JP2003311473A - Ｎｉ基高Ｃｒ合金用溶加材 - Google Patents
Ｎｉ基高Ｃｒ合金用溶加材Info
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- JP2003311473A JP2003311473A JP2002116595A JP2002116595A JP2003311473A JP 2003311473 A JP2003311473 A JP 2003311473A JP 2002116595 A JP2002116595 A JP 2002116595A JP 2002116595 A JP2002116595 A JP 2002116595A JP 2003311473 A JP2003311473 A JP 2003311473A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐溶接割れ感受性に優れたＮｉ基高Ｃｒ合金
用溶加材を提供する。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．０４％以下、Ｓｉ：
０．０１〜０．１３％、Ｍｎ：５％以下、Ｃｒ：２８〜
３１．５％、Ｎｂ：１．８％以下、Ａｌ：０．５〜１．
１％、Ｔｉ：０．５〜１％、（但し、Ａｌ＋Ｔｉ：１．
６％以下）、Ｆｅ：７〜１１％、Ｖ：０．５％以下を含
有し、さらに不可避的不純物として、Ｐ：０．０２％以
下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｏ：０．０１％以下、Ｎ：
０．００２〜０．０３％を含み、残部がＮｉからなる組
成を有する。
用溶加材を提供する。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．０４％以下、Ｓｉ：
０．０１〜０．１３％、Ｍｎ：５％以下、Ｃｒ：２８〜
３１．５％、Ｎｂ：１．８％以下、Ａｌ：０．５〜１．
１％、Ｔｉ：０．５〜１％、（但し、Ａｌ＋Ｔｉ：１．
６％以下）、Ｆｅ：７〜１１％、Ｖ：０．５％以下を含
有し、さらに不可避的不純物として、Ｐ：０．０２％以
下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｏ：０．０１％以下、Ｎ：
０．００２〜０．０３％を含み、残部がＮｉからなる組
成を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温で作動する加
圧水型原子力発電プラントなどで用いられるＮｉ基高Ｃ
ｒ合金の溶接用溶加材に係り、特に、耐溶接割れ感受性
に優れた溶着金属を得るのに適したＮｉ基高Ｃｒ合金用
溶加材に関する。
圧水型原子力発電プラントなどで用いられるＮｉ基高Ｃ
ｒ合金の溶接用溶加材に係り、特に、耐溶接割れ感受性
に優れた溶着金属を得るのに適したＮｉ基高Ｃｒ合金用
溶加材に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、３００〜３５０℃の高温で稼動す
る加圧水型原子力発電プラントの蒸気発生器伝熱管材な
どには、耐食性に優れた６００合金が用いられている。
そして近年、更なる信頼の向上を目指して、新たに開発
された６９０合金が使用され始めている。その代表的な
合金組成を表１に示す。尚、特にことわらない限り、本
明細書では成分組成を重量％で示すものとする。
る加圧水型原子力発電プラントの蒸気発生器伝熱管材な
どには、耐食性に優れた６００合金が用いられている。
そして近年、更なる信頼の向上を目指して、新たに開発
された６９０合金が使用され始めている。その代表的な
合金組成を表１に示す。尚、特にことわらない限り、本
明細書では成分組成を重量％で示すものとする。
【０００３】
【表１】
【０００４】この６９０合金を用いて構造物を製造する
際には、溶接を伴うのが一般的である。この種の溶接方
法としては、ティグ溶接やミグ溶接が用いられ、溶接時
に溶融しながら合金を添加し、溶接後の強度を保持し且
つ耐溶接割れ性を確保するために溶加材を必要とする。
この溶加材に関しては、アメリカ機械学会（The Americ
an Society of Mechanical Engineers : ASME）のＡＳ
ＭＥボイラ及び圧力容器規定（ASME Boiler and Pressu
re Vessel Code : 以下、ＡＳＭＥ Ｃｏｄｅという）
の規定が存在し、その化学成分を表２に示す。
際には、溶接を伴うのが一般的である。この種の溶接方
法としては、ティグ溶接やミグ溶接が用いられ、溶接時
に溶融しながら合金を添加し、溶接後の強度を保持し且
つ耐溶接割れ性を確保するために溶加材を必要とする。
この溶加材に関しては、アメリカ機械学会（The Americ
an Society of Mechanical Engineers : ASME）のＡＳ
ＭＥボイラ及び圧力容器規定（ASME Boiler and Pressu
re Vessel Code : 以下、ＡＳＭＥ Ｃｏｄｅという）
の規定が存在し、その化学成分を表２に示す。
【０００５】
【表２】
【０００６】６９０合金母材の組成である表１と比較す
れば明らかなように、溶加材の主組成も６９０合金とほ
とんど同組成であるが、溶接割れを防ぐために溶加材の
方はＰ及びＣｕの含有量に特に制限を加え、また、耐食
性の劣化を防ぐためにＭｏ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｔｉ及びＡｌ
＋Ｔｉ含有量に制限を加えている。その他、ＡＳＭＥ
Ｃｏｄｅには定められていないが、実際には溶加材を溶
製するときに加える脱酸剤や大気から混入する不可避的
不純物が含まれており、その種類と含有量は、本発明者
らの分析例によれば、Ｃｏ：０．０５％、Ｏ：０．００
４％、Ｎ：０．００２％である。
れば明らかなように、溶加材の主組成も６９０合金とほ
とんど同組成であるが、溶接割れを防ぐために溶加材の
方はＰ及びＣｕの含有量に特に制限を加え、また、耐食
性の劣化を防ぐためにＭｏ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｔｉ及びＡｌ
＋Ｔｉ含有量に制限を加えている。その他、ＡＳＭＥ
Ｃｏｄｅには定められていないが、実際には溶加材を溶
製するときに加える脱酸剤や大気から混入する不可避的
不純物が含まれており、その種類と含有量は、本発明者
らの分析例によれば、Ｃｏ：０．０５％、Ｏ：０．００
４％、Ｎ：０．００２％である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】６９０合金は、元来、
高Ｃｒ性を有する材料であるから、この溶加材を用いて
ティグ溶接またはミグ溶接により溶接した構造物の溶接
部も室温の機械的性質および耐溶接割れ性などについて
も十分な性能を有している。しかしながら、この６９０
合金溶加材は、溶接割れ感受性の高いオーステナイトの
単一組織であるため、耐溶接割れ感受性の面で更なる性
能の向上が求められていた。
高Ｃｒ性を有する材料であるから、この溶加材を用いて
ティグ溶接またはミグ溶接により溶接した構造物の溶接
部も室温の機械的性質および耐溶接割れ性などについて
も十分な性能を有している。しかしながら、この６９０
合金溶加材は、溶接割れ感受性の高いオーステナイトの
単一組織であるため、耐溶接割れ感受性の面で更なる性
能の向上が求められていた。
【０００８】本発明は、以上の技術的課題を解決するた
めになされたものであって、その目的は、耐溶接割れ感
受性に優れたＮｉ基高Ｃｒ合金用溶加材を提供すること
にある。
めになされたものであって、その目的は、耐溶接割れ感
受性に優れたＮｉ基高Ｃｒ合金用溶加材を提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かかる目的のもと、本発
明者が鋭意検討を行ったところ、溶接金属の高温割れに
は、溶融金属が凝固する際に生じる凝固割れと、次パス
ビードによる溶接熱影響部に生じる延性低下割れとが存
在し、いずれの割れも低融点金属の存在に起因すること
が判明した。そして、本発明者は、合金中のＳｉの含有
量を低減すること、あるいは、合金にＴａを添加するこ
とで、耐溶接割れ性に優れたＮｉ基高Ｃｒ合金用溶加材
が得られることを知見し、本発明に到達するに至った。
すなわち、本発明のＮｉ基高Ｃｒ合金用溶加材は、重量
％で、Ｃ：０．０４％以下、Ｓｉ：０．０１〜０．１３
％、Ｍｎ：５％以下、Ｃｒ：２８〜３１．５％、Ｎｂ：
１．８％以下、Ａｌ：０．５〜１．１％、Ｔｉ：０．５
〜１％、（但し、Ａｌ＋Ｔｉ：１．６％以下）、Ｆｅ：
７〜１１％、Ｖ：０．５％以下を含有し、さらに不可避
的不純物として、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０１５
％以下、Ｏ：０．０１％以下、Ｎ：０．００２〜０．０
３％を含み、残部がＮｉからなる組成を有することを特
徴とするものである。
明者が鋭意検討を行ったところ、溶接金属の高温割れに
は、溶融金属が凝固する際に生じる凝固割れと、次パス
ビードによる溶接熱影響部に生じる延性低下割れとが存
在し、いずれの割れも低融点金属の存在に起因すること
が判明した。そして、本発明者は、合金中のＳｉの含有
量を低減すること、あるいは、合金にＴａを添加するこ
とで、耐溶接割れ性に優れたＮｉ基高Ｃｒ合金用溶加材
が得られることを知見し、本発明に到達するに至った。
すなわち、本発明のＮｉ基高Ｃｒ合金用溶加材は、重量
％で、Ｃ：０．０４％以下、Ｓｉ：０．０１〜０．１３
％、Ｍｎ：５％以下、Ｃｒ：２８〜３１．５％、Ｎｂ：
１．８％以下、Ａｌ：０．５〜１．１％、Ｔｉ：０．５
〜１％、（但し、Ａｌ＋Ｔｉ：１．６％以下）、Ｆｅ：
７〜１１％、Ｖ：０．５％以下を含有し、さらに不可避
的不純物として、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０１５
％以下、Ｏ：０．０１％以下、Ｎ：０．００２〜０．０
３％を含み、残部がＮｉからなる組成を有することを特
徴とするものである。
【００１０】以下に、上記溶加材における各成分の作用
及びその含有量の限定理由を説明する。Ｃは固溶体強化
元素であり、Ｃ量の増加と共に引張強度は増加する。一
方、Ｃ量の増加は耐応力腐食割れ性を劣化させるので、
両特性を考慮してＣ量は０％を超え０．０４％以下とし
た。Ｓｉは溶接時に脱酸作用を有しており、その効果を
出すためには０．０１％以上の添加が必要であるが、Ｓ
ｉ量が多くなると溶接割れ感受性が高くなるので、Ｓｉ
量は０．０１〜０．１３％とした。Ｍｎは溶接時に脱酸
作用及び脱硫作用として有効であり、溶接割れに有害な
Ｓを固定し耐溶接割れ性を抑制する効果があり、この効
果を高めるためにはＭｎ量を多くすることが好ましい
が、Ｍｎ量を５％を超えて添加すると、溶接時にスラグ
の湯流れを悪くし、溶接作業性を劣化させるので、Ｍｎ
量は５％以下とした。
及びその含有量の限定理由を説明する。Ｃは固溶体強化
元素であり、Ｃ量の増加と共に引張強度は増加する。一
方、Ｃ量の増加は耐応力腐食割れ性を劣化させるので、
両特性を考慮してＣ量は０％を超え０．０４％以下とし
た。Ｓｉは溶接時に脱酸作用を有しており、その効果を
出すためには０．０１％以上の添加が必要であるが、Ｓ
ｉ量が多くなると溶接割れ感受性が高くなるので、Ｓｉ
量は０．０１〜０．１３％とした。Ｍｎは溶接時に脱酸
作用及び脱硫作用として有効であり、溶接割れに有害な
Ｓを固定し耐溶接割れ性を抑制する効果があり、この効
果を高めるためにはＭｎ量を多くすることが好ましい
が、Ｍｎ量を５％を超えて添加すると、溶接時にスラグ
の湯流れを悪くし、溶接作業性を劣化させるので、Ｍｎ
量は５％以下とした。
【００１１】Ｃｒは耐食性向上のために必須の元素であ
るが、耐応力腐食割れ性の効果を十分ならしめるには、
２８％以上が必要である。一方、３１．５％を超えると
溶加材の製造時の熱間加工性が著しく劣化するのでＣｒ
量は２８〜３１．５％とした。Ｎｂは炭窒化物形成元素
で、引張強度を向上させるが、Ｎｂ量の増加は耐溶接割
れ感受性を低下させるのでＮｂ量は０％を超え１．８％
以下とした。
るが、耐応力腐食割れ性の効果を十分ならしめるには、
２８％以上が必要である。一方、３１．５％を超えると
溶加材の製造時の熱間加工性が著しく劣化するのでＣｒ
量は２８〜３１．５％とした。Ｎｂは炭窒化物形成元素
で、引張強度を向上させるが、Ｎｂ量の増加は耐溶接割
れ感受性を低下させるのでＮｂ量は０％を超え１．８％
以下とした。
【００１２】Ａｌは溶加材を溶製するときに脱酸剤とし
て用いるほか、Ｎ安定化元素として溶着金属中のＮを固
定し強度の改善に寄与するので、その効果を出すため
０．５％以上の添加が必要であるが、過剰の添加は溶接
中にスラグを発生し、溶接作業性を劣化させるので０．
５〜１．１％とした。ＴｉはＡｌと同様、その酸化力を
利用して脱酸剤として用いられるほか、溶加材製造時の
熱間加工性の改善にも寄与する。また、ＴｉはＮと親和
力が強く、ＴｉＮとして析出し、組織を微細化させ、引
張強度の改善に寄与するので、その効果を得るためには
０．５％以上の添加が必要であるが、Ａｌと同様に過剰
の添加は溶接中にスラグを発生し、溶接作業性を劣化さ
せるのでＴｉは０．５〜１％とした。Ａｌ＋Ｔｉの添加
は脱酸剤としての作用には有効であるが、Ａｌ＋Ｔｉ量
が増加すると溶接中にスラグを発生し、溶接作業性を著
しく劣化させるのでＡｌ+Ｔｉ量は０％を超え１．６％
以下とした。
て用いるほか、Ｎ安定化元素として溶着金属中のＮを固
定し強度の改善に寄与するので、その効果を出すため
０．５％以上の添加が必要であるが、過剰の添加は溶接
中にスラグを発生し、溶接作業性を劣化させるので０．
５〜１．１％とした。ＴｉはＡｌと同様、その酸化力を
利用して脱酸剤として用いられるほか、溶加材製造時の
熱間加工性の改善にも寄与する。また、ＴｉはＮと親和
力が強く、ＴｉＮとして析出し、組織を微細化させ、引
張強度の改善に寄与するので、その効果を得るためには
０．５％以上の添加が必要であるが、Ａｌと同様に過剰
の添加は溶接中にスラグを発生し、溶接作業性を劣化さ
せるのでＴｉは０．５〜１％とした。Ａｌ＋Ｔｉの添加
は脱酸剤としての作用には有効であるが、Ａｌ＋Ｔｉ量
が増加すると溶接中にスラグを発生し、溶接作業性を著
しく劣化させるのでＡｌ+Ｔｉ量は０％を超え１．６％
以下とした。
【００１３】Ｆｅは６９０合金のような高Ｃｒ量の場合
に生じるスケール発生を防止又は抑制する。そして、７
％未満ではスケール発生が著しくなる。また、１１％を
超えて過剰に添加すると応力腐食割れ性を劣化させる。
従って、Ｆｅは７〜１１％とした。Ｖはマトリックスに
固溶して引張強度を向上させるが、０．５％を超えると
延性が低下する。従って、Ｖは０．５％以下とした。
に生じるスケール発生を防止又は抑制する。そして、７
％未満ではスケール発生が著しくなる。また、１１％を
超えて過剰に添加すると応力腐食割れ性を劣化させる。
従って、Ｆｅは７〜１１％とした。Ｖはマトリックスに
固溶して引張強度を向上させるが、０．５％を超えると
延性が低下する。従って、Ｖは０．５％以下とした。
【００１４】ＰはＮｉと低融点の共晶（Ｎｉ−Ｎｉ3Ｐ
など）を作り、溶接割れ感受性を高める元素であるの
で、含有量は少ないほどよいが、過度な制限は経済性の
低下を招くので、Ｐは０．０２％以下とした。ＳはＰと
同じようにＮｉと低融点の共晶（Ｎｉ−Ｎｉ3Ｓ2など）
を作り、溶接割れ感受性を高める元素であり、含有量は
少ないほどよいのでＳは０．０１５％以下とした。Ｏは
溶加材の溶製中に大気から侵入する不可避的不純物であ
り、溶接金属の結晶粒界に酸化物の形となって集まり、
結晶粒界の高温強度を弱くする。また、Ｏは溶接割れ感
受性を高めるので０．０１％以下にすることが望まし
い。ＮはＯと同じように不可避的不純物であり、その含
有量の限界値を定めることは重要である。但し、ＮはＴ
ｉなどと窒化物（ＴｉＮなど）を作り、引張強度を改善
するので積極的に添加する。Ｎは含有量の増加と共に引
張強度の向上に寄与するが、０．０３％を超えると高温
延性が低下する。一方、０．００２％未満ではその効果
が小さいので、Ｎは０．００２〜０．０３％とした。
尚、Ｍｏについては０．５％以下、Ｃｕについては０．
３％以下含有されていたとしても、本発明の効果に本質
的な影響を与えるものではない。
など）を作り、溶接割れ感受性を高める元素であるの
で、含有量は少ないほどよいが、過度な制限は経済性の
低下を招くので、Ｐは０．０２％以下とした。ＳはＰと
同じようにＮｉと低融点の共晶（Ｎｉ−Ｎｉ3Ｓ2など）
を作り、溶接割れ感受性を高める元素であり、含有量は
少ないほどよいのでＳは０．０１５％以下とした。Ｏは
溶加材の溶製中に大気から侵入する不可避的不純物であ
り、溶接金属の結晶粒界に酸化物の形となって集まり、
結晶粒界の高温強度を弱くする。また、Ｏは溶接割れ感
受性を高めるので０．０１％以下にすることが望まし
い。ＮはＯと同じように不可避的不純物であり、その含
有量の限界値を定めることは重要である。但し、ＮはＴ
ｉなどと窒化物（ＴｉＮなど）を作り、引張強度を改善
するので積極的に添加する。Ｎは含有量の増加と共に引
張強度の向上に寄与するが、０．０３％を超えると高温
延性が低下する。一方、０．００２％未満ではその効果
が小さいので、Ｎは０．００２〜０．０３％とした。
尚、Ｍｏについては０．５％以下、Ｃｕについては０．
３％以下含有されていたとしても、本発明の効果に本質
的な影響を与えるものではない。
【００１５】また、本発明のＮｉ基高Ｃｒ合金用溶加材
は、重量％で、Ｃ：０．０４％以下、Ｓｉ：０．０１〜
０．１３％、Ｍｎ：５％以下、Ｃｒ：２８〜３１．５
％、Ｎｂ：０．１％以下、Ａｌ：０．５〜１．１％、Ｔ
ｉ：０．５〜１％、（但し、Ａｌ＋Ｔｉ：１．６％以
下）、Ｆｅ：７〜１１％、Ｖ：０．５％以下、Ｔａ：
０．０１〜３％を含有し、さらに不可避的不純物とし
て、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｏ：
０．０１％以下、Ｎ：０．００２〜０．０３％を含み、
残部がＮｉからなる組成を有することを特徴とするもの
である。
は、重量％で、Ｃ：０．０４％以下、Ｓｉ：０．０１〜
０．１３％、Ｍｎ：５％以下、Ｃｒ：２８〜３１．５
％、Ｎｂ：０．１％以下、Ａｌ：０．５〜１．１％、Ｔ
ｉ：０．５〜１％、（但し、Ａｌ＋Ｔｉ：１．６％以
下）、Ｆｅ：７〜１１％、Ｖ：０．５％以下、Ｔａ：
０．０１〜３％を含有し、さらに不可避的不純物とし
て、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｏ：
０．０１％以下、Ｎ：０．００２〜０．０３％を含み、
残部がＮｉからなる組成を有することを特徴とするもの
である。
【００１６】以下に、上記溶加材における各成分の作用
及びその含有量の限定理由を説明する。Ｃは固溶体強化
元素であり、Ｃ量の増加と共に引張強度は増加する。一
方、Ｃ量の増加は耐応力腐食割れ性を劣化させるので、
両特性を考慮してＣ量は０％を超え０．０４％以下とし
た。Ｓｉは溶接時に脱酸作用を有しており、その効果を
出すためには０．０１％以上の添加が必要であるが、Ｓ
ｉ量が多くなると溶接割れ感受性が高くなるので、Ｓｉ
量は０．０１〜０．１３％とした。Ｍｎは溶接時に脱酸
作用及び脱硫作用として有効であり、溶接割れに有害な
Ｓを固定し耐溶接割れ性を抑制する効果があり、この効
果を高めるためにはＭｎ量を多くすることが好ましい
が、Ｍｎ量を５％を超えて添加すると、溶接時にスラグ
の湯流れを悪くし、溶接作業性を劣化させるので、Ｍｎ
量は５％以下とした。
及びその含有量の限定理由を説明する。Ｃは固溶体強化
元素であり、Ｃ量の増加と共に引張強度は増加する。一
方、Ｃ量の増加は耐応力腐食割れ性を劣化させるので、
両特性を考慮してＣ量は０％を超え０．０４％以下とし
た。Ｓｉは溶接時に脱酸作用を有しており、その効果を
出すためには０．０１％以上の添加が必要であるが、Ｓ
ｉ量が多くなると溶接割れ感受性が高くなるので、Ｓｉ
量は０．０１〜０．１３％とした。Ｍｎは溶接時に脱酸
作用及び脱硫作用として有効であり、溶接割れに有害な
Ｓを固定し耐溶接割れ性を抑制する効果があり、この効
果を高めるためにはＭｎ量を多くすることが好ましい
が、Ｍｎ量を５％を超えて添加すると、溶接時にスラグ
の湯流れを悪くし、溶接作業性を劣化させるので、Ｍｎ
量は５％以下とした。
【００１７】Ｃｒは耐食性向上のために必須の元素であ
るが、耐応力腐食割れ性の効果を十分ならしめるには、
２８％以上が必要である。一方、３１．５％を超えると
溶加材の製造時の熱間加工性が著しく劣化するのでＣｒ
量は２８〜３１．５％とした。Ｎｂは炭窒化物形成元素
で、引張強度を向上させるが、Ｎｂ量の増加は耐溶接割
れ感受性を劣化させるのでＮｂ量は０％を超え０．１％
以下とした。
るが、耐応力腐食割れ性の効果を十分ならしめるには、
２８％以上が必要である。一方、３１．５％を超えると
溶加材の製造時の熱間加工性が著しく劣化するのでＣｒ
量は２８〜３１．５％とした。Ｎｂは炭窒化物形成元素
で、引張強度を向上させるが、Ｎｂ量の増加は耐溶接割
れ感受性を劣化させるのでＮｂ量は０％を超え０．１％
以下とした。
【００１８】Ａｌは溶加材を溶製するときに脱酸剤とし
て用いるほか、Ｎ安定化元素として溶着金属中のＮを固
定し強度の改善に寄与するので、その効果を出すため
０．５％以上の添加が必要であるが、過剰の添加は溶接
中にスラグを発生し、溶接作業性を劣化させるので０．
５〜１．１％とした。ＴｉはＡｌと同様、その酸化力を
利用して脱酸剤として用いられるほか、溶加材製造時の
熱間加工性の改善にも寄与する。また、ＴｉはＮと親和
力が強く、ＴｉＮとして析出し、組織を微細化させ、引
張強度の改善に寄与するので、その効果を得るためには
０．５％以上の添加が必要であるが、Ａｌと同様に過剰
の添加は溶接中にスラグを発生し、溶接作業性を劣化さ
せるのでＴｉは０．５〜１％とした。Ａｌ＋Ｔｉの添加
は脱酸剤としての作用には有効であるが、Ａｌ＋Ｔｉ量
が増加すると溶接中にスラグを発生し、溶接作業性を著
しく劣化させるのでＡｌ+Ｔｉ量は０％を超え１．６％
以下とした。
て用いるほか、Ｎ安定化元素として溶着金属中のＮを固
定し強度の改善に寄与するので、その効果を出すため
０．５％以上の添加が必要であるが、過剰の添加は溶接
中にスラグを発生し、溶接作業性を劣化させるので０．
５〜１．１％とした。ＴｉはＡｌと同様、その酸化力を
利用して脱酸剤として用いられるほか、溶加材製造時の
熱間加工性の改善にも寄与する。また、ＴｉはＮと親和
力が強く、ＴｉＮとして析出し、組織を微細化させ、引
張強度の改善に寄与するので、その効果を得るためには
０．５％以上の添加が必要であるが、Ａｌと同様に過剰
の添加は溶接中にスラグを発生し、溶接作業性を劣化さ
せるのでＴｉは０．５〜１％とした。Ａｌ＋Ｔｉの添加
は脱酸剤としての作用には有効であるが、Ａｌ＋Ｔｉ量
が増加すると溶接中にスラグを発生し、溶接作業性を著
しく劣化させるのでＡｌ+Ｔｉ量は０％を超え１．６％
以下とした。
【００１９】Ｆｅは６９０合金のような高Ｃｒ量の場合
に生じるスケール発生を防止又は抑制する。そして、７
％未満ではスケール発生が著しくなる。また、１１％を
超えて過剰に添加すると応力腐食割れ性を劣化させる。
従って、Ｆｅは７〜１１％とした。Ｖはマトリックスに
固溶して引張強度を向上させるが、０．５％を超えると
延性が低下する。従って、Ｖは０．５％以下とした。Ｔ
ａは高温環境下における合金の固相及び液相の共存温度
範囲を狭くし、耐溶接割れ感受性を向上させる。その効
果を出すためには、０．０１％以上の添加が必要である
が、Ｔａ量が多くなると強度は上昇するが延性を劣化さ
せるので、Ｔａ量は０．０１〜３％とした。
に生じるスケール発生を防止又は抑制する。そして、７
％未満ではスケール発生が著しくなる。また、１１％を
超えて過剰に添加すると応力腐食割れ性を劣化させる。
従って、Ｆｅは７〜１１％とした。Ｖはマトリックスに
固溶して引張強度を向上させるが、０．５％を超えると
延性が低下する。従って、Ｖは０．５％以下とした。Ｔ
ａは高温環境下における合金の固相及び液相の共存温度
範囲を狭くし、耐溶接割れ感受性を向上させる。その効
果を出すためには、０．０１％以上の添加が必要である
が、Ｔａ量が多くなると強度は上昇するが延性を劣化さ
せるので、Ｔａ量は０．０１〜３％とした。
【００２０】ＰはＮｉと低融点の共晶（Ｎｉ−Ｎｉ3Ｐ
など）を作り、溶接割れ感受性を高める元素であるの
で、含有量は少ないほどよいが、過度な制限は経済性の
低下を招くので、Ｐは０．０２％以下とした。ＳはＰと
同じようにＮｉと低融点の共晶（Ｎｉ−Ｎｉ3Ｓ2など）
を作り、溶接割れ感受性を高める元素であり、含有量は
少ないほどよいのでＳは０．０１５％以下とした。Ｏは
溶加材の溶製中に大気から侵入する不可避的不純物であ
り、溶接金属の結晶粒界に酸化物の形となって集まり、
結晶粒界の高温強度を弱くする。また、Ｏは溶接割れ感
受性を高めるので０．０１％以下にすることが望まし
い。ＮはＯと同じように不可避的不純物であり、その含
有量の限界値を定めることは重要である。但し、ＮはＴ
ｉなどと窒化物（ＴｉＮなど）を作り、引張強度を改善
するので積極的に添加する。Ｎは含有量の増加と共に引
張強度の向上に寄与するが、０．０３％を超えると高温
延性が低下する。一方、０．００２％未満ではその効果
が小さいので、Ｎは０．００２〜０．０３％とした。
尚、Ｍｏについては０．５％以下、Ｃｕについては０．
３％以下含有されていたとしても、本発明の効果に本質
的な影響を与えるものではない。
など）を作り、溶接割れ感受性を高める元素であるの
で、含有量は少ないほどよいが、過度な制限は経済性の
低下を招くので、Ｐは０．０２％以下とした。ＳはＰと
同じようにＮｉと低融点の共晶（Ｎｉ−Ｎｉ3Ｓ2など）
を作り、溶接割れ感受性を高める元素であり、含有量は
少ないほどよいのでＳは０．０１５％以下とした。Ｏは
溶加材の溶製中に大気から侵入する不可避的不純物であ
り、溶接金属の結晶粒界に酸化物の形となって集まり、
結晶粒界の高温強度を弱くする。また、Ｏは溶接割れ感
受性を高めるので０．０１％以下にすることが望まし
い。ＮはＯと同じように不可避的不純物であり、その含
有量の限界値を定めることは重要である。但し、ＮはＴ
ｉなどと窒化物（ＴｉＮなど）を作り、引張強度を改善
するので積極的に添加する。Ｎは含有量の増加と共に引
張強度の向上に寄与するが、０．０３％を超えると高温
延性が低下する。一方、０．００２％未満ではその効果
が小さいので、Ｎは０．００２〜０．０３％とした。
尚、Ｍｏについては０．５％以下、Ｃｕについては０．
３％以下含有されていたとしても、本発明の効果に本質
的な影響を与えるものではない。
【００２１】
【実施例】次に、具体的な実施例を挙げて本発明を更に
詳細に説明する。 ―実施例１― 溶加材中のＳｉ含有量の適正値について評価を行うた
め、表３に示す成分の溶加材１〜４を作製した。
詳細に説明する。 ―実施例１― 溶加材中のＳｉ含有量の適正値について評価を行うた
め、表３に示す成分の溶加材１〜４を作製した。
【００２２】
【表３】
【００２３】次に、作製した溶加材１〜４を用いて、バ
レストレイン試験による溶接割れ評価を行った。そし
て、各溶加材１〜４中のＳｉ含有量と、バレストレイン
試験によって発生した溶接割れ箇所の割れ長さの合計値
との相関を調査した。
レストレイン試験による溶接割れ評価を行った。そし
て、各溶加材１〜４中のＳｉ含有量と、バレストレイン
試験によって発生した溶接割れ箇所の割れ長さの合計値
との相関を調査した。
【００２４】結果を図１に示す。同図より、Ｓｉ含有量
の低下に伴って合計値が低下していくことが理解され
る。そして、Ｓｉ含有量が０．１３％以下、好ましくは
０．０８％以下であれば、溶接割れの合計値が低いレベ
ルで安定することも明らかとなった。
の低下に伴って合計値が低下していくことが理解され
る。そして、Ｓｉ含有量が０．１３％以下、好ましくは
０．０８％以下であれば、溶接割れの合計値が低いレベ
ルで安定することも明らかとなった。
【００２５】―実施例２―
溶加材中へのＴａ添加の有効性を確認するため、表４に
示す成分の溶加材５〜１２を作製した。
示す成分の溶加材５〜１２を作製した。
【００２６】
【表４】
【００２７】次に、作製した溶加材５〜１２を用いて、
実施例１と同様のバレストレイン試験による溶接割れ評
価を行った。そして、各溶加材５〜１２中のＴａ含有量
と、バレストレイン試験によって発生した溶接割れ箇所
の割れ長さを合計した合計値との相関を調査した。
実施例１と同様のバレストレイン試験による溶接割れ評
価を行った。そして、各溶加材５〜１２中のＴａ含有量
と、バレストレイン試験によって発生した溶接割れ箇所
の割れ長さを合計した合計値との相関を調査した。
【００２８】結果を図２に示す。同図より、Ｔａを添加
することにより合計値が低下すること、及び、Ｔａ含有
量の増加に伴って合計値が低下していくことが理解され
る。
することにより合計値が低下すること、及び、Ｔａ含有
量の増加に伴って合計値が低下していくことが理解され
る。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐溶接割れ感受性に優れたＮｉ基高Ｃｒ合金用溶加材を
得ることができる。
耐溶接割れ感受性に優れたＮｉ基高Ｃｒ合金用溶加材を
得ることができる。
【図１】 実施例１における合金中のＳｉ含有量と溶接
割れ長さとの関係を示すグラフ図である。
割れ長さとの関係を示すグラフ図である。
【図２】 実施例２における合金中のＴａ含有量と溶接
割れ長さとの関係を示すグラフ図である。
割れ長さとの関係を示すグラフ図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 川口 聖一
兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号
三菱重工業株式会社高砂研究所内
(72)発明者 朝田 誠治
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１
号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
(72)発明者 三宅 孝司
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１
号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
(72)発明者 中島 宣隆
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１
号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
(72)発明者 斉藤 貞一郎
静岡県浜北市中瀬7800番地 日本ウエルデ
ィング・ロッド株式会社技術研究所内
(72)発明者 小川 典仁
静岡県浜北市中瀬7800番地 日本ウエルデ
ィング・ロッド株式会社技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０４％以下、Ｓｉ：
０．０１〜０．１３％、Ｍｎ：５％以下、Ｃｒ：２８〜
３１．５％、Ｎｂ：１．８％以下、Ａｌ：０．５〜１．
１％、Ｔｉ：０．５〜１％、（但し、Ａｌ＋Ｔｉ：１．
６％以下）、Ｆｅ：７〜１１％、Ｖ：０．５％以下を含
有し、さらに不可避的不純物として、Ｐ：０．０２％以
下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｏ：０．０１％以下、Ｎ：
０．００２〜０．０３％を含み、残部がＮｉからなる組
成を有することを特徴とするＮｉ基高Ｃｒ合金用溶加
材。 - 【請求項２】 重量％で、Ｃ：０．０４％以下、Ｓｉ：
０．０１〜０．１３％、Ｍｎ：５％以下、Ｃｒ：２８〜
３１．５％、Ｎｂ：０．１％以下、Ａｌ：０．５〜１．
１％、Ｔｉ：０．５〜１％、（但し、Ａｌ＋Ｔｉ：１．
６％以下）、Ｆｅ：７〜１１％、Ｖ：０．５％以下、Ｔ
ａ：０．０１〜３％を含有し、さらに不可避的不純物と
して、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０１５％以下、
Ｏ：０．０１％以下、Ｎ：０．００２〜０．０３％を含
み、残部がＮｉからなる組成を有することを特徴とする
Ｎｉ基高Ｃｒ合金用溶加材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002116595A JP2003311473A (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | Ｎｉ基高Ｃｒ合金用溶加材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002116595A JP2003311473A (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | Ｎｉ基高Ｃｒ合金用溶加材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003311473A true JP2003311473A (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=29534103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002116595A Withdrawn JP2003311473A (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | Ｎｉ基高Ｃｒ合金用溶加材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003311473A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005070612A1 (ja) * | 2004-01-21 | 2005-08-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Ｎｉ基高Ｃｒ合金溶加材及び被覆アーク溶接用溶接棒 |
| EP1841893A2 (en) * | 2005-01-25 | 2007-10-10 | Huntington Alloys Corporation | Coated welding electrode having resistance to ductility dip cracking, and weld deposit produced therefrom |
| WO2012063503A1 (ja) * | 2010-11-12 | 2012-05-18 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接用Ｎｉ基合金ソリッドワイヤ |
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| WO2012105452A1 (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-09 | 三菱重工業株式会社 | Ｎｉ基高Ｃｒ合金溶接ワイヤ、被覆アーク溶接棒及び被覆アーク溶着金属 |
| CN103962748A (zh) * | 2013-01-25 | 2014-08-06 | 宝山钢铁股份有限公司 | 耐热高温镍基合金焊丝及焊接方法 |
| JP2017148820A (ja) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接用Ｎｉ基合金ソリッドワイヤおよびＮｉ基合金溶接金属 |
-
2002
- 2002-04-18 JP JP2002116595A patent/JP2003311473A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4672555B2 (ja) * | 2004-01-21 | 2011-04-20 | 三菱重工業株式会社 | Ｎｉ基高Ｃｒ合金溶加材及び被覆アーク溶接用溶接棒 |
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| EP1841893A4 (en) * | 2005-01-25 | 2011-06-22 | Huntington Alloys Corp | COATED WELDING ELECTRODE HAVING CRACK RESISTANCE DUCTILITY LOSS, AND WELD DEPOSITION PRODUCED THEREFROM |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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