JPS60216993A - 高温部材用溶接材料 - Google Patents
高温部材用溶接材料Info
- Publication number
- JPS60216993A JPS60216993A JP7092884A JP7092884A JPS60216993A JP S60216993 A JPS60216993 A JP S60216993A JP 7092884 A JP7092884 A JP 7092884A JP 7092884 A JP7092884 A JP 7092884A JP S60216993 A JPS60216993 A JP S60216993A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- creep rupture
- welding material
- content
- rupture strength
- welding
- 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
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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
- B23K35/3033—Ni as the principal constituent
- B23K35/304—Ni as the principal constituent with Cr as the next major constituent
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】
（本発明の技術分野）
本発明は高温界囲気で用いる高温部材用の溶接材料に関
する。
する。
（従来技術の概要とその欠点）
現在、日本原子力研究所を中心に高温ガス実験炉の開発
が進められている。この実験炉には、中間熱交換器が併
設されることになっておシ、これを用いて高温（最高１
．ｏｏｏ℃）のへりラムガスよυ熱を取シ出し多目的な
用途が考えられている。用途としては、例えば直接還元
製鉄及び石炭ガス化等が考えられている。
が進められている。この実験炉には、中間熱交換器が併
設されることになっておシ、これを用いて高温（最高１
．ｏｏｏ℃）のへりラムガスよυ熱を取シ出し多目的な
用途が考えられている。用途としては、例えば直接還元
製鉄及び石炭ガス化等が考えられている。
ここに、中間熱交換器の高温部材には、微量な不純物ガ
スを不可避的に含有するヘリウム中の耐食性を重視して
、ハステロイＸ（商品名。
スを不可避的に含有するヘリウム中の耐食性を重視して
、ハステロイＸ（商品名。
以下、同様）又はＯｏ 量を減じたハステロイＸＲ（商
品名、以下、同様）の使用が予定されている。使用が予
定されているハステロイＸ（又はＸＲ） の形状として
は、小径管（５１，８ｍφ９×４霞 程度）及び大径管
（６００ｍｍφ１×１００ｗＩｔ程度）や様々の寸法の
板材、棒材があシ、これ等材料の溶接法としてはＴＩＧ
溶接が最も一般的と考えられる。溶接材料としては、共
金が市販で入手し得る唯一のもので、これが現在使用さ
れている。
品名、以下、同様）の使用が予定されている。使用が予
定されているハステロイＸ（又はＸＲ） の形状として
は、小径管（５１，８ｍφ９×４霞 程度）及び大径管
（６００ｍｍφ１×１００ｗＩｔ程度）や様々の寸法の
板材、棒材があシ、これ等材料の溶接法としてはＴＩＧ
溶接が最も一般的と考えられる。溶接材料としては、共
金が市販で入手し得る唯一のもので、これが現在使用さ
れている。
ところが、Ｔ工Ｇ溶接継手の特性を調査したとζろ、第
１図に示すように、ノ１ステロイＸについて母材○、溶
接継手・及び全溶着金属部Δのクリープ破断試験を行っ
たところ、溶接継手及び全溶着金属部のクリープ破断強
度はほぼ同じであシ、シかも母材に比べ約２０チ程度低
いことが判った。
１図に示すように、ノ１ステロイＸについて母材○、溶
接継手・及び全溶着金属部Δのクリープ破断試験を行っ
たところ、溶接継手及び全溶着金属部のクリープ破断強
度はほぼ同じであシ、シかも母材に比べ約２０チ程度低
いことが判った。
又、第２図に示すように、ハステロイＸの全溶着金属部
０のクリープ破断伸びは数−程度以下でオシ、母材○に
比べ著しく劣ることも併せて判った。実際の中間熱交換
器では、様々な構造不連続部及び応力集中部を考慮する
必要があシ、このような箇所では溶接継手のクリープ破
断強度が母材に比し劣ることよシも、クリープ破断延性
が低い方が問題となる可能性がある。
０のクリープ破断伸びは数−程度以下でオシ、母材○に
比べ著しく劣ることも併せて判った。実際の中間熱交換
器では、様々な構造不連続部及び応力集中部を考慮する
必要があシ、このような箇所では溶接継手のクリープ破
断強度が母材に比し劣ることよシも、クリープ破断延性
が低い方が問題となる可能性がある。
（本発明の目的）
本発明は高温雰囲気で高いクリープ破断延性伸びを有す
る高温部材用溶接材料を提供することにある。
る高温部材用溶接材料を提供することにある。
（本発明の基礎実験及び考察）
従来のノ・ステロイＸ（又はＸＲ） 用溶接劇料は、Ａ
Ｗ８ Ａｓ、１４〜７６ ＥＲＮＩＣｒＭｏ−２が用い
られている。この組成は ０ ： ＣＬｎ ５〜［Ｌ １５ 、 Ｍｎ：≦１．０
．Ｆｅ：１７．Ｑ〜２Ｑ、０．Ｐ： ≦０．０４，８：
≦Ｑ、ｏ ３ 、ｓｔ：≦１．０ 、Ｏｕ： ≦［１
５０、Ｃｏ： ０．５ ０〜２．５ ０ 。
Ｗ８ Ａｓ、１４〜７６ ＥＲＮＩＣｒＭｏ−２が用い
られている。この組成は ０ ： ＣＬｎ ５〜［Ｌ １５ 、 Ｍｎ：≦１．０
．Ｆｅ：１７．Ｑ〜２Ｑ、０．Ｐ： ≦０．０４，８：
≦Ｑ、ｏ ３ 、ｓｔ：≦１．０ 、Ｏｕ： ≦［１
５０、Ｃｏ： ０．５ ０〜２．５ ０ 。
Ｏｒ： ２ ［１５〜２ ＫＯ、Ｍｏ： ａｎ〜１ ０
．０ 、Ｗ ：０．２０〜１、Ｏ、Ｍｌ：残 他元素合計：≦（１５０、（単位：ｗｔ％）であって、
Ｃ含有量として０．０５〜０１５％と規定しているが、
実績としてはＣの含有量は０゜０７〜α０８チの範囲に
ある。
．０ 、Ｗ ：０．２０〜１、Ｏ、Ｍｌ：残 他元素合計：≦（１５０、（単位：ｗｔ％）であって、
Ｃ含有量として０．０５〜０１５％と規定しているが、
実績としてはＣの含有量は０゜０７〜α０８チの範囲に
ある。
そこで基礎実験として、主としてｃ Ｊｊｌのみを変化
させて第１表に示す化学成分をもつように原料を配合し
、真空高周波溶解炉で溶製し７、得られたインゴットに
均質化処理を施した後、鍛造・圧延し、この板よＪ）
１．６ ｔＷＭφの溶接ワイヤを製作し、これを用いて
、Ｔ工Ｇ溶接により全溶着金属素材を製作し、これより
クリープ破断試験片を製作して、クリープ破断試験を行
った。
させて第１表に示す化学成分をもつように原料を配合し
、真空高周波溶解炉で溶製し７、得られたインゴットに
均質化処理を施した後、鍛造・圧延し、この板よＪ）
１．６ ｔＷＭφの溶接ワイヤを製作し、これを用いて
、Ｔ工Ｇ溶接により全溶着金属素材を製作し、これより
クリープ破断試験片を製作して、クリープ破断試験を行
った。
クリープ破断試験結果を、表２に示す。試験条件として
は、１．０００℃ｘｔｏｓｋｇ／−を選定した。
は、１．０００℃ｘｔｏｓｋｇ／−を選定した。
この結果よシ、表１の記号Ａの試験片の如くＣを０．０
７５％含有する場合〔従来の）・ステロイＸ〔又はＸＲ
） 用溶接材料の実績レベル〕、炉述のようにクリープ
破断伸びが２．３チと非常に小さいことが判った。しか
るに、Ｃ量を表１の記号Ｂ、Ｏ，Ｄ、Ｂの試験片の如（
Ｑ、ｍ６４チ、０．０５５％、０．０４７チ、 ０．０
５５チと減じるにつれてクリープ破断伸びが改善される
ことが判った。一方、クリープ破断強度はＣ量としてＯ
，０，５５％（試験片Ｃ）及び０．０６４％（試験片Ｂ
）含有するものは、０．０７５％（試験片Ａ）含有する
場合と殆んど変わらないことも判った。しかし、Ｃ量が
試験片り、にの如くα０４７チ及びＯ，Ｃ１ｓ ３ ％
と規格をはずれて低下した場合、そのクリープ破断強度
もα０７５チ（試験片Ａ）含有する場合に比較し大きく
低下し始めることが判った。
７５％含有する場合〔従来の）・ステロイＸ〔又はＸＲ
） 用溶接材料の実績レベル〕、炉述のようにクリープ
破断伸びが２．３チと非常に小さいことが判った。しか
るに、Ｃ量を表１の記号Ｂ、Ｏ，Ｄ、Ｂの試験片の如（
Ｑ、ｍ６４チ、０．０５５％、０．０４７チ、 ０．０
５５チと減じるにつれてクリープ破断伸びが改善される
ことが判った。一方、クリープ破断強度はＣ量としてＯ
，０，５５％（試験片Ｃ）及び０．０６４％（試験片Ｂ
）含有するものは、０．０７５％（試験片Ａ）含有する
場合と殆んど変わらないことも判った。しかし、Ｃ量が
試験片り、にの如くα０４７チ及びＯ，Ｃ１ｓ ３ ％
と規格をはずれて低下した場合、そのクリープ破断強度
もα０７５チ（試験片Ａ）含有する場合に比較し大きく
低下し始めることが判った。
表２
以上の結果は、クリープ破断試験後の試験片のミクロ組
織の観察結果（光学顕微鏡）より次のように考えられる
。
織の観察結果（光学顕微鏡）より次のように考えられる
。
即ち、Ｃ量が０． Ｏ７５チと０．１１４７％の場合を
比較すると、高温（１ａａａ℃）の加熱保持によシ、粒
内・粒界に析出する炭化物の計が前者に比較し後者の方
が著しく少ないことが判った。更にα０４７チ以下に減
じた場合減じるにつれ０．０５３ ％以下では粒内・粒
界に析出する炭化物の量が少なくはなるがそれ程顕著で
はなく、０．０１５％以下では殆んど変化は認められな
かった。
比較すると、高温（１ａａａ℃）の加熱保持によシ、粒
内・粒界に析出する炭化物の計が前者に比較し後者の方
が著しく少ないことが判った。更にα０４７チ以下に減
じた場合減じるにつれ０．０５３ ％以下では粒内・粒
界に析出する炭化物の量が少なくはなるがそれ程顕著で
はなく、０．０１５％以下では殆んど変化は認められな
かった。
以上の事から、高温に加熱保持した場合、Ｃ量を低く押
えることによって炭化物の析出を押え得ることがクリー
プ破断延性の改善につながると考えられる。
えることによって炭化物の析出を押え得ることがクリー
プ破断延性の改善につながると考えられる。
但し、０量が０．０１５チ以下ではそれ稈クリープ破断
延性の改善も認められず、一方り１７一プ破断強度の低
下が著しい為Ｃ量としては０．０１〜０．０５９６とす
ることがよいことが判った。
延性の改善も認められず、一方り１７一プ破断強度の低
下が著しい為Ｃ量としては０．０１〜０．０５９６とす
ることがよいことが判った。
以上示したように、本発明に依る溶接材料は、特にクリ
ープ破断延性に重点を置いたものであるが故、従来の溶
接材料に比較するとクリープ破断強度は低いことは使用
に際しては最高部よシは少し温度の下った箇所に用いる
等の注意が必要なことは云うまでもない。
ープ破断延性に重点を置いたものであるが故、従来の溶
接材料に比較するとクリープ破断強度は低いことは使用
に際しては最高部よシは少し温度の下った箇所に用いる
等の注意が必要なことは云うまでもない。
（本発明の構成）
本発明は上述基礎実験とその考察を踏えて完成したもの
であって、その要旨は重量パーセントで、Ｏ： ０．０
１〜０．０５％、 Ｏｒ： ２０．０〜２３．５チ、
’Ｆｅ： １７． Ｏ〜２ ａ ０％、 Ｍｏ： Ｆｌ
口〜１ＣＬ０％ ｐ ００： ０．５〜２．５％ 、
Ｗ ： ０．２〜１．０％ 。
であって、その要旨は重量パーセントで、Ｏ： ０．０
１〜０．０５％、 Ｏｒ： ２０．０〜２３．５チ、
’Ｆｅ： １７． Ｏ〜２ ａ ０％、 Ｍｏ： Ｆｌ
口〜１ＣＬ０％ ｐ ００： ０．５〜２．５％ 、
Ｗ ： ０．２〜１．０％ 。
Ｍｎ： １． Ｏチリ下２日１：１．０％以下 並びに
残部がＭｌ 及び通常の不純物からなる仁とを特徴とす
るクリープ破断延性の優れた高温部材用溶接材料であｐ
、１．ｏｏｏ℃程度の高温雰囲気でも優れたクリープ破
断延性伸びを有するものである。
残部がＭｌ 及び通常の不純物からなる仁とを特徴とす
るクリープ破断延性の優れた高温部材用溶接材料であｐ
、１．ｏｏｏ℃程度の高温雰囲気でも優れたクリープ破
断延性伸びを有するものである。
（本発明の応用分野）
本発明は、最高１． ＯＯ０℃の高温雰囲気で用いられ
る中間熱交換器等の高温部材に有利に適用することがで
きる。
る中間熱交換器等の高温部材に有利に適用することがで
きる。
（本発明の組成）
本発明の耐熱材用溶接材料は、前述したように従来のＡ
ＷＳ Ａｓ、１４〜７６ ＥＲＮＩＯｒＭｏ−２の組成
におけるｃＪ５ｉを０．０１〜α０５％に特定すること
によって、従来のＡＷＳ ＡＥｌ、１４〜７６Ｆ！ＲＮ
ＩＯｒＭｏ−２ のクリープ破断延性を著しく改善させ
た点を特徴とするものであるが、その他の合金成分範囲
の限定理由を述べると下記のよう（ａ）Ｏｒ 高温での耐酸化性の点より、２０チ以上の含有量は必要
であるが、加工性が２五５％を越えて含有すると劣化が
著しいため、その含有量を２０〜２五５％と定めた。
ＷＳ Ａｓ、１４〜７６ ＥＲＮＩＯｒＭｏ−２の組成
におけるｃＪ５ｉを０．０１〜α０５％に特定すること
によって、従来のＡＷＳ ＡＥｌ、１４〜７６Ｆ！ＲＮ
ＩＯｒＭｏ−２ のクリープ破断延性を著しく改善させ
た点を特徴とするものであるが、その他の合金成分範囲
の限定理由を述べると下記のよう（ａ）Ｏｒ 高温での耐酸化性の点より、２０チ以上の含有量は必要
であるが、加工性が２五５％を越えて含有すると劣化が
著しいため、その含有量を２０〜２五５％と定めた。
＋（ｂ） Ｆｅ
熱間加工性及び冷間加工性の改善の目的には、その含有
量として最低１７％必要とするが、一方２０％を越えて
含有させると耐酸化性が劣化するだめに、その含有量を
１７〜２０％と定めた。
量として最低１７％必要とするが、一方２０％を越えて
含有させると耐酸化性が劣化するだめに、その含有量を
１７〜２０％と定めた。
（ｃ） Ｍ。
高温強度を改善する効果がＭＯにはあるが、その含有量
としては最低８％必要となるが、一方１０チを越えて含
・有させると熱間及び冷間加工性が著しく劣化するため
、その含有量を８〜１０％と定めた。
としては最低８％必要となるが、一方１０チを越えて含
・有させると熱間及び冷間加工性が著しく劣化するため
、その含有量を８〜１０％と定めた。
（ｄ）Ｏ。
原料のうちＮｌ中にＣＯは不可避的に不純物Ｊ−１て合
ネれスづ（、添加り斧場介のｔ’＋’を極的に効果とし
ては素地の固溶体強化であシ、その為には最低０．５チ
の添加を必要とするが、一方２．５チを越えて添加した
場合熱間加工性を阻害するために、その含有量をａ５〜
２．５％と定めた。
ネれスづ（、添加り斧場介のｔ’＋’を極的に効果とし
ては素地の固溶体強化であシ、その為には最低０．５チ
の添加を必要とするが、一方２．５チを越えて添加した
場合熱間加工性を阻害するために、その含有量をａ５〜
２．５％と定めた。
但し、原子力関係のプラントに用いられ、放射化を避け
る必要がある場合には、ＣＬ１％未満とすべきである。
る必要がある場合には、ＣＬ１％未満とすべきである。
（、） Ｗ
Ｗにも高温強度を改善する効果があるが、その含有量と
して最低ｎ、２％必要であるが、一方１％を越えて含有
させると溶接時に割れを生じ易くなるため、その含有量
としてａ２〜１．０チと定めた。
して最低ｎ、２％必要であるが、一方１％を越えて含有
させると溶接時に割れを生じ易くなるため、その含有量
としてａ２〜１．０チと定めた。
（ｆ） Ｍｎ
１チを越えて添加されると熱間加工性が阻害されるため
、その含有量は１チ以下とした。
、その含有量は１チ以下とした。
（ｇ）ｓｌ
１％を越えて添加されると粒界の選択酸化及びスケール
の剥離を生じ易くなるため、その含有量は１チ以下とし
た。
の剥離を生じ易くなるため、その含有量は１チ以下とし
た。
なお、熱間加工性を特に重視する場合、不純物元素中日
及びＰについては各々０．０５％以下及びα０４チ以下
とする必要がある。
及びＰについては各々０．０５％以下及びα０４チ以下
とする必要がある。
第１図は、ハステロイＸ（母材、溶接継手及び全溶着金
属部）のクリープ破断強度（１０００℃）を示し、第２
図はノ・ステロイＸ（母材及び全溶着金属部）のクリー
プ破断伸びを示す。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − １← １コ ／ ｖ、、／−、−リ＼
属部）のクリープ破断強度（１０００℃）を示し、第２
図はノ・ステロイＸ（母材及び全溶着金属部）のクリー
プ破断伸びを示す。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − １← １コ ／ ｖ、、／−、−リ＼
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 重量パーセントで、Ｃ：ｏ、０１〜Ｑ、０５％。 Ｏｒ：２０．Ｏ〜２Ｎ５％、 Ｉｒｅ： １７． Ｏ〜
２ Ｑ、 Ｏ’１６゜Ｍｏ：ａＯ〜１ ［１０％ 、
Ｏｏ：０．５〜２．５チ、Ｗ：０、２〜１．０ ％ 、
Ｍｎ ： １．０ ％以下、８凰： １． Ｏ％以下
並びに残部がＭｌ 及び通常の不純物からなることを
特徴とするクリープ破断延性の優れた高温部材用溶接材
料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7092884A JPS60216993A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 高温部材用溶接材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7092884A JPS60216993A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 高温部材用溶接材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60216993A true JPS60216993A (ja) | 1985-10-30 |
Family
ID=13445660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7092884A Pending JPS60216993A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 高温部材用溶接材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60216993A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01293992A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-27 | Nippon Steel Corp | 高Ｎｉ合金溶接ワイヤ |
| JPH02192892A (ja) * | 1989-01-20 | 1990-07-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 溶接材料 |
| CN112518172A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-19 | 中国华能集团有限公司 | 一种镍钴基高温合金焊丝 |
-
1984
- 1984-04-11 JP JP7092884A patent/JPS60216993A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01293992A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-27 | Nippon Steel Corp | 高Ｎｉ合金溶接ワイヤ |
| JPH02192892A (ja) * | 1989-01-20 | 1990-07-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 溶接材料 |
| CN112518172A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-19 | 中国华能集团有限公司 | 一种镍钴基高温合金焊丝 |
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