JPH06328290A - Ｎｉ基合金からなる溶接材料 - Google Patents
Ｎｉ基合金からなる溶接材料Info
- Publication number
- JPH06328290A JPH06328290A JP14270593A JP14270593A JPH06328290A JP H06328290 A JPH06328290 A JP H06328290A JP 14270593 A JP14270593 A JP 14270593A JP 14270593 A JP14270593 A JP 14270593A JP H06328290 A JPH06328290 A JP H06328290A
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- welding
- alloy
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- welding material
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ａ２８６等の極低温用非磁性材料の溶接に適
し、母材の強度を確保しつつ優れた低温靭性の溶接金属
が得られる溶接材料を提供する。 【構成】 Ｃ≦０.０２５％、Ｓi≦０.１５％、Ｍn≦
０.２５％、Ｐ≦０.０１０％、Ｓ≦０.００５％、Ｎi：
３０.０〜４５.０％、Ｃr：１０.０〜２０.０％、Ｍo≦
２.０％、Ｔi：０.６〜２.０％、Ｎb：１.５〜３.０
％、Ａl≦０.５％を含み、２.０％≦Ｔi＋Ｎb≦４.０％
で、かつ、Ｔi＋Ｎb＋１５×Ｓi≦５.０％を満足し、残
部が実質的にＦeからなることを特徴とするＮi基合金か
らなる溶接材料である。超電導発電、核融合炉などの極
低温用非磁性構造材(Ａ２８６合金など)の溶接に適して
いる。
し、母材の強度を確保しつつ優れた低温靭性の溶接金属
が得られる溶接材料を提供する。 【構成】 Ｃ≦０.０２５％、Ｓi≦０.１５％、Ｍn≦
０.２５％、Ｐ≦０.０１０％、Ｓ≦０.００５％、Ｎi：
３０.０〜４５.０％、Ｃr：１０.０〜２０.０％、Ｍo≦
２.０％、Ｔi：０.６〜２.０％、Ｎb：１.５〜３.０
％、Ａl≦０.５％を含み、２.０％≦Ｔi＋Ｎb≦４.０％
で、かつ、Ｔi＋Ｎb＋１５×Ｓi≦５.０％を満足し、残
部が実質的にＦeからなることを特徴とするＮi基合金か
らなる溶接材料である。超電導発電、核融合炉などの極
低温用非磁性構造材(Ａ２８６合金など)の溶接に適して
いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＮi基合金からなる溶接
材料に関し、より詳しくは、超電導発電、核融合炉など
の極低温用非磁性構造材の溶接に適する溶接材料に関す
る。
材料に関し、より詳しくは、超電導発電、核融合炉など
の極低温用非磁性構造材の溶接に適する溶接材料に関す
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、高強度の極低温用非磁性材料として、Ａ２８６合金
が使用されている。Ａ２８６合金は、元来、耐熱合金と
して開発されたＦe基超合金で、Ｎiが約２４.０〜２７.
０％、Ｃrが約１３.５〜１６.０％を主成分とし、これ
にＭo、Ｔi、Ａl、Ｖ、Ｂ等を少量添加したＦe基の組成
を有し、その組成の一例を表１に示す。しかし、Ａ２８
６合金を用いる大型構造物においては溶接接合が必要で
ある。
り、高強度の極低温用非磁性材料として、Ａ２８６合金
が使用されている。Ａ２８６合金は、元来、耐熱合金と
して開発されたＦe基超合金で、Ｎiが約２４.０〜２７.
０％、Ｃrが約１３.５〜１６.０％を主成分とし、これ
にＭo、Ｔi、Ａl、Ｖ、Ｂ等を少量添加したＦe基の組成
を有し、その組成の一例を表１に示す。しかし、Ａ２８
６合金を用いる大型構造物においては溶接接合が必要で
ある。
【０００３】その溶接材料としては、表１に示すような
共金系のＴＩＧ溶接ワイヤが使用されている。しかしな
がら、溶接金属の靭性が低いという問題があった。溶接
条件及び溶接金属の組成を表２、表３に示す。
共金系のＴＩＧ溶接ワイヤが使用されている。しかしな
がら、溶接金属の靭性が低いという問題があった。溶接
条件及び溶接金属の組成を表２、表３に示す。
【０００４】
【表１】
【０００５】
【表２】
【０００６】
【表３】
【０００７】本発明は、上記従来技術の問題点を解決
し、Ａ２８６等の極低温用非磁性材料の溶接に適し、母
材の強度を確保しつつ優れた低温靭性の溶接金属が得ら
れる溶接材料を提供することを目的とするものである。
し、Ａ２８６等の極低温用非磁性材料の溶接に適し、母
材の強度を確保しつつ優れた低温靭性の溶接金属が得ら
れる溶接材料を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、本発明は、Ｃ≦０.０２５％、Ｓi≦０.
１５％、Ｍn≦０.２５％、Ｐ≦０.０１０％、Ｓ≦０.０
０５％、Ｎi：３０.０〜４５.０％、Ｃr：１０.０〜２
０.０％、Ｍo≦２.０％、Ｔi：０.６〜２.０％、Ｎb：
１.５〜３.０％、Ａl≦０.５％を含み、２.０％≦Ｔi＋
Ｎb≦４.０％で、かつ、Ｔi＋Ｎb＋１５×Ｓi≦５.０％
を満足し、残部が実質的にＦeからなることを特徴とす
るＮi基合金からなる溶接材料を要旨としている。
の手段として、本発明は、Ｃ≦０.０２５％、Ｓi≦０.
１５％、Ｍn≦０.２５％、Ｐ≦０.０１０％、Ｓ≦０.０
０５％、Ｎi：３０.０〜４５.０％、Ｃr：１０.０〜２
０.０％、Ｍo≦２.０％、Ｔi：０.６〜２.０％、Ｎb：
１.５〜３.０％、Ａl≦０.５％を含み、２.０％≦Ｔi＋
Ｎb≦４.０％で、かつ、Ｔi＋Ｎb＋１５×Ｓi≦５.０％
を満足し、残部が実質的にＦeからなることを特徴とす
るＮi基合金からなる溶接材料を要旨としている。
【０００９】
【００１０】以下に本発明を更に詳述する。まず、本発
明の溶接材料の成分限定理由を説明する。
明の溶接材料の成分限定理由を説明する。
【００１１】Ｃ：Ｃ量が多いと延性、靭性を低下させ、
溶接割れを助長するため、Ｃ量は０.０２５％以下に限
定する。
溶接割れを助長するため、Ｃ量は０.０２５％以下に限
定する。
【００１２】Ｓi：Ｓiは脱酸剤として作用するが、量が
多いと靭性を低下させると共に溶接割れを助長するので
少ない量であることが必要である。また、本発明者の研
究によれば、Ｓiが多いと、強度及び低温靭性向上のた
めにＴi及びＮbの添加量を増加するに伴い溶接割れ感受
性が高くなるため、このためにも更にＳi量を下げる必
要がある(図５参照)。これらの理由から、Ｓi量は０.１
５％以下に限定する。
多いと靭性を低下させると共に溶接割れを助長するので
少ない量であることが必要である。また、本発明者の研
究によれば、Ｓiが多いと、強度及び低温靭性向上のた
めにＴi及びＮbの添加量を増加するに伴い溶接割れ感受
性が高くなるため、このためにも更にＳi量を下げる必
要がある(図５参照)。これらの理由から、Ｓi量は０.１
５％以下に限定する。
【００１３】Ｐ、Ｓ：溶接割れを助長する元素であり、
極力低いことが好ましいため、Ｐ≦０.０１０％、Ｓ≦
０.００５％とする。
極力低いことが好ましいため、Ｐ≦０.０１０％、Ｓ≦
０.００５％とする。
【００１４】Ｍn：Ｍnは脱酸剤として必要であるが、多
量に含有させると溶接性を低下させるため、０.２５％
以下とする。
量に含有させると溶接性を低下させるため、０.２５％
以下とする。
【００１５】Ｃr：Ｃrは耐食性のために１０.０％以上
必要であるが、過度の添加は熱間加工性を害するため、
１０.０〜２０.０％の範囲とする。
必要であるが、過度の添加は熱間加工性を害するため、
１０.０〜２０.０％の範囲とする。
【００１６】Ｍo：Ｍoは耐溶接割れ性に効果があるが、
多量に添加すると靭性が低下するため、２.０％以下と
する。
多量に添加すると靭性が低下するため、２.０％以下と
する。
【００１７】Ｔi、Ｎb：Ｔi、Ｎbはいずれも強度を上昇
させる効果があるが、同時に低温靭性の低下及び溶接割
れを助長するため、Ｔi：０.６〜２.０％、Ｎb:１.５〜
３.０％に制限した。各元素とも下限未満ではその効果
が得られず、また上限よりも多く添加すると上記の悪影
響をもたらす。
させる効果があるが、同時に低温靭性の低下及び溶接割
れを助長するため、Ｔi：０.６〜２.０％、Ｎb:１.５〜
３.０％に制限した。各元素とも下限未満ではその効果
が得られず、また上限よりも多く添加すると上記の悪影
響をもたらす。
【００１８】但し、図１に示すように、０.２％耐力(Ｙ
Ｓ)、引張強さ(ＴＳ)はＴi＋Ｎbの増加と共に上昇し、
室温における吸収エネルギーは低下する。Ａ２８６合金
と同等以上の吸収エネルギーを確保するためには、２.
０％≦Ｔi＋Ｎb≦４.０％の関係を満足することが必要
である。
Ｓ)、引張強さ(ＴＳ)はＴi＋Ｎbの増加と共に上昇し、
室温における吸収エネルギーは低下する。Ａ２８６合金
と同等以上の吸収エネルギーを確保するためには、２.
０％≦Ｔi＋Ｎb≦４.０％の関係を満足することが必要
である。
【００１９】更に、図４に示すように、Ｔi＋Ｎbが増加
すると溶接割れを発生し易くなるが、図５に溶接割れに
及ぼすＴi＋ＮbとＳi量の関係を示すように、Ｔi＋Ｎb
量及びＳi量が少ないほど、耐割れ性は改善され、Ｔi＋
Ｎb＋１５×Ｓi≦５.０％であれば、割れは発生しな
い。したがって、Ｔi＋Ｎb＋１５×Ｓi≦５.０％の関係
を満足する必要がある。
すると溶接割れを発生し易くなるが、図５に溶接割れに
及ぼすＴi＋ＮbとＳi量の関係を示すように、Ｔi＋Ｎb
量及びＳi量が少ないほど、耐割れ性は改善され、Ｔi＋
Ｎb＋１５×Ｓi≦５.０％であれば、割れは発生しな
い。したがって、Ｔi＋Ｎb＋１５×Ｓi≦５.０％の関係
を満足する必要がある。
【００２０】Ａl：Ａlは強度の上昇に寄与するが、多す
ぎると靭性が低下させるため、０.５％以下とする。
ぎると靭性が低下させるため、０.５％以下とする。
【００２１】Ｎi：Ｎiは組織を安定なオーステナイトに
保持するために必要な成分であり、そのためには３０.
０％以上が必要である。しかし、Ｎi量を増加すると強
度が低下するため、３０.０〜４５.０％の範囲とする。
保持するために必要な成分であり、そのためには３０.
０％以上が必要である。しかし、Ｎi量を増加すると強
度が低下するため、３０.０〜４５.０％の範囲とする。
【００２２】Ｆe：残部 残部は実質的にＦeである。ＦeはＮi量とバランスさせ
ることにより、高強度、高靭性と耐割れ性を向上させる
ことができるが、Ｎi量が少ないとＦe量が増加してバラ
ンスが悪くなり、耐割れ性が劣化する。
ることにより、高強度、高靭性と耐割れ性を向上させる
ことができるが、Ｎi量が少ないとＦe量が増加してバラ
ンスが悪くなり、耐割れ性が劣化する。
【００２３】なお、適用し得る母材はＡ２８６合金或い
はＡ２８６合金相当の強度を有する合金であるが、特性
を向上させるためにＴiを少な目にする等々の改良型の
類似成分組成であれば適用可能であり、溶接方法もＴＩ
Ｇ溶接が好ましいが、他の溶接法にも適用し得ることは
云うまでもない。
はＡ２８６合金相当の強度を有する合金であるが、特性
を向上させるためにＴiを少な目にする等々の改良型の
類似成分組成であれば適用可能であり、溶接方法もＴＩ
Ｇ溶接が好ましいが、他の溶接法にも適用し得ることは
云うまでもない。
【００２４】次に本発明の実施例を示す。
【００２５】
【００２６】表４に示す化学成分のワイヤ(１.２mmφ)
を製作し、この溶接ワイヤを用い、Ａ２８６合金(化学
成分：表１)を表２の条件でＴＩＧ溶接を行った。得ら
れた溶接金属につき、１０１０℃×２hr→ＷＱ(水冷)、
７２０℃×８hr→ＦＣ(炉冷)＋６５０℃×８hr→ＡＣ
(空冷)の熱処理を施した後、引張試験(ＴＳ、ＹＳ)及び
衝撃試験(室温での吸収エネルギー)を行った。その結果
を図１に示す。
を製作し、この溶接ワイヤを用い、Ａ２８６合金(化学
成分：表１)を表２の条件でＴＩＧ溶接を行った。得ら
れた溶接金属につき、１０１０℃×２hr→ＷＱ(水冷)、
７２０℃×８hr→ＦＣ(炉冷)＋６５０℃×８hr→ＡＣ
(空冷)の熱処理を施した後、引張試験(ＴＳ、ＹＳ)及び
衝撃試験(室温での吸収エネルギー)を行った。その結果
を図１に示す。
【００２７】図１より、本発明例Ｎo.１、２、３はいず
れも強度、衝撃値とも良好であるが、比較例Ｎo.４は強
度が低く、Ｎo.５、６、７は衝撃値が低い。なお、図
中、△印が母材(Ａ２８６)の特性である。
れも強度、衝撃値とも良好であるが、比較例Ｎo.４は強
度が低く、Ｎo.５、６、７は衝撃値が低い。なお、図
中、△印が母材(Ａ２８６)の特性である。
【００２８】また、表４に示す化学成分のワイヤを用
い、図２、図３に示す要領で、拘束溶接割れ試験を行っ
た結果を図４、図５に示す。これらより、本発明例Ｎo.
１、２、３及び比較例Ｎo.４は溶接割れが発生していな
いが、比較例Ｎo.５、６、７には溶接割れが発生してい
ることがわかる。
い、図２、図３に示す要領で、拘束溶接割れ試験を行っ
た結果を図４、図５に示す。これらより、本発明例Ｎo.
１、２、３及び比較例Ｎo.４は溶接割れが発生していな
いが、比較例Ｎo.５、６、７には溶接割れが発生してい
ることがわかる。
【００２９】
【表４】
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ａ２８６合金等の極低温用非磁性構造材料の溶接におい
て低温靭性の優れた溶接金属を得ることができる。また
母材並以上の高強度が得られ、溶接性も良好であるの
で、超電導発電、核融合炉などの極低温用非磁性構造材
の溶接に適している。
Ａ２８６合金等の極低温用非磁性構造材料の溶接におい
て低温靭性の優れた溶接金属を得ることができる。また
母材並以上の高強度が得られ、溶接性も良好であるの
で、超電導発電、核融合炉などの極低温用非磁性構造材
の溶接に適している。
【図１】実施例で得られた溶接金属の機械的性質と(Ｔi
＋Ｎb)量との関係を示す図である。
＋Ｎb)量との関係を示す図である。
【図２】溶接割れ試験片の形状・寸法(単位mm)を示す図
である。
である。
【図３】溶接割れ試験の拘束状態を示す図である。
【図４】実施例における全割れ長さと(Ｔi＋Ｎb)量との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図５】実施例における溶接割れと(Ｔi＋Ｎb)量及びＳ
i量との関係を示す図である。
i量との関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で(以下、同じ)、Ｃ≦０.０２５
％、Ｓi≦０.１５％、Ｍn≦０.２５％、Ｐ≦０.０１０
％、Ｓ≦０.００５％、Ｎi：３０.０〜４５.０％、Ｃ
r：１０.０〜２０.０％、Ｍo≦２.０％、Ｔi：０.６〜
２.０％、Ｎb：１.５〜３.０％、Ａl≦０.５％を含み、
２.０％≦Ｔi＋Ｎb≦４.０％で、かつ、Ｔi＋Ｎb＋１５
×Ｓi≦５.０％を満足し、残部が実質的にＦeからなる
ことを特徴とするＮi基合金からなる溶接材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14270593A JPH06328290A (ja) | 1993-05-22 | 1993-05-22 | Ｎｉ基合金からなる溶接材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14270593A JPH06328290A (ja) | 1993-05-22 | 1993-05-22 | Ｎｉ基合金からなる溶接材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06328290A true JPH06328290A (ja) | 1994-11-29 |
Family
ID=15321652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14270593A Withdrawn JPH06328290A (ja) | 1993-05-22 | 1993-05-22 | Ｎｉ基合金からなる溶接材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06328290A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7562807B2 (en) * | 2004-05-05 | 2009-07-21 | Electric Power Research Institute | Weld filler for welding dissimilar alloy steels and method of using same |
| CN106238959A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-12-21 | 上海交通大学 | 低磁钢用气保护焊丝 |
-
1993
- 1993-05-22 JP JP14270593A patent/JPH06328290A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7562807B2 (en) * | 2004-05-05 | 2009-07-21 | Electric Power Research Institute | Weld filler for welding dissimilar alloy steels and method of using same |
| CN106238959A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-12-21 | 上海交通大学 | 低磁钢用气保护焊丝 |
| CN106238959B (zh) * | 2016-08-04 | 2018-06-08 | 上海交通大学 | 低磁钢用气保护焊丝 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000801 |