GEBIET DER ERFINDUNG UND DARLEGUNG DES VERWANDTEN
STANDES DER TECHNIK
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen
Schweißzusatzwerkstoff für Dampferzeuger, Wärmeaustauscher
von Kesseln usw., die bei hohen Temperaturen und unter hohem
Druck verwendet werden, und insbesondere betrifft die
vorliegende Erfindung einen Schweißzusatzwerkstoff, der für
das Schweissen von hochfestem hitzebeständigen ferritischen
Stahl mit niedrigem Chromgehalt (Cr), der bei einer hohen
Temperatur von nicht unter 500ºC verwendet wird, geeignet
ist.
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Als bei hoher Temperatur hitzebeständiger und
druckdichter Bestandteil, der für Kessel, für die Chemische
Industrie und für Kernkraftwerke verwendet wird, gibt es
austenitische rostfreie Stähle, ferritische Stähle mit hohem
Chromgehalt, enthaltend 9-12% Cr, ferritische Stähle mit
niedrigem Chromgehalt, dargestellt durch einen Stahl mit
2,25 Cr - 1 Mo, Kohlenstoffstähle usw. (im folgenden wird die
Menge des Gehalts in der Legierungszusammensetzung in Gew.-%
angegeben). Beispielsweise offenbaren EP-A-505 732 und
EP-A-560 375 ferritische hitzebeständige Stähle mit
verbesserter Zähigkeit und Kriechfestigkeit. Einige von
diesen werden abhängig von der Temperatur, dem Druck und der
Umwelt, die für den betreffenden Bestandteil verwendet
werden, und unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit
ausgewählt. Insbesondere begehrt sind vom wirtschaftlichen
Gesichtspunkt aus ferritische Stähle mit niedrigem
Chromgehalt, die einen verhältnismäßig geringen Gehalt an Cr
aufweisen und hochfest sind. Es wurde sogar schon
ferritischer Stahl mit niedrigem Chromgehalt, der die gleiche
Festigkeit aufweist wie ferritischer Stahl mit hohem
Chromgehalt, entwickelt. Für die praktische Verwendbarkeit
eines solchen Werkstoffs ist es unerläßlich,
Schweißzusatzwerkstoffe mit der gleichen Festigkeit wie jener der
ursprünglichen Werkstoffe zu entwickeln.
Schweißzusatzwerkstoffe mit hoher Festigkeit besitzen jedoch im
allgemeinen eine geringe Zähigkeit, da es schwierig war, die
beiden widersprüchlichen Eigenschaften, Festigkeit und
Zähigkeit oder Zähfestigkeit, zu vereinen.
ZIEL UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen
verbesserten Schweißzusatzwerkstoff zu Verfügung zu stellen,
welcher eine hohe Zähigkeit als Schweißmetall und eine
außerordentlich verbesserte Hochtemperaturfestigkeit im
Vergleich zu konventionellen Schweißzusatzwerkstoffen
aufweist.
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Um das obige Ziel zu erreichen, wiederholten die
Erfinder der vorliegenden Anmeldung eine Anzahl von
Experimenten über hochfeste Schweißzusatzwerkstoffe bei
hohen, nicht unter 500ºC liegenden Temperaturen, und mit
hoher Zähigkeit, wobei sie den Effekt der Fällung unter
Verwendung von Vanadium (V) und Niob (Nb), die
Mischkristallhärtung durch Wolfram (W) und Rhenium (Re) und den Effekt der
Fällung durch feine Carbidpartikel in Betracht zogen, und als
Folgerung des Obigen wurden die nachstehenden Resultate
realisiert und erworben:
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(a) Während als konventioneller
Schweißzusatzwerkstoff für die ferritischen hitzebeständigen Stähle mit
niedrigem Chromgehalt Cr-Mo-Stähle mit Mo als Hauptkomponente
allgemein bekannt waren, ermöglicht uns die Verwendung des
verbesserten Werkstoffs, der einen großen Anteil von W
enthält, dessen Atomradius groß, aber dessen
Diffusionskoeffizient im Vergleich zu jenen von Mo klein ist, eine
beträchtliche Steigerung der Mischkristallverstärkung und
auch eine Verbesserung der Stabilität der feinen
Carbidpartikel bei einer hohen Temperatur, welche zu der
Kriechfestigkeit beiträgt, zu erreichen.
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(b) Ferner erlaubt uns die Zugabe von Re, dessen
Atomradius größer ist als jener von W, eine weitere
Mischkristallverfestigung zu erwarten,
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(c) Der Schweißzusatzwerkstoff bleibt jedoch mit
der Zugabe von V oder Nb, welches ein carbidbildendes Element
ist, sehr hart mit schlechten Schlagfestigkeitskennzahlen,
selbst nach dem Schweissen und spannungsfreien Glühen.
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(d) Es wird jedoch gefunden, dass die
gleichzeitige Zugabe von Tantal (Ta), das auch ein
carbidbildendes Element ist, eine außerordentlich feinkörnige
Struktur des Schweißzusatzwerkstoffs bewirkt und die
Schlagfestigkeitskennzahlen außerordentlich verbessert. Der
Schmelzpunkt von Ta-carbiden liegt bei 3400-3877ºC und ist
viel höher als der von V- oder Nb-carbid, was bewirkt, dass
die Ta-carbide als Präzipitat in Form von fein dispergiertem
Ta-carbid in dem fest gewordenen Schweißmetall verbleiben,
während die Hauptmenge der V- oder Nb-carbide Mischkristalle
bilden, wenn das Schweißmetall geschmolzen wird. Die fein
dispergierten Ta-Carbidpartikel bilden daher Kerne, und die
Martensit- und Bainitstrukturen, die bei der Verfestigung
umgewandelt werden, werden sehr feinkörnig. Selbst wenn das
Schweißen fortgesetzt wird und eine Wiedererhitzung auftritt,
zeigen die fein dispergierten Ta-carbidpartikel einen
Pineffekt, um das Körnchenwachstum einzuschränken und um die
Struktur feinkörnig zu erhalten. Die feinkörnige Struktur
erschwert das Auftreten eines Sprödbruchs und verbessert die
Zähigkeit oder Zähfestigkeit.
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(e) Die Zugabe von Bor (B) ermöglicht auch, dass
das Mischkristall von Bor zu der Verbesserung der
Kriechfestigkeit beiträgt,
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(f) Es besteht die Möglichkeit, dass bei dem
Schweißen Risse auftreten, aber diese Rißbildung kann durch
sachgemäße Auswahl der Mengen der zugesetzten Elemente
verhindert werden.
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Als Ergebnis des Obigen wurde die vorliegende
Erfindung vollendet. Das heißt, die vorliegende Erfindung
betrifft einen Schweißzusatzwerkstoff für ferritischen
hitzebeständigen Stahl mit niedrigem Chromgehalt mit hoher
Zähigkeit mit den folgenden Zusammensetzungen (1) oder (2):
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(1) Ein Schweißzusatzwerkstoff für ferritischen
hitzebeständigen Stahl mit niedrigem Chromgehalt und mit
hoher Zähigkeit, umfassend in Gew.-% Kohlenstoff (C)
0,04-0,1%, Silicium (Si) 0,1-0,6%, Mangan (Mn)
0,1-0,6%, Phosphor (P) 0,0005-0,03%, Schwefel (S)
0,0005-0,015%, Chrom (Cr) 1,75-2,5%, Nickel (Ni)
0,01-0,8%, Molybdän (Mo) 0,05-1,5%, Vanadium (V) 0,01-
0,5%, Wolfram (W) 0,05-2%, Niob (Nb) 0,01-0,2%, Tantal
(Ta) 0,01-0,5%, Aluminium (Al) 0,003-0,05%, Bor (B)
0,0001-0,01%, Stickstoff (N) 0,003-0,03%, wahlweise
Rhenium (Re) 0,3-1%, und den Rest umfassend Eisen und die
unvermeidbaren Verunreinigungen, wobei die Bedingungen die
folgende Formel (a) erfüllen, worin jede Komponente in Form
von Gewichtsprozenten ausgedrückt wird:
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C + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + W/7 + 5B ≤ 0,8% (a)
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(2) Ein Schweißzusatzwerkstoff umfassend zusätzlich
zu den oben unter (1) beschriebenen Komponenten 0,03-1
Gew.-% Re, wobei die Bedingungen die folgende Formel (b)
erfüllt werden, worin jede Komponente in Form von
Gewichtsprozenten ausgedrückt wird:
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C + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + W/7 + Re/3 + 5B 0,8% (b)
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Fig. 1 ist eine deskriptive Ansicht, welche
den Zustand der Nut zum Zeitpunkt des Schweißens des
Stahlblechs zeigt. In der Figur stellt No. 1 einen
Schweißzusatzwerkstoff und No. 2 einen Trägerstoff dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSBILDUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Die Wirkungen jeder Komponente und ihr Gehalt
werden zusammen mit einer möglichen vernunftmäßigen Erklärung
für eine solche Auswahl nachstehend beschrieben.
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Die Zugabe von Kohlenstoff (C) ermöglicht die
Bildung von Carbiden mit Chrom (Cr), Eisen (Fe), Wolfram (W),
Vanadium (V) und Niob (Nb), welche zu der
Hochtemperaturfestigkeit beitragen und die Struktur als
austenitstabilisierende Elemente stabilisieren. Ein Kohlenstoffgehalt
von weniger als 0,04% würde auf eine unzureichende
Carbidfällung hinauslaufen und die Kriechbruchfestigkeit
verringern, während ein Gehalt von oberhalb 0,1% zu einer
übermäßigen Carbidfällung und zu einer beträchtlichen Härtung
des Schweißmetalls führen würde, wobei die
Schlagfestigkeitskennzahlen abgebaut würden. Die
Schweißbarkeit wird mit steigendem Kohlenstoffgehalt
varschlechtert. Somit würde der wünschenswerte C-Gehalt 0,04
-0,1% betragen. Innerhalb dieses Bereichs ist ein
Kohlenstoffgehalt von 0,05-0,08% noch wünschenswerter, um
gleichzeitig eine gute Schweißbarkeit und
Hochtemperaturfestigkeit zu liefern.
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Silicium (Si) wirkt als desoxidierendes Mittel.
Wenn sein Gehalt 0,6% übersteigt, wird die Zähigkeit
beträchtlich verringert und Silicium wird für die Festigkeit
unvorteilhaft. Der richtige Gehalt von Si würde 0,1-0,6%
sein. Für die bessere Hochtemperaturfestigkeit sollte eine
kleinere Menge von Si zugegeben werden, das heißt 0,1-0,3%
würden wünschenswert sein.
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Die Zugabe von Mangan (Mn) ist für die
Stabilisierung der Struktur effektiv. Wenn jedoch sein Gehhalt
unter 0,1% liegt, kann keine ausreichende Wirkung erzielt
werden, während der Schweißzusatzwerkstoff hart wird, wenn
der Gehalt 0,6% übersteigt. Der wünschenswerte Gehalt von Mn
würde folglich 0,1-0,6% betragen. Ähnlich den Kennzahlen
von Si verbessert eine Erniedrigung seiner Menge auf 0,1-
0,3% die Temperaturfestigkeit.
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Sowohl Phosphor (P) als auch Schwefel (S) sind
Elemente, die für die Zähigkeit und Kriechfestigkeit
unvorteilhaft sind. Selbst eine sehr kleine Menge von S macht die
Korngrenze und den Cr&sub2;O&sub3;-Sinterfilm instabil und erniedrigt
die Festigkeit und Zähigkeit, so dass es wünschenswert ist,
auch innerhalb der zulässigen Bereiche kleinere Mengen zu
haben. Ein unvermeidbarer Gehalt von P liegt bei 0,005-
0,03% und von S bei 0,005-0,015%.
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Chrom (Cr) ist ein unentbehrliches Element vom
Gesichtspunkt der antioxidativen Eigenschaften und der
Hochtemperaturkorrosivität von hitzebeständigen Stählen aus.
Wenn sein Gehalt nicht über 1,75% liegt, können keine
ausreichende antioxidative Eigenschaften und keine
Hochtemperaturkorrosivität erhalten werden. Andererseits wird
der Unterschied in der Zusammensetzung zu dem Basismetall
groß, wenn der Cr-Gehalt 2,5% übersteigt. Das kann eine
Wanderung des Kohlenstoffs zwischen dem Schweißmetall und dem
Basismetall hervorrufen, was die Schweißstelle brüchig macht.
Eine größere Menge von Cr ist auch vom wirtschaftlichen
Gesichtspunkt aus nachteilig, somit sollte der Cr-Gehalt.
1,75-2,5% betragen.
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Nickel (Ni) ist ein austenitstabilisierendes
Element und verbessert die Zähigkeit des Stahls. Wenn jedoch
sein Gehalt 0,8% übersteigt, geht die Kriechfestigkeit bei
hoher Temperatur verloren. Auch von wirtschaftlichem
Gesichtspunkt aus ist die Zugabe einer großen Menge von
Nickel unvorteilhaft. Folglich sollte der Nickelgehalt 0,1-
0,8% betragen. Wenn der Schlagfestigkeitswert bei einer
Temperatur von 0ºC 100 J/cm² übersteigt, kann die Menge des
zuzufügenden Nickels verringert werden, um so einen Ni-Gehalt
von 0,01-0,3% zu ergeben, obwohl dies von den Mengen der
anderen zugegebenen Elemente abhängt.
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Molybdän (Mo) ist für die Verbesserung der
Kriechfestigkeit effektiv, aber es können keine ausreichenden
Resultate erhalten werden, wenn sein Gehalt nicht 0,05%
übersteigt. Außerdem fallen bei hohen Temperaturen
intermetallische Verbindungen aus, wenn der Gehalt 1,5%
übersteigt, wodurch die Zähigkeit verringert wird und Mo
seine Wirksamkeit für eine verbesserte Festigkeit verliert.
Daher sollte sein Gehalt 0,05-1,5% betragen.
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Vanadium (V) verbindet sich mit Kohlenstoff und
Stickstoff, um ein feines Fällungsmittel wie V (C, N) zu
bilden. Dieses Fällungsmittel verbessert die Kriechfestigkeit
bei hoher Temperatur über außerordentlich lange Zeit, aber es
kann kein ausreichendes Effekt erzielt werden, wenn sein
Gehalt unter 0,01% liegt. Ebenso gehen Kriechfestigkit und
Zähigkeit verloren, wenn sein Gehalt 0,5% übersteigt. Der
erwünschte Gehalt von V sollte folglich 0,01-0,5% sein.
Insbesondere sollte ein Gehalt von 0,15-0,3% bevorzugt
sein, um die Festigkeit und Zähigkeit beizubehalten.
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Wolfram (W) als ein die Mischkristallbildung
verstärkendes und die Ausfällung von feinem Carbid
verstärkendes Element ist für die Verbesserung der
Kriechfestigkeit effektiv. Insbesondere in Kombination mit Mo
kann die Kriechfestigkeit weiter gesteigert werden. Wenn sein
Gehalt unter 0,05% liegt, kann eine solche Wirkung nicht
erhalten werden. Wenn sein Gehalt 2% überschreitet, wird der
Stahl hart, was zu einem Verlust der Schweißbarkeit führt.
Folglich sollte der erwünschte Gehalt in dem Bereich von
0,05-2% liegen.
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Niob (Nb) verbindet sich mit C und N, um Nb (C, N)
zu bilden, ganz in der gleichen Weise wie V, und trägt zur
Kriechfestigkeit bei. Insbesondere zeigt eine solche
Kombination bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur
von 600ºC oder darunter, dass die Festigkeit beachtlich
verbessert ist. Niob bewirkt auch, dass die Struktur des
Schmelzmetalls feiner wird, und verbessert auch die
Zähigkeit, wenn sein Gehalt geeignet ist. Wenn sein Gehalt
nicht über 0,01% liegt, können die oben erwähnten Effekte
nicht erzielt werden. Wenn der Gehalt über 0,2% liegt,
vergrößert sich NbC, welches keine Mischkristalle bildet,
und die Kriechfestigkeit und die Zähigkeit gehen verloren.
Folglich sollte der erwünschte Gehalt von Nb 0,01-0,2%
sein.
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Tantal (Ta) ist die signifikanteste
charakteristische Komponente des Drahts gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Wenn es in einer geeigneten Menge zugegeben wird, bewirkt es,
dass die Korngröße des Schweißmetalls sehr fein wird und die
Schlagfestigkeitscharakteristik signifikant verbessert wird.
Es wurde auch gefunden, dass ebenfalls die Kriechfestigkeit
verbessert wird. Sein erwünschter Gehalt sollte 0,01-0,5%
sein. Um gleichzeitig eine gute
Schlagfestigkeitscharakteristik und Kriechfestigkeit zu erzielen, wird ein Gehalt von
0,05-0,25% bevorzugt.
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Aluminium (Al) ist unentbehrlich als
Desoxidationselement. Wenn sein Gehalt unter 0,003% liegt, zeigt es keine
ausreichende Leistungsfähigkeit als Deoxidationsmittel. Wenn
der Gehalt über 0,05% liegt, geht die Kriechfestigkeit
verloren. Sein erwünschter Gehalt würde folglich 0,003-
0,05% sein. Ein Gehalt von 0,003-0,01% wird bevorzugt, da
eine kleinere Menge des zugefügten Al einen kleineren Verlust
an Kriechfestigkeit ergibt.
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Extrem kleine Mengen von Bor (B) bewirken, dass die
Carbide dispergiert sind und stabil werden. Wenn sein Gehalt
unter 0,0001% liegt, werden solche Wirkungen unzureichend
sein. Wenn der Gehalt 0,01% übersteigt, leidet die
Schweißbarkeit. Folglich fällt der bevorzugte Gehalt in den
Bereich von 0,0001% bis 0,01%.
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Stickstoff (N) ist unerläßlich für die Bildung von
Carbonitriden mit V und Nb. Wenn sein Gehalt unter 0,003%
liegt, wird diese Wirkung unzureichend sein. Wenn er jedoch
0,03% übersteigt, werden die Nitride in ihrer Abmessung
groß, und die Festigkeit und Zähigkeit des Werkstoffs leiden.
Daher würde sein richtiger Gehalt 0,03% oder weniger, und
bevorzugt 0,003-0,03% betragen, und unter Berücksichtigung
der Zähigkeit ist ein Bereich von 0,003 bis 0,015% noch
erwünschter.
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Damit der Schweißzusatzwerkstoff für ferritische
hitzebeständige Stähle mit niedrigem Chromgehalt (Cr) mit den
obigen Zusammensetzungen eine hohe Zähigkeit aufweist, sollte
die folgende Wechselbeziehung zwischen den Komponenten
erfüllt sein:
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C + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + W/7 + 5B ≤ 0,8%,
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worin jede Komponente in Form von Gewichtsprozenten
ausgedrückt wird.
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Ferner kann Rhenium (Re) zu den obigen Komponenten
zugesetzt werden. Re erhöht die Kriechfestigkeit proportional
zu seiner Menge. Der Grund hierfür ist die
Mischkristallverfestigung. Ebenso wird durch Zugabe einer erheblichen
Menge von Molybdän (Mo) oder von Wolfram (W), die ähnlich wie
Re wirken, die Kriechfestigkeit weiter gesteigert. Demgemäß
würde von wirtschaftlichem Gesichtspunkt aus der richtige
Gehalt von Re bei 0,03-1% liegen.
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C, Cr, Mo, V, W, Re und B sollten vorhanden sein,
um der folgenden Formel zu genügen:
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C + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + W/7 + Re/3 + 5B ≤ 0,8%, worin jede
Komponente in Form von Gewichtsprozenten ausgedrückt wird. Es
wurde nämlich gefunden, dass auf dem Schweißmetall zum
Zeitpunkt des Schweissens keine Risse gebildet werden und
kein schädlicher Einfluß auf die Schweißbarkeit gefunden
wurde, wenn der obigen Formel entsprochen wird. Wenn die
linke Seite der obigen Gleichung 0,8% übersteigt, könnte das
Schweißmetall Risse bekommen oder die Schweißbarkeit wird
verschlechtert.
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Der Schweißzusatzwerkstoff gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt eine höhere Zähigkeit und eine stark
verbesserte Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen im
Vergleich zu dem konventionellen Schweißdraht für 2Cr-Stähle.
Durch Verwendung des Schweißzusatzwerkstoffs gemäß der
vorliegenden Erfindung zum Schweissen von hochfestem
ferritischen Stahl mit niedrigem Chromgehalt zur Verwendung
in Kesseln für verschiedene Anlagen zur Erzeugung von
elektrischem Strom, in chemischen Druckgefässen usw. kann die
Betriebssicherheit von geschweißten Verbindungsstellen in
hohem Maße verbessert werden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der
vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist
keineswegs auf diese Ausführungsform beschränkt.
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Wie in der Tabelle 1 gezeigt wird, wurde das
Schweissen mittels WIG-Schweissens unter Vorheizen auf 200ºC,
durch Bildung einer Nut, wie in der Fig. 1 gezeigt wird (die
Dicke t des geschweißten Werkstoffs 1 beträgt 20 mm, der
Winkel der Nut θ = 20º, der Grundabstand L beträgt 20 mm
unter Verwendung des Trägerstoffs 2) mit einem 2,25Cr-
1Mo-Stahlblech (JIS SCMV4), im Handel erhältlich, und
unter Verwendung eines Schweißdrahts mit einem Durchmesser
von 1,6 mm durchgeführt. Die Tabelle 2 zeigt chemische
Zusammensetzungen von Schweißmetallen. Es wurde bestätigt,
dass die chemischen Zusammensetzungen des Drahts nahezu die
gleichen waren wie jene des Schweißmetalls. Eine
Hitzebehandlung wurde als Nachheizbehandlung
(Spannungsarmglühen) auf dem Schweißmetall, das durch WIG-Schweissen bei
einer Vorheiztemperatur von 715ºC über 1 Stunde erhalten
wurde, durchgeführt.
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Für die Bewertung der Schweißmetallkennzahlen wurde
die Messung der Korngröße der Schweißmetalle, die Messung des
Auftretens von Rissen, der Kriechbruchtest, der Charpy-
Schlagfestigkeitstest und die Bewertung der Schweißbarkeit
durchgeführt. Die Tabelle 3 zeigt die Resultate dieser Tests.
Jedes Testresultat wird nun diskutiert werden
(1) Messung der Kristallkorngröße
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Die Korngröße der Schweißmetalle wurde gemäß JIS
G0552 unter Verwendung des Trennverfahrens gemessen. Es wurde
gefunden, dass die Korngrößenzahlen der Vergleichswerkstoffe
4 bis 6 betrug und etwa 128 bis 512 Kristallkörner pro 1 mm²
in der Querschnittsfläche gefunden wurden, während die
Korngrößenzahl des Werkstoffs gemäß der Erfindung 8 oder mehr
beträgt, der Werkstoff eine sehr gute mikroskopisch kleine
Struktur hat und 2048 Kristallkörner oder mehr pro 1 mm² in
der Querschnitttsfläche enthält. Es sollte auch angemerkt
werden, daß die Vergleichswerkstoffe mit zugesetztem Ta ein
relativ kleine Kristallkorngröße zeigen. Das läßt darauf
schliessen, dass bei dem Werkstoff gemäß der vorliegenden
Erfindung die Kristallkorngröße aufgrund der gemeinsamen
Zugabe geeigneter Mengen von Nb und Ta kleiner ist.
(2) Messung des Anteils an Rissen:
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Die Rißbildung in dem Schweißmetall wurde durch
Beobachten des Querschnitts des Schweißmetalls als Verhältnis
der Rißlänge zu der Stahlblechdicke gemessen. In dieser
Messung wurde kein Riß in dem Schweißmetall gemäß der
vorliegenden Erfindung gefunden. Hingegen wurde in den
Vergleichswerkstoffen eine Rißbildung mit verschiedener
Ausbildungsintensität gefunden, und Risse wurden in jedem
Werkstoff gefunden, was nicht erwünscht ist, da
Ausbesserungen erforderlich würden, um einen solchen
Werkstoff funktionsbereit zu verwenden.
(3) Kriechbruchtest:
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Für den Kriechbruchtest wurden dem Schweißmetall
Probenfragmente entnommen und Experimente wurden unter den
Testbedindungen von 650ºC · 130, 120, 110, 100, 90, 80, 70
Mpa durchgeführt. Die Tabelle 3 zeigt die Werte, die für die
berechnete mittlere 600ºC · 10&sup5; h Kriechbruchfestigkeit auf
der Grundlage solcher Experimente erhalten wurden. Das
Schweißmetall gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine
600ºC · 10&sup5; h Kriechbruchfestigkeit von 100 Mpa und mehr,
welche über der Festigkeit von hochfesten ferritischen
Stählen liegt, welche ganz vor kurzem entwickelt wurden. Die
Kriechbruchfestigkeit von einigen Vergleichsschweißmetallen
übertrifft die Festigkeit von konventionellen 2,25 Cr - 1 Mo
Schweißmetallen, aber ihre Festigkeit beträgt 60 Mpa oder
weniger und die Kriechbruchfestigkeit ist schlechter als jene
des Werkstoffs der vorliegenden Erfindung.
(4) Charpy-Schlagfestigkeitstest
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Charpy-Schlagfestigkeitstests wurden bei 0ºC unter
Verwendung von Testproben mit 2 mm V-Kerben durchgeführt und
die Schlagfestigkeitsscharakteristik wurde in Form von einem
Mittelwert der Charpy-Schlagfestigkeitswerte berechnet. Die
Schlagfestigkeitswerte des Werkstoffs gemäß der vorliegenden
Erfindung sind allgemein hoch, und alle von ihnen haben einen
Wert von 100 J/cm² oder höher. Auch die
Schlagfestigkeitswerte haben offensichtlich eine Beziehung zu der Korngröße,
und wenn die Korngröße größer ist (wenn die Korngrößenzahlen
kleiner sind), sind die Schlagfestigkeitswerte umso höher.
Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
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Bewertungsstandards der Schweißbearbeitbarkeit
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o: Verglichen mit dem Schweißzusatzwerkstoff für den
konventionellen 2,25Cr-1Mo-Stahl ist der Bogen stabiler und
Schweißverfahren mit einem elektrischen Schichtstrom sind
möglich.
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O; :: Hat eine ähnliche Bearbeitbarkeit wie jene des
konventionellen Schweißzusatzwerkstoffs
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Δ: Der Schmelzfluß ist nicht gleichmäßig, und
Heißblaselöcher treten auf, die eine Teilreparatur erfordern
(Änderung).
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X: Der Bogebn ist instabil, daher werden Risse
gefunden, die mehr als 30% des Schweißbereichs bedecken.
Nicht praktisch verwendbar.