JP4941267B2 - Austenitic high alloy welded joint and austenitic high alloy welded material - Google Patents

Description

本発明は、オーステナイト系高合金溶接継手およびオーステナイト系高合金溶接材料に関する。詳しくは、鋼管、鋼板等として、クリープ強度や耐食性が求められる用途に幅広く適用できることはもちろん、高い量のＰを含むにも拘わらず優れた耐溶接凝固割れ性も有するオーステナイト系高合金溶接継手およびオーステナイト系高合金溶接材料に関する。   The present invention relates to an austenitic high alloy welded joint and an austenitic high alloy welded material. Specifically, as a steel pipe, a steel plate and the like, it can be widely applied to applications requiring creep strength and corrosion resistance, and of course, an austenitic high alloy welded joint having excellent weld solidification cracking resistance despite containing a high amount of P, and The present invention relates to an austenitic high alloy welding material.

オーステナイト系ステンレス鋼は、例えば、ＪＩＳ Ｇ ４３０４（２００５）に規定されたＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１０Ｓ等のように、ＣｒおよびＮｉを主要元素とした耐食性に優れた材料として知られている。   Austenitic stainless steel is known as a material having excellent corrosion resistance with Cr and Ni as main elements, such as SUS304, SUS316, and SUS310S defined in JIS G 4304 (2005).

しかしながら、いずれのオーステナイト系ステンレス鋼にも構成元素の含有量には制限が設けられており、なかでも不純物元素であるＰは一般に０．０４５％以下に規制されているのが現状である。   However, any austenitic stainless steel is limited in the content of constituent elements, and in particular, the impurity element P is generally regulated to 0.045% or less.

特に、ＳＵＳ３１０Ｓのような完全オーステナイト凝固するオーステナイト系ステンレス鋼におけるＰ含有量の増加は、溶接性、特に溶接凝固過程の終了期に近い、主として結晶粒界に膜状の液相が存在する段階において、凝固収縮または熱収縮により加わる歪みが溶接金属の変形能以上になった場合に発生する割れ（以下、「溶接凝固割れ」と称する。）の発生を著しく誘発させる。このため、例えば非特許文献１において、Ｐの含有量は厳しく制限すべきであることが示されている。   In particular, the increase in the P content in austenitic stainless steels such as SUS310S that solidify completely austenite is close to the weldability, particularly the end of the welding solidification process, mainly at the stage where a film-like liquid phase exists at the grain boundaries. The occurrence of cracks (hereinafter referred to as “weld solidification cracks”) that occur when the strain applied by solidification shrinkage or heat shrinkage exceeds the deformability of the weld metal is significantly induced. For this reason, for example, Non-Patent Document 1 shows that the P content should be strictly limited.

一方、特許文献１〜４で示されているように、本来不純物元素であるＰを高濃度で含有させると、Ｍ₂₃Ｃ₆炭化物の微細化による析出硬化に寄与し、クリープ強度を始めとする高温強度が向上することが知られている。 On the other hand, as shown in Patent Documents 1 to 4, when P, which is originally an impurity element, is contained at a high concentration, it contributes to precipitation hardening due to refinement of M ₂₃ C ₆ carbide, and starts with creep strength. It is known that the high temperature strength is improved.

しかしながら、特許文献１で開示された発明は、Ｐを過剰に含有することによる溶接凝固割れ感受性の著しい増大に関しては何も述べられておらず、溶接を必要とするような鋼材としての使用は極めて困難である。   However, the invention disclosed in Patent Document 1 has nothing to say about a significant increase in weld solidification cracking susceptibility due to containing P in excess, and its use as a steel material that requires welding is extremely high. Have difficulty.

特許文献２〜４で開示された発明も、Ｐ添加による高温特性改善効果を得るためのものでしかなく、Ｐの過剰添加が溶接性に悪影響を及ぼすことは記載されているものの、初晶オーステナイト凝固特に完全オーステナイト凝固するようなオーステナイト系ステンレス鋼の溶接凝固割れ感受性の低減手法については全く述べられていない。   The inventions disclosed in Patent Documents 2 to 4 are also only for obtaining an effect of improving the high temperature characteristics by adding P, and although it is described that excessive addition of P adversely affects weldability, primary austenite There is no mention of a method for reducing the susceptibility to weld solidification cracking of austenitic stainless steels that solidify, particularly fully austenitic.

さらに、前記特許文献１〜４で開示された発明は、Ｎｉ含有量が高々２０％のオーステナイト系ステンレス鋼を対象としたものであり、このため、Ｎｉ含有量が２０％を超える高合金における耐溶接割れの改善については全く検討されていない。   Further, the inventions disclosed in Patent Documents 1 to 4 are directed to austenitic stainless steel having a Ni content of at most 20%. For this reason, the resistance to high alloys with a Ni content exceeding 20% is considered. There has been no study on improvement of weld cracking.

同様に、特許文献５においても、高濃度のＰ含有によりクリープ強度を始めとする高温強度を著しく改善したオーステナイト系ステンレス鋼が提案されているが、溶接時の凝固割れ抑制手法に関しては明示されていない。   Similarly, Patent Document 5 proposes an austenitic stainless steel in which high temperature strength including creep strength is remarkably improved by containing a high concentration of P. However, a method for suppressing solidification cracking during welding is clearly disclosed. Absent.

また、特許文献６や特許文献７で開示されているように、０．０５％を超えるＰを含有することにより母材の耐食性が向上することが知られている。しかしながら、特許文献６や特許文献７で開示された発明においても、Ｐ含有量の増加による溶接時の凝固割れ感受性の著しい増加に基づく溶接性の劣化に対する対策は何ら検討されていない。   Further, as disclosed in Patent Document 6 and Patent Document 7, it is known that the corrosion resistance of the base material is improved by containing P exceeding 0.05%. However, even in the inventions disclosed in Patent Document 6 and Patent Document 7, no countermeasures against weldability deterioration based on a significant increase in solidification cracking susceptibility during welding due to an increase in the P content have been studied.

しかも、本願発明を完成させるに当たって本願発明者らが初めて見出したところの、後述する「Ｐ含有量増大の溶接性に対する悪影響をＣ含有量を適正化することによって無害化できる」ということに関しては、特許文献６および特許文献７には全く記載されていない。   Moreover, regarding the fact that the inventors of the present application have found for the first time in completing the present invention, “the detrimental effect on the weldability of the increase in the P content can be made harmless by optimizing the C content”. Patent Document 6 and Patent Document 7 are not described at all.

したがって、特許文献６や特許文献７で開示された発明は、溶接施工が必要不可欠な場合には、Ｐの高濃度化に起因して溶接時に凝固割れが発生することがあるので、Ｐの高濃度含有という手法によって母材の使用性能が劇的に改善されるとしても、適用し難いものであった。   Therefore, in the inventions disclosed in Patent Document 6 and Patent Document 7, when welding is indispensable, solidification cracks may occur during welding due to the high concentration of P. Even if the use performance of the base material is dramatically improved by the method of concentration inclusion, it is difficult to apply.

さらに、特許文献８に、耐メタルダスティング性に優れ、かつ溶接凝固割れ性に優れた溶接継手およびその溶接材料が開示されているが、不純物元素であるＰの含有量は「可能な限り低減することが望ましい」としているように、Ｐの含有量が低い材料の溶接割れ改善を意図した発明であって、クリープ強度を始めとする高温強度や耐食性改善のためにＰの含有量を高めた合金の溶接割れを改善するものではない。   Furthermore, Patent Document 8 discloses a welded joint and its welding material that are excellent in metal dusting resistance and weld solidification cracking resistance, and the content of P as an impurity element is “reduced as much as possible. It is desirable to improve the weld cracking of materials with low P content, and the P content is increased to improve high temperature strength and corrosion resistance, including creep strength. It does not improve the weld cracking of the alloy.

特公昭３７−１７１１３号公報Japanese Examined Patent Publication No. 37-17113 特開昭６２−２４３７４２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-243742 特開昭６２−２４３７４３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-243743 特開昭６２−２６７４５４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-267454 ＷＯ２００６／１０６９４４号公報WO 2006/106944 特開２００７−１８６７２７号公報JP 2007-186727 A 特開２００７−１８６７２８号公報JP 2007-186728 A 特開２００６−４５５９７号公報JP 2006-45597 A Ｙ．Ａｒａｔａ、Ｆ．Ｍａｔｓｕｄａ ａｎｄ Ｓ．Ｋａｔａｙａｍａ：Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ＪＷＲＩ、Ｖｏｌ．６−１（１９７７）ｐｐ１０５−１１６Y. Arata, F.A. Matsuda and S.M. Katayama: Transactions of JWRI, Vol. 6-1 (1977) pp105-116

前述の特許文献１〜７で開示されたＰの含有量を増加させる技術は、溶接性の低下を招いてしまう。すなわち、Ｐ含有量の増加、なかでも０．０５％を超えるような多量のＰ含有は、溶接凝固割れを著しく誘発する。したがって、特に、０．０５％を超えるような多量のＰ含有は、溶接性という観点からの制限を受けることになるため、特許文献１〜７で開示された高合金鋼の場合、溶接施工が必要不可欠な場合には、必ずしもＰのクリープ強度を始めとする高温強度の向上や耐メタルダスティング性を始めとする耐食性の向上への効果が十分活用されているとは言いがたい。   The technique for increasing the P content disclosed in Patent Documents 1 to 7 described above results in a decrease in weldability. That is, an increase in the P content, particularly a large P content exceeding 0.05%, induces weld solidification cracks remarkably. Therefore, in particular, in the case of the high alloy steel disclosed in Patent Documents 1 to 7, the welding work is performed because a large amount of P content exceeding 0.05% is restricted from the viewpoint of weldability. When it is indispensable, it cannot be said that the effect of improving the high temperature strength including the creep strength of P and the corrosion resistance including the metal dusting resistance is sufficiently utilized.

さらに、特許文献８で開示された溶接継手およびその溶接材料は、Ｐ含有量の高い合金の溶接割れ改善には適用できない。   Furthermore, the welded joint and its welding material disclosed in Patent Document 8 cannot be applied to improve weld cracking of an alloy having a high P content.

本発明は、上記現状に鑑みて、Ｐの含有量が高い完全オーステナイト凝固する高合金、換言すれば、完全オーステナイト組織を有する高合金の溶接性の改善、なかでも前記高合金において最も問題となる溶接凝固割れ感受性を低減することを目的とするものであって、Ｐの含有量が高いにも拘わらず耐溶接凝固割れ性に優れた母材および溶接金属から成る高合金溶接継手と高合金溶接材料を提供することにある。   In view of the above situation, the present invention has the highest problem of improving the weldability of a high-alloy with high austenite solidification content with a high P content, in other words, the high-alloy having a complete austenite structure. High alloy welded joint and high alloy weld consisting of a base metal and weld metal that are excellent in weld solidification cracking resistance despite the high P content, with the aim of reducing weld solidification cracking susceptibility To provide materials.

既に述べたように、Ｐは、従来クリープ強度を始めとする高温強度の向上や耐食性の向上等鉄鋼材料の特性に良い影響を及ぼすことが知られているにも拘わらず溶接凝固割れ感受性を著しく増大させることから、その含有量が抑制されていた。   As already mentioned, P has a remarkable effect on weld solidification cracking resistance despite the fact that it has been known to have a positive effect on the properties of steel materials such as improvement of high temperature strength and corrosion resistance. Since the content is increased, the content thereof is suppressed.

そこで、本願発明者らは、Ｐを高い濃度で含有するオーステナイト系ステンレス鋼はもちろんのこと、高濃度のＣｒを含有して耐食性および耐熱性に優れたＮｉ基合金についても溶接凝固割れを防止して、低コストであるＰの上限含有量の制約を大幅に緩和し、それに伴う経済性および機能性に優れた完全オーステナイト組織を有する高合金溶接継手と高合金溶接材料の提供を目的として種々の検討を実施した。   Therefore, the inventors of the present invention prevent weld solidification cracking not only for austenitic stainless steel containing P at a high concentration, but also for Ni-base alloys containing high concentration of Cr and having excellent corrosion resistance and heat resistance. In order to provide a high-alloy weld joint and a high-alloy weld material having a completely austenitic structure that is greatly reduced in the low-cost upper limit content of P, and has excellent economic efficiency and functionality. A study was conducted.

なお、溶接凝固割れは、前述のように、溶接凝固中のデンドライト間に残存する液相が低温域まで膜状に残存する場合に、付加される応力に耐えられずに生じる割れである。   As described above, the weld solidification crack is a crack that occurs without being able to withstand the applied stress when the liquid phase remaining between the dendrites during the weld solidification remains in the form of a film up to a low temperature range.

そして、Ｐ含有量の増加によって溶接凝固割れ感受性が増大する、つまり、溶接凝固割れの発生が増えるのは、Ｐが凝固中の液相に著しく濃化して液相の凝固完了温度を大きく低下させるため、液相がより低温域まで残存することに起因するものである。   And, the increase in the P content increases the weld solidification cracking susceptibility, that is, the occurrence of weld solidification cracking increases. P is significantly concentrated in the liquid phase during solidification and greatly reduces the solidification completion temperature of the liquid phase. Therefore, the liquid phase is caused to remain up to a lower temperature range.

不純物元素として含まれるＰに起因した溶接凝固割れの発生低減に関する研究は既に種々行われている。   Various studies on the reduction of weld solidification cracking due to P contained as an impurity element have already been conducted.

しかしながら、Ｐはオーステナイト中にはほとんど固溶しないため、初晶オーステナイト凝固する場合はもちろん、完全オーステナイトにて凝固する場合に至っては溶接凝固割れ感受性を著しく増大させる。   However, since P hardly dissolves in austenite, the weld solidification cracking sensitivity is remarkably increased not only in the case of solidification in primary austenite but also in the case of solidification in complete austenite.

このため、特に完全オーステナイト凝固するステンレス鋼やＮｉ基合金では、Ｐ含有量に対する規制が設けられており、例えば、上記完全オーステナイト凝固するオーステナイト系ステンレス鋼の代表鋼種であるＪＩＳ Ｇ ４３０４（２００５）に規定されたＳＵＳ３１０Ｓでは、Ｐの含有量は０．０４５％以下に制限され、その溶接に用いられる溶接材料は溶接凝固割れを配慮し、ＪＩＳ Ｇ ４３１６（１９９１）ではさらに低い０．０３０％以下に制限されているのが実状である。   For this reason, especially in stainless steel and Ni-based alloys that are completely austenitic solidified, there are restrictions on the P content. For example, JIS G 4304 (2005), which is a representative steel type of austenitic stainless steel that is completely austenitic solidified, is provided. In the specified SUS310S, the P content is limited to 0.045% or less, and the welding material used for the welding is considered to be weld solidification cracking, and in JIS G 4316 (1991), the content is further lowered to 0.030% or less. The actual situation is limited.

しかしながら、前述のとおり、Ｐはクリープ強度を始めとする高温強度や耐食性等を向上させる元素として知られているため、完全オーステナイト凝固するオーステナイト系ステンレス鋼やＮｉ基合金に対して凝固割れ感受性の低減が可能となった場合、低コスト元素として知られているＰを活用することによって経済的にも優れた高機能化された材料開発に大いに寄与することができると考えられる。   However, as mentioned above, P is known as an element that improves creep strength and other high-temperature strength, corrosion resistance, and the like, so it reduces the susceptibility to solidification cracking for austenitic stainless steel and Ni-based alloys that solidify completely austenite. If it becomes possible, it will be possible to greatly contribute to the development of highly functional materials that are economically superior by utilizing P known as a low-cost element.

そこで、本願発明者らは、Ｐを高い濃度で含み、完全オーステナイト凝固する高合金の溶接凝固割れ感受性低減のための手法に関して検討した。   Therefore, the inventors of the present application have studied a technique for reducing the sensitivity to weld solidification cracking of a high alloy containing P at a high concentration and solidifying completely austenite.

その結果、先ず、Ｃを高い濃度で含有させて、溶接凝固中に高温にて安定な共晶炭化物を有効に活用することで、系のエントロピーの低減を促進し、凝固の進行を加速できることを知見した。   As a result, first, by containing C at a high concentration and effectively utilizing eutectic carbide stable at high temperatures during weld solidification, the reduction of system entropy can be promoted and the progress of solidification can be accelerated. I found out.

そして、上記知見から、熱力学的に凝固の進行が加速されているために液相中のＰの濃度が増加しているとしても、凝固割れの起点となる延性の低い少量の液相が残存している領域での滞在時間が短縮され、結果として凝固割れが抑制されることになるとの考えに至った。   From the above findings, even if the concentration of P in the liquid phase is increased because the progress of solidification is thermodynamically accelerated, a small amount of liquid phase with low ductility that becomes a starting point of solidification cracking remains. It has been thought that the staying time in the area is shortened, and as a result, solidification cracking is suppressed.

そこでさらなる検討を行い、対象とする高合金が高濃度のＣｒを必須元素として含んでいる場合には、Ｃｒを主体とするいわゆる「Ｍ₇Ｃ₃」型の炭化物が前記した共晶炭化物に相当し得るとの知見を得た。 Therefore, further investigation is conducted, and when the target high alloy contains a high concentration of Cr as an essential element, the so-called “M ₇ C ₃ ” type carbide mainly composed of Cr corresponds to the eutectic carbide described above. I got the knowledge that I could do it.

そこで、本願発明者らは、Ｃ、ＣｒおよびＮｉの含有量を種々変化させたＰ含有量の高い高合金を作製し、実際にＣ含有量が溶接凝固割れ感受性に及ぼす影響について詳細な調査を実施した。   Therefore, the inventors of the present application made a high alloy with a high P content by varying the contents of C, Cr and Ni, and conducted a detailed investigation on the effect of the C content on the weld solidification cracking susceptibility. Carried out.

その結果、オーステナイト系合金のように幅広いＮｉ量の範囲において０．０５％を超える高い量のＰを含有する場合でも、ＣおよびＰの含有量が下記の（１）式を満たせば、溶接凝固割れの発生を抑制できることが確認された。   As a result, even when a high amount of P exceeding 0.05% is contained in a wide range of Ni content as in the austenitic alloy, if the contents of C and P satisfy the following formula (1), weld solidification It was confirmed that the occurrence of cracks can be suppressed.

Ｃ≧０．６×Ｐ＋０．２７・・・（１）。
ただし、（１）式中の元素記号は、その元素の質量％での含有量を表す。 C ≧ 0.6 × P + 0.27 (1).
However, the element symbol in the formula (1) represents the content in mass% of the element.

本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、下記の（１）と（２）のいずれかに示すオーステナイト系高合金溶接継手、および下記の（３）と（４）のいずれかに示すオーステナイト系高合金溶接材料にある。   The present invention has been completed based on the above findings, and the gist of the present invention is the austenitic high alloy welded joint shown in either of the following (1) and (2), and the following (3) and ( It exists in the austenitic high alloy welding material shown in any one of 4).

（１）母材および溶接金属が、質量％で、Ｃ：０．３％を超えて２．０％以下、Ｓｉ：４．０％以下、Ｍｎ：０．１０〜３．０％、Ｐ：０．０５％を超えて０．５％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｒ：１８〜５０％、Ｎｉ：２０％を超えて８０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜５％、Ｎ：０．３％以下を含有するとともに、ＣおよびＰの含有量が下記の（１）式を満たし、残部はＦｅおよび不純物からなることを特徴とするオーステナイト系高合金溶接継手。
Ｃ≧０．６×Ｐ＋０．２７・・・（１）。
ただし、（１）式中の元素記号は、その元素の質量％での含有量を表す。 (1) Base material and weld metal are mass%, C: more than 0.3% and 2.0% or less, Si: 4.0% or less, Mn: 0.10 to 3.0%, P: 0.05% to 0.5% or less, S: 0.03% or less, Cr: 18 to 50%, Ni: more than 20% to 80% or less, sol. Austenite containing Al: 0.001 to 5%, N: 0.3% or less, the contents of C and P satisfy the following formula (1), and the balance consists of Fe and impurities High alloy welded joint.
C ≧ 0.6 × P + 0.27 (1).
However, the element symbol in the formula (1) represents the content in mass% of the element.

（２）Ｆｅの一部に代えて、質量％で、さらに、下記第１群および第２群の中から選ばれた１種または２種以上の元素を含有することを特徴とする上記（１）に記載のオーステナイト系高合金溶接継手。
第１群：Ｃｕ：５％以下、Ｍｏ：１０％以下、Ｗ：１０％以下、Ｖ：２％以下、Ｎｂ：３％以下、Ｔｉ：３％以下、Ｔａ：８％以下、Ｚｒ：１％以下、Ｈｆ：１％以下、Ｃｏ：１５％以下およびＢ：０．０３％以下のうちの１種または２種以上、
第２群：Ｃａ：０．０５％以下、Ｍｇ：０．０５％以下およびＲＥＭ：０．３％以下のうちの１種または２種以上。 (2) The above (1), which contains, in mass%, one or more elements selected from the following first group and second group instead of a part of Fe Austenitic high alloy welded joints as described in 1).
First group: Cu: 5% or less, Mo: 10% or less, W: 10% or less, V: 2% or less, Nb: 3% or less, Ti: 3% or less, Ta: 8% or less, Zr: 1% Hereinafter, one or more of Hf: 1% or less, Co: 15% or less, and B: 0.03% or less,
Second group: one or more of Ca: 0.05% or less, Mg: 0.05% or less and REM: 0.3% or less.

（３）質量％で、Ｃ：０．３％を超えて２．０％以下、Ｓｉ：４．０％以下、Ｍｎ：０．１０〜３．０％、Ｐ：０．０５％を超えて０．５％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｒ：１８〜５０％、Ｎｉ：２０％を超えて８０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜５％、Ｎ：０．３％以下を含有するとともに、ＣおよびＰの含有量が下記の（１）式を満たし、残部はＦｅおよび不純物からなることを特徴とするオーステナイト系高合金溶接材料。
Ｃ≧０．６×Ｐ＋０．２７・・・（１）。
ただし、（１）式中の元素記号は、その元素の質量％での含有量を表す。 (3) By mass%, C: more than 0.3% and 2.0% or less, Si: 4.0% or less, Mn: 0.10 to 3.0%, P: more than 0.05% 0.5% or less, S: 0.03% or less, Cr: 18-50%, Ni: more than 20% and 80% or less, sol. Austenite containing Al: 0.001 to 5%, N: 0.3% or less, the contents of C and P satisfy the following formula (1), and the balance consists of Fe and impurities High alloy welding materials.
C ≧ 0.6 × P + 0.27 (1).
However, the element symbol in the formula (1) represents the content in mass% of the element.

（４）Ｆｅの一部に代えて、質量％で、さらに、下記第１群および第２群の中から選ばれた１種または２種以上の元素を含有することを特徴とする上記（３）に記載のオーステナイト系高合金溶接材料。
第１群：Ｃｕ：５％以下、Ｍｏ：１０％以下、Ｗ：１０％以下、Ｖ：２％以下、Ｎｂ：３％以下、Ｔｉ：３％以下、Ｔａ：８％以下、Ｚｒ：１％以下、Ｈｆ：１％以下、Ｃｏ：１５％以下およびＢ：０．０３％以下のうちの１種または２種以上、
第２群：Ｃａ：０．０５％以下、Ｍｇ：０．０５％以下およびＲＥＭ：０．３％以下のうちの１種または２種以上。 (4) Instead of a part of Fe, the composition further contains one or more elements selected from the following first group and second group in mass% (3) Austenitic high-alloy welding materials described in 1).
First group: Cu: 5% or less, Mo: 10% or less, W: 10% or less, V: 2% or less, Nb: 3% or less, Ti: 3% or less, Ta: 8% or less, Zr: 1% Hereinafter, one or more of Hf: 1% or less, Co: 15% or less, and B: 0.03% or less,
Second group: one or more of Ca: 0.05% or less, Mg: 0.05% or less and REM: 0.3% or less.

なお、「ＲＥＭ」は、Ｓｃ、Ｙ及びランタノイドの合計１７元素の総称であり、ＲＥＭの含有量はＲＥＭのうちの１種または２種以上の元素の合計含有量を指す。   “REM” is a generic name for a total of 17 elements of Sc, Y and lanthanoid, and the content of REM refers to the total content of one or more elements of REM.

以下、上記（１）および（２）に示すオーステナイト系高合金溶接継手、ならびに（３）および（４）に示すオーステナイト系高合金溶接材料に係る発明を、それぞれ、「本発明（１）」〜「本発明（４）」という。また、総称して「本発明」ということがある。   Hereinafter, the invention relating to the austenitic high alloy welded joint shown in the above (1) and (2) and the austenitic high alloy welded material shown in (3) and (4) are referred to as “present invention (1)” to This is referred to as “present invention (4)”. Also, it may be collectively referred to as “the present invention”.

本発明に係るオーステナイト系高合金溶接継手は、Ｐ含有量が高く、しかも、完全オーステナイト凝固するにも拘わらず、溶接凝固割れの発生を抑制できるので、溶接施工が要求される用途に幅広く適用することができる。また、本発明に係るオーステナイト系高合金溶接材料は、上記のオーステナイト系高合金溶接継手を作製するのに最適である。   The austenitic high-alloy welded joint according to the present invention has a high P content and can suppress the occurrence of weld solidification cracks despite complete austenite solidification, and thus can be widely applied to applications requiring welding construction. be able to. Moreover, the austenitic high alloy welding material according to the present invention is optimal for producing the austenitic high alloy welded joint.

以下、本発明のオーステナイト系高合金溶接継手および溶接材料における成分元素の限定理由について詳しく説明する。なお、以下の説明において、各元素の含有量の「％」表示は「質量％」を意味する。   Hereinafter, the reason for limitation of the component elements in the austenitic high alloy welded joint and welding material of the present invention will be described in detail. In the following description, “%” display of the content of each element means “mass%”.

Ｃ：０．３％を超えて２．０％以下
Ｃは、本発明において最も重要な元素の一つである。すなわちＣは、高Ｐ化による溶接凝固割れ感受性に対する悪影響を無害化させるのに必要なＣｒを主体とする「Ｍ₇Ｃ₃」型の炭化物の晶出を促進させるために必要不可欠な元素である。１８％以上のＣｒを含む高合金において、０．０５％を超えるＰを含有する場合に前記した効果を得るためには、０．３％を超える量のＣを含有する必要がある。しかしながら一方、Ｃの含有量が過剰になって、特に、２．０％を超えると、過剰な量のＣｒ炭化物が晶出したり析出したりするために、材料の延性が著しく劣化する。さらに、高温にて延性が無くなる温度が著しく低下するために、熱間加工性が著しく劣化する。したがって、Ｃの含有量を０．３％を超えて２．０％以下とした。Ｃの含有量のより好ましい範囲は、０．４％を超えて１．５％以下であり、さらに好ましい範囲は０．４５％を超えて１．２％以下である。 C: more than 0.3% and not more than 2.0% C is one of the most important elements in the present invention. In other words, C is an indispensable element for promoting the crystallization of “M ₇ C ₃ ” type carbides mainly composed of Cr, which is necessary for detoxifying the adverse effect on weld solidification cracking susceptibility due to high P. . In a high alloy containing 18% or more of Cr, in order to obtain the above-described effect when P exceeds 0.05%, it is necessary to contain C in an amount exceeding 0.3%. On the other hand, however, if the C content is excessive, particularly exceeding 2.0%, an excessive amount of Cr carbide crystallizes or precipitates, so that the ductility of the material is remarkably deteriorated. Furthermore, since the temperature at which the ductility is lost at a high temperature is remarkably reduced, the hot workability is remarkably deteriorated. Therefore, the C content is more than 0.3% and not more than 2.0%. A more preferable range of the C content is more than 0.4% and 1.5% or less, and a more preferable range is more than 0.45% and 1.2% or less.

なお、前記した効果を得るためのＣの含有量は、Ｐの含有量と強い相関があり、Ｐの含有量の増加により凝固割れ抑制に必要となるＣの含有量の下限値が変化する。このため、Ｃの含有量は、上記の範囲において、前記の（１）式、すなわち〔Ｃ≧０．６×Ｐ＋０．２７〕をも満たす必要がある。   In addition, the content of C for obtaining the above-described effect has a strong correlation with the content of P, and the lower limit of the content of C necessary for suppressing solidification cracking changes as the content of P increases. For this reason, the C content needs to satisfy the above-mentioned formula (1), that is, [C ≧ 0.6 × P + 0.27] in the above range.

Ｓｉ：４．０％以下
Ｓｉは、金属材料の溶製時に脱酸作用を有し、また耐酸化性および耐水蒸気酸化性等を高めるのに有効な元素である。上記の効果を得るためには、Ｓｉは０．１％以上含有させるのが望ましい。しかしながら、その含有量が過剰になり、特に、４．０％を超えると、溶接凝固割れ感受性を著しく増大させる。したがって、Ｓｉの含有量は４．０％以下とした。なお、Ｓｉの含有量は３．０％以下であればより好ましく、２．０％以下であればさらに一層好ましい。 Si: 4.0% or less Si is an element that has a deoxidizing action when a metal material is melted and is effective in enhancing oxidation resistance, steam oxidation resistance, and the like. In order to acquire said effect, it is desirable to contain Si 0.1% or more. However, if its content becomes excessive, especially exceeding 4.0%, the weld solidification cracking sensitivity is remarkably increased. Therefore, the Si content is 4.0% or less. Note that the Si content is preferably 3.0% or less, and more preferably 2.0% or less.

Ｍｎ：０．１０〜３．０％
Ｍｎは、金属材料中に不純物として含まれるＳによる熱間加工脆性の抑制の他、溶製時の脱酸効果に有効な元素である。このような効果を得るためには、Ｍｎは０．１０％以上含有させる必要がある。しかしながら、その含有量が３．０％を超えると、σ相等の金属間化合物相の析出を助長し、高温における組織安定性の劣化に起因した靱性や延性の低下を生じる。したがって、Ｍｎの含有量は０．１０〜３．０％とした。なお、Ｍｎの含有量は０．３０〜２．０％であればさらに好ましく、０．５０〜１．５％であればさらに一層好ましい。 Mn: 0.10 to 3.0%
Mn is an element effective for the deoxidation effect at the time of melting in addition to suppressing hot work brittleness due to S contained as an impurity in the metal material. In order to obtain such an effect, it is necessary to contain 0.10% or more of Mn. However, if the content exceeds 3.0%, precipitation of an intermetallic compound phase such as σ phase is promoted, resulting in a decrease in toughness and ductility due to deterioration of the structural stability at high temperatures. Therefore, the content of Mn is set to 0.10 to 3.0%. Note that the Mn content is more preferably 0.30 to 2.0%, and even more preferably 0.50 to 1.5%.

Ｐ：０．０５％を超えて０．５％以下
Ｐは、従来、溶接凝固割れ感受性を著しく増大させる元素として知られており、特に完全オーステナイト凝固する場合にはその影響はより顕著となるため、その含有量には規制が設けられていた。しかしながら、０．０５％を超える量のＰの含有はクリープ強度を始めとする高温強度や耐食性を向上させる等、材料の特性を向上させる効果を有する。 P: more than 0.05% and 0.5% or less Conventionally, P is known as an element that remarkably increases the susceptibility to weld solidification cracking, and the effect becomes more noticeable particularly when complete austenite solidification occurs. The content was regulated. However, the inclusion of P in an amount exceeding 0.05% has the effect of improving the properties of the material, such as improving high temperature strength such as creep strength and corrosion resistance.

なお、本発明においては、前述の範囲にあってかつ前記の（１）式、すなわち〔Ｃ≧０．６×Ｐ＋０．２７〕をも満たす量のＣを含有させることで、Ｐの溶接凝固割れ感受性に対する悪影響を排除しているものの、Ｐの含有量があまりにも過剰になり、特に、０．５％を超えると、クリープ延性等の母材使用性能自体を劣化させる。   In the present invention, the weld solidification cracking of P can be achieved by including an amount of C that is in the above-described range and also satisfies the above-described formula (1), that is, [C ≧ 0.6 × P + 0.27]. Although the adverse effect on sensitivity is eliminated, the P content becomes excessively large. In particular, when the content exceeds 0.5%, the performance of the base material itself such as creep ductility is deteriorated.

したがって、Ｐの含有量を０．０５％超えて０．５％以下とした。なお、Ｐの含有量は０．０６％を超えて０．３％以下であればさらに好ましく、０．０８％を超えて０．２％以下であればさらに一層好ましい。   Therefore, the P content is set to more than 0.05% and not more than 0.5%. The P content is more preferably 0.06% to 0.3% or less, and even more preferably 0.08% to 0.2% or less.

なお、上述したように、Ｐの含有量は、上記の０．０５％を超えて０．５％以下という範囲において、前記の（１）式である〔Ｃ≧０．６×Ｐ＋０．２７〕をも満たす必要がある。   In addition, as above-mentioned, content of P is said (1) Formula in the range which exceeds said 0.05% and is 0.5% or less [C> = 0.6 * P + 0.27]. It is necessary to satisfy.

Ｓ：０．０３％以下
Ｓは、金属材料を溶製する際に原料などから混入してくる不純物元素であり、その含有量が多くなると、耐食性の低下を招くとともに、熱間加工性と溶接性も劣化させ、特に、Ｓの含有量が０．０３％を超えると、耐食性の低下、熱間加工性と溶接性の劣化が著しくなる。したがって、Ｓの含有量は０．０３％以下とした。なお、Ｓの含有量は可能な限り低減することが望ましいので、０．０１％以下とすればさらに好ましく、０．００５％以下とすればさらに一層好ましい。 S: 0.03% or less S is an impurity element mixed from a raw material or the like when a metal material is melted. When the content is increased, the corrosion resistance is lowered, and hot workability and welding are performed. In particular, when the S content exceeds 0.03%, the corrosion resistance decreases, and the hot workability and weldability deteriorate significantly. Therefore, the content of S is set to 0.03% or less. Since the S content is desirably reduced as much as possible, it is more preferably 0.01% or less, and even more preferably 0.005% or less.

Ｃｒ：１８〜５０％
Ｃｒは、金属材料の表面に薄い酸化皮膜を形成することによって、ステンレス鋼やＮｉ基合金に耐酸化性、耐水蒸気酸化性、耐高温腐食性等を確保させるための必須の元素である。前記した効果を得るためには、Ｃｒを１８％以上含有する必要がある。 Cr: 18-50%
Cr is an essential element for ensuring the oxidation resistance, steam oxidation resistance, high temperature corrosion resistance, etc. of stainless steel and Ni-based alloy by forming a thin oxide film on the surface of the metal material. In order to obtain the effects described above, it is necessary to contain 18% or more of Cr.

なお、本発明においては、Ｐの溶接凝固割れ感受性に対する悪影響を排除するために、Ｃｒを主体とする「Ｍ₇Ｃ₃」型の炭化物を晶出させる必要があり、しかも、Ｃｒの含有量が多いほど耐食性が向上する。このため、より多くのＣｒを含有していることが望ましい。しかしながら、Ｃｒの含有量が５０％を超えると、Ｎｉ含有量とのバランスから長時間のクリープ強度の確保に必要な完全オーステナイト組織の安定性を確保することが極めて困難となり、かつ粗大な炭化物が多量に析出するために、例えば、時効靱性等の機械的性質が著しく劣化する。したがって、Ｃｒの含有量を１８〜５０％とした。 In the present invention, it is necessary to crystallize the “M ₇ C ₃ ” type carbide mainly composed of Cr in order to eliminate the adverse effect of P on the weld solidification cracking susceptibility, and the Cr content is also small. The greater the number, the better the corrosion resistance. For this reason, it is desirable to contain more Cr. However, if the Cr content exceeds 50%, it becomes extremely difficult to ensure the stability of the complete austenite structure necessary for securing the long-term creep strength from the balance with the Ni content, and coarse carbides are formed. Due to the large amount of precipitation, for example, mechanical properties such as aging toughness are significantly deteriorated. Therefore, the Cr content is set to 18 to 50%.

一方、Ｃｒの含有量が５０％以下であっても、その含有量を３５％以下とした方がオーステナイト組織をより安定化しやすくなり、σ相等の金属間化合物やα−Ｃｒ相を生成しにくくなる。このため、特にクリープ強度の向上を目的にＰを含有させる場合では、Ｃｒ含有量の上限を３５％とすることが望ましい。したがって、Ｃｒの含有量は１８〜３５％とすることがより好ましく、２０〜３２％であればさらに一層好ましい。   On the other hand, even if the Cr content is 50% or less, it is easier to stabilize the austenite structure if the content is 35% or less, and it is difficult to generate intermetallic compounds such as σ phase and α-Cr phase. Become. For this reason, especially when adding P for the purpose of improving the creep strength, the upper limit of the Cr content is desirably 35%. Therefore, the Cr content is more preferably 18 to 35%, and even more preferably 20 to 32%.

Ｎｉ：２０％を超えて８０％以下
Ｎｉは、安定なオーステナイト組織を確保するために必須の元素であり、その必要最少含有量は、オーステナイト系高合金中に含まれるＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ等のフェライト生成元素やＭｎ、Ｃ、Ｎ等のオーステナイト生成元素の含有量によって定まる。 Ni: more than 20% and not more than 80% Ni is an essential element for securing a stable austenite structure, and the necessary minimum content thereof is Cr, Mo, W, Nb contained in an austenitic high alloy. It depends on the content of ferrite-forming elements such as Mn, C, N and the like.

本発明では１８％以上のＣｒを含有させる必要があり、このＣｒ量に対してＮｉの含有量が２０％未満の場合には、安定なオーステナイト単相組織にするのが困難であり、さらに、高温での長時間使用でオーステナイト組織が不安定になり、σ相等の脆化相析出に起因して高温強度や靱性が著しく劣化してしまう。また、Ｎｉ含有量の増加によってＰのオーステナイト中の固溶量が低下するので、Ｐの溶接凝固割れ感受性に対する悪影響を排除するためにより多くの量のＣｒを含有することが必要となる。しかしながら、Ｎｉの含有量が８０％を超えると、Ｐの溶接凝固割れ感受性に対する悪影響を排除するために必要な量のＣｒが確保し難くなり、さらに、成分コストも嵩んでしまう。したがって、Ｎｉの含有量は２０％を超えて８０％以下とした。なお、Ｎｉの含有量は２５〜６５％であればより好ましく、３０〜５５％であればさらに一層好ましい。   In the present invention, it is necessary to contain 18% or more of Cr, and when the content of Ni is less than 20% with respect to the amount of Cr, it is difficult to obtain a stable austenite single phase structure, The austenite structure becomes unstable when used for a long time at a high temperature, and the high temperature strength and toughness are remarkably deteriorated due to the precipitation of the embrittled phase such as the σ phase. Further, since the solid solution amount of P in the austenite decreases with the increase of the Ni content, it is necessary to contain a larger amount of Cr in order to eliminate the adverse effect on the weld solidification cracking sensitivity of P. However, if the Ni content exceeds 80%, it becomes difficult to secure an amount of Cr necessary to eliminate the adverse effect of P on weld solidification cracking susceptibility, and the component cost also increases. Therefore, the Ni content is more than 20% and 80% or less. The Ni content is more preferably 25 to 65%, and even more preferably 30 to 55%.

ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜５％
Ａｌは、金属材料の溶製時に脱酸作用を有する。この効果を発揮させるためにはＡｌをｓｏｌ．Ａｌ（「酸可溶性Ａｌ」）として０．００１％以上含有させる必要がある。高濃度のＡｌの含有は、高温にて安定なγ’相を形成し、クリープ強度の向上に寄与するとともに、高温での酸化被膜の形成による耐食性の向上にも寄与する。しかしながら、ｓｏｌ．ＡｌとしてのＡｌの含有量が５％を超えると、高温で過剰な量の金属間化合物が析出するので、靱性を著しく低下させてしまう。したがって、ｓｏｌ．Ａｌの含有量は０．００１〜５％とした。なお、ｓｏｌ．Ａｌの含有量は０．００５〜３％であればさらに好ましく、０．０１〜１％であればさらに一層好ましい。 sol. Al: 0.001 to 5%
Al has a deoxidizing action when the metal material is melted. In order to exert this effect, Al is sol. It is necessary to contain 0.001% or more as Al (“acid-soluble Al”). The inclusion of a high concentration of Al forms a stable γ 'phase at high temperature, contributes to the improvement of creep strength, and also contributes to the improvement of corrosion resistance due to the formation of an oxide film at a high temperature. However, sol. When the content of Al as Al exceeds 5%, an excessive amount of intermetallic compound is precipitated at a high temperature, so that the toughness is remarkably lowered. Therefore, sol. The Al content was 0.001 to 5%. Note that sol. The Al content is more preferably 0.005 to 3%, and still more preferably 0.01 to 1%.

Ｎ：０．３％以下
Ｎの含有量が０．３％を超えると、熱間加工性の低下をきたす。このため、Ｎの含有量は０．３％以下とした。なお、Ｎの含有量は少ないほど望ましく、より好ましいのは０．２％以下、さらに一層好ましいのは０．１５％以下である。 N: 0.3% or less When the content of N exceeds 0.3%, hot workability is deteriorated. For this reason, the N content is set to 0.3% or less. The N content is preferably as small as possible, more preferably 0.2% or less, and still more preferably 0.15% or less.

（１）式について：
上述した範囲のＣからＮまでの元素を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるオーステナイト系高合金は、〔Ｃ≧０．６×Ｐ＋０．２７〕、つまり（１）式を満たせば、完全オーステナイト凝固してオーステナイト単相組織になる場合であっても、溶接凝固割れを確実かつ安定して抑制できる。 About formula (1):
An austenitic high alloy containing the elements from C to N in the above-mentioned range and the balance being Fe and impurities is [C ≧ 0.6 × P + 0.27], that is, complete austenite if the formula (1) is satisfied. Even when solidified into an austenite single phase structure, weld solidification cracking can be reliably and stably suppressed.

上記の理由から、本発明（１）に係るオーステナイト系高合金溶接継手は、母材および溶接金属が、上述した範囲のＣからＮまでの元素を含有するとともに、ＣおよびＰの含有量が前記の（１）式を満たし、残部はＦｅおよび不純物からなることと規定した。   For the above reasons, in the austenitic high alloy welded joint according to the present invention (1), the base metal and the weld metal contain the elements from C to N in the above-mentioned range, and the contents of C and P are the above (1) was satisfied, and the balance was defined as consisting of Fe and impurities.

同じ理由で、本発明（３）に係るオーステナイト系高合金溶接材料は、上述した範囲のＣからＮまでの元素を含有するとともに、ＣおよびＰの含有量が前記の（１）式を満たし、残部はＦｅおよび不純物からなることと規定した。   For the same reason, the austenitic high alloy welding material according to the present invention (3) contains the elements from C to N in the above-mentioned range, and the contents of C and P satisfy the above formula (1), The balance was defined as consisting of Fe and impurities.

なお、本発明（１）に係るオーステナイト系高合金溶接継手は、その母材および溶接金属のＦｅの一部に代えて、また、本発明（３）に係るオーステナイト系高合金溶接材料は、そのＦｅの一部に代えて、それぞれ、必要に応じてさらに、下記第１群および第２群の中から選ばれた１種または２種以上の元素を含有させることができる。   The austenitic high alloy welded joint according to the present invention (1) is replaced with a part of Fe of the base metal and the weld metal, and the austenitic high alloy welded material according to the present invention (3) Instead of a part of Fe, one or more elements selected from the following first group and second group can be further contained as necessary.

第１群：Ｃｕ：５％以下、Ｍｏ：１０％以下、Ｗ：１０％以下、Ｖ：２％以下、Ｎｂ：３％以下、Ｔｉ：３％以下、Ｔａ：８％以下、Ｚｒ：１％以下、Ｈｆ：１％以下、Ｃｏ：１５％以下およびＢ：０．０３％以下のうちの１種または２種以上、
第２群：Ｃａ：０．０５％以下、Ｍｇ：０．０５％以下およびＲＥＭ：０．３％以下のうちの１種または２種以上。 First group: Cu: 5% or less, Mo: 10% or less, W: 10% or less, V: 2% or less, Nb: 3% or less, Ti: 3% or less, Ta: 8% or less, Zr: 1% Hereinafter, one or more of Hf: 1% or less, Co: 15% or less, and B: 0.03% or less,
Second group: one or more of Ca: 0.05% or less, Mg: 0.05% or less and REM: 0.3% or less.

すなわち、前記第１群および第２群のグループのうちの元素の１種または２種以上を任意元素として含有させてもよい。   That is, one or more elements of the first group and the second group may be included as optional elements.

以下、上記の任意元素に関して説明する。   Hereinafter, the above optional elements will be described.

第１群：Ｃｕ：５％以下、Ｍｏ：１０％以下、Ｗ：１０％以下、Ｖ：２％以下、Ｎｂ：３％以下、Ｔｉ：３％以下、Ｔａ：８％以下、Ｚｒ：１％以下、Ｈｆ：１％以下、Ｃｏ：１５％以下およびＢ：０．０３％以下のうちの１種または２種以上
第１群の元素であるＣｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、ＣｏおよびＢは、クリープ強度や耐食性を高める作用を有するので、これらの効果を得るために上記の元素を含有させてもよい。以下、第１群の元素について詳しく説明する。 First group: Cu: 5% or less, Mo: 10% or less, W: 10% or less, V: 2% or less, Nb: 3% or less, Ti: 3% or less, Ta: 8% or less, Zr: 1% Hereinafter, one or more of Hf: 1% or less, Co: 15% or less, and B: 0.03% or less Cu, Mo, W, V, Nb, Ti, Ta which are elements of the first group , Zr, Hf, Co, and B have an effect of increasing the creep strength and corrosion resistance, and thus the above elements may be contained in order to obtain these effects. Hereinafter, the elements of the first group will be described in detail.

Ｃｕ：５％以下
Ｃｕは、高温での使用中に微細なＣｕ相としてオーステナイト母相に整合析出し、クリープ強度を大幅に向上させる作用を有する。Ｃｕには、ＣＯの乖離を抑制することによってＣの鋼中への侵入を抑制し、耐食性を大幅に向上させる作用もある。上記の効果を確実に得るには、Ｃｕの含有量は０．０１％以上とすることが望ましい。しかしながら、Ｃｕの含有量が多くなり、特に５％を超えると、熱間加工性、溶接性およびクリープ延性の低下を招く。したがって、含有させる場合のＣｕの含有量は、５％以下とした。なお、含有させる場合のＣｕの含有量は、０．０１〜５％とすることが好ましい。含有させる場合のＣｕ含有量の上限は、４．０％とすることがさらに好ましく、３．０％とすればさらに一層好ましい。 Cu: 5% or less Cu is coherently precipitated in the austenite matrix as a fine Cu phase during use at high temperatures, and has the effect of greatly improving the creep strength. Cu also has the effect of suppressing the invasion of C into steel by suppressing CO divergence and greatly improving the corrosion resistance. In order to surely obtain the above effect, the Cu content is desirably 0.01% or more. However, if the content of Cu increases, especially exceeding 5%, hot workability, weldability and creep ductility are reduced. Therefore, if Cu is included, the content of Cu is set to 5% or less. In addition, it is preferable to make content of Cu into 0.01 to 5% when making it contain. The upper limit of the Cu content when it is contained is more preferably 4.0%, and even more preferably 3.0%.

Ｍｏ：１０％以下
Ｍｏは、クリープ強度を始めとする高温強度の向上に有効な元素である。上記の効果を確実に得るには、Ｍｏの含有量は０．０５％以上とすることが好ましい。しかしながら、Ｍｏを１０％を超えて含有させても、前記の効果が飽和してコストが嵩むうえに、σ相等の金属間化合物の生成を誘発し、組織安定性および熱間加工性の劣化を招く。したがって、含有させる場合のＭｏの含有量は１０％以下とした。なお、含有させる場合のＭｏの含有量は、０．０５〜１０％とすることが好ましい。 Mo: 10% or less Mo is an element effective for improving high temperature strength including creep strength. In order to reliably obtain the above effects, the Mo content is preferably 0.05% or more. However, even if Mo is contained in excess of 10%, the above effects are saturated and the cost is increased, and the formation of intermetallic compounds such as the σ phase is induced, resulting in deterioration of the structure stability and hot workability. Invite. Therefore, the Mo content in the case of inclusion is set to 10% or less. In addition, when Mo is contained, the content of Mo is preferably 0.05 to 10%.

Ｗ：１０％以下
Ｗも、クリープ強度を始めとする高温強度の向上に有効な元素である。上記の効果を確実に得るには、Ｗの含有量は０．０５％以上とすることが好ましい。しかしながら、Ｗを１０％を超えて含有させても、前記の効果が飽和してコストが嵩むうえに、σ相等の金属間化合物の生成を誘発し、組織安定性および熱間加工性の劣化を招く。したがって、含有させる場合のＷの含有量は１０％以下とした。なお、含有させる場合のＷの含有量は、０．０５〜１０％とすることが好ましく、０．０５〜６％とすればより好ましい。 W: 10% or less W is also an element effective for improving high-temperature strength such as creep strength. In order to reliably obtain the above effect, the W content is preferably 0.05% or more. However, even if W is contained in excess of 10%, the above effects are saturated and the cost is increased, and the formation of intermetallic compounds such as the σ phase is induced, resulting in deterioration of the structure stability and hot workability. Invite. Therefore, when W is included, the content of W is set to 10% or less. In addition, when W is included, the content of W is preferably 0.05 to 10%, and more preferably 0.05 to 6%.

Ｖ：２％以下
Ｖは、炭化物形成元素であり、クリープ強度を始めとする高温強度の向上に有効である。上記の効果を確実に得るには、Ｖの含有量は０．０２％以上とすることが望ましい。しかしながら、Ｖの含有量が２％を超えると、靱性を始めとする機械的性質の大きな劣化を招く。したがって、含有させる場合のＶの含有量は、２％以下とした。なお、含有させる場合のＶの含有量は、０．０２〜２％とすることが好ましく、０．０２〜１．５％とすればさらに好ましい。含有させる場合のより一層好ましいＶの含有量は、０．０４〜１％である。 V: 2% or less V is a carbide forming element and is effective in improving high temperature strength such as creep strength. In order to reliably obtain the above effect, the V content is preferably 0.02% or more. However, if the content of V exceeds 2%, mechanical properties such as toughness are greatly deteriorated. Therefore, when V is included, the content of V is set to 2% or less. In addition, when V is included, the content of V is preferably 0.02 to 2%, and more preferably 0.02 to 1.5%. The more preferable content of V when it is contained is 0.04 to 1%.

Ｎｂ：３％以下
Ｎｂは、炭化物形成元素であり、クリープ強度を始めとする高温強度の向上に有効である。上記の効果を確実に得るには、Ｎｂの含有量は０．０５％以上とすることが望ましい。しかしながら、Ｎｂの含有量が３％を超えると、靱性を始めとする機械的性質の大きな劣化を招く。したがって、含有させる場合のＮｂの含有量は、３％以下とした。なお、含有させる場合のＮｂの含有量は、０．０５〜３％とすることが好ましく、０．０５〜１．５％とすればより好ましい。 Nb: 3% or less Nb is a carbide forming element and is effective in improving high temperature strength such as creep strength. In order to reliably obtain the above effects, the Nb content is desirably 0.05% or more. However, when the Nb content exceeds 3%, mechanical properties such as toughness are greatly deteriorated. Therefore, when Nb is contained, the content of Nb is set to 3% or less. In addition, when Nb is contained, the content of Nb is preferably 0.05 to 3%, and more preferably 0.05 to 1.5%.

Ｔｉ：３％以下
Ｔｉは、炭化物形成元素であり、クリープ強度を始めとする高温強度の向上に有効である。上記の効果を確実に得るには、Ｔｉの含有量は０．００５％以上とすることが望ましい。しかしながら、Ｔｉの含有量が３％を超えると、靱性を始めとする機械的性質の大きな劣化を招く。したがって、含有させる場合のＴｉの含有量は、３％以下とした。なお、含有させる場合のＴｉの含有量は、０．００５〜３％とすることが好ましく、０．００５〜２％とすればより好ましい。 Ti: 3% or less Ti is a carbide forming element and is effective in improving high temperature strength such as creep strength. In order to reliably obtain the above effects, the Ti content is preferably 0.005% or more. However, when the Ti content exceeds 3%, mechanical properties such as toughness are greatly deteriorated. Therefore, when Ti is contained, the content of Ti is set to 3% or less. In addition, when Ti is contained, the content of Ti is preferably 0.005 to 3%, and more preferably 0.005 to 2%.

Ｔａ：８％以下
Ｔａも炭化物形成元素であり、クリープ強度を始めとする高温強度の向上に有効である。上記の効果を確実に得るには、Ｔａの含有量は０．０１％以上とすることが望ましい。しかしながら、Ｔａの含有量が８％を超えると、靱性を始めとする機械的性質の大きな劣化を招く。したがって、含有させる場合のＴａの含有量は、８％以下とした。なお、含有させる場合のＴａの含有量は、０．０１〜８％とすることが好ましく、０．０１〜７％とすればさらに好ましい。含有させる場合のさらに一層好ましいＴａの含有量は、０．０５〜６％である。 Ta: 8% or less Ta is also a carbide forming element and is effective in improving high temperature strength such as creep strength. In order to reliably obtain the above effect, the Ta content is desirably set to 0.01% or more. However, when the Ta content exceeds 8%, mechanical properties such as toughness are greatly deteriorated. Therefore, when Ta is included, the content of Ta is set to 8% or less. In addition, when Ta is included, the content of Ta is preferably 0.01 to 8%, and more preferably 0.01 to 7%. When Ta is contained, the content of Ta is more preferably 0.05 to 6%.

Ｚｒ：１％以下
Ｚｒは、主として粒界強化に寄与し、クリープ強度を向上させる。この効果を確実に得るには、Ｚｒの含有量は０．０００５％以上とすることが望ましい。しかしながら、Ｚｒの含有量が１％を超えると、機械的性質や溶接性の劣化を招く。したがって、含有させる場合のＺｒの含有量は、１％以下とした。なお、含有させる場合のＺｒの含有量は、０．０００５〜１％とすることが好ましく、０．０１〜０．８％とすればさらに好ましい。含有させる場合のさらに一層好ましいＺｒの含有量は、０．０２〜０．５％である。 Zr: 1% or less Zr mainly contributes to grain boundary strengthening and improves creep strength. In order to reliably obtain this effect, the Zr content is preferably 0.0005% or more. However, if the content of Zr exceeds 1%, mechanical properties and weldability are deteriorated. Therefore, the content of Zr in the case of inclusion is set to 1% or less. In addition, when Zr is contained, the content of Zr is preferably 0.0005 to 1%, and more preferably 0.01 to 0.8%. An even more preferable content of Zr when contained is 0.02 to 0.5%.

Ｈｆ：１％以下
Ｈｆも主として粒界強化に寄与し、クリープ強度を向上させる。この効果を確実に得るには、Ｈｆの含有量は０．０００５％以上とすることが望ましい。しかしながら、Ｈｆの含有量が１％を超えると、機械的性質や溶接性の劣化をきたす。したがって、含有させる場合のＨｆの含有量は、１％以下とした。なお、含有させる場合のＨｆの含有量は、０．０００５〜１％とすることが好ましく、０．０１〜０．８％とすればさらに好ましい。含有させる場合のさらに一層好ましいＨｆの含有量は、０．０２〜０．５％である。 Hf: 1% or less Hf mainly contributes to grain boundary strengthening and improves creep strength. In order to reliably obtain this effect, the content of Hf is preferably set to 0.0005% or more. However, when the content of Hf exceeds 1%, mechanical properties and weldability are deteriorated. Therefore, the content of Hf when contained is set to 1% or less. In addition, when it contains, it is preferable that content of Hf shall be 0.0005 to 1%, and if it is 0.01 to 0.8%, it is more preferable. The more preferable content of Hf when contained is 0.02 to 0.5%.

Ｃｏ：１５％以下
Ｃｏは、Ｎｉと同様にオーステナイト組織を安定化し、クリープ強度向上に寄与する。この効果を確実に得るには、Ｃｏの含有量は０．０５％以上とすることが望ましい。しかしながら、Ｃｏの含有量が１５％を超えても前記の効果は飽和し、経済性が低下するばかりである。したがって、含有させる場合のＣｏの含有量は、１５％以下とした。なお、含有させる場合のＣｏの含有量は、０．０５〜１０％とすることが好ましい。 Co: 15% or less Co, like Ni, stabilizes the austenite structure and contributes to the improvement of creep strength. In order to reliably obtain this effect, the Co content is desirably 0.05% or more. However, even if the Co content exceeds 15%, the above effect is saturated and the economic efficiency is lowered. Therefore, the Co content in the case of inclusion is set to 15% or less. In addition, when Co is included, the content of Co is preferably 0.05 to 10%.

Ｂ：０．０３％以下
Ｂは、炭窒化物中に存在して高温での使用中における炭窒化物の微細分散析出を促進するとともに、Ｂ単体で粒界に存在して粒界を強化し粒界すべりを抑制することによって、クリープ強度を改善する。こうした効果を確実に得るには、Ｂの含有量は０．０００５％以上とすることが望ましい。しかしながら、Ｂの含有量が０．０３％を超えると、溶接性の低下を招く。したがって、含有させる場合のＢの含有量は、０．０３％以下とした。なお、含有させる場合のＢの含有量は、０．０００５〜０．０３％とすることが好ましく、０．００１〜０．１％とすればさらに好ましい。含有させる場合のさらに一層好ましいＢの含有量は、０．００１〜０．００５％である。 B: 0.03% or less B is present in carbonitride and promotes fine dispersion precipitation of carbonitride during use at high temperature, and B alone exists at the grain boundary to strengthen the grain boundary. Creep strength is improved by suppressing grain boundary sliding. In order to reliably obtain such an effect, the B content is desirably 0.0005% or more. However, if the B content exceeds 0.03%, weldability is deteriorated. Therefore, when B is included, the content of B is set to 0.03% or less. When B is included, the content of B is preferably 0.0005 to 0.03%, and more preferably 0.001 to 0.1%. When B is contained, the more preferable content of B is 0.001 to 0.005%.

なお、上記のＣｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、ＣｏおよびＢは、そのうちのいずれか１種のみ、または２種以上の複合で含有させることができる。   In addition, said Cu, Mo, W, V, Nb, Ti, Ta, Zr, Hf, Co, and B can be contained only in any 1 type or 2 or more types of composites.

第２群の元素であるＣａ、ＭｇおよびＲＥＭは熱間加工性を高める作用を有するので、この効果を得るために上記の元素を含有させてもよい。以下、第２群の元素について詳しく説明する。   Since Ca, Mg, and REM, which are elements of the second group, have an effect of improving hot workability, the above elements may be included in order to obtain this effect. Hereinafter, the second group of elements will be described in detail.

Ｃａ：０．０５％以下
Ｃａは、熱間加工性を高める作用を有する。この効果を確実に得るには、Ｃａの含有量は０．０００１％以上とすることが好ましい。しかしながら、Ｃａの含有量が０．０５％を超えると、酸化物系介在物を形成し却って熱間加工性が低下し、延性の劣化も生じる。したがって、含有させる場合のＣａの含有量は、０．０５％以下とした。なお、含有させる場合のＣａの含有量は、０．０００１〜０．０５％とすることが好ましく、０．００１〜０．０２％とすればさらに好ましい。含有させる場合のさらに一層好ましいＣａの含有量は、０．００１〜０．０１％である。 Ca: 0.05% or less Ca has an effect of improving hot workability. In order to reliably obtain this effect, the Ca content is preferably 0.0001% or more. However, if the Ca content exceeds 0.05%, oxide inclusions are formed and hot workability is lowered, and ductility is also deteriorated. Therefore, when Ca is contained, the content of Ca is set to 0.05% or less. In addition, when Ca is contained, the content of Ca is preferably 0.0001 to 0.05%, and more preferably 0.001 to 0.02%. An even more preferable content of Ca when contained is 0.001 to 0.01%.

Ｍｇ：０．０５％以下
Ｍｇも熱間加工性を高める作用を有する。この効果を確実に得るには、Ｍｇの含有量は０．０００５％以上とすることが好ましい。しかしながら、Ｍｇの含有量が０．０５％を超えると、酸化物系介在物を形成し却って熱間加工性が低下し、延性の劣化も生じる。したがって、含有させる場合のＭｇの含有量は、０．０５％以下とした。なお、含有させる場合のＭｇの含有量は、０．０００５〜０．０５％とすることが好ましく、０．００１〜０．０２％とすればさらに好ましい。含有させる場合のさらに一層好ましいＭｇの含有量は、０．００１〜０．０１％である。 Mg: 0.05% or less Mg also has an effect of improving hot workability. In order to reliably obtain this effect, the Mg content is preferably 0.0005% or more. However, if the Mg content exceeds 0.05%, oxide-based inclusions are formed and hot workability is lowered, and ductility is also deteriorated. Therefore, when Mg is contained, the content of Mg is set to 0.05% or less. In addition, when Mg is contained, the content of Mg is preferably 0.0005 to 0.05%, and more preferably 0.001 to 0.02%. An even more preferable content of Mg when contained is 0.001 to 0.01%.

ＲＥＭ：０．３％以下
ＲＥＭは、金属材料中に含まれる不純物元素との親和力、特に、Ｓとの親和力が大きいため、Ｓ含有による熱間加工性の低下を抑制する効果を有する。上記の効果は、ＲＥＭの含有量が０．００５％以上の場合に顕著となる。しかしながら、ＲＥＭの含有量が０．３％を超えると、粗大な酸化物や硫化物を形成して、却って熱間加工性の低下を招き、さらに、表面疵の発生の増加と靱性の劣化が生ずる。したがって、含有させる場合のＲＥＭの含有量は、０．３％以下とした。なお、含有させる場合のＲＥＭの含有量は、０．００５〜０．３％とすることが好ましく、０．００５〜０．１％とすればさらに好ましい。含有させる場合のさらに一層好ましいＲＥＭの含有量は、０．００５〜０．０７％である。 REM: 0.3% or less Since REM has a high affinity with an impurity element contained in a metal material, in particular, an affinity with S, it has an effect of suppressing a decrease in hot workability due to the inclusion of S. The above effect becomes significant when the content of REM is 0.005% or more. However, if the content of REM exceeds 0.3%, coarse oxides and sulfides are formed, which leads to a decrease in hot workability, and further, the occurrence of surface flaws and the deterioration of toughness. Arise. Therefore, the content of REM in the case of inclusion is set to 0.3% or less. In addition, it is preferable to make content of REM in the case of containing 0.005-0.3%, and it is more preferable if it is 0.005-0.1%. An even more preferable content of REM when contained is 0.005 to 0.07%.

上記のＣａ、ＭｇおよびＲＥＭは、そのうちのいずれか１種のみ、または２種の複合で含有させることができる。   Said Ca, Mg, and REM can be contained only in any 1 type or 2 types of composites.

なお、「ＲＥＭ」が、Ｓｃ、Ｙ及びランタノイドの合計１７元素の総称であり、また、ＲＥＭの含有量がＲＥＭのうちの１種または２種以上の元素の合計含有量を指すことは既に述べたとおりである。   Note that “REM” is a general term for a total of 17 elements of Sc, Y and lanthanoids, and that the content of REM refers to the total content of one or more elements of REM. That's right.

上記の理由から、本発明（２）に係るオーステナイト系高合金溶接継手および本発明（４）に係るオーステナイト系高合金溶接材料は、本発明（１）に係るオーステナイト系高合金溶接継手および本発明（３）に係るオーステナイト系高合金溶接材料のＦｅの一部に代えて、上記第１群および第２群の中から選ばれた１種または２種以上の元素を含有することと規定した。   For the above reasons, the austenitic high alloy welded joint according to the present invention (2) and the austenitic high alloy welded joint according to the present invention (4) are the same as the austenitic high alloy welded joint according to the present invention (1) and the present invention. Instead of a part of Fe of the austenitic high alloy welding material according to (3), it is defined that it contains one or more elements selected from the first group and the second group.

本発明（１）および本発明（２）に係るオーステナイト系高合金溶接継手は、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接等の種々の溶接方法で作製することができる。   The austenitic high alloy welded joint according to the present invention (1) and the present invention (2) can be produced by various welding methods such as TIG welding and MIG welding.

なお、上記のオーステナイト系高合金溶接継手の作製に用いる溶接材料としては、採用する溶接方法と溶接条件に応じて、前記の溶接金属の組成が得られる組成のものを選べばよい。   In addition, what is necessary is just to select the thing of the composition from which the composition of the said weld metal is obtained as a welding material used for preparation of said austenitic high alloy welded joint according to the welding method and welding conditions to employ | adopt.

ＴＩＧ溶接を採用する場合には、溶接材料の組成は実質的に溶接金属の組成と同じでよいので、例えば、本発明（１）に係るオーステナイト系高合金溶接継手の作製に用いる溶接材料としては本発明（３）に係るオーステナイト系高合金溶接材料を用いるのが望ましく、また、本発明（２）に係るオーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の作製に用いる溶接材料としては本発明（４）に係るオーステナイト系ステンレス鋼溶接材料を用いるのが望ましい。   When TIG welding is employed, the composition of the welding material may be substantially the same as the composition of the weld metal. For example, as the welding material used for the production of the austenitic high alloy welded joint according to the present invention (1), The austenitic high alloy welding material according to the present invention (3) is preferably used, and the austenitic steel according to the present invention (4) is used as a welding material for producing the austenitic stainless steel welded joint according to the present invention (2). It is desirable to use a stainless steel welding material.

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited to these Examples.

表１に示す化学組成を有するオーステナイト系高合金である合金１〜９および合金Ａ〜Ｄを高周波加熱真空炉を用いて溶解した後、インゴットに鋳造した。   Alloys 1 to 9 and alloys A to D, which are austenitic high alloys having the chemical composition shown in Table 1, were melted using a high-frequency heating vacuum furnace, and then cast into ingots.

表１中の合金１〜９は、化学組成が本発明で規定する範囲内にある高合金である。   Alloys 1 to 9 in Table 1 are high alloys whose chemical compositions are within the range defined by the present invention.

一方、表１中の合金Ａ〜Ｄは、化学組成が本発明で規定する条件から外れた比較例の高合金である。なお、合金ＤのＣの含有量の「０．３１」％という値は、「０．３％を超えて２．０％以下」という本発明の規定範囲内にはあるが、前記（１）式の右辺、すなわち〔０．６×Ｐ＋０．２７〕の値である「０．３４」％を下回るものであるため、本発明で規定する条件から外れている。また、合金Ａ〜ＣにおけるＣ含有量の「０．０６」％、「０．０８」％および「０．１５」％という値は、「０．３％を超えて２．０％以下」という規定範囲から外れるだけではなく、それぞれ、前記（１）式の右辺の値である「０．３０」％、「０．３３」％および「０．３３」％を下回るものである。   On the other hand, Alloys A to D in Table 1 are high alloys of comparative examples whose chemical compositions deviate from the conditions specified in the present invention. Note that the value of “0.31”% of the C content of the alloy D is within the specified range of the present invention “more than 0.3% and not more than 2.0%”. Since it is less than “0.34”% which is the value of [0.6 × P + 0.27] on the right side of the formula, it is out of the conditions defined in the present invention. Further, the values of “0.06”%, “0.08”%, and “0.15”% of the C content in the alloys A to C are “more than 0.3% and not more than 2.0%”. In addition to being out of the specified range, the values are less than “0.30”%, “0.33”%, and “0.33”%, which are values on the right side of the equation (1).

各合金のインゴットを通常の方法で熱間鍛造した後、１２００℃で固溶化熱処理を施し、厚さ４ｍｍ、幅１００ｍｍおよび長さ１００ｍｍのトランスバレストレイン試験片を各２枚ずつ作製した。   Each alloy ingot was hot forged by a normal method and then subjected to a solution heat treatment at 1200 ° C. to produce two transvalestrain test pieces each having a thickness of 4 mm, a width of 100 mm, and a length of 100 mm.

上記のようにして得た各合金２枚ずつのトランスバレストレイン試験片を用いて、溶接凝固割れ感受性を調査した。   The sensitivity of weld solidification cracking was investigated using two pieces of transvalestrain test pieces obtained as described above.

具体的には、溶接電流１００Ａ、溶接電圧１５Ｖ、溶接速度１５ｃｍ／ｍｉｎ、付加歪み２％の条件にてトランスバレストレイン試験を行い、最大割れ長さを測定した。   Specifically, a transbalance test was performed under the conditions of a welding current of 100 A, a welding voltage of 15 V, a welding speed of 15 cm / min, and an additional strain of 2%, and the maximum crack length was measured.

なお、完全オーステナイト凝固する高耐食耐熱合金（ＡＳＴＭ Ｂ５１４ ＵＮＳ ＮＯ８８１０相当材）を用いたトランスバレストレイン試験により評価された最大割れ長さは１．３ｍｍ以下である。   In addition, the maximum crack length evaluated by the transbalance test using the high corrosion-resistant heat-resistant alloy (ASTM B514 UNS NO8810 equivalent material) which solidifies completely austenite is 1.3 mm or less.

したがって、トランスバレストレイン試験により評価された最大割れ長さが１．３ｍｍ以下のオーステナイト系高合金は優れた耐凝固割れ性を有していると考えられる。   Therefore, it is considered that an austenitic high alloy having a maximum crack length of 1.3 mm or less evaluated by the transbalance train test has excellent solidification cracking resistance.

表２に、各合金について、Ｃ含有量および（１）式の右辺、すなわち〔０．６×Ｐ＋０．２７〕の値とともに、上記トランスバレストレイン試験により得られた最大割れ長さを示す。   Table 2 shows the maximum crack length obtained by the above transbalance test, together with the C content and the right side of the formula (1), that is, the value of [0.6 × P + 0.27] for each alloy.

表２から、本発明で規定する条件を満たす合金１〜９の場合、０．０５％を超える高い量のＰを含み、しかも、完全オーステナイト凝固するにも拘わらず、適正量のＣを含むとともに式（１）を満足しているので、各２枚ずつの試験片を用いたトランスバレストレイン試験による最大割れ長さが全て１．３ｍｍ以下であり、優れた耐溶接凝固割れ性を有していることが明らかである。   From Table 2, in the case of Alloys 1-9 that satisfy the conditions specified in the present invention, it contains a high amount of P exceeding 0.05%, and it contains a proper amount of C despite complete austenite solidification. Since the formula (1) is satisfied, all the maximum crack lengths in the transbalance test using two test pieces each are 1.3 mm or less, and have excellent weld solidification crack resistance. It is clear that

これに対して、本発明で規定する条件から外れた比較例の合金Ａ〜Ｄは、耐溶接凝固割れ性に劣っている。   On the other hand, Comparative Examples Alloys A to D deviating from the conditions defined in the present invention are inferior in weld solidification crack resistance.

すなわち、合金Ａ〜Ｃの場合、Ｃ含有量が本発明で規定する値を大きく下回るため、高い量のＰを含むことによりトランスバレストレイン試験による最大割れ長さは１．３ｍｍを大きく超えており、非常に高い溶接凝固割れ感受性を有し、耐溶接凝固割れ性に劣っている。   That is, in the case of Alloys A to C, since the C content is significantly lower than the value specified in the present invention, the maximum crack length by the transbalance train test greatly exceeds 1.3 mm by including a high amount of P. It has very high weld solidification cracking susceptibility and is inferior in weld solidification cracking resistance.

合金Ｄの場合、Ｃ含有量の「０．３１」％という値は、「０．３％を超えて２．０％以下」という本発明の規定範囲内にはあるが、前記（１）式の右辺、すなわち〔０．６×Ｐ＋０．２７〕の値である「０．３４」％を下回り、Ｐ含有量に対して必要となる量のＣを含んでいない。このため、トランスバレストレイン試験による最大割れ長さは１．３ｍｍを超える結果となって、やはり耐溶接凝固割れ性に劣っている。   In the case of the alloy D, the value of “0.31”% of the C content is within the specified range of “more than 0.3% and not more than 2.0%” of the present invention. Is less than “0.34”% which is the value of [0.6 × P + 0.27], and does not include the necessary amount of C with respect to the P content. For this reason, the maximum crack length according to the transbalance test exceeds 1.3 mm, and the weld solidification crack resistance is also inferior.

本発明の母材および溶接金属から成るオーステナイト系高合金溶接継手は、Ｐ含有量が高く、しかも、完全オーステナイト組織を有するにも拘わらず、優れた耐溶接凝固割れ性を有しているので、溶接施工が要求される用途に幅広く適用することができる。このため、Ｐのクリープ強度を始めとする高温強度の向上や耐食性の向上への効果を十分活用することができ、さらに、溶接施工性を高めることもできる。また、本発明のオーステナイト系ステンレス高合金溶接材料は、上記のオーステナイト系ステンレス高合金溶接継手を作製するのに最適である。   Since the austenitic high alloy welded joint made of the base material and the weld metal of the present invention has a high P content, and has a complete austenitic structure, it has excellent weld solidification cracking resistance. It can be widely applied to applications that require welding. For this reason, the effect of improving the high-temperature strength such as the creep strength of P and improving the corrosion resistance can be fully utilized, and further, the weldability can be improved. In addition, the austenitic stainless steel high alloy welding material of the present invention is optimal for producing the austenitic stainless steel high alloy welded joint.

Claims (4)

母材および溶接金属が、質量％で、Ｃ：０．３％を超えて２．０％以下、Ｓｉ：４．０％以下、Ｍｎ：０．１０〜３．０％、Ｐ：０．０５％を超えて０．５％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｒ：１８〜５０％、Ｎｉ：２０％を超えて８０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜５％、Ｎ：０．３％以下を含有するとともに、ＣおよびＰの含有量が下記の（１）式を満たし、残部はＦｅおよび不純物からなることを特徴とするオーステナイト系高合金溶接継手。
Ｃ≧０．６×Ｐ＋０．２７・・・（１）
ただし、（１）式中の元素記号は、その元素の質量％での含有量を表す。 Base material and weld metal in mass%, C: more than 0.3% and 2.0% or less, Si: 4.0% or less, Mn: 0.10 to 3.0%, P: 0.05 %: 0.5% or less, S: 0.03% or less, Cr: 18-50%, Ni: more than 20% and 80% or less, sol. Austenite containing Al: 0.001 to 5%, N: 0.3% or less, the contents of C and P satisfy the following formula (1), and the balance consists of Fe and impurities High alloy welded joint.
C ≧ 0.6 × P + 0.27 (1)
However, the element symbol in the formula (1) represents the content in mass% of the element. Ｆｅの一部に代えて、質量％で、さらに、下記第１群および第２群の中から選ばれた１種または２種以上の元素を含有することを特徴とする請求項１に記載のオーステナイト系高合金溶接継手。
第１群：Ｃｕ：５％以下、Ｍｏ：１０％以下、Ｗ：１０％以下、Ｖ：２％以下、Ｎｂ：３％以下、Ｔｉ：３％以下、Ｔａ：８％以下、Ｚｒ：１％以下、Ｈｆ：１％以下、Ｃｏ：１５％以下およびＢ：０．０３％以下のうちの１種または２種以上
第２群：Ｃａ：０．０５％以下、Ｍｇ：０．０５％以下およびＲＥＭ：０．３％以下のうちの１種または２種以上 It replaces with a part of Fe, and contains 1 type, or 2 or more types of elements chosen from the following 1st group and the 2nd group by the mass% further, It is characterized by the above-mentioned. Austenitic high alloy welded joint.
First group: Cu: 5% or less, Mo: 10% or less, W: 10% or less, V: 2% or less, Nb: 3% or less, Ti: 3% or less, Ta: 8% or less, Zr: 1% Hereinafter, Hf: 1% or less, Co: 15% or less, and B: 0.03% or less, or one or more of the second group: Ca: 0.05% or less, Mg: 0.05% or less, and REM: One or more of 0.3% or less 質量％で、Ｃ：０．３％を超えて２．０％以下、Ｓｉ：４．０％以下、Ｍｎ：０．１０〜３．０％、Ｐ：０．０５％を超えて０．５％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｒ：１８〜５０％、Ｎｉ：２０％を超えて８０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜５％、Ｎ：０．３％以下を含有するとともに、ＣおよびＰの含有量が下記の（１）式を満たし、残部はＦｅおよび不純物からなることを特徴とするオーステナイト系高合金溶接材料。
Ｃ≧０．６×Ｐ＋０．２７・・・（１）
ただし、（１）式中の元素記号は、その元素の質量％での含有量を表す。 C: more than 0.3% and 2.0% or less, Si: 4.0% or less, Mn: 0.10 to 3.0%, P: more than 0.05% and 0.5% by mass %: S: 0.03% or less, Cr: 18-50%, Ni: more than 20% and 80% or less, sol. Austenite containing Al: 0.001 to 5%, N: 0.3% or less, the contents of C and P satisfy the following formula (1), and the balance consists of Fe and impurities High alloy welding materials.
C ≧ 0.6 × P + 0.27 (1)
However, the element symbol in the formula (1) represents the content in mass% of the element. Ｆｅの一部に代えて、質量％で、さらに、下記第１群および第２群の中から選ばれた１種または２種以上の元素を含有することを特徴とする請求項３に記載のオーステナイト系高合金溶接材料。
第１群：Ｃｕ：５％以下、Ｍｏ：１０％以下、Ｗ：１０％以下、Ｖ：２％以下、Ｎｂ：３％以下、Ｔｉ：３％以下、Ｔａ：８％以下、Ｚｒ：１％以下、Ｈｆ：１％以下、Ｃｏ：１５％以下およびＢ：０．０３％以下のうちの１種または２種以上
第２群：Ｃａ：０．０５％以下、Ｍｇ：０．０５％以下およびＲＥＭ：０．３％以下のうちの１種または２種以上 It replaces with a part of Fe, and contains 1 type, or 2 or more types of elements chosen from the following 1st group and the 2nd group by mass% further, Austenitic high alloy welding material.
First group: Cu: 5% or less, Mo: 10% or less, W: 10% or less, V: 2% or less, Nb: 3% or less, Ti: 3% or less, Ta: 8% or less, Zr: 1% Hereinafter, Hf: 1% or less, Co: 15% or less, and B: 0.03% or less, or one or more of the second group: Ca: 0.05% or less, Mg: 0.05% or less, and REM: One or more of 0.3% or less