JP2013180338A - 硬化肉盛アーク溶接用フラックス入りワイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ワイヤ全質量に対する質量%で、ステンレス鋼外皮とフラックスの合計で、C:0.15〜0.60%、Si:0.3〜1.0%、Mn:1.5〜4.5%、Ni:7.0〜10.0%、Cr:13.0〜20.0%、Mo:3.0〜6.0%、W:3.0〜6.0%を含有し、前記C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、Wが下記式のA値で0.9〜1.5であることを特徴とする硬化肉盛アーク溶接用フラックス入りワイヤ。
A=(Cr+Mo+1.5Si+0.7W)/(Ni+30C+0.5Mn)・・・(式)
【選択図】 なし
Description
Cは、ステンレス鋼外皮、フェロマンガン、フェロシリコンマンガン及びグラファイト等から添加され、Cr及びWとの間で炭化物を生成して、溶着金属の硬さを高める効果がある。Cが0.15%未満では、Cr及びWとの間での炭化物の生成が不十分で、常温での硬さが得ることができない。一方、Cが0.60%を超えるとCr及びWとの間での炭化物が粗大化し、高温での硬さにばらつきが生じる。従って、Cは0.15〜0.60%とする。
Siは、脱酸作用を有し、ステンレス鋼外皮、金属シリコン、フェロシリコン及びフェロシリコンマンガン等から添加され、ビード形状やスラグ被包性を改善する効果を有する。Siが0.3%未満では、溶接時の脱酸反応によって形成されるスラグ量が少なくなり、スラグ被包性を損なう。一方、Siが1.0%を超えるとスラグ量が過多となり、ビード形状が劣化する。従って、Siは0.3〜1.0%とする。
Mnは、Siと同様に脱酸作用を有し、ステンレス鋼外皮、金属マンガン、フェロマンガン及びフェロシリコンマンガン等から添加され、アークの安定及びスパッタ発生量を低減にすると共に低融点化合物の偏析を低減し、耐割れ性を改善する効果を有する。Mnが1.5%未満では、オーステナイト粒界に低融点化合物が偏析するため、耐割れ性が悪くなる。一方、Mnが4.5%を超えると、溶接時に生じる脱酸反応によって溶滴移行が阻害され、アークが不安定でスパッタ発生量が多くなる。従って、Mnは1.5〜4.5%とする。
Niは、ステンレス鋼外皮、金属ニッケル及びフェロニッケル等から添加され、オーステナイト相を安定化させる元素であるため、フェライト量の調整及び耐割れ性を改善する効果を有する。Niが7.0%未満では、オーステナイトの晶出量が減少してフェライト量が多くなるため、オーステナイトから析出するCr及びWとの間での炭化物の生成が全体的に抑制され、十分な高温での硬さを得ることができない。一方、Niが10.0%を超えると、フェライトの晶出量が少なくなり、低融点化合物の偏析が助長されて耐割れ性が悪くなる。従って、Niは7.0〜10.0%とする。
Crは、ステンレス鋼外皮、金属クロム及びフェロクロム等から添加され、フェライト相を安定化させる元素であると共にCr炭化物を生成し、溶着金属の硬度を増加させる効果を有する。Crが13.0%未満では、Cr炭化物の生成が抑制されて十分な常温での硬さを得ることができない。一方、Crが20.0%を超えると、Cr炭化物の生成が多くなり、常温での硬さが過大となるため、延性が低下して肉盛溶接部の剥離が生じる。従って、Crは13.0〜20.0%とする。
Moは、ステンレス鋼外皮、金属モリブデン及びフェロモリブデン等から添加され、Cr及びW炭化物の生成を助長し、高温での硬さを増加させ、二次硬化性を改善する効果を有する。Moが3.0%未満では、高温での硬さを十分に得ることができない。一方、Moが6.0%を超えると、フェライト中より極めて硬くもろいσ相が析出され、高温での硬さにばらつきが生じるため、耐摩耗性が低下する。従って、Moは3.0〜6.0%とする。ここでの二次硬化性は、500℃以上でオーステナイト中にMo炭化物が分散することによって、耐摩耗性の改善に寄与する。
Wは、金属タングステン及びタングステンカーバイト等から添加され、W炭化物の形成を助長して硬さを増加させ、耐磨耗性を改善する効果を有するとともに、σ相の析出を低減する。Wが3.0%未満では、十分な常温での硬さを得ることができない。一方、6.0%を超えると、Cr及びWを含む炭化物が粗大化するため、常温での硬さにばらつきが生じて耐磨耗性が低下する。従って、Wは3.0〜6.0%とする。
前記C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、Wを下記式のA値で0.9〜1.5にすることによって、フェライト相とオーステナイト相のバランスを調整し、耐割れ性とσ相の析出を抑制する効果を有する。A値が0.9未満では、フェライト晶出量の低下に伴いP、Sの固溶度が低下するため耐割れ性が悪くなる。一方、A値が1.5を超えると、フェライトの晶出量が増加するため、高温に長時間保持するとフェライト中からσ相が析出され、高温での硬さにばらつきが生じる。従って、A値は0.9〜1.5とする。
TiO2は、ルチール、酸化チタン、チタン酸ソーダ、チタンスラグ、イルミナイト等から添加される。これらはビード全体を均一に被包する作用を有する。また、アークを持続し溶滴移行を安定させる効果がある。TiO2が0.5%未満であると、スラグの粘性が高くなるため、溶滴移行が阻害されアーク安定性が悪くなる。一方、TiO2が4.0%を超えると、アークは持続し、溶滴移行は円滑に行われるが、溶接時に生成されるスラグ量が増加し、スラグ被包性が悪くなる。従って、TiO2は0.5〜4.0%とする。
SiO2は、珪砂、ジルコンサンド等より添加されスラグ形成剤として作用し、少量でスラグの物性を調整する効果がある。SiO2が0.1%未満であると、もろく非晶質なスラグの形成が損なわれるため、スラグ剥離性が悪くなる。一方、SiO2が1.5%を超えると、アークが荒くなりスパッタ発生量が多くなる。従って、SiO2は0.1〜1.5%とする。
Al2O3はアルミナ、ZrO2はジルコンサンド及び酸化ジルコニウム等から添加され、Al2O3及びZrO2の1種以上の合計が0.05%以上でスラグ粘性を改善してビード形状を改善するスラグ形成剤として作用する。一方、Al2O3及びZrO2の1種以上の合計が0.20%を超えると、スラグの粘性が高くなり、過度に溶滴が成長するため、スパッタ発生量が多くなる。従って、Al2O3及びZrO2の1種以上の合計は0.05〜0.20%とする。
Fは、弗化ソーダ、珪弗化カリ、氷晶石、弗化アルミ、弗化リチウム及び蛍石等から添加され、アークの安定性を向上させるが、弗素化合物のF換算値が0.1%未満では、アークが不安定になる。一方、弗素化合物のF換算値が1.5%を超えると、スラグの融点が低下し、溶融金属よりスラグ凝固が早くなり、ビード形状が不均一になる。従って、弗素化合物のF換算値は0.1〜1.5%とする。
Claims (2)
- ステンレス鋼外皮にフラックスを充填してなる硬化肉盛アーク溶接用フラックス入りワイヤにおいて、
ワイヤ全質量に対する質量%で、ステンレス鋼外皮とフラックスの合計で、
C:0.15〜0.60%、
Si:0.3〜1.0%、
Mn:1.5〜4.5%、
Ni:7.0〜10.0%、
Cr:13.0〜20.0%、
Mo:3.0〜6.0%、
W:3.0〜6.0%を含有し、
前記C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、Wの各成分の前記含有量(質量%)が下記式のA値で0.9〜1.5であり、その他は、ステンレス鋼外皮のFe成分、鉄合金からのFe成分、金属酸化物、弗素化合物及び不可避不純物であることを特徴とする硬化肉盛アーク溶接用フラックス入りワイヤ。
A=(Cr+Mo+1.5Si+0.7W)/(Ni+30C+0.5Mn)・・・(式) - ワイヤ全質量に対する質量%で、フラックスに、
TiO2:0.5〜4.0%、
SiO2:0.1〜1.5%、
Al2O3及びZrO2の1種以上の合計:0.05〜0.20%、
弗素化合物のF換算値:0.1〜1.5%を含有することを特徴とする請求項1に記載の硬化肉盛アーク溶接用フラックス入りワイヤ。
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