JP2000102891A - オーステナイト系ステンレス鋼溶接材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐再熱割れ性ならびにクリープ特性を含む高
温強度に優れた溶接金属を与えるオーステナイト系ステ
ンレス鋼溶接材料の提供。 【解決手段】 重量％表示で、Ｃ：０．０１〜０．１
５、Ｓｉ：０．５０以下、Ｍｎ：２．０以下、Ｐ：０．
０３０以下、Ｓ：０．０２０以下、Ｎｉ：６．０〜１
０．０、Ｃｒ：１４．０〜１８．０、Ｍｏ：１．０〜
３．０、Ｎｂ：０．２０以下、Ｃｕ：０．０５〜３．
０、Ｎ：０．０１〜０．２０（残部の主成分はFe、また
は残部成分の一部にかわり、更に微量のＶ、Ｔｉ、Ｂを
含有し、以下の条件を満足するオーステナイト系ステン
レス鋼溶接材料。 １．１０Ｃｒ ｅｑ−９．８０≦Ｎｉ ｅｑ≦０．７７Ｃ
ｒ ｅｑ−０．９

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耐再熱割れ性ならび
にクリープ特性を含む高温強度に優れた溶接金属を与え
るオーステナイト系ステンレス鋼溶接材料に係るもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ＪＩＳ Ｚ ３３２１で規定されている
Ｙ３０８（以下、Ｙ３０８と称す）に代表されるオース
テナイト系ステンレス鋼は、優れた高温性能を有するた
め、発電用ボイラーや石油精製装置などの高温環境で広
く使用されている。しかし、これらの溶接部について
は、装置の運転中のクリープ損傷による割れや、施工時
の応力除去などを目的とした熱処理よる割れなど、いわ
ゆる再熱割れ発生の事例が多く報告されている。割れは
溶接金属や熱影響部で発生するが、割れの原因としては
炭化物の析出による結晶粒界の強度低下やσ相析出に
よる脆化等が考えられている。この割れを防ぐためには
５００℃以上の高温で使用する機器においては、高温で
の延性や応力緩和特性の優れた溶接金属を得る溶接材料
での溶接が必要である。

【０００３】しかし、溶接金属は、凝固組織であり、圧
延組織の鋼材に比べると高温での脆化原因となる析出物
の析出速度が速く、運転中の高温環境や溶接後の熱処理
により脆化が著しい。特にオーステナイト系ステンレス
鋼溶接材料では、溶接時の凝固割れ高温割れを防ぐ目的
で溶接金属にδ−フェライト組織を数％含むよう成分設
計がなされている。このδ−フェライト相は、６００〜
８００℃の高温に長時間曝されると脆いσ相に変態する
ため、溶接金属は、高温での使用中や溶接後熱処理によ
り脆化を受けやすく、耐再熱割れ性に劣る。特に、Ｎｂ
添加で強度の高いＪＩＳ Ｚ ３３２１で規定されてい
るＹ３４７系の溶接材料ではこの傾向が著しい。

【０００４】Ｍｏを含有したＪＩＳ Ｚ ３３２１で規
定されているＹ３１６（以下、Ｙ３１６と称す）は、前
記Ｙ３０８に比べ高温強度が高くかつ耐再熱割れ性に優
れているが、 Ｙ３１６に一般的に使用されるＹ３１６
系溶接材料によるの溶接金属ではＭｏがσ相の析出を促
進させること、 また、ＪＩＳ Ｚ ３３２１で規定さ
れているＹ３０４に一般的に使用されるＭｏを含まない
前記Ｙ３０８系溶接材料による溶接金属に比べ低δ−フ
ェライト量にした場合の高温割れ感受性が高いことから
Ｍｏを含有したＹ３１６系溶接材料は、δ−フェライト
量を制限した高温用の溶接材料としては不向きであっ
た。 また、最近、一部石油精製装置でオーステナイト
系ステンレス鋼を７００℃を越える高温で使用する場合
が増えてきた。原油の蒸留装置から生じる重質油を高温
下で微粒子状の触媒と接触させ、軽質な留分に分解、精
製する装置に流動接触分解装置と言う石油精製装置であ
る。この装置において、触媒は循環再利用されるが、重
質油を分解した後の触媒表面には炭素や硫黄が付着して
おり、循環再利用する前にこれらを空気で燃焼除去する
必要がある。この空気による触媒表面の炭素、硫黄の燃
焼処理を触媒の再生と呼び、この工程では大量の二酸化
炭素と硫黄酸化物を主成分とする燃焼ガスが生じる。こ
れら流動接触分解装置の再生系の運転時の温度は、７０
０℃を越える高温のため、使用される装置材料には高温
でのクリープ特性が求められる。このような高温では、
高温強度の高いＮｉ基合金などを使用する場合もある
が、経済性の観点から、従来、再生系の装置材料には前
記Ｙ３０４が使用されている。前記Ｙ３０４の溶接に
は、１８．０−２１．０％Ｃｒ、９．０−１１．０％Ｎ
ｉ、０．０４−０．０８％Ｃ、残Ｆｅを主成分とする母
材と同一成分の前記Ｙ３０８系の溶接材料が用いられて
いる。

【０００５】しかし、前記Ｙ３０８系溶接材料を用いた
溶接金属は、７００℃を越える高温下においては、σ相
脆化が生じるとともに、クリープ強さやクリープ延性
が、母材に比べて著しく劣るという問題があった。

【０００６】ところで，含Ｍｏのオーステナイト系ステ
ンレス鋼溶接金属においてσ脆化を起こしやすいのは、
δ−フェライト相へＣｒやＭｏ等のσ化を促進する元素
が凝固偏析すること、５％以下のδ−フェライト量では
高温割れが発生しやすくδ−フェライト量を低下できな
いことが原因であることは良く知られているところであ
る。図１は、Welding Research Supplement、Ｍａｙ
1992から抜粋したＣｒ当量とＮｉ当量の相関を示す説
明図である。凝固モードと溶接のままでのδ−フェライ
ト量を制御することは、この図から下記で表される当量
(以下、Ｎｉ eqと称す)とＣｒ当量(以下、Ｃr eqと称
す)を制限することにより可能である。 Ｎｉ ｅｑ=Ｎｉ＋３５×Ｃ＋２０×Ｎ＋０.２５×Ｃｕ Ｃｒ ｅｑ=Ｃｒ＋Ｍｏ＋０．７×Ｎｂ しかしながら、この図からは後述の実施例１〜９に示す
ような耐再熱割れ性および後述の実施例１０〜１４に示
すようなクリープ特性に関する知見は、何等得られな
い。

【０００７】また、高温クリープ破断延性や耐脆化性の
優れたＮｉ―Ｃｒオーステナイト系ステンレス鋼溶接材
料が、特開平３―１６９４８７号公報に開示されてい
る。

【０００８】この公報は、（１）クリープ強度を高める
が炭化物を析出し脆化の原因となる炭素にかえ、窒素を
添加すること、（２）δ−フェライト量を重量表示で１
〜１２％にすること、（３）また、（１）および（２）
にタングステンを重量表示で３．０％以下加えること等
からなっている。

【０００９】オーステナイト系ステンレス鋼溶接材料に
は、オーステナイトで凝固し、その一部がフェライトに
変態するものと、δ−フェライトとして凝固するものが
ある。前記δ−フェライトの大部分は、冷却過程でオー
ステナイトに変態するが、その一部はδ−フェライトの
まま残るものがある。該δ−フェライトは、脆化しにく
く、かつ、クリープ特性が損なわれない。

【００１０】上記事情から高温での熱処理において再熱
割れ性に優れ、かつ、クリープ特性を含む高温強度が高
いオーステナイト系ステンレス鋼溶接材料の開発が待た
れていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高温での熱
処理において再熱割れ性に優れ、かつクリープ特性を含
む高温強度が高いオーステナイト系ステンレス鋼溶接材
料を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】発明者らは、上記目的を
達成するため、鋭意検討した。その結果、含Ｍｏのオー
ステナイト系ステンレス鋼溶接金属において、凝固モー
ドを制限することによりσ脆化による再熱割れ感受性の
低い溶接金属が得られ、上記目的が達成できるという下
記の知見を得た。

【００１３】すなわち、Ｙ３０８系やＹ３１６系のオー
ステナイト系ステンレス鋼溶接材料では、そのＮｉ当量
とＣｒ当量のバランスにより、凝固の形態がオーステナ
イト相単相の場合(Ａモード)、オーステナイト相初晶で
凝固最終段階でδ−フェライト相となる場合(以下、Ａ
Ｆモードと称す)、δ−フェライト相が初晶で凝固最終
段階でオーステナイト相となる場合(以下、ＦＡモード
と称す)、δ−フェライト相単相で凝固し固相でδ−フ
ェライト相からオーステナイト相に変態する場合(以
下、Ｆモードと称す)となることはよく知られたところ
である。

【００１４】また、溶接金属では高温割れを防ぐために
数％のδ−フェライト相を含むよう成分設計がなされる
ため、凝固モードはＡモード以外のδ−フェライト相を
含むモードとなる。この場合、初晶がオーステナイト相
とδ−フェライト相の場合に大別できるが、この中で初
晶がオーステナイト相のＡＦモードは、最終凝固相であ
るδ−フェライト相にＣrやＭｏ等のフェライト相のσ
化を促進する元素が偏析し、高温環境下でσ脆化を起こ
しやすい。これに対し、凝固初晶がδ−フェライト相で
あるＦＡモードやＦモードはＣrやＭｏの偏析がＡＦモ
ードに比べ少なくσ脆化を起こしにくい。また初晶がδ
−フェライト相の場合ＡＦモードに比べ同一のδ−フェ
ライト量においても高温割れの感受性が低く、低δ−フ
ェライト量にすることが可能である。しかし、高温環境
で使用される場合には、δ−フェライト相が連続化した
場合、δ−フェライト相より析出するσ相も連続化し脆
化が著しくなることより、δ−フェライト量を８％に制
限すれば上記目的が達成できる。以上に記載の知見を得
た。

【００１５】さらに検討を重ねた結果、Ｖ、Ｔｉおよび
Ｂの微量添加が上記目的を達成するため、より有効であ
ることも知った。

【００１６】本発明は、上記事情および上記知見に基づ
きなされたもので、本発明の目的は以下の手段により達
成できる。

【００１７】すなわち、本発明は、（１）重量％表示
で、 Ｃ：０．０１〜０．１５ Ｓｉ：０．５０以下 Ｍｎ：２．０以下 Ｐ：０．０３０以下 Ｓ：０．０２０以下 Ｎｉ：６．０〜１０．０ Ｃｒ：１４．０〜１８．０ Ｍｏ：１．０〜３．０ Ｎｂ：０．２０以下 Ｃｕ：０．０５〜３．０ Ｎ：０．０１〜０．２０ 残部はFeおよび不可避不純物からなり、以下の条件を満
足するオーステナイト系ステンレス鋼溶接材料、 １．１０Ｃｒ ｅｑ−９．８０≦Ｎｉ ｅｑ≦０．７７Ｃ
ｒ ｅｑ−０．９ ここで、 Ｎｉ ｅｑ＝Ｎｉ＋３５Ｃ＋２０Ｎ＋０．２５Ｃｕ Ｃｒ ｅｑ＝Ｃｒ＋Ｍｏ＋０．７Ｎｂ および（２）重量％表示で、 Ｖ：０．０１〜０．５０ Ｔｉ：０．０１〜０．５０ Ｂ：０．００１〜０．０１ を更に含有してなる（１）に記載のオーステナイト系ス
テンレス鋼溶接材料を含む。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明において構成される
各種成分について述べる。

【００１９】本発明において、Ｃは０．０１〜０．１５
ｗｔ．％が選択される。

【００２０】Ｃは、侵入型の固溶強化元素であるととも
に、炭化物による析出強化することから高温強度を高め
る効果があり０．０１ｗｔ．％以上の添加が必要であ
る。オーステナイト系ステンレス鋼溶接材料の一つであ
る前記Ｙ３０８材において重量％表示で０．０８％以下
と規格されている。本発明では、前記本発明を構成する
各種成分との相関から０．１５ｗｔ．％以上でも可能で
あるが、０．１５ｗｔ．％を超える添加は、長時間高温
加熱による粗大な炭化物の析出による脆化が顕著となる
ため、避けることが好ましい。

【００２１】本発明において、Ｓｉは０．５ｗｔ．％以
下が選択される。

【００２２】Ｓｉは、脱酸効果があり、また溶融金属の
湯流れを良くし溶接作業性の改善に効果がある。前記Ｙ
３０８材において０．６５ｗｔ．％以下と規格されてい
る。

【００２３】本発明では、本発明を構成する各種成分と
の相関から０．５ｗｔ．％を越える添加は長時間高温加
熱によるσ脆化を促進するため、避けることが好まし
い。

【００２４】本発明において、Ｍｎは２．０ｗｔ．％以
下が選択される。

【００２５】Ｍｎは、オーステナイト相形成元素である
が、２．０ｗｔ．％を越える添加はδ−フェライト相が
減少し、溶接時高温割れを生じやすくなるため、避ける
ことが好ましい。

【００２６】本発明において、Ｐは０．０３０ｗｔ．％
以下が選択される。Ｐの０．０３０ｗｔ．％を越える添
加は、本発明を構成する各種成分との相関から高温割れ
を生じやすくなるため、避けることが好ましい。

【００２７】本発明において、Ｓは０．０２ｗｔ．％以
下が選択される。Ｓは、高温割れを促進し、また再熱割
れにも悪影響を及ぼすため、前記Ｙ３０８材において
０．０３ｗｔ．％以下と規格されている。本発明では本
発明を構成する各種成分との相関から０．０２０ｗｔ．
％を越える添加は避けることが好ましい。

【００２８】本発明において、Ｎｉは６．０〜１０．０
ｗｔ．％が選択される。

【００２９】Ｎｉは、前記Ｙ３０８材において９．０〜
１１．０ｗｔ．％と規格されている。Ｎｉは、オーステ
ナイト相の安定化のため６．０ｗｔ．％以上必要であ
る。

【００３０】本発明では本発明を構成する各種成分との
相関から１０．０ｗｔ．％を越える添加は、高温割れを
防ぐための適正なδ−フェライト量を維持するために必
要なＣｒ量の増加を招き、σ脆化を促進させるため、避
けるのが好ましい。

【００３１】本発明において、Ｃｒは１４．０〜１８．
０ｗｔ．％が選択される。

【００３２】Ｃｒは、前記Ｙ３０８材において１９．５
〜２２．０％と規格されている。

【００３３】Ｃｒは、高温での耐酸化性を向上させ、ま
たオーステナイト相に一定量のδ-フェライト相を含有
させ耐高温割れ性を得るために１４．０ｗｔ．％以上の
添加が必要である。本発明では本発明を構成する各種成
分との相関から１８．０ｗｔ．％を越える添加は、δ−
フェライト量を増加させσ脆化を促進するため、避ける
のが好ましい。

【００３４】本発明において、Ｍｏは１．０〜３．０ｗ
ｔ．％が選択される。Ｍｏは、置換型の固溶強化元素で
あり、溶接金属のクリープ強度を高める効果があり、
１．０％ｗｔ．以上必要である。しかし、３．０ｗｔ．
％を越える添加は、本発明を構成する各種成分との相関
からσ脆化を促進させるため、避けるのが好ましい。

【００３５】本発明において、Ｎｂは０．２０ｗｔ．％
以下が選択される。

【００３６】Ｎｂは、炭窒化物による析出強化元素でク
リープ強度を高めるが、０．２０ｗｔ．％を越える添加
は粒界への炭化物の析出による粒界割れを促進させるた
め、避けるのが好ましい。

【００３７】本発明において、Ｃｕは０．０５〜３．０
ｗｔ．％以下が選択される。

【００３８】Ｃｕは、オーステナイト相の固溶強化元素
で０．０５ｗｔ．％以上の添加でクリープ強度を高める
が、３．０ｗｔ．％を越える添加は粒界脆化の原因とな
るため、避けるのが好ましい。

【００３９】本発明において、Ｎは０．０１〜０．２０
ｗｔ．％が選択される。

【００４０】Ｎは、侵入型の固溶強化元素であるととも
に、窒化物による析出強化することから高温強度を高め
る効果があるため、０．０１ｗｔ．％以上必要である。
０．２０ｗｔ．％を超える添加はブローホールの発生や
δ−フェライト量低下による高温割れの発生など溶接欠
陥の発生が顕著となるため、避けるのが好ましい。

【００４１】本発明におけるＮｉ当量（以下、Ｎｉ ｅ
ｐと称す）について、上記各種成分組成に基づきＮｉ
ｅｑが１．１０Ｃｒ ｅｑ−９．８０≦Ｎｉ ｅｑ≦０．
７７Ｃｒ ｅｑ−０．９で制限されることについて説明
する。ここに、Ｎｉ ｅｑおよびＣｒ ｅｑは、以下で表
される。 Ｎｉ ｅｑ=Ｎｉ＋３５×Ｃ＋２０×Ｎ＋０.２５×Ｃｕ Ｃｒ ｅｑ=Ｃr＋Ｍｏ＋０．７×Ｎｂ 本発明において、まず、Ｎｉ ｅｑ≦０．７７Ｃｒ ｅｑ
−０．９の条件を満足すれば、前記チャートから凝固初
晶がδ−フェライト相となり、凝固モードがＦＡモード
となる。次に、前記チャートからＮｉ ｅｑがＮｉ ｅｑ
≧１．１０×Ｃｒ ｅｑ−９．８０を満足すれば、溶接
金属のδ−フェライト量が８％以下となる。以上説明し
たように、本発明において第一の発明である高温性能に
優れたオーステナイト系ステンレス鋼溶接材料は、上記
成分と残部成分としてＦｅおよび不可避不純物からな
る。後述の実施例１〜９および比較例１〜５に示すよう
に、Ｎｉｅｑ、Ｃｒ ｅｑおよび上記成分範囲の条件を
同時に満足すれば、σ脆化による再熱割れ感受性が低く
耐高温割れ性に優れた溶接金属を得ることが可能とな
る。

【００４２】また、本発明において第二の発明として、
前記第一の発明における残部成分であるＦｅの一部にか
えてＶ、ＴｉおよびＢを添加することによりクリープ強
度がさらに高められたオーステナイト系ステンレス鋼溶
接材料とすることもできる。

【００４３】すなわち、本発明において、Ｖは０．０１
〜０．５０ｗｔ．％が選択される。Ｖは、炭窒化物によ
る析出強化元素でクリープ強度を高めるため、０．０１
ｗｔ．％以上必要である。０．５０ｗｔ．％を越える添
加は析出物の粗大化を起こし逆効果となるので、避ける
のが好ましい。本発明において、Ｔｉは０．０１〜０．
５０ｗｔ．％が選択される。Ｔｉは、Ｖと同様、炭窒化
物析出によりクリープ強度を高めるため、０．０１ｗ
ｔ．％以上の添加が必要である。０．５０ｗｔ．％を越
えると添加効果が減退するので、避けるのが好ましい。
本発明において、Ｂは０．００１〜０．０１ｗｔ．％が
選択される。Ｂは、高温での粒界強化に有効でクリープ
強度を高めるが、そのためには０．００１ｗｔ．％以上
の添加が必要である。０．０１ｗｔ．％を越える添加
は、溶接時の耐高温割れ性を損ねるので、避けるのが好
ましい。

【００４４】

【実施例】以上のように本発明を説明したが、実施例を
用いてさらに本発明を詳細に説明する。なお、言うまで
もないことであるが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではない。 実施例１ オーステナイト系ステンレス鋼溶接材料として径１．２
ｍｍのワイヤを用意した。その組成を重量％表示で以下
に示す。Ｃとして０．０９５、Ｓｉとして０．３２、Ｍ
ｎとして１．２５、Ｐとして０．０２２、Ｓとして０．
００３、Ｎｉとして８．５４、Ｃｒとして１６．５２、
Ｍｏとして２．５４、Ｎｂとして、０．１２、Ｃｕとし
て０．２１、Ｎとして０．０３２を含有し、残部はＦｅ
であった。このとき、Ｎｉ ｅｑ=Ｎｉ＋３５×Ｃ＋２０
×Ｎ＋０.２５×ＣｕおよびＣｒ ｅｑ=Ｃr＋Ｍｏ＋０．
７×ＮｂからのＮｉｅｑおよびCr eqの計算値はそれぞ
れ１２．５６および１９．０５であった。これらを表１
に示す。また、凝固モードがＦＡモードとなる条件であ
るＮｉ ｅｑ＝０．７７×Ｃｒ ｅｑ−０．９０および溶
接金属のフェライト量が８％以下となる条件であるＮｉ
ｅｑ＝１．１０×Ｃｒ ｅｑ−９．８０の計算値は、そ
れぞれ１３．７７および１１．１２であった。前者のＮ
ｉ ｅｑ=Ｎｉ＋３５×Ｃ＋２０×Ｎ＋０.２５×Ｃｕの
計算値から後者のＮｉ ｅｑ＝０．７７×Ｃｒ ｅｑ−
０．９０およびＮｉ ｅｑ＝１．１０×Ｃｒ ｅｑ−９．
８０の計算値の差は−１．２１当量（負）および１．４
４当量（正）であった。この差を表２に記載する。この
結果からＮｉ ｅｑ≦０．７７×Ｃｒ ｅｑ−０．９０お
よびＮｉ ｅｑ≧１．１０×Ｃｒ ｅｑ−９．８０を満
足していることが分かる。このワイヤを用いてティグ溶
接し、溶接部より試験片を採取し、７００℃で３０００
ｈ加熱後の衝撃試験(シャルピー２ｍｍＶノッチ 試験温
度０℃)を実施した。溶接条件は、 ・母材：Ｙ３０４ 板厚１５ｍｍ(開先内を溶接するワイ
ヤで２層バタリング溶接） ・溶接電源：ＤＣＥＮ ・溶接電流：１５０Ａ ・溶接電圧：１０Ｖ ・溶接速度：１０ｃｍ／ｍｉｎ ・シールドガス：Ａｒ(ガス流量 １５ ｌ／ｍｉｎ) とした。開先形状とシャルピー衝撃試験片は、ＪＩＳ
Ｚ ２２０２にしたがって採取した。

【００４５】衝撃吸収エネルギーは３２Ｊであった。結
果を表２に併記する。 実施例２〜９ 実施例１の組成を有するワイヤにかえ、表１に併記する
組成を有するワイヤを用い、実施例１と同様に実施し
た。前記それぞれの差と衝撃吸収エネルギーを表２に併
記する。表２に併記した実施例１〜実施例９の差（Ｎｉ
ｅｑ−０．７７×Ｃｒ ｅｑ＋０．９０）と衝撃吸収エ
ネルギーの関係、また、表２に併記した実施例１〜実施
例９の差（Ｎｉ ｅｑ−１．１０×Ｃｒ ｅｑ＋９．８
０）と衝撃吸収エネルギーの関係から凝固モードをＦＡ
モードとすることにより、また、フェライト量を８％以
下にすることにより、長時間の熱処理による脆化を抑制
することができることがわかる。 比較例１ 実施例１の組成を有するワイヤに換え、下記組成（重量
％表示）のワイヤを用い実施例１と同様に実施した。

【００４６】Ｃとして０．０７７、Ｓｉとして０．３
１、Ｍｎとして１．５６、Ｐとして０．０１９、Ｓとし
て０．００２、Ｎｉとして１１．８４、Ｃｒとして１
９．７９、Ｍｏとして２．２５、Ｎｂとして０．０５、
Ｃｕとして０．１２、Ｎとして０．０８５を含有し、残
部はFeであった。

【００４７】組成を表１に、下記に示した差と衝撃吸収
エネルギーを表２に併記した。表２から（Ｎｉ ｅｑ−
１．１０Ｃｒ ｅｑ＋９．８０）の計算値は正となり条
件を満たしているが、（Ｎｉ ｅｑ−０．７７Ｃｒ ｅｑ
＋０．９）の計算値は正の値となっているため、条件を
満たしていない。それ故、表２から両条件を満たしてい
る実施例１〜９の衝撃吸収エネルギーに比較して著しく
低下していることが分かる。 比較例２〜５ 実施例１の組成を有するワイヤにかえ、表１に併記する
組成を有するワイヤを用い、実施例１と同様に実施し
た。前記それぞれの差と衝撃吸収エネルギーを表２に併
記した。比較例１と同様に実施例１〜９の衝撃吸収エネ
ルギーに比較して著しく低下していることが分かる。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【表２】 実施例１０〜１３ 表３に示す板厚１５ｍｍのＹ３０４を母材に使用し、同
表に示すワイヤ（径１．２ｍｍ）を用いて実施例１に示
す溶接条件で溶接継手を作製し、クリープ破断試験片を
採取し、７３０℃でクリープ破断試験を行った。クリー
プ破断試験の結果の例として、クリープ試験時の負荷応
力７８Ｎ／ｍｍ２ならびに５９Ｎ／ｍｍ２でのクリープ
破断時間ならびにクリープ破断絞りを表４に示す。 実施例１４ 表３に示すＶ，ＴｉおよびＢの添加されていない本発明
の範囲内に属するものを実施例１０〜１３と同様にクリ
ープ破断特性を調べた。結果を表４に併記する。

【００５０】表４に示すようにクリープ特性は、実施例
１０〜１３に比較して劣ることが分かる。

【００５１】

【表３】

【００５２】

【表４】 表２から本発明によるワイヤは、長時間の熱処理による
脆化を抑制することができることがわかる。

【００５３】さらに、表４から本発明によるワイヤ、特
にＶ、Ｔｉ、Ｂを微量添加したワイヤによる溶接継手の
クリープ破断特性が優れていることがわかる。

【００５４】

【発明の効果】本発明の高温性能に優れたオーステナイ
ト系ステンレス鋼溶接材料は以下に記載の効果を奏す
る。 （１）高温での熱処理において再熱割れ性に優れ、かつ
クリープ特性を含む高温強度が高いオーステナイト系ス
テンレス鋼溶接材料を提供することができる。 （２）高温において再熱割れ性に優れ、かつクリープ特
性を含む高温強度が高いため、不具合が生じ難く、安
全、かつ、安定した運転が可能となった。 （３）また、高温において再熱割れ性に優れ、かつクリ
ープ特性を含む高温強度が高いため、定期修理において
検査の手間および不具合を生じた配管、機器等の修理、
交換等が極めて少なくなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のＣｒ当量とＮｉ当量との相関を示す説明
図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％表示で、 Ｃ：０．０１〜０．１５ Ｓｉ：０．５０以下 Ｍｎ：２．０以下 Ｐ：０．０３０以下 Ｓ：０．０２０以下 Ｎｉ：６．０〜１０．０ Ｃｒ：１４．０〜１８．０ Ｍｏ：１．０〜３．０ Ｎｂ：０．２０以下 Ｃｕ：０．０５〜３．０ Ｎ：０．０１〜０．２０ 残部はFeおよび不可避不純物からなり、以下の条件を満
   足することを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼
   溶接材料。 １．１０Ｃｒ ｅｑ−９．８０≦Ｎｉ ｅｑ≦０．７７Ｃ
   ｒ ｅｑ−０．９ ここで、 Ｎｉ ｅｑ＝Ｎｉ＋３５Ｃ＋２０Ｎ＋０．２５Ｃｕ Ｃｒ ｅｑ＝Ｃｒ＋Ｍｏ＋０．７Ｎｂ であり、単位はそれぞれ当量である。
2. 【請求項２】 重量％表示で、残部成分の一部にかわり Ｖ：０．０１〜０．５０ Ｔｉ：０．０１〜０．５０ Ｂ：０．００１〜０．０１ を更に含有してなる請求項１に記載のオーステナイト系
   ステンレス鋼溶接材料。