전위를 측정하여, 전위차(용금부의 부식 전위-모재의 부식 전위)를 산출하였다. 이들의 결과를 표 4에 나타낸다.
[표 4]
Figure pct00004
표 4에 나타내는 바와 같이, 비교예 1 및 2는, 모재의 화학 조성이 본 발명에서 규정되는 범위를 벗어나고 있고, 비교예 3, 4 및 5는, 용접 금속의 화학 조성(특히, Mo함유량)이 본 발명에서 규정되는 범위를 벗어나고 있다. 그 결과, 어느 비교예에서도, 모재와 용접 금속의 전위차가 크고, 내식성이 열화하고 있었다. 이것에 대해서, 실시예 1~9는 모두, 모재와 용접 금속의 전위차가 작고, 양호한 내식성을 구비하고 있었다. 특히, 모재에 Co 또는 Sn이 포함되는 실시예 6 및 7은, 보다 양호한 내식성을 구비하고 있었다.
산업상 이용가능성
본 발명에 의하면, 오스테나이트계 스테인리스 강재 이음매에 있어서, 모재와 용접 금속의 사이에서 생기는 이종 금속 부식을 억제할 수 있으므로, 고농도의 황산이 응결하는 환경(50~100℃의 온도에서 40~70%의 농도의 황산이 결로하는 환경)에서의 내식성이 뛰어나다. 따라서, 그러한 환경에서 이용되는 용접 구조 부재로서 최적이다.

Claims (2)

  1. 오스테나이트계 스테인리스 강재 이음매를 구비하는 용접 구조 부재로서,
    모재의 화학 조성이, 질량%로,
    C：0.05% 이하,
    Si：1.0% 이하,
    Mn：2.0% 이하,
    P：0.04% 이하,
    S：0.01% 이하,
    Ni：12.0~27.0%,
    Cr：15.0% 이상 20.0% 미만,
    Cu：3.0%를 넘으며 8.0% 이하,
    Mo：2.0%를 넘으며 5.0% 이하,
    Nb：0~1.0%,
    Ti：0~0.5%,
    Co：0~0.5%,
    Sn：0~0.1%,
    W：0~5.0%,
    Zr：0~1.0%,
    Al：0~0.5%,
    N：0.05% 미만,
    Ca：0~0.01%,
    B：0~0.01%,
    희토류 원소：합계로 0~0.01%,
    잔부：Fe 및 불가피 불순물이며,
    용접 금속의 화학 조성이, 질량%로,
    C：0.10% 이하,
    Si：0.50% 이하,
    Mn：3.5% 이하,
    P：0.03% 이하,
    S：0.03% 이하,
    Cu：0.50% 이하,
    Ni：51.0% 이상 80.0% 이하,
    Cr：14.5~23.0%,
    Mo：0.10% 이하,
    Al：0.40% 이하,
    Nb, Ta 및 Ti으로부터 선택되는 1종 이상：합계로 4.90% 이하,
    Co：2.5% 이하,
    V：0.35% 이하,
    W：4.5% 이하,
    잔부：Fe 및 불가피 불순물인, 용접 구조 부재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 모재의 화학 조성이, 질량%로,
    Co：0.01~0.5% 및/또는
    Sn：0.001~0.1%를 함유하는,
    용접 구조 부재.
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