JP2021016884A - Ferritic heat-resistant dissimilar steel weld joint and method for producing the same - Google Patents

Ferritic heat-resistant dissimilar steel weld joint and method for producing the same Download PDF

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Abstract

To provide a dissimilar material weld joint having high creep strength and solidification crack resistance.SOLUTION: The present invention provides a weld joint 10, wherein, a ferritic heat-resistant steel 1 welded to a dissimilar material through a weld metal 3 contains in mass%, C: 0.04-0.12%, Si: 0.05-0.60%, Mn: 0.10-0.80%, P: 0.020% or less, S: 0.010% or less, Cr: 8.0-10.0%, Co: 2.0-4.0%, Mo+W: 2.0-4.0%, Nb+Ta: 0.02-0.18%, V: 0.05-0.40%, B: 0.005-0.020%, Al: 0.030% or less, N: 0.002-0.025%, O: 0.020% or less, Nd: 0-0.06%, Ni: 0-0.4%, Cu: 0-1.0%, Ti: 0-0.30%, Ca: 0-0.050%, Mg: 0-0.050%, with the balance being Fe and impurities, and B of an initial layer part of the weld metal satisfies 0.1×([%BBM1]+[%BBM2])/2≤[%BWM]≤0.005.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、フェライト系耐熱鋼異材溶接継手およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint and a method for manufacturing the same.

近年、火力発電では熱効率を高めるために、蒸気条件の高温高圧化が進められている。将来的には650℃、350気圧という超々臨界圧条件での操業が計画されている。フェライト系耐熱鋼は、オーステナイト系耐熱鋼およびNi基耐熱鋼に比べて安価である。フェライト系耐熱鋼はさらに、熱膨張係数が小さいという耐熱鋼としての利点を有する。そのため、フェライト系耐熱鋼は、高温高圧環境において広く利用されている。 In recent years, in thermal power generation, in order to improve thermal efficiency, high temperature and high pressure steam conditions have been promoted. In the future, it is planned to operate under ultra-supercritical pressure conditions of 650 ° C and 350 atm. Ferritic heat-resistant steels are cheaper than austenitic heat-resistant steels and Ni-based heat-resistant steels. Ferritic heat-resistant steel further has an advantage as a heat-resistant steel having a small coefficient of thermal expansion. Therefore, ferritic heat-resistant steels are widely used in high-temperature and high-pressure environments.

また、フェライト系耐熱鋼は溶接されて、溶接継手として構造物に利用される場合がある。この場合、溶接継手の溶接熱影響部(以下、「HAZ」という)のクリープ強度が低下し得る。そこで、特許文献1〜3では、HAZでのクリープ強度低下を抑制したフェライト系耐熱鋼が提案されている。 In addition, ferritic heat-resistant steel may be welded and used as a welded joint in a structure. In this case, the creep strength of the weld heat-affected zone (hereinafter referred to as "HAZ") of the welded joint may decrease. Therefore, Patent Documents 1 to 3 propose ferritic heat-resistant steels that suppress a decrease in creep strength in HAZ.

特許文献1に開示されたフェライト系耐熱鋼は、Bを0.003〜0.03質量%含有することにより、HAZでの細粒化を抑える。これにより、HAZでのクリープ強度低下が抑制される。特許文献2および3に開示されたフェライト系耐熱鋼は、多量のBを含有するとともに、溶接入熱またはB含有量に応じてC含有量を調整する。これにより、HAZでの強度低下を抑制するとともに、溶接時の液化割れが抑制される。 The ferrite-based heat-resistant steel disclosed in Patent Document 1 contains 0.003 to 0.03% by mass of B, thereby suppressing granulation in HAZ. As a result, the decrease in creep strength in HAZ is suppressed. The ferrite-based heat-resistant steel disclosed in Patent Documents 2 and 3 contains a large amount of B, and the C content is adjusted according to the welding heat input or the B content. As a result, the decrease in strength in HAZ is suppressed, and liquefaction cracking during welding is suppressed.

多量のBを含有するフェライト系耐熱鋼を溶接する場合、一般的に溶接材料を使用する。溶接時に使用する溶接材料として、例えば、特許文献4には、Bを0.0005%〜0.006%含有し、かつ(Mo+W)/(Ni+Co)を所定の範囲に調整することにより、クリープ強度と靭性の両立を図ったフェライト系耐熱鋼用溶接材料が提案されている。 When welding ferritic heat-resistant steel containing a large amount of B, a welding material is generally used. As a welding material used at the time of welding, for example, Patent Document 4 describes creep strength by containing 0.0005% to 0.006% of B and adjusting (Mo + W) / (Ni + Co) to a predetermined range. Welding materials for ferritic heat-resistant steel that achieve both toughness and toughness have been proposed.

また、特許文献5には、任意でBを0.0005%〜0.006%含有するとともに、(Mo+W)/(Ni+Co)および(0.5×Co+0.5×Mn+Ni)に加えて、Cr当量を調整することにより、クリープ強度と靭性の両立を図ったフェライト系耐熱鋼用溶接材料が提案されている。 Further, Patent Document 5 optionally contains 0.0005% to 0.006% of B, and in addition to (Mo + W) / (Ni + Co) and (0.5 × Co + 0.5 × Mn + Ni), Cr equivalent amount. Welding materials for ferritic heat-resistant steels have been proposed in which both creep strength and toughness are achieved by adjusting the above.

さらに、特許文献6にはB:0.007%〜0.015%を含有するとともに、(Cr+6Si+1.5W+11V+5Nb+10B−40C−30N−4Ni−2Co−2Mn)を所定の範囲に調整することにより、優れたクリープ強度と靭性を両立するフェライト系耐熱鋼用溶接材料が開示されている。 Further, Patent Document 6 contains B: 0.007% to 0.015%, and is excellent by adjusting (Cr + 6Si + 1.5W + 11V + 5Nb + 10B-40C-30N-4Ni-2Co-2Mn) to a predetermined range. Welding materials for ferritic heat-resistant steel that have both creep strength and toughness are disclosed.

特開2004−300532号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-300532 特開2010−7094号公報JP-A-2010-7094 国際公開第2008/149703号International Publication No. 2008/149703 特開平8−187592号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-187592 特開平9−308989号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-308989 国際公開第2017/104815号International Publication No. 2017/104815

ところで、これら多量のBを含有するフェライト系耐熱鋼の溶接には、安定して優れたクリープ強度が得られるため、Ni基耐熱合金用溶接材料が用いられることがある。また、フェライト系耐熱鋼とステンレス鋼またはNi基合金とを溶接する場合がある。しかしながら、このような多量のBを含有するフェライト系耐熱鋼を含む異材溶接を行う場合において、溶接金属に凝固割れが発生する場合がある。 By the way, a welding material for a Ni-based heat-resistant alloy may be used for welding a ferrite-based heat-resistant steel containing a large amount of B because stable and excellent creep strength can be obtained. In addition, ferritic heat-resistant steel and stainless steel or Ni-based alloy may be welded. However, when welding dissimilar materials containing a ferrite-based heat-resistant steel containing such a large amount of B, solidification cracks may occur in the weld metal.

本発明は上記の問題を解決し、高いクリープ強度に加えて、優れた耐凝固割れ性を有するフェライト系耐熱鋼異材溶接継手およびその製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint having excellent solidification crack resistance in addition to high creep strength and a method for manufacturing the same.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、下記のフェライト系耐熱鋼異材溶接継手およびその製造方法を要旨とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and the gist of the present invention is the following ferrite-based heat-resistant steel dissimilar welded joint and a method for manufacturing the same.

(1)フェライト系耐熱鋼と、ステンレス鋼またはNi基合金とが、溶接金属を介して異材溶接されたフェライト系耐熱鋼異材溶接継手であって、
前記フェライト系耐熱鋼の化学組成が、質量%で、
C:0.04〜0.12%、
Si:0.05〜0.60%、
Mn:0.10〜0.80%、
P:0.020%以下、
S:0.010%以下、
Cr:8.0〜10.0%、
Co:2.0〜4.0%、
Mo+W:合計で2.0〜4.0%、
Nb+Ta:合計で0.02〜0.18%、
V:0.05〜0.40%、
B:0.005〜0.020%、
Al:0.030%以下、
N:0.002〜0.025%、
O:0.020%以下、
Nd:0〜0.06%、
Ni:0〜0.4%、
Cu:0〜1.0%、
Ti:0〜0.30%、
Ca:0〜0.050%、
Mg:0〜0.050%、
残部:Feおよび不純物であり、
前記フェライト系耐熱鋼、前記ステンレス鋼または前記Ni基合金、および前記溶接金属の初層部に含まれるB含有量が下記(i)式を満足する、
フェライト系耐熱鋼異材溶接継手。
0.1×([%BBM1]+[%BBM2])/2≦[%BWM]≦0.005 ・・・(i)
但し、(i)式中の[%BBM1]はフェライト系耐熱鋼に含まれるB含有量(質量%)、[%BBM2]はステンレス鋼またはNi基合金に含まれるB含有量(質量%)、[%BWM]は溶接金属の初層部に含まれるB含有量(質量%)である。
(1) A ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint in which a ferritic heat-resistant steel and stainless steel or a Ni-based alloy are welded with different materials via a weld metal.
The chemical composition of the ferritic heat-resistant steel is mass%.
C: 0.04 to 0.12%,
Si: 0.05 to 0.60%,
Mn: 0.10 to 0.80%,
P: 0.020% or less,
S: 0.010% or less,
Cr: 8.0-10.0%,
Co: 2.0-4.0%,
Mo + W: 2.0-4.0% in total,
Nb + Ta: 0.02 to 0.18% in total,
V: 0.05 to 0.40%,
B: 0.005 to 0.020%,
Al: 0.030% or less,
N: 0.002-0.025%,
O: 0.020% or less,
Nd: 0-0.06%,
Ni: 0-0.4%,
Cu: 0-1.0%,
Ti: 0 to 0.30%,
Ca: 0 to 0.050%,
Mg: 0 to 0.050%,
Remaining: Fe and impurities,
The B content contained in the ferrite heat-resistant steel, the stainless steel or the Ni-based alloy, and the initial layer portion of the weld metal satisfies the following formula (i).
Ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint.
0.1 × ([% B BM1 ] + [% B BM2 ]) / 2 ≦ [% B WM ] ≦ 0.005 ・ ・ ・ (i)
However, [% B BM1 ] in the formula (i) is the B content (mass%) contained in the ferrite heat-resistant steel, and [% B BM2 ] is the B content (mass%) contained in the stainless steel or Ni-based alloy. ), [% B WM ] is the B content (mass%) contained in the initial layer portion of the weld metal.

(2)前記溶接金属の化学組成が、質量%で、
C:0.005〜0.180%、
Si:0.02〜1.20%、
Mn:0.02〜4.00%、
P:0.040%以下、
S:0.010%以下、
Cr:8.0〜25.0%、
Mo:0〜12.0%、
Co:0〜15.0%、
Cu:0〜4.0%、
W:0〜6.0%、
Nb+V+Ti+Ta:合計で0〜4.50%、
Fe:0.01〜5.00%、
B:0.005%以下、
Al:1.80%以下、
N:0.30%以下、
O:0.020%以下、
Nd:0〜0.06%、
Ca:0〜0.050%、
Mg:0〜0.050%、
残部:Niおよび不純物である、
上記(1)に記載のフェライト系耐熱鋼異材溶接継手。
(2) The chemical composition of the weld metal is mass%.
C: 0.005 to 0.180%,
Si: 0.02 to 1.20%,
Mn: 0.02 to 4.00%,
P: 0.040% or less,
S: 0.010% or less,
Cr: 8.0-25.0%,
Mo: 0 to 12.0%,
Co: 0 to 15.0%,
Cu: 0-4.0%,
W: 0-6.0%,
Nb + V + Ti + Ta: 0-4.50% in total,
Fe: 0.01-5.00%,
B: 0.005% or less,
Al: 1.80% or less,
N: 0.30% or less,
O: 0.020% or less,
Nd: 0-0.06%,
Ca: 0 to 0.050%,
Mg: 0 to 0.050%,
Remaining: Ni and impurities,
The ferrite-based heat-resistant steel dissimilar welded joint according to (1) above.

(3)前記ステンレス鋼または前記Ni基合金の化学組成が、質量%で、
Ni:5.0〜70.0%、および
Cr:15.0〜30.0%、を含む、
上記(1)または(2)に記載のフェライト系耐熱鋼異材溶接継手。
(3) The chemical composition of the stainless steel or the Ni-based alloy is mass%.
Ni: 5.0 to 70.0%, and Cr: 15.0 to 30.0%.
The ferrite-based heat-resistant steel dissimilar welded joint according to (1) or (2) above.

(4)前記ステンレス鋼または前記Ni基合金の化学組成が、質量%で、
C:0.04〜0.12%、
Si:0.02〜1.00%、
Mn:0.02〜4.00%、
P:0.040%以下、
S:0.010%以下、
Ni:5.0〜70.0%、
Cr:15.0〜30.0%、
Co:0〜4.0%、
Cu:0〜4.0%、
Mo:0〜2.0%、
W:0〜8.0%、
Nb:0〜1.0%、
V:0〜1.0%、
Ti:0〜1.0%、
B:0〜0.006%、
Al:1.00%以下、
N:0〜0.30%、
O:0.020%以下、
Nd:0〜0.05%、
Ca:0〜0.050%、
残部:Feおよび不純物である、
上記(3)に記載のフェライト系耐熱鋼異材溶接継手。
(4) The chemical composition of the stainless steel or the Ni-based alloy is mass%.
C: 0.04 to 0.12%,
Si: 0.02-1.00%,
Mn: 0.02 to 4.00%,
P: 0.040% or less,
S: 0.010% or less,
Ni: 5.0-70.0%,
Cr: 15.0 to 30.0%,
Co: 0-4.0%,
Cu: 0-4.0%,
Mo: 0-2.0%,
W: 0-8.0%,
Nb: 0-1.0%,
V: 0-1.0%,
Ti: 0-1.0%,
B: 0 to 0.006%,
Al: 1.00% or less,
N: 0-0.30%,
O: 0.020% or less,
Nd: 0-0.05%,
Ca: 0 to 0.050%,
Remaining: Fe and impurities,
The ferrite-based heat-resistant steel dissimilar welded joint according to (3) above.

(5)フェライト系耐熱鋼と、ステンレス鋼またはNi基合金とを、Ni基耐熱合金用溶接材料で多層異材溶接する多層溶接工程を備えるフェライト系耐熱鋼異材溶接継手の製造方法であって、
前記フェライト系耐熱鋼の化学組成が、質量%で、
C:0.04〜0.12%、
Si:0.05〜0.60%、
Mn:0.10〜0.80%、
P:0.020%以下、
S:0.010%以下、
Cr:8.0〜10.0%、
Co:2.0〜4.0%、
Mo+W:合計で2.0〜4.0%、
Nb+Ta:合計で0.02〜0.18%、
V:0.05〜0.40%、
B:0.005〜0.020%、
Al:0.030%以下、
N:0.002〜0.025%、
O:0.020%以下、
Nd:0〜0.06%、
Ni:0〜0.4%、
Cu:0〜1.0%、
Ti:0〜0.30%、
Ca:0〜0.050%、
Mg:0〜0.050%、
残部:Feおよび不純物であり、
前記多層溶接工程において、初層溶接後かつ第二層溶接前の溶接部の横断面における、溶融した前記フェライト系耐熱鋼、および前記ステンレス鋼または前記Ni基合金の合計面積と、溶接金属の面積との比が、前記フェライト系耐熱鋼、および前記ステンレス鋼または前記Ni基合金に含まれるB含有量との関係において、下記(ii)式を満足する条件で初層溶接を行う、
フェライト系耐熱鋼異材溶接継手の製造方法。
0.1≦[SBM]/[SWM]≦−65×([%BBM1]+[%BBM2])/2+1.2・・・(ii)
但し、(ii)式中の[SBM]は溶融したフェライト系耐熱鋼、およびステンレス鋼またはNi基合金の合計面積、[SWM]は溶接金属の面積であり、[%BBM1]はフェライト系耐熱鋼に含まれるB含有量(質量%)、[%BBM2]はステンレス鋼またはNi基合金に含まれるB含有量(質量%)である。
(5) A method for manufacturing a ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint including a multi-layer welding process in which a ferrite-based heat-resistant steel and stainless steel or a Ni-based alloy are welded in multiple layers with a welding material for a Ni-based heat-resistant alloy.
The chemical composition of the ferritic heat-resistant steel is mass%.
C: 0.04 to 0.12%,
Si: 0.05 to 0.60%,
Mn: 0.10 to 0.80%,
P: 0.020% or less,
S: 0.010% or less,
Cr: 8.0-10.0%,
Co: 2.0-4.0%,
Mo + W: 2.0-4.0% in total,
Nb + Ta: 0.02 to 0.18% in total,
V: 0.05 to 0.40%,
B: 0.005 to 0.020%,
Al: 0.030% or less,
N: 0.002-0.025%,
O: 0.020% or less,
Nd: 0-0.06%,
Ni: 0-0.4%,
Cu: 0-1.0%,
Ti: 0 to 0.30%,
Ca: 0 to 0.050%,
Mg: 0 to 0.050%,
Remaining: Fe and impurities,
In the multi-layer welding step, the total area of the molten ferrite heat-resistant steel, the stainless steel or the Ni-based alloy, and the area of the weld metal in the cross section of the welded portion after the first layer welding and before the second layer welding. The first layer welding is performed under the condition that the following equation (ii) is satisfied in relation to the B content contained in the ferrite heat-resistant steel and the stainless steel or the Ni-based alloy.
A method for manufacturing ferrite-based heat-resistant steel dissimilar welded joints.
0.1 ≤ [S BM ] / [S WM ] ≤ -65 x ([% B BM1 ] + [% B BM2 ]) /2+1.2 ... (ii)
However, in equation (ii), [ SBM ] is the total area of molten ferritic heat-resistant steel and stainless steel or Ni-based alloy, [ SWM ] is the area of weld metal, and [% B BM1 ] is ferrite. The B content (% by mass) and [% B BM2 ] contained in the heat-resistant steel are the B content (mass%) contained in the stainless steel or Ni-based alloy.

(6)前記ステンレス鋼または前記Ni基合金の化学組成が、質量%で、
Ni:5.0〜50.0%、および
Cr:15.0〜30.0%、を含む、
上記(5)に記載のフェライト系耐熱鋼異材溶接継手の製造方法。
(6) The chemical composition of the stainless steel or the Ni-based alloy is mass%.
Ni: 5.0 to 50.0%, and Cr: 15.0 to 30.0%.
The method for manufacturing a ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint according to (5) above.

(7)前記ステンレス鋼または前記Ni基合金の化学組成が、質量%で、
C:0.04〜0.12%、
Si:0.02〜1.00%、
Mn:0.02〜4.00%、
P:0.040%以下、
S:0.010%以下、
Ni:5.0〜70.0%、
Cr:15.0〜30.0%、
Co:0〜4.0%、
Cu:0〜4.0%、
Mo:0〜2.0%、
W:0〜8.0%、
Nb:0〜1.0%、
V:0〜1.0%、
Ti:0〜1.0%、
B:0〜0.006%、
Al:1.00%以下、
N:0〜0.30%、
O:0.020%以下、
Nd:0〜0.05%、
Ca:0〜0.050%、
残部:Feおよび不純物である、
上記(6)に記載のフェライト系耐熱鋼異材溶接継手の製造方法。
(7) The chemical composition of the stainless steel or the Ni-based alloy is mass%.
C: 0.04 to 0.12%,
Si: 0.02-1.00%,
Mn: 0.02 to 4.00%,
P: 0.040% or less,
S: 0.010% or less,
Ni: 5.0-70.0%,
Cr: 15.0 to 30.0%,
Co: 0-4.0%,
Cu: 0-4.0%,
Mo: 0-2.0%,
W: 0-8.0%,
Nb: 0-1.0%,
V: 0-1.0%,
Ti: 0-1.0%,
B: 0 to 0.006%,
Al: 1.00% or less,
N: 0-0.30%,
O: 0.020% or less,
Nd: 0-0.05%,
Ca: 0 to 0.050%,
Remaining: Fe and impurities,
The method for manufacturing a ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint according to (6) above.

(8)前記Ni基耐熱合金用溶接材料の化学組成が、質量%で、
C:0.005〜0.180%、
Si:0.02〜1.20%、
Mn:0.02〜4.00%、
P:0.020%以下、
S:0.010%以下、
Cr:16.0〜25.0%、
Mo:0〜12.0%、
Co:0〜15.0%、
Cu:0〜0.80%、
Nb+Ta:合計で0〜4.50%、
Ti:0〜1.00%、
Fe:0〜6.00%、
N:0.050%以下、
Al:0.002〜1.800%、
O:0.020%以下、
残部:Niおよび不純物である、
上記(5)から(7)までのいずれかに記載のフェライト系耐熱鋼異材溶接継手の製造方法。
(8) The chemical composition of the welding material for Ni-based heat-resistant alloy is mass%.
C: 0.005 to 0.180%,
Si: 0.02 to 1.20%,
Mn: 0.02 to 4.00%,
P: 0.020% or less,
S: 0.010% or less,
Cr: 16.0 to 25.0%,
Mo: 0 to 12.0%,
Co: 0 to 15.0%,
Cu: 0-0.80%,
Nb + Ta: 0-4.50% in total,
Ti: 0-1.00%,
Fe: 0-6.00%,
N: 0.050% or less,
Al: 0.002 to 1.800%,
O: 0.020% or less,
Remaining: Ni and impurities,
The method for manufacturing a ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint according to any one of (5) to (7) above.

本発明によれば、高いクリープ強度に加えて、優れた耐凝固割れ性を有するフェライト系耐熱鋼異材溶接継手を得ることが可能になる。 According to the present invention, it is possible to obtain a ferrite-based heat-resistant steel dissimilar welded joint having excellent solidification crack resistance in addition to high creep strength.

フェライト系耐熱鋼異材溶接継手の溶接部における横断面の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the cross section in the welded part of the ferritic heat-resistant steel dissimilar material welded joint. 初層溶接後かつ第二層溶接前における、フェライト系耐熱鋼異材溶接継手の溶接部の横断面を示す概略図である。It is the schematic which shows the cross section of the welded part of the ferritic heat resistant steel dissimilar material welded joint after the first layer welding and before the second layer welding. 実施例において開先加工を施した板材の形状を示す概略断面図である。It is schematic cross-sectional view which shows the shape of the plate material which performed the groove processing in an Example.

本発明者らが溶接金属における耐凝固割れ性を改善する方法について検討を重ねた結果、以下の知見を得るに至った。 As a result of repeated studies by the present inventors on a method for improving the solidification crack resistance of the weld metal, the following findings have been obtained.

Bはクリープ強度の向上に不可欠な元素であるが、その一方で、耐凝固割れ性を悪化させる元素でもある。多量のBを含有するフェライト系耐熱鋼とステンレス鋼またはNi基合金とを、Ni基耐熱合金用溶接材料を用いて溶接する場合、フェライト系耐熱鋼中に含まれるBが溶接金属中に流入することにより、溶接金属での耐凝固割れ性の低下を招く。 B is an element indispensable for improving creep strength, but on the other hand, it is also an element that deteriorates solidification crack resistance. When a ferrite-based heat-resistant steel containing a large amount of B and stainless steel or a Ni-based alloy are welded using a welding material for a Ni-based heat-resistant alloy, B contained in the ferrite-based heat-resistant steel flows into the weld metal. As a result, the solidification crack resistance of the weld metal is lowered.

そのため、多層異材溶接する際に、特に初層溶接時の溶接条件を適切に管理し、フェライト系耐熱鋼から溶接金属中に流入するBの量を制限することで、溶接金属中のB含有量を低減することが可能となる。そして、その結果、溶接金属での凝固割れの発生を抑制することができる。 Therefore, when welding multiple layers of dissimilar materials, the B content in the weld metal is controlled by appropriately controlling the welding conditions, especially during the first layer welding, and limiting the amount of B flowing into the weld metal from the ferritic heat-resistant steel. Can be reduced. As a result, the occurrence of solidification cracks in the weld metal can be suppressed.

本発明は上記知見に基づいてなされたものである。以下、本発明の各要件について詳しく説明する。 The present invention has been made based on the above findings. Hereinafter, each requirement of the present invention will be described in detail.

1.全体構成
図1は、本発明に係るフェライト系耐熱鋼異材溶接継手の溶接部における一方向に垂直な断面(以下、「横断面」ともいう。)の一例を示す概略図である。図1に示すように、フェライト系耐熱鋼異材溶接継手10は、フェライト系耐熱鋼1と、ステンレス鋼またはNi基合金2とが、一方向に延びる溶接金属3を介して異材溶接されたものである。
1. 1. Overall Configuration FIG. 1 is a schematic view showing an example of a cross section (hereinafter, also referred to as “cross section”) perpendicular to one direction in a welded portion of a ferritic heat-resistant steel dissimilar material welded joint according to the present invention. As shown in FIG. 1, the ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint 10 is formed by welding a ferritic heat-resistant steel 1 and a stainless steel or a Ni-based alloy 2 through a weld metal 3 extending in one direction. is there.

2.フェライト系耐熱鋼の化学組成
本発明に係るフェライト系耐熱鋼は以下に示す化学組成を有する。各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「%」は、「質量%」を意味する。
2. 2. Chemical Composition of Ferritic Heat-Resistant Steel The ferrite-based heat-resistant steel according to the present invention has the following chemical composition. The reasons for limiting each element are as follows. In the following description, "%" for the content means "mass%".

C:0.04〜0.12%
炭素(C)は、マルテンサイト組織を得るのに有効な元素である。Cはさらに、高温使用時に微細な炭化物を生成し、母材のクリープ強度を高める。C含有量が低すぎると、これらの効果が得られない。ただし、母材は溶接金属と異なり、凝固偏析が抑制されており、調質処理された後使用される。そのため、C含有量は、溶接金属の場合より低くても、上記効果を得ることができる。一方、C含有量が高すぎると、クリープ強度向上の効果が飽和する。したがって、C含有量は0.04〜0.12%である。C含有量は0.06%以上であるのが好ましく、0.10%以下であるのが好ましい。
C: 0.04 to 0.12%
Carbon (C) is an effective element for obtaining a martensite structure. C further produces fine carbides when used at high temperatures, increasing the creep strength of the base metal. If the C content is too low, these effects cannot be obtained. However, unlike the weld metal, the base metal is suppressed from solidification segregation and is used after being tempered. Therefore, even if the C content is lower than that of the weld metal, the above effect can be obtained. On the other hand, if the C content is too high, the effect of improving the creep strength is saturated. Therefore, the C content is 0.04 to 0.12%. The C content is preferably 0.06% or more, and preferably 0.10% or less.

Si:0.05〜0.60%
シリコン(Si)は、鋼を脱酸する効果を有する。Siはさらに、母材の耐水蒸気酸化特性を高める。Si含有量が低すぎると、これらの効果が得られない。ただし、母材は溶接金属と異なり、凝固偏析が抑制されており、調質処理された後使用される。そのため、Si含有量は、溶接金属の場合より低くても、上記効果を得ることができる。一方、Si含有量が高すぎると、母材のクリープ延性および靱性が低下する。したがって、Si含有量は0.05〜0.60%である。Si含有量は0.10%以上であるのが好ましく、0.40%以下であるのが好ましい。
Si: 0.05 to 0.60%
Silicon (Si) has the effect of deoxidizing steel. Si further enhances the water vapor oxidation resistance of the base metal. If the Si content is too low, these effects cannot be obtained. However, unlike the weld metal, the base metal is suppressed from solidification segregation and is used after being tempered. Therefore, even if the Si content is lower than that of the weld metal, the above effect can be obtained. On the other hand, if the Si content is too high, the creep ductility and toughness of the base metal will decrease. Therefore, the Si content is 0.05 to 0.60%. The Si content is preferably 0.10% or more, and preferably 0.40% or less.

Mn:0.10〜0.80%
マンガン(Mn)は、Siと同様に、鋼を脱酸する効果を有する。Mnはさらに、母材の組織のマルテンサイト化を促進する。Mn含有量が低すぎると、これらの効果が得られない。ただし、母材は溶接金属と異なり、凝固偏析が抑制されており、調質処理された後使用される。そのため、Mn含有量は、溶接金属の場合より低くても、上記効果を得ることができる。一方、Mn含有量が高すぎると、クリープ脆化が発生しやすくなる。したがって、Mn含有量は0.10〜0.80%である。Mn含有量は0.20%以上であるのが好ましく、0.70%以下であるのが好ましい。
Mn: 0.10 to 0.80%
Manganese (Mn), like Si, has the effect of deoxidizing steel. Mn further promotes martensitic formation of the base metal structure. If the Mn content is too low, these effects cannot be obtained. However, unlike the weld metal, the base metal is suppressed from solidification segregation and is used after being tempered. Therefore, even if the Mn content is lower than that of the weld metal, the above effect can be obtained. On the other hand, if the Mn content is too high, creep embrittlement is likely to occur. Therefore, the Mn content is 0.10 to 0.80%. The Mn content is preferably 0.20% or more, and preferably 0.70% or less.

P:0.020%以下
リン(P)は、不純物として鋼中に含まれる元素である。P含有量が高すぎると、クリープ延性が低下する。したがって、P含有量は0.020%以下である。P含有量は0.018%以下であるのが好ましく、なるべく低い方が好ましい。しかし、材料コストの観点から、P含有量は0.0005%以上であるのが好ましい。
P: 0.020% or less Phosphorus (P) is an element contained in steel as an impurity. If the P content is too high, the creep ductility will decrease. Therefore, the P content is 0.020% or less. The P content is preferably 0.018% or less, and preferably as low as possible. However, from the viewpoint of material cost, the P content is preferably 0.0005% or more.

S:0.010%以下
硫黄(S)は、不純物として鋼中に含まれる元素である。S含有量が高すぎると、クリープ延性が低下する。したがって、S含有量は0.010%以下である。S含有量は0.005%以下であるのが好ましく、なるべく低い方が好ましい。しかし、材料コストの観点から、S含有量は0.0002%以上であるのが好ましい。
S: 0.010% or less Sulfur (S) is an element contained in steel as an impurity. If the S content is too high, the creep ductility will decrease. Therefore, the S content is 0.010% or less. The S content is preferably 0.005% or less, and preferably as low as possible. However, from the viewpoint of material cost, the S content is preferably 0.0002% or more.

Cr:8.0〜10.0%
クロム(Cr)は、母材の高温での耐水蒸気酸化性および耐食性を高める。Crはさらに、高温での使用中に炭化物として析出し、母材のクリープ強度を高める。Cr含有量が低すぎると、これらの効果が得られない。ただし、母材は溶接金属と異なり、凝固偏析が抑制されており、調質処理された後使用される。そのため、Cr含有量は、溶接金属の場合より低くても、上記効果を得ることができる。一方、Cr含有量が高すぎると、炭化物の安定性が低下して母材のクリープ強度が低下する。したがって、Cr含有量は8.0〜10.0%である。Cr含有量は8.5%以上であるのが好ましく、9.5%以下であるのが好ましい。
Cr: 8.0-10.0%
Chromium (Cr) enhances water vapor oxidation resistance and corrosion resistance of the base metal at high temperatures. Cr further precipitates as carbides during use at high temperatures, increasing the creep strength of the base metal. If the Cr content is too low, these effects cannot be obtained. However, unlike the weld metal, the base metal is suppressed from solidification segregation and is used after being tempered. Therefore, even if the Cr content is lower than that of the weld metal, the above effect can be obtained. On the other hand, if the Cr content is too high, the stability of the carbide is lowered and the creep strength of the base metal is lowered. Therefore, the Cr content is 8.0 to 10.0%. The Cr content is preferably 8.5% or more, and preferably 9.5% or less.

Co:2.0〜4.0%
コバルト(Co)は、母材の組織をマルテンサイト組織にして、クリープ強度を高めるのに有効である。Co含有量が低すぎると、この効果が得られない。ただし、母材は溶接金属と異なり、凝固偏析が抑制されており、調質処理された後使用される。そのため、Co含有量は、溶接金属の場合より低くても、上記効果を得ることができる。一方、Co含有量が高すぎると、母材のクリープ強度およびクリープ延性が低下する。さらに、Coは高価な元素であるため、材料コストが高くなる。したがって、Co含有量は2.0〜4.0%である。Co含有量は2.5%以上であるのが好ましく、3.5%以下であるのが好ましい。
Co: 2.0-4.0%
Cobalt (Co) is effective in increasing the creep strength by forming the structure of the base material into a martensite structure. If the Co content is too low, this effect cannot be obtained. However, unlike the weld metal, the base metal is suppressed from solidification segregation and is used after being tempered. Therefore, even if the Co content is lower than that of the weld metal, the above effect can be obtained. On the other hand, if the Co content is too high, the creep strength and creep ductility of the base metal will decrease. Further, since Co is an expensive element, the material cost is high. Therefore, the Co content is 2.0-4.0%. The Co content is preferably 2.5% or more, and preferably 3.5% or less.

Mo+W:合計で2.0〜4.0%
モリブデン(Mo)およびタングステン(W)は、マトリックスに固溶、または、金属間化合物として長時間使用中に析出し、高温でのクリープ強度を高める。Moおよび/またはWの含有量が低すぎると、この効果が得られない。ただし、母材は溶接金属と異なり、凝固偏析が抑制されており、調質処理された後使用される。そのため、これらの元素の含有量は、溶接金属の場合より低くても、上記効果を得ることができる。一方、Moおよび/またはWの含有量が高すぎると、上記効果が飽和する。したがって、MoおよびWの合計含有量は、2.0〜4.0%である。MoおよびWの合計含有量は2.5%以上であるのが好ましく、3.5%以下であるのが好ましい。
Mo + W: 2.0-4.0% in total
Molybdenum (Mo) and tungsten (W) are dissolved in the matrix or precipitated as an intermetallic compound during long-term use, increasing the creep strength at high temperatures. If the Mo and / or W content is too low, this effect will not be obtained. However, unlike the weld metal, the base metal is suppressed from solidification segregation and is used after being tempered. Therefore, even if the content of these elements is lower than that of the weld metal, the above effect can be obtained. On the other hand, if the content of Mo and / or W is too high, the above effect will be saturated. Therefore, the total content of Mo and W is 2.0-4.0%. The total content of Mo and W is preferably 2.5% or more, and preferably 3.5% or less.

Nb+Ta:合計で0.02〜0.18%
ニオブ(Nb)およびタンタル(Ta)は、高温での使用中に微細な炭窒化物として粒内に析出し、クリープ強度を高める。Nbおよび/またはTaの含有量が低すぎると、この効果が得られない。ただし、母材は溶接金属と異なり、凝固偏析が抑制されており、調質処理された後使用される。そのため、これらの元素の含有量は、溶接金属の場合より低くても、上記効果を得ることができる。一方、Nbおよび/またはTaの含有量が高すぎると、粗大な炭窒化物が多量に析出して、クリープ強度およびクリープ延性が低下する。したがって、NbおよびTaの合計含有量は0.02〜0.18%である。NbおよびTaの合計含有量は0.05%以上であるのが好ましく、0.12%以下であるのが好ましい。
Nb + Ta: 0.02 to 0.18% in total
Niobium (Nb) and tantalum (Ta) precipitate in the grains as fine carbonitrides during use at high temperatures, increasing creep strength. If the content of Nb and / or Ta is too low, this effect cannot be obtained. However, unlike the weld metal, the base metal is suppressed from solidification segregation and is used after being tempered. Therefore, even if the content of these elements is lower than that of the weld metal, the above effect can be obtained. On the other hand, if the content of Nb and / or Ta is too high, a large amount of coarse carbonitride is precipitated, and the creep strength and creep ductility are lowered. Therefore, the total content of Nb and Ta is 0.02 to 0.18%. The total content of Nb and Ta is preferably 0.05% or more, and preferably 0.12% or less.

V:0.05〜0.40%
バナジウム(V)はNbおよびTaと同様に、高温での使用中に微細な炭窒化物として粒内に析出し、クリープ強度を高める。V含有量が低すぎると、この効果が得られない。ただし、母材は溶接金属と異なり、凝固偏析が抑制されており、調質処理された後使用される。そのため、V含有量は、溶接金属の場合より低くても、上記効果を得ることができる。一方、V含有量が高すぎると、粗大な炭窒化物が多量に析出して、クリープ強度およびクリープ延性が低下する。したがって、V含有量は0.05〜0.40%である。V含有量は0.10%以上であるのが好ましく、0.30%以下であるのが好ましい。
V: 0.05 to 0.40%
Vanadium (V), like Nb and Ta, precipitates in the grains as fine carbonitrides during use at high temperatures, increasing creep strength. If the V content is too low, this effect cannot be obtained. However, unlike the weld metal, the base metal is suppressed from solidification segregation and is used after being tempered. Therefore, even if the V content is lower than that of the weld metal, the above effect can be obtained. On the other hand, if the V content is too high, a large amount of coarse carbonitride is precipitated, and the creep strength and creep ductility are lowered. Therefore, the V content is 0.05 to 0.40%. The V content is preferably 0.10% or more, and preferably 0.30% or less.

B:0.005〜0.020%
ホウ素(B)は、焼入れ性を高め、マルテンサイト組織を得るのに有効である。Bはさらに、高温での使用中に炭化物を旧オーステナイト境界、マルテンサイトラス境界に微細分散して、組織の回復を抑制し、クリープ強度を高める。B含有量が低すぎると、この効果が得られない。ただし、母材は溶接金属と異なり、凝固偏析が抑制されており、調質処理された後使用される。そのため、B含有量は、溶接金属の場合より低くても、上記効果を得ることができる。一方、B含有量が高すぎると、靱性が低下する。したがって、B含有量は0.005〜0.020%である。B含有量は0.007%以上であるのが好ましく、0.015%以下であるのが好ましい。
B: 0.005 to 0.020%
Boron (B) is effective in enhancing hardenability and obtaining a martensite structure. B further finely disperses carbides at the former austenite boundary and the martensitic lath boundary during use at high temperatures to suppress tissue recovery and increase creep strength. If the B content is too low, this effect cannot be obtained. However, unlike the weld metal, the base metal is suppressed from solidification segregation and is used after being tempered. Therefore, even if the B content is lower than that of the weld metal, the above effect can be obtained. On the other hand, if the B content is too high, the toughness decreases. Therefore, the B content is 0.005 to 0.020%. The B content is preferably 0.007% or more, and preferably 0.015% or less.

Al:0.030%以下
アルミニウム(Al)は、鋼を脱酸する効果を有する。しかしながら、Al含有量が高すぎると、母材の清浄性が低下して加工性が低下する。Al含有量が高すぎるとさらに、クリープ強度が低下する。したがって、Al含有量は0.030%以下である。Al含有量は0.010%以下であるのが好ましい。製造コストを考慮すると、Al含有量は0.001%以上であるのが好ましい。本明細書において、Al含有量はsol.Al(酸可溶Al)を意味する。
Al: 0.030% or less Aluminum (Al) has the effect of deoxidizing steel. However, if the Al content is too high, the cleanliness of the base material is lowered and the workability is lowered. If the Al content is too high, the creep strength is further reduced. Therefore, the Al content is 0.030% or less. The Al content is preferably 0.010% or less. Considering the production cost, the Al content is preferably 0.001% or more. In the present specification, the Al content is sol. It means Al (acid-soluble Al).

N:0.002〜0.025%
窒素(N)は、高温での使用中に微細な窒化物として粒内に微細に析出し、クリープ強度を高める。N含有量が低すぎると、この効果が得られない。ただし、母材は溶接金属と異なり、凝固偏析が抑制されており、調質処理された後使用される。そのため、N含有量は、溶接金属の場合より低くても、上記効果を得ることができる。一方、N含有量が高すぎると、窒化物が粗大化して、クリープ延性が低下する。したがって、N含有量は0.002〜0.025%である。N含有量は0.005%以上であるのが好ましく、0.015%以下であるのが好ましい。
N: 0.002-0.025%
Nitrogen (N) finely precipitates in the grains as fine nitrides during use at a high temperature to increase creep strength. If the N content is too low, this effect cannot be obtained. However, unlike the weld metal, the base metal is suppressed from solidification segregation and is used after being tempered. Therefore, even if the N content is lower than that of the weld metal, the above effect can be obtained. On the other hand, if the N content is too high, the nitride becomes coarse and the creep ductility decreases. Therefore, the N content is 0.002 to 0.025%. The N content is preferably 0.005% or more, and preferably 0.015% or less.

O:0.020%以下
酸素(O)は、不純物として鋼中に含まれる元素である。O含有量が高すぎると、母材の加工性が低下する。したがって、O含有量は0.020%以下である。O含有量は0.010%以下であるのが好ましい。製造コストを考慮すると、O含有量は0.001%以上であるのが好ましい。
O: 0.020% or less Oxygen (O) is an element contained in steel as an impurity. If the O content is too high, the processability of the base metal will decrease. Therefore, the O content is 0.020% or less. The O content is preferably 0.010% or less. Considering the production cost, the O content is preferably 0.001% or more.

Nd:0〜0.06%
ネオジム(Nd)は母材のクリープ延性を改善するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Nd含有量が高すぎると、熱間加工性が低下する。したがって、Nd含有量は0〜0.06%である。Nd含有量は0.05%以下であるのが好ましい。上記効果を得たい場合は、Nd含有量は0.01%以上であるのが好ましい。
Nd: 0 to 0.06%
Neodymium (Nd) may be contained if necessary in order to improve the creep ductility of the base material. However, if the Nd content is too high, the hot workability is lowered. Therefore, the Nd content is 0 to 0.06%. The Nd content is preferably 0.05% or less. When the above effect is desired, the Nd content is preferably 0.01% or more.

Ni:0〜0.4%
ニッケル(Ni)は、マルテンサイト組織を得るのに有効であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ni含有量が高すぎると、上記効果が飽和する。したがって、Ni含有量は0〜0.4%である。Ni含有量は0.2%以下であるのが好ましい。上記の効果を得たい場合は、Ni含有量は0.05%以上であるのが好ましく、0.1%以上であるのがより好ましい。
Ni: 0-0.4%
Nickel (Ni) is effective in obtaining a martensite structure, and may be contained if necessary. However, if the Ni content is too high, the above effects will be saturated. Therefore, the Ni content is 0 to 0.4%. The Ni content is preferably 0.2% or less. When the above effect is desired, the Ni content is preferably 0.05% or more, and more preferably 0.1% or more.

Cu:0〜1.0%
銅(Cu)は、CoおよびNiと同様、マルテンサイト組織の生成に有効であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Cu含有量が高すぎると、クリープ延性が低下する。したがって、Cu含有量は0〜1.0%である。Cu含有量は0.8%以下であるのが好ましく、0.6%以下であるのがより好ましい。上記の効果を得たい場合は、Cu含有量は0.05%以上であるのが好ましく、0.1%以上であるのがより好ましい。
Cu: 0-1.0%
Copper (Cu), like Co and Ni, is effective in forming a martensite structure, and may be contained if necessary. However, if the Cu content is too high, the creep ductility will decrease. Therefore, the Cu content is 0 to 1.0%. The Cu content is preferably 0.8% or less, more preferably 0.6% or less. When the above effect is desired, the Cu content is preferably 0.05% or more, and more preferably 0.1% or more.

Ti:0〜0.30%
チタン(Ti)は、Nb、TaおよびVと同様、高温での使用中に微細な炭窒化物として粒内に析出し、クリープ強度の向上に寄与するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ti含有量が高すぎると、炭窒化物が多量かつ粗大に析出し、クリープ強度およびクリープ延性の低下を招く。したがって、Ti含有量は0〜0.30%である。Ti含有量は0.20%以下であるのが好ましい。上記効果を得たい場合は、Ti含有量は0.02%以上であるのが好ましく、0.04%以上であるのがより好ましい。
Ti: 0 to 0.30%
Titanium (Ti), like Nb, Ta and V, precipitates in the grains as fine carbonitrides during use at high temperatures and contributes to the improvement of creep strength, and therefore may be contained as necessary. .. However, if the Ti content is too high, a large amount of carbonitride is precipitated coarsely, resulting in a decrease in creep strength and creep ductility. Therefore, the Ti content is 0 to 0.30%. The Ti content is preferably 0.20% or less. When the above effect is desired, the Ti content is preferably 0.02% or more, and more preferably 0.04% or more.

Ca:0〜0.050%
カルシウム(Ca)は、製造時の熱間加工性を改善する効果を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ca含有量が高すぎると、Caが酸素と結合し、清浄性を著しく低下させ、却って熱間加工性を劣化させる。したがって、Ca含有量は0〜0.050%である。Ca含有量は0.030%以下であるのが好ましく、0.020%以下であるのがより好ましい。上記効果を得たい場合は、Ca含有量は0.0005%以上であるのが好ましく、0.001%以上であるのがより好ましい。
Ca: 0 to 0.050%
Calcium (Ca) has an effect of improving hot workability at the time of production, and may be contained if necessary. However, if the Ca content is too high, Ca binds to oxygen, which significantly reduces cleanliness and, on the contrary, deteriorates hot workability. Therefore, the Ca content is 0 to 0.050%. The Ca content is preferably 0.030% or less, and more preferably 0.020% or less. When the above effect is desired, the Ca content is preferably 0.0005% or more, and more preferably 0.001% or more.

Mg:0〜0.050%
マグネシウム(Mg)は、Caと同様、製造時の熱間加工性を改善する効果を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Mg含有量が高すぎると、Mgが酸素と結合し、清浄性を著しく低下させ、却って熱間加工性を劣化させる。したがって、Mg含有量は0〜0.050%である。Mg含有量は0.030%以下であるのが好ましく、0.020%以下であるのがより好ましい。上記効果を得たい場合は、Mg含有量は0.0005%以上であるのが好ましく、0.001%以上であるのがより好ましい。
Mg: 0 to 0.050%
Magnesium (Mg), like Ca, has the effect of improving hot workability during production, and may be contained as necessary. However, if the Mg content is too high, Mg binds to oxygen, which significantly reduces cleanliness and, on the contrary, deteriorates hot workability. Therefore, the Mg content is 0 to 0.050%. The Mg content is preferably 0.030% or less, more preferably 0.020% or less. When the above effect is desired, the Mg content is preferably 0.0005% or more, more preferably 0.001% or more.

本発明の母材の化学組成において、残部はFeおよび不純物である。ここで「不純物」とは、鋼を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。 In the chemical composition of the base material of the present invention, the balance is Fe and impurities. Here, the "impurity" is a component mixed with raw materials such as ore and scrap and various factors in the manufacturing process when steel is industrially manufactured, and is allowed as long as it does not adversely affect the present invention. Means something.

3.溶接金属の化学組成
上述のように、多量のBを含有するフェライト系耐熱鋼とステンレス鋼またはNi基合金とを、Ni基耐熱合金用溶接材料を用いて溶接する場合においても、溶接金属での凝固割れの発生を抑制するためには、フェライト系耐熱鋼から溶接金属中に流入するBの量を制限する必要がある。
3. 3. Chemical Composition of Welding Metal As described above, even when welding a ferrite-based heat-resistant steel containing a large amount of B and stainless steel or a Ni-based alloy using a welding material for a Ni-based heat-resistant alloy, the weld metal is used. In order to suppress the occurrence of solidification cracks, it is necessary to limit the amount of B flowing into the weld metal from the ferrite heat-resistant steel.

そのため、具体的には、溶接金属の初層部に含まれるB含有量は、質量%で、0.005%以下に制限する。一方、溶接金属中のB含有量を、フェライト系耐熱鋼、およびステンレス鋼またはNi基合金に含まれるB含有量との関係において極端に低く制限した場合には、融合不良または裏波不良等の溶接欠陥が生じる可能性が高くなる。 Therefore, specifically, the B content contained in the initial layer portion of the weld metal is limited to 0.005% or less in terms of mass%. On the other hand, when the B content in the weld metal is extremely low in relation to the B content contained in the ferrite heat-resistant steel and the stainless steel or Ni-based alloy, fusion failure, back wave failure, etc. occur. Weld defects are more likely to occur.

以上の観点から、本発明においては、溶接金属の初層部に含まれるB含有量は、フェライト系耐熱鋼、およびステンレス鋼またはNi基合金に含まれるB含有量との関係において、下記(i)式を満足する。
0.1×([%BBM1]+[%BBM2])/2≦[%BWM]≦0.005 ・・・(i)
但し、(i)式中の[%BBM1]はフェライト系耐熱鋼に含まれるB含有量(質量%)、[%BBM2]はステンレス鋼またはNi基合金に含まれるB含有量(質量%)、[%BWM]は溶接金属の初層部に含まれるB含有量(質量%)である。
From the above viewpoint, in the present invention, the B content contained in the initial layer portion of the weld metal is as follows (i) in relation to the B content contained in the ferritic heat-resistant steel and the stainless steel or Ni-based alloy. ) Satisfy the equation.
0.1 × ([% B BM1 ] + [% B BM2 ]) / 2 ≦ [% B WM ] ≦ 0.005 ・ ・ ・ (i)
However, [% B BM1 ] in the formula (i) is the B content (mass%) contained in the ferrite heat-resistant steel, and [% B BM2 ] is the B content (mass%) contained in the stainless steel or Ni-based alloy. ), [% B WM ] is the B content (mass%) contained in the initial layer portion of the weld metal.

また、溶接金属全体の化学組成については、特に制限はないが、溶接金属におけるクリープ強度の向上の観点からは、溶接金属は、
質量%で、
C:0.005〜0.180%、
Si:0.02〜1.20%、
Mn:0.02〜4.00%、
P:0.040%以下、
S:0.010%以下、
Cr:8.0〜25.0%、
Mo:0〜12.0%、
Co:0〜15.0%、
Cu:0〜4.0%、
W:0〜6.0%、
Nb+V+Ti+Ta:合計で0〜4.50%、
Fe:0.01〜5.00%、
B:0.005%以下、
Al:1.80%以下、
N:0.30%以下、
O:0.020%以下、
Nd:0〜0.06%、
Ca:0〜0.050%、
Mg:0〜0.050%、
残部:Niおよび不純物である化学組成を有することが好ましい。
The chemical composition of the entire weld metal is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the creep strength of the weld metal, the weld metal can be used.
By mass%
C: 0.005 to 0.180%,
Si: 0.02 to 1.20%,
Mn: 0.02 to 4.00%,
P: 0.040% or less,
S: 0.010% or less,
Cr: 8.0-25.0%,
Mo: 0 to 12.0%,
Co: 0 to 15.0%,
Cu: 0-4.0%,
W: 0-6.0%,
Nb + V + Ti + Ta: 0-4.50% in total,
Fe: 0.01-5.00%,
B: 0.005% or less,
Al: 1.80% or less,
N: 0.30% or less,
O: 0.020% or less,
Nd: 0-0.06%,
Ca: 0 to 0.050%,
Mg: 0 to 0.050%,
Remaining: It is preferable to have a chemical composition of Ni and impurities.

上記のうちでも、C含有量は0.01〜0.150%であるのが好ましく、Si含有量は0.03〜1.00%であるのが好ましく、Mn含有量は0.05〜3.50%であるのが好ましく、P含有量は0.030%以下であるのが好ましく、S含有量は0.007%以下であるのが好ましい。 Among the above, the C content is preferably 0.01 to 0.150%, the Si content is preferably 0.03 to 1.00%, and the Mn content is 0.05 to 3 It is preferably .50%, the P content is preferably 0.030% or less, and the S content is preferably 0.007% or less.

また、Cr含有量は10.0〜23.0%であるのが好ましく、Mo含有量は0.001〜10.0%であるのが好ましく、Co含有量は0.001〜13.0%であるのが好ましく、Cu含有量は0.001〜3.0%であるのが好ましく、W含有量は0.001〜5.0%であるのが好ましい。 The Cr content is preferably 10.0 to 23.0%, the Mo content is preferably 0.001 to 10.0%, and the Co content is 0.001 to 13.0%. The Cu content is preferably 0.001 to 3.0%, and the W content is preferably 0.001 to 5.0%.

また、Nb、V、TiおよびTaの合計含有量は、0.01〜4.00%であるのが好ましく、Fe含有量は0.02〜4.50%であるのが好ましく、B含有量は0.003%以下であるのが好ましく、Al含有量は1.50%以下であるのが好ましく、N含有量は0.20%以下であるのが好ましい。 The total content of Nb, V, Ti and Ta is preferably 0.01 to 4.00%, the Fe content is preferably 0.02 to 4.50%, and the B content. Is preferably 0.003% or less, the Al content is preferably 1.50% or less, and the N content is preferably 0.20% or less.

また、O含有量は0.010%以下であるのが好ましく、Nd含有量は0.0001〜0.05%であるのが好ましく、Ca含有量は0.0001〜0.030%であるのが好ましく、Mg含有量は0.0001〜0.030%であるのが好ましい。 The O content is preferably 0.010% or less, the Nd content is preferably 0.0001 to 0.05%, and the Ca content is 0.0001 to 0.030%. The Mg content is preferably 0.0001 to 0.030%.

なお、上記の溶接金属の化学組成は、溶接時における母材(フェライト系耐熱鋼、およびステンレス鋼またはNi基合金)と溶接材料との流入割合で決定される。以下に、本発明に係る溶接継手を製造するのに用いられるステンレス鋼またはNi基合金、および溶接材料の好適な化学組成について説明する。 The chemical composition of the weld metal is determined by the inflow ratio of the base material (ferritic heat-resistant steel and stainless steel or Ni-based alloy) and the welding material at the time of welding. The suitable chemical composition of the stainless steel or Ni-based alloy used for producing the welded joint according to the present invention and the welding material will be described below.

4.ステンレス鋼またはNi基合金の化学組成
上述のように、本発明のフェライト系耐熱鋼異材溶接継手は、上述した化学組成を有するフェライト系耐熱鋼と、ステンレス鋼またはNi基合金とが異材溶接されたものである。ステンレス鋼またはNi基合金の化学組成については特に制限はなく、例えば、質量%で、Ni:5.0〜70.0%、およびCr:15.0〜30.0%、を含むものが挙げられる。
4. Chemical composition of stainless steel or Ni-based alloy As described above, in the ferrite-based heat-resistant steel dissimilar material welded joint of the present invention, the ferrite-based heat-resistant steel having the above-mentioned chemical composition and the stainless steel or Ni-based alloy are welded different materials. It is a thing. The chemical composition of the stainless steel or Ni-based alloy is not particularly limited, and examples thereof include those containing Ni: 5.0 to 70.0% and Cr: 15.0 to 30.0% in mass%. Be done.

ステンレス鋼またはNi基合金の化学組成の化学組成について説明する。各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「%」は、「質量%」を意味する。 The chemical composition of the chemical composition of stainless steel or Ni-based alloy will be described. The reasons for limiting each element are as follows. In the following description, "%" for the content means "mass%".

C:0.04〜0.12%
Cは、オーステナイト生成元素であり、高温使用時のオーステナイト組織の安定性を高めるのに有効な元素である。その効果を得るためには、Cを0.04%以上含有させることが好ましい。しかしながら、過剰に含有すると、高温での使用中に粗大な炭化物を生成し、却ってクリープ強度を低下させるおそれがある。そのため、C含有量は0.12%以下とすることが好ましい。C含有量は0.06%以上であるのが好ましく、0.10%以下であるのが好ましい。
C: 0.04 to 0.12%
C is an austenite-forming element and is an element effective for enhancing the stability of the austenite structure when used at a high temperature. In order to obtain the effect, it is preferable to contain C in an amount of 0.04% or more. However, if it is contained in an excessive amount, coarse carbides may be generated during use at a high temperature, which may rather reduce the creep strength. Therefore, the C content is preferably 0.12% or less. The C content is preferably 0.06% or more, and preferably 0.10% or less.

Si:0.02〜1.00%
Siは、脱酸作用を有するため、0.02%以上含有させることが好ましい。Si含有量の過度の低減は、脱酸効果が十分に得られず、鋼の清浄度が大きくなって清浄性が低下するとともに、製造コストの増大を招く。しかしながら、過剰に含有させると靭性を低下させるおそれがあるため、Si含有量は1.00%以下とすることが好ましい。Si含有量は0.1%以上であるのが好ましく、0.8%以下であるのが好ましい。
Si: 0.02-1.00%
Since Si has a deoxidizing effect, it is preferably contained in an amount of 0.02% or more. Excessive reduction of the Si content does not provide a sufficient deoxidizing effect, increases the cleanliness of the steel, lowers the cleanliness, and increases the manufacturing cost. However, the Si content is preferably 1.00% or less because excessive content may reduce toughness. The Si content is preferably 0.1% or more, and preferably 0.8% or less.

Mn:0.02〜4.00%
Mnは、Siと同様、脱酸作用を有するため、0.02%以上含有させることが好ましい。Mn含有量の過度の低減は、脱酸効果が十分に得られず、鋼の清浄度が大きくなって清浄性が低下するとともに、製造コストの増大を招く。しかしながら、過剰に含有させると脆化を招くおそれがあるため、Mn含有量は4.00%以下とすることが好ましい。Mn含有量は0.1%以上であるのが好ましく、3.0%以下とすることが好ましい。
Mn: 0.02 to 4.00%
Since Mn has a deoxidizing effect like Si, it is preferably contained in an amount of 0.02% or more. Excessive reduction of the Mn content does not provide a sufficient deoxidizing effect, increases the cleanliness of the steel, lowers the cleanliness, and increases the manufacturing cost. However, if it is contained in an excessive amount, embrittlement may occur. Therefore, the Mn content is preferably 4.00% or less. The Mn content is preferably 0.1% or more, and preferably 3.0% or less.

P:0.040%以下
Pは、不純物として含まれ、P含有量が過剰となるとクリープ延性の低下を招くとともに、溶接熱影響部の耐液化割れ性を低下させるおそれがある。そのため、P含有量は0.040%以下とすることが好ましい。P含有量は0.035%以下であることがより好ましい。なお、P含有量に下限は特に設けず、つまり含有量が0%であってもよいが、極度の低減は製造コストを極端に増大させる。そのため、P含有量は0.005%以上であるのが好ましい。
P: 0.040% or less P is contained as an impurity, and if the P content is excessive, the creep ductility may be lowered and the liquefaction cracking resistance of the weld heat affected zone may be lowered. Therefore, the P content is preferably 0.040% or less. The P content is more preferably 0.035% or less. The lower limit of the P content is not particularly set, that is, the content may be 0%, but the extreme reduction significantly increases the manufacturing cost. Therefore, the P content is preferably 0.005% or more.

S:0.010%以下
Sは、Pと同様、不純物として含まれ、S含有量が過剰となるとクリープ延性の低下を招くとともに、溶接熱影響部の耐液化割れ性を低下させる。そのため、S含有量は0.010%以下とすることが好ましく、0.005%以下とすることがより好ましい。なお、S含有量に下限は特に設けず、つまり含有量が0%であってもよいが、極度の低減は製造コストを極端に増大させる。そのため、S含有量は0.0002%以上であるのが好ましい。
S: 0.010% or less S is contained as an impurity like P, and if the S content is excessive, the creep ductility is lowered and the liquefaction cracking resistance of the weld heat affected zone is lowered. Therefore, the S content is preferably 0.010% or less, and more preferably 0.005% or less. The lower limit of the S content is not particularly set, that is, the content may be 0%, but the extreme reduction significantly increases the manufacturing cost. Therefore, the S content is preferably 0.0002% or more.

Ni:5.0〜70.0%
Niは、オーステナイト組織を得るために有効な元素であるとともに、長時間使用時の組織安定性を確保し、クリープ強度を得るためにも有効な元素である。その効果を得るためには、Niを5.0%以上含有させることが好ましい。しかしながら、Niは高価な元素であり、過剰な含有はコストの増大を招く。そのため、Ni含有量は70.0%以下とすることが好ましい。Ni含有量は7.0%以上であるのが好ましく、60.0%以下であるのが好ましい。
Ni: 5.0-70.0%
Ni is an element that is effective for obtaining an austenite structure, and is also an element that is effective for ensuring structure stability during long-term use and obtaining creep strength. In order to obtain the effect, it is preferable to contain 5.0% or more of Ni. However, Ni is an expensive element, and excessive content causes an increase in cost. Therefore, the Ni content is preferably 70.0% or less. The Ni content is preferably 7.0% or more, and preferably 60.0% or less.

Cr:15.0〜30.0%
Crは、高温での耐酸化性および耐食性の確保のために有効な元素であるため、15.0%以上含有させることが好ましい。しかしながら、Cr含有量が過剰となると、高温使用中のオーステナイト組織の安定性が劣化し、クリープ強度が低下するおそれがある。そのため、Cr含有量は30.0%以下とすることが好ましい。Cr含有量は16.0%以上であるのが好ましく、28.0%以下であるのが好ましい。
Cr: 15.0 to 30.0%
Since Cr is an element effective for ensuring oxidation resistance and corrosion resistance at high temperatures, it is preferable to contain Cr in an amount of 15.0% or more. However, if the Cr content is excessive, the stability of the austenite structure during high-temperature use may deteriorate, and the creep strength may decrease. Therefore, the Cr content is preferably 30.0% or less. The Cr content is preferably 16.0% or more, and preferably 28.0% or less.

Co:0〜4.0%
Coは、ステンレス鋼またはNi基合金中に必ずしも含有されなくてもよいが、Niと同様、オーステナイト生成元素であり、オーステナイト組織の安定性を高めてクリープ強度の向上に寄与する元素であるので含有させてもよい。しかしながら、極めて高価な元素であるため、Coを過剰に含有させると大幅にコストを増大させる。そのため、Co含有量は4.0%以下とすることが好ましい。また、Co含有量は3.5%以下とすることがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Co含有量は0.5%以上であるのが好ましい。
Co: 0-4.0%
Co does not necessarily have to be contained in stainless steel or Ni-based alloy, but like Ni, it is an austenite-forming element and is contained because it enhances the stability of the austenite structure and contributes to the improvement of creep strength. You may let me. However, since it is an extremely expensive element, excessive Co content increases the cost significantly. Therefore, the Co content is preferably 4.0% or less. Further, the Co content is more preferably 3.5% or less. When the above effect is desired, the Co content is preferably 0.5% or more.

Cu:0〜4.0%
Cuは、ステンレス鋼またはNi基合金中に必ずしも含有されなくてもよいが、高温使用時に溶接金属のオーステナイト組織の安定性を保つことに寄与するとともに、Cu富化相として析出し、クリープ強度を得るのに有効な元素であるため、含有させてもよい。しかしながら、過剰に含有させると、過剰に析出し、脆化を招く。そのため、Cu含有量は4.0%以下とすることが好ましい。また、Cu含有量は3.6%以下であることがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Cu含有量は0.5%以上であるのが好ましい。
Cu: 0-4.0%
Cu does not necessarily have to be contained in the stainless steel or Ni-based alloy, but it contributes to maintaining the stability of the austenite structure of the weld metal when used at a high temperature, and is precipitated as a Cu-enriched phase to increase the creep strength. Since it is an effective element to obtain, it may be contained. However, if it is contained in an excessive amount, it is excessively precipitated and causes embrittlement. Therefore, the Cu content is preferably 4.0% or less. Further, the Cu content is more preferably 3.6% or less. When the above effect is desired, the Cu content is preferably 0.5% or more.

Mo:0〜2.0%
Moは、ステンレス鋼またはNi基合金中に必ずしも含有されなくてもよいが、マトリックスに固溶して高温でのクリープ強度の向上に寄与する元素であるため、含有させてもよい。しかしながら、Moを過剰に含有させると、オーステナイト組織の安定性を低下させて、クリープ強度の低下を招く。そのため、Mo含有量は2.0%以下とすることが好ましい。また、Mo含有量は1.5%以下であることがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Mo含有量は0.3%以上であるのが好ましい。
Mo: 0-2.0%
Mo is not necessarily contained in the stainless steel or Ni-based alloy, but it may be contained because it is an element that dissolves in the matrix and contributes to the improvement of creep strength at high temperature. However, if Mo is contained in an excessive amount, the stability of the austenite structure is lowered, resulting in a decrease in creep strength. Therefore, the Mo content is preferably 2.0% or less. Further, the Mo content is more preferably 1.5% or less. When the above effect is desired, the Mo content is preferably 0.3% or more.

W:0〜8.0%
Wは、ステンレス鋼またはNi基合金中に必ずしも含有されなくてもよいが、マトリックスに固溶して高温でのクリープ強度および引張強さの向上に大きく寄与する元素であるため、含有させてもよい。しかしながら、Wを過剰に含有させても、上記効果は飽和し、場合によってはクリープ強度を低下させるおそれがある。さらに、Wは高価な元素であるため、Wを過剰に含有させるとコストの増大を招く。そのため、W含有量は8.0%以下とすることが好ましい。また、W含有量は7.8%以下であることがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、W含有量は1.0%以上であるのが好ましい。
W: 0-8.0%
W does not necessarily have to be contained in the stainless steel or Ni-based alloy, but it may be contained because it is an element that dissolves in the matrix and greatly contributes to the improvement of creep strength and tensile strength at high temperatures. Good. However, even if W is excessively contained, the above effect is saturated, and in some cases, the creep strength may be lowered. Further, since W is an expensive element, excessive inclusion of W causes an increase in cost. Therefore, the W content is preferably 8.0% or less. Further, the W content is more preferably 7.8% or less. When the above effect is desired, the W content is preferably 1.0% or more.

Nb:0〜1.0%
Nbは、ステンレス鋼またはNi基合金中に必ずしも含有されなくてもよいが、高温での使用中に微細な炭窒化物として粒内に析出し、クリープ強度を向上させる元素であるため、含有させてもよい。しかしながら、Nbを過剰に含有させると、窒化物として多量かつ粗大に析出し、クリープ強度およびクリープ延性の低下を招く。そのため、Nb含有量は1.0%以下とすることが好ましい。また、Nb含有量は0.8%以下であることがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Nb含有量は0.1%以上であるのが好ましい。
Nb: 0-1.0%
Nb does not necessarily have to be contained in stainless steel or Ni-based alloy, but it is contained in stainless steel or Ni-based alloy because it is an element that precipitates in grains as fine carbonitride during use at high temperature and improves creep strength. You may. However, if Nb is excessively contained, a large amount and coarsely precipitates as a nitride, resulting in a decrease in creep strength and creep ductility. Therefore, the Nb content is preferably 1.0% or less. Further, the Nb content is more preferably 0.8% or less. When the above effect is desired, the Nb content is preferably 0.1% or more.

V:0〜1.0%
Vは、ステンレス鋼またはNi基合金中に必ずしも含有されなくてもよいが、Nbと同様、高温での使用中に微細な炭窒化物として粒内に析出し、クリープ強度を向上させる元素であるため、含有させてもよい。しかしながら、Vを過剰に含有させると、窒化物として多量かつ粗大に析出し、クリープ強度およびクリープ延性の低下を招く。そのため、V含有量は1.0%以下とすることが好ましい。また、V含有量は0.8%以下であることがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、V含有量は0.1%以上であるのが好ましい。
V: 0-1.0%
V is not necessarily contained in stainless steel or Ni-based alloy, but like Nb, it is an element that precipitates in the grains as fine carbonitride during use at high temperature to improve creep strength. Therefore, it may be contained. However, if V is excessively contained, a large amount and coarsely precipitates as a nitride, resulting in a decrease in creep strength and creep ductility. Therefore, the V content is preferably 1.0% or less. Further, the V content is more preferably 0.8% or less. When the above effect is desired, the V content is preferably 0.1% or more.

Ti:0〜1.0%
Tiは、ステンレス鋼またはNi基合金中に必ずしも含有されなくてもよいが、NbおよびVと同様、高温での使用中に微細な炭窒化物として粒内に析出し、クリープ強度を向上させる元素であるため、含有させてもよい。しかしながら、Tiを過剰に含有させると、窒化物として多量かつ粗大に析出し、クリープ強度およびクリープ延性の低下を招く。そのため、Ti含有量は1.0%以下とすることが好ましい。また、Ti含有量は0.8%以下であることがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Ti含有量は0.1%以上であるのが好ましい。
Ti: 0-1.0%
Ti does not necessarily have to be contained in stainless steel or Ni-based alloys, but like Nb and V, it is an element that precipitates in the grains as fine carbonitrides during use at high temperatures to improve creep strength. Therefore, it may be contained. However, if Ti is excessively contained, a large amount and coarsely precipitates as a nitride, resulting in a decrease in creep strength and creep ductility. Therefore, the Ti content is preferably 1.0% or less. Further, the Ti content is more preferably 0.8% or less. When the above effect is desired, the Ti content is preferably 0.1% or more.

B:0〜0.006%
Bは、ステンレス鋼またはNi基合金中に必ずしも含有されなくてもよいが、高温での使用中に粒界に析出して粒界を強化するとともに、粒界炭化物を微細分散させることによって、クリープ強度を向上させる元素であるため、含有させてもよい。しかしながら、Bを過剰に含有させると、溶接熱影響部の液化割れ性を低下させる。そのため、B含有量は0.006%以下とすることが好ましい。また、B含有量は0.005%以下であることがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、B含有量は0.001%以上であるのが好ましい。
B: 0 to 0.006%
B is not necessarily contained in the stainless steel or Ni-based alloy, but creeps by precipitating at the grain boundaries during use at a high temperature to strengthen the grain boundaries and finely dispersing the grain boundary carbides. Since it is an element that improves strength, it may be contained. However, if B is excessively contained, the liquefaction crackability of the weld heat affected zone is lowered. Therefore, the B content is preferably 0.006% or less. Further, the B content is more preferably 0.005% or less. When the above effect is desired, the B content is preferably 0.001% or more.

Al:1.00%以下
Alは、母材の製造時に脱酸材として含有されるが、多量に含まれる場合には、鋼の清浄性が劣化し、熱間加工性が低下する。そのため、Al含有量は1.00%以下とすることが好ましい。Al含有量は0.8%以下であることがより好ましい。なお、Al含有量に下限は特に設けず、つまり含有量が0%であってもよいが、極度の低減は製造コストを極端に増大させる。そのため、Al含有量は0.01%以上であるのが好ましい。
Al: 1.00% or less Al is contained as a deoxidizing material during the production of the base metal, but if it is contained in a large amount, the cleanliness of the steel deteriorates and the hot workability deteriorates. Therefore, the Al content is preferably 1.00% or less. The Al content is more preferably 0.8% or less. The lower limit of the Al content is not particularly set, that is, the content may be 0%, but the extreme reduction significantly increases the manufacturing cost. Therefore, the Al content is preferably 0.01% or more.

N:0〜0.30%
Nは、ステンレス鋼またはNi基合金中に必ずしも含有されなくてもよいが、オーステナイト組織を安定にするとともに、固溶または窒化物として析出し、高温強度の向上に寄与するため、含有させてもよい。しかしながら、Nを過剰に含有させると、長時間使用中に多量の微細窒化物が粒内に析出して、クリープ延性および靭性の低下を招く。そのため、N含有量は0.30%以下とすることが好ましい。また、N含有量は0.25%以下であることがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、N含有量は0.05%以上であるのが好ましい。
N: 0-0.30%
N does not necessarily have to be contained in the stainless steel or Ni-based alloy, but it may be contained because it stabilizes the austenite structure and precipitates as a solid solution or a nitride, which contributes to the improvement of high-temperature strength. Good. However, if N is excessively contained, a large amount of fine nitrides are precipitated in the grains during long-term use, resulting in a decrease in creep ductility and toughness. Therefore, the N content is preferably 0.30% or less. Further, the N content is more preferably 0.25% or less. When the above effect is desired, the N content is preferably 0.05% or more.

O:0.020%以下
Oは、不純物として存在するが、多量に含まれる場合には、加工性を低下させる。そのため、O含有量は0.020%以下とすることが好ましい。O含有量は0.018%以下であるのが好ましく、0.015%以下であるのがより好ましい。なお、O含有量に下限は特に設けず、つまり含有量が0%であってもよいが、極度の低減は製造コストを極端に増大させる。そのため、O含有量は0.002%以上であるのが好ましい。
O: 0.020% or less O is present as an impurity, but when it is contained in a large amount, the workability is lowered. Therefore, the O content is preferably 0.020% or less. The O content is preferably 0.018% or less, more preferably 0.015% or less. The lower limit of the O content is not particularly set, that is, the content may be 0%, but the extreme reduction significantly increases the manufacturing cost. Therefore, the O content is preferably 0.002% or more.

Nd:0〜0.05%
Ndは、ステンレス鋼またはNi基合金中に必ずしも含有されなくてもよいが、高温でのクリープ延性の改善に寄与する元素であるため、含有させてもよい。しかしながら、Ndを過剰に含有させると、酸素と結合し、清浄性を著しく低下させ、延性を低下させる。そのため、Nd含有量は0.05%以下とすることが好ましい。また、Nd含有量は0.045%以下であることがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Nd含有量は0.005%以上であるのが好ましい。
Nd: 0-0.05%
Nd does not necessarily have to be contained in the stainless steel or Ni-based alloy, but may be contained because it is an element that contributes to the improvement of creep ductility at high temperatures. However, when Nd is excessively contained, it binds to oxygen, which significantly reduces cleanliness and reduces ductility. Therefore, the Nd content is preferably 0.05% or less. Further, the Nd content is more preferably 0.045% or less. When the above effect is desired, the Nd content is preferably 0.005% or more.

Ca:0〜0.050%
Caは、製造時の熱間加工性を改善する効果を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ca含有量が高すぎると、Caが酸素と結合し、清浄性を著しく低下させ、却って熱間加工性を劣化させる。したがって、Ca含有量は0.050%以下とすることが好ましい。Ca含有量は0.030%以下であるのがより好ましく、0.020%以下であるのがさらに好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Ca含有量は0.0005%以上であるのが好ましく、0.001%以上であるのがより好ましい。
Ca: 0 to 0.050%
Since Ca has an effect of improving hot workability during production, it may be contained if necessary. However, if the Ca content is too high, Ca binds to oxygen, which significantly reduces cleanliness and, on the contrary, deteriorates hot workability. Therefore, the Ca content is preferably 0.050% or less. The Ca content is more preferably 0.030% or less, and further preferably 0.020% or less. When the above effect is desired, the Ca content is preferably 0.0005% or more, and more preferably 0.001% or more.

5.溶接材料の化学組成
本発明に係るフェライト系耐熱鋼異材溶接継手を製造するに際に用いられる溶接材料の化学組成については特に制限は設けないが、Ni基耐熱合金用溶接材料を用いることが好ましい。Ni基耐熱合金用溶接材料の好適な化学組成について説明する。各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「%」は、「質量%」を意味する。
5. Chemical Composition of Welding Material The chemical composition of the welding material used in manufacturing the ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint according to the present invention is not particularly limited, but it is preferable to use a welding material for Ni-based heat-resistant alloys. .. The suitable chemical composition of the welding material for Ni-based heat-resistant alloys will be described. The reasons for limiting each element are as follows. In the following description, "%" for the content means "mass%".

C:0.005〜0.180%
Cは、オーステナイト生成元素であり、溶接金属の高温使用時のオーステナイト組織の安定性を高めるのに有効な元素である。その効果を得るためにはCを0.005%以上含有させることが好ましい。しかしながら、過剰に含有すると、炭化物として多量に析出し、クリープ延性および高温での耐食性を低下させるおそれがある。そのため、C含有量は0.180%以下とすることが好ましい。C含有量は0.008%以上であるのが好ましく、0.010%以上であるのがより好ましい。また、C含有量は0.150%以下であるのが好ましく、0.120%以下であるのがより好ましい。
C: 0.005 to 0.180%
C is an austenite-forming element and is an element effective for enhancing the stability of the austenite structure when the weld metal is used at a high temperature. In order to obtain the effect, it is preferable to contain C in an amount of 0.005% or more. However, if it is contained in an excessive amount, it may be precipitated in a large amount as a carbide, which may reduce creep ductility and corrosion resistance at high temperature. Therefore, the C content is preferably 0.180% or less. The C content is preferably 0.008% or more, and more preferably 0.010% or more. The C content is preferably 0.150% or less, more preferably 0.120% or less.

Si:0.02〜1.20%
Siは、脱酸剤として添加されるが、溶接金属の耐水蒸気酸化特性に有効な元素である。その効果を得るためには、Siを0.02%以上含有させることが好ましい。しかしながら、過剰に含有すると、溶接金属の凝固割れ感受性を増大させるおそれがあるため、Si含有量は1.20%以下とすることが好ましい。Si含有量は0.05%以上であるのが好ましく、0.10%以上であるのがより好ましい。また、Si含有量は1.00%以下であるのが好ましく、0.80%以下であるのがより好ましい。
Si: 0.02 to 1.20%
Si is added as an antacid, but is an element effective for the steam oxidation resistance of the weld metal. In order to obtain the effect, it is preferable to contain 0.02% or more of Si. However, if it is excessively contained, the susceptibility to solidification and cracking of the weld metal may be increased. Therefore, the Si content is preferably 1.20% or less. The Si content is preferably 0.05% or more, more preferably 0.10% or more. Further, the Si content is preferably 1.00% or less, and more preferably 0.80% or less.

Mn:0.02〜4.00%
Mnは、Siと同様、脱酸剤として添加されるが、溶接金属の高温での組織の安定性を高めるのに有効な元素である。その効果を得るためには0.02%以上含有させることが好ましい。しかしながら、過剰に含有すると脆化を招くおそれがあるため、Mn含有量は4.00%以下とすることが好ましい。Mn含有量は0.05%以上であるのが好ましく、0.08%以上であるのがより好ましい。また、Mn含有量は3.50%以下であるのが好ましく、3.00%以下であるのがより好ましい。
Mn: 0.02 to 4.00%
Mn, like Si, is added as an antacid, but is an effective element for enhancing the structural stability of the weld metal at high temperatures. In order to obtain the effect, it is preferable to contain 0.02% or more. However, if it is excessively contained, embrittlement may occur. Therefore, the Mn content is preferably 4.00% or less. The Mn content is preferably 0.05% or more, and more preferably 0.08% or more. The Mn content is preferably 3.50% or less, more preferably 3.00% or less.

P:0.020%以下
Pは、不純物として含まれ、溶接金属の凝固時に凝固割れ感受性を増大させるとともに、クリープ延性の低下を招く。そのため、Pの含有量は0.020%以下とすることが好ましい。P含有量は0.018%以下とするのがより好ましく、0.016%以下とするのがさらに好ましい。なお、P含有量は少なければ少ないほどよく、つまり含有量が0%であってもよいが、極度の低減は材料コストを極端に増大させる。そのため、P含有量は0.0005%以上であるのが好ましく、0.001%以上であるのがより好ましい。
P: 0.020% or less P is contained as an impurity, which increases the susceptibility to solidification and cracking during solidification of the weld metal and causes a decrease in creep ductility. Therefore, the P content is preferably 0.020% or less. The P content is more preferably 0.018% or less, and further preferably 0.016% or less. It should be noted that the smaller the P content, the better, that is, the content may be 0%, but the extreme reduction significantly increases the material cost. Therefore, the P content is preferably 0.0005% or more, and more preferably 0.001% or more.

S:0.010%以下
Sは、Pと同様に不純物として含まれ、溶接金属の凝固時に凝固割れ感受性を増大させるとともに、クリープ延性の低下を招く。そのため、S含有量は0.010%以下とすることが好ましい。S含有量は0.008%以下とするのがより好ましく、0.005%以下とするのがさらに好ましい。なお、S含有量は少なければ少ないほどよく、つまり含有量が0%であってもよいが、極度の低減は製造コストを極端に増大させる。そのため、S含有量は0.0001%以上であるのが好ましく、0.0002%以上であるのがより好ましい。
S: 0.010% or less S is contained as an impurity like P, and increases the susceptibility to solidification and cracking during solidification of the weld metal and causes a decrease in creep ductility. Therefore, the S content is preferably 0.010% or less. The S content is more preferably 0.008% or less, and further preferably 0.005% or less. It should be noted that the smaller the S content, the better, that is, the content may be 0%, but the extreme reduction significantly increases the manufacturing cost. Therefore, the S content is preferably 0.0001% or more, and more preferably 0.0002% or more.

Cr:16.0〜25.0%
Crは、溶接金属の高温での耐水蒸気酸化性および耐食性に有効な元素である。また、高温での使用中に炭化物として析出し、クリープ強度の向上にも寄与する。これらの効果を得るためには、16.0%以上含有させることが好ましい。しかしながら、過剰に含有すると、高温での組織安定性を低下させてクリープ強度が低下するおそれがあるため、Cr含有量は25.0%以下とすることが好ましい。Cr含有量は16.5%以上であるのが好ましく、17.0%以上であるのがより好ましい。また、Cr含有量は24.5%以下であるのが好ましく、24.0%以下であるのがより好ましい。
Cr: 16.0 to 25.0%
Cr is an element effective for steam oxidation resistance and corrosion resistance of weld metals at high temperatures. In addition, it precipitates as carbide during use at high temperature, which also contributes to the improvement of creep strength. In order to obtain these effects, it is preferable to contain 16.0% or more. However, if it is excessively contained, the tissue stability at high temperature may be lowered and the creep strength may be lowered. Therefore, the Cr content is preferably 25.0% or less. The Cr content is preferably 16.5% or more, and more preferably 17.0% or more. The Cr content is preferably 24.5% or less, more preferably 24.0% or less.

Mo:0〜12.0%
Moは、溶接材料中に必ずしも含有されなくてもよいが、マトリックスに固溶し、溶接金属の高温でのクリープ強度確保に寄与する元素であるので含有させてもよい。しかしながら、過剰に含有させると、高温での組織安定性を低下させ、クリープ強度をかえって低下させる。そのため、Mo含有量は12.0%以下とすることが好ましい。Mo含有量は11.5%以下であることがより好ましく、11.0%以下であることがさらに好ましい。上記の効果を得たい場合には、Mo含有量は0.02%以上であることが好ましく、0.05%以上であることがより好ましい。
Mo: 0 to 12.0%
Mo does not necessarily have to be contained in the welding material, but it may be contained because it is an element that dissolves in the matrix and contributes to ensuring the creep strength of the weld metal at a high temperature. However, if it is contained in an excessive amount, the tissue stability at high temperature is lowered, and the creep strength is rather lowered. Therefore, the Mo content is preferably 12.0% or less. The Mo content is more preferably 11.5% or less, and even more preferably 11.0% or less. When the above effect is desired, the Mo content is preferably 0.02% or more, more preferably 0.05% or more.

Co:0〜15.0%
Coは、溶接材料中に必ずしも含有されなくてもよいが、溶接金属の高温での組織を安定化し、クリープ強度を向上させるのに有効な元素であるので含有させてもよい。しかしながら、過剰に含有させると、クリープ強度およびクリープ延性がかえって低下する。加えて、非常に高価な元素であるため、材料コストを増大させる。そのため、Co含有量は15.0%以下とすることが好ましい。Co含有量は14.5%以下であることがより好ましく、14.0%以下であることがさらに好ましい。上記の効果を得たい場合には、Co含有量は0.02%以上であることが好ましく、0.05%以上であることがより好ましい。
Co: 0 to 15.0%
Co does not necessarily have to be contained in the welding material, but it may be contained because it is an element effective for stabilizing the structure of the weld metal at high temperature and improving the creep strength. However, if it is contained in an excessive amount, the creep strength and creep ductility are rather lowered. In addition, it is a very expensive element, which increases material costs. Therefore, the Co content is preferably 15.0% or less. The Co content is more preferably 14.5% or less, and even more preferably 14.0% or less. When the above effect is desired, the Co content is preferably 0.02% or more, more preferably 0.05% or more.

Cu:0〜0.80%
Cuは、Coと同様、溶接材料中に必ずしも含有されなくてもよいが、溶接金属の高温での組織を安定化し、クリープ強度を向上させるのに有効な元素であるので含有させてもよい。しかしながら、過剰に含有させると、クリープ延性がかえって低下する。そのため、Cu含有量は0.80%以下とすることが好ましい。Cu含有量は0.60%以下であることがより好ましく、0.50%以下であることがさらに好ましい。上記の効果を得たい場合には、Cu含有量は0.02%以上であることが好ましく、0.05%以上であることがより好ましい。
Cu: 0-0.80%
Like Co, Cu does not necessarily have to be contained in the welding material, but it may be contained because it is an element effective for stabilizing the structure of the weld metal at high temperature and improving the creep strength. However, if it is contained in an excessive amount, the creep ductility is rather lowered. Therefore, the Cu content is preferably 0.80% or less. The Cu content is more preferably 0.60% or less, and even more preferably 0.50% or less. When the above effect is desired, the Cu content is preferably 0.02% or more, and more preferably 0.05% or more.

Nb+Ta:合計で0〜4.50%
NbおよびTaは、高温での使用中に微細な炭窒化物として粒内に析出し、溶接金属のクリープ強度の向上に寄与するため一方または両方を含有させてもよい。しかしながら、含有量が過剰になると、多量かつ粗大に析出し、かえってクリープ強度およびクリープ延性の低下を招くおそれがある。そのため、NbおよびTaの合計含有量は4.50%以下であることが好ましい。NbおよびTaの合計含有量は4.20%以下であることがより好ましく、4.00%以下であることがさらに好ましい。上記の効果を得たい場合には、NbおよびTaの合計含有量は0.02%以上であることが好ましく、0.05%以上であることがより好ましい。
Nb + Ta: 0-4.50% in total
Nb and Ta may be contained in one or both of them because they are precipitated in the grains as fine carbonitrides during use at a high temperature and contribute to the improvement of the creep strength of the weld metal. However, if the content is excessive, a large amount and coarse precipitation may occur, which may lead to a decrease in creep strength and creep ductility. Therefore, the total content of Nb and Ta is preferably 4.50% or less. The total content of Nb and Ta is more preferably 4.20% or less, and further preferably 4.00% or less. When the above effect is desired, the total content of Nb and Ta is preferably 0.02% or more, and more preferably 0.05% or more.

Ti:0〜1.00%
Tiは、NbおよびTaと同様、溶接材料中に必ずしも含有されなくてもよいが、高温での使用中に微細な炭窒化物として粒内に析出し、溶接金属のクリープ強度の向上に寄与するため含有させてもよい。しかしながら、含有量が過剰になると、多量かつ粗大に析出し、かえってクリープ強度およびクリープ延性の低下を招くおそれがある。そのため、Ti含有量は1.00%以下であることが好ましい。Ti含有量は0.90%以下であることがより好ましく、0.80%以下であることがさらに好ましい。上記の効果を得たい場合には、Ti含有量は0.02%以上であることが好ましく、0.05%以上であることがより好ましい。
Ti: 0-1.00%
Like Nb and Ta, Ti does not necessarily have to be contained in the welding material, but it precipitates in the grains as fine carbonitride during use at high temperature, which contributes to the improvement of the creep strength of the weld metal. Therefore, it may be contained. However, if the content is excessive, a large amount and coarse precipitation may occur, which may lead to a decrease in creep strength and creep ductility. Therefore, the Ti content is preferably 1.00% or less. The Ti content is more preferably 0.90% or less, and further preferably 0.80% or less. When the above effect is desired, the Ti content is preferably 0.02% or more, and more preferably 0.05% or more.

Fe:0〜6.00%
Feは、溶接材料中に必ずしも含有されなくてもよいが、溶接材料の製造時に熱間での変形能を改善する効果を有するため、含有させてもよい。しかしながら過剰に含有する場合、合金の熱膨張係数が大きくなるとともに、耐水蒸気酸化性も劣化するおそれがある。そのため、Fe含有量は6.00%以下であることが好ましい。Fe含有量は5.50%以下であることがより好ましく、5.00%以下であることがさらに好ましい。上記の効果を得たい場合には、Fe含有量は0.01%以上であることが好ましく、0.02%以上であることがより好ましい。
Fe: 0-6.00%
Fe does not necessarily have to be contained in the welding material, but it may be contained because it has an effect of improving the deformability in heat during the production of the welding material. However, if it is contained in excess, the coefficient of thermal expansion of the alloy increases and the steam oxidation resistance may deteriorate. Therefore, the Fe content is preferably 6.00% or less. The Fe content is more preferably 5.50% or less, and even more preferably 5.00% or less. When the above effect is desired, the Fe content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.02% or more.

N:0.050%以下
Nは、高温での溶接金属組織安定性を高めるのに有効な元素であるが、過剰に含有する場合、高温での使用中に多量の窒化物の析出を招き、靭性および延性を低下させるため、0.050%以下とすることが好ましい。N含有量は0.030%以下とするのがより好ましく、0.010%以下とするのがさらに好ましい。N含有量の下限は特に設けず、つまり含有量が0%であってもよいが、0.0005%以上であることが好ましく、0.001%以上であることがより好ましい。
N: 0.050% or less N is an element effective for improving weld metal structure stability at high temperature, but if it is contained in excess, it causes precipitation of a large amount of nitride during use at high temperature. It is preferably 0.050% or less in order to reduce toughness and ductility. The N content is more preferably 0.030% or less, and further preferably 0.010% or less. The lower limit of the N content is not particularly set, that is, the content may be 0%, but it is preferably 0.0005% or more, and more preferably 0.001% or more.

Al:0.002〜1.800%
Alは、Niと結合して金属間化合物として粒内に微細に析出し、溶接金属のクリープ強度向上に貢献する。この効果を得るためには、0.002%以上含有させることが好ましい。一方で、過剰に含有すると金属間化合物相の過剰な析出を招き、靭性を低下させる。そのため、Al含有量は1.800%以下とすることが好ましい。Al含有量は0.005%以上であるのが好ましく、0.010%以上であるのがより好ましい。また、Al含有量は1.600%以下であるのが好ましく、1.500%以下であるのがより好ましい。
Al: 0.002 to 1.800%
Al binds to Ni and finely precipitates in the grains as an intermetallic compound, which contributes to improving the creep strength of the weld metal. In order to obtain this effect, it is preferable to contain 0.002% or more. On the other hand, excessive content causes excessive precipitation of the intermetallic compound phase and lowers toughness. Therefore, the Al content is preferably 1.800% or less. The Al content is preferably 0.005% or more, and more preferably 0.010% or more. Further, the Al content is preferably 1.600% or less, and more preferably 1.500% or less.

O:0.020%以下
Oは、不純物として含有されるが、多量に含まれる場合には、溶接金属の延性を低下させる。そのため、O含有量は0.020%以下とすることが好ましい。O含有量は0.015%以下とするのがより好ましく、0.010%以下とするのがさらに好ましい。O含有量は可能な限り低減することが好ましく、つまり含有量が0%であってもよいが、極度の低減は材料コストの増大を招く。そのため、O含有量は0.0005%以上であるのが好ましく、0.001%以上であるのがより好ましい。
O: 0.020% or less O is contained as an impurity, but when it is contained in a large amount, the ductility of the weld metal is lowered. Therefore, the O content is preferably 0.020% or less. The O content is more preferably 0.015% or less, and further preferably 0.010% or less. The O content is preferably reduced as much as possible, i.e. the content may be 0%, but the extreme reduction leads to an increase in material cost. Therefore, the O content is preferably 0.0005% or more, and more preferably 0.001% or more.

6.溶接継手の製造方法
本発明に係るフェライト系耐熱鋼異材溶接継手は、フェライト系耐熱鋼と、ステンレス鋼またはNi基合金とを、Ni基耐熱合金用溶接材料で多層異材溶接する多層溶接工程を備える方法により製造される。
6. Method for manufacturing welded joint The ferrite-based heat-resistant steel dissimilar material welded joint according to the present invention includes a multi-layer welding process in which a ferrite-based heat-resistant steel and stainless steel or a Ni-based alloy are welded in multiple layers with a welding material for a Ni-based heat-resistant alloy. Manufactured by the method.

ここで、多層溶接工程において、初層溶接時の溶接条件を、フェライト系耐熱鋼に含まれるB含有量、およびステンレス鋼またはNi基合金に含まれるB含有量に応じて適切に管理することによって、フェライト系耐熱鋼から溶接金属中に流入するBの量を制限し、溶接金属中のB含有量を上述の範囲とすることが可能となる。 Here, in the multi-layer welding process, the welding conditions at the time of initial layer welding are appropriately controlled according to the B content contained in the ferrite heat-resistant steel and the B content contained in the stainless steel or Ni-based alloy. , The amount of B flowing into the weld metal from the ferrite heat-resistant steel can be limited, and the B content in the weld metal can be within the above range.

具体的には、初層溶接後かつ第二層溶接前の溶接部の横断面における、溶融したフェライト系耐熱鋼、およびステンレス鋼またはNi基合金の合計面積と、溶接金属の面積との比が、フェライト系耐熱鋼、およびステンレス鋼またはNi基合金に含まれるB含有量との関係において、下記(ii)式を満足する条件で初層溶接を行うことが好ましい。 Specifically, the ratio of the total area of the molten ferrite heat-resistant steel and stainless steel or Ni-based alloy to the area of the weld metal in the cross section of the welded portion after the first layer welding and before the second layer welding is In relation to the B content contained in the ferrite heat-resistant steel and the stainless steel or Ni-based alloy, it is preferable to perform the initial layer welding under the condition satisfying the following equation (ii).

0.1≦[SBM]/[SWM]≦−65×([%BBM1]+[%BBM2])/2+1.2・・・(ii)
但し、(ii)式中の[SBM]は溶融したフェライト系耐熱鋼、およびステンレス鋼またはNi基合金の合計面積、[SWM]は溶接金属の面積であり、[%BBM1]はフェライト系耐熱鋼に含まれるB含有量(質量%)、[%BBM2]はステンレス鋼またはNi基合金に含まれるB含有量(質量%)である。
0.1 ≤ [S BM ] / [S WM ] ≤ -65 x ([% B BM1 ] + [% B BM2 ]) /2+1.2 ... (ii)
However, in equation (ii), [ SBM ] is the total area of molten ferritic heat-resistant steel and stainless steel or Ni-based alloy, [ SWM ] is the area of weld metal, and [% B BM1 ] is ferrite. The B content (% by mass) and [% B BM2 ] contained in the heat-resistant steel are the B content (mass%) contained in the stainless steel or Ni-based alloy.

本発明者らは、Bの含有量が異なる種々のフェライト系耐熱鋼母材を用いて試験を行い、比[SBM]/[SWM]と凝固割れ発生有無との関係を調査した結果、比[SBM]/[SWM]が[−65×([%BBM1]+[%BBM2])/2+1.2]以下の場合に、凝固割れを抑制できることを実験的に導き出した。 The present inventors conducted tests using various ferritic heat-resistant steel base materials having different B contents, and investigated the relationship between the ratio [ SBM ] / [ SWM ] and the presence or absence of solidification cracks. It was experimentally derived that solidification cracking can be suppressed when the ratio [S BM ] / [S WM ] is [-65 × ([% B BM1 ] + [% B BM2 ]) / 2 + 1.2] or less.

比[SBM]/[SWM]が[−65×([%BBM1]+[%BBM2])/2+1.2]以下であれば、初層溶接中に母材からBが溶接金属に流入しても、最終凝固部の残留液相中に濃化するB量が少なくなるため、凝固温度の低下が抑えられると考えられる。これにより、初層溶接金属における凝固割れが抑制される。 If the ratio [S BM ] / [S WM ] is [-65 × ([% B BM1 ] + [% B BM2 ]) / 2 + 1.2] or less, B is the weld metal from the base metal during the initial layer welding. It is considered that the decrease in the solidification temperature can be suppressed because the amount of B that is concentrated in the residual liquid phase of the final solidification portion is reduced even if it flows into the water. As a result, solidification cracking in the first layer weld metal is suppressed.

フェライト系耐熱鋼母材の溶融を抑えることが、安定した凝固割れの抑制に有効である一方、極端に母材の溶融を抑えた場合、融合不良または裏波不良等の溶接欠陥が生じやすくなる。そして、これを抑制するためには、比[SBM]/[SWM]が0.1以上となるよう初層溶接を管理することが有効である。比[SBM]/[SWM]は0.2以上とするのが好ましい。 Suppressing the melting of the ferritic heat-resistant steel base material is effective in suppressing stable solidification cracks, but when the melting of the base material is extremely suppressed, welding defects such as fusion defects or back wave defects are likely to occur. .. Then, in order to suppress this, it is effective to control the initial layer welding so that the ratio [ SBM ] / [ SWM ] is 0.1 or more. The ratio [ SBM ] / [ SWM ] is preferably 0.2 or more.

比[SBM]/[SWM]は、初層溶接時の溶接条件、例えば、溶接入熱、溶接材料の供給速度、開先形状、ギャップ、溶接方法およびシールドガス種等を適正に管理することにより所定の範囲とすることができる。 The ratio [ SBM ] / [ SWM ] appropriately controls the welding conditions at the time of first layer welding, such as welding heat input, welding material supply speed, groove shape, gap, welding method and shield gas type. This can be within a predetermined range.

また、[SBM]および[SWM]は、以下の通り求められる。すなわち、初層溶接後かつ第二層溶接前の溶接部の横断面を現出する。例えば、現出した横断面は、図2に示すような断面となる。この横断面について、溶接金属(初層溶接金属)3の面積[SWM]および元の開先形状から溶融した溶融したフェライト系耐熱鋼1、およびステンレス鋼またはNi基合金2の合計面積[SBM]を、画像解析により求めることができる。 Further, [ SBM ] and [ SWM ] are obtained as follows. That is, the cross section of the welded portion after the first layer welding and before the second layer welding is revealed. For example, the exposed cross section is as shown in FIG. With respect to this cross section, the total area [S WM ] of the weld metal (first layer weld metal) 3, the molten ferritic heat-resistant steel 1 melted from the original groove shape, and the stainless steel or Ni-based alloy 2 [S]. BM ] can be obtained by image analysis.

なお、横断面の現出は、初層溶接後かつ第二層溶接前の溶接部における定常部、すなわち、アークスタート部およびクレーター部を除く、溶接ビードが安定して形成された箇所を切断することにより行う。 In addition, the appearance of the cross section cuts the stationary portion in the welded portion after the first layer welding and before the second layer welding, that is, the portion where the welding bead is stably formed except for the arc start portion and the crater portion. Do it by.

横断面の画像解析は、具体的には以下のようにして行う。前述の現出した溶接部横断面の画像データから溶接金属3部分、すなわち、面積[SWM]に相当する領域を他の領域とは識別するために色分けする。また、画像データ上で開先加工時の幾何学情報から、フェライト系耐熱鋼1、およびステンレス鋼またはNi基合金2における初層溶接時に溶融した部分、すなわち、面積[SBM]に相当する領域を同様に他の領域と識別するために色分けする。そして、それぞれ色分けされた領域の面積を市販の画像解析処理ソフトを用いて測定する。 Specifically, the image analysis of the cross section is performed as follows. From the image data of the cross section of the welded portion that appears above, the three weld metal portions, that is, the region corresponding to the area [ SWM ] are color-coded in order to distinguish them from the other regions. Further, from the geometric information at the time of groove processing on the image data, the portion of the ferritic heat-resistant steel 1 and the stainless steel or Ni-based alloy 2 melted during the initial layer welding, that is, the area corresponding to the area [ SBM ]. Is similarly color coded to distinguish it from other areas. Then, the area of each color-coded region is measured using commercially available image analysis processing software.

7.用途
本発明に係るフェライト系耐熱鋼異材溶接継手を有する溶接構造物は、例えば発電用ボイラ等、高温で使用される機器に用いられる。なお、高温で使用される溶接構造物の例としては、例えば石炭火力発電プラント、石油火力発電プラント、ごみ焼却発電プラントおよびバイオマス発電プラント等のボイラ用配管、石油化学プラントにおける分解管等が挙げられる。ここで、本実施形態における「高温での使用」とは、例えば350〜700℃(さらには400〜650℃)の環境で使用される態様が挙げられる。
7. Applications The welded structure having a ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint according to the present invention is used for equipment used at high temperatures, such as a boiler for power generation. Examples of welded structures used at high temperatures include boiler pipes for coal-fired power plants, oil-fired power plants, waste incineration power plants, biomass power plants, etc., decomposition pipes for petrochemical plants, and the like. .. Here, the "use at high temperature" in the present embodiment includes, for example, an embodiment of use in an environment of 350 to 700 ° C. (further, 400 to 650 ° C.).

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

表1に示す化学組成を有する鋼種A〜Eの材料を実験室にて溶解して鋳込んだインゴットから、熱間鍛造、熱間圧延により成形、焼き入れ、焼き戻しの熱処理を行った後、板厚12mm、幅50mm、長さ200mmの板材に加工し、溶接母材1(フェライト系耐熱鋼)用として作製した。また、表2に示す化学組成を有する鋼種FおよびGの材料を同様の工程で異材側の溶接母材2(ステンレス鋼)用として作製した。 After the ingots in which the materials of steel grades A to E having the chemical compositions shown in Table 1 are melted and cast in a laboratory, heat treatment is performed by hot forging and hot rolling to form, quench, and temper. It was processed into a plate material having a plate thickness of 12 mm, a width of 50 mm, and a length of 200 mm, and produced for welding base material 1 (ferritic heat-resistant steel). Further, the materials of steel types F and G having the chemical compositions shown in Table 2 were prepared for the welding base material 2 (stainless steel) on the different material side in the same process.

Figure 2021016884
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Figure 2021016884
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上記の溶接母材1および溶接母材2を用いて、長手方向に図3のU開先を加工した後、突き合わせ、表3に示す化学組成を有する外径1.2mmの溶材No.1〜3のNi基耐熱合金用溶接材料を用いて、シールドガスをArとした自動ガスタングステンアーク溶接より初層溶接し、表4に示す45種の溶接継手をそれぞれ2つずつ作製した。なお、溶接に際しては、表4に示すように、入熱を6〜10kJ/cm、溶接材料の供給速度を0.8〜13.3mm/sと種々変化させた。 Using the above-mentioned welding base material 1 and welding base material 2, the U groove of FIG. 3 is processed in the longitudinal direction, and then abutted to obtain a molten material No. 1 having an outer diameter of 1.2 mm and having the chemical composition shown in Table 3. Using the welding materials for Ni-based heat-resistant alloys 1 to 3, the first layer was welded by automatic gas tungsten arc welding with Ar as the shield gas, and two 45 types of welded joints shown in Table 4 were produced. At the time of welding, as shown in Table 4, the heat input was varied from 6 to 10 kJ / cm and the supply rate of the welding material was varied from 0.8 to 13.3 mm / s.

Figure 2021016884
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Figure 2021016884
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得られた2つの溶接継手のうち1つを用い、溶接金属表面について浸透探傷試験を行い、割れの有無を確認した。その後、溶接部の横断面を前述の方法により現出し、初層溶接後の溶接部横断面における、溶融した母材の面積[SBM]と溶接金属の面積[SWM]を画像処理により測定し、その比[SBM]/[SWM]を求めた。さらに、裏波形成の有無を目視にて観察し、浸透探傷試験にて割れの指示模様がなく、かつ裏波が形成されている溶接継手を「合格」とした。 Using one of the two welded joints obtained, a penetrant inspection test was performed on the weld metal surface to confirm the presence or absence of cracks. Then measure the cross section of the weld current out by the method described above, in the weld cross section after initial layer welding by the melted area of the base material [S BM] and the area of the weld metal [S WM] image processing Then, the ratio [ SBM ] / [ SWM ] was calculated. Further, the presence or absence of back wave formation was visually observed, and the welded joint in which there was no crack instruction pattern in the penetrant inspection test and the back wave was formed was evaluated as "pass".

得られた2つの溶接継手のうち、もう1つについて、入熱6kJ/cm、溶接材料の供給速度を8.3mm/sとして、自動ガスタングステンアーク溶接により積層溶接した。そして、溶接部の横断面を現出して鏡面研磨し、ビレラ試薬(ピクリン酸1g、塩酸5ml、エタノール100ml)にて30秒から2分程度腐食した。その後、光学顕微鏡による観察から初層部を特定し、溶接金属の初層部に含まれるB含有量である[%BWM]を測定した。また、溶接金属全体の化学組成を測定した結果を表5に示す。 Of the two welded joints obtained, the other was laminated and welded by automatic gas tungsten arc welding with a heat input of 6 kJ / cm and a supply speed of the welding material of 8.3 mm / s. Then, the cross section of the welded portion was exposed and mirror-polished, and corroded with a virera reagent (picric acid 1 g, hydrochloric acid 5 ml, ethanol 100 ml) for about 30 seconds to 2 minutes. Then, the first layer portion was identified from the observation with an optical microscope, and the B content [% B WM ] contained in the first layer portion of the weld metal was measured. Table 5 shows the results of measuring the chemical composition of the entire weld metal.

Figure 2021016884
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さらに、合格した溶接継手符号のうち、いくつかについては、溶接継手から溶接金属を平行部中央に有する丸棒クリープ試験片を採取した。そして、650℃、127MPaの条件でクリープ破断試験を行い、破断時間が1000時間を超えるものを「合格」とした。[SBM]/[SWM]、[%BWM]、および試験結果を併せて表6に示す。 Further, for some of the passed welded joint codes, a round bar creep test piece having a weld metal in the center of the parallel portion was collected from the welded joint. Then, a creep rupture test was conducted under the conditions of 650 ° C. and 127 MPa, and those having a rupture time exceeding 1000 hours were regarded as "passed". Table 6 shows [ SBM ] / [ SWM ], [% BWM ], and the test results together.

Figure 2021016884
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試験No.1〜4、7〜10、12〜15、17〜23、25〜29、34〜39、41〜45は、本発明の規定を全て満たすため、浸透深傷試験および裏波観察、クリープ試験において良好な結果を示した。 Test No. In order to satisfy all the provisions of the present invention, 1 to 4, 7 to 10, 12 to 15, 17 to 23, 25 to 29, 34 to 39, 41 to 45 are used in a deep penetration test, a back wave observation, and a creep test. It showed good results.

試験No.6、11、16、31、32、および33では、初層溶接金属におけるB含有量が0.005を上回り、さらに、(ii)式を満足しなかったため、溶接金属割れが生じた。 Test No. In Nos. 6, 11, 16, 31, 32, and 33, the B content in the first layer weld metal exceeded 0.005, and the equation (ii) was not satisfied, so that the weld metal crack occurred.

試験No.30では、溶接金属中のB含有量が、溶接母材1および溶接母材2に含まれるB含有量から算出される値よりも低く、(i)式を満足しなかったため、裏波不良となった。また、試験No.5および40では、(i)式を満足しないことに加え、[SBM]/[SWM]が0.1を下回ったため、裏波不良となった。 Test No. In No. 30, the B content in the weld metal was lower than the value calculated from the B content contained in the welding base material 1 and the welding base material 2, and the equation (i) was not satisfied. became. In addition, the test No. In 5 and 40, (i) addition to not satisfy the equation, because below the [S BM] / [S WM ] 0.1 became penetration failure.

試験No.24では、溶接母材1に含まれるB含有量が規定範囲より少ないため、クリープ破断試験において不合格となった。 Test No. In No. 24, since the B content contained in the welding base material 1 was less than the specified range, the creep rupture test failed.

本発明によれば、高いクリープ強度に加えて、優れた耐凝固割れ性を有するフェライト系耐熱鋼異材溶接継手を得ることが可能になる。 According to the present invention, it is possible to obtain a ferrite-based heat-resistant steel dissimilar welded joint having excellent solidification crack resistance in addition to high creep strength.

1.フェライト系耐熱鋼
2.ステンレス鋼またはNi基合金
3.溶接金属
10.フェライト系耐熱鋼異材溶接継手

1. 1. Ferritic heat resistant steel 2. Stainless steel or Ni-based alloy 3. Welded metal 10. Ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint

Claims (8)

フェライト系耐熱鋼と、ステンレス鋼またはNi基合金とが、溶接金属を介して異材溶接されたフェライト系耐熱鋼異材溶接継手であって、
前記フェライト系耐熱鋼の化学組成が、質量%で、
C:0.04〜0.12%、
Si:0.05〜0.60%、
Mn:0.10〜0.80%、
P:0.020%以下、
S:0.010%以下、
Cr:8.0〜10.0%、
Co:2.0〜4.0%、
Mo+W:合計で2.0〜4.0%、
Nb+Ta:合計で0.02〜0.18%、
V:0.05〜0.40%、
B:0.005〜0.020%、
Al:0.030%以下、
N:0.002〜0.025%、
O:0.020%以下、
Nd:0〜0.06%、
Ni:0〜0.4%、
Cu:0〜1.0%、
Ti:0〜0.30%、
Ca:0〜0.050%、
Mg:0〜0.050%、
残部:Feおよび不純物であり、
前記フェライト系耐熱鋼、前記ステンレス鋼または前記Ni基合金、および前記溶接金属の初層部に含まれるB含有量が下記(i)式を満足する、
フェライト系耐熱鋼異材溶接継手。
0.1×([%BBM1]+[%BBM2])/2≦[%BWM]≦0.005 ・・・(i)
但し、(i)式中の[%BBM1]はフェライト系耐熱鋼に含まれるB含有量(質量%)、[%BBM2]はステンレス鋼またはNi基合金に含まれるB含有量(質量%)、[%BWM]は溶接金属の初層部に含まれるB含有量(質量%)である。
A ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint in which a ferritic heat-resistant steel and stainless steel or a Ni-based alloy are welded with different materials via a weld metal.
The chemical composition of the ferritic heat-resistant steel is mass%.
C: 0.04 to 0.12%,
Si: 0.05 to 0.60%,
Mn: 0.10 to 0.80%,
P: 0.020% or less,
S: 0.010% or less,
Cr: 8.0-10.0%,
Co: 2.0-4.0%,
Mo + W: 2.0-4.0% in total,
Nb + Ta: 0.02 to 0.18% in total,
V: 0.05 to 0.40%,
B: 0.005 to 0.020%,
Al: 0.030% or less,
N: 0.002-0.025%,
O: 0.020% or less,
Nd: 0-0.06%,
Ni: 0-0.4%,
Cu: 0-1.0%,
Ti: 0 to 0.30%,
Ca: 0 to 0.050%,
Mg: 0 to 0.050%,
Remaining: Fe and impurities,
The B content contained in the ferrite heat-resistant steel, the stainless steel or the Ni-based alloy, and the initial layer portion of the weld metal satisfies the following formula (i).
Ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint.
0.1 × ([% B BM1 ] + [% B BM2 ]) / 2 ≦ [% B WM ] ≦ 0.005 ・ ・ ・ (i)
However, [% B BM1 ] in the formula (i) is the B content (mass%) contained in the ferrite heat-resistant steel, and [% B BM2 ] is the B content (mass%) contained in the stainless steel or Ni-based alloy. ), [% B WM ] is the B content (mass%) contained in the initial layer portion of the weld metal.
前記溶接金属の化学組成が、質量%で、
C:0.005〜0.180%、
Si:0.02〜1.20%、
Mn:0.02〜4.00%、
P:0.040%以下、
S:0.010%以下、
Cr:8.0〜25.0%、
Mo:0〜12.0%、
Co:0〜15.0%、
Cu:0〜4.0%、
W:0〜6.0%、
Nb+V+Ti+Ta:合計で0〜4.50%、
Fe:0.01〜5.00%、
B:0.005%以下、
Al:1.80%以下、
N:0.30%以下、
O:0.020%以下、
Nd:0〜0.06%、
Ca:0〜0.050%、
Mg:0〜0.050%、
残部:Niおよび不純物である、
請求項1に記載のフェライト系耐熱鋼異材溶接継手。
The chemical composition of the weld metal is mass%.
C: 0.005 to 0.180%,
Si: 0.02 to 1.20%,
Mn: 0.02 to 4.00%,
P: 0.040% or less,
S: 0.010% or less,
Cr: 8.0-25.0%,
Mo: 0 to 12.0%,
Co: 0 to 15.0%,
Cu: 0-4.0%,
W: 0-6.0%,
Nb + V + Ti + Ta: 0-4.50% in total,
Fe: 0.01-5.00%,
B: 0.005% or less,
Al: 1.80% or less,
N: 0.30% or less,
O: 0.020% or less,
Nd: 0-0.06%,
Ca: 0 to 0.050%,
Mg: 0 to 0.050%,
Remaining: Ni and impurities,
The ferrite-based heat-resistant steel dissimilar welded joint according to claim 1.
前記ステンレス鋼または前記Ni基合金の化学組成が、質量%で、
Ni:5.0〜70.0%、および
Cr:15.0〜30.0%、を含む、
請求項1または請求項2に記載のフェライト系耐熱鋼異材溶接継手。
The chemical composition of the stainless steel or the Ni-based alloy is mass%.
Ni: 5.0 to 70.0%, and Cr: 15.0 to 30.0%.
The ferrite-based heat-resistant steel dissimilar welded joint according to claim 1 or 2.
前記ステンレス鋼または前記Ni基合金の化学組成が、質量%で、
C:0.04〜0.12%、
Si:0.02〜1.00%、
Mn:0.02〜4.00%、
P:0.040%以下、
S:0.010%以下、
Ni:5.0〜70.0%、
Cr:15.0〜30.0%、
Co:0〜4.0%、
Cu:0〜4.0%、
Mo:0〜2.0%、
W:0〜8.0%、
Nb:0〜1.0%、
V:0〜1.0%、
Ti:0〜1.0%、
B:0〜0.006%、
Al:1.00%以下、
N:0〜0.30%、
O:0.020%以下、
Nd:0〜0.05%、
Ca:0〜0.050%、
残部:Feおよび不純物である、
請求項3に記載のフェライト系耐熱鋼異材溶接継手。
The chemical composition of the stainless steel or the Ni-based alloy is mass%.
C: 0.04 to 0.12%,
Si: 0.02-1.00%,
Mn: 0.02 to 4.00%,
P: 0.040% or less,
S: 0.010% or less,
Ni: 5.0-70.0%,
Cr: 15.0 to 30.0%,
Co: 0-4.0%,
Cu: 0-4.0%,
Mo: 0-2.0%,
W: 0-8.0%,
Nb: 0-1.0%,
V: 0-1.0%,
Ti: 0-1.0%,
B: 0 to 0.006%,
Al: 1.00% or less,
N: 0-0.30%,
O: 0.020% or less,
Nd: 0-0.05%,
Ca: 0 to 0.050%,
Remaining: Fe and impurities,
The ferrite-based heat-resistant steel dissimilar welded joint according to claim 3.
フェライト系耐熱鋼と、ステンレス鋼またはNi基合金とを、Ni基耐熱合金用溶接材料で多層異材溶接する多層溶接工程を備えるフェライト系耐熱鋼異材溶接継手の製造方法であって、
前記フェライト系耐熱鋼の化学組成が、質量%で、
C:0.04〜0.12%、
Si:0.05〜0.60%、
Mn:0.10〜0.80%、
P:0.020%以下、
S:0.010%以下、
Cr:8.0〜10.0%、
Co:2.0〜4.0%、
Mo+W:合計で2.0〜4.0%、
Nb+Ta:合計で0.02〜0.18%、
V:0.05〜0.40%、
B:0.005〜0.020%、
Al:0.030%以下、
N:0.002〜0.025%、
O:0.020%以下、
Nd:0〜0.06%、
Ni:0〜0.4%、
Cu:0〜1.0%、
Ti:0〜0.30%、
Ca:0〜0.050%、
Mg:0〜0.050%、
残部:Feおよび不純物であり、
前記多層溶接工程において、初層溶接後かつ第二層溶接前の溶接部の横断面における、溶融した前記フェライト系耐熱鋼、および前記ステンレス鋼または前記Ni基合金の合計面積と、溶接金属の面積との比が、前記フェライト系耐熱鋼、および前記ステンレス鋼または前記Ni基合金に含まれるB含有量との関係において、下記(ii)式を満足する条件で初層溶接を行う、
フェライト系耐熱鋼異材溶接継手の製造方法。
0.1≦[SBM]/[SWM]≦−65×([%BBM1]+[%BBM2])/2+1.2・・・(ii)
但し、(ii)式中の[SBM]は溶融したフェライト系耐熱鋼、およびステンレス鋼またはNi基合金の合計面積、[SWM]は溶接金属の面積であり、[%BBM1]はフェライト系耐熱鋼に含まれるB含有量(質量%)、[%BBM2]はステンレス鋼またはNi基合金に含まれるB含有量(質量%)である。
A method for manufacturing a ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint including a multi-layer welding process in which a ferrite-based heat-resistant steel and stainless steel or a Ni-based alloy are welded in multiple layers with a welding material for a Ni-based heat-resistant alloy.
The chemical composition of the ferritic heat-resistant steel is mass%.
C: 0.04 to 0.12%,
Si: 0.05 to 0.60%,
Mn: 0.10 to 0.80%,
P: 0.020% or less,
S: 0.010% or less,
Cr: 8.0-10.0%,
Co: 2.0-4.0%,
Mo + W: 2.0-4.0% in total,
Nb + Ta: 0.02 to 0.18% in total,
V: 0.05 to 0.40%,
B: 0.005 to 0.020%,
Al: 0.030% or less,
N: 0.002-0.025%,
O: 0.020% or less,
Nd: 0-0.06%,
Ni: 0-0.4%,
Cu: 0-1.0%,
Ti: 0 to 0.30%,
Ca: 0 to 0.050%,
Mg: 0 to 0.050%,
Remaining: Fe and impurities,
In the multi-layer welding step, the total area of the molten ferrite heat-resistant steel, the stainless steel or the Ni-based alloy, and the area of the weld metal in the cross section of the welded portion after the first layer welding and before the second layer welding. The first layer welding is performed under the condition that the following equation (ii) is satisfied in relation to the B content contained in the ferrite heat-resistant steel and the stainless steel or the Ni-based alloy.
A method for manufacturing ferrite-based heat-resistant steel dissimilar welded joints.
0.1 ≤ [S BM ] / [S WM ] ≤ -65 x ([% B BM1 ] + [% B BM2 ]) /2+1.2 ... (ii)
However, in equation (ii), [ SBM ] is the total area of molten ferritic heat-resistant steel and stainless steel or Ni-based alloy, [ SWM ] is the area of weld metal, and [% B BM1 ] is ferrite. The B content (% by mass) and [% B BM2 ] contained in the heat-resistant steel are the B content (mass%) contained in the stainless steel or Ni-based alloy.
前記ステンレス鋼または前記Ni基合金の化学組成が、質量%で、
Ni:5.0〜70.0%、および
Cr:15.0〜30.0%、を含む、
請求項5に記載のフェライト系耐熱鋼異材溶接継手の製造方法。
The chemical composition of the stainless steel or the Ni-based alloy is mass%.
Ni: 5.0 to 70.0%, and Cr: 15.0 to 30.0%.
The method for manufacturing a ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint according to claim 5.
前記ステンレス鋼または前記Ni基合金の化学組成が、質量%で、
C:0.04〜0.12%、
Si:0.02〜1.00%、
Mn:0.02〜4.00%、
P:0.040%以下、
S:0.010%以下、
Ni:5.0〜70.0%、
Cr:15.0〜30.0%、
Co:0〜4.0%、
Cu:0〜4.0%、
Mo:0〜2.0%、
W:0〜8.0%、
Nb:0〜1.0%、
V:0〜1.0%、
Ti:0〜1.0%、
B:0〜0.006%、
Al:1.00%以下、
N:0〜0.30%、
O:0.020%以下、
Nd:0〜0.05%、
Ca:0〜0.050%、
残部:Feおよび不純物である、
請求項6に記載のフェライト系耐熱鋼異材溶接継手の製造方法。
The chemical composition of the stainless steel or the Ni-based alloy is mass%.
C: 0.04 to 0.12%,
Si: 0.02-1.00%,
Mn: 0.02 to 4.00%,
P: 0.040% or less,
S: 0.010% or less,
Ni: 5.0-70.0%,
Cr: 15.0 to 30.0%,
Co: 0-4.0%,
Cu: 0-4.0%,
Mo: 0-2.0%,
W: 0-8.0%,
Nb: 0-1.0%,
V: 0-1.0%,
Ti: 0-1.0%,
B: 0 to 0.006%,
Al: 1.00% or less,
N: 0-0.30%,
O: 0.020% or less,
Nd: 0-0.05%,
Ca: 0 to 0.050%,
Remaining: Fe and impurities,
The method for manufacturing a ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint according to claim 6.
前記Ni基耐熱合金用溶接材料の化学組成が、質量%で、
C:0.005〜0.180%、
Si:0.02〜1.20%、
Mn:0.02〜4.00%、
P:0.020%以下、
S:0.010%以下、
Cr:16.0〜25.0%、
Mo:0〜12.0%、
Co:0〜15.0%、
Cu:0〜0.80%、
Nb+Ta:合計で0〜4.50%、
Ti:0〜1.00%、
Fe:0〜6.00%、
N:0.050%以下、
Al:0.002〜1.800%、
O:0.020%以下、
残部:Niおよび不純物である、
請求項5から請求項7までのいずれかに記載のフェライト系耐熱鋼異材溶接継手の製造方法。

The chemical composition of the welding material for Ni-based heat-resistant alloy is mass%.
C: 0.005 to 0.180%,
Si: 0.02 to 1.20%,
Mn: 0.02 to 4.00%,
P: 0.020% or less,
S: 0.010% or less,
Cr: 16.0 to 25.0%,
Mo: 0 to 12.0%,
Co: 0 to 15.0%,
Cu: 0-0.80%,
Nb + Ta: 0-4.50% in total,
Ti: 0-1.00%,
Fe: 0-6.00%,
N: 0.050% or less,
Al: 0.002 to 1.800%,
O: 0.020% or less,
Remaining: Ni and impurities,
The method for manufacturing a ferritic heat-resistant steel dissimilar welded joint according to any one of claims 5 to 7.

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