JPS59197394A - 耐熱鋼溶接用鋼ワイヤ - Google Patents
耐熱鋼溶接用鋼ワイヤInfo
- Publication number
- JPS59197394A JPS59197394A JP7113483A JP7113483A JPS59197394A JP S59197394 A JPS59197394 A JP S59197394A JP 7113483 A JP7113483 A JP 7113483A JP 7113483 A JP7113483 A JP 7113483A JP S59197394 A JPS59197394 A JP S59197394A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- welding
- less
- steel
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐熱鋼用として優れた性能を発揮する溶接用鋼
ワイヤに関するものである。
ワイヤに関するものである。
Cr −Mo鋼、例えば3 %Cr −11Mo鋼は、
優れた耐酸化性、耐食性及び高温強度を有していること
から、高温高圧下での耐熱性、耐食性材料として化学工
業や原子カニ業等で各種高温高圧圧力容器などに広く用
いられる傾向にある。
優れた耐酸化性、耐食性及び高温強度を有していること
から、高温高圧下での耐熱性、耐食性材料として化学工
業や原子カニ業等で各種高温高圧圧力容器などに広く用
いられる傾向にある。
そこでこの様な動向に対処する上で問題となるのは、溶
接材料であり、鋼材の特性を十分に発揮させるためには
、溶接継手についても鋼材(母材)と同等かそれ以上の
強度、靭性等を確保する必要があるが、現在この要求を
満たす溶接材料は開発されていない。本発明は前述の様
な事情に着目し、r9 ) 今後これらの構造物が高温高圧化並びに大型化の傾向に
なることを踏゛牛え、高温強度の確保に最重点をおき、
靭性も考慮し、更には狭開先溶接等における良好な溶接
作挙性を得るCr −Mo系耐熱鋼溶接用鋼ワイヤの開
発研究を進めて来た。
接材料であり、鋼材の特性を十分に発揮させるためには
、溶接継手についても鋼材(母材)と同等かそれ以上の
強度、靭性等を確保する必要があるが、現在この要求を
満たす溶接材料は開発されていない。本発明は前述の様
な事情に着目し、r9 ) 今後これらの構造物が高温高圧化並びに大型化の傾向に
なることを踏゛牛え、高温強度の確保に最重点をおき、
靭性も考慮し、更には狭開先溶接等における良好な溶接
作挙性を得るCr −Mo系耐熱鋼溶接用鋼ワイヤの開
発研究を進めて来た。
本発明は上記の様々問題点を解決したものであって、そ
の要旨とする所はC:0.04〜0.10 %(重量係
、以下同じ)、Si:0.25〜0.55係。
の要旨とする所はC:0.04〜0.10 %(重量係
、以下同じ)、Si:0.25〜0.55係。
Mn : 0.65〜1.O0% 、 Cr : 2.
70〜3.30 ’Iy。
70〜3.30 ’Iy。
Mo : 0.90〜1.204を必須成分とし、V
: 0.005〜0.040係、 Nb : o、 o
O5〜0.040チの1種以上を含有する。必要に応
じてA/1.:0.02%以下。
: 0.005〜0.040係、 Nb : o、 o
O5〜0.040チの1種以上を含有する。必要に応
じてA/1.:0.02%以下。
Ti:0.05%以下、Zr:0.05%以下の範囲で
含有し、1(重以上の合計が0.06%以下で、かつP
:0.012係以下、S:0.012係以下であること
を特徴とする耐熱鋼溶接用鋼ワイヤである。
含有し、1(重以上の合計が0.06%以下で、かつP
:0.012係以下、S:0.012係以下であること
を特徴とする耐熱鋼溶接用鋼ワイヤである。
以下に本発明ワイヤの各構成々分の限定理由を詳細に説
明する。Cは溶接金属の強度を高めるために添加するが
0.10 %を超えると微小なプローホール等溶接欠陥
を発生すると共に高温割れ感受性が増加する。一方0.
044未満では要求される強度が確保出来ない。31は
脱酸剤として不可避な元素であり、0.55%を超える
と脆化熱処理(例えば、G、E、ステップクーリング処
理、以下SCという)後の靭性が著しく劣化する。一方
0.25%未満では脱酸不足により溶接金属中にブロー
ホール等の溶接欠陥を発生する。MnはSlと同様な脱
酸剤であり溶接金属の高強度及び高靭性を得るために有
効であるが、1.oO%を超えると焼入れ効果が拡大し
、溶接割れを生じやすくするとともに靭性も劣化する。
明する。Cは溶接金属の強度を高めるために添加するが
0.10 %を超えると微小なプローホール等溶接欠陥
を発生すると共に高温割れ感受性が増加する。一方0.
044未満では要求される強度が確保出来ない。31は
脱酸剤として不可避な元素であり、0.55%を超える
と脆化熱処理(例えば、G、E、ステップクーリング処
理、以下SCという)後の靭性が著しく劣化する。一方
0.25%未満では脱酸不足により溶接金属中にブロー
ホール等の溶接欠陥を発生する。MnはSlと同様な脱
酸剤であり溶接金属の高強度及び高靭性を得るために有
効であるが、1.oO%を超えると焼入れ効果が拡大し
、溶接割れを生じやすくするとともに靭性も劣化する。
一方0.654未満では脱酸不足により溶接金属中にブ
ローホール等の溶接欠陥を発生すると共に要求される強
度、靭性を得ることが困難と々る。Crは耐酸化性、耐
食性及び溶接金属の高温強度の安定化のために不可欠な
元素で2.70〜3.30 %の範囲であれば上記効果
が安定して得られる。MOは溶接金属の高温強度の確保
と焼戻し脆性阻止に不可欠な元素であり1.20係を超
えると焼戻し脆化が促進され好ましくない。
ローホール等の溶接欠陥を発生すると共に要求される強
度、靭性を得ることが困難と々る。Crは耐酸化性、耐
食性及び溶接金属の高温強度の安定化のために不可欠な
元素で2.70〜3.30 %の範囲であれば上記効果
が安定して得られる。MOは溶接金属の高温強度の確保
と焼戻し脆性阻止に不可欠な元素であり1.20係を超
えると焼戻し脆化が促進され好ましくない。
一方0.90係未満では十分な効果が得られない。
■は溶接金属の結晶粒度を微細化する作用があると共に
強度上昇をはかるために有効な成分であるが0.04%
を超えると焼戻し脆化が増大する。一方0.005 ’
1未満では十分な効果が得られ力い。
強度上昇をはかるために有効な成分であるが0.04%
を超えると焼戻し脆化が増大する。一方0.005 ’
1未満では十分な効果が得られ力い。
Nbは溶接金属の結晶粒度を微細にし靭性を向上させ、
焼戻し脆化を減少させる。また脱酸剤としても利用され
微量添加すると歪時効を消失させ、強度を増加させる有
効な成分であるが0.04 %を超えると焼戻し脆化感
受性を増大させる。一方0.005チ未満では十分な効
果が得られない。A/、は脱酸効果を狙いとし、溶接ビ
ードの空孔発生を防止すると共に結晶粒度を微細化させ
るために添加するが、0、02 %を超えるとメタルが
過脱酸状態となり、溶接金属が著しく硬化する。
焼戻し脆化を減少させる。また脱酸剤としても利用され
微量添加すると歪時効を消失させ、強度を増加させる有
効な成分であるが0.04 %を超えると焼戻し脆化感
受性を増大させる。一方0.005チ未満では十分な効
果が得られない。A/、は脱酸効果を狙いとし、溶接ビ
ードの空孔発生を防止すると共に結晶粒度を微細化させ
るために添加するが、0、02 %を超えるとメタルが
過脱酸状態となり、溶接金属が著しく硬化する。
TI及びZrFi、溶接金属の結晶粒の粗大化を阻止し
、かつ強度上昇をはかるために有効な成分であると共に
、アークを安定にし、溶接時の溶滴の移行をスムーズに
しスパッタも少なくする性質を有するが一方ではビード
表面に生成するスラグの剥離性が著しく悪化する欠点が
あるのでTi及びZr(5) の範囲としてはそれぞれ0.05%以下にする。なお、
At、TI及びZrの複合添加の場合は、0.06%’
に超えるとビード表面に生成するスラグの剥離が著しく
困難になるため、その合計が0.06 %以下でなけれ
ばならな゛い。
、かつ強度上昇をはかるために有効な成分であると共に
、アークを安定にし、溶接時の溶滴の移行をスムーズに
しスパッタも少なくする性質を有するが一方ではビード
表面に生成するスラグの剥離性が著しく悪化する欠点が
あるのでTi及びZr(5) の範囲としてはそれぞれ0.05%以下にする。なお、
At、TI及びZrの複合添加の場合は、0.06%’
に超えるとビード表面に生成するスラグの剥離が著しく
困難になるため、その合計が0.06 %以下でなけれ
ばならな゛い。
さらに、P及びSは不純物であり、溶接割れに対して敏
感に影響する。特にPの増加はSC後の靭性劣化を招く
、よってこれらの元素は少ないほど望ましく各々0.0
121を超えてはならない。
感に影響する。特にPの増加はSC後の靭性劣化を招く
、よってこれらの元素は少ないほど望ましく各々0.0
121を超えてはならない。
なお、本発明ワイヤにおいては、この他Cu r N
+As 、 Sn及びsbを必要に応じて含むことが出
来るが、その範囲はCu:0.40%以下、N:0.1
5%以下t AswSneSb 0.010 %以下で
あることが望ましい。
+As 、 Sn及びsbを必要に応じて含むことが出
来るが、その範囲はCu:0.40%以下、N:0.1
5%以下t AswSneSb 0.010 %以下で
あることが望ましい。
即ち、Cuは一般的に耐錆性、耐食性及びワイヤ送給性
向上を目的として、ワイヤ表面へのメッキ等で施される
が0.40’lを超えると高温割れの原因や靭性の低下
をまねくのでCuは0.40%以下が望ましい。また、
原子炉容器用としては照射脆化への影響を考慮してCu
メッキを施さないで使用すf 武 A る場合もある。NはCと同じ作用効果を有する元素であ
ってその有効量はCとは異なるが、N含有量が多くなる
とそれに伴い靭性低下の傾向があり、0.015係以下
が望ましい。
向上を目的として、ワイヤ表面へのメッキ等で施される
が0.40’lを超えると高温割れの原因や靭性の低下
をまねくのでCuは0.40%以下が望ましい。また、
原子炉容器用としては照射脆化への影響を考慮してCu
メッキを施さないで使用すf 武 A る場合もある。NはCと同じ作用効果を有する元素であ
ってその有効量はCとは異なるが、N含有量が多くなる
とそれに伴い靭性低下の傾向があり、0.015係以下
が望ましい。
さらにAs p Sn及びsbは本来、添加しないのが
望ましいが、実質的には不純物として入る場合もあり許
容出来る範囲としてそれぞれ0.010qb以下が望ま
しい。
望ましいが、実質的には不純物として入る場合もあり許
容出来る範囲としてそれぞれ0.010qb以下が望ま
しい。
以下に実施例を用いて本発明の効果をさらに具体的に説
明する。
明する。
実施例1
第1表は実験に用いた耐熱鋼溶接用鋼ワイヤを示す。ワ
イヤ記号1〜12が本発明ワイヤで、ワイヤ記号13〜
20は比較のために掲げた本発明範囲外のワイヤである
。板厚20wnのJIS G3106(溶接構造用圧延
鋼材)の1揮に第1表ワイヤで4Bのバタリングを行い
第1図に示す開先形状(第2表に寸法を示す)に加工し
た後、バタリングを行った同じ組成のワイヤ(ワイヤ径
1.2 wnφ)を用い第3表に示す溶接条件で多層盛
溶接を行うた。溶接終了後、各試料とも685℃X 1
2 hrの溶接後熱処理(以下、SRという)を施し、
そこで得られた結果を第4表に示す。
イヤ記号1〜12が本発明ワイヤで、ワイヤ記号13〜
20は比較のために掲げた本発明範囲外のワイヤである
。板厚20wnのJIS G3106(溶接構造用圧延
鋼材)の1揮に第1表ワイヤで4Bのバタリングを行い
第1図に示す開先形状(第2表に寸法を示す)に加工し
た後、バタリングを行った同じ組成のワイヤ(ワイヤ径
1.2 wnφ)を用い第3表に示す溶接条件で多層盛
溶接を行うた。溶接終了後、各試料とも685℃X 1
2 hrの溶接後熱処理(以下、SRという)を施し、
そこで得られた結果を第4表に示す。
第2表
第3表
ワイヤ記号13は、高強度を得るためC量及び81量を
本発明範囲を超える0、11%及び0.59係と含有し
たものであるが、溶接金属中に微小なブローホールが発
生した。
本発明範囲を超える0、11%及び0.59係と含有し
たものであるが、溶接金属中に微小なブローホールが発
生した。
ワイヤ記号14は、靭性低下を軽減するためSt量を本
発明範囲以下の0.20%にしたものであるが、溶接金
属中における脱酸不足によるブローホールが発生した。
発明範囲以下の0.20%にしたものであるが、溶接金
属中における脱酸不足によるブローホールが発生した。
ワイヤ記号15は、高強度を得るためNb量を本発明範
囲を超える0、 052 %を含有し、またCr量を本
発明範囲以下の2.684にしたものである。
囲を超える0、 052 %を含有し、またCr量を本
発明範囲以下の2.684にしたものである。
X線透過試験結果及び溶接作業性は良好であったが、常
温引張強さの判定基準値70.3 K9f/m”を超え
てしまった。
温引張強さの判定基準値70.3 K9f/m”を超え
てしまった。
ワイヤ記号16は、靭性低下を軽減するためMn量を本
発明範囲以下の0.524にし、高強度を得るためMo
量を本発明範囲を超える1、32%含有したものである
。溶接金属中に脱酸不足によるブローホールが発生した
。
発明範囲以下の0.524にし、高強度を得るためMo
量を本発明範囲を超える1、32%含有したものである
。溶接金属中に脱酸不足によるブローホールが発生した
。
ワイヤ記号17は、強度、靭性及び作業性改善を目的と
してC量、 ht量及びZr量を本発明範囲を超える0
、12係、0.025係及び06052チ含有させ、M
o量を0.83%と低目にし、さらにAt+Ti+Zr
の合計も本発明範囲を超えるo、os。
してC量、 ht量及びZr量を本発明範囲を超える0
、12係、0.025係及び06052チ含有させ、M
o量を0.83%と低目にし、さらにAt+Ti+Zr
の合計も本発明範囲を超えるo、os。
係含有しているものである0溶接ビ一ド全面にスラグが
付着、作業性の劣化がみられワイヤ記号13と同様に微
小なブローホールが溶接金属中に発生した。
付着、作業性の劣化がみられワイヤ記号13と同様に微
小なブローホールが溶接金属中に発生した。
ワイヤ記号18は、高強度を得るためMn量及びV量を
本発明範囲を超える1、 14 %及び0.047係含
有し、さらにP量及びS量を各々0.013%と含有し
たものである。X線透過試験結果及び溶接作業性は良好
である。しかし靭性低下が認められ判定基準の5.5
K9fmを下まわった。
本発明範囲を超える1、 14 %及び0.047係含
有し、さらにP量及びS量を各々0.013%と含有し
たものである。X線透過試験結果及び溶接作業性は良好
である。しかし靭性低下が認められ判定基準の5.5
K9fmを下まわった。
ワイヤ記号19は、靭性低下を軽減するため当量を本発
明範囲以下の0.61%含有LXTi量を −0、05
7qb、 At+Ti +Zrの合計を0.0694と
本発明範囲を超えて含有させ、さらにCu量を0.45
係にしたものである。溶接金属中に脱酸不足によるブロ
ーホールが発生し、また溶接ビード全面にスラグが付着
、その除去が非常に困難であった。
明範囲以下の0.61%含有LXTi量を −0、05
7qb、 At+Ti +Zrの合計を0.0694と
本発明範囲を超えて含有させ、さらにCu量を0.45
係にしたものである。溶接金属中に脱酸不足によるブロ
ーホールが発生し、また溶接ビード全面にスラグが付着
、その除去が非常に困難であった。
ワイヤ記号20は、高強度を得るためCr量及びV量を
本発明範囲を超えそれぞれ352係及び0、049 係
と含有したものである。X線透過試験結果及び溶接作業
性は良好であるが常温引張強さが判定基準値70.3
K9f/lan”を超えてしまった。
本発明範囲を超えそれぞれ352係及び0、049 係
と含有したものである。X線透過試験結果及び溶接作業
性は良好であるが常温引張強さが判定基準値70.3
K9f/lan”を超えてしまった。
これに対して本発明に属するワイヤ記号1〜12のワイ
ヤは、X線透過試験及び溶接作業性は良好々のはもちろ
ん優れた溶接金属性能が得られる。
ヤは、X線透過試験及び溶接作業性は良好々のはもちろ
ん優れた溶接金属性能が得られる。
実施例2
板厚50mmの耐熱鋼ASTM A387Gr21 (
34Cr −11Mo)鋼板を第2図に示す狭開先(第
5表に寸法を示す)に加工した後第1表に示す組成のワ
イヤを、第6表に示す溶接条件で1パス71層溶接を行
った。溶接終了後、各試料とも700℃X 14 hr
のSRを施し、そこで得られた結果を第7表に示す。ま
たSR後の各試料にされに第3図に示す脆化熱処理を施
し、SR後及びSC後の靭性の比較をした結果も合せて
第7表に示す。第3図中冷却(14) 速度(1)は5.6℃/hrm冷却速度(2)は2.8
℃/hrを示す。
34Cr −11Mo)鋼板を第2図に示す狭開先(第
5表に寸法を示す)に加工した後第1表に示す組成のワ
イヤを、第6表に示す溶接条件で1パス71層溶接を行
った。溶接終了後、各試料とも700℃X 14 hr
のSRを施し、そこで得られた結果を第7表に示す。ま
たSR後の各試料にされに第3図に示す脆化熱処理を施
し、SR後及びSC後の靭性の比較をした結果も合せて
第7表に示す。第3図中冷却(14) 速度(1)は5.6℃/hrm冷却速度(2)は2.8
℃/hrを示す。
第5表
この様に狭開先浴接法で溶接を行った場合でも、本発明
の範囲に属するワイヤ組成であれば、優れた浴接金属性
能が得られるのはもちろん開先内でアークが安定し、ス
パッタの発生も少なくなおかつスラグのばくりも良好な
溶接作業性を示す。
の範囲に属するワイヤ組成であれば、優れた浴接金属性
能が得られるのはもちろん開先内でアークが安定し、ス
パッタの発生も少なくなおかつスラグのばくりも良好な
溶接作業性を示す。
以上これらの実施例からも明らかな様に、本発明の組成
範囲にある溶接ワイヤであれば、溶接作業性が良好なこ
とはもちろん優れた強度、靭性を有する溶接金属が得ら
れる。また上記に詳述したように、本発明はCr −M
o系耐熱鋼溶接用鋼ワイヤとして、各種溶接分野での適
用範囲が拡大され、その工業的価値はきわめて大きい。
範囲にある溶接ワイヤであれば、溶接作業性が良好なこ
とはもちろん優れた強度、靭性を有する溶接金属が得ら
れる。また上記に詳述したように、本発明はCr −M
o系耐熱鋼溶接用鋼ワイヤとして、各種溶接分野での適
用範囲が拡大され、その工業的価値はきわめて大きい。
第1図及び第2メは実施例に用いた開先形状を示す説明
図、第3図は実施例で用いた脆化熱処理(S、C)条件
を示す説明図である。 (17)
図、第3図は実施例で用いた脆化熱処理(S、C)条件
を示す説明図である。 (17)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 IC:0.04〜0.10係(重量係、以下同じ)。 Si : 0.25〜0.55%、Mn : 0.65
〜1.00%。 Cr : 2.70〜3.30 ’lr 、 Mo :
0.90〜1.20 %を必須成分とし、V:0.0
05〜0.040係。 Nb:0.□os〜0.040係の1種以上を含有する
ことを特徴とする耐熱鋼溶接用鋼ワイヤ。 2C:0.04〜0.10係$81:0.25〜0.5
54 、 Mn : O865〜 1.0
0 4 、 Cr : 2.70 〜3.3
0% 、 Mo : 0.90〜1.20 %を必須
成分としV:0.005〜0.040チ、 Nb :
0.005〜0.040係の1棟以上を含有し、かつP
:0.012%以下。 8:0.012%以下であることを特徴とする耐熱鋼溶
接用鋼ワイヤ。 3C:0.04〜0.10係、Si:0.25〜0.5
5%・Mn :0.65〜1.00%、Cr :2.7
0〜3.30%、Mo:0.90〜1.20%を必須成
分とし、v:(1) 0、0 O5〜0.0 4 0 係 、Nb:0.
005〜0.040係の1種以上を含有するとともに、
At:0.02%以下、Ti:0.05’1以下、Zr
:0.05%以下の範囲で含有し、その合計が0.06
1以下で、かつP:0.012チ以下、S:0.012
係以下であることを特徴とする耐熱鋼溶接用鋼ワイヤ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7113483A JPS59197394A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 耐熱鋼溶接用鋼ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7113483A JPS59197394A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 耐熱鋼溶接用鋼ワイヤ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59197394A true JPS59197394A (ja) | 1984-11-08 |
Family
ID=13451798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7113483A Pending JPS59197394A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 耐熱鋼溶接用鋼ワイヤ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59197394A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62101394A (ja) * | 1985-10-29 | 1987-05-11 | Nippon Steel Corp | Cr−Mo系低合金耐熱鋼溶接用鋼ワイヤ |
US4994647A (en) * | 1989-02-21 | 1991-02-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Covered electrode for use in arc welding of Cr-Mo type low alloy steels |
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JPS5785692A (en) * | 1980-11-16 | 1982-05-28 | Kobe Steel Ltd | Wire for gas shielded arc welding of similar compositions of cr-mo steel |
JPS57130794A (en) * | 1981-02-04 | 1982-08-13 | Nippon Steel Corp | Wire for welding of cr-mo type heat resisting steel |
JPS586790A (ja) * | 1981-07-03 | 1983-01-14 | Nippon Steel Corp | Cr−Mo系耐熱鋼溶接用ワイヤ |
-
1983
- 1983-04-22 JP JP7113483A patent/JPS59197394A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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