JPS58176095A - 耐溶接割れ性のすぐれた硬質肉盛溶接用Ｃｏ基合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、肉盛溶接用として使用した場合にすぐれた
耐摩耗性を有し、かつ耐溶接割れ性にもすぐれた硬質肉
盛溶接ビードを形成することのできるＣｏ基合金に関す
るものである。

一般に、ポンプ部材や弁部材などの製造に際して、耐摩
耗性が要求される部分に硬質金属の肉盛溶接を施すこと
が行なわれており、これに用いられる代表的合金として
は、Ｎｉ：２％、Ｃｒ：３０％。

Ｗ：１２％、　Ｆｅ　：　２％、Ｃ：２．５％、Ｃｏ：
残りからなる組成を有するＣｏ基合金や、Ｎｉ：２．５
％、　Ｃｒ：２８％、Ｗ：４％、Ｍｏ：４％、Ｆｅ：２
％、Ｃ：１０％、Ｃｏ：残りからなる組成（以上重、量
チ〕を有するＣｏ基合金がある。

通常、これらの従来硬質肉盛溶接用Ｃｏ基合金を用いた
場合、溶接ビード中に、不可避不純物として含有するＢ
、Ｐ、およびＳ成分に帰因する微細な溶接割れがしばし
ば発生するものであったが。

そのすぐれた耐摩耗性によって、これら微細溶接割れを
黙認しながら使用しているのが現状である。

一方、近年、これらの従来硬質肉盛溶接用Ｃｏ基合金を
、その有するすぐれた耐摩耗性のために、原子力発電機
器の肉盛溶接に用いることが提案されたが、この分野で
は溶接割れを微細なものでも許容することができず、実
用に供するのはきわめて困難である。

そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記の
従来硬質肉盛溶接用ＣＯ合金と同等のすぐれた耐摩耗性
を有し、かつ溶接割れ性のない溶接ビードな形成するこ
とのできる肉盛溶接用合金を得べく研究を行なった結果
、Ｓｉ：１．１〜３．０係、Ｃ：０２〜０５％、　Ｃｒ
：　２５．０〜３０．０％、Ｗ：０１〜１０％、Ｆｅ：
０２〜３．０％、Ｍｏ°０４〜６０％、　Ｍｎ　：　０
．１〜２．０％、　Ｎｉ：　１．０〜４．０％を含有し
、残りがＣＯと不可避不純物からなる組成（以上重量係
）を有するＣｏ基合金においては、これを肉盛溶接用と
して使用した場５合、不純物としてＢ：○００７％、Ｐ
：０．０１％、およびＳ：００２チ程度含有していても
溶接ビードに溶接割れ、特に微細溶接割れが発生せず、
しかも溶接ビードは著しく硬質にして、すぐれた−摩耗
性を示すという知見を得たのである。

この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、成分組成を上記の通りに限定した理（ａｌ　　　５
ｉ Ｓｉ成分には、肉盛溶接時に微細溶接割れを含み、すべ
ての溶接割れが溶接ビードに発生するのを抑制する作用
があるほか、脱酸作用があり、さらに肉盛溶接材製造時
の鋳造性を向上させる作用があるが、その含有量が１．
１％未満では、所望の耐溶接割れ性を確保することがで
きず、一方３．０％を越えて含有させると、溶接ビード
の硬さが高くなりすぎて、切削や研削などの加工が困難
になることから、その含有量を１．１〜３．０％と定め
た。

（ｂ）　　Ｃ Ｃ成分には、Ｃｒ、Ｗ、、およびＭＯと結合して炭化物
を形成し、もって高温および常温硬さを向上させて耐摩
耗性を著しく高める作用があるが、その含有量が０．２
％未満では所望の高耐摩耗性をもっり溶接ビードを確保
することができず、一方０．５チを越えて含有させると
耐熱衝撃性が劣化するよ　　゛うになることから、その
含有量を０．２〜０．５％とＷめた。

（ｃ）　　　Ｃｒ Ｃｒ成分には、素地に固溶して、これを強化し、もって
高温硬さを向上させるほか、上記のようにＣと結合して
炭化物を形成し、もって耐摩耗性を向上させる作用があ
るが、その含有量が２５０％未満では前記特性をもった
溶接ビードを確保することができず、一方３００％を越
えて含有させると、溶接ビードの靭性が著しく低下する
ようになることから、・その含有量を２５．０〜３０．
０％と定めた。

（ｄ）　　Ｍｎ Ｍｎ成分には、脱酸および脱硫作用のほか、肉盛溶接性
を向上させる作用があるが１、その含有量が０１チ未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方２．０％を
越えて含有させると溶着金属のスラグが著しく増加し、
正常な溶接ビードを形成することができなくなることか
ら、その含有量を０１〜２０チと定めた。

（ｅ）Ｗ Ｗ成分には、素地に固溶して、これを強化し、かつ炭化
物を形成して溶接ビードの高温強度および高温硬さを一
段と向上させる作用があるが、その含有量が０１％未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方１．０％を
越えて含有させると溶接ビードの切削性が劣化するよう
になることから、その含有量を０１〜１．０％と定めた
。

（ｆ）　　Ｆｅ Ｆｅｔｉ分には、溶接ビードの耐熱衝撃。性を一段と向
上させる作用があシ、所望の耐熱衝撃性を得るためには
０２％以上の含有が必要であるが、３０チを越えて含有
させると耐摩耗性が低下するようになるので、その含有
量を０１〜２０％としなければならない。

（ｇ）　　Ｍ。

ＭＯＣ成分は、上記のようにＣと結合して炭化物を形成
し、高温硬さを向上させる作用があるが、その含有量が
０．４％未満では所望の高温硬さを確保することができ
ず、一方６．０係を越えて含有させると溶接ビードの靭
性が低下するようになるので、その含有量を０４〜６０
チと定めた。

（ｂ）　　　Ｎｉ Ｎ１成分には、溶接ビードの耐熱衝撃性を一段と向上さ
せる作用があるが、その含有量が１．０％未満では所望
の耐熱衝撃性を確保することができず、一方４０％を越
えて含有させると溶着金属の流動性が低下し、肉盛溶接
作業性が損表われるようになることから、その含有量を
１．０〜４．０％と定めた。

つぎに、この発明の硬質肉盛溶接用Ｃｏ基合金を実施例
により具体的に説明する。

実施例 通常の溶解法により、それぞれ第１表に示される成分組
成をもった合金溶湯をｍＷした後、真空吸上鋳造法にて
直径：　４．８　ｌｉφを有する本発明Ｃ０基合金溶接
棒１〜１７および比較Ｃｏ基合金溶接棒１〜８をそれぞ
れ製造した。なお、比較Ｃｏ基合金溶接棒１〜８は、い
ずれも構成成分のうちのいずれかの成分含有量（第１表
に※印を付して表示）がこの発明の範囲から外れた組成
をもつものである。

ついで、７この結果得られた本発明Ｃ○基合金溶接棒１
〜１７および比較ＣＯ基合金溶接棒１〜８を用いて、母
材：軟鋼板、母材寸法：　２　！５ｍｍｘ　６５ｇＸ２
００１１．肉盛層数：２層、溶接法：ＴＩＧ手動溶接、
溶接電流：２３０〜２４ＯＡ、層間温度：２５０〜３０
０℃、溶接ビード幅：２５ｍｍ、予熱なしの条件で肉盛
溶接を行ない、溶接後の溶接ビードにおける割れをカラ
ーチェックにより検出し、全く溶接割れの認められなか
った場合を０印、クレータ内のみに溶接割れが認められ
た場合な△印、溶接割れが全体に渡って認められた場合
をＸ印で評価した。

また、上記の溶接ビードについて、２層溶接ビードのう
ちの上層を研磨除去した状態で、大越式摩耗試験機を用
い、相手材：　Ｊ　Ｉ　Ｓ　−８ＵＪ　−２（硬さ：Ｈ
，Ｃ−６０）、温度：常温−乾燥、荷重：１８．２ｋｇ
、摩擦速度；ｏ１ｍ／秒の条件で摩耗試験を行ない、比
摩耗量（比摩耗量：１．０が標準）　　　゛を測定した
。

さらに、上記の溶接ビードについて、直径：２５」φの
超硬ドリルを用い、これに深さ；ｌ。

ｍｍの孔を３ケあけるのに要する時間（１００秒が標準
）を測定する切削試験を行なった。これらの結果を第１
表にまとめて示した。また、第１表には上記の溶接ビー
ドの表面における硬さ〔ロックウェル硬さＣスケール〕
も示した。

第１表に示される結果から、本発明Ｃｏ基合金溶接棒１
−１７を用いた場合、微細溶接割れ発生の原因となるＢ
、Ｐ、およびＳの不純物を含有しているのにもかかわら
ず、いずれも溶接割れの発生が皆無で、しかも耐摩耗性
および切削性のすぐれた溶接ビードを形成することがで
きるのに対して、比較Ｃｏ基合金溶接棒１〜８に見られ
るように構成成分のうちのいずれかの成分含有量がこの
発明の範囲から外れると前記の特性のうち少なくともい
ずれかの特性が劣った溶接ビードしか得られないことが
明らかである。

上述のように、この発明のＣＯ基合金によれば、これを
肉盛溶接用として使用した場合、ミクロ的溶接割れは勿
論のこと、マクロ的溶接割れの発生もなく、しかも耐摩
耗性、耐熱衝撃性、および切削性にもすぐれた肉盛溶接
ビードを形成することができるのである。

出願人　　三菱金属株式会社 代理人　　富　　１）　和　　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｓｌ：１．１〜３．０％、　Ｃ：　０．２〜０．５％、
   Ｃｒ：２５．０〜３０．０％、Ｗ：０．１〜１．０％、
   Ｆｅ：０．２〜３．０％、　Ｍｏ　：　０．４〜６．０
   ％、　Ｍｎ：　０．１〜２．０％。 Ｎｉ：１．０〜４．０％を含有し、残りがＣｏと不可避
   不純物からなる組成（以上重量係）し有することを特徴
   とする耐溶接割れ性のすぐれた硬質肉盛溶接用Ｃｏ基合
   金。