JPH0639587A - 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用潜弧溶接方法 - Google Patents
高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用潜弧溶接方法Info
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- JPH0639587A JPH0639587A JP19731692A JP19731692A JPH0639587A JP H0639587 A JPH0639587 A JP H0639587A JP 19731692 A JP19731692 A JP 19731692A JP 19731692 A JP19731692 A JP 19731692A JP H0639587 A JPH0639587 A JP H0639587A
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- welding
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、高強度耐熱鋼の溶接に際し、高温
におけるクリープ破断強度を高めるとともに靭性を向上
させた健全な溶接金属を容易に能率良く得られることを
可能とした潜弧溶接方法を提供することにある。 【構成】 Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｖ，Ｎを特定
したワイヤとＣａＦ2 ，ＣａＯまたはＭｇＯ，Ａｌ2 Ｏ
3 ，ＳｉＯ2 を特定したフラックスとを特定式により、
Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏが特定量を満足するように
ワイヤとフラックスを組み合わせ、さらに（Ｍｏ＋Ｗ）
／（Ｃｕ＋Ｃｏ）の関係を限定することにより、溶接金
属中のδフェライトの生成を抑制し、クリープ破断強度
と靭性を格段に高めた。 【効果】 高強度耐熱鋼用の溶接を本発明方法で施工す
ることにより溶接継手部のクリープ破断特性、靭性の信
頼性を大幅に向上することができる。
におけるクリープ破断強度を高めるとともに靭性を向上
させた健全な溶接金属を容易に能率良く得られることを
可能とした潜弧溶接方法を提供することにある。 【構成】 Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｖ，Ｎを特定
したワイヤとＣａＦ2 ，ＣａＯまたはＭｇＯ，Ａｌ2 Ｏ
3 ，ＳｉＯ2 を特定したフラックスとを特定式により、
Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏが特定量を満足するように
ワイヤとフラックスを組み合わせ、さらに（Ｍｏ＋Ｗ）
／（Ｃｕ＋Ｃｏ）の関係を限定することにより、溶接金
属中のδフェライトの生成を抑制し、クリープ破断強度
と靭性を格段に高めた。 【効果】 高強度耐熱鋼用の溶接を本発明方法で施工す
ることにより溶接継手部のクリープ破断特性、靭性の信
頼性を大幅に向上することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高Ｃｒフェライト系耐熱
鋼用潜弧溶接方法に関するものであり、さらに詳しくは
高温におけるクリープ特性、靭性、耐割れ性に優れた溶
接金属を得るための潜弧溶接方法に係わるものである。
鋼用潜弧溶接方法に関するものであり、さらに詳しくは
高温におけるクリープ特性、靭性、耐割れ性に優れた溶
接金属を得るための潜弧溶接方法に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】近年高温高能率型のエネルギープラント
用鋼材として、クリープ強度が極めて優れ且つオーステ
ナイト系ステンレス鋼に見られるような応力腐食割れの
心配が少ないフェライト系耐熱鋼の要望が強く、この種
の材料が使用され始めている。フェライト系耐熱鋼用に
開発されている溶接材料として、例えば特開昭６０−２
５７９９１号公報に開示されている９Ｃｒ−Ｍｏ系鋼用
溶接ワイヤの如く溶接ワイヤ中のＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｎｉ量を限定し、さらにＮｂ，Ｖの１種また
は２種を添加して（Ｎｂ＋Ｖ）で０．３％以下とする溶
接ワイヤが提案されている。また、特開平２−２８０９
９３号公報では８〜１２％Ｃｒ系溶接材料の如くＣ，Ｓ
ｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ａｌ，Ｎ
の添加量を限定しＣｒ当量：１３％以下とする溶接材料
が提案されている。
用鋼材として、クリープ強度が極めて優れ且つオーステ
ナイト系ステンレス鋼に見られるような応力腐食割れの
心配が少ないフェライト系耐熱鋼の要望が強く、この種
の材料が使用され始めている。フェライト系耐熱鋼用に
開発されている溶接材料として、例えば特開昭６０−２
５７９９１号公報に開示されている９Ｃｒ−Ｍｏ系鋼用
溶接ワイヤの如く溶接ワイヤ中のＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｎｉ量を限定し、さらにＮｂ，Ｖの１種また
は２種を添加して（Ｎｂ＋Ｖ）で０．３％以下とする溶
接ワイヤが提案されている。また、特開平２−２８０９
９３号公報では８〜１２％Ｃｒ系溶接材料の如くＣ，Ｓ
ｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ａｌ，Ｎ
の添加量を限定しＣｒ当量：１３％以下とする溶接材料
が提案されている。
【０００３】しかしながらこれらの従来技術は大幅なク
リープ強度を向上しようとするものではなく、組織的に
はマルテンサイト相中にδフェライトを晶出することが
あり、この晶出したδフェライトは基地中マルテンサイ
トより著しく軟らかい相であって、このような軟らかい
第二相が硬い基地中に分散する場合、全体の衝撃特性は
著しく低下する。潜弧溶接のように大入熱で溶接する場
合は特にδフェライトを生成しやすく、そのために溶接
金属の靭性を低下させるという欠点を有している。
リープ強度を向上しようとするものではなく、組織的に
はマルテンサイト相中にδフェライトを晶出することが
あり、この晶出したδフェライトは基地中マルテンサイ
トより著しく軟らかい相であって、このような軟らかい
第二相が硬い基地中に分散する場合、全体の衝撃特性は
著しく低下する。潜弧溶接のように大入熱で溶接する場
合は特にδフェライトを生成しやすく、そのために溶接
金属の靭性を低下させるという欠点を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は高Ｃｒフェラ
イト系耐熱鋼を対象として大入熱で溶接する潜弧溶接に
おいて、得られる溶接金属のマルテンサイト中に晶出す
るδフェライトの生成を抑制し、溶接金属のクリープ破
断強度と靭性を改善するものである。
イト系耐熱鋼を対象として大入熱で溶接する潜弧溶接に
おいて、得られる溶接金属のマルテンサイト中に晶出す
るδフェライトの生成を抑制し、溶接金属のクリープ破
断強度と靭性を改善するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、重量比で、 Ｃ ：０．０３〜０．１２％、 Ｓｉ：０．３％以
下、 Ｍｎ：０．３〜１．５％、 Ｃｒ：８〜１３％、 Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、 Ｖ ：０．０３〜
０．４０％、 Ｎ ：０．０１〜０．０８％ を含有し残部がＦｅを主成分とするワイヤと、重量比
で、 ＣａＦ2 ：１０〜３０％、 ＣａＯ及びＭｇＯの一方または両方：１０〜４０％、 Ａｌ2 Ｏ3 ：１０〜４０％、 ＳｉＯ2 ：５〜２５％ を含有するフラックスとを組み合わせて用いる高Ｃｒフ
ェライト系耐熱鋼用の潜弧溶接方法において、前記ワイ
ヤと該フラックスにそれぞれまたはいずれか一方のみに
Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏを含有させ、かつ下記式に
よって求めた該５成分の含有量Ｍが重量比で Ｍｏ：０．３〜１．６％、 Ｗ ：０．５〜３．５％、 Ｎｉ：０．０５〜１．２％、 Ｃｕ：０．５〜４．０％、 Ｃｏ：１．０〜５．０％ の範囲となり、しかも（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃｏ）≦
１．４を満足するように各成分の含有量を調整して潜弧
溶接することを特徴とする高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用
潜弧溶接方法である。
ろは、重量比で、 Ｃ ：０．０３〜０．１２％、 Ｓｉ：０．３％以
下、 Ｍｎ：０．３〜１．５％、 Ｃｒ：８〜１３％、 Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、 Ｖ ：０．０３〜
０．４０％、 Ｎ ：０．０１〜０．０８％ を含有し残部がＦｅを主成分とするワイヤと、重量比
で、 ＣａＦ2 ：１０〜３０％、 ＣａＯ及びＭｇＯの一方または両方：１０〜４０％、 Ａｌ2 Ｏ3 ：１０〜４０％、 ＳｉＯ2 ：５〜２５％ を含有するフラックスとを組み合わせて用いる高Ｃｒフ
ェライト系耐熱鋼用の潜弧溶接方法において、前記ワイ
ヤと該フラックスにそれぞれまたはいずれか一方のみに
Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏを含有させ、かつ下記式に
よって求めた該５成分の含有量Ｍが重量比で Ｍｏ：０．３〜１．６％、 Ｗ ：０．５〜３．５％、 Ｎｉ：０．０５〜１．２％、 Ｃｕ：０．５〜４．０％、 Ｃｏ：１．０〜５．０％ の範囲となり、しかも（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃｏ）≦
１．４を満足するように各成分の含有量を調整して潜弧
溶接することを特徴とする高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用
潜弧溶接方法である。
【０００６】 Ｍ＝ワイヤ中のＭ1 ＋０．７×フラックス中のＭ2 但し、Ｍ1 およびＭ2 はそれぞれの元素（Ｍｏ，Ｗ，Ｎ
ｉ，ＣｕあるいはＣｏ）の含有量
ｉ，ＣｕあるいはＣｏ）の含有量
【０００７】
【作用】本発明の最大の特徴は溶接ワイヤまたはフラッ
クス中にＣｕ及びＣｏを添加し、且つＭｏ，Ｗ，Ｃｕ及
びＣｏ量との関係が（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃｏ）≦
１．４になるように限定共存させたところにあり、溶接
して得られる溶接金属のδフェライトの生成を抑制し、
クリープ破断強度と靭性を格段に高めたところにある。
クス中にＣｕ及びＣｏを添加し、且つＭｏ，Ｗ，Ｃｕ及
びＣｏ量との関係が（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃｏ）≦
１．４になるように限定共存させたところにあり、溶接
して得られる溶接金属のδフェライトの生成を抑制し、
クリープ破断強度と靭性を格段に高めたところにある。
【０００８】以下に本発明の各成分の限定理由について
先ず、ワイヤから述べる。 Ｃ：０．０３〜０．１２％ Ｃは焼き入れ性と強度確保のため０．０３％以上必要で
あるが、０．１２％を超えると耐割れ性が劣化する。従
ってＣを０．０３〜０．１２％に制限する。 Ｓｉ：０．３％以下 Ｓｉは脱酸剤として添加するものであるが、また耐酸化
性を向上させる元素でもある。しかし０．３％を超える
と靭性が劣化する。従ってＳｉを０．３％以下に制限す
る。
先ず、ワイヤから述べる。 Ｃ：０．０３〜０．１２％ Ｃは焼き入れ性と強度確保のため０．０３％以上必要で
あるが、０．１２％を超えると耐割れ性が劣化する。従
ってＣを０．０３〜０．１２％に制限する。 Ｓｉ：０．３％以下 Ｓｉは脱酸剤として添加するものであるが、また耐酸化
性を向上させる元素でもある。しかし０．３％を超える
と靭性が劣化する。従ってＳｉを０．３％以下に制限す
る。
【０００９】Ｍｎ：０．３〜１．５％ Ｍｎは脱酸のためのみでなく、強度保持上も必要な成分
である。０．３％以下では効果がなく１．５％を超える
と靭性が劣化する。従ってＭｎを０．３〜１．５％に制
限する。 Ｃｒ：８〜１３％ Ｃｒは耐酸化性と焼き入れ性を確保する上で非常に重要
な元素であり最低８％必要である。１３％を超えると耐
割れ性を損なうと同時にδフェライトを晶出させ靭性の
劣化が著しくなる。従ってＣｒを８〜１３％に制限す
る。
である。０．３％以下では効果がなく１．５％を超える
と靭性が劣化する。従ってＭｎを０．３〜１．５％に制
限する。 Ｃｒ：８〜１３％ Ｃｒは耐酸化性と焼き入れ性を確保する上で非常に重要
な元素であり最低８％必要である。１３％を超えると耐
割れ性を損なうと同時にδフェライトを晶出させ靭性の
劣化が著しくなる。従ってＣｒを８〜１３％に制限す
る。
【００１０】Ｎｂ：０．０１〜０．１５％ ＮｂはＶと同様に炭窒化物として析出して強度を確保す
るほか、結晶粒を微細化して靭性を与える元素としても
重要である。０．０１％以下ではその効果がなく、０．
１５％を超えるとその効果は飽和してしまうだけでなく
靭性及び溶接性の低下も招く。従ってＮｂを０．０１〜
０．１５％に制限する。 Ｖ：０．０３〜０．４０％ Ｖは炭窒化物として析出して強度の確保に効果がある。
０．０３％以下では効果がなく、０．４０％を超えると
かえって強度低下を生じる。従ってＶを０．０３〜０．
４０％に制限する。 Ｎ：０．０１〜０．０８％ Ｎは基地中に固溶しても、また窒化物として析出しても
著しいクリープ抵抗として寄与する。０．０１％以下で
はその効果がなく、０．０８％を超えると窒化物が多量
に析出して、逆に靭性が劣化し、ブローホールが発生す
る。従ってＮを０．０１〜０．０８％に制限する。
るほか、結晶粒を微細化して靭性を与える元素としても
重要である。０．０１％以下ではその効果がなく、０．
１５％を超えるとその効果は飽和してしまうだけでなく
靭性及び溶接性の低下も招く。従ってＮｂを０．０１〜
０．１５％に制限する。 Ｖ：０．０３〜０．４０％ Ｖは炭窒化物として析出して強度の確保に効果がある。
０．０３％以下では効果がなく、０．４０％を超えると
かえって強度低下を生じる。従ってＶを０．０３〜０．
４０％に制限する。 Ｎ：０．０１〜０．０８％ Ｎは基地中に固溶しても、また窒化物として析出しても
著しいクリープ抵抗として寄与する。０．０１％以下で
はその効果がなく、０．０８％を超えると窒化物が多量
に析出して、逆に靭性が劣化し、ブローホールが発生す
る。従ってＮを０．０１〜０．０８％に制限する。
【００１１】次にフラックス成分の限定理由について述
べる。 ＣａＦ2 ：１０〜３０％ ＣａＦ2 はスラグの塩基度を上げ、溶接金属中のＯを著
しく低減し靭性を良好にする効果がある。また、スラグ
の溶融点を低下させ溶け込みを浅くしスラグの剥離性を
良好にするとともにビード形状、外観を良好にする。１
０％未満ではその効果がなく、３０％を超えるとスラグ
の流動性が過大となりビード形状、外観が劣化する。従
ってＣａＦ2 を１０〜３０％に制限する。
べる。 ＣａＦ2 ：１０〜３０％ ＣａＦ2 はスラグの塩基度を上げ、溶接金属中のＯを著
しく低減し靭性を良好にする効果がある。また、スラグ
の溶融点を低下させ溶け込みを浅くしスラグの剥離性を
良好にするとともにビード形状、外観を良好にする。１
０％未満ではその効果がなく、３０％を超えるとスラグ
の流動性が過大となりビード形状、外観が劣化する。従
ってＣａＦ2 を１０〜３０％に制限する。
【００１２】 ＣａＯ及びＭｇＯの一方または両方：１０〜４０％ ＣａＯ及びＭｇＯはいずれも強塩基性成分でＣａＦ2 と
共に溶接金属中のＯ低減に有効である。また、ＣａＯ，
ＭｇＯは耐火性の大きい成分であり、融点の低いＣａＦ
2 を含有するフラックスの溶融特性を調整し、ビード形
状を整えるのに有効である。１０％未満ではその効果が
なく、４０％を超えるとフラックスが溶け難くビード表
面が平滑さを失い、また、アンダーカット等の溶接欠陥
が発生する。従ってＣａＯ及びＭｇＯの一方または両方
を１０〜４０％に制限する。
共に溶接金属中のＯ低減に有効である。また、ＣａＯ，
ＭｇＯは耐火性の大きい成分であり、融点の低いＣａＦ
2 を含有するフラックスの溶融特性を調整し、ビード形
状を整えるのに有効である。１０％未満ではその効果が
なく、４０％を超えるとフラックスが溶け難くビード表
面が平滑さを失い、また、アンダーカット等の溶接欠陥
が発生する。従ってＣａＯ及びＭｇＯの一方または両方
を１０〜４０％に制限する。
【００１３】Ａｌ2 Ｏ3 ：１０〜４０％ Ａｌ2 Ｏ3 は融点が高く、スラグの流動性を調整し、ビ
ード形状を整えるのに有効である。この効果は特に多層
盛溶接に用いる時に重要でありビード同士のなじみが良
好となり、スラグ巻き込み、アンダーカット等の欠陥の
発生を防止する。１０％未満では効果がなく、４０％を
超えるとスラグ巻き込みや、アンダーカットが生じやす
くなる。従ってＡｌ2 Ｏ3 を１０〜４０％に制限する。
ード形状を整えるのに有効である。この効果は特に多層
盛溶接に用いる時に重要でありビード同士のなじみが良
好となり、スラグ巻き込み、アンダーカット等の欠陥の
発生を防止する。１０％未満では効果がなく、４０％を
超えるとスラグ巻き込みや、アンダーカットが生じやす
くなる。従ってＡｌ2 Ｏ3 を１０〜４０％に制限する。
【００１４】ＳｉＯ2 ：５〜２５％ ＳｉＯ2 はスラグの粘性を調整し、ビード外観を改善す
るのに有効であるが、５％未満では効果がなく、２５％
を超えると粘性が大きくなりスラグ巻き込みが発生す
る。従ってＳｉＯ2 を５〜２５％に制限する。
るのに有効であるが、５％未満では効果がなく、２５％
を超えると粘性が大きくなりスラグ巻き込みが発生す
る。従ってＳｉＯ2 を５〜２５％に制限する。
【００１５】原料は単独物質と共に上記成分を含有する
化合物、鉱石あるいは溶融型フラックス等で添加するこ
とができる。例えば用いる原料として、ＣａＦ2 ：蛍
石、溶融型フラックス等、ＣａＯ：炭酸石灰、溶融型フ
ラックス等、ＭｇＯ：マグネシアクリンカー、溶融型フ
ラックス等、Ａｌ2 Ｏ3 ：アルミナ、溶融型フラックス
等である。またこれらの必須成分のほかに酸化消耗する
成分を調整するために金属粉、合金粉等や脱酸剤等を配
合することができる。
化合物、鉱石あるいは溶融型フラックス等で添加するこ
とができる。例えば用いる原料として、ＣａＦ2 ：蛍
石、溶融型フラックス等、ＣａＯ：炭酸石灰、溶融型フ
ラックス等、ＭｇＯ：マグネシアクリンカー、溶融型フ
ラックス等、Ａｌ2 Ｏ3 ：アルミナ、溶融型フラックス
等である。またこれらの必須成分のほかに酸化消耗する
成分を調整するために金属粉、合金粉等や脱酸剤等を配
合することができる。
【００１６】更にワイヤとフラックスの組み合わせで添
加する５成分（Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏ）の限定理
由について述べる。これらの成分は、ワイヤとフラック
スのそれぞれまたはそのいずれか一方のみに添加するも
のであり、これら各成分の含有量（Ｍ）は、Ｍ＝ワイヤ
中のＭ1 ＋０．７×フラックス中のＭ2 （Ｍ1 はワイヤ
中、Ｍ2 はフラックス中のＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏ
各成分のそれぞそれの含有量）によって得られる。な
お、０．７という数字は多くの実験により得られた適係
数である。
加する５成分（Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏ）の限定理
由について述べる。これらの成分は、ワイヤとフラック
スのそれぞれまたはそのいずれか一方のみに添加するも
のであり、これら各成分の含有量（Ｍ）は、Ｍ＝ワイヤ
中のＭ1 ＋０．７×フラックス中のＭ2 （Ｍ1 はワイヤ
中、Ｍ2 はフラックス中のＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏ
各成分のそれぞそれの含有量）によって得られる。な
お、０．７という数字は多くの実験により得られた適係
数である。
【００１７】Ｍｏ：０．３〜１．６％ Ｍｏは固溶体強化により、高温強度を顕著に高める元素
であり使用温度、圧力を上昇させる目的で添加する。Ｗ
との共存において、高温強度、特に高温長時間側でのク
リープ破断強度の向上に効果がある。０．３％以下では
その効果がなく１．６％を超えるとδフェライトを晶出
させるため靭性が劣化する。従ってＭｏを０．３〜１．
６％に制限する。 Ｗ：０．５〜３．５％ Ｗはフェライト系溶接金属のクリープ強度に寄与する固
溶体強化元素として最も優れた元素である。特に高温長
時間側でのクリープ破断強度向上の効果は極めて大き
い。０．５％以下ではＭｏとの共存において効果は発揮
できず３．５％を超えるとδフェライトを晶出させ溶接
金属の靭性が低下する。従ってＷを０．５〜３．５％に
制限する。
であり使用温度、圧力を上昇させる目的で添加する。Ｗ
との共存において、高温強度、特に高温長時間側でのク
リープ破断強度の向上に効果がある。０．３％以下では
その効果がなく１．６％を超えるとδフェライトを晶出
させるため靭性が劣化する。従ってＭｏを０．３〜１．
６％に制限する。 Ｗ：０．５〜３．５％ Ｗはフェライト系溶接金属のクリープ強度に寄与する固
溶体強化元素として最も優れた元素である。特に高温長
時間側でのクリープ破断強度向上の効果は極めて大き
い。０．５％以下ではＭｏとの共存において効果は発揮
できず３．５％を超えるとδフェライトを晶出させ溶接
金属の靭性が低下する。従ってＷを０．５〜３．５％に
制限する。
【００１８】Ｎｉ：０．０５〜１．２％ ＮｉはＣｒとの共存状態で耐酸化性の向上、靭性の向上
に有効であり、高温で長時間使用される本発明溶接材料
のような用途に対しては必須の元素である。０．０５％
以下ではその効果はなく１．２％を超えると高温クリー
プ特性を劣化させる。従ってＮｉを０．０５〜１．２％
に制限する。
に有効であり、高温で長時間使用される本発明溶接材料
のような用途に対しては必須の元素である。０．０５％
以下ではその効果はなく１．２％を超えると高温クリー
プ特性を劣化させる。従ってＮｉを０．０５〜１．２％
に制限する。
【００１９】Ｃｕ：１．０〜５．０％ ＣｕはＣｏと同様にＭｏ，Ｗ添加によって生じるδフェ
ライトの晶出という問題点を相殺する重要な元素であ
り、最低１．０％以上を必要とする。しかし５．０％を
超えるとＡｃ1 点を下げ、高温焼戻しが不可能となり組
織の安定化処理ができなくなる。従ってＣｕを１．０〜
５．０％に制限する。
ライトの晶出という問題点を相殺する重要な元素であ
り、最低１．０％以上を必要とする。しかし５．０％を
超えるとＡｃ1 点を下げ、高温焼戻しが不可能となり組
織の安定化処理ができなくなる。従ってＣｕを１．０〜
５．０％に制限する。
【００２０】Ｃｏ：１．０〜５．０％ ＣｏはＭｏ，Ｗ添加によって生じるδフェライトの晶出
という問題点を相殺する重要な元素であり、最低１．０
％以上を必要とする。しかし５．０％を超えるとＡｃ1
点を下げ、高温焼戻しが不可能となり組織の安定化処理
ができなくなる。従ってＣｏを１．０〜５．０％に制限
する。
という問題点を相殺する重要な元素であり、最低１．０
％以上を必要とする。しかし５．０％を超えるとＡｃ1
点を下げ、高温焼戻しが不可能となり組織の安定化処理
ができなくなる。従ってＣｏを１．０〜５．０％に制限
する。
【００２１】これらの５成分の内の４成分（Ｍｏ，Ｗ，
Ｃｕ，Ｃｏ）の関係は、（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃｏ）
≦１．４になるように調整する必要がある。この（Ｍｏ
＋Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃｏ）≦１．４という関係は本合金系
において高温強度と靭性とのバランスをとる上で非常に
重要である。即ちＭｏ及びＷは溶接金属の高温強度の向
上に有効な元素であるが、δフェライトを晶出させ靭性
を劣化させる。Ｃｏ及びＣｕはフェライトの生成を抑制
し、靭性を改善する元素である。これらの元素の共存効
果において溶接金属の高温強度と良好な靭性が得られ
る。（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃｏ）が１．４を超えると
δフェライトが晶出し靭性が劣化する。従って（Ｍｏ＋
Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃｏ）≦１．４に制限する。
Ｃｕ，Ｃｏ）の関係は、（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃｏ）
≦１．４になるように調整する必要がある。この（Ｍｏ
＋Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃｏ）≦１．４という関係は本合金系
において高温強度と靭性とのバランスをとる上で非常に
重要である。即ちＭｏ及びＷは溶接金属の高温強度の向
上に有効な元素であるが、δフェライトを晶出させ靭性
を劣化させる。Ｃｏ及びＣｕはフェライトの生成を抑制
し、靭性を改善する元素である。これらの元素の共存効
果において溶接金属の高温強度と良好な靭性が得られ
る。（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃｏ）が１．４を超えると
δフェライトが晶出し靭性が劣化する。従って（Ｍｏ＋
Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃｏ）≦１．４に制限する。
【００２２】以下に本発明の潜弧溶接方法を実施例によ
り説明する。
り説明する。
【００２３】
【実施例】この実施例で用いたワイヤは、真空溶解炉に
て溶解し、鍛造、圧延及び線引きを行って４．０mmφに
作製したものである。ワイヤの組成を表１に示す。Ｗ１
〜Ｗ６は本発明に用いたワイヤ、Ｗ７〜Ｗ１２は比較例
に用いたワイヤである。
て溶解し、鍛造、圧延及び線引きを行って４．０mmφに
作製したものである。ワイヤの組成を表１に示す。Ｗ１
〜Ｗ６は本発明に用いたワイヤ、Ｗ７〜Ｗ１２は比較例
に用いたワイヤである。
【００２４】また、これらのワイヤと組み合わせて用い
たフラックスは、ボンドフラックスで通常のフラックス
原料として用いられる鉱石粉、複合化合物等を混合、撹
はん後、水ガラスを用いて造粒し、４００℃で約２時間
焼成して作製したものである。このフラックスの組成を
表２に示す。Ｆ１〜Ｆ５は本発明に用いたフラックス、
Ｆ６〜Ｆ１０は比較例に用いたものである。
たフラックスは、ボンドフラックスで通常のフラックス
原料として用いられる鉱石粉、複合化合物等を混合、撹
はん後、水ガラスを用いて造粒し、４００℃で約２時間
焼成して作製したものである。このフラックスの組成を
表２に示す。Ｆ１〜Ｆ５は本発明に用いたフラックス、
Ｆ６〜Ｆ１０は比較例に用いたものである。
【００２５】表１のワイヤと表２のフラックスとを組み
合わせ、表３に示す母材を用い、図１に示すような開先
（厚さＴ＝２０mm、開先角度θ＝３０°、ルートギャッ
プ＝１２mm）を形成して表４に示す溶接条件で潜弧溶接
を実施した。得られた溶接金属を７４０℃−４時間の後
熱処理をした後、６００℃、２０kgf/mm2 の応力でクリ
ープ破断試験及び試験温度０℃での２mmＶノッチ衝撃試
験を行った。表５にワイヤとフラックスとの組み合わせ
及びその確性試験結果を示す。溶接作業性試験について
は各パスの溶接後に判定を行った。
合わせ、表３に示す母材を用い、図１に示すような開先
（厚さＴ＝２０mm、開先角度θ＝３０°、ルートギャッ
プ＝１２mm）を形成して表４に示す溶接条件で潜弧溶接
を実施した。得られた溶接金属を７４０℃−４時間の後
熱処理をした後、６００℃、２０kgf/mm2 の応力でクリ
ープ破断試験及び試験温度０℃での２mmＶノッチ衝撃試
験を行った。表５にワイヤとフラックスとの組み合わせ
及びその確性試験結果を示す。溶接作業性試験について
は各パスの溶接後に判定を行った。
【００２６】本発明例のNo．１〜No．１３は優れた溶接
作業性、溶接金属が得られたが、比較例のNo．１４〜Ｎ
ｏ３０はいずれも満足できる結果は得られなかった。N
o．１４はワイヤ中のＣ，Ｃｒ，Ｎ不足、ワイヤとフラ
ックスの組み合わせによるＭｏ，Ｗ，Ｃｕ，Ｃｏ不足及
びＮｉ過多、No．１５はワイヤ中のＣ，Ｃｒ，Ｎ不足、
ワイヤとフラックスの組み合わせによるＣｕ，Ｃｏ不足
及びＮｉ過多、No．１６はワイヤ中のＳｉ，Ｎ過多及び
Ｎｂ不足、ワイヤとフラックスの組み合わせによるＭ
ｏ，Ｃｕ不足及びＷ過多、（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃ
ｏ）が１．４を超えている。No．１７はワイヤ中のＣ，
Ｓｉ，Ｃｒ過多で、ワイヤとフラックスの組み合わせに
よるＮｉ，Ｃｕ，Ｃｏ不足、（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃ
ｏ）が１．４を超えている。
作業性、溶接金属が得られたが、比較例のNo．１４〜Ｎ
ｏ３０はいずれも満足できる結果は得られなかった。N
o．１４はワイヤ中のＣ，Ｃｒ，Ｎ不足、ワイヤとフラ
ックスの組み合わせによるＭｏ，Ｗ，Ｃｕ，Ｃｏ不足及
びＮｉ過多、No．１５はワイヤ中のＣ，Ｃｒ，Ｎ不足、
ワイヤとフラックスの組み合わせによるＣｕ，Ｃｏ不足
及びＮｉ過多、No．１６はワイヤ中のＳｉ，Ｎ過多及び
Ｎｂ不足、ワイヤとフラックスの組み合わせによるＭ
ｏ，Ｃｕ不足及びＷ過多、（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃ
ｏ）が１．４を超えている。No．１７はワイヤ中のＣ，
Ｓｉ，Ｃｒ過多で、ワイヤとフラックスの組み合わせに
よるＮｉ，Ｃｕ，Ｃｏ不足、（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｎｉ＋Ｃ
ｏ）が１．４を超えている。
【００２７】No．１８はワイヤ中のＭｎ，Ｖ不足、ワイ
ヤとフラックスの組み合わせによるＣｕ不足、（Ｍｏ＋
Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃｏ）が１．４を超えている。No．１９
はワイヤ中のＮｂ，Ｎ過多、ワイヤとフラックスの組み
合わせによるＷ，Ｃｏ不足及びＮｉ，Ｃｕ過多、No．２
０はワイヤ中のＭｎ，Ｖ過多、ワイヤとフラックスの組
み合わせによるＭｏ過多、No．２１，No．２２はフラッ
クス中のＣａＦ2 過多及びＡｌ2 Ｏ3 不足、No．２３は
フラックス中のＣａＯとＭｇＯとの和が過多及びＳｉＯ
2 不足、ワイヤとフラックスの組み合わせによるＭｏ過
多、No．２４はフラックス中のＣａＦ2 不足、ＳｉＯ2
過多、ワイヤとフラックスの組み合わせによるＭｏ，Ｗ
過多、（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃｏ）が１．４を超えて
いる。
ヤとフラックスの組み合わせによるＣｕ不足、（Ｍｏ＋
Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃｏ）が１．４を超えている。No．１９
はワイヤ中のＮｂ，Ｎ過多、ワイヤとフラックスの組み
合わせによるＷ，Ｃｏ不足及びＮｉ，Ｃｕ過多、No．２
０はワイヤ中のＭｎ，Ｖ過多、ワイヤとフラックスの組
み合わせによるＭｏ過多、No．２１，No．２２はフラッ
クス中のＣａＦ2 過多及びＡｌ2 Ｏ3 不足、No．２３は
フラックス中のＣａＯとＭｇＯとの和が過多及びＳｉＯ
2 不足、ワイヤとフラックスの組み合わせによるＭｏ過
多、No．２４はフラックス中のＣａＦ2 不足、ＳｉＯ2
過多、ワイヤとフラックスの組み合わせによるＭｏ，Ｗ
過多、（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃｏ）が１．４を超えて
いる。
【００２８】No．２５はフラックス中のＣａＯとＭｇＯ
との和不足及びＡｌ2 Ｏ3 過多、ワイヤとフラックスの
組み合わせによるＭｏ過多、No．２６はフラックス中の
ＣａＦ2 過多及びＣａＯとＭｇＯとの和不足、ワイヤと
フラックスの組み合わせによるＣｏ過多、No．２７はワ
イヤとフラックスの組み合わせによるＣｕ過多、No．２
８はワイヤとフラックスの組み合わせによるＣｏ過多、
No．２９はワイヤ中のＣ，Ｃｒ，Ｎ不足、フラックス中
のＣａＦ2 過多及びＡｌ2 Ｏ3 不足、ワイヤとフラック
スの組み合わせによるＭｏ，Ｃｕ，Ｃｏ不足及びＮｉ過
多、No．３０はワイヤ中のＭｎ，Ｖ過多、フラックス中
のＣａＦ2 不足及びＳｉＯ2 過多、ワイヤとフラックス
の組み合わせによるＭｏ過多、（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｃｕ＋
Ｃｏ）が１．４を超えているというその個々の理由によ
り溶接作業性不良、機械的性質の劣化、割れやブローホ
ールの発生等の問題点が認められた。
との和不足及びＡｌ2 Ｏ3 過多、ワイヤとフラックスの
組み合わせによるＭｏ過多、No．２６はフラックス中の
ＣａＦ2 過多及びＣａＯとＭｇＯとの和不足、ワイヤと
フラックスの組み合わせによるＣｏ過多、No．２７はワ
イヤとフラックスの組み合わせによるＣｕ過多、No．２
８はワイヤとフラックスの組み合わせによるＣｏ過多、
No．２９はワイヤ中のＣ，Ｃｒ，Ｎ不足、フラックス中
のＣａＦ2 過多及びＡｌ2 Ｏ3 不足、ワイヤとフラック
スの組み合わせによるＭｏ，Ｃｕ，Ｃｏ不足及びＮｉ過
多、No．３０はワイヤ中のＭｎ，Ｖ過多、フラックス中
のＣａＦ2 不足及びＳｉＯ2 過多、ワイヤとフラックス
の組み合わせによるＭｏ過多、（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｃｕ＋
Ｃｏ）が１．４を超えているというその個々の理由によ
り溶接作業性不良、機械的性質の劣化、割れやブローホ
ールの発生等の問題点が認められた。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】
【表３】
【００３２】
【表４】
【００３３】
【表５】
【００３４】
【表６】
【００３５】
【表７】
【００３６】
【表８】
【００３７】
【表９】
【００３８】
【表１０】
【００３９】
【発明の効果】本発明溶接材料は従来の９〜１２％Ｃｒ
鋼用溶接材料と比較して、高温でのクリープ強度を著し
く高めたものであり、靭性及び溶接性等の特性にも優れ
ている。表５に示したように溶接材料の組み合わせが本
発明の要件を満たすものは、本発明の要件を満たさない
もの（比較例）と比べて高温クリープ特性だけでなく、
靭性及び溶接性に優れていることは明らかである。各種
発電ボイラ、化学圧力容器等に使用される９〜１２％Ｃ
ｒ系鋼を溶接する場合に本発明に係わる溶接材料を使用
することにより、溶接継手の信頼性を大幅に向上するこ
とができる。
鋼用溶接材料と比較して、高温でのクリープ強度を著し
く高めたものであり、靭性及び溶接性等の特性にも優れ
ている。表５に示したように溶接材料の組み合わせが本
発明の要件を満たすものは、本発明の要件を満たさない
もの（比較例）と比べて高温クリープ特性だけでなく、
靭性及び溶接性に優れていることは明らかである。各種
発電ボイラ、化学圧力容器等に使用される９〜１２％Ｃ
ｒ系鋼を溶接する場合に本発明に係わる溶接材料を使用
することにより、溶接継手の信頼性を大幅に向上するこ
とができる。
【図１】実施例に用いた溶接部の開先形状を示す断面図
である。
である。
１ 被溶接材 ２ 裏当材
Claims (1)
- 【請求項１】 重量比で、 Ｃ ：０．０３〜０．１２％、 Ｓｉ：０．３％以下、 Ｍｎ：０．３〜１．５％、 Ｃｒ：８〜１３％、 Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、 Ｖ ：０．０３〜０．４０％、 Ｎ ：０．０１〜０．０８％ を含有し、残部がＦｅを主成分とするワイヤと重量比
で、 ＣａＦ2 ：１０〜３０％、 ＣａＯ，ＭｇＯの一方または両方：１０〜４０％、 Ａｌ2 Ｏ3 ：１０〜４０％、 ＳｉＯ2 ：５〜２５％ を含有するフラックスとを組み合わせて用いる高Ｃｒフ
ェライト系耐熱鋼用の潜弧溶接方法において、前記ワイ
ヤと該フラックス中にそれぞれ、またはそのいずれか一
方のみにＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏを含有させ、かつ
下記式によって求めたこの５成分のそれぞれにおける含
有量Ｍが、重量比で、 Ｍｏ：０．３〜１．６％、 Ｗ ：０．５〜３．５％、 Ｎｉ：０．０５〜１．２％、 Ｃｕ：１．０〜５．０％、 Ｃｏ：０．５〜４．０％ の範囲内にあり、しかも（Ｍｏ＋Ｗ）／（Ｃｕ＋Ｃｏ）
≦１．４を満足するように各成分の含有量を調整して潜
弧溶接することを特徴とする高Ｃｒフェライト系耐熱鋼
用潜弧溶接方法。 Ｍ＝ワイヤ中のＭ1 ＋０．７×フラックス中のＭ2 但し、Ｍ1 およびＭ2 はそれぞれの元素（Ｍｏ，Ｗ，Ｎ
ｉ，ＣｕあるいはＣｏ）の含有量
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4197316A JP2593614B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用潜弧溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4197316A JP2593614B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用潜弧溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0639587A true JPH0639587A (ja) | 1994-02-15 |
| JP2593614B2 JP2593614B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=16372432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4197316A Expired - Lifetime JP2593614B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用潜弧溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2593614B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103240542A (zh) * | 2012-02-02 | 2013-08-14 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 超低氢高韧性低碳加钨耐热钢焊条 |
| WO2016010122A1 (ja) * | 2014-07-18 | 2016-01-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 高Ｃｒ系ＣＳＥＦ鋼の初層サブマージアーク溶接方法 |
| CN105772987A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-07-20 | 首钢总公司 | 一种连铸辊堆焊用焊丝 |
| EP3552750A4 (en) * | 2016-12-12 | 2019-12-18 | Hitachi Zosen Corporation | WELDING |
| WO2023037921A1 (ja) * | 2021-09-07 | 2023-03-16 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接用ボンドフラックス及び溶接金属 |
| WO2023037920A1 (ja) * | 2021-09-07 | 2023-03-16 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接用ボンドフラックス及び溶接金属 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6376789A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-07 | Nippon Steel Corp | ９Ｃｒ−Ｍｏ鋼用潜弧溶接ワイヤ |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP4197316A patent/JP2593614B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6376789A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-07 | Nippon Steel Corp | ９Ｃｒ−Ｍｏ鋼用潜弧溶接ワイヤ |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103240542A (zh) * | 2012-02-02 | 2013-08-14 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 超低氢高韧性低碳加钨耐热钢焊条 |
| WO2016010122A1 (ja) * | 2014-07-18 | 2016-01-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 高Ｃｒ系ＣＳＥＦ鋼の初層サブマージアーク溶接方法 |
| JP2016022502A (ja) * | 2014-07-18 | 2016-02-08 | 株式会社神戸製鋼所 | 高Ｃｒ系ＣＳＥＦ鋼の初層サブマージアーク溶接方法 |
| CN105772987A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-07-20 | 首钢总公司 | 一种连铸辊堆焊用焊丝 |
| EP3552750A4 (en) * | 2016-12-12 | 2019-12-18 | Hitachi Zosen Corporation | WELDING |
| WO2023037921A1 (ja) * | 2021-09-07 | 2023-03-16 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接用ボンドフラックス及び溶接金属 |
| WO2023037920A1 (ja) * | 2021-09-07 | 2023-03-16 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接用ボンドフラックス及び溶接金属 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2593614B2 (ja) | 1997-03-26 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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