JPS5983717A - 肉盛溶接部の熱処理方法 - Google Patents
肉盛溶接部の熱処理方法Info
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- JPS5983717A JPS5983717A JP19275382A JP19275382A JPS5983717A JP S5983717 A JPS5983717 A JP S5983717A JP 19275382 A JP19275382 A JP 19275382A JP 19275382 A JP19275382 A JP 19275382A JP S5983717 A JPS5983717 A JP S5983717A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/50—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints
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- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (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】
この発ＢＡは肉盛溶接層境界部の高周波誘導加熱による
熱処理方法に係シ、更に詳しく言えば炭素鋼や低合金鋼
に耐食性鋼或いは耐食合金を肉盛溶接したのち水素脆化
に対する耐性を改善する熱処理方法に係る。
熱処理方法に係シ、更に詳しく言えば炭素鋼や低合金鋼
に耐食性鋼或いは耐食合金を肉盛溶接したのち水素脆化
に対する耐性を改善する熱処理方法に係る。
化学プラントの大形圧力容器においては炭素鋼や低合金
鋼に耐食性鋼またはその合金（以下耐食性合金という）
、例えばオーステナイト系ステンレス鋼或いはインコネ
ルの如！高ニッケｎｔｍクロム合金を肉盛溶接して使用
することが多いが、肉盛溶接後に残留応力除去および溶
接部の靭性改善の目的でＪＩＳ Ｚ３７００の規定に
基づく５００〜７５０℃の後熱処理を施して高温高圧水
素雰囲気中で使用すると使用中または運転停止後に、第
１図に示す母材１と肉盛層２との境界部３（以下肉盛境
界部という）ＶＣおいて剥離することがある。
鋼に耐食性鋼またはその合金（以下耐食性合金という）
、例えばオーステナイト系ステンレス鋼或いはインコネ
ルの如！高ニッケｎｔｍクロム合金を肉盛溶接して使用
することが多いが、肉盛溶接後に残留応力除去および溶
接部の靭性改善の目的でＪＩＳ Ｚ３７００の規定に
基づく５００〜７５０℃の後熱処理を施して高温高圧水
素雰囲気中で使用すると使用中または運転停止後に、第
１図に示す母材１と肉盛層２との境界部３（以下肉盛境
界部という）ＶＣおいて剥離することがある。
すなわち後熱処理によって肉盛境界部に水素脆化の起シ
易い組織が生じ、これを高温高圧水素中で使用すると該
境界部に割れを生じて剥離するに到るものと考えられる
。
易い組織が生じ、これを高温高圧水素中で使用すると該
境界部に割れを生じて剥離するに到るものと考えられる
。
ところで炭素鋼等の低合金鋼母材に耐食性合金を肉盛溶
接したのち応力除去焼鈍をすると肉盛層下の溶接熱影響
部４に生じた粗粒組織に基づいて母材鋼種によっては割
れを発生することがある。
接したのち応力除去焼鈍をすると肉盛層下の溶接熱影響
部４に生じた粗粒組織に基づいて母材鋼種によっては割
れを発生することがある。
これを防止するだめ出願人は応力除去焼鈍を施す前に高
周波誘導加熱によって６００℃／３０分以上の加熱速度
で肉盛金属部を９００〜１１５０℃忙、溶接熱影響部を
７００〜１１００℃に加熱したのち冷却する肉盛溶接部
の高周波誘導熱処理方法を先に提示した（特願昭４８−
８９７４号、特公昭５６−３４６１９号）。
周波誘導加熱によって６００℃／３０分以上の加熱速度
で肉盛金属部を９００〜１１５０℃忙、溶接熱影響部を
７００〜１１００℃に加熱したのち冷却する肉盛溶接部
の高周波誘導熱処理方法を先に提示した（特願昭４８−
８９７４号、特公昭５６−３４６１９号）。
しかしながらこの方法では肉盛溶接層の母材熱影響部に
発生する小さな割れを防止することができても、高温高
圧水素雰囲気中の使用による水素脆化に基づく肉盛境界
部に生ずる割れによる剥離を防止することができないこ
とが判った。
発生する小さな割れを防止することができても、高温高
圧水素雰囲気中の使用による水素脆化に基づく肉盛境界
部に生ずる割れによる剥離を防止することができないこ
とが判った。
本発明は以上の如き事情に鑑み開発された高周波誘導加
熱による熱処理方法に係シ、肉盛溶接部の熱処理方法に
おいて、炭素鋼または低合金鋼に耐食性合金を肉盛溶接
して後熱処理を施したのち高周波誘導加熱によって肉盛
層と母材との境界部を７００〜１１００℃に加熱し、空
冷する熱処理を施すことを特徴とする水素脆化に対する
耐性を改善する高周波誘導加熱にょる肉盛溶接部の熱処
理方法に係る。
熱による熱処理方法に係シ、肉盛溶接部の熱処理方法に
おいて、炭素鋼または低合金鋼に耐食性合金を肉盛溶接
して後熱処理を施したのち高周波誘導加熱によって肉盛
層と母材との境界部を７００〜１１００℃に加熱し、空
冷する熱処理を施すことを特徴とする水素脆化に対する
耐性を改善する高周波誘導加熱にょる肉盛溶接部の熱処
理方法に係る。
なお本発明において炭素鋼または低合金鋼とは通例のと
おシ「炭素以外の合金元素を少量含有した鋼の総称で、
一般構造用鋼を始め、ボイラ用、化学用、油井用その他
の鋼管類、肌焼鋼、快削鋼、構造用合金鋼、低温用含ニ
ツケル鋼、珪素鋼などの一部も含まれる」（鉄鋼便覧、
第４刷、丸善、１９６３年、Ｉ）、１３１４ ）を指
すものである。
おシ「炭素以外の合金元素を少量含有した鋼の総称で、
一般構造用鋼を始め、ボイラ用、化学用、油井用その他
の鋼管類、肌焼鋼、快削鋼、構造用合金鋼、低温用含ニ
ツケル鋼、珪素鋼などの一部も含まれる」（鉄鋼便覧、
第４刷、丸善、１９６３年、Ｉ）、１３１４ ）を指
すものである。
次に添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
発明者は上記の如き肉盛境界部の水素雰囲気中の使用忙
よる剥離発生の防止方法について種々研究して来た結果
、肉盛溶接の後熱処理ののちに高周波誘導加熱を行なえ
ば肉盛境界部の水素による脆化し易い組織を改善するこ
とができることが判った。
よる剥離発生の防止方法について種々研究して来た結果
、肉盛溶接の後熱処理ののちに高周波誘導加熱を行なえ
ば肉盛境界部の水素による脆化し易い組織を改善するこ
とができることが判った。
その熱処理方法は第２図に示すダイアグラムによる。す
なわち （第１工程）母材１に通例のとおシ肉盛溶接２を行なっ
たのち、 （第２工程）ＪＩＳ Ｚ３７００の規定に従って５０
０〜７５０℃の応力除去の後熱処理を施して−たん室温
まで空冷して、次に （第３工程）高周波誘導コイルを肉盛層表面に沿つて移
動させて肉盛境界部が７００〜ｌ１００℃になるように
加熱して空冷する。
なわち （第１工程）母材１に通例のとおシ肉盛溶接２を行なっ
たのち、 （第２工程）ＪＩＳ Ｚ３７００の規定に従って５０
０〜７５０℃の応力除去の後熱処理を施して−たん室温
まで空冷して、次に （第３工程）高周波誘導コイルを肉盛層表面に沿つて移
動させて肉盛境界部が７００〜ｌ１００℃になるように
加熱して空冷する。
（第４工程）高周波誘導加熱後の空冷によって肉盛境界
部下の母材が焼入組織となって硬化することがあるが、
この場合にはこれを軟化させるためＪｉＳ Ｚ３７０
０の規定の温度で２時間以内の軟化処理を行なう。
部下の母材が焼入組織となって硬化することがあるが、
この場合にはこれを軟化させるためＪｉＳ Ｚ３７０
０の規定の温度で２時間以内の軟化処理を行なう。
高周波誘導加熱装置は第３図に図解的に示す公知の装置
で、高周波発電機４に接続された誘導コイル５が肉盛層
２の表面と一定間隔をおいて台車６に固定され、台車６
は機枠７にスプリング８をを一％→４滑らかに機枠に伴
なって移動するようにしである。コイル５に高周波電流
を流すと肉盛層２および母材１に誘導電流が発生するが
、表皮効果によって表面層に集中して発熱し、第４図に
曲線９で一例を示すような温度勾配をとるから、肉盛境
界部３の温度が斜線を引いて示した７００〜１１００℃
の間にはいるように入力を制御すればよい。この温度に
およそ３分間保持されるように移動速度を定めて台車６
を肉盛層２の表面層に沿って移動させれば誘導コイル５
に対応する肉盛層の肉盛境界部は次次に所要温度に加熱
され、水素によって脆化され易い組織は改善される。
で、高周波発電機４に接続された誘導コイル５が肉盛層
２の表面と一定間隔をおいて台車６に固定され、台車６
は機枠７にスプリング８をを一％→４滑らかに機枠に伴
なって移動するようにしである。コイル５に高周波電流
を流すと肉盛層２および母材１に誘導電流が発生するが
、表皮効果によって表面層に集中して発熱し、第４図に
曲線９で一例を示すような温度勾配をとるから、肉盛境
界部３の温度が斜線を引いて示した７００〜１１００℃
の間にはいるように入力を制御すればよい。この温度に
およそ３分間保持されるように移動速度を定めて台車６
を肉盛層２の表面層に沿って移動させれば誘導コイル５
に対応する肉盛層の肉盛境界部は次次に所要温度に加熱
され、水素によって脆化され易い組織は改善される。
加熱方法として高周波誘導加熱を採用した理由は次のと
おシである。炭素鋼または低合金鋼の母材に耐食性合金
を肉盛溶接したこの種クラッド鋼は一般に母材は肉盛溶
接前に焼入れ、焼戻しの調質が施されており、母材を溶
接後に再加熱するに当って溶接熱影響部以外は調質時の
焼戻し温度以上に温度が上昇する範囲をできるだけ小範
囲に押えることが必要になる。本発明に係る肉盛境界部
の剥離を防止するためには肉盛境界部をＡ１変態点以上
の温度に加熱する必要があシ、このためその後の空冷で
母材が焼入れ組織となることがあシ、一方肉盛境界部よ
シも深い部分では調質時の焼戻温度よシも高い温度にな
る範囲があシ、この部分では母材は軟化することになる
。従ってこの温度範囲を肉盛境界部からできるだけ浅く
、かつ狭い範囲とすることが望才しい。
おシである。炭素鋼または低合金鋼の母材に耐食性合金
を肉盛溶接したこの種クラッド鋼は一般に母材は肉盛溶
接前に焼入れ、焼戻しの調質が施されており、母材を溶
接後に再加熱するに当って溶接熱影響部以外は調質時の
焼戻し温度以上に温度が上昇する範囲をできるだけ小範
囲に押えることが必要になる。本発明に係る肉盛境界部
の剥離を防止するためには肉盛境界部をＡ１変態点以上
の温度に加熱する必要があシ、このためその後の空冷で
母材が焼入れ組織となることがあシ、一方肉盛境界部よ
シも深い部分では調質時の焼戻温度よシも高い温度にな
る範囲があシ、この部分では母材は軟化することになる
。従ってこの温度範囲を肉盛境界部からできるだけ浅く
、かつ狭い範囲とすることが望才しい。
このような目的に対して燃焼加熱、輻射加熱、抵抗加熱
は不適当であシ、高周波誘導加熱によれば表皮効果によ
って肉盛層および母材の表面近くのみが著しく加熱され
るので最も適当しておシ、その周波数を適当に選べば加
熱深さを制御することができる。加熱条件としては周波
数３０００ヘルツ、入力５０〜２００ＫＷ、加熱時間１
〜３分とするのが適当で、肉盛境界部の温度は７００〜
１１００℃に加熱され、而も母材の焼戻温度以上に加熱
される範囲も浅くなるので、材料強度が低下することな
しに肉盛境界部の延性が改善され、高温高圧水素環境下
で使用しても剥離が生じないようになる。
は不適当であシ、高周波誘導加熱によれば表皮効果によ
って肉盛層および母材の表面近くのみが著しく加熱され
るので最も適当しておシ、その周波数を適当に選べば加
熱深さを制御することができる。加熱条件としては周波
数３０００ヘルツ、入力５０〜２００ＫＷ、加熱時間１
〜３分とするのが適当で、肉盛境界部の温度は７００〜
１１００℃に加熱され、而も母材の焼戻温度以上に加熱
される範囲も浅くなるので、材料強度が低下することな
しに肉盛境界部の延性が改善され、高温高圧水素環境下
で使用しても剥離が生じないようになる。
次に熱処理条件を変えて作製した試験片１〜８について
水素雰囲気中に保持したのち剥離状態を調査した試験に
ついて述べる。
水素雰囲気中に保持したのち剥離状態を調査した試験に
ついて述べる。
母材にクロムモリブデン鋼板（ＪＩＳ Ｇ４１０９．
８ ＣＭＶ ４ ）を使用し、耐食性合金としてオース
テナイト系ステンレス鋼広幅電極（ＪＩＳ Ｚ３３２
２、ＹＢ−３０４Ｆ）、電極幅１５Ｑａｍまたは７５ｍ
で、母材予熱温度１５０℃、電圧２７Ｖ１電流２５００
Ａまたは１２５ＯＡで１層盛りの肉盛溶接を行ない、第
１表に示す条件で熱処理を施した。
８ ＣＭＶ ４ ）を使用し、耐食性合金としてオース
テナイト系ステンレス鋼広幅電極（ＪＩＳ Ｚ３３２
２、ＹＢ−３０４Ｆ）、電極幅１５Ｑａｍまたは７５ｍ
で、母材予熱温度１５０℃、電圧２７Ｖ１電流２５００
Ａまたは１２５ＯＡで１層盛りの肉盛溶接を行ない、第
１表に示す条件で熱処理を施した。
第１表
※ 試験片７．８は高周波誘導加熱、空冷後に７００℃
ｘ２Ｈの軟化処理を施した。
ｘ２Ｈの軟化処理を施した。
すなわち試験片１および２は従来方法にょ）肉盛溶接後
にＪＩＳ Ｚ３７００に従って７００℃Ｘ２４ｈｒ、
の後熱処理を施した。試験片３および４では前記先願（
特願昭５６−３４６１９号）の方法に従って肉盛溶接後
に高周波誘導加熱したのち通例の後熱処理を施した。試
験片５および６は本発明の方法に従って後熱処理ののち
高周波誘導加熱を施した。試験片７および８は肉盛溶着
金属下の母材が高周波加熱および空冷によって焼入組織
となシ硬化したので７００℃Ｘ２ｈｒ、の軟化処理を施
した。
にＪＩＳ Ｚ３７００に従って７００℃Ｘ２４ｈｒ、
の後熱処理を施した。試験片３および４では前記先願（
特願昭５６−３４６１９号）の方法に従って肉盛溶接後
に高周波誘導加熱したのち通例の後熱処理を施した。試
験片５および６は本発明の方法に従って後熱処理ののち
高周波誘導加熱を施した。試験片７および８は肉盛溶着
金属下の母材が高周波加熱および空冷によって焼入組織
となシ硬化したので７００℃Ｘ２ｈｒ、の軟化処理を施
した。
上記の各試験片を水素分圧１５０ ｋｙ／ｃｔＡ、４５
０℃のガス中に４８時間保持したのち強制空冷し、室温
に２４時間以上放置して肉盛金属の反対側の母材表面か
ら超音波探傷検査によって剥離の有無を調べた。その結
果は第１表に記載しであるように従来方法による試験片
１．２はすべて剥離しておシ、試験片３．４においても
剥離していて後熱処理前に高周波誘導加熱しても水素脆
化による剥離防止の効果はなかった。
０℃のガス中に４８時間保持したのち強制空冷し、室温
に２４時間以上放置して肉盛金属の反対側の母材表面か
ら超音波探傷検査によって剥離の有無を調べた。その結
果は第１表に記載しであるように従来方法による試験片
１．２はすべて剥離しておシ、試験片３．４においても
剥離していて後熱処理前に高周波誘導加熱しても水素脆
化による剥離防止の効果はなかった。
本発明の方法による試験片５．６でけ肉盛境界部の組織
を改善することができ、水素脆化による剥離は生じなか
った。また本発明の方法によって焼入硬化したものに７
００’ＣＸ２ｈｒ、の軟化処理を加えた試験片７．８に
も剥離を生じておらず、後熱処理ののち本発明の方法に
よって高周波誘導熱処理を一度施しておけばその後に軟
化熱処理を施しても剥離を生ずることを防止することが
できる。
を改善することができ、水素脆化による剥離は生じなか
った。また本発明の方法によって焼入硬化したものに７
００’ＣＸ２ｈｒ、の軟化処理を加えた試験片７．８に
も剥離を生じておらず、後熱処理ののち本発明の方法に
よって高周波誘導熱処理を一度施しておけばその後に軟
化熱処理を施しても剥離を生ずることを防止することが
できる。
以上説明したように溶接後熱処理によって生じた肉盛境
界部の水素脆化の起シ易い組織は肉盛金属層表面から高
周波誘導加熱することによって水素脆化の起シ難い組織
に改善することができる。
界部の水素脆化の起シ易い組織は肉盛金属層表面から高
周波誘導加熱することによって水素脆化の起シ難い組織
に改善することができる。
−たん高周波誘導加熱によって改善されたのちは軟化焼
鈍を施しても剥離を生ずることはない。このように本発
明の方法によるときけ大形高温高圧化学機器の耐食性の
向上をもたらすほか、剥離による腐食に基づくガス漏洩
等の危険を防止するこ七ができるので安全上の効果もき
わめて大きい。
鈍を施しても剥離を生ずることはない。このように本発
明の方法によるときけ大形高温高圧化学機器の耐食性の
向上をもたらすほか、剥離による腐食に基づくガス漏洩
等の危険を防止するこ七ができるので安全上の効果もき
わめて大きい。
第１図は肉盛溶着金属下の水素脆化による剥離発生の状
態を図解的に示す斜視断面図、第２図は本発明の方法に
よる熱処理ダイアグラム、第３図は本発明の方法の実施
に好適な高周波誘導加熱装置の概要図、第４図は高周波
誘導加熱による金属内部の温度勾配の一例を示すグラフ
である。 ■・・・母材、２・・・肉盛溶着層、３・・・肉盛境界
部（剥離発生部）、４・・・熱影響部、９・・・高周波
加熱による温度勾配曲線 出願人代理人 弁理士 鴨志１）次 男第／図 時間→ ′ｖ５２図 第３図 第ｔＩ−図
態を図解的に示す斜視断面図、第２図は本発明の方法に
よる熱処理ダイアグラム、第３図は本発明の方法の実施
に好適な高周波誘導加熱装置の概要図、第４図は高周波
誘導加熱による金属内部の温度勾配の一例を示すグラフ
である。 ■・・・母材、２・・・肉盛溶着層、３・・・肉盛境界
部（剥離発生部）、４・・・熱影響部、９・・・高周波
加熱による温度勾配曲線 出願人代理人 弁理士 鴨志１）次 男第／図 時間→ ′ｖ５２図 第３図 第ｔＩ−図
Claims (1)
- 肉盛溶接部の熱処理方法において、炭素鋼または低合金
鋼に耐食性合金を肉盛溶接して後熱処理を施したのち高
周波誘導加熱によって肉盛層と母材との境界部を７００
〜１１００℃に加熱し空冷する熱処理を施すことを特徴
とする水素脆化に対する耐性を改善する高周波誘導加熱
による肉盛溶接部の熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19275382A JPS5983717A (ja) | 1982-11-03 | 1982-11-03 | 肉盛溶接部の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19275382A JPS5983717A (ja) | 1982-11-03 | 1982-11-03 | 肉盛溶接部の熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5983717A true JPS5983717A (ja) | 1984-05-15 |
| JPS6151613B2 JPS6151613B2 (ja) | 1986-11-10 |
Family
ID=16296472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19275382A Granted JPS5983717A (ja) | 1982-11-03 | 1982-11-03 | 肉盛溶接部の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5983717A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103484802A (zh) * | 2013-09-16 | 2014-01-01 | 西北工业大学 | 一种获得公斤级高温合金过冷熔体的制备方法 |
| CN107619922A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-01-23 | 彭娟 | 一种高合金耐热钢焊口的中频感应热处理工艺 |
| CN117444552A (zh) * | 2023-12-25 | 2024-01-26 | 中北大学 | 一种提高316l不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法 |
-
1982
- 1982-11-03 JP JP19275382A patent/JPS5983717A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103484802A (zh) * | 2013-09-16 | 2014-01-01 | 西北工业大学 | 一种获得公斤级高温合金过冷熔体的制备方法 |
| CN107619922A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-01-23 | 彭娟 | 一种高合金耐热钢焊口的中频感应热处理工艺 |
| CN117444552A (zh) * | 2023-12-25 | 2024-01-26 | 中北大学 | 一种提高316l不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法 |
| CN117444552B (zh) * | 2023-12-25 | 2024-03-12 | 中北大学 | 一种提高316l不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6151613B2 (ja) | 1986-11-10 |
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