JPS5983717A - 肉盛溶接部の熱処理方法 - Google Patents

肉盛溶接部の熱処理方法

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JPS5983717A
JPS5983717A JP19275382A JP19275382A JPS5983717A JP S5983717 A JPS5983717 A JP S5983717A JP 19275382 A JP19275382 A JP 19275382A JP 19275382 A JP19275382 A JP 19275382A JP S5983717 A JPS5983717 A JP S5983717A
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welded
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JP19275382A
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JPS6151613B2 (ja
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Ryoichi Kume
亮一 粂
Kazuo Yoshikawa
吉川 和夫
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IHI Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/50Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints

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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BAは肉盛溶接層境界部の高周波誘導加熱による
熱処理方法に係シ、更に詳しく言えば炭素鋼や低合金鋼
に耐食性鋼或いは耐食合金を肉盛溶接したのち水素脆化
に対する耐性を改善する熱処理方法に係る。
化学プラントの大形圧力容器においては炭素鋼や低合金
鋼に耐食性鋼またはその合金(以下耐食性合金という)
、例えばオーステナイト系ステンレス鋼或いはインコネ
ルの如!高ニッケntmクロム合金を肉盛溶接して使用
することが多いが、肉盛溶接後に残留応力除去および溶
接部の靭性改善の目的でJIS  Z3700の規定に
基づく500〜750℃の後熱処理を施して高温高圧水
素雰囲気中で使用すると使用中または運転停止後に、第
1図に示す母材1と肉盛層2との境界部3(以下肉盛境
界部という)VCおいて剥離することがある。
すなわち後熱処理によって肉盛境界部に水素脆化の起シ
易い組織が生じ、これを高温高圧水素中で使用すると該
境界部に割れを生じて剥離するに到るものと考えられる
ところで炭素鋼等の低合金鋼母材に耐食性合金を肉盛溶
接したのち応力除去焼鈍をすると肉盛層下の溶接熱影響
部4に生じた粗粒組織に基づいて母材鋼種によっては割
れを発生することがある。
これを防止するだめ出願人は応力除去焼鈍を施す前に高
周波誘導加熱によって600℃/30分以上の加熱速度
で肉盛金属部を900〜1150℃忙、溶接熱影響部を
700〜1100℃に加熱したのち冷却する肉盛溶接部
の高周波誘導熱処理方法を先に提示した(特願昭48−
8974号、特公昭56−34619号)。
しかしながらこの方法では肉盛溶接層の母材熱影響部に
発生する小さな割れを防止することができても、高温高
圧水素雰囲気中の使用による水素脆化に基づく肉盛境界
部に生ずる割れによる剥離を防止することができないこ
とが判った。
本発明は以上の如き事情に鑑み開発された高周波誘導加
熱による熱処理方法に係シ、肉盛溶接部の熱処理方法に
おいて、炭素鋼または低合金鋼に耐食性合金を肉盛溶接
して後熱処理を施したのち高周波誘導加熱によって肉盛
層と母材との境界部を700〜1100℃に加熱し、空
冷する熱処理を施すことを特徴とする水素脆化に対する
耐性を改善する高周波誘導加熱にょる肉盛溶接部の熱処
理方法に係る。
なお本発明において炭素鋼または低合金鋼とは通例のと
おシ「炭素以外の合金元素を少量含有した鋼の総称で、
一般構造用鋼を始め、ボイラ用、化学用、油井用その他
の鋼管類、肌焼鋼、快削鋼、構造用合金鋼、低温用含ニ
ツケル鋼、珪素鋼などの一部も含まれる」(鉄鋼便覧、
第4刷、丸善、1963年、I)、1314  )を指
すものである。
次に添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
発明者は上記の如き肉盛境界部の水素雰囲気中の使用忙
よる剥離発生の防止方法について種々研究して来た結果
、肉盛溶接の後熱処理ののちに高周波誘導加熱を行なえ
ば肉盛境界部の水素による脆化し易い組織を改善するこ
とができることが判った。
その熱処理方法は第2図に示すダイアグラムによる。す
なわち (第1工程)母材1に通例のとおシ肉盛溶接2を行なっ
たのち、 (第2工程)JIS  Z3700の規定に従って50
0〜750℃の応力除去の後熱処理を施して−たん室温
まで空冷して、次に (第3工程)高周波誘導コイルを肉盛層表面に沿つて移
動させて肉盛境界部が700〜l100℃になるように
加熱して空冷する。
(第4工程)高周波誘導加熱後の空冷によって肉盛境界
部下の母材が焼入組織となって硬化することがあるが、
この場合にはこれを軟化させるためJiS  Z370
0の規定の温度で2時間以内の軟化処理を行なう。
高周波誘導加熱装置は第3図に図解的に示す公知の装置
で、高周波発電機4に接続された誘導コイル5が肉盛層
2の表面と一定間隔をおいて台車6に固定され、台車6
は機枠7にスプリング8をを一%→4滑らかに機枠に伴
なって移動するようにしである。コイル5に高周波電流
を流すと肉盛層2および母材1に誘導電流が発生するが
、表皮効果によって表面層に集中して発熱し、第4図に
曲線9で一例を示すような温度勾配をとるから、肉盛境
界部3の温度が斜線を引いて示した700〜1100℃
の間にはいるように入力を制御すればよい。この温度に
およそ3分間保持されるように移動速度を定めて台車6
を肉盛層2の表面層に沿って移動させれば誘導コイル5
に対応する肉盛層の肉盛境界部は次次に所要温度に加熱
され、水素によって脆化され易い組織は改善される。
加熱方法として高周波誘導加熱を採用した理由は次のと
おシである。炭素鋼または低合金鋼の母材に耐食性合金
を肉盛溶接したこの種クラッド鋼は一般に母材は肉盛溶
接前に焼入れ、焼戻しの調質が施されており、母材を溶
接後に再加熱するに当って溶接熱影響部以外は調質時の
焼戻し温度以上に温度が上昇する範囲をできるだけ小範
囲に押えることが必要になる。本発明に係る肉盛境界部
の剥離を防止するためには肉盛境界部をA1変態点以上
の温度に加熱する必要があシ、このためその後の空冷で
母材が焼入れ組織となることがあシ、一方肉盛境界部よ
シも深い部分では調質時の焼戻温度よシも高い温度にな
る範囲があシ、この部分では母材は軟化することになる
。従ってこの温度範囲を肉盛境界部からできるだけ浅く
、かつ狭い範囲とすることが望才しい。
このような目的に対して燃焼加熱、輻射加熱、抵抗加熱
は不適当であシ、高周波誘導加熱によれば表皮効果によ
って肉盛層および母材の表面近くのみが著しく加熱され
るので最も適当しておシ、その周波数を適当に選べば加
熱深さを制御することができる。加熱条件としては周波
数3000ヘルツ、入力50〜200KW、加熱時間1
〜3分とするのが適当で、肉盛境界部の温度は700〜
1100℃に加熱され、而も母材の焼戻温度以上に加熱
される範囲も浅くなるので、材料強度が低下することな
しに肉盛境界部の延性が改善され、高温高圧水素環境下
で使用しても剥離が生じないようになる。
次に熱処理条件を変えて作製した試験片1〜8について
水素雰囲気中に保持したのち剥離状態を調査した試験に
ついて述べる。
母材にクロムモリブデン鋼板(JIS  G4109.
8 CMV 4 )を使用し、耐食性合金としてオース
テナイト系ステンレス鋼広幅電極(JIS  Z332
2、YB−304F)、電極幅15Qamまたは75m
で、母材予熱温度150℃、電圧27V1電流2500
Aまたは125OAで1層盛りの肉盛溶接を行ない、第
1表に示す条件で熱処理を施した。
第1表 ※ 試験片7.8は高周波誘導加熱、空冷後に700℃
x2Hの軟化処理を施した。
すなわち試験片1および2は従来方法にょ)肉盛溶接後
にJIS  Z3700に従って700℃X24hr、
の後熱処理を施した。試験片3および4では前記先願(
特願昭56−34619号)の方法に従って肉盛溶接後
に高周波誘導加熱したのち通例の後熱処理を施した。試
験片5および6は本発明の方法に従って後熱処理ののち
高周波誘導加熱を施した。試験片7および8は肉盛溶着
金属下の母材が高周波加熱および空冷によって焼入組織
となシ硬化したので700℃X2hr、の軟化処理を施
した。
上記の各試験片を水素分圧150 ky/ctA、45
0℃のガス中に48時間保持したのち強制空冷し、室温
に24時間以上放置して肉盛金属の反対側の母材表面か
ら超音波探傷検査によって剥離の有無を調べた。その結
果は第1表に記載しであるように従来方法による試験片
1.2はすべて剥離しておシ、試験片3.4においても
剥離していて後熱処理前に高周波誘導加熱しても水素脆
化による剥離防止の効果はなかった。
本発明の方法による試験片5.6でけ肉盛境界部の組織
を改善することができ、水素脆化による剥離は生じなか
った。また本発明の方法によって焼入硬化したものに7
00’CX2hr、の軟化処理を加えた試験片7.8に
も剥離を生じておらず、後熱処理ののち本発明の方法に
よって高周波誘導熱処理を一度施しておけばその後に軟
化熱処理を施しても剥離を生ずることを防止することが
できる。
以上説明したように溶接後熱処理によって生じた肉盛境
界部の水素脆化の起シ易い組織は肉盛金属層表面から高
周波誘導加熱することによって水素脆化の起シ難い組織
に改善することができる。
−たん高周波誘導加熱によって改善されたのちは軟化焼
鈍を施しても剥離を生ずることはない。このように本発
明の方法によるときけ大形高温高圧化学機器の耐食性の
向上をもたらすほか、剥離による腐食に基づくガス漏洩
等の危険を防止するこ七ができるので安全上の効果もき
わめて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は肉盛溶着金属下の水素脆化による剥離発生の状
態を図解的に示す斜視断面図、第2図は本発明の方法に
よる熱処理ダイアグラム、第3図は本発明の方法の実施
に好適な高周波誘導加熱装置の概要図、第4図は高周波
誘導加熱による金属内部の温度勾配の一例を示すグラフ
である。 ■・・・母材、2・・・肉盛溶着層、3・・・肉盛境界
部(剥離発生部)、4・・・熱影響部、9・・・高周波
加熱による温度勾配曲線 出願人代理人  弁理士 鴨志1)次 男第/図 時間→ ′v52図 第3図 第tI−図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 肉盛溶接部の熱処理方法において、炭素鋼または低合金
    鋼に耐食性合金を肉盛溶接して後熱処理を施したのち高
    周波誘導加熱によって肉盛層と母材との境界部を700
    〜1100℃に加熱し空冷する熱処理を施すことを特徴
    とする水素脆化に対する耐性を改善する高周波誘導加熱
    による肉盛溶接部の熱処理方法。
JP19275382A 1982-11-03 1982-11-03 肉盛溶接部の熱処理方法 Granted JPS5983717A (ja)

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JPS5983717A true JPS5983717A (ja) 1984-05-15
JPS6151613B2 JPS6151613B2 (ja) 1986-11-10

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103484802A (zh) * 2013-09-16 2014-01-01 西北工业大学 一种获得公斤级高温合金过冷熔体的制备方法
CN107619922A (zh) * 2017-09-29 2018-01-23 彭娟 一种高合金耐热钢焊口的中频感应热处理工艺
CN117444552A (zh) * 2023-12-25 2024-01-26 中北大学 一种提高316l不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法

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CN117444552B (zh) * 2023-12-25 2024-03-12 中北大学 一种提高316l不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法

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