JPS61262487A - ニツケル基溶接材 - Google Patents
ニツケル基溶接材Info
- Publication number
- JPS61262487A JPS61262487A JP10349085A JP10349085A JPS61262487A JP S61262487 A JPS61262487 A JP S61262487A JP 10349085 A JP10349085 A JP 10349085A JP 10349085 A JP10349085 A JP 10349085A JP S61262487 A JPS61262487 A JP S61262487A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nickel
- stress corrosion
- content
- welding
- amount
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
- Arc Welding In General (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】
「産業上の利用分野」
本発明は、ニッケル基溶接材に係り、特に、原子カプラ
ントに使用されるインコネル６００材等の溶接金属とし
て好適なニッケル基溶接材に関するものである。
ントに使用されるインコネル６００材等の溶接金属とし
て好適なニッケル基溶接材に関するものである。
「従来の技術」
一般に、原子力発電プラント、化学プラント等の構造材
、装置、部品等には、耐熱性及び耐食性に優れたインコ
ネル６００（ＪＩＳ名称ＮＣＦ ６００ ｌす占４住田
土釦プ七ｈ ザ徊こ）〜ノ１→ｌ、廿の溶接を実施する
場合は、溶接時のビード熱及びその後の応力除去焼鈍、
さらに、沸騰水型原子炉の例にあっては、運転時に酸素
富化高温水との接触による熱サイクルを受けるため、溶
接金属部分の粒界応力腐食割れ感受性等を十分に検討す
る必要がある。
、装置、部品等には、耐熱性及び耐食性に優れたインコ
ネル６００（ＪＩＳ名称ＮＣＦ ６００ ｌす占４住田
土釦プ七ｈ ザ徊こ）〜ノ１→ｌ、廿の溶接を実施する
場合は、溶接時のビード熱及びその後の応力除去焼鈍、
さらに、沸騰水型原子炉の例にあっては、運転時に酸素
富化高温水との接触による熱サイクルを受けるため、溶
接金属部分の粒界応力腐食割れ感受性等を十分に検討す
る必要がある。
インコネル用溶接材等においては、例えば１４％以上の
Ｃｒを含有させることにより、耐食性を付与した状態と
することができるものであるが、前記熱サイクルを受け
た場合に、応力腐食割れ（ＳＣＣ＞に対しての感受性が
高くなるという傾向を有する。即ち、第４図に示すよう
に、結晶粒Ｉの粒界２において、溶接材に含まれている
ＣｒとＣとが結合して、クロム炭化物３が析出した状態
になると、該クロム炭化物３の付近におけるＣｒ量は、
第５図のように、クロム炭化物３の部分（Ｔ、）が非常
に高くなる。また、クロム炭化物３から離間している部
分（Ｔ、）、結晶粒ｌのＣｒ量は一１初期量を保持して
いるが、クロム炭化物３の近接部分（Ｔ Ｘ）では、ク
ロム炭化物３の析出時にＣｒが移行する現象により、例
えば、Ｃｒ量が１２％以下となる等の局部的なりロム欠
乏層が生じ、該クロム欠乏層の存在により、前記感受性
が高くなると推論されている。
Ｃｒを含有させることにより、耐食性を付与した状態と
することができるものであるが、前記熱サイクルを受け
た場合に、応力腐食割れ（ＳＣＣ＞に対しての感受性が
高くなるという傾向を有する。即ち、第４図に示すよう
に、結晶粒Ｉの粒界２において、溶接材に含まれている
ＣｒとＣとが結合して、クロム炭化物３が析出した状態
になると、該クロム炭化物３の付近におけるＣｒ量は、
第５図のように、クロム炭化物３の部分（Ｔ、）が非常
に高くなる。また、クロム炭化物３から離間している部
分（Ｔ、）、結晶粒ｌのＣｒ量は一１初期量を保持して
いるが、クロム炭化物３の近接部分（Ｔ Ｘ）では、ク
ロム炭化物３の析出時にＣｒが移行する現象により、例
えば、Ｃｒ量が１２％以下となる等の局部的なりロム欠
乏層が生じ、該クロム欠乏層の存在により、前記感受性
が高くなると推論されている。
また、クロム炭化物の発生を抑制する技術として、例え
ばＮｂを添加することが提案されているが、溶接金属中
のＳｉ等によって抑制効果が悪影響を受けるという問題
点が生じる。
ばＮｂを添加することが提案されているが、溶接金属中
のＳｉ等によって抑制効果が悪影響を受けるという問題
点が生じる。
一方、原子力発電プラント等においては、運転時に溶存
酸素を含む高温水との接触がともなうので、粒界応力腐
食割れの発生が特に懸念されるものである。
酸素を含む高温水との接触がともなうので、粒界応力腐
食割れの発生が特に懸念されるものである。
「発明が解決しようとする問題点」
本発明は、これらの従来技術を解決するとともに、溶接
後の熱サイクル及びＣ−８ｉ等の成分によって、機械的
強度等が影響されることの少ないニッケル基溶接材の提
供を目的としているものである。
後の熱サイクル及びＣ−８ｉ等の成分によって、機械的
強度等が影響されることの少ないニッケル基溶接材の提
供を目的としているものである。
「問題点を解決するための手段」
本発明は、クロム炭化物の発生抑制効果がＮｂ・Ｔｉの
量をそれぞれ単独に調整することにより生じるのではな
く、その総量とＳｉ量とに関係することを知見し、さら
に、これらの相対関係について鋭意研究を重ねた結果、
前記問題点を有効に解決し得る方法を見い出したもので
、Ｃを０．０３ないし０．０６重量％、Ｎｂ及びＴｉを
総量で２．５重量％以上、Ｓｉを０．２５重量％未満の
範囲で含有してなるニッケル基溶接材としているもので
ある。
量をそれぞれ単独に調整することにより生じるのではな
く、その総量とＳｉ量とに関係することを知見し、さら
に、これらの相対関係について鋭意研究を重ねた結果、
前記問題点を有効に解決し得る方法を見い出したもので
、Ｃを０．０３ないし０．０６重量％、Ｎｂ及びＴｉを
総量で２．５重量％以上、Ｓｉを０．２５重量％未満の
範囲で含有してなるニッケル基溶接材としているもので
ある。
「作用」
ＣとＮｂ及びＴｉとを所要量含有するとともに、Ｓｉ量
が抑制されているニッケル基溶接材であると、Ｃが０．
０３ないし０．０６％であることに基づいて、機械的強
度が高くなるので、特に、インコネル材の溶接金属とし
ての物性を満足することができる。
が抑制されているニッケル基溶接材であると、Ｃが０．
０３ないし０．０６％であることに基づいて、機械的強
度が高くなるので、特に、インコネル材の溶接金属とし
ての物性を満足することができる。
そして、ＮｂＣ及びＴｉＣを生成させることによる応力
腐食割れ抑制効果は、Ｎｂの原子量が９３、Ｔｉの原子
量が４８、Ｃの原子量が１２であり、Ｎｂ及びＴｉがＣ
との結合によりＮｂＣ及びＴｉＣになるので、仮に合金
中に含まれるとするとともに、各元素の質量を元素記号
を用いて表すと、結合比は次の式のようになる。
腐食割れ抑制効果は、Ｎｂの原子量が９３、Ｔｉの原子
量が４８、Ｃの原子量が１２であり、Ｎｂ及びＴｉがＣ
との結合によりＮｂＣ及びＴｉＣになるので、仮に合金
中に含まれるとするとともに、各元素の質量を元素記号
を用いて表すと、結合比は次の式のようになる。
（Ｎｂ／ ９３ ＋Ｔｉ／４８ ）＋（Ｃ／ １２）’
Ｆ０ 。
Ｆ０ 。
１３（Ｎｂ ＋２Ｔｉ）／Ｃ・・・・・・・・・・・
・（ｉ）この（ｉ）式では、ＮｂとＴｉとがｌ：２の関
係となっている。
・（ｉ）この（ｉ）式では、ＮｂとＴｉとがｌ：２の関
係となっている。
しかしながら、応力腐食割れの最大割れ深さを合金中の
構成元素まで整理してみる（重回帰分析してみる）と、
溶接材のＳＣＣ抑制率Ｘは、第１図との関連から、次式
が成立する（但し重量％）ことが明らかになった。
。
構成元素まで整理してみる（重回帰分析してみる）と、
溶接材のＳＣＣ抑制率Ｘは、第１図との関連から、次式
が成立する（但し重量％）ことが明らかになった。
。
Ｘ＝１． ０４Ｎｂ＋１． １６Ｔｉ−１２，５０−５
３，３Ｐ−３２，５８−１９０Ｂ・・・・・・（ｉｉ）
このｉｉ式において、ＳＣＣ抑制率Ｘの正の部分、即ち
、１．０４Ｎｂ＋１．１６Ｔｉの項を構成しているＮｂ
及びＴｉは、５ＣＣ（応力腐食割れ）を防止するために
有効な元素であり、負の部分、即ちＣ，Ｐ、Ｓ、Ｂ等は
有害元素を示すことを意篩１ ＋ｌ＋ ｉ 、−ＰＪｈ
ｊ↓、 呂Ｉ Ｘ ＩＪＰ ｈ八 偏重１−１ハハハに
悪影響を及ぼす金属とされている。
３，３Ｐ−３２，５８−１９０Ｂ・・・・・・（ｉｉ）
このｉｉ式において、ＳＣＣ抑制率Ｘの正の部分、即ち
、１．０４Ｎｂ＋１．１６Ｔｉの項を構成しているＮｂ
及びＴｉは、５ＣＣ（応力腐食割れ）を防止するために
有効な元素であり、負の部分、即ちＣ，Ｐ、Ｓ、Ｂ等は
有害元素を示すことを意篩１ ＋ｌ＋ ｉ 、−ＰＪｈ
ｊ↓、 呂Ｉ Ｘ ＩＪＰ ｈ八 偏重１−１ハハハに
悪影響を及ぼす金属とされている。
さらに、１．０４Ｎｂと１．１６Ｔｉとを比較すると、
１．０４： ｔ、ｔｅキ１：１
である。
したがって、ＳＣＣの発生防止効果は、ＮｂとＴｉとで
ほぼ同じであり、Ｎｂ及びＴｉの総量で管理することに
より、管理上の実用性を向上させることができる。
ほぼ同じであり、Ｎｂ及びＴｉの総量で管理することに
より、管理上の実用性を向上させることができる。
「実験例」
インコネル６００材に近似している成分を有するニッケ
ル基溶接材を中心として、第１表の供試溶接金属につい
て、溶接工程の熱サイクルを付与した。なお、第１表は
、供試溶接金属の成分範囲を示している。
ル基溶接材を中心として、第１表の供試溶接金属につい
て、溶接工程の熱サイクルを付与した。なお、第１表は
、供試溶接金属の成分範囲を示している。
第１表供試溶接金属の化学成分範囲（重量％）Ｎｉ
Ｃｒ Ｆｅ５８．０〜？３．８
１３．７１〜２１．１１ ０．５８〜１０．５０ −Ｎ
ｂ Ｔｉ Ｃ■、４２〜５．４
０ ０．０３〜Ｇ、７０ ０．０１５〜０．０７９
次いで、溶接工程後に、ＣＢＢ試験（応力腐食割れ試験
）を実施した。このときの応力腐食割れ感受性は、フな
いし２０枚の繰り返し試験片の最大割れ深さの中央値で
評価した。なお、本試験で観察された亀裂はすべてデン
ドライトに沿った応力腐食亀裂（ＩＤ５ＣＣ）であった
。
Ｃｒ Ｆｅ５８．０〜？３．８
１３．７１〜２１．１１ ０．５８〜１０．５０ −Ｎ
ｂ Ｔｉ Ｃ■、４２〜５．４
０ ０．０３〜Ｇ、７０ ０．０１５〜０．０７９
次いで、溶接工程後に、ＣＢＢ試験（応力腐食割れ試験
）を実施した。このときの応力腐食割れ感受性は、フな
いし２０枚の繰り返し試験片の最大割れ深さの中央値で
評価した。なお、本試験で観察された亀裂はすべてデン
ドライトに沿った応力腐食亀裂（ＩＤ５ＣＣ）であった
。
このＣＢＢ試験結果を第２図及び第３図に示す。
第２図は、溶接熱の影響を受けた状態におけるＣ・Ｎｂ
−Ｔｉ量とＳＣＣ分布との関係を示しており、また、第
３図は、Ｎｂ−Ｔｉ総量が２．５以上である場合におけ
るＣ−８ｉ量とＳＣＣ分布との関係を示している。そし
て、第２図及び第３図において、口は割れが認められな
いもの、口■は１００μ−以下の割れが認められたもの
、■は１００μｍを越える割れが認められたものを示す
。
−Ｔｉ量とＳＣＣ分布との関係を示しており、また、第
３図は、Ｎｂ−Ｔｉ総量が２．５以上である場合におけ
るＣ−８ｉ量とＳＣＣ分布との関係を示している。そし
て、第２図及び第３図において、口は割れが認められな
いもの、口■は１００μ−以下の割れが認められたもの
、■は１００μｍを越える割れが認められたものを示す
。
これらの実験結果を検討すると、第２図において、応力
腐食割れ感受性を［Ｎｂ＋Ｔｉ］と［Ｃ］“との関数と
して見ると、［Ｎｂ＋Ｔｉ ］の増量の有効性が認めら
れる。そして、［Ｎｂ＋Ｔｉ］が２゜５％以上で、かつ
［Ｃコが０．０３ないし０．０６％である領域で、ＳＣ
Ｃを抑制する現象が顕著に表れている。また、［Ｎｂ＋
Ｔｉ ］を増量した場合は、Ｓｉ量が０．２５％以下で
ある範囲であると、ＳＣＣを抑制し得ることが明らかで
ある。
腐食割れ感受性を［Ｎｂ＋Ｔｉ］と［Ｃ］“との関数と
して見ると、［Ｎｂ＋Ｔｉ ］の増量の有効性が認めら
れる。そして、［Ｎｂ＋Ｔｉ］が２゜５％以上で、かつ
［Ｃコが０．０３ないし０．０６％である領域で、ＳＣ
Ｃを抑制する現象が顕著に表れている。また、［Ｎｂ＋
Ｔｉ ］を増量した場合は、Ｓｉ量が０．２５％以下で
ある範囲であると、ＳＣＣを抑制し得ることが明らかで
ある。
Ｎｂ−Ｔｉを適正総量添加し、かつ、Ｓｉが所要量以下
である場合は、結晶粒界付近におけるクロム炭化物の生
成が、ＮｂＣ及びＴｉＣの優先生成されることにより妨
げられ、結晶粒界付近におけるＣｒ欠乏層の発生を少な
くするものである。
である場合は、結晶粒界付近におけるクロム炭化物の生
成が、ＮｂＣ及びＴｉＣの優先生成されることにより妨
げられ、結晶粒界付近におけるＣｒ欠乏層の発生を少な
くするものである。
「発明の効果」
以上説明したように、本発明のニッケル基溶接材は、Ｃ
を０．０３ないし０．０６重量％、Ｎｂ及びＴｉを総量
で２．５重量％以上含有するとともに、Ｓｉを０．２５
重量％以下に制限してなるもので、Ｃを許容範囲まで増
加させることにより、機械的強度を高くして、特に、イ
ンコネル材の溶接金属としての物性を満足することがで
きる。また、Ｓｉ量の範囲を明確にすることにより、金
属成分の管理を容易にすることができる。
を０．０３ないし０．０６重量％、Ｎｂ及びＴｉを総量
で２．５重量％以上含有するとともに、Ｓｉを０．２５
重量％以下に制限してなるもので、Ｃを許容範囲まで増
加させることにより、機械的強度を高くして、特に、イ
ンコネル材の溶接金属としての物性を満足することがで
きる。また、Ｓｉ量の範囲を明確にすることにより、金
属成分の管理を容易にすることができる。
さらに、熱処理等において、クロム炭化物が析出してク
ロム欠乏層が生じようとしているときに、Ｃ−Ｃｒの結
合をＮｂ−Ｔｉの存在によって妨げるとともに、Ｎｂ−
Ｔｉの量をその総量により決定しており、溶接金属の成
分の管理を簡単にして実用性を向上させることができる
とともに、Ｎｂ及びＴｉの添加による応力腐食割れの抑
制効果を確実にすることができ、インコネル材用の溶接
材として、特に有用なものである等の優れた効果を奏す
るものである。
ロム欠乏層が生じようとしているときに、Ｃ−Ｃｒの結
合をＮｂ−Ｔｉの存在によって妨げるとともに、Ｎｂ−
Ｔｉの量をその総量により決定しており、溶接金属の成
分の管理を簡単にして実用性を向上させることができる
とともに、Ｎｂ及びＴｉの添加による応力腐食割れの抑
制効果を確実にすることができ、インコネル材用の溶接
材として、特に有用なものである等の優れた効果を奏す
るものである。
第１図はニッケル基溶接材における構成成分による応力
腐食割れ゛深さとその抑制率とを重回帰分析により算出
した結果を示す関係説明図、第２図は本発明の寞鰺例の
瀉培執の！！」じ’！ｉ’ ｉ＋ ＊−ｆ ｎにおける
Ｃ−Ｎｂ−Ｔｉ量とＳＣＣ分布との関係図、第３図は本
発明の実験例においてＮｂ−Ｔｉ総量が２．０％以上の
溶接材で溶接熱の影響を受けた状態におけるＣ−８ｉ量
とＳＣＣ分布との関係図、第４図はＣｒを含有している
ニッケル基溶接材が熱影響を受けたときに結晶粒界に析
出するＣｒ粒等の状態の説明図、第５図は結晶粒界にお
けるクロム欠乏現象の説明図である。 ｌ・・・・・・結晶粒、２・・・・・・粒界、３・・・
・・・クロム炭化物。 第２図 第８図 ＣＩＬｔ％ 第４図 第５図
腐食割れ゛深さとその抑制率とを重回帰分析により算出
した結果を示す関係説明図、第２図は本発明の寞鰺例の
瀉培執の！！」じ’！ｉ’ ｉ＋ ＊−ｆ ｎにおける
Ｃ−Ｎｂ−Ｔｉ量とＳＣＣ分布との関係図、第３図は本
発明の実験例においてＮｂ−Ｔｉ総量が２．０％以上の
溶接材で溶接熱の影響を受けた状態におけるＣ−８ｉ量
とＳＣＣ分布との関係図、第４図はＣｒを含有している
ニッケル基溶接材が熱影響を受けたときに結晶粒界に析
出するＣｒ粒等の状態の説明図、第５図は結晶粒界にお
けるクロム欠乏現象の説明図である。 ｌ・・・・・・結晶粒、２・・・・・・粒界、３・・・
・・・クロム炭化物。 第２図 第８図 ＣＩＬｔ％ 第４図 第５図
Claims (1)
- Ｃを０．０３ないし０．０６重量％、Ｎｂ及びＴｉを総
量で２．５重量％以上、Ｓｉを０．２５重量％未満の範
囲で含有してなることを特徴とするニッケル基溶接材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10349085A JPS61262487A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | ニツケル基溶接材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10349085A JPS61262487A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | ニツケル基溶接材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61262487A true JPS61262487A (ja) | 1986-11-20 |
Family
ID=14355440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10349085A Pending JPS61262487A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | ニツケル基溶接材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61262487A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105689919A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-06-22 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种焊缝熔敷金属可再结晶的镍基合金焊丝 |
| CN111112879A (zh) * | 2020-02-12 | 2020-05-08 | 郑州大学 | 抗药皮发红开裂的镍基焊条 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59199192A (ja) * | 1983-04-21 | 1984-11-12 | エム・ア−・エン・マシ−ネンフアブリ−ク・アウクスブルク−ニユルンベルク・アクチエンゲゼルシヤフト | 熱交換器等の管板に管を気孔なしに溶接するための溶接ワイヤ |
-
1985
- 1985-05-15 JP JP10349085A patent/JPS61262487A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59199192A (ja) * | 1983-04-21 | 1984-11-12 | エム・ア−・エン・マシ−ネンフアブリ−ク・アウクスブルク−ニユルンベルク・アクチエンゲゼルシヤフト | 熱交換器等の管板に管を気孔なしに溶接するための溶接ワイヤ |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105689919A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-06-22 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种焊缝熔敷金属可再结晶的镍基合金焊丝 |
| CN111112879A (zh) * | 2020-02-12 | 2020-05-08 | 郑州大学 | 抗药皮发红开裂的镍基焊条 |
| CN111112879B (zh) * | 2020-02-12 | 2021-05-25 | 郑州大学 | 抗药皮发红开裂的镍基焊条 |
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