JPH0839287A - 高強度Ｃｒ−Ｍｏ鋼用ガスシールドアーク溶接ワイヤ - Google Patents
高強度Ｃｒ−Ｍｏ鋼用ガスシールドアーク溶接ワイヤInfo
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- JPH0839287A JPH0839287A JP17501494A JP17501494A JPH0839287A JP H0839287 A JPH0839287 A JP H0839287A JP 17501494 A JP17501494 A JP 17501494A JP 17501494 A JP17501494 A JP 17501494A JP H0839287 A JPH0839287 A JP H0839287A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度かつ高靱性の溶接金属から得られる2
1/4Cr −１Mo鋼用ガスシールドアーク溶接ワイヤを提供
する。 【構成】 重量％で、Ｃ：0.04〜0.13％、Si：0.25〜0.
60％、Mn：0.60〜1.40％、Cr：2.20〜2.65％、Mo：0.85
〜1.15％、Ｖ：0.15〜0.39％、Nb：0.03％以下、Ti：0.
01〜0.05％、Al：0.05〜0.20％、Ｂ：0.0005〜0.002
％、Ｎ：0.001 〜0.009 ％、残部がFeと不可避的不純物
であることを特徴とする鋼ワイヤ。
1/4Cr −１Mo鋼用ガスシールドアーク溶接ワイヤを提供
する。 【構成】 重量％で、Ｃ：0.04〜0.13％、Si：0.25〜0.
60％、Mn：0.60〜1.40％、Cr：2.20〜2.65％、Mo：0.85
〜1.15％、Ｖ：0.15〜0.39％、Nb：0.03％以下、Ti：0.
01〜0.05％、Al：0.05〜0.20％、Ｂ：0.0005〜0.002
％、Ｎ：0.001 〜0.009 ％、残部がFeと不可避的不純物
であることを特徴とする鋼ワイヤ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温高圧の圧力容器に
用いられる2 1/4Cr −１Mo鋼のガスシールドアーク溶接
ワイヤに関するものである。
用いられる2 1/4Cr −１Mo鋼のガスシールドアーク溶接
ワイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】石油精製分野において用いられる圧力容
器などには、クリープ強度の高い2 1/4Cr −１Mo鋼や３
Cr−１Mo鋼が、従来から用いられており、JIS にも取り
入れられている。近年、この分野において、プラントの
操業効率の向上を狙って、強度・クリープ特性および耐
水素アタック性を従来鋼より向上させた改良鋼が開発さ
れるとともに、その溶接金属にもそれに対応する特性が
要求されるようになり、例えば特開昭62-101394 号公報
や特開昭63-112094 号公報に見られるように、Ti、Ｖ、
Nb、Ｂ等を添加し高強度化を図った溶接ワイヤが提案さ
れている。
器などには、クリープ強度の高い2 1/4Cr −１Mo鋼や３
Cr−１Mo鋼が、従来から用いられており、JIS にも取り
入れられている。近年、この分野において、プラントの
操業効率の向上を狙って、強度・クリープ特性および耐
水素アタック性を従来鋼より向上させた改良鋼が開発さ
れるとともに、その溶接金属にもそれに対応する特性が
要求されるようになり、例えば特開昭62-101394 号公報
や特開昭63-112094 号公報に見られるように、Ti、Ｖ、
Nb、Ｂ等を添加し高強度化を図った溶接ワイヤが提案さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】高強度2 1/4Cr −１Mo
鋼におけるガスシールドアーク溶接金属では、アークを
安定させるために酸化性ガスを使用するため、溶接金属
中の酸素レベルが高くなり、溶接金属の冷却過程におけ
る焼入性が著しく低下し、その後溶接後熱処理(PWHT)に
より十分な靱性を確保することが困難である。そのため
特開昭63-112094号公報に開示されたように、Ti添加を
行った鋼ワイヤがあるが、Tiの添加量が多すぎると強度
が上がりすぎて靱性の低下を招くという問題がある。ま
た、３Cr−１Mo鋼用ワイヤについて特開昭62-101394 号
公報に開示された技術では、Ｖ、Nb、Ｂを添加して焼入
性を高め、高強度を達成するとしているが、Ｂは酸素と
の結合力が強く、酸素の高い溶接金属では有効な固溶Ｂ
が十分得られず、かえって粗大な酸化物を形成して靱性
劣化を招くという問題がある。
鋼におけるガスシールドアーク溶接金属では、アークを
安定させるために酸化性ガスを使用するため、溶接金属
中の酸素レベルが高くなり、溶接金属の冷却過程におけ
る焼入性が著しく低下し、その後溶接後熱処理(PWHT)に
より十分な靱性を確保することが困難である。そのため
特開昭63-112094号公報に開示されたように、Ti添加を
行った鋼ワイヤがあるが、Tiの添加量が多すぎると強度
が上がりすぎて靱性の低下を招くという問題がある。ま
た、３Cr−１Mo鋼用ワイヤについて特開昭62-101394 号
公報に開示された技術では、Ｖ、Nb、Ｂを添加して焼入
性を高め、高強度を達成するとしているが、Ｂは酸素と
の結合力が強く、酸素の高い溶接金属では有効な固溶Ｂ
が十分得られず、かえって粗大な酸化物を形成して靱性
劣化を招くという問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決し、高酸素の溶接金属においてもTiおよびＢの添加
効果を高めて、高強度を保ちつつ、靱性にも優れた特性
を有するためのガスシールドアーク溶接ワイヤを提供す
るものである。すなわち、酸化性ガスをシールドガスと
することで、Ｂは高酸素となった溶接金属において酸素
との結合力が強く、酸化物となって消耗し、焼入性効果
を有する固溶Ｂを十分確保できないという問題点を回避
するために、Alによる脱酸を優先的に行わせて酸素量を
低減する。Alを添加しない場合には脱酸のためにTiを大
量に添加する必要があるが、本発明によればAlの添加に
よる脱酸効果により、Tiの過剰添加がもたらす強度の上
がりすぎによる靱性低下を防ぐことが可能となり、適量
のTiO が生成され、結晶の核生成サイトとして働いて結
晶粒を微細化し、溶接金属の靱性を高めることが可能と
なった。さらに、Ｎを添加することでTiNを生成し、TiO
と同様の結晶粒微細化の働きにより靱性を高めること
ができ、また程良い強度上昇効果も得られる。このよう
に、TiとＢを有効に作用させるためにAlとＮを複合添加
することにより、強度の向上と靱性の大幅な改善が図れ
ることを新たに見い出し、本発明に至ったものである。
解決し、高酸素の溶接金属においてもTiおよびＢの添加
効果を高めて、高強度を保ちつつ、靱性にも優れた特性
を有するためのガスシールドアーク溶接ワイヤを提供す
るものである。すなわち、酸化性ガスをシールドガスと
することで、Ｂは高酸素となった溶接金属において酸素
との結合力が強く、酸化物となって消耗し、焼入性効果
を有する固溶Ｂを十分確保できないという問題点を回避
するために、Alによる脱酸を優先的に行わせて酸素量を
低減する。Alを添加しない場合には脱酸のためにTiを大
量に添加する必要があるが、本発明によればAlの添加に
よる脱酸効果により、Tiの過剰添加がもたらす強度の上
がりすぎによる靱性低下を防ぐことが可能となり、適量
のTiO が生成され、結晶の核生成サイトとして働いて結
晶粒を微細化し、溶接金属の靱性を高めることが可能と
なった。さらに、Ｎを添加することでTiNを生成し、TiO
と同様の結晶粒微細化の働きにより靱性を高めること
ができ、また程良い強度上昇効果も得られる。このよう
に、TiとＢを有効に作用させるためにAlとＮを複合添加
することにより、強度の向上と靱性の大幅な改善が図れ
ることを新たに見い出し、本発明に至ったものである。
【０００５】すなわち本発明は、Ar-CO2混合ガスまたは
Ar-O2 混合ガスをシールドガスとして用いる溶接ワイヤ
であって、重量％で、Ｃ：0.04〜0.13％、Si：0.25〜0.
60％、Mn：0.60〜1.40％、Cr：2.20〜2.65％、Mo：0.85
〜1.15％、Ｖ：0.15〜0.39％、Nb：0.03％以下、Ti：0.
01〜0.05％、Al：0.05〜0.20％、Ｂ：0.0005〜0.002
％、Ｎ：0.001 〜0.009 ％、残部がFeと不可避的不純物
であることを特徴とする高純度Cr-Mo 鋼用ガスシールド
アーク溶接ワイヤである。
Ar-O2 混合ガスをシールドガスとして用いる溶接ワイヤ
であって、重量％で、Ｃ：0.04〜0.13％、Si：0.25〜0.
60％、Mn：0.60〜1.40％、Cr：2.20〜2.65％、Mo：0.85
〜1.15％、Ｖ：0.15〜0.39％、Nb：0.03％以下、Ti：0.
01〜0.05％、Al：0.05〜0.20％、Ｂ：0.0005〜0.002
％、Ｎ：0.001 〜0.009 ％、残部がFeと不可避的不純物
であることを特徴とする高純度Cr-Mo 鋼用ガスシールド
アーク溶接ワイヤである。
【０００６】
【作用】本発明の溶接ワイヤの成分限定理由を以下に示
す。Ｃは、0.04％未満では十分な強度確保が困難で、0.
13％を超えると強度、硬さの上昇による靱性低下と溶接
金属の割れが問題となる。したがってＣ量の範囲として
は0.04〜0.13％とした。
す。Ｃは、0.04％未満では十分な強度確保が困難で、0.
13％を超えると強度、硬さの上昇による靱性低下と溶接
金属の割れが問題となる。したがってＣ量の範囲として
は0.04〜0.13％とした。
【０００７】Siは、脱酸剤として有効であるが、0.25％
未満では十分な効果が得られず、0.60％を超えると焼戻
し脆化が大となる。したがってSi量の範囲を0.25〜0.60
％とした。Mnも、Siと同様の脱酸の働きをするため、0.
60〜1.40％に限定した。Cr、Mo、Ｖは、本発明が適用対
象とする高強度2 1/4Cr −１Mo鋼の基本成分であり、母
材と含有量が同等になるように規定した。
未満では十分な効果が得られず、0.60％を超えると焼戻
し脆化が大となる。したがってSi量の範囲を0.25〜0.60
％とした。Mnも、Siと同様の脱酸の働きをするため、0.
60〜1.40％に限定した。Cr、Mo、Ｖは、本発明が適用対
象とする高強度2 1/4Cr −１Mo鋼の基本成分であり、母
材と含有量が同等になるように規定した。
【０００８】Nbは、クリープ強度向上に有効であるが、
0.03％を超えると強度上昇による靱性の劣化を招くの
で、添加量を0.03％以下と規定した。Ti、Al、Ｂおよび
Ｎは、本発明において重要な役割をなす元素である。Ti
およびＢは非常に重要な作用を持つものであるが、過剰
になると有害な作用も顕著になるので最小限度の添加に
とどめ、この最小限度の量を最大限に有効に作用させる
ようにAlおよびＮを複合添加するのが本発明のポイント
である。
0.03％を超えると強度上昇による靱性の劣化を招くの
で、添加量を0.03％以下と規定した。Ti、Al、Ｂおよび
Ｎは、本発明において重要な役割をなす元素である。Ti
およびＢは非常に重要な作用を持つものであるが、過剰
になると有害な作用も顕著になるので最小限度の添加に
とどめ、この最小限度の量を最大限に有効に作用させる
ようにAlおよびＮを複合添加するのが本発明のポイント
である。
【０００９】Tiは、酸素および窒素と結びつき変態時の
結晶粒生成の核となるもので、0.01％未満では組織を微
細にする核生成サイトの数が十分でなく、0.05％を超え
ると強度が高くなりすぎ靱性が劣化する。したがって0.
01〜0.05％の範囲とした。Alは、適当な脱酸剤として働
く元素で0.05％未満では効果がなく、0.20％を超えると
脱酸によりTiの酸化物が減少し、核生成サイトを少なく
する。したがって0.05〜0.20％の範囲とした。
結晶粒生成の核となるもので、0.01％未満では組織を微
細にする核生成サイトの数が十分でなく、0.05％を超え
ると強度が高くなりすぎ靱性が劣化する。したがって0.
01〜0.05％の範囲とした。Alは、適当な脱酸剤として働
く元素で0.05％未満では効果がなく、0.20％を超えると
脱酸によりTiの酸化物が減少し、核生成サイトを少なく
する。したがって0.05〜0.20％の範囲とした。
【００１０】Ｂは、固溶Ｂしている場合、焼入性を向上
させる元素であるが、５ppm 未満では、通常、すべて酸
化物、窒化物となり焼入れ性を上げるのに効果がなく、
20ppm を超えると溶接金属の割れ発生の原因となる。し
たがって0.0005〜0.002 ％の範囲とした。Ｎは、鋼溶製
時に真空脱ガス処理などを施してもある程度は存在する
ものであり、またＮを含有させればTiと結合して核生成
サイトとして働く。しかし、含有量が90ppm を超えると
Ｂと結合して固溶Ｂを減少させ、焼入性向上作用を減殺
する。したがって、 0.001〜 0.009％の範囲とした。
させる元素であるが、５ppm 未満では、通常、すべて酸
化物、窒化物となり焼入れ性を上げるのに効果がなく、
20ppm を超えると溶接金属の割れ発生の原因となる。し
たがって0.0005〜0.002 ％の範囲とした。Ｎは、鋼溶製
時に真空脱ガス処理などを施してもある程度は存在する
ものであり、またＮを含有させればTiと結合して核生成
サイトとして働く。しかし、含有量が90ppm を超えると
Ｂと結合して固溶Ｂを減少させ、焼入性向上作用を減殺
する。したがって、 0.001〜 0.009％の範囲とした。
【００１１】
【実施例】板厚50mmの高強度2 1/4Cr −１Mo鋼母材を、
図１に示す開先形状に加工後、表１の組成の鋼ワイヤN
o. １〜14を用いて、表２に示す条件でガスシールドア
ーク溶接を行い、溶接継手を得た。
図１に示す開先形状に加工後、表１の組成の鋼ワイヤN
o. １〜14を用いて、表２に示す条件でガスシールドア
ーク溶接を行い、溶接継手を得た。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】その後得られた溶接継手を 690℃×24ｈの
PWHT処理を行い、溶接金属の中心から採取した試験片に
よりシャルピー衝撃試験及び 482℃での丸棒高温引張試
験を行い、 VTr40及び482 ℃での引張強さを求め、表１
にその結果を示した。表１の結果から明らかなように、
本発明の溶接ワイヤNo. １〜６を用いて作製した溶接金
属では強度、靱性ともに良好な値が得られた。一方比較
例の溶接ワイヤNo. 7 はTiが適正範囲を超えているた
め、高強度であるが靱性が低い。しかし、Tiを添加しな
いNo. 11は強度も低く、靱性も低い。Alが適正範囲を超
えたNo.８は強度、靱性とも実施例に比較してかえって
劣化の傾向を示している。Alを添加していないNo. 12は
高強度であるが、靱性が悪い。Ｂを添加していないNo.
９は低強度かつ低靱性である。反対にＢ含有量の過剰な
No. 13は高強度であるが低靱性である。Ｎが適正範囲を
超えたNo. 10は高強度であるが、靱性が劣化している。
Ｎが適正範囲未満であるNo. 14は低強度かつ低靱性であ
った。すなわち、Ti、Al、Ｂ、Ｎ量が適正範囲をはずれ
た場合には靱性値が非常に低下する結果となった。ま
た、強度においても高Tiまたは高Ｎの場合には高くなり
すぎ、高Al、Ｂ無添加の場合には低下しており、本発明
のような安定した強度も得られなかった。
PWHT処理を行い、溶接金属の中心から採取した試験片に
よりシャルピー衝撃試験及び 482℃での丸棒高温引張試
験を行い、 VTr40及び482 ℃での引張強さを求め、表１
にその結果を示した。表１の結果から明らかなように、
本発明の溶接ワイヤNo. １〜６を用いて作製した溶接金
属では強度、靱性ともに良好な値が得られた。一方比較
例の溶接ワイヤNo. 7 はTiが適正範囲を超えているた
め、高強度であるが靱性が低い。しかし、Tiを添加しな
いNo. 11は強度も低く、靱性も低い。Alが適正範囲を超
えたNo.８は強度、靱性とも実施例に比較してかえって
劣化の傾向を示している。Alを添加していないNo. 12は
高強度であるが、靱性が悪い。Ｂを添加していないNo.
９は低強度かつ低靱性である。反対にＢ含有量の過剰な
No. 13は高強度であるが低靱性である。Ｎが適正範囲を
超えたNo. 10は高強度であるが、靱性が劣化している。
Ｎが適正範囲未満であるNo. 14は低強度かつ低靱性であ
った。すなわち、Ti、Al、Ｂ、Ｎ量が適正範囲をはずれ
た場合には靱性値が非常に低下する結果となった。ま
た、強度においても高Tiまたは高Ｎの場合には高くなり
すぎ、高Al、Ｂ無添加の場合には低下しており、本発明
のような安定した強度も得られなかった。
【００１５】
【発明の効果】本発明の溶接ワイヤは、Ti、Al、Ｂ、Ｎ
を複合添加することにより、高酸素の溶接金属において
も焼入性が高く、微細な組織を得ることで高強度、高靱
性を達成することができる。
を複合添加することにより、高酸素の溶接金属において
も焼入性が高く、微細な組織を得ることで高強度、高靱
性を達成することができる。
【図１】実施例に用いた開先形状を示す断面図。
【符号の説明】 １ 母材 ２ 裏当て金 ３ 開先
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/32
Claims (1)
- 【請求項１】 Ar-CO2混合ガスまたはAr-O2 混合ガスを
シールドガスとして用いるガスシールドアーク溶接ワイ
ヤであって、重量％で、Ｃ：0.04〜0.13％、Si：0.25〜
0.60％、Mn：0.60〜1.40％、Cr：2.20〜2.65％、Mo：0.
85〜1.15％、Ｖ：0.15〜0.39％、Nb：0.03％以下、Ti：
0.01〜0.05％、Al：0.05〜0.20％、Ｂ：0.0005〜0.002
％、Ｎ：0.001 〜0.009 ％、残部がFeと不可避的不純物
であることを特徴とする高強度Cr-Mo 鋼用ガスシールド
アーク溶接ワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17501494A JPH0839287A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 高強度Ｃｒ−Ｍｏ鋼用ガスシールドアーク溶接ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17501494A JPH0839287A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 高強度Ｃｒ−Ｍｏ鋼用ガスシールドアーク溶接ワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0839287A true JPH0839287A (ja) | 1996-02-13 |
Family
ID=15988713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17501494A Pending JPH0839287A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 高強度Ｃｒ−Ｍｏ鋼用ガスシールドアーク溶接ワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0839287A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100837967B1 (ko) * | 2006-04-26 | 2008-06-13 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 인성 및 내ｓｒ 크래킹성이 우수한 용접 금속 |
| CN100462185C (zh) * | 2006-12-05 | 2009-02-18 | 金秋生 | 高强度结构钢用气体保护焊丝 |
| WO2014136582A1 (ja) | 2013-03-07 | 2014-09-12 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接金属及び溶接構造体 |
| CN104722900A (zh) * | 2015-04-02 | 2015-06-24 | 中国化学工程第七建设有限公司 | 一种氢***分步冷却型钢的焊接方法 |
| WO2015159806A1 (ja) * | 2014-04-17 | 2015-10-22 | 株式会社神戸製鋼所 | 強度、靭性および耐ｓｒ割れ性に優れた溶接金属 |
-
1994
- 1994-07-27 JP JP17501494A patent/JPH0839287A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100837967B1 (ko) * | 2006-04-26 | 2008-06-13 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 인성 및 내ｓｒ 크래킹성이 우수한 용접 금속 |
| CN100462185C (zh) * | 2006-12-05 | 2009-02-18 | 金秋生 | 高强度结构钢用气体保护焊丝 |
| WO2014136582A1 (ja) | 2013-03-07 | 2014-09-12 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接金属及び溶接構造体 |
| WO2015159806A1 (ja) * | 2014-04-17 | 2015-10-22 | 株式会社神戸製鋼所 | 強度、靭性および耐ｓｒ割れ性に優れた溶接金属 |
| JP2015205288A (ja) * | 2014-04-17 | 2015-11-19 | 株式会社神戸製鋼所 | 強度、靭性および耐ｓｒ割れ性に優れた溶接金属 |
| CN106170575A (zh) * | 2014-04-17 | 2016-11-30 | 株式会社神户制钢所 | 强度、韧性和耐sr裂纹性优异的焊接金属 |
| CN104722900A (zh) * | 2015-04-02 | 2015-06-24 | 中国化学工程第七建设有限公司 | 一种氢***分步冷却型钢的焊接方法 |
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