JP3410261B2 - 極低温用鋼用溶接材料 - Google Patents
極低温用鋼用溶接材料Info
- Publication number
- JP3410261B2 JP3410261B2 JP27838795A JP27838795A JP3410261B2 JP 3410261 B2 JP3410261 B2 JP 3410261B2 JP 27838795 A JP27838795 A JP 27838795A JP 27838795 A JP27838795 A JP 27838795A JP 3410261 B2 JP3410261 B2 JP 3410261B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- less
- cryogenic
- steel
- welding material
- 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 - Lifetime
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
-
- 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
- B23K35/3066—Fe as the principal constituent with Ni as next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/001—Austenite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、極低温での使用が前提
とされる極低温用鋼を溶接する際に用いる極低温用鋼用
溶接材料に関するものである。
とされる極低温用鋼を溶接する際に用いる極低温用鋼用
溶接材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】核融合炉や超電導発電などでは液体ヘリ
ウム温度（４Ｋ）近くに至る極低温での技術利用が進め
られており、これら環境で使用される機器には、極低温
において強度や靱性等の特性が良好な極低温用鋼が使用
されている。さらに、超電導発電などのように磁場環境
におかれるものでは上記特性に加えて非磁性特性が安定
していることが求められている。これらの特性を満たす
ものとしては、従来からＳＵＳ３０４Ｌ、３１６Ｌのオ
ーステナイトステンレス鋼が主として使用されており、
その他には適用分野によってはインコネル合金（商標）
や高Ｍｎ鋼、析出強化非磁性鋼等も使用されている。と
ころで最近では、上記した極低温用鋼において、経済性
を考慮して溶接接合によって機器の組み付けを可能にす
ることが要望されており、溶接材料としては、共金溶接
材やインコネル合金（商標）溶接材を使用したものが研
究、開発されている。
ウム温度（４Ｋ）近くに至る極低温での技術利用が進め
られており、これら環境で使用される機器には、極低温
において強度や靱性等の特性が良好な極低温用鋼が使用
されている。さらに、超電導発電などのように磁場環境
におかれるものでは上記特性に加えて非磁性特性が安定
していることが求められている。これらの特性を満たす
ものとしては、従来からＳＵＳ３０４Ｌ、３１６Ｌのオ
ーステナイトステンレス鋼が主として使用されており、
その他には適用分野によってはインコネル合金（商標）
や高Ｍｎ鋼、析出強化非磁性鋼等も使用されている。と
ころで最近では、上記した極低温用鋼において、経済性
を考慮して溶接接合によって機器の組み付けを可能にす
ることが要望されており、溶接材料としては、共金溶接
材やインコネル合金（商標）溶接材を使用したものが研
究、開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た極低温用鋼の共金溶接では、溶接性に問題があった
り、溶接部において極低温特性が低下し母材との均質性
に問題があるなどして、良好な溶接構造材が得られない
という問題がある。また、共金溶接によらない溶接材料
を選定するとしても、溶接性を考慮した材料選定によれ
ば溶接部の特性劣化の問題があり、一方、溶接部の特性
を考慮すれば溶接性に劣っているという問題があり、極
低温用鋼溶接材料としてはいずれの要求も満たす材料は
いまだに見出されていない。
た極低温用鋼の共金溶接では、溶接性に問題があった
り、溶接部において極低温特性が低下し母材との均質性
に問題があるなどして、良好な溶接構造材が得られない
という問題がある。また、共金溶接によらない溶接材料
を選定するとしても、溶接性を考慮した材料選定によれ
ば溶接部の特性劣化の問題があり、一方、溶接部の特性
を考慮すれば溶接性に劣っているという問題があり、極
低温用鋼溶接材料としてはいずれの要求も満たす材料は
いまだに見出されていない。
【０００４】特に核融合炉や超電導発電などのシステム
では、溶接部においても厳格な極低温特性を有し、かつ
溶接欠陥を有しないことが必要であり、一部でもこれら
の問題があると、システム全体に重大な影響を及ぼすお
それがある。このため、これら用途では適当な溶接材料
が見出せないことが原因となって溶接施工の利用が十分
に進められていない。本発明材は上記事情を背景として
なされたものであり、極低温用鋼を良好に溶接でき、ま
た溶接部において良好な極低温特性を得ることができる
極低温用鋼用溶接材料を提供することを目的とする。
では、溶接部においても厳格な極低温特性を有し、かつ
溶接欠陥を有しないことが必要であり、一部でもこれら
の問題があると、システム全体に重大な影響を及ぼすお
それがある。このため、これら用途では適当な溶接材料
が見出せないことが原因となって溶接施工の利用が十分
に進められていない。本発明材は上記事情を背景として
なされたものであり、極低温用鋼を良好に溶接でき、ま
た溶接部において良好な極低温特性を得ることができる
極低温用鋼用溶接材料を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明材のうち第１の発明の液体ヘリウム温度（４
Ｋ）近くに至る極低温用鋼用溶接材料は、重量％で、
Ｃ：０．０８％以下、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：８．
０〜１８．０％、Ｎｉ：１２．５〜２０．０％、Ｃｒ：
１０．０〜１４．０％、Ｍｏ：２．０〜７．０％、Ｎ：
０．２０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純
物からなるとともに、Ｎｉ含有量とＮ含有量との関係で
あるＮｉ％＋３０Ｎ％が１８．０以上であることを特徴
とする。また、第２の発明の液体ヘリウム温度（４Ｋ）
近くに至る極低温用鋼用溶接材料は、第１の発明におい
て、不可避不純物のうち、Ｐ：０．００５％以下、Ｓ：
０．００５％以下、Ｃｕ：０．０３％以下、Ｏ：０．０
０５％以下に規定したことを特徴とする。
め、本発明材のうち第１の発明の液体ヘリウム温度（４
Ｋ）近くに至る極低温用鋼用溶接材料は、重量％で、
Ｃ：０．０８％以下、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：８．
０〜１８．０％、Ｎｉ：１２．５〜２０．０％、Ｃｒ：
１０．０〜１４．０％、Ｍｏ：２．０〜７．０％、Ｎ：
０．２０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純
物からなるとともに、Ｎｉ含有量とＮ含有量との関係で
あるＮｉ％＋３０Ｎ％が１８．０以上であることを特徴
とする。また、第２の発明の液体ヘリウム温度（４Ｋ）
近くに至る極低温用鋼用溶接材料は、第１の発明におい
て、不可避不純物のうち、Ｐ：０．００５％以下、Ｓ：
０．００５％以下、Ｃｕ：０．０３％以下、Ｏ：０．０
０５％以下に規定したことを特徴とする。
【０００６】なお、本発明材の溶接材料は、極低温用に
使用される各種鋼の溶接に適用することができ、特に対
象が限定されるものではないが、一般にはオーステナイ
ト組織を有するステンレス鋼の溶接に使用するのが望ま
しい。また、本発明材の適用分野も特に限定されるもの
ではなく核融合炉や超電導発電等に使用される機器へ適
用されるが、特に非磁性特性が要求される分野（例えば
超伝導発電等）への適用が好適である。
使用される各種鋼の溶接に適用することができ、特に対
象が限定されるものではないが、一般にはオーステナイ
ト組織を有するステンレス鋼の溶接に使用するのが望ま
しい。また、本発明材の適用分野も特に限定されるもの
ではなく核融合炉や超電導発電等に使用される機器へ適
用されるが、特に非磁性特性が要求される分野（例えば
超伝導発電等）への適用が好適である。
【０００７】
【作用】すなわち本発明材によれば、割れやブローホー
ルなどの溶接欠陥が生じることなく極低温用鋼を良好に
接合することができ、また溶接部（溶着金属）において
も、４Ｋに至る極低温まで良好な強度、靱性が確保され
ている。また、溶接部は極低温においても単相のオース
テナイト組織が安定しており、優れた耐食性と安定した
非磁性特性が得られる。以下に、本発明材の成分限定理
由を具体的に説明する。
ルなどの溶接欠陥が生じることなく極低温用鋼を良好に
接合することができ、また溶接部（溶着金属）において
も、４Ｋに至る極低温まで良好な強度、靱性が確保され
ている。また、溶接部は極低温においても単相のオース
テナイト組織が安定しており、優れた耐食性と安定した
非磁性特性が得られる。以下に、本発明材の成分限定理
由を具体的に説明する。
【０００８】Ｃ：０．０８％以下
Ｃはγ（オーステナイト）形成元素であり、また生地の
強化元素としても有効であるが、０．０８％を超えると
靱性を阻害するため上限を０．０８％とした。また、同
様の理由で上限を０．０５％とするのが望ましい。 Ｓｉ：２．０％以下 Ｓｉは、脱酸元素として有効であるが、δフェライトや
σ相の生成により靱性を阻害するので上限を２．０％と
する。なお、同様の理由でさらに上限を１．０％とする
のが望ましい。
強化元素としても有効であるが、０．０８％を超えると
靱性を阻害するため上限を０．０８％とした。また、同
様の理由で上限を０．０５％とするのが望ましい。 Ｓｉ：２．０％以下 Ｓｉは、脱酸元素として有効であるが、δフェライトや
σ相の生成により靱性を阻害するので上限を２．０％と
する。なお、同様の理由でさらに上限を１．０％とする
のが望ましい。
【０００９】Ｍｎ：８．０〜１８．０％
Ｍｎは、γ形成元素として有効であり、また主要強化元
素であるＮの溶解度を上昇させて、Ｎによるブローホー
ルの発生を防止する効果もある。さらに、γの安定化に
よって割れ感受性を低下させ、γ単相では発生しやすい
高温割れを防止する。これらの作用を得るためには８．
０％以上の含有が必要である。一方、過度の含有は脆化
相の析出により延性、靭性を阻害するので上限を１８．
０％とした。なお、同様の理由で上限を１５．０％とす
るのが望ましい。
素であるＮの溶解度を上昇させて、Ｎによるブローホー
ルの発生を防止する効果もある。さらに、γの安定化に
よって割れ感受性を低下させ、γ単相では発生しやすい
高温割れを防止する。これらの作用を得るためには８．
０％以上の含有が必要である。一方、過度の含有は脆化
相の析出により延性、靭性を阻害するので上限を１８．
０％とした。なお、同様の理由で上限を１５．０％とす
るのが望ましい。
【００１０】Ｎｉ：１２．５〜２０．０％
Ｎｉは、γ形成および安定化元素として重要な元素であ
り、γの安定化という観点から、Ｎを補完するために一
般の極低温用鋼に比べても多めに含有させる。また、凝
固、冷却過程でδフェライトの生成を抑制し、あるいは
δフェライト凝固しても速やかにγ組織に変態させ、靭
性を向上させる。さらに、上記したγ組織はＮ固溶度が
高く、また、凝固、冷却過程でＮ固溶度の低いδフェラ
イトの生成が抑制されているので、Ｎによる溶接時のブ
ローホールの発生が有効に防止される。特にＮｉは、
Ｃ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｎ等のγ安定化元素と比べて、耐食性
や靭性などへの悪影響が殆どなく、多めの含有によって
γ形成、安定化による低透磁率の達成とともにＮによる
ブローホールの防止効果が有効に得られる。これらの作
用を得るためには１２．５％以上の含有が必要である。
一方、２０．０％を超えてもＮｉによる上記効果は飽和
しており、またＮｉは高価であることから、上限を２
０．０％とする。
り、γの安定化という観点から、Ｎを補完するために一
般の極低温用鋼に比べても多めに含有させる。また、凝
固、冷却過程でδフェライトの生成を抑制し、あるいは
δフェライト凝固しても速やかにγ組織に変態させ、靭
性を向上させる。さらに、上記したγ組織はＮ固溶度が
高く、また、凝固、冷却過程でＮ固溶度の低いδフェラ
イトの生成が抑制されているので、Ｎによる溶接時のブ
ローホールの発生が有効に防止される。特にＮｉは、
Ｃ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｎ等のγ安定化元素と比べて、耐食性
や靭性などへの悪影響が殆どなく、多めの含有によって
γ形成、安定化による低透磁率の達成とともにＮによる
ブローホールの防止効果が有効に得られる。これらの作
用を得るためには１２．５％以上の含有が必要である。
一方、２０．０％を超えてもＮｉによる上記効果は飽和
しており、またＮｉは高価であることから、上限を２
０．０％とする。
【００１１】Ｃｒ：１０．０〜１４．０％
Ｃｒは、十分な耐食性および耐銹性を得るために含有さ
せる。また主要強化元素であるＮの溶解度を増す効果も
ある。これらの作用を得るためには１０．０％以上の含
有が必要であり、一方、１４．０％を超えると、δフェ
ライトの生成を促して靱性を損なうので、その含有量を
上記範囲内とする。なお、同様の理由で下限を１１．０
％、上限を１３．０％とするのが望ましい。 Ｍｏ：２．０〜７．０％ ＭｏはＮと並ぶ強化元素であり、またＮの溶解度を増
す。これらの作用を得るためには２．０％以上の含有が
必要であり、一方、７．０％を超えると、δフェライト
の生成を促すとともに脆化相の析出により靱性を阻害す
るので上限を７．０％とする。なお、同様の理由で下限
を４．０％、上限を６．０％とするのが望ましい。
せる。また主要強化元素であるＮの溶解度を増す効果も
ある。これらの作用を得るためには１０．０％以上の含
有が必要であり、一方、１４．０％を超えると、δフェ
ライトの生成を促して靱性を損なうので、その含有量を
上記範囲内とする。なお、同様の理由で下限を１１．０
％、上限を１３．０％とするのが望ましい。 Ｍｏ：２．０〜７．０％ ＭｏはＮと並ぶ強化元素であり、またＮの溶解度を増
す。これらの作用を得るためには２．０％以上の含有が
必要であり、一方、７．０％を超えると、δフェライト
の生成を促すとともに脆化相の析出により靱性を阻害す
るので上限を７．０％とする。なお、同様の理由で下限
を４．０％、上限を６．０％とするのが望ましい。
【００１２】Ｎ：０．２０％以下
ＮはＣと同様に強力なγ形成および安定化元素であり、
生地の強化元素としても有効である。また靱性への悪影
響もＣより少ない。しかし、０．２０％を超えると溶接
時にブローホールを発生して溶接欠陥の原因となるため
上限を０．２０％とする。ところで、Ｎは、上述したよ
うにオーステナイトの安定化に強く寄与するが、本発明
材では、ブローホールを防ぐためにその含有量を制限し
ている。しかし、オーステナイトの安定化が損なわれる
と、極低温での使用において安定した非磁性特性等が損
なわれる。そこで本発明材では、前述したようにＮｉの
多めの含有によってＮを補完している。すなわち、本発
明材では、ＮとＮｉの含有には密接な関係があり、これ
らの含有量を相関的に調整することによって初めて、本
発明材の優れた効果が得られる。このような観点から、
さらにＮｉ＋３０Ｎを１８．０以上とするのが望まし
い。
生地の強化元素としても有効である。また靱性への悪影
響もＣより少ない。しかし、０．２０％を超えると溶接
時にブローホールを発生して溶接欠陥の原因となるため
上限を０．２０％とする。ところで、Ｎは、上述したよ
うにオーステナイトの安定化に強く寄与するが、本発明
材では、ブローホールを防ぐためにその含有量を制限し
ている。しかし、オーステナイトの安定化が損なわれる
と、極低温での使用において安定した非磁性特性等が損
なわれる。そこで本発明材では、前述したようにＮｉの
多めの含有によってＮを補完している。すなわち、本発
明材では、ＮとＮｉの含有には密接な関係があり、これ
らの含有量を相関的に調整することによって初めて、本
発明材の優れた効果が得られる。このような観点から、
さらにＮｉ＋３０Ｎを１８．０以上とするのが望まし
い。
【００１３】（不可避不純物）
Ｐ ：０．００５％以下
Ｓ ：０．００５％以下
Ｃｕ：０．０３％以下
Ｏ ：０．００５％以下
本発明材の溶接材料は、その成分によってオーステナイ
ト単相組織となる。ところが、この組織においては、溶
接材料中に含有されている上記不純物によって高温割れ
が生じやすく、溶接欠陥の要因となる。このため、上記
不純物の含有量をそれぞれ上記数値以下に規制するのが
望ましい。
ト単相組織となる。ところが、この組織においては、溶
接材料中に含有されている上記不純物によって高温割れ
が生じやすく、溶接欠陥の要因となる。このため、上記
不純物の含有量をそれぞれ上記数値以下に規制するのが
望ましい。
【００１４】
【実施例】表１に示す成分のＳＵＳ３０４ＬＮ相当材
を、２００ｍｍ厚の母材として用意し、また、表２に示
す成分の溶接材料を１．２ｍｍ径（比較材１，２は１．
６ｍｍ径）の溶接ワイヤとして用意した。なお、比較材
中、Ｎｏ．１はＳＵＳ３０４Ｌ相当材、Ｎｏ．２はＳＵ
Ｓ３１６Ｌ相当材である。上記母材を用いて溶接継手を
製造し、この溶接継手を上記溶接ワイヤを用いて比較材
１，２はＭＩＧ溶接法、その他はＴＩＧ溶接法によって
溶接接合した。なお、溶接施工は下記の条件で行った。 溶接条件 ＴＩＧ溶接法 溶接電流１８０〜２２０Ａ、アーク電圧９〜１１Ｖ 溶接速度７ｃｍ／ｍｉｎ ＭＩＧ溶接法 溶接電流２３０〜２４０Ａ、アーク電圧２７〜２９Ｖ 溶接速度２８〜３０ｃｍ／ｍｉｎ
を、２００ｍｍ厚の母材として用意し、また、表２に示
す成分の溶接材料を１．２ｍｍ径（比較材１，２は１．
６ｍｍ径）の溶接ワイヤとして用意した。なお、比較材
中、Ｎｏ．１はＳＵＳ３０４Ｌ相当材、Ｎｏ．２はＳＵ
Ｓ３１６Ｌ相当材である。上記母材を用いて溶接継手を
製造し、この溶接継手を上記溶接ワイヤを用いて比較材
１，２はＭＩＧ溶接法、その他はＴＩＧ溶接法によって
溶接接合した。なお、溶接施工は下記の条件で行った。 溶接条件 ＴＩＧ溶接法 溶接電流１８０〜２２０Ａ、アーク電圧９〜１１Ｖ 溶接速度７ｃｍ／ｍｉｎ ＭＩＧ溶接法 溶接電流２３０〜２４０Ａ、アーク電圧２７〜２９Ｖ 溶接速度２８〜３０ｃｍ／ｍｉｎ
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】各溶接材料を用いた溶接に際しては、本発
明材１〜３および比較材１，２を用いたものでは良好に
溶接接合され、溶接欠陥の発生も見られなかった。これ
に対し、比較材Ｎｏ．４を用いたものでは溶接部にわず
かにブローホールの発生が見られ、比較材３を用いたも
のでは、溶接部に顕著なブローホールや溶接割れが見ら
れた。次ぎに、各溶接材の溶接部（溶着金属）の機械的
特性を極低温（４Ｋ）で求め、また引張試験片の破面に
おける透磁率を室温で測定し、その結果を表３に示し
た。なお、比較材３，４では上記欠陥を除いた部位で測
定を行った。その結果、本発明材の溶接材料を用いたも
のでは、極低温においても強度、靱性ともに優れてお
り、また非磁性特性も良好であった。これに対し、比較
材Ｎｏ．１，２は、０．２％耐力が著しく低く、また非
磁性特性も著しく劣っている。また比較材Ｎｏ．３，４
の機械的性質は本発明材と同等であったが、比較材Ｎ
ｏ．４は、非磁性特性が劣っていた。以上のように、本
発明材の溶接材料を用いた場合にのみ、良好な溶接接合
が可能であるとともに溶接部において良好な特性が得ら
れている。
明材１〜３および比較材１，２を用いたものでは良好に
溶接接合され、溶接欠陥の発生も見られなかった。これ
に対し、比較材Ｎｏ．４を用いたものでは溶接部にわず
かにブローホールの発生が見られ、比較材３を用いたも
のでは、溶接部に顕著なブローホールや溶接割れが見ら
れた。次ぎに、各溶接材の溶接部（溶着金属）の機械的
特性を極低温（４Ｋ）で求め、また引張試験片の破面に
おける透磁率を室温で測定し、その結果を表３に示し
た。なお、比較材３，４では上記欠陥を除いた部位で測
定を行った。その結果、本発明材の溶接材料を用いたも
のでは、極低温においても強度、靱性ともに優れてお
り、また非磁性特性も良好であった。これに対し、比較
材Ｎｏ．１，２は、０．２％耐力が著しく低く、また非
磁性特性も著しく劣っている。また比較材Ｎｏ．３，４
の機械的性質は本発明材と同等であったが、比較材Ｎ
ｏ．４は、非磁性特性が劣っていた。以上のように、本
発明材の溶接材料を用いた場合にのみ、良好な溶接接合
が可能であるとともに溶接部において良好な特性が得ら
れている。
【００１８】
【表３】
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明材の極低温
用鋼用溶接材料によれば、重量％で、Ｃ：０．０８％以
下、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：８．０〜１８．０％、
Ｎｉ：１２．５〜２０．０％、Ｃｒ：１０．０〜１４．
０％、Ｍｏ：２．０〜７．０％、Ｎ：０．２０％以下を
含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなるととも
に、Ｎｉ含有量とＮ含有量との関係であるＮｉ％＋３０
Ｎ％が１８．０以上であり、所望により、不可避不純物
のうち、Ｐ：０．００５％以下、Ｓ：０．００５％以
下、Ｃｕ：０．０３％以下、Ｏ：０．００５％以下に規
定したので、極低温用鋼を良好に溶接接合することがで
き、また、溶接部においても優れた極低温特性が得ら
れ、母材との均質性が保たれる。また、本発明材により
形成される溶接部は、オーステナイトが非常に安定して
優れた非磁性特性が得られており、極低温用鋼の中で
も、特に非磁性鋼として使用される材料の溶接材料に好
適である。
用鋼用溶接材料によれば、重量％で、Ｃ：０．０８％以
下、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：８．０〜１８．０％、
Ｎｉ：１２．５〜２０．０％、Ｃｒ：１０．０〜１４．
０％、Ｍｏ：２．０〜７．０％、Ｎ：０．２０％以下を
含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなるととも
に、Ｎｉ含有量とＮ含有量との関係であるＮｉ％＋３０
Ｎ％が１８．０以上であり、所望により、不可避不純物
のうち、Ｐ：０．００５％以下、Ｓ：０．００５％以
下、Ｃｕ：０．０３％以下、Ｏ：０．００５％以下に規
定したので、極低温用鋼を良好に溶接接合することがで
き、また、溶接部においても優れた極低温特性が得ら
れ、母材との均質性が保たれる。また、本発明材により
形成される溶接部は、オーステナイトが非常に安定して
優れた非磁性特性が得られており、極低温用鋼の中で
も、特に非磁性鋼として使用される材料の溶接材料に好
適である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 石坂 淳二
北海道室蘭市茶津町４番地 株式会社日
本製鋼所内
(72)発明者 三浦 立
北海道室蘭市茶津町４番地 株式会社日
本製鋼所内
(72)発明者 曽川 恒彦
北海道室蘭市茶津町４番地 株式会社日
本製鋼所内
(72)発明者 中嶋 秀夫
茨城県那珂郡那珂町大字向上801番地の
１ 日本原子力研究所 那珂研究所内
(72)発明者 吉田 清
茨城県那珂郡那珂町大字向上801番地の
１ 日本原子力研究所 那珂研究所内
(72)発明者 相原常男
神奈川県川崎市幸区神明町１丁目44番地
日本油脂株式会社内
(72)発明者 中村 稔
神奈川県川崎市幸区神明町１丁目44番地
日本油脂株式会社内
(56)参考文献 特開 平７−314178（ＪＰ，Ａ)
特開 昭52−13441（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−179766（ＪＰ，Ａ)
特公 昭52−9608（ＪＰ，Ｂ１)
米国特許3645782（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 35/30
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０８％以下、Ｓｉ：
２．０％以下、Ｍｎ：８．０〜１８．０％、Ｎｉ：１
２．５〜２０．０％、Ｃｒ：１０．０〜１４．０％、Ｍ
ｏ：２．０〜７．０％、Ｎ：０．２０％以下を含有し、
残部がＦｅおよび不可避不純物からなるとともに、Ｎｉ
含有量とＮ含有量との関係であるＮｉ％＋３０Ｎ％が１
８．０以上であることを特徴とする液体ヘリウム温度
（４Ｋ）近くに至る極低温用鋼用溶接材料。 - 【請求項２】 不可避不純物のうち、Ｐ：０．００５％
以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｃｕ：０．０３％以下、
Ｏ：０．００５％以下に規定したことを特徴とする請求
項１記載の液体ヘリウム温度（４Ｋ）近くに至る極低温
用鋼用溶接材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27838795A JP3410261B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 極低温用鋼用溶接材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27838795A JP3410261B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 極低温用鋼用溶接材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0999391A JPH0999391A (ja) | 1997-04-15 |
| JP3410261B2 true JP3410261B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=17596639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27838795A Expired - Lifetime JP3410261B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 極低温用鋼用溶接材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3410261B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2592167A1 (en) | 2011-11-10 | 2013-05-15 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Welding material for cryogenic steels |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7510104B1 (ja) * | 2022-09-30 | 2024-07-03 | 日本製鉄株式会社 | 溶接金属、溶接継手、及び溶接構造物 |
-
1995
- 1995-10-02 JP JP27838795A patent/JP3410261B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2592167A1 (en) | 2011-11-10 | 2013-05-15 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Welding material for cryogenic steels |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0999391A (ja) | 1997-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0253158B2 (ja) | ||
| JP3457834B2 (ja) | 靱性に優れた低Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接金属 | |
| US4705581A (en) | Soft magnetic stainless steel | |
| JP5622707B2 (ja) | 極低温用鋼用溶接材料 | |
| JP3576472B2 (ja) | 低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼用溶接材料および低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼材のアーク溶接方法 | |
| JP4699164B2 (ja) | 低温靱性と耐海水腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼溶接用非消耗電極式溶接ワイヤ | |
| JP3410261B2 (ja) | 極低温用鋼用溶接材料 | |
| JP3815227B2 (ja) | 耐歪み時効性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼溶接継手 | |
| Ogawa et al. | Weldability of newly developed austenitic alloys for cryogenic service: Part II-High-nitrogen stainless steel weld metal | |
| JP2857318B2 (ja) | 高張力鋼用溶接ワイヤ | |
| JP3851394B2 (ja) | 耐溶接高温割れ性の優れた極低温用高Ｍｎステンレス鋼溶接ワイヤ | |
| JPS5950437B2 (ja) | Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼用被覆ア−ク溶接棒 | |
| JP3251424B2 (ja) | 高強度Ｃｒ−Ｍｏ鋼用溶接ワイヤ | |
| JPS59226151A (ja) | 溶接性と熱間加工性に優れた高合金オ−ステナイト系ステンレス鋼 | |
| US4294614A (en) | Austenitic iron-base cryogenic alloy and arc welding electrode for depositing the same | |
| JPH0215148A (ja) | 耐食性に優れた高Ｍｎ非磁性鋼 | |
| JPS5961590A (ja) | 溶接方法 | |
| JPH07227693A (ja) | 極低温鋼用溶接ワイヤ | |
| JP3165902B2 (ja) | 高Ｃｒ鋼の溶接方法 | |
| JP3194207B2 (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用被覆アーク溶接棒 | |
| JPS61207552A (ja) | 加工安定性に優れた非磁性オ−ステナイト系ステンレス鋼 | |
| EP0835946A1 (en) | Weldable low-chromium ferritic cast steel, having excellent high-temperature strength | |
| JP3195232B2 (ja) | 耐食性および溶接性に優れた低放射化高Ｍｎ非磁性鋼 | |
| JP3426880B2 (ja) | 高強度フェライト系耐熱鋼用溶接材料 | |
| JPS61106750A (ja) | 板厚１６ｍｍを超える溶接性の良好な耐候性鋼板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090320 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090320 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100320 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110320 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110320 Year of fee payment: 8 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110320 Year of fee payment: 8 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120320 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130320 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130320 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140320 Year of fee payment: 11 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |