JPH04120240A - 耐hic性及び耐ssc性に優れた溶接構造物 - Google Patents
耐hic性及び耐ssc性に優れた溶接構造物Info
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- JPH04120240A JPH04120240A JP23714590A JP23714590A JPH04120240A JP H04120240 A JPH04120240 A JP H04120240A JP 23714590 A JP23714590 A JP 23714590A JP 23714590 A JP23714590 A JP 23714590A JP H04120240 A JPH04120240 A JP H04120240A
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- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、硫化水素雰囲気にさらされる球形タンク等の
溶接構造物に係り、詳しくは耐HIC性及び耐SSC性
に優れた溶接構造物に関する。
溶接構造物に係り、詳しくは耐HIC性及び耐SSC性
に優れた溶接構造物に関する。
硫化水素雰囲気にさらされるLPG・ガス貯蔵用球形タ
ンクなどの溶接構造物は、使用中に水素誘起割れ(HI
C)や硫化物応力腐食割れ(SSC)が生じる可能性
があり、これらが生じた場合、構造物の信頼性に多大な
影響を及ぼすため、種々の厳しい要求がなされている。
ンクなどの溶接構造物は、使用中に水素誘起割れ(HI
C)や硫化物応力腐食割れ(SSC)が生じる可能性
があり、これらが生じた場合、構造物の信頼性に多大な
影響を及ぼすため、種々の厳しい要求がなされている。
鋼材及び鋼材HAZについての具体的な例としては、H
IC防止のために、硫化物(Mn5)等の非金属介在物
の低減やその形態制御をする、SSC防止のためにNA
CEが提唱する最高硬さをロックウェルC硬さで22以
下(ビッカース硬さ2118以下に相当、以下Hv24
8以下と記す)に抑え、Niを1%以下に抑えるという
要求がある。これら特性を満足させるため、鋼材につい
ては添加元素を低めに抑え、制御圧延、制御ブスセスな
どの方法により、鋼材の強度等特性を確保する方法が現
在採用されている。
IC防止のために、硫化物(Mn5)等の非金属介在物
の低減やその形態制御をする、SSC防止のためにNA
CEが提唱する最高硬さをロックウェルC硬さで22以
下(ビッカース硬さ2118以下に相当、以下Hv24
8以下と記す)に抑え、Niを1%以下に抑えるという
要求がある。これら特性を満足させるため、鋼材につい
ては添加元素を低めに抑え、制御圧延、制御ブスセスな
どの方法により、鋼材の強度等特性を確保する方法が現
在採用されている。
一方溶接金属の場合についても、構造物の信頼性を確保
するために、母材や溶接熱影響部と同様な特性が要求さ
れる。溶接金属については鋼材と異なり、圧延プスセス
を経由しないために、非金属介在物が球状で存在し、し
かも鋼材に比べ非常に微細なためHICは起こらないと
されている。
するために、母材や溶接熱影響部と同様な特性が要求さ
れる。溶接金属については鋼材と異なり、圧延プスセス
を経由しないために、非金属介在物が球状で存在し、し
かも鋼材に比べ非常に微細なためHICは起こらないと
されている。
SSCについては、母材同様にある条件下では起こる可
能性があり、特に焼入れ性が高まるとその危険性は増大
する。しかし溶接金属の特性は、溶接条件で決定される
冷却過程と、溶接金属の成分でその特性が決定されるた
め、母材と同じ組成では同等な特性が得られない場合が
多い。
能性があり、特に焼入れ性が高まるとその危険性は増大
する。しかし溶接金属の特性は、溶接条件で決定される
冷却過程と、溶接金属の成分でその特性が決定されるた
め、母材と同じ組成では同等な特性が得られない場合が
多い。
従って従来は、母材と同じ特性を得るために、溶接金属
の合金元素を母材のそれよりも高めに設定し、この問題
を解決してきた。この方法は、溶接金属の強度、靭性を
確保する上で必要不可欠であるが、合金元素の添加は溶
接金属の焼入れ性を上げる結果となり、耐SSC性と言
う観点からは好ましくない。この傾向は、とくに溶接金
属がその後の溶接により熱影響を受けて硬くなった場合
、さらに顕著になる。
の合金元素を母材のそれよりも高めに設定し、この問題
を解決してきた。この方法は、溶接金属の強度、靭性を
確保する上で必要不可欠であるが、合金元素の添加は溶
接金属の焼入れ性を上げる結果となり、耐SSC性と言
う観点からは好ましくない。この傾向は、とくに溶接金
属がその後の溶接により熱影響を受けて硬くなった場合
、さらに顕著になる。
従来の技術によれば、特開昭63−2588号公報に記
載されているように、NACEが提唱する最高硬さをH
v2118以下にするという要求を溶接金属にも適用し
、耐SSC性を確保しながら靭性等の特性を確保するの
が通常であった。しかしHv21J8以下という低硬度
を保ちながら強度、靭性を確保する方法も、もともと相
反する特性を両立させるという点から考えると、適用範
囲はおのずと限定されてくる。特に母材の強度が向上し
、溶接金属にも同様の強度が求められるようになってく
ると、低硬度、高強度を両立させることは極めて困難と
なる。
載されているように、NACEが提唱する最高硬さをH
v2118以下にするという要求を溶接金属にも適用し
、耐SSC性を確保しながら靭性等の特性を確保するの
が通常であった。しかしHv21J8以下という低硬度
を保ちながら強度、靭性を確保する方法も、もともと相
反する特性を両立させるという点から考えると、適用範
囲はおのずと限定されてくる。特に母材の強度が向上し
、溶接金属にも同様の強度が求められるようになってく
ると、低硬度、高強度を両立させることは極めて困難と
なる。
この問題は、構造物使用中に補修溶接等を行う場合、そ
の熱影響を受けて硬化するのは、母材より添加元素の多
い溶接金属となる可能性が大きいため、より困難となっ
てくる。
の熱影響を受けて硬化するのは、母材より添加元素の多
い溶接金属となる可能性が大きいため、より困難となっ
てくる。
このような問題を打破するためには、溶接金属について
はHv2118以下を満足する場合は言うに及ばず、H
v24B以下を満足しなくても、低硬度が達成された(
Hv2118以下を満足する)母材、母材HAZの耐
SSC性と同等な特性をもたせる必要がある。
はHv2118以下を満足する場合は言うに及ばず、H
v24B以下を満足しなくても、低硬度が達成された(
Hv2118以下を満足する)母材、母材HAZの耐
SSC性と同等な特性をもたせる必要がある。
換言すれば、SSCを起こさない最高の硬さ(以下単に
限界硬さという)を、Hv2118を上回るような溶接
金属の開発が必要である。このことは溶接構造物使用中
に補修溶接が必要となった場合、その溶接条件によって
は、溶接金属については、Hv 2118以下の条件を
満たさない可能性があることを考えるとその意義は大き
い。
限界硬さという)を、Hv2118を上回るような溶接
金属の開発が必要である。このことは溶接構造物使用中
に補修溶接が必要となった場合、その溶接条件によって
は、溶接金属については、Hv 2118以下の条件を
満たさない可能性があることを考えるとその意義は大き
い。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、Hv 2
08以下という条件が満足されない場合であっても、耐
HIC性及び耐SSC性に優れた溶接金属をもつ溶接構
造物を提供することを目的とする。
08以下という条件が満足されない場合であっても、耐
HIC性及び耐SSC性に優れた溶接金属をもつ溶接構
造物を提供することを目的とする。
本発明者らは、以上のような事情に着目し、また溶接金
属は、母材と比べて酸素量が非常に多いなどの違いがあ
ることから、SSC感受性が母材のそれとは異なるに違
いないと確信し、主として溶接金属中の成分のSSC感
受性に及ぼす影響を研究してきた。
属は、母材と比べて酸素量が非常に多いなどの違いがあ
ることから、SSC感受性が母材のそれとは異なるに違
いないと確信し、主として溶接金属中の成分のSSC感
受性に及ぼす影響を研究してきた。
本発明は、かかる研究の結果完成されたものであり、そ
の構成は以下の通りである。
の構成は以下の通りである。
(1)母材部が、重量%で、
C:0.02〜0.06%、 Si:0.6%以下。
Mn:1.0−−1.6%、 P :0.020%
以下。
以下。
S =0.001%以下、 Af :0.001〜
0.060%。
0.060%。
Nb:0.005〜0.04%、 Ti:0.005
〜0.030%。
〜0.030%。
Ca:0.001〜0.006%、 N :0.006
%以下。
%以下。
残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼を使用し、溶接
金属が下記(1)式で示される指数Pw:0.18〜0
.38%を満たし、 C:0.03〜0.14%、 Si:0.1〜0.6%
。
金属が下記(1)式で示される指数Pw:0.18〜0
.38%を満たし、 C:0.03〜0.14%、 Si:0.1〜0.6%
。
Mn:0.70〜1.8%、 P :0.02%以下。
S :0.0206以下、 B :0.0006〜0
.005 %。
.005 %。
0 :0.O15へ0.05%
とし、残部が鉄及び不可避的不純物であることを特徴と
する耐HIC性及び耐SSC性に優れた溶接構造物。
する耐HIC性及び耐SSC性に優れた溶接構造物。
Pw=C+Hn/+Mo15 −・・・・・(1)
(2)母材部は、付加成分として、 Mo:0.05〜0.5 a6. Ni:0.05〜
0.5 N。
(2)母材部は、付加成分として、 Mo:0.05〜0.5 a6. Ni:0.05〜
0.5 N。
Cu:0.05〜0.005 V :0.01−0.
10%の範囲で1種または2種以上を含有することを特
徴とする上記(1)項記載の耐HIC性及び耐SSC性
に優れた溶接構造物。
10%の範囲で1種または2種以上を含有することを特
徴とする上記(1)項記載の耐HIC性及び耐SSC性
に優れた溶接構造物。
(3)溶接金属が、重量%で、上記(1)式で示される
指数P賀が、Pw:0.+8〜0.JJ4%を満たし、
C:o、o3〜0.14%、 Si:0.1〜0.6%
。
指数P賀が、Pw:0.+8〜0.JJ4%を満たし、
C:o、o3〜0.14%、 Si:0.1〜0.6%
。
Mn:0.70〜1.8%. P :0.02%以下。
S :0.02%以下、 B :0.0006%未満
。
。
0 :0.015〜0.08%
とし、残部が鉄及び不可避的不純物であることを特徴と
する上記(1)項または(2)項記載の耐HIC性及び
耐SSC性に優れた溶接構造物。
する上記(1)項または(2)項記載の耐HIC性及び
耐SSC性に優れた溶接構造物。
(ll)溶接金属部は、付加成分として、Mo= 0.
5%以下、 Ni: 1.0%以下。
5%以下、 Ni: 1.0%以下。
Ti: 0.003〜0.05%
の1種または2種以上を含有することを特徴とする上記
(1)項ないしく3)項のいずれかに記載の耐HI C
性及び耐SSC性に優れた溶接構造物。
(1)項ないしく3)項のいずれかに記載の耐HI C
性及び耐SSC性に優れた溶接構造物。
以下本発明を、作用と共に詳細に説明する。
まず母材について述べる。
母材の耐HIC性及び耐SSC性は従来より採用されて
いる。母材中の硫化物低減及びその形態制御、母材及び
母材HAZの最高硬さをHv2118以下を確保するこ
とにより達成することとした。そのための成分範囲につ
いて以下に説明する。
いる。母材中の硫化物低減及びその形態制御、母材及び
母材HAZの最高硬さをHv2118以下を確保するこ
とにより達成することとした。そのための成分範囲につ
いて以下に説明する。
C及びOnは、母材の強度靭性を確保する上で不可欠な
成分である。しかし、過度の添加は焼入れ性を上げすぎ
るため、その範囲をそれぞれ0.02〜0.06%、1
.0〜1.6%とした。
成分である。しかし、過度の添加は焼入れ性を上げすぎ
るため、その範囲をそれぞれ0.02〜0.06%、1
.0〜1.6%とした。
SLは、添加量が多すぎると、HAZ靭性が劣化するの
で、上限を0.6%とした。
で、上限を0.6%とした。
P及びSは、本発明においては不純物であるが、母材、
HAZの靭性を劣化させ、かつSは硫化物を生成するの
で上限をそれぞれ0.020%、 0.001%とした
。
HAZの靭性を劣化させ、かつSは硫化物を生成するの
で上限をそれぞれ0.020%、 0.001%とした
。
Alは、脱酸に必要な量、及び靭性劣化を起こさない量
という点から、0.001〜0.060 o6とした。
という点から、0.001〜0.060 o6とした。
Nbは、析出効果による強度向上のため0.005%は
必要であるが、)(AZ硬さを抑えるために上限を0.
04%とした。
必要であるが、)(AZ硬さを抑えるために上限を0.
04%とした。
Tiは、TiNとして母材及びHA Zの細粒化に有効
であるため、必頃である。しかしTi、N共に過度の添
加は母相及びHAZの靭性を劣化させるので、その範囲
を0.005〜C1,030%、 0−006%以下と
した。
であるため、必頃である。しかしTi、N共に過度の添
加は母相及びHAZの靭性を劣化させるので、その範囲
を0.005〜C1,030%、 0−006%以下と
した。
Caは硫化物の形態を制御するため、また靭性を向上さ
せるために必要であるが、Cab、 CaSが多量に生
成されれば逆に靭性劣化を招くので、その範囲を0.0
01〜0.006%とした。
せるために必要であるが、Cab、 CaSが多量に生
成されれば逆に靭性劣化を招くので、その範囲を0.0
01〜0.006%とした。
以上は基本成分についてであるが、本発明構造物の母材
部は、この外に必要に応じて下記付加成分の1種又は2
種以上をも含有できる。
部は、この外に必要に応じて下記付加成分の1種又は2
種以上をも含有できる。
肋は、母材の強度、靭性を向上させるが、添加量が多す
ぎると靭性、溶接性の劣化を招くため、0.5%以下と
した。下限は実質的効果が得られるためという意味で、
0.05%とした。下限については、Ni、Cuについ
ても同様である。
ぎると靭性、溶接性の劣化を招くため、0.5%以下と
した。下限は実質的効果が得られるためという意味で、
0.05%とした。下限については、Ni、Cuについ
ても同様である。
Niの上限は、HAZ靭性に悪影響を及ぼさないという
点から0.5%とした。
点から0.5%とした。
Cuは、母材製造時のCuクラック防止という点から、
上限を0.5%とした。
上限を0.5%とした。
■は、Wb同様析出効果に寄与するものであるが、Nb
はどの働きが無いため、その範囲を0.01〜0.10
%とした。
はどの働きが無いため、その範囲を0.01〜0.10
%とした。
以上のような成分範囲の鋼を、必要に応じ制御圧延9制
御冷却、あるいは焼入れ、焼戻しを行うことにより、強
度を50Kgf / mm2以上とし2、かつ良好な耐
HIC性及び低硬度(Hv2118以下)、すなわち良
好な耐SSC性を確保することが可能となる。
御冷却、あるいは焼入れ、焼戻しを行うことにより、強
度を50Kgf / mm2以上とし2、かつ良好な耐
HIC性及び低硬度(Hv2118以下)、すなわち良
好な耐SSC性を確保することが可能となる。
次に溶接金属について述べる。
溶接金属については、既に述べたようにHICは起こら
ないとされている。SSCについては、母材及びHAZ
については)!v248以下を満足させることによって
良好な耐SSC性を確保してきたが、溶接金属について
はHv2118以下という条件を満足しなくても良好な
耐SSC性を示すための成分範囲を設定しなければなら
ない。
ないとされている。SSCについては、母材及びHAZ
については)!v248以下を満足させることによって
良好な耐SSC性を確保してきたが、溶接金属について
はHv2118以下という条件を満足しなくても良好な
耐SSC性を示すための成分範囲を設定しなければなら
ない。
まずC,Mn、 Moについてであるが、この3成分は
、溶接金属の耐SSC性から考えると、いずれもSSC
を起こさない最高の硬さ(限界硬さ)を下げる働きがあ
る。しかしその影響度が異なるため、前記(1)式で計
算される指数P−を導入した。
、溶接金属の耐SSC性から考えると、いずれもSSC
を起こさない最高の硬さ(限界硬さ)を下げる働きがあ
る。しかしその影響度が異なるため、前記(1)式で計
算される指数P−を導入した。
そしてP%4≦0.141%とすることにより、良好な
耐SSC性を得ることができる。
耐SSC性を得ることができる。
逆!: Pw >0.141a6(7)場合は、NAC
Eが提唱するHv248以下をしてもSSCを防ぐこと
ができない場合が生じる。P−の上限を0.48%とし
たのはこの理由による。
Eが提唱するHv248以下をしてもSSCを防ぐこと
ができない場合が生じる。P−の上限を0.48%とし
たのはこの理由による。
ただしPwの上限も、他の元素によって変化してくる。
すなわち後述するBによってPwの上限は減少してくる
。しかしBは、Tiと共に溶接金属に添加され、靭性の
向上には非常に有効なため、本発明者らは溶接金属にB
を添加しないとするのは不合理と考えた。そこでBを添
加しても良好な耐SSC性が得られる上限として0.3
8%を見いだしたものである。
。しかしBは、Tiと共に溶接金属に添加され、靭性の
向上には非常に有効なため、本発明者らは溶接金属にB
を添加しないとするのは不合理と考えた。そこでBを添
加しても良好な耐SSC性が得られる上限として0.3
8%を見いだしたものである。
一方P%4≦0.38%を満たせば、Bの添加、無添加
にかかわらず、Hv 2J8以下を満たさなくとも良好
な耐SSC性を得られるものであるが、Pw <0.1
8%の範囲においては、母材と同等な強度を確保するの
が困難になり、かつ通常の溶接施工時で考えられる低入
熱量においても最高硬さがHv211B以下となってし
まい、従来の技術による耐SSC性確保と同一になる。
にかかわらず、Hv 2J8以下を満たさなくとも良好
な耐SSC性を得られるものであるが、Pw <0.1
8%の範囲においては、母材と同等な強度を確保するの
が困難になり、かつ通常の溶接施工時で考えられる低入
熱量においても最高硬さがHv211B以下となってし
まい、従来の技術による耐SSC性確保と同一になる。
従ってPw <0.18%の範囲は、本発明の本章から
外れるとして、Pwの下限を0.18%とした。
外れるとして、Pwの下限を0.18%とした。
次に各成分について、その範囲限定理由について述べる
。
。
Cは、過剰に添加すると焼入れ性を過度に上げ、かつ溶
接中に凝固割れを引き起こし、また耐SSC性を低下さ
せることもあるから、上限を0.14%とした。下限の
0.03%は、強度、焼入れ性を確保する最小の値であ
る。
接中に凝固割れを引き起こし、また耐SSC性を低下さ
せることもあるから、上限を0.14%とした。下限の
0.03%は、強度、焼入れ性を確保する最小の値であ
る。
Onは、C同様に、強度、靭性を確保する上で不可欠で
ある。Onの下限、 0.70%はこれらを確保する上
で必要な最小値である。逆にMnは、1.8%を越すと
過度の焼入れ性が生じ、かつ限界硬さがHv2118以
下になってしまうので、この値を上限値とした。
ある。Onの下限、 0.70%はこれらを確保する上
で必要な最小値である。逆にMnは、1.8%を越すと
過度の焼入れ性が生じ、かつ限界硬さがHv2118以
下になってしまうので、この値を上限値とした。
Siは脱酸元素であり、後述するOの量に大きな影響を
与える。またSiは、溶接作業時の作業性にも大きな影
響を与える。耐SSC性確保という観点からはSiは少
ないほどよい(O量が多いほどよい)が、実用上充分な
作業性を確保するという点、および過度のO増大を防ぐ
という点から、その下限を0.1 %とした。上限は、
焼入れ性の過度の上昇、靭性劣化、O量を下げることに
よる耐SSC性の低下の点から、0.6%とした。
与える。またSiは、溶接作業時の作業性にも大きな影
響を与える。耐SSC性確保という観点からはSiは少
ないほどよい(O量が多いほどよい)が、実用上充分な
作業性を確保するという点、および過度のO増大を防ぐ
という点から、その下限を0.1 %とした。上限は、
焼入れ性の過度の上昇、靭性劣化、O量を下げることに
よる耐SSC性の低下の点から、0.6%とした。
PおよびSは本発明においては不純物である。
しかしPおよびSは、溶接金属中では粒界に扁析しやす
く、この点によるSR脆化、靭性劣化の問題が生じる可
能性があるため、上限値をそれぞれ0.020%とした
。
く、この点によるSR脆化、靭性劣化の問題が生じる可
能性があるため、上限値をそれぞれ0.020%とした
。
Bは、それを添加することによって限界硬さを下げる。
従ってBの働きが大きくない0.0006%未満につい
ては、(1)式に示す2%4は上限を0.141%とし
てもよいが、それ以上添加する場合は、2%4の上限を
0.38%としなければならない。、:のことは、Bの
添加によりC、Mn 、 Moの選択範囲を狭くするこ
とを意味し、好ましいことではないが、BはTiと共に
添加することにより、溶接金属の靭性を飛躍的に向上さ
せることができる。し、かもB添加による限界硬さの減
少は、せいぜいHv15程度しかなく、加えてBが0.
001%以上では、Bの限界硬さに与える影響は非常に
小さい。
ては、(1)式に示す2%4は上限を0.141%とし
てもよいが、それ以上添加する場合は、2%4の上限を
0.38%としなければならない。、:のことは、Bの
添加によりC、Mn 、 Moの選択範囲を狭くするこ
とを意味し、好ましいことではないが、BはTiと共に
添加することにより、溶接金属の靭性を飛躍的に向上さ
せることができる。し、かもB添加による限界硬さの減
少は、せいぜいHv15程度しかなく、加えてBが0.
001%以上では、Bの限界硬さに与える影響は非常に
小さい。
以上のことより本発明者らは、Pwの範囲を狭くしても
B添加は実用上有効と考えた。B添加の下限0.000
6%は、実質的な効果が得られるための最小値である。
B添加は実用上有効と考えた。B添加の下限0.000
6%は、実質的な効果が得られるための最小値である。
しかしBは過剰に添加するとオーステナイト粒界に扁析
し、初析フェライトの成長を抑え、過大な焼入れ性を生
ぜしめるので、B添加の上限を0.005%とした。
し、初析フェライトの成長を抑え、過大な焼入れ性を生
ぜしめるので、B添加の上限を0.005%とした。
0は、本発明の中で扱う溶接金属成分のなかで、添加量
を増大させることにより限界硬さを上げる、即ち耐SS
C性を向上させることができる唯一の成分である。しか
しOの多くは、溶接金属中の非金属介在物として存在し
、フェライトの生成核として働くため、過剰に添加する
と焼入れ性が低くなりすぎ、所定の靭性が確保できなく
なる可能性も生じてくる。
を増大させることにより限界硬さを上げる、即ち耐SS
C性を向上させることができる唯一の成分である。しか
しOの多くは、溶接金属中の非金属介在物として存在し
、フェライトの生成核として働くため、過剰に添加する
と焼入れ性が低くなりすぎ、所定の靭性が確保できなく
なる可能性も生じてくる。
さらにOは、溶接金属中にBが存在する場合Bと結合し
てB20.となり、有効Bを減少させる可能性がある。
てB20.となり、有効Bを減少させる可能性がある。
そこでBを添加する場合その効果を損なわない範囲とし
て、0の上限を0.05%とした。Bを添加しない場合
については、所定の靭性確保する上限として0.08%
とした。下限の0.015%は、良好な耐SSC性を得
るための最小値である。
て、0の上限を0.05%とした。Bを添加しない場合
については、所定の靭性確保する上限として0.08%
とした。下限の0.015%は、良好な耐SSC性を得
るための最小値である。
以上は、溶接金属における基本成分についてであるが、
この他に必要に応じてMo 、 Ni 、 Tiのうち
1種又は2種以上添加することができる。
この他に必要に応じてMo 、 Ni 、 Tiのうち
1種又は2種以上添加することができる。
HOは、本発明の優れた特性を生かすために添加される
べき元素である。しかしMOは、C,On同様に焼入れ
性を上げる働きがあるが、C,Mnに比べて高価である
ために、経済的見地より上限を0.5%とした。
べき元素である。しかしMOは、C,On同様に焼入れ
性を上げる働きがあるが、C,Mnに比べて高価である
ために、経済的見地より上限を0.5%とした。
Niは、添加量が1.0%以下ならば限界硬さを変えな
い。逆にこの値を趨えて添加すると、限界硬さを下げ始
めるために、上限を1.0%とすることにした。
い。逆にこの値を趨えて添加すると、限界硬さを下げ始
めるために、上限を1.0%とすることにした。
TiはBと共に添加し、溶接金属の靭性の向上に用いる
べきものである。Tiの下限、 (LOO5%は実質的
な効果を得るために必要な最小量である。TiはTiN
、TiO等となり、フェライトの生成核として働き、
微細な組織を形成する効果があるが、その反面TiCな
どの析出物を形成し、これが過度に存在すると、溶接金
属の靭性劣化をもたらすため、上限を0.05%とした
。
べきものである。Tiの下限、 (LOO5%は実質的
な効果を得るために必要な最小量である。TiはTiN
、TiO等となり、フェライトの生成核として働き、
微細な組織を形成する効果があるが、その反面TiCな
どの析出物を形成し、これが過度に存在すると、溶接金
属の靭性劣化をもたらすため、上限を0.05%とした
。
以上、母材及び溶接金属の成分範囲について述べてきた
が、上記溶接金属の成分範囲は、その溶接方法によって
制限されるものではない。また溶接金属の成分を、所定
の範囲に制限する手段として、溶接ワイヤの成分を制限
する、あるいは溶接フラックスの成分を制限するなどが
あるが、溶接後の溶接金属成分が所定の範囲内にあれば
、これら手段にも依存しない。なお溶接金属の成分を本
発明の成分範囲に制限することは、技術的には困難を必
要とするものではない。
が、上記溶接金属の成分範囲は、その溶接方法によって
制限されるものではない。また溶接金属の成分を、所定
の範囲に制限する手段として、溶接ワイヤの成分を制限
する、あるいは溶接フラックスの成分を制限するなどが
あるが、溶接後の溶接金属成分が所定の範囲内にあれば
、これら手段にも依存しない。なお溶接金属の成分を本
発明の成分範囲に制限することは、技術的には困難を必
要とするものではない。
表1に示すような成分を有する母材に、JIS−Z31
01に従い、溶接熱影響部の最高硬さ試験を行い、母材
及びHAZの最高硬さを測定することによりこれらの耐
SSC性を評価した。本発明によれば溶接熱影響部最高
硬さが、Hv 2118を上回ることなく、良好な耐S
SC性を示すことがわかる。
01に従い、溶接熱影響部の最高硬さ試験を行い、母材
及びHAZの最高硬さを測定することによりこれらの耐
SSC性を評価した。本発明によれば溶接熱影響部最高
硬さが、Hv 2118を上回ることなく、良好な耐S
SC性を示すことがわかる。
さらに超音波探傷により測定したNACE環境下におけ
るHIC割れ率(CAR)も示した。比較例に比べ本発
明例はHI Cは発生せず、良好な耐HIC性を示して
いる。また4点曲げのSSC試験を実降伏応力に相当す
る曲げ応力を負荷して行っても、本発明の場合割れは全
く認められなかった。
るHIC割れ率(CAR)も示した。比較例に比べ本発
明例はHI Cは発生せず、良好な耐HIC性を示して
いる。また4点曲げのSSC試験を実降伏応力に相当す
る曲げ応力を負荷して行っても、本発明の場合割れは全
く認められなかった。
種々の溶接継手を作製するために、第1図に示す母材部
4に第1及び第2の2本のビード1. 2を置き、第2
図に示す位置よりSSC試験片3を採取した。第1図に
示すように第2ビード2は第1ビードlに熱影響を与え
るためのもので、第2ビード2の入熱量を変化させるこ
とにより、第1ビード1の最高硬さをコントロールでき
る。
4に第1及び第2の2本のビード1. 2を置き、第2
図に示す位置よりSSC試験片3を採取した。第1図に
示すように第2ビード2は第1ビードlに熱影響を与え
るためのもので、第2ビード2の入熱量を変化させるこ
とにより、第1ビード1の最高硬さをコントロールでき
る。
第1ビード1に用いた溶接方法は、サブマージドアーク
溶接(SAW)、手溶接(SMAW)。
溶接(SAW)、手溶接(SMAW)。
ガスシールド溶接(GMAW)の3種であり、これら8
種の溶接方法は、一般的かつ代表的溶接方法であり、ス
テンレス鋼におけるティグ溶接や溶接金属中の酸素量を
確保することが難しいセルフシールド溶接などを除けば
、サワー環境中で用いられる溶接構造物の殆どがこれら
3種の溶接方法で施工される。
種の溶接方法は、一般的かつ代表的溶接方法であり、ス
テンレス鋼におけるティグ溶接や溶接金属中の酸素量を
確保することが難しいセルフシールド溶接などを除けば
、サワー環境中で用いられる溶接構造物の殆どがこれら
3種の溶接方法で施工される。
第2ビード2は、第1ビードl及び母材熱影響部の最高
硬さをコントロールするためのものであるが、SSCが
第2ビード2より生じる場合は、第1ビードlまたは母
材熱影響部のSSC試験ではなくなるため、第2ビード
2にたいしては、入熱量5 kJ / cmでもSSC
を起こさなかった表2−4に記載のY−3のワイヤと、
シールドガスの組合せを用いた。
硬さをコントロールするためのものであるが、SSCが
第2ビード2より生じる場合は、第1ビードlまたは母
材熱影響部のSSC試験ではなくなるため、第2ビード
2にたいしては、入熱量5 kJ / cmでもSSC
を起こさなかった表2−4に記載のY−3のワイヤと、
シールドガスの組合せを用いた。
表2−1.2−2.2−3は、各溶接方法に用いた溶接
材料の成分を示している。表2−4は第1ビードlに用
いた溶接条件及び溶接材料を示している。
材料の成分を示している。表2−4は第1ビードlに用
いた溶接条件及び溶接材料を示している。
表3は、SSC試験結果をまとめたものであり、溶接金
属の化学組成とは第1ビードの組成を指し、また限界硬
さは第2ビードにより第1ビードの最高硬さを変化させ
た溶接継手部を作製し、それぞれの継手よりSSC試験
片を第2図に示す位置より採取し、実降伏応力に相当す
る曲げ応力をNACE環境下において負荷し、SSCを
発生しない最高硬さとして決定した。
属の化学組成とは第1ビードの組成を指し、また限界硬
さは第2ビードにより第1ビードの最高硬さを変化させ
た溶接継手部を作製し、それぞれの継手よりSSC試験
片を第2図に示す位置より採取し、実降伏応力に相当す
る曲げ応力をNACE環境下において負荷し、SSCを
発生しない最高硬さとして決定した。
本発明によれば、母材及び母材熱影響部にはSSCが起
こらず、また溶接金属の限界硬さは全てHv 2118
を超えており、NACEが提唱するHv211B以下と
いう条件を満たさなくとも良好な耐SSC性が得られる
ことがわかる。
こらず、また溶接金属の限界硬さは全てHv 2118
を超えており、NACEが提唱するHv211B以下と
いう条件を満たさなくとも良好な耐SSC性が得られる
ことがわかる。
一方比較例では、YC3,YCJI、YD2.YE2.
YE3.YF2.YG2、NA3. A、 Fのように
、溶接金属の限界硬さに達する前に母材または母材HA
ZにSSCやHICか生じ、溶接金属の限界硬さが決定
出来ないものや、HD、NE、NH,Lのように、溶接
金属の限界硬さがHv248を下回るものが生じている
。
YE3.YF2.YG2、NA3. A、 Fのように
、溶接金属の限界硬さに達する前に母材または母材HA
ZにSSCやHICか生じ、溶接金属の限界硬さが決定
出来ないものや、HD、NE、NH,Lのように、溶接
金属の限界硬さがHv248を下回るものが生じている
。
以上説明した如く本発明は、従来一般に考えられてきた
SSCを防止する基準、 Hv 2118以下ト(隻う
条件を、必ずしも満足しなくとも良好な耐SSC性を示
す溶接金属を持つ溶接構造物を提供することができる。
SSCを防止する基準、 Hv 2118以下ト(隻う
条件を、必ずしも満足しなくとも良好な耐SSC性を示
す溶接金属を持つ溶接構造物を提供することができる。
このことは、溶接金属成分の選択の幅が広がることを意
味し、耐SSC性及びそれ以外の特性の確保など、溶接
構造物の信頼性の向上、補修溶接作業の能率向上環、構
造物の品質向上に資するところは極めて大である。
味し、耐SSC性及びそれ以外の特性の確保など、溶接
構造物の信頼性の向上、補修溶接作業の能率向上環、構
造物の品質向上に資するところは極めて大である。
第1図は溶接試験に供した溶接継手を示す斜視図、第2
図は溶接継手部から採取するSSC試験片の採取位置を
示す断面図である。 l・・・第1ビート、 2・・・第2ビード。 3・・・SSC試験片 、4・・・母材部代理人 弁理
士 秋 沢 政 光 他 1名 オ 図 岸2図 自 発 手 続 補正書 平成3年6月17日
図は溶接継手部から採取するSSC試験片の採取位置を
示す断面図である。 l・・・第1ビート、 2・・・第2ビード。 3・・・SSC試験片 、4・・・母材部代理人 弁理
士 秋 沢 政 光 他 1名 オ 図 岸2図 自 発 手 続 補正書 平成3年6月17日
Claims (4)
- (1)母材部が、重量%で、 C:0.02〜0.06%、Si:0.6%以下、Hn
:1.0〜1.6%、P:0.020%以下、S:0.
001%以下、Al:0.001〜0.060%、Nb
:0.005〜0.04%、Ti:0.005〜0.0
30%、Ca:0.001〜0.006%、N:0.0
06%以下、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼を
使用し、溶接金属が下記(1)式で示される指数Pw:
0.18〜0.38%を満たし、 C:0.03〜0.14%、Si:0.1〜0.6%、
Hn:0.70〜1.8%、P:0.02%以下、S:
0.02%以下、B:0.0006〜0.005%、O
:0.015〜0.05% とし、残部が鉄及び不可避的不純物であることを特徴と
する耐HIC性及び耐SSC性に優れた溶接構造物。 Pw=C+Hn/+Mo/5……(1) - (2)母材部は、付加成分として、 Mo:0.05〜0.5%、Ni:0.05〜0.5%
、Cu:0.05〜0.5%、V:0.01〜0.10
%の範囲で1種または2種以上を含有することを特徴と
する請求項(1)記載のHIC性及び耐SSC性に優れ
た溶接構造物。 - (3)溶接金属が、重量%で、(1)式で示される指数
Pwが、Pw:0.18〜0.44%を満たし、C:0
.03〜0.14%、Si:0.1〜0.6%、Mn:
0.70〜1.8%、P:0.02%以下、S:0.0
2%以下、B:0.0006%未満、O:0.015〜
0.08% とし、残部が鉄及び不可避的不純物であることを特徴と
する請求項(1)または(2)記載の耐HIC性及び耐
SSC性に優れた溶接構造物。 - (4)溶接金属部は、付加成分として、 Mo:0.5%以下、Ni:1.0%以下、Ti:0.
003〜0.05% の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求
項(1)ないし(3)のいずれかに記載の耐HIC性及
び耐SSC性に優れた溶接構造物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23714590A JP2711755B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 耐hic性及び耐ssc性に優れた溶接構造物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23714590A JP2711755B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 耐hic性及び耐ssc性に優れた溶接構造物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04120240A true JPH04120240A (ja) | 1992-04-21 |
JP2711755B2 JP2711755B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=17011075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23714590A Expired - Lifetime JP2711755B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 耐hic性及び耐ssc性に優れた溶接構造物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2711755B2 (ja) |
-
1990
- 1990-09-10 JP JP23714590A patent/JP2711755B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2711755B2 (ja) | 1998-02-10 |
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