JPS6225065B2 - - Google Patents
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- JPS6225065B2 JPS6225065B2 JP3176282A JP3176282A JPS6225065B2 JP S6225065 B2 JPS6225065 B2 JP S6225065B2 JP 3176282 A JP3176282 A JP 3176282A JP 3176282 A JP3176282 A JP 3176282A JP S6225065 B2 JPS6225065 B2 JP S6225065B2
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- welding
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- martensitic stainless
- welded
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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
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
-
- 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
Description
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
この発明は鋳造品の鋳造欠陥部を補修する方法
に係り、特にマルテンサイト系ステンレス鋳鋼で
構成された部材の鋳造欠陥部を溶接して補填する
方法に関する。 （従来の技術） 水車のランナ等の部材はマルテンサイト系ステ
ンレス鋳鋼で構成されているが、鋳造時に鋳造欠
陥を生ずることが多い。この鋳造欠陥部分は切削
等によつて除去され、その跡を共金材であるマル
テンサイト系ステンレス鋼かあるいはオーステナ
イト系ステンレス鋼を溶接材料として溶接補填し
て修復することにより補修されている。 （発明が解決しようとする問題点） 上記の補修方法においてマルテンサイト系ステ
ンレス鋼を溶接材料として使用する場合、溶接割
れを防止するため部材を100℃以上に予熱するの
が一般的であり、さらに溶接後には、温度低下に
伴つて生ずる引張残留応力を除去するために600
℃前後の残留応力除去焼鈍を行う必要がある。 また、オーステナイト系ステンレス鋼を溶接材
料として使用した場合には、その熱膨張係数が大
きいため、溶接後、上記マルテンサイト系ステン
レス鋼の場合よりも大きな引張残留応力が生じ
る。したがつてこの場合も残留応力除去焼鈍が不
可欠な熱処理となる。 さらに、一般に鋳鋼品の鋳造欠陥は必ずしも一
度にすべて補修されるわけではなく、溶接は２〜
数回行われる。したがつて、上記マルテンサイト
系ステンレス鋼を溶接材料として使用した場合に
は、予熱、応力除去焼鈍を繰返す必要がある。ま
たオーステナイト系ステンレス鋼の場合には残留
応力がますます高くなることがあり、これを除去
するためには残留応力除去焼鈍を必ず行わなけれ
ばらなない。 しかしながら、このような予熱や焼鈍等の熱処
理は長時間を要し、作業能率を低下させる原因と
なつている。 本発明は、予熱や残留応力除去焼鈍等の作業を
省略し、しかも修復部を母材と同等の強度および
耐食性とすることができるマルテンサイト系ステ
ンレス鋳鋼で構成された部材の鋳造欠陥部の補修
方法を提供することを目的としている。 〔発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） 本発明は、マルテンサイト系ステンレス鋳鋼で
構成された部材の鋳造欠陥部を除去する工程と、
該鋳造欠陥部が除去された部分にオーステナイト
系ステンレス鋼を溶接材料として溶接補填する工
程と、溶接補填して形成された溶接部を低温に保
持した状態で加工処理することにより該溶接部の
組織をマルテンサイトに変態させる工程とよりな
るマルテンサイト系ステンレス鋳鋼で構成された
部材の鋳造欠陥部の補修方法である。 （作用） 上記のように溶接したオーステナイト系ステン
レス鋼をマルテンサイトに変態させると、変態に
伴つて溶接部の体積が増加し、この結果溶接によ
る引張残留応力は大幅に緩和される。また、この
溶接部の組織は母材と同じマルテンサイトとなつ
て組織の不均一による強度低下を防止することが
できる。 （実施例） 以下本発明の方法について第１図乃至第５図を
参照して説明する。 まず第１図に示すようにマルテンサイト系ステ
ンレス鋳鋼からなる部材１の鋳造欠陥部をグライ
ンダー等により除去する。次に第２図に示すよう
に除去された部分２をオーステナイト系ステンレ
ス鋼を溶接材料として補修溶接し、溶接部３を形
成する。この段階で部材１はマルテンサイト、溶
接部３はオーステナイトの組織である。このよう
にして溶接を終えた後、第３図あるいは第４図に
示すように溶接部３を冷媒４によつて冷却する。
第３図はノズル５によつて冷媒４を溶接部３に噴
射するものであり、第４図は囲い６の中に冷媒４
を満たして溶接部３を冷却するものである。この
ようにして冷却した溶接部３に冷却後直ちにハン
マリングやあるいはシヨツトピーニング等の加工
処理を施す。冷媒４としては液体窒素等が適当で
あり、またはドライアイス等を直接溶接部３に接
触させてもよい。また上記溶接部３の冷却は、第
３図及び第４図に示すものに限定されず、部材１
全体を冷凍機等により冷却することも可能であ
る。 上記処理の結果を第５図に示す。横軸はハンマ
リングによつて与えた加工歪、縦軸は溶接部３の
マルテンサイトへの変態量を示す。図中Ａは参考
のために室温で加工を行つたものであり、Ｂは液
体窒素を冷媒とした本発明に基く処理を行つたも
のである。第５図から明らかなように、Ａのよう
に室温で加工歪だけを与えても、あるいはＢのよ
うに加工歪を与えず冷却するだけでもわずかに変
態が起こる。しかしながら母材のマルテンサイト
系ステンレス鋼と同等な強度および耐食性を生ぜ
しめるためには、少なくとも溶接部の80％以上が
変態する必要がある。そのためにはオーステナイ
ト系ステンレス鋼を低温にした状態で加工処理を
施すことが必要である。こうすることによつて、
第５図のＢに示したように溶接部をほぼ100％変
態させることができる。しかし変態量は温度や付
与する加工歪により制御することも可能であり、
また前述のように溶接は通常数回にわたつて行わ
れるため、たとえば表面層のみを変態させること
もできる。 このような処理を施すことにより、溶接部をマ
ルテンサイト変態させることができる。この変態
の際に体積膨張が起こるため、溶接によつて生じ
た引張残留応力は大幅に緩和される。またこの溶
接部の組織は母材と同じくマルテンサイトとなつ
ているので、充分な強度が得られる。 次に本発明の実施例および比較例についての試
験結果について述べる。 試験は第１図に示したのと同一形状となるよう
板厚50mmのマルテンサイト系ステンレス鋳鋼から
なる試験片（母材）に幅20mm深さ10mmの溝を40mm
の長さにわたつて形成し、これに溶接材料をアー
ク溶接して行つた。用いた試験片および溶接材料
の組成成分は第１表に示すとおりである。
に係り、特にマルテンサイト系ステンレス鋳鋼で
構成された部材の鋳造欠陥部を溶接して補填する
方法に関する。 （従来の技術） 水車のランナ等の部材はマルテンサイト系ステ
ンレス鋳鋼で構成されているが、鋳造時に鋳造欠
陥を生ずることが多い。この鋳造欠陥部分は切削
等によつて除去され、その跡を共金材であるマル
テンサイト系ステンレス鋼かあるいはオーステナ
イト系ステンレス鋼を溶接材料として溶接補填し
て修復することにより補修されている。 （発明が解決しようとする問題点） 上記の補修方法においてマルテンサイト系ステ
ンレス鋼を溶接材料として使用する場合、溶接割
れを防止するため部材を100℃以上に予熱するの
が一般的であり、さらに溶接後には、温度低下に
伴つて生ずる引張残留応力を除去するために600
℃前後の残留応力除去焼鈍を行う必要がある。 また、オーステナイト系ステンレス鋼を溶接材
料として使用した場合には、その熱膨張係数が大
きいため、溶接後、上記マルテンサイト系ステン
レス鋼の場合よりも大きな引張残留応力が生じ
る。したがつてこの場合も残留応力除去焼鈍が不
可欠な熱処理となる。 さらに、一般に鋳鋼品の鋳造欠陥は必ずしも一
度にすべて補修されるわけではなく、溶接は２〜
数回行われる。したがつて、上記マルテンサイト
系ステンレス鋼を溶接材料として使用した場合に
は、予熱、応力除去焼鈍を繰返す必要がある。ま
たオーステナイト系ステンレス鋼の場合には残留
応力がますます高くなることがあり、これを除去
するためには残留応力除去焼鈍を必ず行わなけれ
ばらなない。 しかしながら、このような予熱や焼鈍等の熱処
理は長時間を要し、作業能率を低下させる原因と
なつている。 本発明は、予熱や残留応力除去焼鈍等の作業を
省略し、しかも修復部を母材と同等の強度および
耐食性とすることができるマルテンサイト系ステ
ンレス鋳鋼で構成された部材の鋳造欠陥部の補修
方法を提供することを目的としている。 〔発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） 本発明は、マルテンサイト系ステンレス鋳鋼で
構成された部材の鋳造欠陥部を除去する工程と、
該鋳造欠陥部が除去された部分にオーステナイト
系ステンレス鋼を溶接材料として溶接補填する工
程と、溶接補填して形成された溶接部を低温に保
持した状態で加工処理することにより該溶接部の
組織をマルテンサイトに変態させる工程とよりな
るマルテンサイト系ステンレス鋳鋼で構成された
部材の鋳造欠陥部の補修方法である。 （作用） 上記のように溶接したオーステナイト系ステン
レス鋼をマルテンサイトに変態させると、変態に
伴つて溶接部の体積が増加し、この結果溶接によ
る引張残留応力は大幅に緩和される。また、この
溶接部の組織は母材と同じマルテンサイトとなつ
て組織の不均一による強度低下を防止することが
できる。 （実施例） 以下本発明の方法について第１図乃至第５図を
参照して説明する。 まず第１図に示すようにマルテンサイト系ステ
ンレス鋳鋼からなる部材１の鋳造欠陥部をグライ
ンダー等により除去する。次に第２図に示すよう
に除去された部分２をオーステナイト系ステンレ
ス鋼を溶接材料として補修溶接し、溶接部３を形
成する。この段階で部材１はマルテンサイト、溶
接部３はオーステナイトの組織である。このよう
にして溶接を終えた後、第３図あるいは第４図に
示すように溶接部３を冷媒４によつて冷却する。
第３図はノズル５によつて冷媒４を溶接部３に噴
射するものであり、第４図は囲い６の中に冷媒４
を満たして溶接部３を冷却するものである。この
ようにして冷却した溶接部３に冷却後直ちにハン
マリングやあるいはシヨツトピーニング等の加工
処理を施す。冷媒４としては液体窒素等が適当で
あり、またはドライアイス等を直接溶接部３に接
触させてもよい。また上記溶接部３の冷却は、第
３図及び第４図に示すものに限定されず、部材１
全体を冷凍機等により冷却することも可能であ
る。 上記処理の結果を第５図に示す。横軸はハンマ
リングによつて与えた加工歪、縦軸は溶接部３の
マルテンサイトへの変態量を示す。図中Ａは参考
のために室温で加工を行つたものであり、Ｂは液
体窒素を冷媒とした本発明に基く処理を行つたも
のである。第５図から明らかなように、Ａのよう
に室温で加工歪だけを与えても、あるいはＢのよ
うに加工歪を与えず冷却するだけでもわずかに変
態が起こる。しかしながら母材のマルテンサイト
系ステンレス鋼と同等な強度および耐食性を生ぜ
しめるためには、少なくとも溶接部の80％以上が
変態する必要がある。そのためにはオーステナイ
ト系ステンレス鋼を低温にした状態で加工処理を
施すことが必要である。こうすることによつて、
第５図のＢに示したように溶接部をほぼ100％変
態させることができる。しかし変態量は温度や付
与する加工歪により制御することも可能であり、
また前述のように溶接は通常数回にわたつて行わ
れるため、たとえば表面層のみを変態させること
もできる。 このような処理を施すことにより、溶接部をマ
ルテンサイト変態させることができる。この変態
の際に体積膨張が起こるため、溶接によつて生じ
た引張残留応力は大幅に緩和される。またこの溶
接部の組織は母材と同じくマルテンサイトとなつ
ているので、充分な強度が得られる。 次に本発明の実施例および比較例についての試
験結果について述べる。 試験は第１図に示したのと同一形状となるよう
板厚50mmのマルテンサイト系ステンレス鋳鋼から
なる試験片（母材）に幅20mm深さ10mmの溝を40mm
の長さにわたつて形成し、これに溶接材料をアー
ク溶接して行つた。用いた試験片および溶接材料
の組成成分は第１表に示すとおりである。
【表】
母材となる試験片は同一形状のものを３個作製
し、この試験片に形成された溝部に第２表に示す
ように溶接材料（マルテンサイト系ステンレス
鋼）または溶接材料（オーステナイト系ステン
レス鋼）を夫々溶接補填し、その後溶接材料を
溶接したものの一方の溶接部を液体窒素で−169
℃まで冷却して、低温のままこの溶接部にシヨツ
トピーニングを施工した。なお、溶接はそれぞれ
５回（５パス）ずつ行つた。
し、この試験片に形成された溝部に第２表に示す
ように溶接材料（マルテンサイト系ステンレス
鋼）または溶接材料（オーステナイト系ステン
レス鋼）を夫々溶接補填し、その後溶接材料を
溶接したものの一方の溶接部を液体窒素で−169
℃まで冷却して、低温のままこの溶接部にシヨツ
トピーニングを施工した。なお、溶接はそれぞれ
５回（５パス）ずつ行つた。
【表】
このようにして得られた比較例１，２および実
施例１に係る試験片について、溶接部組織および
引張残留応力を調査した結果を第３表に示す。
施例１に係る試験片について、溶接部組織および
引張残留応力を調査した結果を第３表に示す。
以上述べたように、本発明はマルテンサイト系
ステンレス鋳鋼に生じた鋳造欠陥部にオーステナ
イト系ステンレス鋼を溶接して補修し、この溶接
部をマルテンサイト変態させるものである。した
がつて溶接部を母材と同等の強度とすることが可
能となり、応力の集中が軽微となる。しかもこの
変態によつて溶接部の体積が膨張するため、溶接
による引張残留応力を大幅に緩和できる。したが
つて本発明によれば、溶接材料としてオーステナ
イト系ステンレス鋼を用いるため予熱が必要でな
く、また前述のように引張残留応力が緩和できる
ので残留応力除去焼鈍も不要である。このよう
に、本発明は簡易な処理方法にもかかわらず、従
来以上の優れた効果を得ることができるのであ
る。
ステンレス鋳鋼に生じた鋳造欠陥部にオーステナ
イト系ステンレス鋼を溶接して補修し、この溶接
部をマルテンサイト変態させるものである。した
がつて溶接部を母材と同等の強度とすることが可
能となり、応力の集中が軽微となる。しかもこの
変態によつて溶接部の体積が膨張するため、溶接
による引張残留応力を大幅に緩和できる。したが
つて本発明によれば、溶接材料としてオーステナ
イト系ステンレス鋼を用いるため予熱が必要でな
く、また前述のように引張残留応力が緩和できる
ので残留応力除去焼鈍も不要である。このよう
に、本発明は簡易な処理方法にもかかわらず、従
来以上の優れた効果を得ることができるのであ
る。
第１図ないし第４図は本発明の各工程を示す概
略図であり、第１図は鋳造欠陥部を除去する工程
の概略図、第２図は溶接によつて補修する工程の
概略図、第３図および第４図は溶接部を冷却する
工程の概略図、また第５図は加工歪とマルテンサ
イト変態量の相関関係を示す線図である。 １……部材、２……除去された部分、３……溶
接部、４……冷媒、５……ノズル、６……囲い。
略図であり、第１図は鋳造欠陥部を除去する工程
の概略図、第２図は溶接によつて補修する工程の
概略図、第３図および第４図は溶接部を冷却する
工程の概略図、また第５図は加工歪とマルテンサ
イト変態量の相関関係を示す線図である。 １……部材、２……除去された部分、３……溶
接部、４……冷媒、５……ノズル、６……囲い。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ マルテンサイト系ステンレス鋳鋼で構成され
た部材の鋳造欠陥部を除去する工程と、該鋳造欠
陥部が除去された部分にオーステナイト系ステン
レス鋼を溶接材料として溶接補填する工程と、溶
接補填して形成された溶接部を低温に保持した状
態で加工処理することにより該溶接部の組織をマ
ルテンサイトに変態させる工程とよりなるマルテ
ンサイト系ステンレス鋳鋼で構成された部材の鋳
造欠陥部の補修方法。 ２ 体積比で、溶接部の組織の80％以上をマルテ
ンサイトに変態させる特許請求の範囲第１項記載
のマルテンサイト系ステンレス鋳鋼で構成された
部材の鋳造欠陥部の補修方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3176282A JPS58151987A (ja) | 1982-03-02 | 1982-03-02 | アルテンサイト系ステンレス鋳鋼で構成された部材の鋳造欠陥部の補修方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3176282A JPS58151987A (ja) | 1982-03-02 | 1982-03-02 | アルテンサイト系ステンレス鋳鋼で構成された部材の鋳造欠陥部の補修方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58151987A JPS58151987A (ja) | 1983-09-09 |
| JPS6225065B2 true JPS6225065B2 (ja) | 1987-06-01 |
Family
ID=12340036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3176282A Granted JPS58151987A (ja) | 1982-03-02 | 1982-03-02 | アルテンサイト系ステンレス鋳鋼で構成された部材の鋳造欠陥部の補修方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58151987A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107003251A (zh) * | 2014-11-18 | 2017-08-01 | 三菱化学株式会社 | 金属板的修补方法和铸模的制造方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63194858A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 鋳鋼品の鋳造欠陥補修方法 |
| US7047612B2 (en) * | 2003-05-02 | 2006-05-23 | Caterpillar Inc. | Method for repairing a casting |
| WO2016016717A1 (en) * | 2014-07-31 | 2016-02-04 | Sabic Global Technologies B.V. | Repair of sigmatized stainless steels |
| US20190128144A1 (en) * | 2017-11-02 | 2019-05-02 | United Technologies Corporation | Repair of components using additive manufacturing with in-situ cold working |
-
1982
- 1982-03-02 JP JP3176282A patent/JPS58151987A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107003251A (zh) * | 2014-11-18 | 2017-08-01 | 三菱化学株式会社 | 金属板的修补方法和铸模的制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58151987A (ja) | 1983-09-09 |
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