JPH08187592A - 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料 - Google Patents
高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料Info
- Publication number
- JPH08187592A JPH08187592A JP138695A JP138695A JPH08187592A JP H08187592 A JPH08187592 A JP H08187592A JP 138695 A JP138695 A JP 138695A JP 138695 A JP138695 A JP 138695A JP H08187592 A JPH08187592 A JP H08187592A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toughness
- welding
- welding material
- resistant steel
- ferrite
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用のクリープ強
度、時効後も含めた靭性及び耐割れ性に優れた溶接金属
を与えることを目的とする。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．０３〜０．１２％、Ｓ
ｉ：０．０１〜０．４５％、Ｍｎ：０．３〜１．５％、
Ｃｒ：８〜１３％、Ｎｉ：０．０１〜１．５％、Ｃｏ：
０．５〜５．０％、Ｍｏ：０．０１〜０．３％、Ｗ：
０．５〜３．５％、Ｖ：０．０３〜０．４０％、Ｎｂ：
０．０１〜０．１５％、Ｎ：０．０１〜０．０８％含有
し、さらにＣｕ：０．０１〜４．０％、Ｂ：０．０００
０５〜０．００６％を必要に応じて選択的に添加し、且
つＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｏ及び選択的に添加されたＣｕの
含有量の間に一定の関係があることを特徴とする。
度、時効後も含めた靭性及び耐割れ性に優れた溶接金属
を与えることを目的とする。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．０３〜０．１２％、Ｓ
ｉ：０．０１〜０．４５％、Ｍｎ：０．３〜１．５％、
Ｃｒ：８〜１３％、Ｎｉ：０．０１〜１．５％、Ｃｏ：
０．５〜５．０％、Ｍｏ：０．０１〜０．３％、Ｗ：
０．５〜３．５％、Ｖ：０．０３〜０．４０％、Ｎｂ：
０．０１〜０．１５％、Ｎ：０．０１〜０．０８％含有
し、さらにＣｕ：０．０１〜４．０％、Ｂ：０．０００
０５〜０．００６％を必要に応じて選択的に添加し、且
つＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｏ及び選択的に添加されたＣｕの
含有量の間に一定の関係があることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高温高能率のエネルギー
プラント等に用いられる高い靭性と高温強度を有する耐
熱鋼の溶接材料に関するものであり、さらに詳しくは、
高温におけるクリープ特性、靭性、耐割れ性に優れた溶
接金属を与える溶接材料に係わるものである。
プラント等に用いられる高い靭性と高温強度を有する耐
熱鋼の溶接材料に関するものであり、さらに詳しくは、
高温におけるクリープ特性、靭性、耐割れ性に優れた溶
接金属を与える溶接材料に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】高温高能率型のエネルギープラント用鋼
材として、クリープ強度が極めて優れ、且つオーステナ
イト系ステンレス鋼に見られるような応力腐食割れの心
配のないフェライト系耐熱鋼が強く要望されている。こ
れに対して、９Ｃｒ−Ｍｏ系あるいは例えば特開昭６１
−０６９９４８号公報に開示されているような９Ｃｒ−
Ｍｏ−Ｗ系の耐熱鋼が開発されている。
材として、クリープ強度が極めて優れ、且つオーステナ
イト系ステンレス鋼に見られるような応力腐食割れの心
配のないフェライト系耐熱鋼が強く要望されている。こ
れに対して、９Ｃｒ−Ｍｏ系あるいは例えば特開昭６１
−０６９９４８号公報に開示されているような９Ｃｒ−
Ｍｏ−Ｗ系の耐熱鋼が開発されている。
【０００３】この種の耐熱鋼用の溶接材料として、例え
ば特開昭６０−２５７９９１号公報に開示されている９
Ｃｒ−Ｍｏ系鋼用溶接ワイヤのように、溶接ワイヤ中の
Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｉ添加量を限定して
（Ｎｂ＋Ｖ）で０．３％以下とする溶接ワイヤが提案さ
れている。また特開平２−２８０９９３号公報では、８
〜１２Ｃｒ系溶接材料のようにＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，
Ｎｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ａｌ及びＮの添加量を限定
し、Ｃｒeq（当量）：１３以下とする溶接材料が提案さ
れている。
ば特開昭６０−２５７９９１号公報に開示されている９
Ｃｒ−Ｍｏ系鋼用溶接ワイヤのように、溶接ワイヤ中の
Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｉ添加量を限定して
（Ｎｂ＋Ｖ）で０．３％以下とする溶接ワイヤが提案さ
れている。また特開平２−２８０９９３号公報では、８
〜１２Ｃｒ系溶接材料のようにＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，
Ｎｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ａｌ及びＮの添加量を限定
し、Ｃｒeq（当量）：１３以下とする溶接材料が提案さ
れている。
【０００４】また、９Ｃｒ−Ｍｏ−Ｗ用溶接材料として
例えば特開平５−１７７３８３号公報では溶接ワイヤ中
のＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｖ，Ｎｂ，Ｎ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ，
Ｗ及びＣｏの添加量を限定しさらにＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃ
ｏの添加量の間に（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｏ）≦１．
５の関係が成立するような溶接材料が、また特開平５−
１７７３８４号公報では溶接ワイヤ中のＣ，Ｓｉ，Ｍ
ｎ，Ｖ，Ｎｂ，Ｎ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｗ及びＣｕの添
加量を限定しさらにＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕの添加量の間
に（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｕ）≦１．５の関係が成立
するような溶接材料が提案されている。
例えば特開平５−１７７３８３号公報では溶接ワイヤ中
のＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｖ，Ｎｂ，Ｎ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ，
Ｗ及びＣｏの添加量を限定しさらにＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃ
ｏの添加量の間に（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｏ）≦１．
５の関係が成立するような溶接材料が、また特開平５−
１７７３８４号公報では溶接ワイヤ中のＣ，Ｓｉ，Ｍ
ｎ，Ｖ，Ｎｂ，Ｎ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｗ及びＣｕの添
加量を限定しさらにＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕの添加量の間
に（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｕ）≦１．５の関係が成立
するような溶接材料が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６０−２５７９９１号公報あるいは特開平２−２８０９
９３号公報に提案されている溶接材料は、クリープ強度
を大幅に向上させようとするものではなく、マルテンサ
イト相中にδフェライトが析出して靭性を著しく低下さ
せるという欠点を有する。δフェライトは基地中マルテ
ンサイトより著しく柔らかい相であり、このような柔ら
かい第二相が硬い基地中に分散すると全体の衝撃特性は
著しく低下する。また、高温での耐酸化性を向上させる
目的で耐熱鋼に含まれるＣｒ量は増加の傾向にあり、そ
のためさらにδフェライトが析出しやすくなり、靭性の
低下の懸念はさらに強くなっている。
６０−２５７９９１号公報あるいは特開平２−２８０９
９３号公報に提案されている溶接材料は、クリープ強度
を大幅に向上させようとするものではなく、マルテンサ
イト相中にδフェライトが析出して靭性を著しく低下さ
せるという欠点を有する。δフェライトは基地中マルテ
ンサイトより著しく柔らかい相であり、このような柔ら
かい第二相が硬い基地中に分散すると全体の衝撃特性は
著しく低下する。また、高温での耐酸化性を向上させる
目的で耐熱鋼に含まれるＣｒ量は増加の傾向にあり、そ
のためさらにδフェライトが析出しやすくなり、靭性の
低下の懸念はさらに強くなっている。
【０００６】さらに、特開平５−１７７３８３号公報あ
るいは特開平５−１７８８３４号公報に提案されている
溶接材料はクリープ強度は向上しているが、Ｍｏの添加
量が多いため高温での耐酸化性を向上させるためのＣｒ
量の増加と相まって、長時間例えば６００℃近傍の高温
で保持することによりδフェライトのσ相への変態が促
進され、時効後靭性の低下も懸念される。
るいは特開平５−１７８８３４号公報に提案されている
溶接材料はクリープ強度は向上しているが、Ｍｏの添加
量が多いため高温での耐酸化性を向上させるためのＣｒ
量の増加と相まって、長時間例えば６００℃近傍の高温
で保持することによりδフェライトのσ相への変態が促
進され、時効後靭性の低下も懸念される。
【０００７】本発明は、このような従来の問題点を解消
しようとするものであり、高温におけるクリープ破断強
度、時効後も含めた靭性、耐割れ性に優れた溶接金属を
与える溶接材料を提供することを目的とする。
しようとするものであり、高温におけるクリープ破断強
度、時効後も含めた靭性、耐割れ性に優れた溶接金属を
与える溶接材料を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、重量比
で、(1) Ｃ ：０．０３〜０．１２％、 Ｓｉ：０．
０１〜０．４５％、Ｍｎ：０．３〜１．５％、
Ｃｒ：８〜１３％、Ｎｉ：０．０１〜１．５％、
Ｃｏ：０．５〜５．０％、Ｍｏ：０．０１〜０．３％、
Ｗ ：０．５〜３．５％、Ｖ ：０．０３〜０．
４０％、 Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、Ｎ ：０．
０１〜０．０８％を含有し、さらに、Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，
Ｃｏ含有量の間に０．０４５≦（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋
Ｃｏ）≦２．０の関係が成立し、残部がＦｅ及び不可避
的不純物からなることを特徴とする高Ｃｒフェライト系
耐熱鋼用溶接材料であり、また(2) 前項の成分に加え
て、Ｃｕ：０．０１〜４．０％を含有し、さらに、Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ含有量の間に０．０４５≦
（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｃｕ）≦２．０の関係が
成立することを特徴とする高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用
溶接材料であり、また(3) 前項(1) あるいは(2) の成分
に加えて、Ｂ：０．００００５〜０．００６％を含有す
ることを特徴とする高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材
料である。
で、(1) Ｃ ：０．０３〜０．１２％、 Ｓｉ：０．
０１〜０．４５％、Ｍｎ：０．３〜１．５％、
Ｃｒ：８〜１３％、Ｎｉ：０．０１〜１．５％、
Ｃｏ：０．５〜５．０％、Ｍｏ：０．０１〜０．３％、
Ｗ ：０．５〜３．５％、Ｖ ：０．０３〜０．
４０％、 Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、Ｎ ：０．
０１〜０．０８％を含有し、さらに、Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，
Ｃｏ含有量の間に０．０４５≦（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋
Ｃｏ）≦２．０の関係が成立し、残部がＦｅ及び不可避
的不純物からなることを特徴とする高Ｃｒフェライト系
耐熱鋼用溶接材料であり、また(2) 前項の成分に加え
て、Ｃｕ：０．０１〜４．０％を含有し、さらに、Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ含有量の間に０．０４５≦
（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｃｕ）≦２．０の関係が
成立することを特徴とする高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用
溶接材料であり、また(3) 前項(1) あるいは(2) の成分
に加えて、Ｂ：０．００００５〜０．００６％を含有す
ることを特徴とする高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材
料である。
【０００９】
【作用】本発明は溶接ワイヤ中の、ワイヤ中に適正量の
Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｗ，
Ｖ，Ｎｂ及びＮを添加しさらにＣｕ及びＢを選択的に添
加することにより、高温クリープ強度、靭性及び耐割れ
性を確保すると共に、Ｃｒ，Ｗ及びＭｏのフェライト生
成元素と、Ｎｉ，Ｃｏ及び選択的に添加されるＣｕのフ
ェライト生成を抑制する元素とを適正な含有量の関係で
添加することにより溶接金属中のδフェライトの生成を
抑制しクリープ強度と靭性をさらに向上させるととも
に、Ｍｏ量を低く抑えることにより、高温保持後のσ相
への変態を抑制した。以下に成分の限定理由を示す。
Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｗ，
Ｖ，Ｎｂ及びＮを添加しさらにＣｕ及びＢを選択的に添
加することにより、高温クリープ強度、靭性及び耐割れ
性を確保すると共に、Ｃｒ，Ｗ及びＭｏのフェライト生
成元素と、Ｎｉ，Ｃｏ及び選択的に添加されるＣｕのフ
ェライト生成を抑制する元素とを適正な含有量の関係で
添加することにより溶接金属中のδフェライトの生成を
抑制しクリープ強度と靭性をさらに向上させるととも
に、Ｍｏ量を低く抑えることにより、高温保持後のσ相
への変態を抑制した。以下に成分の限定理由を示す。
【００１０】Ｃ：０．０３〜０．１２％ Ｃは焼き入れ性と強度確保のため０．０３％以上必要で
あるが、耐割れ性の観点から上限を０．１２％とした。
あるが、耐割れ性の観点から上限を０．１２％とした。
【００１１】Ｓｉ：０．０１〜０．４５％ Ｓｉは脱酸材として０．０１％以上添加するものである
が、また耐酸化性を向上させる元素でもある。しかし
０．４５％を超えると靭性の低下を招くので、上限を
０．４５％と定めた。
が、また耐酸化性を向上させる元素でもある。しかし
０．４５％を超えると靭性の低下を招くので、上限を
０．４５％と定めた。
【００１２】Ｍｎ：０．３〜１．５％ Ｍｎは脱酸のためのみでなく、強度保持上も必要な成分
である。上限を１．５％としたのは、これを超すと靭性
を低下させるからであり、下限は脱酸に必要な量として
０．３％と定めた。
である。上限を１．５％としたのは、これを超すと靭性
を低下させるからであり、下限は脱酸に必要な量として
０．３％と定めた。
【００１３】Ｃｒ：８〜１３％ Ｃｒは耐酸化性と焼き入れ性を確保する上で非常に重要
な元素であるため最低８％必要であるが、１３％を超す
と耐割れ性を損なうと同時にδフェライトを析出させ靭
性の劣化が著しくなるので、上限は１３％とした。
な元素であるため最低８％必要であるが、１３％を超す
と耐割れ性を損なうと同時にδフェライトを析出させ靭
性の劣化が著しくなるので、上限は１３％とした。
【００１４】Ｎｉ：０．０１〜１．５％ Ｎｉはフェライトの生成を抑制し、使用中の脆化軽減に
有効な元素であり、高温で長時間使用される本発明溶接
材料のような用途には必須の元素であるが０．０１％以
下ではその効果が得られない。他方１．５％を超すと高
温クリープ特性を劣化させるため、上限を１．５％とし
た。
有効な元素であり、高温で長時間使用される本発明溶接
材料のような用途には必須の元素であるが０．０１％以
下ではその効果が得られない。他方１．５％を超すと高
温クリープ特性を劣化させるため、上限を１．５％とし
た。
【００１５】Ｃｏ：０．５〜５．０％ ＣｏはＭｏ，Ｗ添加によるδフェライトの析出という問
題点を相殺する重要な元素であり、その効果を得るため
にＣｏは０．５％以上を必要とする。しかし、過剰添加
するとＡｃ1 点を下げるため高温焼戻しが不可能とな
り、組織の安定化処理ができなくなるという欠点を有す
るため、Ｃｏは上限を５．０％とした。
題点を相殺する重要な元素であり、その効果を得るため
にＣｏは０．５％以上を必要とする。しかし、過剰添加
するとＡｃ1 点を下げるため高温焼戻しが不可能とな
り、組織の安定化処理ができなくなるという欠点を有す
るため、Ｃｏは上限を５．０％とした。
【００１６】Ｍｏ：０．０１〜０．３％ Ｍｏは固溶体強化により高温強度を顕著に高める元素で
あるので使用温度、圧力を上昇させる目的で添加する。
しかし、多量に添加された場合溶接性を損ない、且つδ
フェライトを析出させるため靭性の低下を招く。さら
に、長時間例えば６００℃近傍の高温に保持するとσ相
の析出を助長し、時効後の靭性の低下を招く。従って上
限を０．３％とした。一方、Ｗとの共存において高温強
度の向上に効果のあるのは０．０１％以上であるので、
下限を０．０１％とした。
あるので使用温度、圧力を上昇させる目的で添加する。
しかし、多量に添加された場合溶接性を損ない、且つδ
フェライトを析出させるため靭性の低下を招く。さら
に、長時間例えば６００℃近傍の高温に保持するとσ相
の析出を助長し、時効後の靭性の低下を招く。従って上
限を０．３％とした。一方、Ｗとの共存において高温強
度の向上に効果のあるのは０．０１％以上であるので、
下限を０．０１％とした。
【００１７】Ｗ：０．５〜３．５％ Ｗはフェライト系溶接金属のクリープ強度に寄与する固
溶体強化元素として最も優れた元素である。特に高温長
時間側でのクリープ破断強度向上の効果は極めて大き
い。しかしながら、０．５％未満ではＭｏとの共存にお
いて効果が発揮できないので、下限を０．５％と定め
た。また、過剰の添加によりδフェライトを析出させ、
溶接金属の靭性を低下させ、溶接作業性も劣化させるの
で、上限を３．５％とした。
溶体強化元素として最も優れた元素である。特に高温長
時間側でのクリープ破断強度向上の効果は極めて大き
い。しかしながら、０．５％未満ではＭｏとの共存にお
いて効果が発揮できないので、下限を０．５％と定め
た。また、過剰の添加によりδフェライトを析出させ、
溶接金属の靭性を低下させ、溶接作業性も劣化させるの
で、上限を３．５％とした。
【００１８】Ｖ：０．０３〜０．４０％ Ｖは炭窒化物として析出させて強度を確保するため最低
０．０３％必要であるが、他方０．４０％を超えるとか
えって強度低下を生じるので上限を０．４０％とした。
０．０３％必要であるが、他方０．４０％を超えるとか
えって強度低下を生じるので上限を０．４０％とした。
【００１９】Ｎｂ：０．０１〜０．１５％ ＮｂはＶと同様炭窒化物として析出して強度を確保する
ほか、結晶粒を微細化して靭性を与える元素としても重
要であるため最低０．０１％必要であるが、０．１５％
を超えるとその効果が飽和してしまうだけでなく溶接性
の低下も招く。従って上限を０．１５％とした。
ほか、結晶粒を微細化して靭性を与える元素としても重
要であるため最低０．０１％必要であるが、０．１５％
を超えるとその効果が飽和してしまうだけでなく溶接性
の低下も招く。従って上限を０．１５％とした。
【００２０】Ｎ：０．０１〜０．０８％ Ｎ基地中に固溶してもまた窒化物として析出しても著し
いクリープ抵抗として寄与するため最低０．０１％を必
要とする。０．０８％を超えると窒化物が多量に析出し
て、逆に靭性が低下する等の問題が生じるので、上限を
０．０８％と定めた。
いクリープ抵抗として寄与するため最低０．０１％を必
要とする。０．０８％を超えると窒化物が多量に析出し
て、逆に靭性が低下する等の問題が生じるので、上限を
０．０８％と定めた。
【００２１】また、選択的に添加されたＣｕ及びＢの限
定理由を以下に示す。 Ｃｕ：０．０１〜４．０％ ＣｕはＣｏと同じくＭｏ，Ｗ添加によるδフェライトの
析出という問題点を相殺する重要な元素である。そのた
め、Ｃｕは０．０１％以上を必要とする。しかし、Ｃｏ
と同様に過剰添加するとＡｃ1 点を下げるため高温焼戻
しが不可能となり、組織の安定化処理ができなくなると
いう欠点を有するため、上限を４．０％とした。
定理由を以下に示す。 Ｃｕ：０．０１〜４．０％ ＣｕはＣｏと同じくＭｏ，Ｗ添加によるδフェライトの
析出という問題点を相殺する重要な元素である。そのた
め、Ｃｕは０．０１％以上を必要とする。しかし、Ｃｏ
と同様に過剰添加するとＡｃ1 点を下げるため高温焼戻
しが不可能となり、組織の安定化処理ができなくなると
いう欠点を有するため、上限を４．０％とした。
【００２２】Ｂ：０．００００５〜０．００６％ Ｂは粒界強化によるクリープ特性の向上に有効な元素
で、０．００００５％以上添加することによりその効果
を発揮する。しかし、０．００６％を超えて添加すると
靭性及び耐高温割れ性を損なう。そのためＢ含有量は
０．００００５〜０．００６％の範囲に限定する。
で、０．００００５％以上添加することによりその効果
を発揮する。しかし、０．００６％を超えて添加すると
靭性及び耐高温割れ性を損なう。そのためＢ含有量は
０．００００５〜０．００６％の範囲に限定する。
【００２３】さらに、Ｎｉ，Ｃｏ及びＣｕはフェライト
の析出を抑制し、一方Ｗ及びＭｏはフェライトの析出を
促す。このように、Ｎｉ，Ｃｏ及びＣｕとＷ及びＭｏは
相反する効果を与える元素であり、本合金系でのＮｉ，
Ｃｏ，Ｗ及びＭｏの適正添加範囲はＣｕを添加しない場
合、０．０４５≦（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｏ）≦２．
０であり、Ｃｕを添加する場合、０．０４５≦（Ｍｏ＋
Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｃｕ）≦２．０である。
の析出を抑制し、一方Ｗ及びＭｏはフェライトの析出を
促す。このように、Ｎｉ，Ｃｏ及びＣｕとＷ及びＭｏは
相反する効果を与える元素であり、本合金系でのＮｉ，
Ｃｏ，Ｗ及びＭｏの適正添加範囲はＣｕを添加しない場
合、０．０４５≦（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｏ）≦２．
０であり、Ｃｕを添加する場合、０．０４５≦（Ｍｏ＋
Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｃｕ）≦２．０である。
【００２４】溶接方法は、通常のＴＩＧ溶接方法を用
い、溶接条件は通常のＴＩＧ溶接用ソリッドワイヤを用
いて溶接する条件で良く、例えば溶接電流：１６０〜２
４０Ａ、溶接電圧：７〜１４Ｖ、溶接速度：７〜１４cm
/min、ワイヤ送給量：７〜１４ｇ/min等が考えられる。
ワイヤ径も特に限定されるものではなく通常のＴＩＧ溶
接用ソリッドワイヤのワイヤ径を用いれば良く例えば、
１．２〜３．６mmの範囲が考えられる。
い、溶接条件は通常のＴＩＧ溶接用ソリッドワイヤを用
いて溶接する条件で良く、例えば溶接電流：１６０〜２
４０Ａ、溶接電圧：７〜１４Ｖ、溶接速度：７〜１４cm
/min、ワイヤ送給量：７〜１４ｇ/min等が考えられる。
ワイヤ径も特に限定されるものではなく通常のＴＩＧ溶
接用ソリッドワイヤのワイヤ径を用いれば良く例えば、
１．２〜３．６mmの範囲が考えられる。
【００２５】
【実施例】表１に示す化学組成の厚さ２０mmの、９Ｃｒ
−０．５Ｍｏ−Ｎｂ−Ｖ−Ｗ鋼及び１２Ｃｒ−０．５Ｍ
ｎ−Ｃｏ−Ｎｂ−Ｖ−Ｗ鋼に図１に示すような開先（厚
さＴ＝２０mm、開先角度θ＝４５°、ルートギャップＬ
＝６mm）を形成し、表２に示す成分組成のワイヤ径１．
６mmφの溶接ワイヤを用い、表３に示す溶接条件でＴＩ
Ｇ溶接した。
−０．５Ｍｏ−Ｎｂ−Ｖ−Ｗ鋼及び１２Ｃｒ−０．５Ｍ
ｎ−Ｃｏ−Ｎｂ−Ｖ−Ｗ鋼に図１に示すような開先（厚
さＴ＝２０mm、開先角度θ＝４５°、ルートギャップＬ
＝６mm）を形成し、表２に示す成分組成のワイヤ径１．
６mmφの溶接ワイヤを用い、表３に示す溶接条件でＴＩ
Ｇ溶接した。
【００２６】得られた溶接金属を７４０℃−４時間の後
熱処理をした後、６００℃、２０kgf/mm2 及び１４kgf/
mm2 の応力での溶接金属クリープ破断試験及び試験温度
０℃での溶接金属２mmＶノッチ衝撃試験を行った。さら
に６００℃で３０００時間時効処理後の試験温度０℃で
の溶接金属２mmＶノッチ衝撃試験を行った。表４に上記
試験結果を示す。
熱処理をした後、６００℃、２０kgf/mm2 及び１４kgf/
mm2 の応力での溶接金属クリープ破断試験及び試験温度
０℃での溶接金属２mmＶノッチ衝撃試験を行った。さら
に６００℃で３０００時間時効処理後の試験温度０℃で
の溶接金属２mmＶノッチ衝撃試験を行った。表４に上記
試験結果を示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】ワイヤＷ１２−１〜８は何れも本発明の要
件を満たしており溶接金属組織はδフェライトの析出が
ないマルテンサイト単相組織であり、後熱処理後の靭
性、時効後靭性及びクリープ破断特性が良好で、且つ優
れた溶接金属を得ることができた。
件を満たしており溶接金属組織はδフェライトの析出が
ないマルテンサイト単相組織であり、後熱処理後の靭
性、時効後靭性及びクリープ破断特性が良好で、且つ優
れた溶接金属を得ることができた。
【００３２】ワイヤＷＣ−１〜８は比較例を示す。ワイ
ヤＷＣ−１は通常の耐熱鋼用として使用されている２
（１／４）％Ｃｒ−１％Ｍｏ系のワイヤであるが、Ｎ量
が低く且つＮｂ，Ｖ及びＷを含まないため著しくクリー
プ破断強度が低い。
ヤＷＣ−１は通常の耐熱鋼用として使用されている２
（１／４）％Ｃｒ−１％Ｍｏ系のワイヤであるが、Ｎ量
が低く且つＮｂ，Ｖ及びＷを含まないため著しくクリー
プ破断強度が低い。
【００３３】ワイヤＷＣ−２はＷＣ−１をさらに耐高温
腐食性を向上させた熱交換器用ワイヤであるが、Ｎが低
く且つＷは含有するが本発明の範囲の下限以下であるた
め本発明ワイヤに比べてクリープ破断強度が低い。また
Ｎｂ及びＶも含有していないため、クリープ破断強度を
低下させている。さらに、Ｎｉ，Ｃｏ及びＣｕを含有し
ていないため、δフェライトが生成し靭性も低い。
腐食性を向上させた熱交換器用ワイヤであるが、Ｎが低
く且つＷは含有するが本発明の範囲の下限以下であるた
め本発明ワイヤに比べてクリープ破断強度が低い。また
Ｎｂ及びＶも含有していないため、クリープ破断強度を
低下させている。さらに、Ｎｉ，Ｃｏ及びＣｕを含有し
ていないため、δフェライトが生成し靭性も低い。
【００３４】ＷＣ−３は９Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｂ−Ｖ−Ｗ系
ワイヤの例であるが、Ｃ量が本発明ワイヤに比べて著し
く高いので溶接時に割れが発生し、耐割れ性及び衝撃値
が低下している。さらにＭｎ量も本発明の上限を超え
て、Ｎｉ，Ｃｏ及びＣｕを含有していないため、衝撃値
を低下させている。
ワイヤの例であるが、Ｃ量が本発明ワイヤに比べて著し
く高いので溶接時に割れが発生し、耐割れ性及び衝撃値
が低下している。さらにＭｎ量も本発明の上限を超え
て、Ｎｉ，Ｃｏ及びＣｕを含有していないため、衝撃値
を低下させている。
【００３５】ＷＣ−４はＮ量が上限を超えるものであっ
て、溶接金属にブローホールが発生するとともに靭性が
乏しい。さらにＭｏが本発明の範囲の上限を超えてお
り、時効後の靭性低下が著しい。ＷＣ−５はＣｒ量が本
発明の上限を超え、且つＮｉ，Ｃｏ，Ｃｕを含有しない
ためδフェライトが生じ、靭性が低下している。さらに
Ｍｏが本発明の範囲の上限を超えており、時効後の靭性
低下が著しい。
て、溶接金属にブローホールが発生するとともに靭性が
乏しい。さらにＭｏが本発明の範囲の上限を超えてお
り、時効後の靭性低下が著しい。ＷＣ−５はＣｒ量が本
発明の上限を超え、且つＮｉ，Ｃｏ，Ｃｕを含有しない
ためδフェライトが生じ、靭性が低下している。さらに
Ｍｏが本発明の範囲の上限を超えており、時効後の靭性
低下が著しい。
【００３６】ＷＣ−６はＭｏ，Ｗ，Ｎｉ及びＣｏを含有
するが、Ｗの含有量が本発明の範囲の上限を超えてお
り、溶接金属にδフェライトが生じており靭性が低い。
ＷＣ−７はＷＣ−６と同様にＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｏ及び
Ｃｕを含有するが、（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｃ
ｕ）が本発明の条件を外れており、クリープ破断強度が
低く、δフェライトが生じ靭性が低下している。また、
Ｍｏ量も本発明の範囲の上限を超えており、時効後の靭
性低下が著しい。
するが、Ｗの含有量が本発明の範囲の上限を超えてお
り、溶接金属にδフェライトが生じており靭性が低い。
ＷＣ−７はＷＣ−６と同様にＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｏ及び
Ｃｕを含有するが、（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｃ
ｕ）が本発明の条件を外れており、クリープ破断強度が
低く、δフェライトが生じ靭性が低下している。また、
Ｍｏ量も本発明の範囲の上限を超えており、時効後の靭
性低下が著しい。
【００３７】ＷＣ−８はＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕを
含有し（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｃｕ）が２．０以
下であり本発明の条件に含まれるが、Ｍｏ量が本発明の
範囲の上限を超えており、時効後の靭性低下が著しい。
ＷＣ−９はＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕを含有し、（Ｍ
ｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｃｕ）が２．０以下で本発明
の条件に含まれるが、Ｂ及びＮｂが本発明の範囲の上限
を超えているため、溶接時に高温割れが発生し、溶接性
を著しく低下させている。
含有し（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｃｕ）が２．０以
下であり本発明の条件に含まれるが、Ｍｏ量が本発明の
範囲の上限を超えており、時効後の靭性低下が著しい。
ＷＣ−９はＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕを含有し、（Ｍ
ｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｃｕ）が２．０以下で本発明
の条件に含まれるが、Ｂ及びＮｂが本発明の範囲の上限
を超えているため、溶接時に高温割れが発生し、溶接性
を著しく低下させている。
【００３８】
【発明の効果】本発明の溶接材料は、従来のフェライト
系耐熱鋼用溶接ワイヤと比較して高温でのクリープ強度
を著しく高めたものであり、時効後を含めた靭性及び溶
接性等の特性にも優れている。各種発電ボイラ、化学圧
力容器等に使用される高Ｃｒフェライト系耐熱鋼を溶接
する場合に、本発明の溶接材料を使用することにより、
溶接継手の信頼性を大幅に向上させることができる。
系耐熱鋼用溶接ワイヤと比較して高温でのクリープ強度
を著しく高めたものであり、時効後を含めた靭性及び溶
接性等の特性にも優れている。各種発電ボイラ、化学圧
力容器等に使用される高Ｃｒフェライト系耐熱鋼を溶接
する場合に、本発明の溶接材料を使用することにより、
溶接継手の信頼性を大幅に向上させることができる。
【図１】実施例に用いた溶接部の開先形状を示す断面図
である。
である。
１ 非溶接材 ２ 裏当材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 百合岡 信孝 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．０３〜０．１２％、 Ｓｉ：０．０１〜０．４５％、 Ｍｎ：０．３〜１．５％、 Ｃｒ：８〜１３％、 Ｎｉ：０．０１〜１．５％、 Ｃｏ：０．５〜５．０％、 Ｍｏ：０．０１〜０．３％、 Ｗ ：０．５〜３．５％、 Ｖ ：０．０３〜０．４０％、 Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、 Ｎ ：０．０１〜０．０８％ を含有し、さらに、Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｏ含有量の間に
０．０４５≦（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｏ）≦２．０の
関係が成立し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる
ことを特徴とする高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材
料。 - 【請求項２】 重量％で、 Ｃ ：０．０３〜０．１２％、 Ｓｉ：０．０１〜０．４５％、 Ｍｎ：０．３〜１．５％、 Ｃｒ：８〜１３％、 Ｎｉ：０．０１〜１．５％、 Ｃｏ：０．５〜５．０％、 Ｍｏ：０．０１〜０．３％、 Ｗ ：０．５〜３．５％、 Ｖ ：０．０３〜０．４０％、 Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、 Ｎ ：０．０１〜０．０８％、 Ｃｕ：０．０１〜４．０％ を含有し、さらに、Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ含有量
の間に０．０４５≦（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｃ
ｕ）≦２．０の関係が成立し、残部がＦｅ及び不可避的
不純物からなることを特徴とする高Ｃｒフェライト系耐
熱鋼用溶接材料。 - 【請求項３】 請求項１又は２に含有する成分のほか
に、重量％で Ｂ ：０．００００５〜０．００６％ を含有することを特徴とする請求項１又は２記載の高Ｃ
ｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP138695A JPH08187592A (ja) | 1995-01-09 | 1995-01-09 | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP138695A JPH08187592A (ja) | 1995-01-09 | 1995-01-09 | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08187592A true JPH08187592A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=11500053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP138695A Withdrawn JPH08187592A (ja) | 1995-01-09 | 1995-01-09 | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08187592A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2823226A1 (fr) * | 2001-04-04 | 2002-10-11 | V & M France | Acier et tube en acier pour usage a haute temperature |
| CN103857491A (zh) * | 2011-08-17 | 2014-06-11 | 株式会社日本制钢所 | 高Cr钢制涡轮转子的初层或上层焊接部、该焊接部用堆焊材料以及该堆焊部的制造方法 |
| KR20180089310A (ko) | 2017-01-31 | 2018-08-08 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 피복 아크 용접봉 |
| KR20180095639A (ko) | 2015-12-18 | 2018-08-27 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 페라이트계 내열강용 용접 재료, 페라이트계 내열강용 용접 조인트 및 페라이트계 내열강용 용접 조인트의 제조 방법 |
| WO2020116588A1 (ja) | 2018-12-05 | 2020-06-11 | 日本製鉄株式会社 | フェライト系耐熱鋼溶接継手の製造方法 |
| US20210086314A1 (en) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | Lincoln Global, Inc. | High chromium creep resistant weld metal for arc welding of thin walled steel members |
| CN113490571A (zh) * | 2019-02-21 | 2021-10-08 | 株式会社神户制钢所 | 高Cr铁素体系耐热钢用焊接材料 |
-
1995
- 1995-01-09 JP JP138695A patent/JPH08187592A/ja not_active Withdrawn
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002081766A1 (fr) * | 2001-04-04 | 2002-10-17 | V & M France | Acier et tube en acier pour usage a haute temperature |
| CN1317415C (zh) * | 2001-04-04 | 2007-05-23 | V&M法国公司 | 高温下使用的钢和钢管 |
| AU2002302671B2 (en) * | 2001-04-04 | 2008-01-03 | V & M France | Steel and steel tube for high-temperature use |
| AU2002302671B8 (en) * | 2001-04-04 | 2008-02-21 | V & M France | Steel and steel tube for high-temperature use |
| FR2823226A1 (fr) * | 2001-04-04 | 2002-10-11 | V & M France | Acier et tube en acier pour usage a haute temperature |
| CN103857491A (zh) * | 2011-08-17 | 2014-06-11 | 株式会社日本制钢所 | 高Cr钢制涡轮转子的初层或上层焊接部、该焊接部用堆焊材料以及该堆焊部的制造方法 |
| US11090755B2 (en) | 2015-12-18 | 2021-08-17 | Nippon Steel Corporation | Welding material for ferritic heat-resistant steel, welded joint for ferritic heat-resistant steel, and method for producing welded joint for ferritic heat-resistant steel |
| KR20180095639A (ko) | 2015-12-18 | 2018-08-27 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 페라이트계 내열강용 용접 재료, 페라이트계 내열강용 용접 조인트 및 페라이트계 내열강용 용접 조인트의 제조 방법 |
| KR20180089310A (ko) | 2017-01-31 | 2018-08-08 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 피복 아크 용접봉 |
| WO2020116588A1 (ja) | 2018-12-05 | 2020-06-11 | 日本製鉄株式会社 | フェライト系耐熱鋼溶接継手の製造方法 |
| KR20210090704A (ko) | 2018-12-05 | 2021-07-20 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 페라이트계 내열강 용접 조인트의 제조 방법 |
| US11834731B2 (en) | 2018-12-05 | 2023-12-05 | Nippon Steel Corporation | Method of producing ferritic heat-resistant steel welded joint |
| CN113490571A (zh) * | 2019-02-21 | 2021-10-08 | 株式会社神户制钢所 | 高Cr铁素体系耐热钢用焊接材料 |
| CN113490571B (zh) * | 2019-02-21 | 2023-01-03 | 株式会社神户制钢所 | 高Cr铁素体系耐热钢用焊接材料 |
| US20210086314A1 (en) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | Lincoln Global, Inc. | High chromium creep resistant weld metal for arc welding of thin walled steel members |
| US11772206B2 (en) * | 2019-09-20 | 2023-10-03 | Lincoln Global, Inc. | High chromium creep resistant weld metal for arc welding of thin walled steel members |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0930127B1 (en) | Welding materials for high-Cr steels | |
| JPH08187592A (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料 | |
| EP0642877B1 (en) | Inert-gas arc welding wire for high-chromium ferritic heat-resisting steel | |
| JP2561592B2 (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料 | |
| JPS6169948A (ja) | 高強度フエライト系耐熱鋼 | |
| JPH0543986A (ja) | 溶接熱影響部の強度低下の小さい高クロムフエライト耐熱鋼 | |
| JPH09308989A (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料 | |
| JPH07204885A (ja) | 耐溶接高温割れ性に優れたフェライト鋼溶接材料 | |
| JP2551511B2 (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料 | |
| JP2594265B2 (ja) | ９Ｃｒ−Ｍｏ系鋼用ＴＩＧ溶接用ワイヤ | |
| JP2551512B2 (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料 | |
| JP3217567B2 (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用被覆アーク溶接棒 | |
| JP2543801B2 (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用被覆ア―ク溶接棒 | |
| JPH09122972A (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用被覆アーク溶接棒 | |
| JP3387145B2 (ja) | 高温延性および高温強度に優れた高Ｃｒフェライト鋼 | |
| JP3194207B2 (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用被覆アーク溶接棒 | |
| JPH06142981A (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料 | |
| JPH06262388A (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用被覆アーク溶接棒 | |
| CN112025048A (zh) | 一种9Cr-3W-3Co马氏体耐热钢的埋弧焊焊丝及焊接工艺 | |
| JPH07268562A (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用被覆アーク溶接棒 | |
| JPH0753898B2 (ja) | 高強度オ−ステナイト系耐熱合金 | |
| JPS6376789A (ja) | ９Ｃｒ−Ｍｏ鋼用潜弧溶接ワイヤ | |
| JPH07268563A (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料 | |
| JPH0780680A (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料 | |
| JPH1136043A (ja) | 耐クリープ脆性及び耐再熱割れ性に優れた高温高圧容器用鋼 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020402 |