JPS58125396A - オ−ステナイト系溶接構造物 - Google Patents

オ−ステナイト系溶接構造物

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JPS58125396A
JPS58125396A JP57007548A JP754882A JPS58125396A JP S58125396 A JPS58125396 A JP S58125396A JP 57007548 A JP57007548 A JP 57007548A JP 754882 A JP754882 A JP 754882A JP S58125396 A JPS58125396 A JP S58125396A
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Yoshimitsu Hida
飛田 芳光
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尚志 森本
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宇佐見 賢一
Katsuki Iijima
飯島 活己
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    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053Fe as the principal constituent
    • B23K35/3066Fe as the principal constituent with Ni as next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C30/00Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はオーステナイト系溶接構造物に係〕、特に化学
プラント、火力、原子カプラント、ゼイラー等における
高温部位に好適使用される高温延性・高温強度及び疲労
寿命に優れたオーステナイト系溶接構造物に関する。
従来、クリープの起こりやす匹高温領域で使用される部
位にはオーステナイトステンレス鋼中耐熱合金鋼が使用
されてお)、特に5ooc以上と温度が高くなる部位に
は、クリープ破断強度が優れ”chbNCF鋼((LO
8%C−20%Cr−32%Ni−α3%Ti−α3%
At)を構造用鋼として使用する場合がある。化学プラ
ントや発電プラントの製作には**構造を用いる場合が
多い。
この場合、NCF#tjl!v%た溶接構造物の製作に
は、インコロイ138(!8%Cr−38%N1−4%
Mo−1%W−残Pe)やインコネル182(15%C
r−αS%’l’i−2%Nb−7%Mfi−8%Fe
−残Nl)、インクネル112 (20%Cr−8%M
 n −L S%Nb+Ta−7%y・−残Nl)また
はインコウエルド人(lj%Cr−2%Nb−LS%M
o−8%F・−残N1)などの溶接棒が使用されている
。しかしながら、これら溶接棒によ)製作耀れ九溶接金
属は、高温和於る延性が乏しく、且つ高温使用中の鑑識
変化による脆化が著しい欠点がある。tたこれら溶接金
属と構造用鋼NCFの成分の差にもとづく熱膨張率の差
が大きいため、溶II!藝境界にて熱応力が大きく作用
し割れ発生の原因となる。
ζOような熱応力による割れの発生を回避するために構
造用鋼NCFと熱膨強率が同一、すなわち同一組成の溶
接棒を用いて%溶接構造物とすることも試みられている
。しかしこれらの溶接構造物ではFl及びhtt含む九
め、ξれらの金属の酸化物が形成されて溶融金属t)R
動性を悪くし、溶接欠陥を生じ中すく、一方TLやムt
を除くと高温における強度が低下する欠点がある。
零*@OrA的は、高温KThいて優れたクリープ破晴
延性及び強度を有し、且つ高一応力発生を防止し得るオ
ーステナイト系溶接構造物を提供するととにある。
本発明者らは、NCP鋼がAjとTIKで強化させた構
造用合金であり、この構造用合金と熱膨強率を同一とす
る溶接棒を用いると、TI及びAAの存在による欠陥が
生じることから、構造用合金と溶接金属との熱膨強率を
ほぼ同一とする丸めKAtt除去するとと%KAjの代
りKM6によ〕強化し、且つ高温延性を得る九めKNb
會九はNb及びTIを所定量添加したtのである。
本発明によれば、重量比で、Nl :32〜38%、C
r:21〜25%、Mo:10〜14%、Nb:α1〜
1%を含有するオーステナイト構造用合金、まえは上記
成分の他KTl及び/1またはZr:0.1〜α5%を
含有するオーステナイト構造用合金と、重量比でC:a
02〜α08%、81:α1〜L5%、Mfi:2〜3
%、Ni:32〜38%、Cr : 21〜25%、M
e : LO〜1.6%、Nb:(Ll 〜LO%、残
11F@及び不可避不純物からなるS接金属、tたは重
量比でC:α02〜G、08%、Sl:α1〜L!i%
、Mal:2〜3%、N1:32〜88%、Cr:21
〜25%、MO: LO=16%、Nb:0゜1〜1.
0%、Tl:α1〜α5%、残1ire及び不可避不純
物からなる溶接金属とで構jlEされたオーステナイト
系sm構造物が提供される。
本発明において、N1及びOrはオーステナイト鑑識を
作9、耐酸化性及び高温強度を得るために必要でろ為、
特KNi量が低−と含有するMO。
Nb及びTi+Zr存在のえめに高温で長時間使用され
る間にシダマ相を析出してもろくなり、またN1量が多
すぎると柱状晶が粗大虻な〕高温割れが発生し中すい、
従って構造用合金及び溶接金属ともKNl量は32〜3
8%が必要である。ただしボイツヤBWR等では構造用
鋼でFiNi量は3s%と上限とする規格があ為ので、
ゼイラ、BWR等では構造用合金のN1葺は32〜35
%とするのが望ましい、Crは所期O酸化性を付与する
ためには21〜2s%で充分である。
M・はオーステナイトマトリックスを強化し、一部は炭
化物として析出するので高温強度を向上させ、又結晶粒
界を強化させるがMoが多すぎると加工性及び耐酸化性
を低下し、シグマ相が析出しやすくなるのでLO〜16
%とする。
Nbは炭化物を析出し、高温強ll!を上げるとともに
、溶接酸素量を少なくし高温延性を向上させる。十分な
強度と延性を得るためにはNb量はα1〜1.0%とす
る。
上記のようtNi、Cr、Mo及びNbO各添加量は構
造用合金及び溶接金属と−に同じである。
構造用合金の場合、その他の微量成分として、例えば0
.08%以下のc、i、o%以下Of3 八及びL5%
以下のMISを含有するものが好ましい・本発明に用い
る溶接金属において、Cは高温強度を向上させるために
加えるが、その含有量はα02〜へ08%である。Cが
多すぎると加工性が低下し、また高温延性も低下し、一
方少なすぎると望ましい高温強直が得られない。
さらに溶接金属中には溶接時及び連接時の脱酸及び脱硫
の目的で81及びMmがそれぞれα1〜1.5%、2〜
3%添加される。8i及びMfiはこの程度の存在で充
分な効果が得られ、所期の目的が達成されるばか)でな
く、溶接金属に高温割れ現象が生じない。
次に構造用合金にはへ1〜a6%のT1及び/又は7.
rが含まれ、溶接金属にはα1〜α5%のTlが含まれ
る。
TI及びzrFi一部脱酸剤として作用し、構造用鋼及
びS*金属中O酸素を低くし高温延性を向上させ為とと
もに残部はマトリックス中に溶接金属中でMCIIの炭
化物として析出して尊界へのM□Ca1l炭化物の析出
を抑制し、延性を向上させ、且つ結晶粒を微細化し、強
[1向上させる。
溶接性、溶接欠陥の肪止の点からT1及び/又はZrは
Q、1〜α5%とする。ただし溶接金属中にZrが含有
されると、溶箇割れを起しやすいので溶接金属中には7
.rは含まれない。
零発11における溶接金属は、上記金属をそれぞれ特定
範囲量を會有すhF・合金であるが、本発@に*ける溶
接金属の所定の効果を阻害しない程度の微量の不純物が
混在すること社差し支えない。
以下、零発at実總例により、 lilら、に詳細に説
明する。
vX1表に示す各種構造用合金(49〜ム11)に対し
、41〜4gの溶接金属を用いてそれぞれ溶接し、各穫
テス)1行った。ム1の溶接金属については構造用合金
としてNCF鋼を用いた。溶接条件は溶接型[150A
、電圧21〜23V。
溶接速[150■/minである。さらに供試材料の熱
膨張率(ICXIO−・)は表20通〕である。
第   2   表 第3表に試験結果を示す、第3111において、ム2〜
A8はそれぞれ構造用合金浦9に対し、溶接金属A2−
1see接した溶接構造物の試験結果である。
第3表によって次のことが判る。
フイスコ割れは、従来材及び比較材(Al〜5)が23
〜34%であるのに対し、本発明材C46〜雇8)は1
3〜18%と少ない。
800C,1000時間におけるクリープ破断強度は本
発明材で5kg/m”以上と従来材と同等以上の強11
示す。
goor、1ooo時間にシけるクリープ破断伸びは、
本発@社で8%以上と従来材の2倍以上の延性を示す。
tX構造用合金11 G、AI IK対し、それぞれ溶
接金属42〜JK8tfIIIIIシた溶接構造−につ
いても上記同様の効果を得ることができた。l1tvc
構造用、合金KAlit用%/′h九場合には、800
Cの条件下、1000時間以上の長時間に亘ってクリー
プ破断強度、クリープ破断伸びが優れていた。
以上のように本発@によれば、溶接性を低下させること
なく、溶接IIK熱応力が集中することを防止し、更に
疲労寿命も優れていることから熱応力の繰返しに耐え為
ことがでahので溶接部O割第1頁の続き ■出願  人 バブコック日立株式会社東京都千代田区
大手町2丁目6 番2号

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L 重量比で、N1:32〜38%、Cr:21〜25
    %、Mail〜L6%、Nb:0.1〜1%を含有する
    オーステナイト構造用合金と、重量比でC:α02〜α
    08%、81:0.1〜L5%、Mn:2〜3%、Nl
    :3g 〜311%、Cr;21〜25%、Mo:1〜
    L6%、Nb:α1〜1%、残部Feからなる溶接金属
    とで構成されることを特徴とするオーステナイト系溶接
    構造物。 2 重量比で、N1:32〜38%、Cr :21〜2
    5%、Mo:1〜L6%、Nb:へ1〜1%を含有する
    オーステナイト構造用合金と、重量比でC:α02〜へ
    08%、Sl:α1〜L5%、Mn:2〜3%、Ni:
    32〜38%、Cr:21〜25%、Mo:1〜16%
    、Nb:(Ll〜1、0%、TI:α1〜α5%、残部
    F・からなる溶接金属とで構成されるオーステナイト系
    溶接構造物。 龜 重量比でNi:32〜38%、Cr:21〜25%
    、BJ): 1〜1.6%% N b :α1〜1%、
    T1及び/又はzr:α1〜α5を含有するオーステナ
    イト構造用合金と、重量比でC:0.02〜α08%、
    Si:α1〜145%、MKI:2〜3%、N1:32
    〜38%、Cr : 21〜25%、M。 :1〜16%、Nb:α1〜10%、残部1i’eから
    なる溶接金属とで構成1れることt特徴とするオーステ
    ナイト系溶接構造物。 表 重量比で、Ni:32〜38%、Cr:21〜25
    %、MO: lN16%、Nb:0.1〜1%、Ti及
    び/又FIZ r : 0.1−(L5%を含有するオ
    ーステナイト構造用合金と、重量比でC:α02〜α0
    8%、SL:東1〜へ5%、Mn : 2〜3%、Nl
    :32〜38%、Cr:21〜25%、Mo、:1〜L
    6%、Nb:α1〜1%、Ti:α1〜α6%、残部F
    ・からなる溶接金属とで構成されることを特徴とするオ
    ーステナイト系溶接構造物。
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