JP2893236B2 - 耐水素脆性および耐熱間割れ性に優れた肉盛溶接方法 - Google Patents
耐水素脆性および耐熱間割れ性に優れた肉盛溶接方法Info
- Publication number
- JP2893236B2 JP2893236B2 JP5312774A JP31277493A JP2893236B2 JP 2893236 B2 JP2893236 B2 JP 2893236B2 JP 5312774 A JP5312774 A JP 5312774A JP 31277493 A JP31277493 A JP 31277493A JP 2893236 B2 JP2893236 B2 JP 2893236B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance
- welding
- hydrogen embrittlement
- overlay
- ferrite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
- B23K35/3086—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent containing Ni or Mn
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水素に晒されやすい石
油精製工業や化学工業の利用においても水素脆化が起り
難い、耐水素脆性および耐熱間割れ性に優れた肉盛溶接
方法に関するものである。
油精製工業や化学工業の利用においても水素脆化が起り
難い、耐水素脆性および耐熱間割れ性に優れた肉盛溶接
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】石油精製工業や化学工業で利用されるオ
ーステナイト系ステンレス鋼の肉盛溶接金属中には、熱
間割れ防止の観点から３〜１０％のδフェライトを意図
的に含むように成分設計および溶接条件が設定されてい
る。なお、上記δフェライト量の上限は、上記ステンレ
ス鋼の延性がδフェライト量の増加とともに低下するこ
と、ならびに機器の運転中に吸蔵した水素によって一層
低下することを考慮して定められている。
ーステナイト系ステンレス鋼の肉盛溶接金属中には、熱
間割れ防止の観点から３〜１０％のδフェライトを意図
的に含むように成分設計および溶接条件が設定されてい
る。なお、上記δフェライト量の上限は、上記ステンレ
ス鋼の延性がδフェライト量の増加とともに低下するこ
と、ならびに機器の運転中に吸蔵した水素によって一層
低下することを考慮して定められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】ところで、上記ステ
ンレス鋼の肉盛溶接後には、母材溶接熱環境部の軟化と
溶接残留応力の低減を目的とした溶接後熱処理が行われ
る。ところが、この溶接後熱処理中に、δフェライトの
３％以上がσ相に変態すると、水素吸蔵後の延性が顕著
に低下して水素脆化が生じ、インターナルアタッチメン
トやガスケットグルーブ等の応力集中箇所において、割
れが生じやすくなる。上記問題点への対策としては、応
力集中箇所においてコーナー部の半径を大きくすること
によって応力集中箇所を分散させる方法や最終層の肉盛
溶接後の溶接後熱処理を省略する方法等がなされている
が、工期が長くなり、能率が低下するという問題があ
る。本発明は、上記事情を背景としてなされたものであ
り、オーステナイト系ステンレス鋼溶接材料のσ変態を
抑制することにより耐水素脆性を向上させたオーステナ
イト系ステンレス鋼溶接材料を提供することを目的とす
る。
ンレス鋼の肉盛溶接後には、母材溶接熱環境部の軟化と
溶接残留応力の低減を目的とした溶接後熱処理が行われ
る。ところが、この溶接後熱処理中に、δフェライトの
３％以上がσ相に変態すると、水素吸蔵後の延性が顕著
に低下して水素脆化が生じ、インターナルアタッチメン
トやガスケットグルーブ等の応力集中箇所において、割
れが生じやすくなる。上記問題点への対策としては、応
力集中箇所においてコーナー部の半径を大きくすること
によって応力集中箇所を分散させる方法や最終層の肉盛
溶接後の溶接後熱処理を省略する方法等がなされている
が、工期が長くなり、能率が低下するという問題があ
る。本発明は、上記事情を背景としてなされたものであ
り、オーステナイト系ステンレス鋼溶接材料のσ変態を
抑制することにより耐水素脆性を向上させたオーステナ
イト系ステンレス鋼溶接材料を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明の耐水素
脆性および耐熱間割れ性に優れた肉盛溶接方法は、重量
％で、Ｃ：０．１２％以下、Ｍｎ：１〜２．５％、Ｎ
ｉ：９〜１５％、Ｃｒ：１８〜２５％を含有し、残部が
Ｆｅおよび不可避不純物からなるオーステナイト系溶接
材料を用いて肉盛金属中にδフェライトが生成されるよ
うに肉盛溶接するとともに、該肉盛溶接後に、後熱処理
を行う耐水素脆性に優れた肉盛溶接方法において、少な
くとも最終層の肉盛溶接に際し、該溶接材料の不可避不
純物のうちで、Ｓｉの許容含有量を０．１％以下に規制
することを特徴とする。第２の発明は、上記第１の発明
の成分に加え、さらに重量％で、Ｍｏ：２〜４％を含有
することを特徴とする。
脆性および耐熱間割れ性に優れた肉盛溶接方法は、重量
％で、Ｃ：０．１２％以下、Ｍｎ：１〜２．５％、Ｎ
ｉ：９〜１５％、Ｃｒ：１８〜２５％を含有し、残部が
Ｆｅおよび不可避不純物からなるオーステナイト系溶接
材料を用いて肉盛金属中にδフェライトが生成されるよ
うに肉盛溶接するとともに、該肉盛溶接後に、後熱処理
を行う耐水素脆性に優れた肉盛溶接方法において、少な
くとも最終層の肉盛溶接に際し、該溶接材料の不可避不
純物のうちで、Ｓｉの許容含有量を０．１％以下に規制
することを特徴とする。第２の発明は、上記第１の発明
の成分に加え、さらに重量％で、Ｍｏ：２〜４％を含有
することを特徴とする。
【０００５】第３の発明は、上記第１の発明の成分に加
え、さらに重量％でＴｉ：（９×Ｃ含有量）〜１％、Ｎ
ｂ：（１０×Ｃ含有量）〜１％の１種または２種を含有
することを特徴とする。本発明におけるオーステナイト
系ステンレス鋼は、１８Ｃｒ−８Ｎｉ系オーステナイト
ステンレス鋼、Ｍｏを含む１８Ｃｒ−８Ｎｉ系オーステ
ナイトステンレス鋼、およびＮｂあるいはＴｉを１種あ
るいは２種を含有する１８Ｃｒ−８Ｎｉ系オーステナイ
トステンレス鋼を包含する組成で示されている。
え、さらに重量％でＴｉ：（９×Ｃ含有量）〜１％、Ｎ
ｂ：（１０×Ｃ含有量）〜１％の１種または２種を含有
することを特徴とする。本発明におけるオーステナイト
系ステンレス鋼は、１８Ｃｒ−８Ｎｉ系オーステナイト
ステンレス鋼、Ｍｏを含む１８Ｃｒ−８Ｎｉ系オーステ
ナイトステンレス鋼、およびＮｂあるいはＴｉを１種あ
るいは２種を含有する１８Ｃｒ−８Ｎｉ系オーステナイ
トステンレス鋼を包含する組成で示されている。
【０００６】
【作用】本発明によれば、オーステナイト系ステンレス
鋼溶接材料のＳｉ含有量を０．１ｗｔ％以下にすること
によって、δフェライトのσ相変態開始時間が長時間側
に移行し、実質的にσ相変態が抑制される。これによっ
てσ相に起因する延性の低下が防止され、従来、溶接後
熱処理後に生じるおそれのあったσ脆化が防止される。
この結果、ステンレス鋼溶接材料の耐水素脆性は大幅に
向上し、インターナルアタッチメントやガスケットグル
ーブコーナー部等の応力集中部で割れが生じるのを有効
に防止することができる。
鋼溶接材料のＳｉ含有量を０．１ｗｔ％以下にすること
によって、δフェライトのσ相変態開始時間が長時間側
に移行し、実質的にσ相変態が抑制される。これによっ
てσ相に起因する延性の低下が防止され、従来、溶接後
熱処理後に生じるおそれのあったσ脆化が防止される。
この結果、ステンレス鋼溶接材料の耐水素脆性は大幅に
向上し、インターナルアタッチメントやガスケットグル
ーブコーナー部等の応力集中部で割れが生じるのを有効
に防止することができる。
【０００７】
【実施例】表１に示す組成のオーステナイト系ステンレ
ス鋼を真空誘導加熱炉で溶製して２５ｋｇ鋼塊を製造
し、この鋼塊を鍛造および溶体化して得られた鍛造材
に、ＴＩＧのノンフィラーで入熱を付与し、鍛造材の表
面を急速溶解、凝固させて、肉盛溶接金属と同様の履歴
を有する試料を、発明材および比較材として作製した
（溶接まま）。なお、比較材は、いずれもＳｉ含有量が
０．１％を越えるものである。
ス鋼を真空誘導加熱炉で溶製して２５ｋｇ鋼塊を製造
し、この鋼塊を鍛造および溶体化して得られた鍛造材
に、ＴＩＧのノンフィラーで入熱を付与し、鍛造材の表
面を急速溶解、凝固させて、肉盛溶接金属と同様の履歴
を有する試料を、発明材および比較材として作製した
（溶接まま）。なお、比較材は、いずれもＳｉ含有量が
０．１％を越えるものである。
【０００８】さらに、上記試料に６９０℃、６９５℃ま
たは７２０℃で溶接後熱処理を実施した（溶接後熱処理
材）。なお、この溶接後熱処理は、各試験温度で試験材
中のδフェライトの２％がσ相に変態するまで行い、そ
の保持時間を試験結果として表２に示した。なお、溶接
ままおよび溶接後熱処理材のδフェライト量の測定はフ
ェライトメーターを用いて磁気的に定量化し、溶接後熱
処理材のσ相変態量は下式により算出した。 σ相変態量＝溶接ままのδフェライト量−溶接後熱処理
材のδフェライト量
たは７２０℃で溶接後熱処理を実施した（溶接後熱処理
材）。なお、この溶接後熱処理は、各試験温度で試験材
中のδフェライトの２％がσ相に変態するまで行い、そ
の保持時間を試験結果として表２に示した。なお、溶接
ままおよび溶接後熱処理材のδフェライト量の測定はフ
ェライトメーターを用いて磁気的に定量化し、溶接後熱
処理材のσ相変態量は下式により算出した。 σ相変態量＝溶接ままのδフェライト量−溶接後熱処理
材のδフェライト量
【０００９】
【表１】
【００１０】
【表２】
【００１１】表２から明らかなように、発明材では、フ
ェライトの２％がσ相に変態するまでに非常に長い時間
を要しており、σ相変態が抑制されていることがわか
る。なお、石油精製用圧力容器用材料として代表的な３
鋼種の標準的な溶接後熱処理条件は以下のとおりであ
る。 ２．２５Ｃｒ−１Ｍｏ−Ｖ鋼 ７２０℃で１０〜２０時
間保持 ３ Ｃｒ−１Ｍｏ−Ｖ鋼 ６９５℃で１０〜２０時間保
持 ２．２５Ｃｒ−１Ｍｏ 鋼 ６９０℃で１０〜２０時
間保持 上記の条件から明らかなように、発明材に標準的な溶接
後熱処理を行なった場合には、σ相変態の進行は僅かで
あり、σ脆化のおそれは全くなく、水素脆化に対し十分
な安全性が確保されている。一方、比較材は、早期に２
％σ変態が生じており、上記した標準的な溶接後熱処理
を行なえば、σ変態が相当進行することは明白であり、
水素脆化の危険性が非常に高い。
ェライトの２％がσ相に変態するまでに非常に長い時間
を要しており、σ相変態が抑制されていることがわか
る。なお、石油精製用圧力容器用材料として代表的な３
鋼種の標準的な溶接後熱処理条件は以下のとおりであ
る。 ２．２５Ｃｒ−１Ｍｏ−Ｖ鋼 ７２０℃で１０〜２０時
間保持 ３ Ｃｒ−１Ｍｏ−Ｖ鋼 ６９５℃で１０〜２０時間保
持 ２．２５Ｃｒ−１Ｍｏ 鋼 ６９０℃で１０〜２０時
間保持 上記の条件から明らかなように、発明材に標準的な溶接
後熱処理を行なった場合には、σ相変態の進行は僅かで
あり、σ脆化のおそれは全くなく、水素脆化に対し十分
な安全性が確保されている。一方、比較材は、早期に２
％σ変態が生じており、上記した標準的な溶接後熱処理
を行なえば、σ変態が相当進行することは明白であり、
水素脆化の危険性が非常に高い。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明のオーステナ
イト系ステンレス鋼溶接材料は、不可避不純物としての
Ｓｉの許容含有量を０．１％以下とすることによって、
σ変態が抑制されてσ相による水素脆化が防止され、耐
水素脆性が大幅に向上する効果がある。その結果、応力
集中部などの割れが防止され、オーステナイト系ステン
レス鋼の肉盛溶接金属部を有する機器などの信頼性が向
上する効果がある。
イト系ステンレス鋼溶接材料は、不可避不純物としての
Ｓｉの許容含有量を０．１％以下とすることによって、
σ変態が抑制されてσ相による水素脆化が防止され、耐
水素脆性が大幅に向上する効果がある。その結果、応力
集中部などの割れが防止され、オーステナイト系ステン
レス鋼の肉盛溶接金属部を有する機器などの信頼性が向
上する効果がある。
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．１２％以下、Ｍｎ：
１〜２．５％、Ｎｉ：９〜１５％、Ｃｒ：１８〜２５％
を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなるオー
ステナイト系溶接材料を用いて肉盛金属中にδフェライ
トが生成されるように肉盛溶接するとともに、該肉盛溶
接後に、後熱処理を行う耐水素脆性および耐熱間割れ性
に優れた肉盛溶接方法において、少なくとも最終層の肉
盛溶接に際し、該溶接材料の不可避不純物のうちで、Ｓ
ｉの許容含有量を０．１％以下に規制して上記δフェラ
イトが後熱処理によってσ相に変態するのを抑制するこ
とを特徴とする耐水素脆性および耐熱間割れ性に優れた
肉盛溶接方法 - 【請求項２】 前記溶接材料は、請求項１記載の成分に
加え、さらに重量％で、Ｍｏ：２〜４％を含有すること
を特徴とする耐水素脆性および耐熱間割れ性に優れた肉
盛溶接方法 - 【請求項３】 前記溶接材料は、請求項１記載の成分に
加え、さらに重量％でＴｉ：（９×Ｃ含有量）〜１％、
Ｎｂ：（１０×Ｃ含有量）〜１％の１種または２種を含
有することを特徴とする耐水素脆性および耐熱間割れ性
に優れた肉盛溶接方法
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5312774A JP2893236B2 (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 耐水素脆性および耐熱間割れ性に優れた肉盛溶接方法 |
| EP94118220A EP0658396A1 (en) | 1993-11-19 | 1994-11-18 | Welding austenitic stainless steel materials having improved resistance to hydrogen embrittlement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5312774A JP2893236B2 (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 耐水素脆性および耐熱間割れ性に優れた肉盛溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07144294A JPH07144294A (ja) | 1995-06-06 |
| JP2893236B2 true JP2893236B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=18033257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5312774A Expired - Fee Related JP2893236B2 (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 耐水素脆性および耐熱間割れ性に優れた肉盛溶接方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0658396A1 (ja) |
| JP (1) | JP2893236B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4703505B2 (ja) * | 2006-07-25 | 2011-06-15 | Ｎｔｎ株式会社 | 工作機械用転動部材および工作機械用転がり軸受 |
| US10265796B2 (en) * | 2011-11-17 | 2019-04-23 | Nelson Stud Welding, Inc. | Adaptively controlled short circuiting drawn-arc fastener welding |
| JP5579316B1 (ja) * | 2013-09-30 | 2014-08-27 | 大陽日酸株式会社 | 溶接施工方法及び溶接構造物 |
| KR20180054031A (ko) * | 2016-11-14 | 2018-05-24 | 주식회사 포스코 | 내수소취성이 개선된 오스테나이트계 스테인리스강 및 이를 포함하는 고압 수소 가스용 용기 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3537846A (en) * | 1966-10-21 | 1970-11-03 | Sandvikens Jernverks Ab | Welding wire and welding strip for cladding stainless layers on unalloyed and low-alloyed structural steels and for other purposes where a stainless filler material with high chromium and nickel contents is required |
| JPS6026632B2 (ja) * | 1982-04-22 | 1985-06-25 | 川崎製鉄株式会社 | オ−ステナイト系ステンレス鋼による肉盛り溶接方法 |
| US4431447A (en) * | 1982-04-27 | 1984-02-14 | Southwest Research Institute | Corrosion resistant weld overlay cladding alloy and weld deposit |
| JPH01268848A (ja) * | 1988-04-20 | 1989-10-26 | Hitachi Ltd | 耐硝酸性の優れた機器部材 |
-
1993
- 1993-11-19 JP JP5312774A patent/JP2893236B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-11-18 EP EP94118220A patent/EP0658396A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0658396A1 (en) | 1995-06-21 |
| JPH07144294A (ja) | 1995-06-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101172953B1 (ko) | 오스테나이트계 내열 합금 | |
| CA2443545C (en) | Method of producing stainless steels having improved corrosion resistance | |
| AU2002256261A1 (en) | Method of producing stainless steels having improved corrosion resistance | |
| JP2893236B2 (ja) | 耐水素脆性および耐熱間割れ性に優れた肉盛溶接方法 | |
| JPS6314845A (ja) | 耐食耐摩耗性鋼 | |
| JPH0325496B2 (ja) | ||
| JPH0218378B2 (ja) | ||
| JPH0787990B2 (ja) | 高強度Ｃｒ―Ｍｏ鋼のサブマージアーク溶接施工法 | |
| JP3329262B2 (ja) | 耐再熱割れ性に優れる溶接材料および溶接継手 | |
| JPH0787989B2 (ja) | 高強度Ｃｒ―Ｍｏ鋼のガスシールドアーク溶接施工法 | |
| JP3263378B2 (ja) | Ｃｏ基合金の熱処理方法 | |
| JPH0246663B2 (ja) | ||
| US3859082A (en) | Wrought austenitic alloy products | |
| US3393999A (en) | High temperature nickel base alloys | |
| RU2716922C1 (ru) | Аустенитная коррозионно-стойкая сталь с азотом | |
| JPH0231631B2 (ja) | ||
| JPH0613157B2 (ja) | 高Ｓｉオーステナイトステンレス鋼用溶接材料 | |
| JP2622516B2 (ja) | クリープ強度の優れた耐熱鋼用溶接材料 | |
| JPS6133049B2 (ja) | ||
| JPS5914538B2 (ja) | 応力除去焼なまし割れ感受性の低い鋼 | |
| Perkins et al. | Improving hot-ductility of 310 stainless | |
| JPS63268592A (ja) | フエライト系溶接材料 | |
| Holmes | Effect of Heat Treatment and Tin Content on the Corrosion of Zirconium 702 in Sulfuric Acid | |
| JPH079147A (ja) | 高純度フェライト系ステンレス鋼厚板の溶接方法 | |
| JPH0551696A (ja) | 溶接性および耐ｓｒ割れ特性に優れた高張力鋼 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090305 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100305 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100305 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110305 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |