JP4835771B1 - Welding material for Ni-base heat-resistant alloy, weld metal and welded joint using the same - Google Patents

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Abstract

【課題】溶接時に優れた耐高温割れ性を有するNi基耐熱合金用溶接材料並びに溶接中の耐高温割れ性、高温で長時間使用中の耐応力緩和割れ性及び良好なクリープ強度を有する溶接金属と溶接継手を提供すること。
【解決手段】(1)C:0.06〜0.18%、Si≦0.5%、Mn≦1.5%、Ni:46〜56%、Co:10〜15%、Cr:20〜25%、Mo:10.0%超〜14.0%、Ti:0.01〜0.5%、Al:0.1〜1.0%及びN≦0.006%を含み、残部がFe及び不純物からなり、不純物としてのO≦0.02%、P≦0.008%及びS≦0.005%の化学組成を有するNi基耐熱合金用溶接材料。この溶接材料はNd≦0.1%を含んでもよい。(2)上記のNi基耐熱合金用溶接材料を用いてなる溶接金属。(3)上記溶接金属と高温強度に優れたNi基耐熱合金の母材とからなる溶接継手。
【選択図】なし
Welding material for Ni-base heat-resistant alloy having excellent hot cracking resistance during welding and weld metal having hot cracking resistance during welding, stress relaxation cracking resistance during long-term use at high temperature, and good creep strength And providing welded joints.
SOLUTION: (1) C: 0.06-0.18%, Si ≦ 0.5%, Mn ≦ 1.5%, Ni: 46-56%, Co: 10-15%, Cr: 20-25%, Mo: more than 10.0% ~ 14.0%, Ti: 0.01 ~ 0.5%, Al: 0.1 ~ 1.0% and N ≦ 0.006%, the balance is Fe and impurities, O ≦ 0.02%, P ≦ 0.008% and S ≦ 0.005% as impurities A welding material for Ni-base heat-resistant alloys having a chemical composition of The welding material may include Nd ≦ 0.1%. (2) A weld metal using the above-mentioned welding material for Ni-base heat-resistant alloys. (3) A welded joint comprising the above weld metal and a base material of a Ni-base heat-resistant alloy excellent in high temperature strength.
[Selection figure] None

Description

本発明は、Ni基耐熱合金用溶接材料ならびにそれを用いてなる溶接金属および溶接継手に関する。詳しくは、発電用ボイラ等、高温で使用される機器に用いるNi基耐熱合金を溶接するのに好適な溶接材料ならびにそれを使用して得られる溶接金属および溶接継手に関する。   The present invention relates to a welding material for a Ni-base heat-resistant alloy, a weld metal and a welded joint using the same. More specifically, the present invention relates to a welding material suitable for welding a Ni-based heat-resistant alloy used in equipment used at high temperatures such as a power generation boiler, and a weld metal and a welded joint obtained by using the welding material.

近年、環境負荷軽減の観点から発電用ボイラ等では運転条件の高温・高圧化が世界的規模で進められており、それに使用される材料にも、より優れた高温強度を有することが求められている。   In recent years, high-temperature and high-pressure operating conditions have been promoted on a global scale for power generation boilers and the like from the viewpoint of reducing environmental impact, and the materials used therefor are required to have superior high-temperature strength. Yes.

このような要求を満たす材料として、例えば、UNS06617に規定のNi基耐熱合金がある。また、特許文献1〜5に種々のNi基合金が開示されている。これらは、いずれも母材としての必要性能を満足させるため、種々多様な合金元素範囲を規定したものである。   As a material satisfying such a requirement, for example, there is a Ni-base heat-resistant alloy specified in UNS06617. Patent Documents 1 to 5 disclose various Ni-based alloys. These all define various alloy element ranges in order to satisfy the required performance as a base material.

これらNi基耐熱合金を構造物として使用する場合、溶接により組み立てるのが一般的である。   When these Ni-base heat resistant alloys are used as structures, they are generally assembled by welding.

しかしながら、溶接により組み立てる際に、Ni基合金母材をそのまま溶接材料として使用すると、溶接金属における溶接時の高温割れ感受性が高くなる場合がある。上記「溶接時の「高温割れ」には、「凝固割れ」と「延性低下割れ」が含まれる。   However, when the Ni-base alloy base material is used as it is as a welding material when assembling by welding, there is a case where high-temperature cracking susceptibility during welding in the weld metal is increased. The “hot cracking at the time of welding” includes “solidification cracking” and “ductility-reducing cracking”.

一方、溶接により組み立てる際に使用するNi基耐熱合金用溶接材料として、AWS A5.14−2005 ER NiCrCoMo−1が知られている。   On the other hand, AWS A5.14-2005 ER NiCrCoMo-1 is known as a welding material for Ni-base heat-resistant alloys used when assembling by welding.

さらに、特許文献6〜8に、種々のNi基合金用溶接材料が提案されている。   Further, various welding materials for Ni-based alloys are proposed in Patent Documents 6 to 8.

特許文献6に、高強度を有する酸化物分散強化型合金と耐熱合金との溶接に使用される溶接材料であって、Mo、Nbなどの固溶強化元素を積極的に含有させることにより、強度向上を図った、酸化物分散強化型合金用溶接材料が提案されている。特許文献7および特許文献8には、MoおよびWによる固溶強化ならびにAlおよびTiによる析出強化効果を活用して高強度化を図った、Ni基合金用溶接材料が提案されている。   Patent Document 6 discloses a welding material used for welding high-strength oxide dispersion strengthened alloys and heat-resistant alloys. By actively containing solid solution strengthening elements such as Mo and Nb, strength is increased. An improved oxide dispersion strengthened alloy welding material has been proposed. Patent Document 7 and Patent Document 8 propose a welding material for Ni-based alloys, which has been strengthened by utilizing the solid solution strengthening effect by Mo and W and the precipitation strengthening effect by Al and Ti.

ところで、上記Ni基耐熱合金およびNi基耐熱合金用溶接材料を用いてなる溶接構造物は高温で使用されるが、長時間高温で使用した場合、溶接部で割れが発生するという問題がある。   By the way, although the welded structure using the Ni-base heat-resistant alloy and the welding material for the Ni-base heat-resistant alloy is used at a high temperature, there is a problem that cracks occur at the welded portion when used at a high temperature for a long time.

例えば、非特許文献1には、Ni基耐熱合金の溶接熱影響部(以下、「HAZ」という。)において、溶接後熱処理中に粒界割れが生じることが指摘されており、γ’相の析出に加えて、Sの粒界偏析が影響することが示唆されている。   For example, Non-Patent Document 1 points out that intergranular cracking occurs during post-weld heat treatment in a welding heat-affected zone (hereinafter referred to as “HAZ”) of a Ni-base heat-resistant alloy. In addition to precipitation, it is suggested that S grain boundary segregation affects.

また、非特許文献2には、18Cr−8Ni−Nb系のオーステナイト系耐熱鋼溶接部の長時間加熱時のHAZにおける粒界割れの防止策についての検討が行われている。そして、適正な後熱処理の適用による溶接残留応力の低減がHAZにおける粒界割れ防止に有効であるとの溶接プロセス面からの対策が提案されている。   Non-Patent Document 2 discusses measures for preventing intergranular cracking in HAZ during long-time heating of 18Cr-8Ni-Nb austenitic heat-resistant steel welds. And the countermeasure from the welding process surface that reduction of the welding residual stress by application of appropriate post-heat treatment is effective in preventing grain boundary cracking in HAZ has been proposed.

このように、Ni基耐熱合金を長時間使用した際、HAZに割れが生じる現象は古くから知られていたものの、近年、材料の高強度化のために多様の合金元素が含有されるに伴い、長時間加熱時の割れ発生が溶接金属においても顕在化する傾向にある。   As described above, when a Ni-based heat-resistant alloy is used for a long time, the phenomenon of cracking in HAZ has been known for a long time. However, in recent years, various alloy elements have been included to increase the strength of materials. In addition, the occurrence of cracks during long-time heating tends to become apparent in weld metal.

しかしながら、長時間使用中に溶接部に発生する割れについては、未だ完全な機構解明には至っておらず、さらには、割れ対策、特に、溶接金属における材料面からの割れ対策は確立されていない。   However, regarding cracks occurring in the welded part during long-time use, the mechanism has not yet been fully elucidated, and furthermore, countermeasures against cracking, particularly cracks from the material surface of the weld metal have not been established.

そのため、上記のNi基耐熱合金用溶接材料(AWS A5.14−2005 ER NiCrCoMo−1)を用いて得られる溶接金属は、長時間使用中に発生する割れ(以下、「応力緩和割れ」と称する。)に対しては課題が残っている。また、上述の特許文献6〜8においても、応力緩和割れについては全く考慮されていない。このため、特許文献6〜8で提案された溶接材料を用いて得られる溶接金属もまた、応力緩和割れに対しては課題が残っている。   Therefore, a weld metal obtained using the above-mentioned welding material for Ni-base heat-resistant alloys (AWS A5.14-2005 ER NiCrCoMo-1) is a crack generated during long-term use (hereinafter referred to as “stress relaxation crack”). Is still a challenge. In the above-mentioned Patent Documents 6 to 8, stress relaxation cracking is not considered at all. For this reason, the weld metal obtained using the welding material proposed by patent documents 6-8 also has a subject with respect to a stress relaxation crack.

特開平2−107736号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-1077736 特開昭63−050440号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-050440 特開平7−150277号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-150277 特開平9−157779号公報JP-A-9-157779 特開2001−073053公報JP 2001-073053 A 特開平10−193174号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-193174 WO2010−013565号公報WO2010-013565 WO2007−119847号公報WO2007-119847

井川ら:溶接学会誌、第47巻(1978)第10号、P.679Igawa et al .: Journal of the Japan Welding Society, Vol. 47 (1978) No. 10, p. 679 内木ら:石川島播磨技報、第15巻(1975)第2号、p.209Uchigi et al .: Ishikawajima-Harima Technical Report, Volume 15 (1975) No. 2, p. 209

本発明は、上記現状に鑑みてなされたもので、溶接時に優れた耐高温割れ性を有するNi基耐熱合金用溶接材料の提供と、それを用いてなる溶接中の耐高温割れ性、高温で長時間使用中の耐応力緩和割れ性および良好なクリープ強度を有する溶接金属の提供を目的とする。さらに、この溶接材料を用いてなる溶接金属と高温強度に優れたNi基耐熱合金の母材とからなる溶接継手を提供することも本発明の目的である。   The present invention has been made in view of the above situation, and provides a welding material for a Ni-base heat resistant alloy having excellent hot cracking resistance at the time of welding, and hot cracking resistance during welding using the same. It is an object of the present invention to provide a weld metal having stress relaxation crack resistance and good creep strength during long-time use. Furthermore, it is also an object of the present invention to provide a welded joint comprising a weld metal using this weld material and a base material of a Ni-base heat-resistant alloy excellent in high temperature strength.

本発明者らは、前記した課題を解決するために、先ず、高温で長時間使用中に溶接金属に発生する応力緩和割れについて詳細な調査を行った。その結果、下記(a)〜(c)の事項が明らかになった。   In order to solve the above-described problems, the present inventors first conducted a detailed investigation on stress relaxation cracks generated in a weld metal during long-time use at high temperatures. As a result, the following items (a) to (c) became clear.

(a)応力緩和割れは溶接金属の柱状晶境界に発生している。   (A) Stress relaxation cracks occur at the columnar crystal boundaries of the weld metal.

(b)割れ破面は延性に乏しく、破面上には、PおよびSが濃化している。   (B) The fracture surface is poor in ductility, and P and S are concentrated on the fracture surface.

(c)割れ部近傍のミクロ組織には、結晶粒内に微細な金属間化合物が多量に析出している。   (C) In the microstructure near the cracked portion, a large amount of fine intermetallic compounds are precipitated in the crystal grains.

上記(a)〜(c)の判明事項から、本発明者らは、次の(d)〜(f)の結論に至った。   From the above findings (a) to (c), the present inventors have reached the following conclusions (d) to (f).

(d)応力緩和割れは、溶接時の凝固およびその後の高温での加熱中にPおよびSが偏析することに起因して弱くなった粒界に、溶接残留応力および外部応力が作用することによって開口したものである。   (D) Stress relaxation cracking is caused by welding residual stress and external stress acting on grain boundaries that have weakened due to segregation of P and S during solidification during welding and subsequent heating at high temperatures. It is an opening.

(e)粒内に多量の金属間化合物が微細析出する場合には、粒内の変形能が低下するため、粒界面への応力集中が生じ、粒界が弱くなったこととの重畳作用によって、割れが発生しやすくなる。   (E) When a large amount of intermetallic compound is finely precipitated in the grains, the deformability in the grains is lowered, and stress concentration occurs at the grain interface, resulting in a superimposing action with the weakening of the grain boundaries. , Cracking is likely to occur.

(f)上記の機構は、非特許文献1にHAZにおける類似の割れについて示唆されている。そして、非特許文献1には、粒界を弱くさせるSの低減またはSを固定するためにCaおよびMgを含有させることがその割れを防止するのに有効であることが示されている。しかしながら、溶接金属は凝固ままの組織で使用されるのが一般的であり、熱処理など調質された母材を元にするHAZとは現象が異なることが予想されるため、非特許文献1で提案されたHAZにおける割れ対策がそのまま、応力緩和割れに対しても適用できる可能性は小さい。具体的には、上記非特許文献1にて提案されているCaおよびMgは酸素との親和力が非常に強いため、溶接中に酸化物を形成しやすく、溶接後の溶接金属への歩留まりは溶接条件の影響を受け、その効果を安定して得るのは難しい。さらに、不純物元素の極端な低減、特にPの低減は製鋼コストの大幅な増大を招くため、大量生産する工業製品に対して適用することは難しい。   (F) The above mechanism is suggested in Non-Patent Document 1 for similar cracks in HAZ. Non-Patent Document 1 shows that the reduction of S that weakens the grain boundaries or the inclusion of Ca and Mg to fix S is effective in preventing the cracking. However, the weld metal is generally used in an as-solidified structure, and the phenomenon is expected to be different from HAZ based on a tempered base material such as heat treatment. It is unlikely that the proposed HAZ crack countermeasures can be applied to stress relaxation cracks as they are. Specifically, since Ca and Mg proposed in Non-Patent Document 1 have a very strong affinity for oxygen, oxides are easily formed during welding, and the yield to the weld metal after welding is welded. Under the influence of conditions, it is difficult to obtain the effect stably. Furthermore, since extreme reduction of impurity elements, particularly P, causes a significant increase in steelmaking costs, it is difficult to apply to industrial products that are mass-produced.

そこで、本発明者らは応力緩和割れを防止するためにさらに詳細な検討を実施した。その結果、次の(g)および(h)によって応力緩和割れに対する感受性を低下できることが判明した。   Therefore, the present inventors conducted further detailed studies in order to prevent stress relaxation cracking. As a result, it was found that the following (g) and (h) can reduce the sensitivity to stress relaxation cracking.

(g)粒界に偏析して粒界を弱くさせる溶接金属中のSおよびPの含有量を特定の範囲内に規制すること。   (G) Regulating the contents of S and P in the weld metal that segregates at the grain boundaries and weakens the grain boundaries within a specific range.

(h)金属間化合物として析出して粒内変形抵抗の増大を招く元素、具体的には、Alの含有量を特定の範囲内に規制すること。   (H) The element that precipitates as an intermetallic compound and causes an increase in intragranular deformation resistance, specifically, the content of Al is regulated within a specific range.

しかしながら、上記(g)及び(h)の対策を講じても、応力緩和割れを完全に防止するには至らなかった。加えて、析出強化効果を十分に活用できないため、所望の良好なクリープ強度が得られないことが判明した。   However, even if the measures (g) and (h) are taken, stress relaxation cracks have not been completely prevented. In addition, it has been found that the desired good creep strength cannot be obtained because the precipitation strengthening effect cannot be fully utilized.

そこでさらに、本発明者らが検討を進めた結果、高濃度のMoを含有させることによって、応力緩和割れの防止と所望の良好なクリープ強度の確保を両立させることができることが判明した。その理由は、次の(i)および(j)によるものと考えられる。   Therefore, as a result of further studies by the present inventors, it has been found that the inclusion of a high concentration of Mo makes it possible to achieve both the prevention of stress relaxation cracking and the securing of a desired good creep strength. The reason is considered to be due to the following (i) and (j).

(i)Moは高温で粒界に偏析したPと結合し、Pによる粒界脆化を軽減する。   (I) Mo combines with P segregated at grain boundaries at a high temperature to reduce grain boundary embrittlement due to P.

(j)Moは固溶強化元素としてクリープ強度の向上に寄与するが、この場合の粒内の変形能の低下は、微細な金属間化合物が析出する場合に比べて小さい。   (J) Mo contributes to the improvement of creep strength as a solid solution strengthening element. In this case, the decrease in intra-grain deformability is small compared to the case where a fine intermetallic compound precipitates.

しかしながら、高濃度のMoを含有させた場合、高温で長時間使用中に溶接金属に発生する応力緩和割れは防止できるものの、溶接中の凝固割れ感受性が逆に増大することが明らかとなった。   However, it has been clarified that, when a high concentration of Mo is contained, the susceptibility to solidification cracking during welding increases conversely, although stress relaxation cracking generated in the weld metal during long-time use at high temperatures can be prevented.

そこで、本発明者らはさらに、溶接中の凝固割れを防止するための検討も実施した。その結果、下記(k)の知見が得られた。   Therefore, the present inventors have further studied to prevent solidification cracking during welding. As a result, the following knowledge (k) was obtained.

(k)CrとCの含有量を特定の範囲内に制御することによって、具体的には、質量%で、Crを20〜25%含む場合、Cの含有量を0.06〜0.18%とすることによって、溶接中の凝固割れを防止することができる。   (K) By controlling the content of Cr and C within a specific range, specifically, when the content of Cr is 20 to 25% and the content of C is 0.06 to 0.18. By setting it as%, solidification cracking during welding can be prevented.

その理由は、溶接金属の組織観察結果から、次の(l)によるものと考えられる。   The reason is considered to be due to the following (l) from the result of observation of the structure of the weld metal.

(l)CおよびCrの含有量を特定の範囲内に制御した場合、溶接金属の凝固過程でCが主にCrと結合して、(Cr、M)236とオーステナイトの共晶凝固が生じる。その結果、凝固時の液相の消失が早まるため、溶接中の凝固割れを防止することができる。 (L) When the contents of C and Cr are controlled within a specific range, C is mainly combined with Cr in the solidification process of the weld metal, and eutectic solidification of (Cr, M) 23 C 6 and austenite is caused. Arise. As a result, the disappearance of the liquid phase during solidification is accelerated, so that solidification cracking during welding can be prevented.

加えて、上記のCおよびCrの含有量の適正範囲への管理は、溶接中の延性低下割れの防止にも有効であることが確認できた。   In addition, it was confirmed that the management of the C and Cr contents within the appropriate range is effective for preventing ductile deterioration cracks during welding.

以上のことから、Ni基耐熱合金用溶接材料としては、質量%で、Cr:20〜25%およびNi:46〜56%の合金をベースとし、C:0.06〜0.18%、Mo:10.0%を超えて14%以下およびAl:0.1〜1.0%を含有させることによって、溶接中の耐高温割れ性、高温で長時間使用中の耐応力緩和割れ性および所望の良好なクリープ強度を確保できるとの知見を得たのである。   From the above, the welding material for the Ni-base heat-resistant alloy is based on an alloy of Cr: 20-25% and Ni: 46-56% in mass%, C: 0.06-0.18%, Mo : By containing more than 10.0% and not more than 14% and Al: 0.1 to 1.0%, resistance to hot cracking during welding, resistance to stress relaxation cracking during long-term use at high temperature, and desired It was found that good creep strength can be secured.

そして、このNi基耐熱合金用溶接材料を用いて、溶接中の耐高温割れ性、高温で長時間使用中の耐応力緩和割れ性および良好なクリープ強度を有する溶接金属と、高温強度に優れたNi基耐熱合金の母材からなる溶接継手を得ることができる。   And using this welding material for Ni-base heat-resistant alloy, it was excellent in high temperature crack resistance, high temperature crack resistance during welding, stress relaxation crack resistance during long time use at high temperature and good creep strength, and high temperature strength A welded joint made of a Ni-base heat-resistant alloy base material can be obtained.

この溶接材料を用いて溶接継手を得る際に、質量%で、Ni:46〜56%、Cr:20〜25%およびMo:7.0〜10.0%を含む高温強度に優れたNi基耐熱合金を母材として用いると、母材においても優れたクリープ強度を確保できることとなるので好ましい。母材として用いる高温強度に優れたNi基耐熱合金は、本発明に係る溶接材料と同じ化学組成を有するNi基耐熱合金であってもよいし、異なってもよい。   When obtaining a welded joint using this welding material, the Ni base excellent in high temperature strength including Ni: 46 to 56%, Cr: 20 to 25% and Mo: 7.0 to 10.0% in mass%. It is preferable to use a heat-resistant alloy as a base material because excellent creep strength can be secured even in the base material. The Ni-base heat-resistant alloy having excellent high-temperature strength used as the base material may be a Ni-base heat-resistant alloy having the same chemical composition as the welding material according to the present invention, or may be different.

なお、上記の母材としては、質量%で、C:0.04〜0.12%、Si:1.0%以下、Mn:1.5%以下、P:0.03%以下、S:0.01%以下、Ni:46〜56%、Co:10〜15%、Cr:20〜25%、Mo:7.0〜10.0%、W:0.5%以下、Ti:0.1〜0.5%、N:0.01%以下、B:0.005%以下、Al:0.8〜1.8%およびNd:0.005〜0.1%を含有し、残部がFeおよび不純物からなる高温強度に優れたNi基耐熱合金を用いることが好ましい。   In addition, as said base material, it is the mass%, C: 0.04-0.12%, Si: 1.0% or less, Mn: 1.5% or less, P: 0.03% or less, S: 0.01% or less, Ni: 46 to 56%, Co: 10 to 15%, Cr: 20 to 25%, Mo: 7.0 to 10.0%, W: 0.5% or less, Ti: 0.00. 1 to 0.5%, N: 0.01% or less, B: 0.005% or less, Al: 0.8 to 1.8% and Nd: 0.005 to 0.1%, the balance being It is preferable to use a Ni-base heat-resistant alloy composed of Fe and impurities and excellent in high temperature strength.

なお、残部としての「Feおよび不純物」における「不純物」とは、溶接材料や耐熱合金を工業的に製造する際に、鉱石あるいはスクラップ等のような原料を始めとして、製造工程の種々の要因によって混入するものを指す。   In addition, “impurities” in the “Fe and impurities” as the balance are due to various factors in the manufacturing process including raw materials such as ore or scrap when industrially manufacturing welding materials and heat-resistant alloys. It refers to what gets mixed.

本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、下記(1)および(2)に示す溶接材料、(3)に示す溶接金属、そして(4)〜(6)に示す溶接継手にある。   The present invention has been completed based on the above findings, and the gist of the present invention is a welding material shown in the following (1) and (2), a weld metal shown in (3), and (4) to (6). It is in the welded joint shown in

(1)質量%で、C:0.06〜0.18%、Si:0.5%以下、Mn:1.5%以下、Ni:46〜56%、Co:10〜15%、Cr:20〜25%、Mo:10.0%を超えて14.0%以下、Ti:0.01〜0.5%、Al:0.1〜1.0%およびN:0.006%以下を含み、残部がFeおよび不純物からなり、不純物としてのO、PおよびSがそれぞれ、O:0.02%以下、P:0.008%以下およびS:0.005以下の化学組成を有することを特徴とする、Ni基耐熱合金用溶接材料。   (1) By mass%, C: 0.06-0.18%, Si: 0.5% or less, Mn: 1.5% or less, Ni: 46-56%, Co: 10-15%, Cr: 20 to 25%, Mo: more than 10.0% to 14.0% or less, Ti: 0.01 to 0.5%, Al: 0.1 to 1.0%, and N: 0.006% or less And the balance consists of Fe and impurities, and O, P and S as impurities have chemical compositions of O: 0.02% or less, P: 0.008% or less and S: 0.005 or less, respectively. A welding material for Ni-base heat-resistant alloys, which is characterized.

(2)Feの一部に代えて、質量%で、Nd:0.1%以下を含む化学組成を有することを特徴とする、上記(1)に記載のNi基耐熱合金用溶接材料。   (2) The welding material for a Ni-base heat-resistant alloy according to (1) above, which has a chemical composition containing Nd: 0.1% or less in mass% instead of part of Fe.

(3)上記(1)または(2)に記載のNi基耐熱合金用溶接材料を用いてなる溶接金属。   (3) A weld metal using the welding material for a Ni-base heat-resistant alloy as described in (1) or (2) above.

(4)上記(3)に記載の溶接金属と高温強度に優れたNi基耐熱合金の母材とからなることを特徴とする、溶接継手。   (4) A welded joint comprising the weld metal according to (3) and a base material of a Ni-base heat-resistant alloy excellent in high-temperature strength.

(5)高温強度に優れたNi基耐熱合金の母材が、質量%で、Mo:7.0〜10.0%、Ni:46〜56%およびCr:20〜25%を含有することを特徴とする、上記(4)に記載の溶接継手。   (5) The base material of the Ni-base heat-resistant alloy having excellent high-temperature strength contains, in mass%, Mo: 7.0 to 10.0%, Ni: 46 to 56%, and Cr: 20 to 25%. The weld joint according to (4) above, which is characterized.

(6)高温強度に優れたNi基耐熱合金の母材が、質量%で、C:0.04〜0.12%、Si:1.0%以下、Mn:1.5%以下、P:0.03%以下、S:0.01%以下、Ni:46〜56%、Co:10〜15%、Cr:20〜25%、Mo:7.0〜10.0%、Ti:0.1〜0.5%、N:0.01%以下、B:0.005%以下、Al:0.8〜1.8%およびNd:0.005〜0.1%を含有し、残部がFeおよび不純物からなることを特徴とする、上記(4)に記載の溶接継手。   (6) The base material of the Ni-based heat-resistant alloy having excellent high-temperature strength is mass%, C: 0.04 to 0.12%, Si: 1.0% or less, Mn: 1.5% or less, P: 0.03% or less, S: 0.01% or less, Ni: 46-56%, Co: 10-15%, Cr: 20-25%, Mo: 7.0-10.0%, Ti: 0.0. 1 to 0.5%, N: 0.01% or less, B: 0.005% or less, Al: 0.8 to 1.8% and Nd: 0.005 to 0.1%, the balance being It consists of Fe and an impurity, The weld joint as described in said (4) characterized by the above-mentioned.

本発明によれば、溶接時に優れた耐高温割れ性を有するNi基耐熱合金用溶接材料を提供することができ、また、それを用いて、溶接中の耐高温割れ性、高温で長時間使用中の耐応力緩和割れ性および良好なクリープ強度を有する溶接金属を提供することができる。さらに、この溶接材料を用いて、溶接中の耐高温割れ性、高温で長時間使用中の耐応力緩和割れ性および良好なクリープ強度を有する溶接金属と高温強度に優れたNi基耐熱合金の母材とからなる溶接継手を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a welding material for a Ni-base heat resistant alloy having excellent hot cracking resistance during welding, and using it, hot cracking resistance during welding and use at high temperatures for a long time. It is possible to provide a weld metal having moderate stress relaxation cracking resistance and good creep strength. Furthermore, using this welding material, a high temperature cracking resistance during welding, a stress relaxation cracking resistance during long-time use at high temperatures, and a base of a Ni-base heat-resistant alloy excellent in high-temperature strength and a weld metal having good creep strength. A welded joint made of a material can be provided.

本発明において、Ni基耐熱合金用溶接材料の化学組成を限定する理由は次のとおりである。なお、以下の説明において、各元素の含有量の「%」表示は「質量%」を意味する。   In the present invention, the reason for limiting the chemical composition of the Ni-base heat-resistant alloy welding material is as follows. In the following description, “%” display of the content of each element means “mass%”.

C:0.06〜0.18%
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。さらにCは、本発明において、溶接時の高温割れ防止のために重要な元素である。すなわち、Cは、凝固過程で主にCrと結合して、共晶炭化物を生成させ、液相の消失を早めるとともに、最終凝固部の組織を(Cr、M)236とオーステナイトとのラメラ状組織とする。その結果、液相の残存形態が面状から点状に変化するとともに、特定面への応力集中が抑制されるので、凝固割れを防止することができる。さらにCは、不純物の偏析サイトとなる最終凝固界面積を増大させることから、溶接中の延性低下割れの防止および高温使用中の応力緩和割れの感受性低減にも寄与する。後述する本発明のCr含有量の範囲で、上記の効果を十分得るためには、Cを0.06%以上含有する必要がある。しかしながら、Cを過剰に含有する場合には、凝固中に炭化物とならない過剰なCが高温使用中に炭化物として微細析出し、かえって応力緩和割れ感受性を増大させる。そのため、Cの含有量は0.06〜0.18%とする。C含有量の望ましい下限は0.07%であり、望ましい上限は0.15%である。
C: 0.06 to 0.18%
C is an austenite-forming element and is an element effective for enhancing the stability of the austenite structure when used at high temperatures. Furthermore, C is an important element for preventing hot cracking during welding in the present invention. That is, C mainly binds to Cr in the solidification process to generate eutectic carbide, thereby facilitating the disappearance of the liquid phase, and the structure of the final solidified part is a lamella of (Cr, M) 23 C 6 and austenite. A tissue is used. As a result, the remaining form of the liquid phase changes from a planar shape to a point shape, and stress concentration on a specific surface is suppressed, so that solidification cracking can be prevented. Furthermore, C increases the final solidification interface area that becomes a segregation site of impurities, and thus contributes to the prevention of ductile deterioration cracking during welding and the reduction of the sensitivity of stress relaxation cracking during high temperature use. In order to obtain the above effects sufficiently within the range of the Cr content of the present invention described later, it is necessary to contain C by 0.06% or more. However, when C is contained excessively, excess C that does not become carbide during solidification is finely precipitated as carbide during high temperature use, and on the contrary, the stress relaxation cracking sensitivity is increased. Therefore, the C content is 0.06 to 0.18%. A desirable lower limit of the C content is 0.07%, and a desirable upper limit is 0.15%.

Si:0.5%以下
Siは、脱酸剤として含有されるが、溶接金属の凝固時に柱状晶粒界に偏析し、液相の融点を下げ、凝固割れ感受性を増大させる。そのため、Siの含有量は0.5%以下とする必要がある。Siの含有量は、0.3%以下とするのが好ましい。しかしながら、Si含有量の過度の低減は、脱酸効果が十分に得られず、鋼の清浄性が低下するとともに、製造コストの増大を招く。そのため、Si含有量の下限は特に設けないが、望ましくは0.01%である。少なくともSiを0.01%含んでおれば、脱酸効果を得ることができる。さらに望ましいSi含有量の下限は、0.02%である。
Si: 0.5% or less Si is contained as a deoxidizer, but segregates at the columnar grain boundaries during solidification of the weld metal, lowers the melting point of the liquid phase, and increases the susceptibility to solidification cracking. Therefore, the Si content needs to be 0.5% or less. The Si content is preferably 0.3% or less. However, excessive reduction of the Si content does not provide a sufficient deoxidation effect, lowers the cleanliness of the steel, and increases the manufacturing cost. Therefore, the lower limit of the Si content is not particularly set, but is desirably 0.01%. If at least 0.01% of Si is contained, a deoxidizing effect can be obtained. A more desirable lower limit of the Si content is 0.02%.

Mn:1.5%以下
Mnは、Siと同様、脱酸剤として含有される。しかしながら、Mnを過剰に含有する場合には脆化を招くため、Mnの含有量は1.5%以下とする必要がある。Mnの含有量は1.2%以下とするのが好ましい。Mn含有量の下限は特に設けないが、望ましくは0.01%である。少なくともMnを0.01%含んでおれば、上記の効果を得ることができる。さらに望ましいMn含有量の下限は、0.02%である。
Mn: 1.5% or less Mn is contained as a deoxidizer in the same manner as Si. However, when Mn is excessively contained, embrittlement is caused, so the Mn content needs to be 1.5% or less. The Mn content is preferably 1.2% or less. Although there is no particular lower limit for the Mn content, it is preferably 0.01%. The above effect can be obtained if at least 0.01% of Mn is contained. A more desirable lower limit of the Mn content is 0.02%.

Ni:46〜56%
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、十分なクリープ強度を得るために必須の元素である。その効果を得るためには、46%以上のNi含有量が必要である。しかしながら、Niは高価な元素であり、56%を超えるNiの多量の含有はコストの増大を招く。そのため、Niの含有量は46〜56%とする。Ni含有量の望ましい下限は46.5%であり、望ましい上限は55.5%である。Ni含有量のさらに望ましい下限は47%であり、さらに望ましい上限は55%である。
Ni: 46-56%
Ni is an effective element for obtaining an austenite structure, and is an essential element for ensuring the structure stability during long-time use and obtaining sufficient creep strength. In order to obtain the effect, a Ni content of 46% or more is necessary. However, Ni is an expensive element, and a large amount of Ni exceeding 56% causes an increase in cost. Therefore, the Ni content is set to 46 to 56%. A desirable lower limit of the Ni content is 46.5%, and a desirable upper limit is 55.5%. A more desirable lower limit of the Ni content is 47%, and a more desirable upper limit is 55%.

Co:10〜15%
Coは、Niと同様、オーステナイト組織を得るために有効な元素であり、相安定性を高めてクリープ強度に寄与する。その効果を十分に得るためには、10%以上のCo含有量が必要である。しかしながら、Coは極めて高価な元素であり、15%を超えるCoの多量の含有はコストの増大を招く。そのため、Coの含有量は10〜15%とする。Co含有量の望ましい下限は10.5%であり、望ましい上限は14.5%である。
Co: 10-15%
Co, like Ni, is an element effective for obtaining an austenite structure, and contributes to creep strength by increasing phase stability. In order to sufficiently obtain the effect, a Co content of 10% or more is necessary. However, Co is an extremely expensive element, and a large content of Co exceeding 15% causes an increase in cost. Therefore, the Co content is 10 to 15%. A desirable lower limit of the Co content is 10.5%, and a desirable upper limit is 14.5%.

Cr:20〜25%
Crは、高温での耐酸化性および耐食性の確保のために必須の元素である。Crは、凝固過程でCと結合して、共晶炭化物を生成させ、溶接中の凝固割れおよび延性低下割れを防止するとともに、高温使用中の応力緩和割れ感受性を低減する作用も有する。これらの効果を得るためには、Crを20%以上含有させる必要がある。しかし、Crの含有量が過剰になって25%を超えると、高温での組織の安定性が劣化して、クリープ強度の低下を招く。このため、Crの含有量は20〜25%とする。Cr含有量の望ましい下限は20.5%であり、望ましい上限は24.5%である。Cr含有量のさらに望ましい下限は21%であり、さらに望ましい上限は24%である。
Cr: 20-25%
Cr is an essential element for securing oxidation resistance and corrosion resistance at high temperatures. Cr combines with C in the solidification process to produce eutectic carbide, prevents solidification cracking and ductile degradation cracking during welding, and also has the effect of reducing stress relaxation cracking susceptibility during high temperature use. In order to obtain these effects, it is necessary to contain 20% or more of Cr. However, if the Cr content is excessive and exceeds 25%, the stability of the structure at high temperatures deteriorates, leading to a decrease in creep strength. For this reason, content of Cr shall be 20-25%. A desirable lower limit of the Cr content is 20.5%, and a desirable upper limit is 24.5%. The more desirable lower limit of the Cr content is 21%, and the more desirable upper limit is 24%.

Mo:10.0%を超えて14.0%以下
Moは、マトリックスに固溶して700℃を超える高温でのクリープ強度の向上に大きく寄与する元素である。また、Moは、Pとの親和力が強く、結合することで、溶接後熱処理および高温使用中のPによる粒界脆化を軽減し、応力緩和割れの防止に寄与する。こうした効果を十分に確保して、高温使用中の耐応力緩和割れ性とクリープ強度を両立させるためには、本発明を構成する他の元素との関係で、10.0%を超えるMo含有量が必要である。しかし、Moを過剰に含有させてもその効果は飽和し、かえって靱性およびクリープ強度を低下させる。さらに、Moは高価な元素であり、14.0%を超えるMoの多量の含有はコストの増大を招く。さらに、14.0%を超えるMoの多量の含有は凝固割れ感受性を高めることにもなる。そのため、Moの含有量は10.0%を超えて14.0%以下とする。Mo含有量の望ましい下限は10.5%であり、望ましい上限は13.8%である。Mo含有量のさらに望ましい下限は11.0%であり、さらに望ましい上限は13.5%である。
Mo: more than 10.0% and not more than 14.0% Mo is an element that contributes greatly to the improvement of creep strength at a high temperature exceeding 700 ° C. by dissolving in the matrix. Further, Mo has a strong affinity with P, and by bonding, it reduces grain boundary embrittlement due to heat treatment after welding and P during high temperature use, and contributes to prevention of stress relaxation cracking. In order to ensure such effects sufficiently to achieve both stress relaxation crack resistance and creep strength during high temperature use, the Mo content exceeds 10.0% in relation to other elements constituting the present invention. is required. However, even if Mo is excessively contained, the effect is saturated, and on the contrary, toughness and creep strength are lowered. Furthermore, Mo is an expensive element, and a large amount of Mo exceeding 14.0% causes an increase in cost. Furthermore, the inclusion of a large amount of Mo exceeding 14.0% also increases the susceptibility to solidification cracking. Therefore, the Mo content is more than 10.0% and not more than 14.0%. A desirable lower limit of the Mo content is 10.5%, and a desirable upper limit is 13.8%. A more desirable lower limit of the Mo content is 11.0%, and a more desirable upper limit is 13.5%.

Ti:0.01〜0.5%
Tiは、Niと結合し、金属間化合物として微細に粒内析出し、高温でのクリープ強度の向上に寄与する。その効果を得るためには、本発明を構成する他の元素との関係で、0.01%以上のTi含有量が必要である。しかしながら、Tiの含有量が過剰になって0.5%を超えると、金属間化合物の過剰な析出を招き、粒内の変形抵抗が著しく高くなるので、高温使用中の応力緩和割れ感受性が増大する。そのため、Tiの含有量は0.01〜0.5%とする。Ti含有量の望ましい下限は0.1%であり、望ましい上限は0.4%である。
Ti: 0.01 to 0.5%
Ti combines with Ni and precipitates finely as an intermetallic compound, thereby contributing to the improvement of creep strength at high temperatures. In order to obtain the effect, a Ti content of 0.01% or more is necessary in relation to other elements constituting the present invention. However, if the Ti content is excessive and exceeds 0.5%, excessive precipitation of intermetallic compounds is caused, and the deformation resistance in the grains is remarkably increased, so that the stress relaxation cracking susceptibility during high temperature use is increased. To do. Therefore, the Ti content is set to 0.01 to 0.5%. A desirable lower limit of the Ti content is 0.1%, and a desirable upper limit is 0.4%.

Al:0.1〜1.0%
Alは、Tiと同様、Niと結合し、金属間化合物として微細に粒内析出し、高温でのクリープ強度の向上に寄与する。その効果を得るためには、本発明を構成する他の元素との関係で、0.1%以上のAl含有量が必要である。しかしながら、Alの含有量が過剰になって1.0%を超えると、金属間化合物の過剰な析出を招き、粒内の変形抵抗が著しく高くなるので、高温使用中の応力緩和割れ感受性が増大する。そのため、Alの含有量は0.1〜1.0%とする。Al含有量の望ましい下限は0.2%であり、望ましい上限は0.9%である。Al含有量のさらに望ましい下限は0.3%であり、さらに望ましい上限は0.8%である。
Al: 0.1 to 1.0%
Al, like Ti, binds to Ni, precipitates finely as an intermetallic compound, and contributes to the improvement of creep strength at high temperatures. In order to obtain the effect, an Al content of 0.1% or more is necessary in relation to other elements constituting the present invention. However, if the Al content is excessive and exceeds 1.0%, the intermetallic compound is excessively precipitated, and the deformation resistance in the grains is remarkably increased, so that the stress relaxation cracking susceptibility during high temperature use is increased. To do. Therefore, the content of Al is set to 0.1 to 1.0%. A desirable lower limit of the Al content is 0.2%, and a desirable upper limit is 0.9%. A more desirable lower limit of the Al content is 0.3%, and a more desirable upper limit is 0.8%.

N:0.006%以下
Nは、オーステナイト相を安定にするのに有効な元素であるが、本発明のCr含有量範囲では、Nの含有量が過剰になって0.006%を超えると、高温での使用中に多量の微細窒化物を粒内に析出させ、クリープ延性および靱性の低下を招く。そのため、Nの含有量は0.006%以下とする。N含有量の望ましい上限は0.005%である。N含有量の下限は特に設けないが、極端な低下は、製造コストの上昇を招く。このため、N含有量の望ましい下限は0.0005%である。
N: 0.006% or less N is an element effective for stabilizing the austenite phase, but in the Cr content range of the present invention, if the N content becomes excessive and exceeds 0.006%, During use at a high temperature, a large amount of fine nitride precipitates in the grains, resulting in a decrease in creep ductility and toughness. Therefore, the N content is 0.006% or less. A desirable upper limit of the N content is 0.005%. Although the lower limit of the N content is not particularly set, an extreme decrease leads to an increase in manufacturing cost. For this reason, the desirable lower limit of the N content is 0.0005%.

本発明のNi基耐熱合金用溶接材料の一つは、上述のCからNまでの元素を含み、残部がFeおよび不純物からなり、不純物としてのO、PおよびSの含有量をそれぞれ、次に述べる範囲に制限した化学組成を有するものである。   One of the welding materials for a Ni-base heat-resistant alloy of the present invention contains the elements C to N described above, the balance is made of Fe and impurities, and the contents of O, P and S as impurities are respectively It has a chemical composition limited to the stated range.

O:0.02%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、溶接材料の加工性および溶接金属の延性を低下させる。そのため、Oの含有量は0.02%以下とする必要がある。Oの含有量は0.015%以下とするのが望ましい。
O: 0.02% or less O exists as an impurity, but when it is contained in a large amount, it degrades the workability of the welding material and the ductility of the weld metal. Therefore, the content of O needs to be 0.02% or less. The O content is preferably 0.015% or less.

P:0.008%以下
Pは、不純物として含まれ、溶接金属の凝固時に最終凝固部の融点を低下させ、凝固割れ感受性を著しく増大させるとともに、高温使用中に粒界脆化を引き起こして耐応力緩和割れ性の低下を招く元素である。そのため、Pの含有量は0.008%以下とする必要がある。Pの含有量は0.006%以下とするのが望ましい。
P: 0.008% or less P is contained as an impurity, lowers the melting point of the final solidified portion during solidification of the weld metal, remarkably increases solidification cracking susceptibility, and causes intergranular embrittlement during high-temperature use, resulting in resistance to resistance. It is an element that causes a decrease in stress relaxation cracking property. Therefore, the P content needs to be 0.008% or less. The P content is preferably 0.006% or less.

S:0.005%以下
Sは、Pと同様、不純物として含まれ、溶接金属の凝固時に最終凝固部の融点を低下させ、凝固割れ感受性を増大させる元素である。さらには、高温使用中に結晶粒界に偏析・濃化し、応力緩和割れ感受性を著しく高める元素である。そのため、Sの含有量は0.005%以下とする必要がある。Sの含有量は0.003%以下とするのが望ましい。
S: 0.005% or less S, like P, is an element that is contained as an impurity, lowers the melting point of the final solidified portion during solidification of the weld metal, and increases the susceptibility to solidification cracking. Furthermore, it is an element that segregates and concentrates at the grain boundaries during high temperature use and significantly increases the stress relaxation cracking susceptibility. Therefore, the S content needs to be 0.005% or less. The S content is preferably 0.003% or less.

本発明のNi基耐熱合金用溶接材料の他の一つは、上記残部としての「Feおよび不純物」におけるFeの一部に代えて、0.1%以下のNdを含む化学組成を有するものである。   Another one of the welding materials for Ni-base heat-resistant alloys of the present invention has a chemical composition containing 0.1% or less of Nd in place of a part of Fe in the remaining “Fe and impurities”. is there.

以下、任意元素であるNdの作用効果と、含有量の限定理由について説明する。   Hereinafter, the effect of Nd which is an arbitrary element and the reason for limiting the content will be described.

Nd:0.1%以下
Ndは、Pとの親和力が強く、化合物を形成するとともに、SおよびOとも結合して化合物を形成し、PおよびSによる粒界弱化を抑制し、耐応力緩和割れ性の向上に寄与する元素である。このため、必要に応じてNdを含有させてもよい。しかしながら、Ndの含有量が過剰になって0.1%を超えると、上記の効果が飽和することに加え、炭化物として多量に粒内に析出し、かえって応力緩和割れ感受性を高める。そのため、含有させる場合のNdの量を0.1%以下とした。含有させる場合のNdの量は、0.08%以下とすることが望ましい。
Nd: 0.1% or less Nd has a strong affinity with P and forms a compound, and also combines with S and O to form a compound, suppresses weakening of grain boundaries by P and S, and stress relaxation cracking resistance It is an element that contributes to improving the properties. For this reason, you may contain Nd as needed. However, if the content of Nd becomes excessive and exceeds 0.1%, the above effect is saturated, and a large amount of carbide precipitates in the grains, which increases the stress relaxation cracking sensitivity. Therefore, the amount of Nd in the case of inclusion is set to 0.1% or less. In the case of inclusion, the amount of Nd is preferably 0.08% or less.

一方、前記したNdの効果を安定して得るためには、含有させる場合のNdの量は、0.005%以上とすることが望ましく、0.01%以上とすることがさらに望ましい。   On the other hand, in order to stably obtain the above-described effect of Nd, the amount of Nd when contained is preferably 0.005% or more, and more preferably 0.01% or more.

以上、本発明に係るNi基耐熱合金用溶接材料の化学組成について詳述したが、この溶接材料は、溶接時に優れた耐高温割れ性を有する。そして、この溶接材料を用いて、溶接中の耐高温割れ性、高温で長時間使用中の耐応力緩和割れ性および良好なクリープ強度を有する溶接金属を得ることができる。さらに、この溶接材料を用いて、溶接中の耐高温割れ性、高温で長時間使用中の耐応力緩和割れ性および良好なクリープ強度を有する溶接金属と高温強度に優れたNi基耐熱合金の母材とからなる溶接継手を得ることができる。   As described above, the chemical composition of the Ni-base heat-resistant alloy welding material according to the present invention has been described in detail, but this welding material has excellent hot cracking resistance during welding. And using this welding material, the weld metal which has the high temperature cracking resistance in welding, the stress relaxation cracking resistance in use for a long time at high temperature, and favorable creep strength can be obtained. Furthermore, using this welding material, a high temperature cracking resistance during welding, a stress relaxation cracking resistance during long-time use at high temperatures, and a base of a Ni-base heat-resistant alloy excellent in high-temperature strength and a weld metal having good creep strength. A welded joint made of a material can be obtained.

なお、本発明に係るNi基耐熱合金用溶接材料を用いて溶接継手を得る際に、Mo:7.0〜10.0%、Ni:46〜56%およびCr:20〜25%を含有する高温強度に優れたNi基耐熱合金を母材として用いると、母材においても700℃以上の高温域において優れた延性およびクリープ強度を有することになるから、好ましい。母材として用いる高温強度に優れたNi基耐熱合金は、本発明に係るNi基耐熱合金用溶接材料と同じ化学組成を有するNi基耐熱合金であってもよいし、異なってもよい。   In addition, when obtaining a welded joint using the welding material for Ni-base heat-resistant alloys according to the present invention, Mo: 7.0 to 10.0%, Ni: 46 to 56%, and Cr: 20 to 25% are contained. It is preferable to use a Ni-base heat-resistant alloy excellent in high-temperature strength as a base material because the base material also has excellent ductility and creep strength in a high-temperature region of 700 ° C. or higher. The Ni-base heat-resistant alloy having excellent high-temperature strength used as the base material may be a Ni-base heat-resistant alloy having the same chemical composition as the Ni-base heat-resistant alloy welding material according to the present invention, or may be different.

ここで、母材として高温強度に優れたNi基耐熱合金を用いる場合、その母材は、上記のMo:7.0〜10.0%、Ni:40〜50%およびCr:20〜25%を含有するものであることが好ましい理由について詳しく説明する。   Here, when using a Ni-base heat-resistant alloy excellent in high-temperature strength as a base material, the base material is Mo: 7.0 to 10.0%, Ni: 40 to 50%, and Cr: 20 to 25%. The reason why it is preferable to contain the material will be described in detail.

Mo:7.0〜10.0%
Moは、溶接金属におけると同様に、マトリックスに固溶して700℃を超える高温でのクリープ強度の向上に大きく寄与する元素である。母材は凝固ままで使用される溶接金属とは異なり、熱処理によって均質化が図られ、その効果がより得られやすい。このため、母材は、Moを含有することが好ましく、その量は7.0%以上であればよい。しかし、Moは高価な元素であり、コストの増大を招くため、Moを含有する場合のその量は10.0%以下とすることが望ましい。母材におけるMo含有量のさらに望ましい下限は7.5%であり、さらに望ましい上限は9.8%である。母材におけるMo含有量の一層望ましい下限は8.0%であり、一層望ましい上限は9.5%である。
Mo: 7.0 to 10.0%
As in the weld metal, Mo is an element that contributes greatly to the improvement of creep strength at a high temperature exceeding 700 ° C. by dissolving in the matrix. Unlike the weld metal that is used as it is in the solid state, the base material is homogenized by heat treatment, and the effect is more easily obtained. For this reason, it is preferable that a base material contains Mo, and the amount should just be 7.0% or more. However, Mo is an expensive element and causes an increase in cost. Therefore, when Mo is contained, the amount is desirably 10.0% or less. The more desirable lower limit of the Mo content in the base material is 7.5%, and the more desirable upper limit is 9.8%. A more desirable lower limit of the Mo content in the base material is 8.0%, and a more desirable upper limit is 9.5%.

Ni:46〜56%
Niは、溶接金属におけると同様に、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、十分なクリープ強度を得るために有効な元素である。その効果を得るために、母材は、Niを含有することが好ましく、その量は、溶接金属におけると同様、46%以上とすることが好ましい。一方、Niは高価な元素であり、コストの増大を招くため、Niを含有する場合のその量は56%以下とすることが望ましい。母材におけるNi含有量のさらに望ましい下限は46.5%であり、さらに望ましい上限は55.5%である。母材におけるNi含有量の一層望ましい下限は47%であり、一層望ましい上限は55%である。
Ni: 46-56%
Ni is an element effective for obtaining an austenite structure, as in the case of a weld metal, and is an element effective for ensuring sufficient structure strength during long-time use and obtaining sufficient creep strength. In order to obtain the effect, the base material preferably contains Ni, and the amount thereof is preferably 46% or more as in the weld metal. On the other hand, Ni is an expensive element and causes an increase in cost. Therefore, when Ni is contained, the amount is desirably 56% or less. The more desirable lower limit of the Ni content in the base material is 46.5%, and the more desirable upper limit is 55.5%. The more desirable lower limit of the Ni content in the base material is 47%, and the more desirable upper limit is 55%.

Cr:20〜25%
Crは、溶接金属におけると同様に、母材の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。溶接金属と同等の効果を得るために、母材は、Crを含有することが好ましく、その量は、20%以上とすることが好ましい。しかし、Crの含有量が過剰になると高温での組織の安定性を劣化して、クリープ強度の低下を招く。このため、Crを含有する場合、その量は25%以下とすることが望ましい。母材におけるCr含有量のさらに望ましい下限は20.5%であり、さらに望ましい上限は24.5%である。母材におけるCr含有量の一層望ましい下限は21%であり、一層望ましい上限は24%である。
Cr: 20-25%
Cr is an effective element for ensuring the oxidation resistance and corrosion resistance of the base metal at high temperatures, as in the case of weld metal. In order to obtain the same effect as the weld metal, the base material preferably contains Cr, and the amount thereof is preferably 20% or more. However, when the Cr content is excessive, the stability of the structure at high temperatures is deteriorated and the creep strength is lowered. For this reason, when it contains Cr, it is desirable that the amount be 25% or less. A more desirable lower limit of the Cr content in the base material is 20.5%, and a more desirable upper limit is 24.5%. A more desirable lower limit of the Cr content in the base material is 21%, and a more desirable upper limit is 24%.

高温強度に優れたNi基耐熱合金の母材は、上記範囲のMo、NiおよびCrに加えて、以下に述べる量の元素を含み、残部がFeおよび不純物からなるものであることがより好ましい。   It is more preferable that the base material of the Ni-base heat-resistant alloy having excellent high-temperature strength contains the following amounts of elements in addition to the above ranges of Mo, Ni and Cr, with the balance being Fe and impurities.

C:0.04〜0.12%
Cは、溶接金属におけると同様に、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。母材は凝固ままで使用される溶接金属とは異なり、熱処理によって均質化が図られ、その効果がより得られやすく、また、溶接割れ防止に対する対策を必要としない。このため、母材は、Cを含有することが好ましく、その量は0.04%以上であればよい。しかしながら、Cの含有量が過剰になると高温での使用中に粗大な炭化物を生成し、かえってクリープ強度の低下を招く。したがって、Cを含有する場合、その量は0.12%以下とすることが望ましい。母材におけるC含有量のさらに望ましい下限は0.05%であり、さらに望ましい上限は0.10%である。
C: 0.04 to 0.12%
C is an austenite-forming element, as in the weld metal, and is an element effective for enhancing the stability of the austenite structure when used at high temperatures. Unlike a weld metal that is used as it is, the base metal is homogenized by heat treatment, and its effect is more easily obtained, and no measures for preventing weld cracks are required. For this reason, it is preferable that the base material contains C, and the amount may be 0.04% or more. However, if the C content is excessive, coarse carbides are generated during use at high temperatures, which in turn leads to a decrease in creep strength. Therefore, when C is contained, the amount is desirably 0.12% or less. A more desirable lower limit of the C content in the base material is 0.05%, and a more desirable upper limit is 0.10%.

Si:1.0%以下
Siは、脱酸作用を有する。母材では上述のように溶接割れ防止に対する対策が必要ないものの、Siの含有量が過剰になって1.0%を超えると靱性を低下させる。したがって、母材がSiを含有する場合、その量は1.0%以下とすることが望ましい。母材におけるSiの含有量は、0.8%以下とするのがさらに好ましい。しかしながら、Si含有量の過度の低減は、脱酸効果が十分に得られず、鋼の清浄性が低下するとともに、製造コストの増大を招く。そのため、母材におけるSi含有量の下限は特に設けないが、望ましくは0.01%である。少なくともSiを0.01%含んでおれば、脱酸効果を得ることができる。さらに望ましいSi含有量の下限は、0.02%である。
Si: 1.0% or less Si has a deoxidizing action. Although the base material does not require measures for preventing weld cracking as described above, the toughness is lowered when the Si content is excessive and exceeds 1.0%. Therefore, when the base material contains Si, the amount is desirably 1.0% or less. The Si content in the base material is more preferably 0.8% or less. However, excessive reduction of the Si content does not provide a sufficient deoxidation effect, lowers the cleanliness of the steel, and increases the manufacturing cost. Therefore, the lower limit of the Si content in the base material is not particularly set, but is desirably 0.01%. If at least 0.01% of Si is contained, a deoxidizing effect can be obtained. A more desirable lower limit of the Si content is 0.02%.

Mn:1.5%以下
Mnは、Siと同様、脱酸作用を有する。しかしながら、Mnの含有量が過剰になると脆化を招く。このため、母材がMnを含有する場合、その量は1.5%以下とすることが望ましく、1.2%以下とするのがさらに好ましい。母材におけるMn含有量の下限は特に設けないが、望ましくは0.01%である。少なくともMnを0.01%含んでおれば、脱酸効果を得ることができる。さらに望ましいMn含有量の下限は、0.02%である。
Mn: 1.5% or less Mn has a deoxidizing action like Si. However, when the Mn content is excessive, embrittlement is caused. For this reason, when the base material contains Mn, the amount is desirably 1.5% or less, and more preferably 1.2% or less. The lower limit of the Mn content in the base material is not particularly set, but is desirably 0.01%. If at least 0.01% of Mn is contained, a deoxidizing effect can be obtained. A more desirable lower limit of the Mn content is 0.02%.

P:0.03%以下
Pは、不純物として含まれ、Pの含有量が過剰になるとクリープ延性の低下を招く。母材は、溶接金属の場合とは異なり、溶接割れ防止に対する対策を必要としないし、P含有量の極度の低減は製鋼コストの著しい増大を招く。このため、母材におけるP含有量は0.03%以下とすることが望ましく、0.02%以下とするのがさらに好ましい。
P: 0.03% or less P is contained as an impurity, and when the content of P is excessive, the creep ductility is reduced. Unlike the case of a weld metal, the base material does not require measures for preventing weld cracking, and the extreme reduction of the P content causes a significant increase in steelmaking costs. For this reason, it is desirable that the P content in the base material be 0.03% or less, and more preferably 0.02% or less.

S:0.01%以下
Sは、Pと同様、不純物として含まれ、Sの含有量が過剰になるとクリープ延性の低下を招く。母材は、溶接金属の場合とは異なり、溶接割れ防止に対する対策を必要としないし、S含有量の極度の低減は製鋼コストの著しい増大を招く。このため、母材におけるS含有量は0.01%以下とすることが望ましく、0.008%以下とするのがさらに好ましい。
S: 0.01% or less S, like P, is contained as an impurity, and when the S content is excessive, the creep ductility is reduced. Unlike the case of a weld metal, the base material does not require measures for preventing weld cracking, and the extreme reduction of the S content causes a significant increase in steelmaking costs. For this reason, the S content in the base material is preferably 0.01% or less, and more preferably 0.008% or less.

Co:10〜15%
Coは、溶接金属の場合と同様、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、クリープ強度の向上に寄与する元素である。このため、母材は、Coを含有することが好ましく、その量は10%以上であればよい。しかしながら、Coは極めて高価な元素であり、15%を超えるCoの多量の含有はコストの増大を招く。したがって、Coを含有する場合、その量は0.15%以下とすることが望ましい。母材におけるCo含有量のさらに望ましい下限は10.5%であり、さらに望ましい上限は14.5%である。
Co: 10-15%
Co is an element that is effective for obtaining an austenite structure as in the case of a weld metal, and is an element that ensures the structure stability during long-time use and contributes to the improvement of creep strength. For this reason, it is preferable that the base material contains Co, and the amount may be 10% or more. However, Co is an extremely expensive element, and a large content of Co exceeding 15% causes an increase in cost. Therefore, when it contains Co, it is desirable that the amount be 0.15% or less. A more desirable lower limit of the Co content in the base material is 10.5%, and a more desirable upper limit is 14.5%.

Ti:0.1〜0.5%
Tiは、微細な金属間化合物および炭窒化物として粒内に析出し、高温でのクリープ強度の向上に寄与する元素であり、高温使用中の応力緩和割れ感受性が溶接金属に比べて低い母材では高強度化のために積極的に活用してもよい。このため、母材は、Tiを含有することが好ましく、その量は、0.1%以上とすることが好ましい。しかしながら、Tiの含有量が過剰になると多量に炭窒化物を生成し、靱性の低下を招く。そのため、Tiを含有する場合、その量は0.5%以下とすることが望ましい。母材におけるTi含有量のさらに望ましい下限は0.15%であり、さらに望ましい上限は0.45%である。
Ti: 0.1 to 0.5%
Ti is an element that precipitates in the grains as fine intermetallic compounds and carbonitrides and contributes to the improvement of creep strength at high temperatures, and has a lower stress relaxation cracking susceptibility than weld metal during high temperature use Then, it may be actively used to increase the strength. For this reason, the base material preferably contains Ti, and the amount thereof is preferably 0.1% or more. However, when the Ti content is excessive, a large amount of carbonitride is generated, resulting in a decrease in toughness. Therefore, when Ti is contained, the amount is desirably 0.5% or less. A more desirable lower limit of the Ti content in the base material is 0.15%, and a more desirable upper limit is 0.45%.

N:0.01%以下
Nは、オーステナイト相を安定にするのに有効な元素である反面、その含有量が多量になると、使用中に炭窒化物が多量に析出して、延性および靱性の低下を招く。しかし、溶接ままで使用する溶接金属に比べて母材は細粒であり影響度合いは小さいため、母材では、Nの含有量を0.01%以下とすればよい。母材におけるN含有量のさらに望ましい上限は0.008%である。
N: 0.01% or less N is an element effective for stabilizing the austenite phase, but when the content is large, a large amount of carbonitride precipitates during use, and ductility and toughness Incurs a decline. However, since the base material is finer than the weld metal used as welded, and the degree of influence is small, the content of N may be 0.01% or less in the base material. A more desirable upper limit of the N content in the base material is 0.008%.

B:0.005%以下
Bは、高温での使用中に粒界に偏析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のに有効な元素である。このため、母材は、Bを含有することが好ましい。しかしながら、Bの含有量が過剰になるとHAZの液化割れ感受性を高める。そのため、Bを含有する場合、その量は0.005%以下とすることが望ましい。母材におけるB含有量の望ましい下限は0.0002%である。
B: 0.005% or less B is an element effective for improving the creep strength by segregating at the grain boundary during use at a high temperature to strengthen the grain boundary and finely dispersing the grain boundary carbide. is there. For this reason, it is preferable that the base material contains B. However, if the B content is excessive, the HAZ liquefaction cracking sensitivity is increased. Therefore, when B is contained, the amount is preferably 0.005% or less. A desirable lower limit of the B content in the base material is 0.0002%.

Al:0.8〜1.8%
Alは、Niと結合し微細な金属間化合物として微細に粒内析出し、高温でのクリープ強度の向上に寄与する元素であり、高温使用中の応力緩和割れ感受性が溶接金属に比べて低い母材では高強度化のために積極的に活用してもよい。このため、母材は、Alを含有することが好ましく、その量は、0.8%以上とすることが好ましい。しかしながら、Alの含有量が過剰になると、金属間化合物が過剰に析出して、靱性の低下を招く。そのため、Alを含有する場合、その量は1.8%以下とすることが望ましい。母材におけるAl含有量のさらに望ましい下限は0.9%であり、さらに望ましい上限は1.6%である。
Al: 0.8 to 1.8%
Al is an element that combines with Ni and precipitates finely as a fine intermetallic compound and contributes to the improvement of creep strength at high temperatures. The material may be actively used to increase the strength. For this reason, the base material preferably contains Al, and the amount is preferably 0.8% or more. However, when the Al content is excessive, intermetallic compounds are excessively precipitated, resulting in a decrease in toughness. Therefore, when Al is contained, the amount is desirably 1.8% or less. A more desirable lower limit of the Al content in the base material is 0.9%, and a more desirable upper limit is 1.6%.

Nd:0.005〜0.1%
Ndは、P、SおよびOと親和力が強く、母材の製造性を改善するのに有効であることに加え、HAZの液化割れ感受性を低減するのに有効な元素である。このため、母材は、Ndを含有することが好ましく、その量は、0.005%以上とすることが好ましい。しかしながら、Ndの含有量が過剰になると、上記の効果が飽和することに加え、炭化物として多量に粒内に析出し、靱性を低下させる。そのため、Ndを含有する場合、その量は0.1%以下とすることが望ましい。母材におけるNd含有量のさらに望ましい下限は0.01%であり、さらに望ましい上限は0.08%である。
Nd: 0.005 to 0.1%
Nd has a strong affinity for P, S, and O, and is effective in improving the manufacturability of the base material. In addition, Nd is an element effective in reducing the susceptibility to liquefaction cracking of HAZ. For this reason, the base material preferably contains Nd, and the amount is preferably 0.005% or more. However, when the content of Nd becomes excessive, in addition to saturation of the above effect, a large amount of carbide precipitates in the grains and lowers toughness. Therefore, when Nd is contained, the amount is desirably 0.1% or less. A more desirable lower limit of the Nd content in the base material is 0.01%, and a more desirable upper limit is 0.08%.

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。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited to these Examples.

表1に示す化学組成を有する材料を実験室溶解して鋳込んだインゴットから、熱間鍛造、熱間圧延、熱処理および機械加工により、板厚12mm、幅50mm、長さ100mmの板材を溶接母材用として作製した。   A plate material having a thickness of 12 mm, a width of 50 mm, and a length of 100 mm is welded from an ingot in which a material having the chemical composition shown in Table 1 is melted and cast in a laboratory by hot forging, hot rolling, heat treatment and machining. It was produced as a material.

さらに、表2に示す化学組成を有する符号1〜6の材料を実験室溶解して鋳込んだインゴットから、熱間鍛造、熱間圧延および機械加工により、外径1.2mm、長さ1000mmの溶接材料(溶接ワイヤ)を作製した。   Furthermore, from the ingot in which the materials of reference numerals 1 to 6 having the chemical composition shown in Table 2 were melted and cast in the laboratory, the outer diameter was 1.2 mm and the length was 1000 mm by hot forging, hot rolling and machining. A welding material (welding wire) was produced.

Figure 0004835771
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Figure 0004835771
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上記の溶接母材用板材の長手方向に、角度30°、ルート厚さ1mmのV開先を加工した後、厚さ25mm、幅200mmで長さ200mmのSM400BのJIS G 3106(2008)に規定の市販の鋼板上に、被覆アーク溶接棒としてJIS Z3224(1999)に規定の「DNiCrFe−3」を用いて、四周を拘束溶接した。   After processing a V groove with an angle of 30 ° and a root thickness of 1 mm in the longitudinal direction of the above-mentioned plate material for welded base material, it is specified in SM400B JIS G 3106 (2008) having a thickness of 25 mm, a width of 200 mm and a length of 200 mm. On a commercially available steel plate, four rounds were restrained and welded using “DNiCrFe-3” defined in JIS Z3224 (1999) as a coated arc welding rod.

その後、上述した符号1〜6の溶接材料を用いて、入熱9〜15kJ/cmでTIG溶接により開先内に多層溶接を行って、溶接材料の各符号について2体ずつ溶接継手を作製した。   Thereafter, multilayer welding was performed in the groove by TIG welding at a heat input of 9 to 15 kJ / cm using the welding materials of the above-described symbols 1 to 6, and two welded joints were produced for each symbol of the welding material. .

溶接継手は、各符号について、1体は溶接ままで、残りの1体は700℃×500時間の時効熱処理を行ってから、次の試験に供した。   The welded joints were subjected to the next test after being subjected to an aging heat treatment of 700 ° C. × 500 hours, with one welded as-welded for each symbol.

すなわち、各符号について、溶接ままの溶接継手および時効熱処理を施した溶接継手の各5か所から採取した試料の横断面を鏡面研磨、腐食した後、光学顕微鏡により検鏡し、溶接金属における割れの有無を調査した。なお、光学顕微鏡により検鏡した5個の全ての試料に割れのない溶接継手を「合格」とした。   That is, for each code, the cross section of the sample taken from each of the five welded joints and welded joints subjected to aging heat treatment was mirror-polished and corroded, then examined with an optical microscope, and cracked in the weld metal. The presence or absence of was investigated. In addition, the welded joint which does not have a crack in all the five samples examined with the optical microscope was set as "pass".

さらに、検鏡の結果、溶接金属に割れが認められなかった溶接ままの溶接継手から、溶接金属が平行部の中央となるように丸棒クリープ破断試験片を採取し、母材板材の目標破断時間が1000時間以上である700℃、196MPaの条件でクリープ破断試験を行った。なお、クリープ破断時間が母材板材の目標破断時間である1000時間を上回るものを合格とした。   Furthermore, as a result of microscopic examination, a round bar creep rupture test specimen was collected from the welded joint with no weld metal cracked so that the weld metal was at the center of the parallel part, and the target fracture of the base metal plate was taken. The creep rupture test was conducted under the conditions of 700 ° C. and 196 MPa for which the time was 1000 hours or more. In addition, the thing whose creep rupture time exceeded 1000 hours which is the target rupture time of a base material board material was set as the pass.

表3に、上記各試験の結果を示す。   Table 3 shows the results of the above tests.

表3の「割れ観察結果」欄における「○」は、光学顕微鏡による検鏡で5個の全ての試料に割れがない「合格」の溶接継手であることを示す。一方、「×」は、光学顕微鏡による検鏡で5個の試料のうち少なくとも1個の試料に割れが認められたことを示す。   “◯” in the “crack observation result” column of Table 3 indicates that the welded joint is “accepted” in which all five samples are not cracked by an optical microscope. On the other hand, “x” indicates that cracking was observed in at least one of the five samples by inspection with an optical microscope.

また、「クリープ破断試験結果」欄における「○」は、クリープ破断時間が母材板材の目標破断時間である1000時間を上回る「合格」の溶接継手であることを示す。一方、「×」はクリープ破断時間が1000時間に達しなかったことを示す。溶接材料符号6の「−」は、溶接ままの溶接継手から採取した試料の溶接金属に割れが認められたため、クリープ破断試験を行わなかったことを示す。   Further, “◯” in the “Creep rupture test result” column indicates that the welded joint has a “pass” in which the creep rupture time exceeds 1000 hours, which is the target rupture time of the base metal plate. On the other hand, “x” indicates that the creep rupture time did not reach 1000 hours. “−” Of welding material code 6 indicates that the creep rupture test was not performed because cracks were observed in the weld metal of the sample taken from the welded joint as welded.

Figure 0004835771
Figure 0004835771

表3から、化学組成が本発明で規定する範囲にある符号1〜3の溶接材料を用いて溶接した溶接継手の溶接金属には、時効熱処理中の応力緩和割れおよび溶接中の高温割れともに発生せず、しかも、高いクリープ強度を有することが明らかである。   From Table 3, the weld metal of welded joints welded with the welding materials of reference numerals 1 to 3 whose chemical composition is in the range specified in the present invention, both stress relaxation cracks during aging heat treatment and hot cracks during welding occur. It is clear that it has a high creep strength.

これに対して、化学組成が本発明で規定する範囲から外れた符号4および符号6の溶接材料を用いて溶接した溶接継手は、時効熱処理中の応力緩和割れと溶接中の高温割れのうちのいずれかの発生が認められた。また、化学組成が本発明で規定する範囲から外れた符号5の溶接材料を用いて溶接した溶接継手は、クリープ強度が低かった。   On the other hand, welded joints welded using the welding materials of reference numerals 4 and 6 whose chemical composition deviates from the range specified in the present invention are stress relaxation cracks during aging heat treatment and hot cracks during welding. Either occurrence was observed. Moreover, the weld joint welded with the welding material of the code | symbol 5 from which the chemical composition remove | deviated from the range prescribed | regulated by this invention had low creep strength.

すなわち、Alの含有量が本発明で規定する範囲を外れる符号4の溶接材料を用いて溶接した溶接継手は、微細な金属間化合物が粒内に過剰に生成し、粒内の変形抵抗が高いため、時効熱処理中に応力緩和割れが発生した。   That is, in the welded joint welded using the welding material of reference numeral 4 whose Al content is outside the range specified in the present invention, fine intermetallic compounds are excessively generated in the grains, and the deformation resistance in the grains is high. Therefore, stress relaxation cracks occurred during the aging heat treatment.

Cの含有量が0.03%と低く本発明で規定する範囲を外れる符号6の溶接材料を用いて溶接した溶接継手は、最終凝固部に十分な(Cr、M)236を生成できなかった結果、凝固割れが発生した。 A welded joint welded with a welding material having a low C content of 0.03% and outside the range specified in the present invention can produce (Cr, M) 23 C 6 sufficient for the final solidified part. As a result, solidification cracking occurred.

Moの含有量が本発明で規定する範囲を外れる符号5の溶接材料を用いて溶接した溶接継手は、割れは発生しなかったものの破断時間が1000時間に達せず、クリープ強度を満足しなかった。   The welded joint welded with the welding material of reference numeral 5 whose Mo content is outside the range defined in the present invention did not generate cracks but did not reach 1000 hours and did not satisfy the creep strength. .

以上述べたように、本発明で規定する範囲内の化学組成を有する溶接材料を用いた場合、溶接中の耐高温割れ性、高温で長時間使用中の耐応力緩和割れ性および良好なクリープ強度を有する溶接金属となることがわかる。   As described above, when using a welding material having a chemical composition within the range specified in the present invention, resistance to hot cracking during welding, resistance to stress relaxation cracking during long-term use at high temperatures, and good creep strength. It turns out that it becomes a weld metal which has.

本発明によれば、溶接時に優れた耐高温割れ性を有するNi基耐熱合金用溶接材料を提供することができ、また、それを用いて、溶接中の耐高温割れ性、高温で長時間使用中の耐応力緩和割れ性および良好なクリープ強度を有する溶接金属を提供することができる。さらに、この溶接材料を用いて、溶接中の耐高温割れ性、高温で長時間使用中の耐応力緩和割れ性および良好なクリープ強度を有する溶接金属と高温強度に優れたNi基耐熱合金の母材とからなる溶接継手を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a welding material for a Ni-base heat resistant alloy having excellent hot cracking resistance during welding, and using it, hot cracking resistance during welding and use at high temperatures for a long time. It is possible to provide a weld metal having moderate stress relaxation cracking resistance and good creep strength. Furthermore, using this welding material, a high temperature cracking resistance during welding, a stress relaxation cracking resistance during long-time use at high temperatures, and a base of a Ni-base heat-resistant alloy excellent in high-temperature strength and a weld metal having good creep strength. A welded joint made of a material can be provided.

Claims (6)

質量%で、C:0.06〜0.18%、Si:0.5%以下、Mn:1.5%以下、Ni:46〜56%、Co:10〜15%、Cr:20〜25%、Mo:10.0%を超えて14.0%以下、Ti:0.01〜0.5%、Al:0.1〜1.0%およびN:0.006%以下を含み、残部がFeおよび不純物からなり、不純物としてのO、PおよびSがそれぞれ、O:0.02%以下、P:0.008%以下およびS:0.005以下の化学組成を有することを特徴とする、Ni基耐熱合金用溶接材料。   In mass%, C: 0.06-0.18%, Si: 0.5% or less, Mn: 1.5% or less, Ni: 46-56%, Co: 10-15%, Cr: 20-25 %, Mo: more than 10.0% and not more than 14.0%, Ti: 0.01 to 0.5%, Al: 0.1 to 1.0% and N: 0.006% or less, the balance Is composed of Fe and impurities, and O, P, and S as impurities have chemical compositions of O: 0.02% or less, P: 0.008% or less, and S: 0.005 or less, respectively. , Welding materials for Ni-base heat-resistant alloys. Feの一部に代えて、質量%で、Nd:0.1%以下を含む化学組成を有することを特徴とする、請求項1に記載のNi基耐熱合金用溶接材料。   The welding material for a Ni-base heat-resistant alloy according to claim 1, wherein the welding material has a chemical composition containing Nd: 0.1% or less in mass% instead of a part of Fe. 請求項1または2に記載のNi基耐熱合金用溶接材料を用いてなる溶接金属。   A weld metal using the welding material for a Ni-base heat-resistant alloy according to claim 1 or 2. 請求項3に記載の溶接金属と高温強度に優れたNi基耐熱合金の母材とからなることを特徴とする、溶接継手。   A welded joint comprising the weld metal according to claim 3 and a base material of a Ni-base heat-resistant alloy excellent in high-temperature strength. 高温強度に優れたNi基耐熱合金の母材が、質量%で、Mo:7.0〜10.0%、Ni:46〜56%およびCr:20〜25%を含有することを特徴とする、請求項4に記載の溶接継手。   The base material of the Ni-base heat-resistant alloy excellent in high temperature strength is characterized by containing Mo: 7.0 to 10.0%, Ni: 46 to 56%, and Cr: 20 to 25% by mass. The welded joint according to claim 4. 高温強度に優れたNi基耐熱合金の母材が、質量%で、C:0.04〜0.12%、Si:1.0%以下、Mn:1.5%以下、P:0.03%以下、S:0.01%以下、Ni:46〜56%、Co:10〜15%、Cr:20〜25%、Mo:7.0〜10.0%、Ti:0.1〜0.5%、N:0.01%以下、B:0.005%以下、Al:0.8〜1.8%およびNd:0.005〜0.1%を含有し、残部がFeおよび不純物からなることを特徴とする、請求項4に記載の溶接継手。   The base material of the Ni-base heat-resistant alloy having excellent high-temperature strength is mass%, C: 0.04 to 0.12%, Si: 1.0% or less, Mn: 1.5% or less, P: 0.03 %: S: 0.01% or less, Ni: 46-56%, Co: 10-15%, Cr: 20-25%, Mo: 7.0-10.0%, Ti: 0.1-0 0.5%, N: 0.01% or less, B: 0.005% or less, Al: 0.8 to 1.8% and Nd: 0.005 to 0.1%, the balance being Fe and impurities The weld joint according to claim 4, comprising:
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