JPH06142982A - 肉盛溶接用のＮｉ基合金 - Google Patents
肉盛溶接用のＮｉ基合金Info
- Publication number
- JPH06142982A JPH06142982A JP30100092A JP30100092A JPH06142982A JP H06142982 A JPH06142982 A JP H06142982A JP 30100092 A JP30100092 A JP 30100092A JP 30100092 A JP30100092 A JP 30100092A JP H06142982 A JPH06142982 A JP H06142982A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 肉盛溶接をした場合に割れを生じることがな
く、湯流れ性も良好で肉盛不良部を生じることのない、
Ｍｏ含有の溶接肉盛用のＮｉ基合金を提供する。 【構成】 Ｍｏを約１５ｗｔ％，Ｃｒを約１５ｗｔ％含
有し、Ｓの含有量を０．００３ｗｔ％以下に抑制し、さ
らにＳｉを添加することでＳｉとＭｎとの合計含有量を
０．１ｗｔ％以上に調整した商標名「ハステロイＣ」相
当のプラズマウダウェルディング用のＮｉ基合金粉末。 【作用及び効果】 不純物としてのＳを十分に低く抑制
したので、肉盛部が凝固する際にＭｏＳ2 が粒界に析出
するのを防止でき、肉盛部の表面割れをなくすと共に、
（Ｓｉ＋Ｍｎ）≧０．１ｗｔ％とすることで湯流れ性を
向上したので、肉盛不十分のくぼみを生じるといったこ
ともない。
く、湯流れ性も良好で肉盛不良部を生じることのない、
Ｍｏ含有の溶接肉盛用のＮｉ基合金を提供する。 【構成】 Ｍｏを約１５ｗｔ％，Ｃｒを約１５ｗｔ％含
有し、Ｓの含有量を０．００３ｗｔ％以下に抑制し、さ
らにＳｉを添加することでＳｉとＭｎとの合計含有量を
０．１ｗｔ％以上に調整した商標名「ハステロイＣ」相
当のプラズマウダウェルディング用のＮｉ基合金粉末。 【作用及び効果】 不純物としてのＳを十分に低く抑制
したので、肉盛部が凝固する際にＭｏＳ2 が粒界に析出
するのを防止でき、肉盛部の表面割れをなくすと共に、
（Ｓｉ＋Ｍｎ）≧０．１ｗｔ％とすることで湯流れ性を
向上したので、肉盛不十分のくぼみを生じるといったこ
ともない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、構造部材の耐食性の向
上などのため、構造部材の表面に肉盛溶接されるＮｉ基
合金、特にＭｏを含有するＮｉ基合金に関する。
上などのため、構造部材の表面に肉盛溶接されるＮｉ基
合金、特にＭｏを含有するＮｉ基合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋼管内面の耐食性・耐熱性を向上
させる場合などにおいて、Ｎｉ基合金粉末による粉体肉
盛溶接が行われることがあった。この様な用途に適した
Ｎｉ基合金としては、例えば、ハステロイＣ（商標名；
以下同じ）や、インコネル６２５（商標名；以下同じ）
などが知られていた。
させる場合などにおいて、Ｎｉ基合金粉末による粉体肉
盛溶接が行われることがあった。この様な用途に適した
Ｎｉ基合金としては、例えば、ハステロイＣ（商標名；
以下同じ）や、インコネル６２５（商標名；以下同じ）
などが知られていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、Ｎｉ基合金
粉末を用いて粉体肉盛溶接をした場合、肉盛部分に割れ
が生じる場合があることが分かった。特に、ハステロイ
Ｃの様にＭｏを多く含有するＮｉ基合金で肉盛溶接する
と、肉盛部分に割れが生じ易かった。そこで、割れの原
因として従来考えられていた酸素の影響を除くため、真
空中で溶解したハステロイＣに相当する低酸素化された
Ｎｉ基合金が市販される様になった。この市販品の登場
により、肉盛部の割れが生じなくなった（後記実施例の
試料Ｎｏ．５）。しかし、この市販品は湯流れ性が悪い
ため、肉盛が不十分なくぼみが生じ易く、この点におい
て良好な肉盛ができないという問題があった。
粉末を用いて粉体肉盛溶接をした場合、肉盛部分に割れ
が生じる場合があることが分かった。特に、ハステロイ
Ｃの様にＭｏを多く含有するＮｉ基合金で肉盛溶接する
と、肉盛部分に割れが生じ易かった。そこで、割れの原
因として従来考えられていた酸素の影響を除くため、真
空中で溶解したハステロイＣに相当する低酸素化された
Ｎｉ基合金が市販される様になった。この市販品の登場
により、肉盛部の割れが生じなくなった（後記実施例の
試料Ｎｏ．５）。しかし、この市販品は湯流れ性が悪い
ため、肉盛が不十分なくぼみが生じ易く、この点におい
て良好な肉盛ができないという問題があった。
【０００４】そこで、本発明は、肉盛溶接をした場合に
割れを生じることがなく、湯流れ性も良好な溶接肉盛用
のＮｉ基合金を提供することを目的とする。
割れを生じることがなく、湯流れ性も良好な溶接肉盛用
のＮｉ基合金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】かかる目的を達成するた
めになされた本発明の肉盛溶接用のＮｉ基合金は、Ｍｏ
を含有する肉盛溶接用のＮｉ基合金において、Ｓの含有
量を０．００３ｗｔ％以下に抑制され、さらにＳｉとＭ
ｎとを合計で０．１ｗｔ％以上含有したことを特徴とす
る。
めになされた本発明の肉盛溶接用のＮｉ基合金は、Ｍｏ
を含有する肉盛溶接用のＮｉ基合金において、Ｓの含有
量を０．００３ｗｔ％以下に抑制され、さらにＳｉとＭ
ｎとを合計で０．１ｗｔ％以上含有したことを特徴とす
る。
【０００６】
【作用及び効果】本発明のＮｉ基合金によれば、不純物
としてのＳ（通常であれば０．０１ｗｔ％程度は混入し
てしまう）を十分に低く抑制したので、肉盛部が凝固す
る際にＭｏＳ2 が粒界に析出するのを防止できる。この
結果、肉盛部には割れを生じない。また、ＳｉとＭｎと
が合計で０．１ｗｔ％以上含まれることによって、溶接
金属の湯流れ性が良く、肉盛部は良好に広がって形成さ
れ、肉盛の十分でないくぼみを生じるといったことがな
い。従って、本発明のＮｉ基合金によれば、欠陥のない
良好な肉盛を実行することができる。
としてのＳ（通常であれば０．０１ｗｔ％程度は混入し
てしまう）を十分に低く抑制したので、肉盛部が凝固す
る際にＭｏＳ2 が粒界に析出するのを防止できる。この
結果、肉盛部には割れを生じない。また、ＳｉとＭｎと
が合計で０．１ｗｔ％以上含まれることによって、溶接
金属の湯流れ性が良く、肉盛部は良好に広がって形成さ
れ、肉盛の十分でないくぼみを生じるといったことがな
い。従って、本発明のＮｉ基合金によれば、欠陥のない
良好な肉盛を実行することができる。
【０００７】ここで、従来は、溶接割れの防止には低酸
素化が有効であると考えられていた。確かに、低酸素化
はそれなりの効果がある。しかし、低酸素材を製造する
には費用がかかるという欠点がある。本発明者らは、こ
うした従来品の割れを検討した結果、割れを生じた合金
による肉盛部のデンドライト組織間の濃化部の粒界にＭ
ｏＳ2 が帯状に析出していることを実験的に確認し、こ
の位置が割れと一致していることから、本発明を完成す
るに至ったのである。
素化が有効であると考えられていた。確かに、低酸素化
はそれなりの効果がある。しかし、低酸素材を製造する
には費用がかかるという欠点がある。本発明者らは、こ
うした従来品の割れを検討した結果、割れを生じた合金
による肉盛部のデンドライト組織間の濃化部の粒界にＭ
ｏＳ2 が帯状に析出していることを実験的に確認し、こ
の位置が割れと一致していることから、本発明を完成す
るに至ったのである。
【０００８】かかる本発明の肉盛溶接用のＮｉ基合金に
よれば、低酸素化を特に意識する必要がなく、Ｓの含有
量を抑制しさえすればよいので、製造も簡単でコストの
低減をも達成することができる。なお、Ｎｉ基合金にお
いてＭｏＳ2 が析出し易いのは、肉盛溶接の温度範囲に
おいて、ＭｏＳ2 の標準生成エネルギが低いことに起因
しているものと考えられる。硫化物の標準生成エネルギ
に関しては、硫化物の種類と温度との関係について整理
したＪ．Ｆ．Ｅｌｌｉｏｔ，Ｍ．Ｇｌｅｉｓｅｒの発表
等が知られている。この発表による標準生成エネルギと
温度との関係の一部を示したのが図１である。
よれば、低酸素化を特に意識する必要がなく、Ｓの含有
量を抑制しさえすればよいので、製造も簡単でコストの
低減をも達成することができる。なお、Ｎｉ基合金にお
いてＭｏＳ2 が析出し易いのは、肉盛溶接の温度範囲に
おいて、ＭｏＳ2 の標準生成エネルギが低いことに起因
しているものと考えられる。硫化物の標準生成エネルギ
に関しては、硫化物の種類と温度との関係について整理
したＪ．Ｆ．Ｅｌｌｉｏｔ，Ｍ．Ｇｌｅｉｓｅｒの発表
等が知られている。この発表による標準生成エネルギと
温度との関係の一部を示したのが図１である。
【０００９】ところが、これからすると、例えば、ハス
テロイＣ相当のＮｉ基合金の場合には、ＦｅＳ（ｌ）や
ＭｎＳ（ｌ）の方が析出し易く、相対的にＭｏＳ2 は析
出し難いはずである。しかしながら、本発明者らの研究
によれば、ハステロイＣ相当のＮｉ基合金の様にＦｅを
相当量含有する合金であっても、硫化物として析出する
のはＭｏＳ2 の方であった。即ち、ことＮｉ基合金に関
しては、Ｍｏが含有されている場合には、たとえＦｅな
どが含有されていても、ＭｏＳ2 が析出し易いというこ
とが初めて分かったのである。
テロイＣ相当のＮｉ基合金の場合には、ＦｅＳ（ｌ）や
ＭｎＳ（ｌ）の方が析出し易く、相対的にＭｏＳ2 は析
出し難いはずである。しかしながら、本発明者らの研究
によれば、ハステロイＣ相当のＮｉ基合金の様にＦｅを
相当量含有する合金であっても、硫化物として析出する
のはＭｏＳ2 の方であった。即ち、ことＮｉ基合金に関
しては、Ｍｏが含有されている場合には、たとえＦｅな
どが含有されていても、ＭｏＳ2 が析出し易いというこ
とが初めて分かったのである。
【００１０】なお、Ｍｏを含有するＮｉ基合金におい
て、元々ＳｉやＭｎが十分に含有されている場合には、
Ｓの抑制だけでよいことになる。Ｓの抑制方法として
は、合金原料としてＳ含有量の低い原料を用いたり、合
金精錬中あるいは精錬後に脱硫処理をしたりすればよ
い。
て、元々ＳｉやＭｎが十分に含有されている場合には、
Ｓの抑制だけでよいことになる。Ｓの抑制方法として
は、合金原料としてＳ含有量の低い原料を用いたり、合
金精錬中あるいは精錬後に脱硫処理をしたりすればよ
い。
【００１１】
【実施例】次に、本発明を一層明らかにするために、実
施例を以下に説明する。実施例のＮｉ基合金及び比較例
として種々検討したＮｉ基合金を粉体肉盛溶接用にアト
マイズした粉末の組成を、表１に示す。いずれもハステ
ロイＣ（Ｃｒ；１４．５〜１６．５，Ｍｏ；１５〜１
７，Ｗ；３〜４．５，Ｆｅ；４〜７，Ｎｉ；Ｂａｌ）相
当のＮｉ基合金である。
施例を以下に説明する。実施例のＮｉ基合金及び比較例
として種々検討したＮｉ基合金を粉体肉盛溶接用にアト
マイズした粉末の組成を、表１に示す。いずれもハステ
ロイＣ（Ｃｒ；１４．５〜１６．５，Ｍｏ；１５〜１
７，Ｗ；３〜４．５，Ｆｅ；４〜７，Ｎｉ；Ｂａｌ）相
当のＮｉ基合金である。
【００１２】
【表１】
【００１３】それぞれの粉末は、概ね１００メッシュ以
下かつ２００メッシュ以上（−１００／＋２００）の粒
度に入る様に調整されている。この試料を用いて、プラ
ズマパウダウェルディング法にて、構造用鋼製の鋼管を
回転させつつ軸方向に移動させ、旋回しつつ連続するビ
ードで鋼管内面を被覆した。そして、その肉盛部の表面
割れの発生状況と、湯流れ性の不良によるくぼみの発生
状況とを肉眼で観察し、それぞれについて評価を行っ
た。この評価結果を図２，図３に示す。
下かつ２００メッシュ以上（−１００／＋２００）の粒
度に入る様に調整されている。この試料を用いて、プラ
ズマパウダウェルディング法にて、構造用鋼製の鋼管を
回転させつつ軸方向に移動させ、旋回しつつ連続するビ
ードで鋼管内面を被覆した。そして、その肉盛部の表面
割れの発生状況と、湯流れ性の不良によるくぼみの発生
状況とを肉眼で観察し、それぞれについて評価を行っ
た。この評価結果を図２，図３に示す。
【００１４】図２は、表面割れの発生状況を、Ｓの含有
量を横軸にして評価した結果である。評価値が「５」に
近いほど割れがひどくて性能が悪いことを意味し、
「１」に近いほど性能が良好であることを意味する。試
料Ｎｏ．１及びＮｏ．３〜５では、表面割れが皆無であ
り、きわめて良好であった。一方、試料Ｎｏ．２，６
は、肉盛部の全面に割れが生じ、実用上問題があること
が分かった。なお、試料Ｎｏ．６については、面分析を
行った結果、割れの発生した位置にＭｏＳ2 が帯状に大
量に析出していることが分かった。この試料Ｎｏ．６に
対する面分析の結果と、図２の評価結果からして、既に
「作用」の項において説明した様に、Ｓ含有量が表面割
れの重要な因子であることが分かった。そして、この図
２から、表面割れの生じない条件としては、Ｓ含有量が
０．００３ｗｔ％以下と判断できる。
量を横軸にして評価した結果である。評価値が「５」に
近いほど割れがひどくて性能が悪いことを意味し、
「１」に近いほど性能が良好であることを意味する。試
料Ｎｏ．１及びＮｏ．３〜５では、表面割れが皆無であ
り、きわめて良好であった。一方、試料Ｎｏ．２，６
は、肉盛部の全面に割れが生じ、実用上問題があること
が分かった。なお、試料Ｎｏ．６については、面分析を
行った結果、割れの発生した位置にＭｏＳ2 が帯状に大
量に析出していることが分かった。この試料Ｎｏ．６に
対する面分析の結果と、図２の評価結果からして、既に
「作用」の項において説明した様に、Ｓ含有量が表面割
れの重要な因子であることが分かった。そして、この図
２から、表面割れの生じない条件としては、Ｓ含有量が
０．００３ｗｔ％以下と判断できる。
【００１５】図３は、湯流れ不良によるくぼみの発生状
況を、Ｓｉ＋Ｍｎの含有量を横軸にして評価した結果で
ある。評価値が「５」に近いほど割れがひどくて性能が
悪いことを意味し、「１」に近いほど性能が良好である
ことを意味する。試料Ｎｏ．１，６では、全くくぼみを
確認できず、湯流れ性がきわめて良好であった。一方、
試料Ｎｏ．３，４は、多数のくぼみが確認され、湯流れ
性がきわめて悪いことが分かった。試料Ｎｏ．５は、実
用上やや難がある程度にくぼみが生じていた。なお、試
料Ｎｏ．２については、表面割れがあまりにひどかった
ので、湯流れ性については確認していない。しかし、こ
れらの傾向からすれば、湯流れ性自体は良好であったと
考えられる。
況を、Ｓｉ＋Ｍｎの含有量を横軸にして評価した結果で
ある。評価値が「５」に近いほど割れがひどくて性能が
悪いことを意味し、「１」に近いほど性能が良好である
ことを意味する。試料Ｎｏ．１，６では、全くくぼみを
確認できず、湯流れ性がきわめて良好であった。一方、
試料Ｎｏ．３，４は、多数のくぼみが確認され、湯流れ
性がきわめて悪いことが分かった。試料Ｎｏ．５は、実
用上やや難がある程度にくぼみが生じていた。なお、試
料Ｎｏ．２については、表面割れがあまりにひどかった
ので、湯流れ性については確認していない。しかし、こ
れらの傾向からすれば、湯流れ性自体は良好であったと
考えられる。
【００１６】この図３の結果からして、湯流れ性を向上
させて実用化可能にするには、Ｓｉ＋Ｍｎが０．０６ｗ
ｔ％ではやや不足し、０．１ｗｔ％以上が適当であるこ
とが分かる。ここで、試料Ｎｏ．３，４は、図２で示し
た様に、表面割れの抑制については成績のよかったもの
である。一方、試料Ｎｏ．６は表面割れに関していえば
実用上使用不可能なものである。そして、試料Ｎｏ．１
だけが、表面割れからも湯流れ性からも実用上良好なも
のである。このことからして、表面割れと湯流れ性とは
それぞれが独立の因子であることが分かる。
させて実用化可能にするには、Ｓｉ＋Ｍｎが０．０６ｗ
ｔ％ではやや不足し、０．１ｗｔ％以上が適当であるこ
とが分かる。ここで、試料Ｎｏ．３，４は、図２で示し
た様に、表面割れの抑制については成績のよかったもの
である。一方、試料Ｎｏ．６は表面割れに関していえば
実用上使用不可能なものである。そして、試料Ｎｏ．１
だけが、表面割れからも湯流れ性からも実用上良好なも
のである。このことからして、表面割れと湯流れ性とは
それぞれが独立の因子であることが分かる。
【００１７】以上の評価結果から、Ｍｏを含有するＮｉ
基合金を肉盛溶接用に用いる場合、Ｓ含有量を０．００
３ｗｔ％以下に抑制し、Ｓｉ＋Ｍｎ含有量を０．１ｗｔ
％以上とすることがよいという結論を得た。表面割れ，
湯流れ性のいずれの観点からも良好であった試料Ｎｏ．
１は、まさにこの条件を満足していた。
基合金を肉盛溶接用に用いる場合、Ｓ含有量を０．００
３ｗｔ％以下に抑制し、Ｓｉ＋Ｍｎ含有量を０．１ｗｔ
％以上とすることがよいという結論を得た。表面割れ，
湯流れ性のいずれの観点からも良好であった試料Ｎｏ．
１は、まさにこの条件を満足していた。
【００１８】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
は上述した実施例に限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲内で種々なる態様にて実現することが
できることはいうまでもない。例えば、実施例以外のＮ
ｉ−Ｃｒ−Ｍｏ合金においても、Ｓを十分に低下させて
おかなければ、Ｍｏの硫化物生成エネルギが十分に低い
ことからして肉盛溶接時にＭｏＳ2 の粒界析出が生じる
ことはほぼ確実であるから、本発明の技術的思想を適用
して、Ｓを０．００３ｗｔ％以下に抑制すべきである。
そして、湯流れ性は、表面割れとは無関係に改善でき、
Ｓｉ＋Ｍｎを０．１ｗｔ％以上に調整しておけば肉盛部
に肉盛不良のくぼみが生じることもないということが、
図３から明かである。従って、Ｍｏを含有する各種のＮ
ｉ基合金について本発明をそのまま適用し得ることはも
ちろんである。
は上述した実施例に限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲内で種々なる態様にて実現することが
できることはいうまでもない。例えば、実施例以外のＮ
ｉ−Ｃｒ−Ｍｏ合金においても、Ｓを十分に低下させて
おかなければ、Ｍｏの硫化物生成エネルギが十分に低い
ことからして肉盛溶接時にＭｏＳ2 の粒界析出が生じる
ことはほぼ確実であるから、本発明の技術的思想を適用
して、Ｓを０．００３ｗｔ％以下に抑制すべきである。
そして、湯流れ性は、表面割れとは無関係に改善でき、
Ｓｉ＋Ｍｎを０．１ｗｔ％以上に調整しておけば肉盛部
に肉盛不良のくぼみが生じることもないということが、
図３から明かである。従って、Ｍｏを含有する各種のＮ
ｉ基合金について本発明をそのまま適用し得ることはも
ちろんである。
【００１９】また、肉盛溶接の方法としては、プラズマ
パウダウェルディング法に限らず、種々の粉体肉盛溶接
や、溶接ワイヤを用いての肉盛溶接が知られているが、
これらに用いるためのＮｉ基合金につき、本発明を適用
できることももちろんである。加えて、鋼管の内面の耐
食性向上に限らず、構造部材外面の耐熱性向上など、他
の種々の目的にて使用する肉盛溶接用のＮｉ基合金に本
発明を適用し得ることはもちろんである。
パウダウェルディング法に限らず、種々の粉体肉盛溶接
や、溶接ワイヤを用いての肉盛溶接が知られているが、
これらに用いるためのＮｉ基合金につき、本発明を適用
できることももちろんである。加えて、鋼管の内面の耐
食性向上に限らず、構造部材外面の耐熱性向上など、他
の種々の目的にて使用する肉盛溶接用のＮｉ基合金に本
発明を適用し得ることはもちろんである。
【００２０】なお、肉盛部の光沢など外観を気にする場
合には、湯流れ性を向上させる構成要素としてはＭｎを
極力減らすか無くし、Ｓｉの含有量を０．１ｗｔ％以上
にするとよい。
合には、湯流れ性を向上させる構成要素としてはＭｎを
極力減らすか無くし、Ｓｉの含有量を０．１ｗｔ％以上
にするとよい。
【図１】 硫化物の標準生成エネルギと温度との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図２】 実施例において表面割れをＳの含有量につい
て整理したグラフである。
て整理したグラフである。
【図３】 実施例において湯流れ性をＳｉ＋Ｍｎの含有
量について整理したグラフである。
量について整理したグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｍｏを含有する肉盛溶接用のＮｉ基合金
において、Ｓの含有量を０．００３ｗｔ％以下に抑制さ
れ、さらにＳｉとＭｎとを合計で０．１ｗｔ％以上含有
したことを特徴とする肉盛溶接用のＮｉ基合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30100092A JPH06142982A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 肉盛溶接用のＮｉ基合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30100092A JPH06142982A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 肉盛溶接用のＮｉ基合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06142982A true JPH06142982A (ja) | 1994-05-24 |
Family
ID=17891625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30100092A Pending JPH06142982A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 肉盛溶接用のＮｉ基合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06142982A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103343263A (zh) * | 2013-07-08 | 2013-10-09 | 宝鸡泰华磁机电技术研究所有限公司 | MoS2基自润滑耐磨抗腐蚀合金及其制备方法 |
-
1992
- 1992-11-11 JP JP30100092A patent/JPH06142982A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103343263A (zh) * | 2013-07-08 | 2013-10-09 | 宝鸡泰华磁机电技术研究所有限公司 | MoS2基自润滑耐磨抗腐蚀合金及其制备方法 |
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