JPH1036948A - 耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金 - Google Patents
耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金Info
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- JPH1036948A JPH1036948A JP8196240A JP19624096A JPH1036948A JP H1036948 A JPH1036948 A JP H1036948A JP 8196240 A JP8196240 A JP 8196240A JP 19624096 A JP19624096 A JP 19624096A JP H1036948 A JPH1036948 A JP H1036948A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｗを添加しないで、物理的
性質（低熱膨張特性）や機械的性質を阻害することな
く、耐溶接高温割れ性を改善したＦｅ−Ｎｉ系アンバー
合金を提供する。 【解決手段】本発明の耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−
Ｎｉ系アンバー合金は、重量％でＮｉ：30〜45％と、Ｓ
ｉ：0.08％以下と、Ｓ：0.003 ％以下と、Ｐ：0.007 ％
以下と、Ｏ：0.004 ％以下と、Ｓｎ：0.07％以下と、Ａ
ｌ：0.006 〜0.03％と、Ｎ：0.003 ％以下と、（Ｓ％＋
0.5 ×Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ％）：0.02％以下とを含
有することを特徴とする耐溶接高温割れ性に優れた合金
である。
性質（低熱膨張特性）や機械的性質を阻害することな
く、耐溶接高温割れ性を改善したＦｅ−Ｎｉ系アンバー
合金を提供する。 【解決手段】本発明の耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−
Ｎｉ系アンバー合金は、重量％でＮｉ：30〜45％と、Ｓ
ｉ：0.08％以下と、Ｓ：0.003 ％以下と、Ｐ：0.007 ％
以下と、Ｏ：0.004 ％以下と、Ｓｎ：0.07％以下と、Ａ
ｌ：0.006 〜0.03％と、Ｎ：0.003 ％以下と、（Ｓ％＋
0.5 ×Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ％）：0.02％以下とを含
有することを特徴とする耐溶接高温割れ性に優れた合金
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は特に液化天然ガス
（ＬＮＧ）の運搬・貯蔵用メンブレンタンク素材等に用
いられる、耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系アン
バー合金に関する。
（ＬＮＧ）の運搬・貯蔵用メンブレンタンク素材等に用
いられる、耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系アン
バー合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エネルギー源の多様化に伴い、天
然ガスが脚光を浴びており、その需要量は全世界的に増
加の一途をたどっている。天然ガスの輸送と貯蔵に際し
ては、−160 ℃といった極低温での液体状態が選ばれる
ため、一般に液化天然ガス（ＬＮＧ）と呼ばれている。
このＬＮＧの海上輸送船及び陸上貯蔵用低温容器には、
それぞれ、いくつかの構造形式があるが、近年の大容量
化の傾向に伴いＬＮＧ船は独立タンク方式からメンブレ
ン方式へ、陸上貯蔵タンクも二重殻構造を持つ金属製タ
ンクから半地下式のメンブレンタンクに移行する傾向が
ある。
然ガスが脚光を浴びており、その需要量は全世界的に増
加の一途をたどっている。天然ガスの輸送と貯蔵に際し
ては、−160 ℃といった極低温での液体状態が選ばれる
ため、一般に液化天然ガス（ＬＮＧ）と呼ばれている。
このＬＮＧの海上輸送船及び陸上貯蔵用低温容器には、
それぞれ、いくつかの構造形式があるが、近年の大容量
化の傾向に伴いＬＮＧ船は独立タンク方式からメンブレ
ン方式へ、陸上貯蔵タンクも二重殻構造を持つ金属製タ
ンクから半地下式のメンブレンタンクに移行する傾向が
ある。
【０００３】そして、これらのメンブレン用材料とし
て、ＬＮＧの液面の上下によって生ずる熱膨張、収縮を
緩和するためと溶接部デザインを簡略化して施工性を上
げるために、低熱膨張率を有するＦｅ−Ｎｉ系アンバー
合金が用いられている。
て、ＬＮＧの液面の上下によって生ずる熱膨張、収縮を
緩和するためと溶接部デザインを簡略化して施工性を上
げるために、低熱膨張率を有するＦｅ−Ｎｉ系アンバー
合金が用いられている。
【０００４】しかしながら、このアンバー合金は使用状
態で完全オーステナイトであるため、オーステナイト鋼
特有の溶接高温割れが生じやすい点が大きな欠点となっ
ている。すなわち、メンブレン材の溶接施工時に溶接継
ぎ目や熱影響部に亀裂が発生しやすく、特にこれらの亀
裂をふさぐための補修溶接時に新たなミクロ割れが熱影
響部に発生するため、タンクのリークを完全に防止し得
ないばかりか、この割れが起点となってマクロ的な疲労
破壊を引き起こすといった問題も懸念されていた。
態で完全オーステナイトであるため、オーステナイト鋼
特有の溶接高温割れが生じやすい点が大きな欠点となっ
ている。すなわち、メンブレン材の溶接施工時に溶接継
ぎ目や熱影響部に亀裂が発生しやすく、特にこれらの亀
裂をふさぐための補修溶接時に新たなミクロ割れが熱影
響部に発生するため、タンクのリークを完全に防止し得
ないばかりか、この割れが起点となってマクロ的な疲労
破壊を引き起こすといった問題も懸念されていた。
【０００５】従って、物理的性質（低熱膨張特性）や機
械的性質を阻害することなく、耐溶接高温割れ性を改善
したＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金が嘱望されていたのであ
る。前述したように、一般にオーステナイト高合金は溶
接時に高温割れを生じやすいが、この現象は凝固冷却過
程あるいは、再加熱冷却過程で材料が高温脆化を起こし
て大幅な延性低下を招くからであり、その冶金的な原因
としてＰ及びＳ等の不純物元素の存在が挙げられてい
る。
械的性質を阻害することなく、耐溶接高温割れ性を改善
したＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金が嘱望されていたのであ
る。前述したように、一般にオーステナイト高合金は溶
接時に高温割れを生じやすいが、この現象は凝固冷却過
程あるいは、再加熱冷却過程で材料が高温脆化を起こし
て大幅な延性低下を招くからであり、その冶金的な原因
としてＰ及びＳ等の不純物元素の存在が挙げられてい
る。
【０００６】このような観点から、オーステナイト高合
金の溶接高温割れ防止対策として、なるべくＰ及びＳ量
を低減すること、及び合金中の非金属介在物の総量を0.
05％以下に低減し、更にＴａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｗを添加す
ることを特徴とする特開昭57-207154 といった技術が開
示されている。しかし、特開昭57-207154 の技術による
合金では、高価なＴａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｗを添加するため
コストアップとなるといった問題があり、また、ここに
開示された溶接条件は比較的ゆるやかである。すなわ
ち、溶接電流（Ｉ）200A，同電圧（Ｖ）12V ，溶接速度
（ｖ）10cm/min.であり、これより、溶接入熱（Ｈ）
は、Ｈ＝（Ｉ×Ｖ／ｖ）×0.06＝14.4kJ/cmである。
金の溶接高温割れ防止対策として、なるべくＰ及びＳ量
を低減すること、及び合金中の非金属介在物の総量を0.
05％以下に低減し、更にＴａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｗを添加す
ることを特徴とする特開昭57-207154 といった技術が開
示されている。しかし、特開昭57-207154 の技術による
合金では、高価なＴａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｗを添加するため
コストアップとなるといった問題があり、また、ここに
開示された溶接条件は比較的ゆるやかである。すなわ
ち、溶接電流（Ｉ）200A，同電圧（Ｖ）12V ，溶接速度
（ｖ）10cm/min.であり、これより、溶接入熱（Ｈ）
は、Ｈ＝（Ｉ×Ｖ／ｖ）×0.06＝14.4kJ/cmである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、詳細な検討の結果、特開昭57-207154 の技術による
合金では、厳しい溶接条件（例えば溶接入熱18kJ/cm ）
では、依然として溶接部及びＨＡＺ（熱影響部）での割
れ発生がしばしば経験されたのである。
は、詳細な検討の結果、特開昭57-207154 の技術による
合金では、厳しい溶接条件（例えば溶接入熱18kJ/cm ）
では、依然として溶接部及びＨＡＺ（熱影響部）での割
れ発生がしばしば経験されたのである。
【０００８】本発明の目的は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｗを
添加しないで、物理的性質（低熱膨張特性）や機械的性
質を阻害することなく、耐溶接高温割れ性を改善したＦ
ｅ−Ｎｉ系アンバー合金を提供することにある。
添加しないで、物理的性質（低熱膨張特性）や機械的性
質を阻害することなく、耐溶接高温割れ性を改善したＦ
ｅ−Ｎｉ系アンバー合金を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。 （１）本発明の耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系
アンバー合金は、重量％（以下％は重量％を示す。）で
Ｎｉ：30〜45％と、Ｓｉ：0.08％以下と、Ｓ：0.003 ％
以下と、Ｐ：0.007 ％以下と、Ｏ：0.004 ％以下と、Ｓ
ｎ：0.07％以下と、Ａｌ：0.006 〜0.03％と、Ｎ：0.00
3 ％以下と、（Ｓ％＋0.5 ×Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ
％）：0.02％以下とを含有することを特徴とする合金で
ある。
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。 （１）本発明の耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系
アンバー合金は、重量％（以下％は重量％を示す。）で
Ｎｉ：30〜45％と、Ｓｉ：0.08％以下と、Ｓ：0.003 ％
以下と、Ｐ：0.007 ％以下と、Ｏ：0.004 ％以下と、Ｓ
ｎ：0.07％以下と、Ａｌ：0.006 〜0.03％と、Ｎ：0.00
3 ％以下と、（Ｓ％＋0.5 ×Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ
％）：0.02％以下とを含有することを特徴とする合金で
ある。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明者は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，
Ｗを添加しないで、Ｐ，Ｓ等の不純物元素の量を低減す
るとともに、非金属介在物の量を低減して、物理的性質
（低熱膨張特性）や機械的性質を阻害することなく、耐
溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金につ
いて鋭意研究を重ねた。
Ｗを添加しないで、Ｐ，Ｓ等の不純物元素の量を低減す
るとともに、非金属介在物の量を低減して、物理的性質
（低熱膨張特性）や機械的性質を阻害することなく、耐
溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金につ
いて鋭意研究を重ねた。
【００１１】その結果、耐溶接高温割れ性を本質的に改
善するためには、Ｓｉの低減のもとでＰ，Ｓ，Ｏ，Ｓ
ｎ，Ｎの不純物元素の単独量を低減し、Ａｌ量を特定範
囲内とした上で、かつＰ，Ｓ，Ｏ，Ｓｎの総量を特定値
以下に制御することが有効であるという知見が得られ
た。
善するためには、Ｓｉの低減のもとでＰ，Ｓ，Ｏ，Ｓ
ｎ，Ｎの不純物元素の単独量を低減し、Ａｌ量を特定範
囲内とした上で、かつＰ，Ｓ，Ｏ，Ｓｎの総量を特定値
以下に制御することが有効であるという知見が得られ
た。
【００１２】この知見に基づき、本発明者は、Ｔａ，Ｈ
ｆ，Ｍｏ，Ｗを添加しないで、Ｓｉの低減のもとでＰ，
Ｓ，Ｏ，Ｓｎ，Ｎの不純物元素の単独量を低減し、Ａｌ
量を特定範囲内とした上で、かつＰ，Ｓ，Ｏ，Ｓｎの総
量を特定値以下に制御するようにして、物理的性質（低
熱膨張特性）や機械的性質を阻害することなく、耐溶接
高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金を見出だ
し、本発明を完成した。
ｆ，Ｍｏ，Ｗを添加しないで、Ｓｉの低減のもとでＰ，
Ｓ，Ｏ，Ｓｎ，Ｎの不純物元素の単独量を低減し、Ａｌ
量を特定範囲内とした上で、かつＰ，Ｓ，Ｏ，Ｓｎの総
量を特定値以下に制御するようにして、物理的性質（低
熱膨張特性）や機械的性質を阻害することなく、耐溶接
高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金を見出だ
し、本発明を完成した。
【００１３】すなわち、本発明は合金組成を下記範囲に
限定することにより、Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｗを添加しな
いで、物理的性質（低熱膨張特性）や機械的性質を阻害
することなく、耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系
アンバー合金を得ることができる。
限定することにより、Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｗを添加しな
いで、物理的性質（低熱膨張特性）や機械的性質を阻害
することなく、耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系
アンバー合金を得ることができる。
【００１４】以下に本発明の合金の成分添加理由、成分
限定理由について説明する。 （１）成分組成範囲 Ｎｉ：本合金の熱膨張率を支配する元素であるが、30％
未満もしくは45％を超えると所要の熱膨張特性が得られ
ないため、その範囲を30〜45％にする。
限定理由について説明する。 （１）成分組成範囲 Ｎｉ：本合金の熱膨張率を支配する元素であるが、30％
未満もしくは45％を超えると所要の熱膨張特性が得られ
ないため、その範囲を30〜45％にする。
【００１５】Ｓｉ：本合金の高温割れ性を特に優れたレ
ベルとするためには特に制御されるべき有害な元素であ
り、その上限を0.08％に限定する必要がある。このこと
は、本発明の実験により明らかとなった。
ベルとするためには特に制御されるべき有害な元素であ
り、その上限を0.08％に限定する必要がある。このこと
は、本発明の実験により明らかとなった。
【００１６】図１に溶接高温割れ性（凝固割れ長さ，再
加熱割れ長さ）とＳｉ量の関係を示す（（Ｓ％＋0.5 ×
Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ％）量は本発明範囲内））。高
温割れ性は、クロスビードバレストレイン試験によって
評価した。評価方法は以下に示す通りである。まず、厚
さ5mm の長方形の試料の中央短手方向に次の条件にて溶
接する。方式はＴＩＧビードオンプレートであり、溶接
入熱18kJ/cm の溶接条件で溶接を行い、第１ビードを設
ける。次に、中央長手方向に、同一溶接条件でＴＩＧ溶
接を行い、トーチが第１ビードの幅中央に達したとき
に、急激な曲げ変形を与えることにより歪みを付加さ
せ、第２ビードを設定する。この結果、合金に発生する
溶接高温割れの２種類のタイプ、すなわち凝固割れ（第
２ビードに発生する割れ）及び再加熱割れ（第１ビード
に発生する割れ）を評価する。評価方法は試験片の溶接
部に発生している割れを30倍の実体顕微鏡で観察して長
さを測定することによって求めた。
加熱割れ長さ）とＳｉ量の関係を示す（（Ｓ％＋0.5 ×
Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ％）量は本発明範囲内））。高
温割れ性は、クロスビードバレストレイン試験によって
評価した。評価方法は以下に示す通りである。まず、厚
さ5mm の長方形の試料の中央短手方向に次の条件にて溶
接する。方式はＴＩＧビードオンプレートであり、溶接
入熱18kJ/cm の溶接条件で溶接を行い、第１ビードを設
ける。次に、中央長手方向に、同一溶接条件でＴＩＧ溶
接を行い、トーチが第１ビードの幅中央に達したとき
に、急激な曲げ変形を与えることにより歪みを付加さ
せ、第２ビードを設定する。この結果、合金に発生する
溶接高温割れの２種類のタイプ、すなわち凝固割れ（第
２ビードに発生する割れ）及び再加熱割れ（第１ビード
に発生する割れ）を評価する。評価方法は試験片の溶接
部に発生している割れを30倍の実体顕微鏡で観察して長
さを測定することによって求めた。
【００１７】Ｓｉ量が0.08％越えで溶接割れ長さが急激
に増大している。これより、Ｓｉ量は0.08％以下と定め
た。Ｓｉが0.08％を越えた材料では溶接部で酸化物系介
在物が多く認められたことから、この酸化物系介在物の
生成により割れが発生しやすくなったと推定される。な
お、図１より高温割れ性をより優れたレベルとするため
のＳｉ量は0.05％以下である。
に増大している。これより、Ｓｉ量は0.08％以下と定め
た。Ｓｉが0.08％を越えた材料では溶接部で酸化物系介
在物が多く認められたことから、この酸化物系介在物の
生成により割れが発生しやすくなったと推定される。な
お、図１より高温割れ性をより優れたレベルとするため
のＳｉ量は0.05％以下である。
【００１８】Ｐ：本合金の高温割れ性に対して有害な元
素であり、0.007 ％を超えると、溶接時の冷却過程にお
いてオーステナイト粒界で低融点のリンの化合物が生成
され粒界が脆化するため、本発明で意図する溶接性が得
られない。従って、その上限を0.007 ％にする。
素であり、0.007 ％を超えると、溶接時の冷却過程にお
いてオーステナイト粒界で低融点のリンの化合物が生成
され粒界が脆化するため、本発明で意図する溶接性が得
られない。従って、その上限を0.007 ％にする。
【００１９】Ｓ：本合金の高温割れ性に対して特に有害
な元素であり、0.003 ％を超えると、溶接時の冷却過程
においてオーステナイト粒界でＭｎＳが生成され粒界が
脆化するため、本発明で意図する溶接性が得られない。
従って、その上限を0.003 ％にする。
な元素であり、0.003 ％を超えると、溶接時の冷却過程
においてオーステナイト粒界でＭｎＳが生成され粒界が
脆化するため、本発明で意図する溶接性が得られない。
従って、その上限を0.003 ％にする。
【００２０】Ｏ：本合金において非金属介在物を低減す
るため特に制御されねばならない有害な元素であり、0.
004 ％を超えると介在物が本合金中で多くなり、溶接時
の冷却過程においてオーステナイト粒界で低融点の酸化
物が生成され粒界が脆化するため、本発明で意図する溶
接性が得られない。従って、その上限を0.004 ％にす
る。
るため特に制御されねばならない有害な元素であり、0.
004 ％を超えると介在物が本合金中で多くなり、溶接時
の冷却過程においてオーステナイト粒界で低融点の酸化
物が生成され粒界が脆化するため、本発明で意図する溶
接性が得られない。従って、その上限を0.004 ％にす
る。
【００２１】Ｓｎ：本合金にあっては溶製時に鉄源から
不可避的に混入する元素であり、高温割れ性に対して有
害な元素である。0.07％を超えると溶接時の冷却過程に
おいてオーステナイト粒界で低融点の化合物が生成され
粒界が脆化するため、本発明で意図する溶接性が得られ
ない。従って、その上限を0.07％にする。
不可避的に混入する元素であり、高温割れ性に対して有
害な元素である。0.07％を超えると溶接時の冷却過程に
おいてオーステナイト粒界で低融点の化合物が生成され
粒界が脆化するため、本発明で意図する溶接性が得られ
ない。従って、その上限を0.07％にする。
【００２２】Ｎ：本合金の高温割れ性に対して有害な元
素であり、0.003 ％を超えると本合金で脱酸剤として用
いるＡｌと反応してＡｌＮを生成し、粒界に存在するＡ
ｌＮにより粒界脆化が引き起こされ、本発明で意図する
溶接性が得られない。従って、その上限を0.003 ％にす
る。
素であり、0.003 ％を超えると本合金で脱酸剤として用
いるＡｌと反応してＡｌＮを生成し、粒界に存在するＡ
ｌＮにより粒界脆化が引き起こされ、本発明で意図する
溶接性が得られない。従って、その上限を0.003 ％にす
る。
【００２３】（Ｓ％＋0.5 ×Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ
％）：本合金の溶接性を向上させるため、（Ｓ％＋0.5
×Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ％）量を0.02％以下に制御す
る必要がある。このことは本発明の実験により明らかと
なった。
％）：本合金の溶接性を向上させるため、（Ｓ％＋0.5
×Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ％）量を0.02％以下に制御す
る必要がある。このことは本発明の実験により明らかと
なった。
【００２４】図２及び図３に溶接高温割れ性（凝固割れ
長さ，再加熱割れ長さ）と（Ｓ％＋0.5 ×Ｐ％＋Ｏ％＋
0.2 ×Ｓｎ％）量の関係を示す（図２はＳｉ＝0.08％，
図３はＳｉ≦0.04％の材料）。溶接高温割れ性は前述し
た図１の試験と同様の方法にて調べた。同図より明らか
なように、（Ｓ％＋0.5 ×Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ％）
量が0.02％以下で溶接割れ長さが増大している。これよ
り、（Ｓ％＋0.5 ×Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ％）量は0.
02％以下と定めた。
長さ，再加熱割れ長さ）と（Ｓ％＋0.5 ×Ｐ％＋Ｏ％＋
0.2 ×Ｓｎ％）量の関係を示す（図２はＳｉ＝0.08％，
図３はＳｉ≦0.04％の材料）。溶接高温割れ性は前述し
た図１の試験と同様の方法にて調べた。同図より明らか
なように、（Ｓ％＋0.5 ×Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ％）
量が0.02％以下で溶接割れ長さが増大している。これよ
り、（Ｓ％＋0.5 ×Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ％）量は0.
02％以下と定めた。
【００２５】Ａｌ：脱酸剤として添加されるべき必須な
元素であるが、0.006 ％未満ではＯが本発明の上限値の
0.004 ％を超え、酸化物系介在物が本合金中で多くな
り、一方、0.03％を超えると逆に酸化物系介在物が多く
なるため本発明で意図する溶接性が得られない。従っ
て、その範囲を0.006 〜0.03％にする。
元素であるが、0.006 ％未満ではＯが本発明の上限値の
0.004 ％を超え、酸化物系介在物が本合金中で多くな
り、一方、0.03％を超えると逆に酸化物系介在物が多く
なるため本発明で意図する溶接性が得られない。従っ
て、その範囲を0.006 〜0.03％にする。
【００２６】上記の成分組成範囲に調整することによ
り、物理的性質（低熱膨張特性）や機械的性質を阻害す
ることなく、耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系ア
ンバー合金を得ることができる。
り、物理的性質（低熱膨張特性）や機械的性質を阻害す
ることなく、耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系ア
ンバー合金を得ることができる。
【００２７】なお、本発明においては定めないが、Ｃは
0.03％以下の範囲での混入は許容される。また、本合金
においては必要に応じてＭｎ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｃ
ｕ，Ｎｂの1.0 ％以下の添加やＣａ，Ｚｒ，Ｂ，Ｔｉの
0.1 ％以下を添加しても本発明の効果を何等阻害するも
のではない。以下に本発明の実施例を挙げ、本発明の効
果を立証する。
0.03％以下の範囲での混入は許容される。また、本合金
においては必要に応じてＭｎ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｃ
ｕ，Ｎｂの1.0 ％以下の添加やＣａ，Ｚｒ，Ｂ，Ｔｉの
0.1 ％以下を添加しても本発明の効果を何等阻害するも
のではない。以下に本発明の実施例を挙げ、本発明の効
果を立証する。
【００２８】
【実施例】表１に本発明合金（No.1〜5)及び比較合金
（No.6〜13) の化学成分及びその各材料の溶接高温割れ
性を示す。各合金は電気炉製鋼を炉外精錬により成分調
整し、得られた鋼塊を分塊−熱延−冷延−焼鈍の工程に
より最終製品とした。なお、溶接高温割れ性は前述した
図１の試験と同様の方法にて調べた（ＴＩＧビードオン
プレート方式の溶接にて、溶接入熱18kJ/cm の従来技術
の合金（特開昭57-207154 ）よりも厳しい溶接条件で溶
接を行った。）。
（No.6〜13) の化学成分及びその各材料の溶接高温割れ
性を示す。各合金は電気炉製鋼を炉外精錬により成分調
整し、得られた鋼塊を分塊−熱延−冷延−焼鈍の工程に
より最終製品とした。なお、溶接高温割れ性は前述した
図１の試験と同様の方法にて調べた（ＴＩＧビードオン
プレート方式の溶接にて、溶接入熱18kJ/cm の従来技術
の合金（特開昭57-207154 ）よりも厳しい溶接条件で溶
接を行った。）。
【００２９】合金No.1〜5 の材料は本発明による合金
（本発明例）であるが、溶接高温割れ性は後述する比較
材に比べて優れている。本発明例の中でも、合金 No.1,
No.2,No.4,No.5 の各材はNo.3に比べてＳｉ量がより好
ましいレベルまで低減された材料であり、溶接高温割れ
性がより優れている。これらに対して、合金No.6〜13の
各材料はそれぞれ、Ｓ量，Ｐ量，Ｏ量，Ｓｎ量，Ｎ量，
（Ｓ％＋0.5 ×Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ％）量，Ｓｉ
量，Ａｌ量が本発明規定値を超えるものであり、本発明
例に比較して溶接高温割れ性が劣っている。特に、合金
No.8はＡｌ量も本発明規定値未満となっていることか
ら、脱酸が不十分となり、Ｏ量が本発明規定値を超えた
ものと考えられる。
（本発明例）であるが、溶接高温割れ性は後述する比較
材に比べて優れている。本発明例の中でも、合金 No.1,
No.2,No.4,No.5 の各材はNo.3に比べてＳｉ量がより好
ましいレベルまで低減された材料であり、溶接高温割れ
性がより優れている。これらに対して、合金No.6〜13の
各材料はそれぞれ、Ｓ量，Ｐ量，Ｏ量，Ｓｎ量，Ｎ量，
（Ｓ％＋0.5 ×Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ％）量，Ｓｉ
量，Ａｌ量が本発明規定値を超えるものであり、本発明
例に比較して溶接高温割れ性が劣っている。特に、合金
No.8はＡｌ量も本発明規定値未満となっていることか
ら、脱酸が不十分となり、Ｏ量が本発明規定値を超えた
ものと考えられる。
【００３０】以上より、本発明で意図する溶接割れ性を
得るためには、Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，Ｏ，Ｎ，Ｓｎの量を低減
した上で、Ａｌ量を特定範囲内とし、かつＰ，Ｓ，Ｏ，
Ｓｎの総量を特定値以下とすることが必要であることが
理解される。
得るためには、Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，Ｏ，Ｎ，Ｓｎの量を低減
した上で、Ａｌ量を特定範囲内とし、かつＰ，Ｓ，Ｏ，
Ｓｎの総量を特定値以下とすることが必要であることが
理解される。
【００３１】なお、本発明による合金の室温での引張特
性（0.2 ％耐力、引張強さ、伸び）、30〜100 ℃までの
平均熱膨脹係数はそれぞれ以下のとおりであり、所要の
性能を有していることを確認した。 ・引張特性：0.2 ％耐力＝240 〜340 N/mm2 、引張強さ
＝430 〜550 N/mm2 、伸び＝30〜45％、 ・平均熱膨脹係数＝0.5 〜2.0 ×10-6/ ℃
性（0.2 ％耐力、引張強さ、伸び）、30〜100 ℃までの
平均熱膨脹係数はそれぞれ以下のとおりであり、所要の
性能を有していることを確認した。 ・引張特性：0.2 ％耐力＝240 〜340 N/mm2 、引張強さ
＝430 〜550 N/mm2 、伸び＝30〜45％、 ・平均熱膨脹係数＝0.5 〜2.0 ×10-6/ ℃
【００３２】
【表１】
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、合金組成を特定するこ
とにより、Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｗを添加しないで、物理
的性質（低熱膨張特性）や機械的性質を阻害することな
く、耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系アンバー合
金を提供することができる。特に従来より厳しい溶接条
件においても溶接割れ性は、従来技術による合金（特開
昭57-207154 ）に比べ大幅に向上している。本合金は、
液化天然ガス（ＬＮＧ）の運搬・貯蔵用メンブレンタン
ク素材に用いることができ、その溶接部の信頼性を飛躍
的に高めるなど、工業上極めて有用である。
とにより、Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｗを添加しないで、物理
的性質（低熱膨張特性）や機械的性質を阻害することな
く、耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系アンバー合
金を提供することができる。特に従来より厳しい溶接条
件においても溶接割れ性は、従来技術による合金（特開
昭57-207154 ）に比べ大幅に向上している。本合金は、
液化天然ガス（ＬＮＧ）の運搬・貯蔵用メンブレンタン
ク素材に用いることができ、その溶接部の信頼性を飛躍
的に高めるなど、工業上極めて有用である。
【図１】本発明の実施の形態に係る凝固割れ長さ、再加
熱割れ長さとＳｉ量の関係を示す図。
熱割れ長さとＳｉ量の関係を示す図。
【図２】本発明の実施の形態に係る凝固割れ長さ、再加
熱割れ長さと（Ｓ％＋0.5 ×Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ
％）量の関係を示す図（Ｓｉ＝0.08％）。
熱割れ長さと（Ｓ％＋0.5 ×Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ
％）量の関係を示す図（Ｓｉ＝0.08％）。
【図３】本発明の実施の形態に係る凝固割れ長さ、再加
熱割れ長さと（Ｓ％＋0.5 ×Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ
％）量の関係を示す図（Ｓｉ≦0.04％）。
熱割れ長さと（Ｓ％＋0.5 ×Ｐ％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ
％）量の関係を示す図（Ｓｉ≦0.04％）。
フロントページの続き (72)発明者 稲積 透 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 木村 秀途 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 日下 武夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高野 俊夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 崎山 哲雄 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山下 洋 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％でＮｉ：30〜45％と、Ｓｉ：0.08
％以下と、Ｓ：0.003 ％以下と、Ｐ：0.007 ％以下と、
Ｏ：0.004 ％以下と、Ｓｎ：0.07％以下と、Ａｌ：0.00
6 〜0.03％と、Ｎ：0.003 ％以下と、（Ｓ％＋0.5 ×Ｐ
％＋Ｏ％＋0.2 ×Ｓｎ％）：0.02％以下とを含有するこ
とを特徴とする耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系
アンバー合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8196240A JPH1036948A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8196240A JPH1036948A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1036948A true JPH1036948A (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=16354533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8196240A Pending JPH1036948A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 耐溶接高温割れ性に優れたＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1036948A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55100959A (en) * | 1979-01-26 | 1980-08-01 | Nisshin Steel Co Ltd | Invar alloy with excellent welding high temperature crack resistance and strain corrosion crack resistance |
| JPS58100661A (ja) * | 1981-12-11 | 1983-06-15 | Nippon Steel Corp | 溶接性・耐食性の優れた高Ｎｉ合金 |
| JPH07316747A (ja) * | 1994-05-27 | 1995-12-05 | Nippon Steel Corp | 熱間加工性およびエッチング性に優れたシャドウマスク用素材 |
-
1996
- 1996-07-25 JP JP8196240A patent/JPH1036948A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55100959A (en) * | 1979-01-26 | 1980-08-01 | Nisshin Steel Co Ltd | Invar alloy with excellent welding high temperature crack resistance and strain corrosion crack resistance |
| JPS58100661A (ja) * | 1981-12-11 | 1983-06-15 | Nippon Steel Corp | 溶接性・耐食性の優れた高Ｎｉ合金 |
| JPH07316747A (ja) * | 1994-05-27 | 1995-12-05 | Nippon Steel Corp | 熱間加工性およびエッチング性に優れたシャドウマスク用素材 |
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