KR20150037480A

KR20150037480A - 초합금의 용접을 위한 용접 재료

Info

Publication number: KR20150037480A
Application number: KR20140061001A
Authority: KR
Inventors: 비. 곤차로프 알렉산더; 리버디 조셉; 로덴 폴
Original assignee: 리버디 엔지니어링 리미티드
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2015-04-08
Also published as: KR102232809B1; CA2850698A1; CA2850698C

Abstract

상온에서 높은 함유량의 감마 프라임 상을 갖는 석출 경화형 초합금으로 제작된 엔진 부품의 용접 보수를 위한, 0.3 - 0.8 wt.% B의 범위의 붕소, 0.2 - 0.8 wt.% C, 17 - 23 wt.% Cr, 0.35 - 10 wt.% Mo, 0.1 - 4.15 wt.% Nb과 함께, 나머지로 니켈 또는 철과 불순물을 포함하는, 초합금의 용접을 위한 용접 재료.

Description

초합금의 용접을 위한 용접 재료{WELDING MATERIAL FOR WELDING OF SUPERALLOYS}

본 출원은 Alexander B. Goncharov, Joseph Liburdi 와 Paul Lowden에 의해 "초합금을 용접하기 위한 용접 재료" 라는 표제로 2013년 9월 30일에 출원된 미국 가출원 61/884169 로부터 우선권을 주장하며, 이 미국 가특허출원의 전문이 본 출원에 포함된다.

20 - 23 wt.% Cr, 8 - 10 wt.% Mo, 3.15-4.15 wt.% Nb, 0.1 wt.% C 및 나머지는 니켈과 불순물을 포함하는 합금 625 (AMS 5879에 따라 제작된 Inconel 625로 또한 알려져있음)은 최대 980℃ (1800℉)까지의 온도에서 충분한 산화 내성과, 최대 870℃ (1598 ℉)까지 양호한 기계적 성질을 가지며, 수성 부식에 대해 우수한 저항성을 제공한다. 그 결과, 이 합금은 항공우주, 화학 및 발전 산업에서 수십년간 널리 사용되어 왔다.

또한, 용접 와이어 및 봉의 형태로 AMS 5837에 따라 제작된 Inconel 625 은 독특한 금속 성질 때문에 GTAW, 레이저 및 플라즈마 용접 및 클래딩(피복)에 의한 터빈 엔진 부품의 균열 보수 및 치수 복원에 사용되어 왔다.

Inconel 625은 견실한 용접을 제공하지만, Banerjee K., Richards N.L., 및 Chaturvedi M.C. "Effect of Filler Alooys on Heat Affected Zone Cracking in Pre-weld Heat Treated IN-738 LC Gas-Tungsten-Arc Welds" Merallurgical and Materials Transactions, Volume 36A, 2005년 7월, 페이지 1881 - 1890 에 나와있듯이, Inconel 738, GTD 111, GTD 222, Inconel 713 및 고함량의 감마 프라임 상 (γ')을 갖는 일부 다른 석출 경화형 초합금의 열 영향부(heat affected zone:HAZ)는 미세한 갈라짐(microfissuring)으로도 알려진 미소균열이 생기기 쉽다.

낮은 크리프 특성은 이 합금의 또다른 큰 단점이며, 이는 스트레스를 많이 받는 구조상 및 봉쇄(격납) 엔진 부품의 보수를 위한 용도에 제한을 준다. 현재는, 더 우수한 다른 재료는 물론이고, AMS 5839에 따라 제조된 Haynes 230 용접 와이어가 합금 625의 대신하여 이들 엔진 부품의 용접 보수를 위해 사용된다. 하지만, Haynes 230 용접 와이어로 Inconel 738 및 GTD 111 초합금의 용접은 HAZ 균열을 가중시킨다.

용접 풀(pool)의 고상선-액상선 범위와 HAZ의 과열을 낮춤으로써 HAZ 균열 을 방지하는데 붕소 및 일부 다른 융점 강하제가 사용된다. 하지만, 다량의 붕소는 Inconel 625 합금을 사용하여 제조된 용접의 크립과 파단 특성을 더욱 낮춘다.

한편으로, US RE 29920 및 RE 28681에 기재되어 있는(Inconel 625과 유사함) 0.05 - 0.3 wt.% B, 최대 0.35 wt.% C 5 내지 22 wt.% Cr, 최대 8 wt.% 및 최대 3 wt.% Nb 를 포함하는 니켈 기재 합금 중의 불충분한 붕소 함량은 실험에 의해 밝혀진 바와 같이, GTD 111 합금의 HAZ 균열을 방지하지 못한다.

특허 US4363659, US3428442에 기재된 유사 합금은 물론이고, US3918964에 기재된 합금과 같이, (0.04 wt.%-0.8 wt.%)의 붕소 및 탄소 (0.12 wt.% -1.2 wt.%) 함량을 갖는 니오븀 없는 니켈-크롬-몰리브덴 기재 합금은 주로 표면경화(hard facing)에만 사용되어 왔다. 원칙적으로, 표면 경화 합금은 낮은 파단과 낮은 싸이클 피로 특성을 가지며, 터빈 엔진 부품 구조상 보수에는 사용될 수 없다.

따라서, Inconel 738, GTD111 및 고함량의 γ'상을 갖는 다른 초합금의 HAZ 균열을 방지하면서, 동시에 고온에서 용접의 기계적 성질을 증가시키기 위해서는 다른 니켈 및 철 기재 용접 재료는 물론이고, Inconel 625의 상당한 개선이 요구된다.

발명의 간단한 설명

본 발명자들은 0.3 - 0.8 wt.%의 붕소 (B), 0.2 - 0.8 wt.% 의 탄소 (C), 17 - 23 wt.% 의 크롬 (Cr), 8 - 10 wt.% 의 몰리브덴 (Mo), 0.1 - 4.15 wt.% 의 니오븀 (Nb) 및 나머지로 니켈 또는 철과 불순물을 포함하는 용접 재료가 Inconel 738, GTD 111 및 그밖의 다른 니켈 기재 초합금의 HAZ에서의 균열을 최소화하고 종종 제거하며, 다양한 니켈 및 철 기재 합금에 대해 용접의 기계적 성질을 향상시키는 고강도 용접을 생산한다는 것을 발견하였다.

현(발명된) 합금의 장점

1) 최대 980℃ (1800℉)까지의 온도에서 우수한 기계적 성질을 갖는 용접을 생산한다. 980℃ (1800℉)에서의 용접의 파단 특성은 표 3에서 보여준 바와 같이, 표준 Inconel 625 및 Haynes 230의 파단 특성을 초과한다.

2) HAZ 균열을 최소화하거나 제거하면서, 상온에서 Inconel 738 및 GTD 111 및 그밖의 다른 고감마 프라임 니켈 기재 초합금의 용접이 가능하다.

3) 보수 부분(부품)의 냉간 가공을 허용하면서, 상온에서 연성 용접을 생산한다.

4) 용접 와이어는 저렴한 비용의 표준 드로잉 공정을 사용하여 제조될 수 있다.

5) 0.2 - 0.4 wt.% 의 탄소와 붕소 함유량을 갖는 현재의 합금의 바람직한 실시예는 엔진 부품의 균열 보수에 사용될 수 있는데 반하여, 0.3 - 0.8 wt.% 의 탄소 함유량을 갖는 실시예는 표면 경화에 사용될 수 있다.

니켈 기재 용접 재료는 용접 와이어가 될 수 있다.

니켈 기재 용접 재료는 용접 분말이 또한 될 수 있다.

니켈 기재 용접 재료는 터빈 엔진 부품의 보수 부분이 될 수 있으며, 이때 0.2 - 0.3 wt.%의 탄소 함유량과 0.3 - 0.4 wt.%의 붕소 함유량을 갖는 용접 재료는 엔진 부품의 균열이 난 부분을 대체하고, 0.3 - 0.8 wt.% 의 탄소 함유량과 0.5 - 0.8 wt.%의 붕소 함유량을 갖는 용접 재료는 운전(사용) 조건에서 마모되고 프레팅(마손 부식)되는 엔진 부품의 부분에 적용된다.

다른 바람직한 실시예에 따라, 니켈 기재 재료는 슈라우드, 베인(날개), 케이싱, 슈라우드 지지 링, 공기 밀봉 링과 같은 특정한 엔진 부품의 물품이 될 수 있다.

도면 1은 발명된 용접 재료를 사용하여 GTAW-MA 용접에 의해 Inconel 738 기판 상에 제조된 클래드(피복) 용접의 단면도이다.
도면 2 은 0.4 wt.% B 및 0.2 wt.% C를 포함한, 용접 봉을 사용하여 GTD 111 기반 재료 상에 제조된 용접의 현미경 사진인데, 바닥에 균열 없는 HAZ 와 상단에 용접 축적을 보여준다.
도면 3a 은 표준 Inconel 625를 사용하여 제조된 균질 GTAW 용접의 현미경 사진이다.
도면 3b 은 본 발명에 따라 추가적으로 붕소 및 탄소와 합금화된 Inconel 625 용접 와이어를 사용하여 제조된 GTAW 용접의 현미경 사진인데, 연성 니켈 기재 매트릭스에서의 고강도 입방형 붕소화물 및 탄화물의 석출(침전)을 보여준다.
도면 4a 는 표준 349 스테인레스 스틸 용접 와이어를 사용하여 제조된 균질 GTAW 용접의 현미경 사진이다.
도면 4b 은 본 발명에 따라 추가적으로 붕소 및 탄소와 합금화된, 349 철 기재 용접 와이어를 사용하여 제조된 GTAW 용접의 현미경 사진인데, 연성 철 기재 매트릭스에서의 고강도 입방형 붕소화물 및 탄화물의 석출을 보여준다.
도면 5 는 탄화물의 등축정(등축 입자)과 입자간 석출 내에서, 고강도 입방형 붕소화물 및 탄화물의 균일한 석출을 갖는, 소둔(어닐링) 상태에서의 발명된 니켈 기재 합금의 미세구조를 묘사한다.
도면 6 은 1200℃의 온도에서의 PWHT 어닐링 및 표준 시효(에이징) 열처리 후에, GTD 111 니켈 기반 초합금 상의 용접 금속 3의 현미경 사진인데, 균열 없는 HAZ를 보여준다.
도면 7 은 1200℃의 온도에서의 PWHT 어닐링과 표준 시효 열처리 후에 GTD 111 기반 재료 상의 용접 금속 2A 의 현미경 사진인데, HAZ 미소균열과 용접 금속 안으로 균열의 전파를 보여준다.
도면 8 은 1205℃의 온도에서 어닐링된 열 처리 후에, 0.85 wt.% B 및 1.2 wt.% C 를 포함한 용접 봉을 사용하여, GTD 111 니켈 기반 초합금에 제조된 용접의 현미경 사진인데, 부적격한 수지상(나뭇가지상)간(interdendritic) 응고 수축을 묘사한다.
도면 9 는 0.25 wt.% C 및 0.4 wt.% B 를 포함한, 니켈 기재 연성 용접 와이어를 사용하여 제조된 팁 용접 (1) 과, 0.6 wt.% B 및 0.6 % wt. C를 포함한 표면경화 와이어로 제조된 내마모성 엔젤 윙 용접 (2)을 갖는, GTD 111 초합금으로 제작된 스테이지 1 고압 터빈 블레이드를 보여준다.
표준 두음글자 (약어)
AMS - 항공우주 재료 시방서 (규격)
ASTM - 미국 재료시험협회 (규격)
AWS - 미국 용접 협회 (규격)
HAZ - 열 영향부
NDT - 비파괴 검사
OEM - 주문자 상표부착 생산
PWHT - 용접후 열처리
SS - 스테인레스 스틸
용어해설 및 용어 (정의)
합금 - 두가지 또는 그 이상의 재료의 혼합물로 이루어진 금속 화합물.
초합금 - 고온에서 사용하기 위한 산화 내성 및 기계적 성질을 갖는 금속성 재료.
아르곤 켄치 ( Quench ) - 어닐링 온도에서 진공 열처리 챔버 안으로 아르곤을 도입하여, 상온으로 합금의 급냉을 초래함.
오스테나이트 - 면심 입방 상에 한가지 이상의 원소들의 고용체.
베이스(기반) 금속 또는 재료 - 함께 용접되어 이음(조인트)를 형성하는 두가지 이상의 금속들 중의 하나.
붕소화물 - 붕소와, 더욱 음전성인(more electronegative) 두가지 원소로 이루어진 화합물. 붕소는 금속과 비-금속 원소와 함께 붕소화물을 형성함.
탄화물 - 탄소와, 덜 음전성인(less electronegative) 원소로 이루어진 화합물. 탄소는 금속 (예컨대, 크롬, 니오븀, 몰리브덴, 탄탈룸, 티타늄, 텅스텐, 및 IVB, VB 및 VIB 족의 다른 금속)과 비-금속 (예컨대, 붕소, 칼슘, 또는 규소)과 함께 탄화물을 생성할 수 있다. 금속 탄화물은 그들의 극도의 경도와 고온에 대한 저항력(내성)이 특징이다.
캐스트 니켈 합금 - 주형 안으로 액체로 붓거나 주입(cast)되고, 고체 형태로 냉각된 니켈을 함유하는 합금.
클래딩 (피복) - 베이스 재료 안으로의 최소의 침투로, 향상된 내마모성 및/또는 내부식성 또는 다른 물성의 개선을 목적으로 및/또는 원하는 치수로 부분품을 복구하기 위하여, 상대적으로 두꺼운(> 0.5 mm (0.02 인치)) 층의 용접 재료 및/또는 복합재 용접 분말을 도포하는 공정
냉간 압연 - 합금의 재결정　온도보다 아래의 온도에서 수행된 공정.
냉간 가공 - 실질적으로 재결정 온도보다 낮은 온도에서의 금속의 형성. 냉간 가공은 강도와 경도를 더한다.
균열 - 날카로운 끝부분과 폭에 대한 길이의 비가 높은 것(보통 3을 초과함) 이 특징인 파단-타입 불연속부.
균열 없는 용접 - 배율확대없이 방사선투과검사 또는 형광침투검사에 의하거나 또는 용접의 금속조직 시험에 의해 검출되는 0.004 인치 (0.1 mm) 이상의 길이를 갖는 선형 지시모양이 없는 용접.
균열 - 용접 풀(pool)의 응고가 완성되는 도중 또는 그 후에 용접에서 발전되는 파단.
크리프 (특성) - 응력의 영향 하에서, 고체 재료가 천천히 움직이거나 영구적으로 변형되어가는 경향. 크리프는 금속이 고온에서 일정한 인장 하중을 받을 때 일어난다.
크리프 및 파단 시험 - ASTM E139에 따라 일정한 온도에서 유지된 인장 시험편에 일정한 하중을 가함으로써 수행되는 시험이다. 파단 시험은 크리프 시험과 유사한 방식으로 수행되지만, 시험편이 파괴될 때까지 더 높은 응력 수준에서 수행되고, 파괴되는 시간을 측정한다. 주어진 하중에서 파단되기 전 시간이 재료의 파단 특성을 특징짓는데 사용된다.
희석 - 용접 비드 안에 베이스 재료 또는 사전(previous) 용접 금속의 혼합에 의해 유발된 용접 재료의 화학 조성의 변화로서, 용접 비드 안에서 베이스 금속 또는 사전 용접 금속의 퍼센트에 의해 측정된다.
불연속부 - 용접 금속의 전형적인 구조의 중단, 이를테면 베이스 또는 용접 금속의 기계적, 금속적 또는 물리적 특성에 있어서의 균질성의 결핍
드로잉 - 와이어를 단일 드로잉 다이 또는 일련의 다이들 중 하나를 통해서 끌어내어 뽑아내는 공정.
연성 - 금속 및 합금이 파괴되지 않고 연신, 신장 또는 형성되는 능력
평행갈라짐 - 파단 표면의 단지 약간의 분리(개구 변위)를 갖는 작은 균열형 불연속부. 접두어 매크로- 또는 마이크로- 는 상대적인 크기를 뜻한다.
융접 ( Fusion welding ) - 용접을 만드는데, 베이스 금속의 용융을 사용한 용접 공정.
감마 (γ) 상 - 연속 매트릭스 (감마라 부름)는 대게 높은 비율의 고용체 원소들 이를테면 Co, Cr, Mo, 및 W 등을 함유하는, 면심입방 구조 (fcc) 니켈-기재 오스테나이트 상이다.
감마 프라임 (γ') 상 - 니켈-기재 초합금 중의 주요한 강화 상은 니켈과, 알루미늄 또는 티타늄 중의 하나로 이루어지는 화합물 Ni3Al 또는 Ni3Ti 인데, 오스테나이트계 γ 매트릭스에 일관성있게(정합) 석출된다.
가스 무화(Atomization ) - 용해된 금속 스트림(흐름)을 오리피스를 통해 밀어넣고 그것을 불활성 가스 제트에 의해 미세한 금속 소적들로 무화(미립화) 시키고 이어서 급냉시킴으로써, 고품질 금속 분말을 제조하는 공정.
가스 텅스텐 아크( Arc ) 용접 ( GTAW ) - AWS 정의에 따르면, 이것은 금속들을 텅스텐 (비소모성) 전극과 제작품(베이스 재료라고도 함) 사이에서 아크로 가열함으로써, 금속들의 합체(coalescence)를 생산하는 아크 용접 공정이다. 차폐는 가스 또는 가스 혼합물로부터 얻어진다. 압력을 사용하거나 사용하지 않을 수 있고, 필러 금속도 사용하거나 사용하지 않을 수도 있다.
경도- 금속 및 합금이 압입자국(압흔), 용입(침투), 및 스크래칭에 저항하는 능력.
열 영향부 ( HAZ ) - 용해되지는 않았으나, 그것의 기계적 성질이나 미세구조가 용접의 열에 의해 변질된 베이스 금속의 일부분.
열처리- 재료의 구조를 변화시키고, 그것의 물리적 및 기계적 성질을 바꾸기 위해 사용되는, 제어된 가열 및 냉각 공정.
열간 압연 - 합금의 재결정　온도를 초과하는 온도에서 수행되는 공정.
유도 용해 - Eddy Current로도 또한 알려진 유도 전류가 금속과 합금을 가열하여 용해시키는 과정.
레이저 빔 용접 및 클래딩 (피복) ( LBW ) - AWS 정의에 따르면, 이것은 이음 또는 베이스 재료 위에 각각 쏘아 충돌하는 집중적 간섭성 광빔을 적용하여 얻어진 열로 재료의 합체를 만들어내는 용접 공정이다.
선형 불연속부 - 길이 대 폭의 비가 3:1 또는 그 이상이 되는 용접 결함.
멀티 패스 클래딩 및 용접 - 두가지 또는 그 이상의 패스에 의해 형성되는 용접.
니켈 기재 초합금 - 니켈의 함유량이 다른 합금화 원소의 함유량을 초과하는 재료.
플라즈마 아크 용접 ( PAW )- AWS 정의에 따르면, 이것은 전극과 제작품 (베이스 금속) 사이에서 (이송식 아크라고도 함), 또는 전극과 압축 노즐 사이에서 (비-이송식 아크로라고도 함) 압축 아크로 금속을 가열함으로써, 금속의 합체를 만들어내는 아크 용접 공정이다.
석출 열 처리 또는 경화(담금질) - 특정 원소가 석출되는 온도까지 합금을 가열하고, 더 단단한 구조를 형성한 후, 본래의 구조로 되돌아가지 않도록 방지하는 속도로 냉각시키는 공정.
재결정 - 기존의 것으로부터 새로운, 변형-없는 입자 구조의 형성으로서, 보통 가열하는 동안에 입자 성장이 수반된다.
재결정 온도- 지정된 시간 내에 기존의 입자 구조의 완전한 재결정이 일어나는 대략적인 온도이다.
압연(롤링) - 금속 스톡이 기계적으로 구동되는 한 세트의 롤을 통과하는 공정.
파단 강도- 파단 시에 재료에서 발전된 공칭 응력으로서, 이때 반드시 극한 강도와 동일하지는 않다.
응고 수축 - 응고하는 동안에 금속의 부피 수축.
용액 열처리 - 합금을 일정 시간동안 특정 온도로 가열하는데 사용되는 열처리 방법으로서, 한가지 이상의 합금화 원소들이 고용체에 용해되게 하고 그다음 신속하게 냉각시킨다.
극한 인장 강도 ( UTS )- 세로방향 응력에 대한 재료의 저항력으로서, 재료를 파단시키는데 필요한 최소량의 세로방향 응력에 의해 측정된다.
용접 - 압력의 인가 또는 압력의 인가없이, 재료를 용접 온도까지 가열하거나 또는 용접 재료를 사용하거나 또는 사용하지 않고, 압력 단독만 인가함으로써 제조되는, 금속 또는 비-금속의 국소적인 합체.
용접 비드 - 패스로 인한 용접.
용접 결함 - 선천적으로 또는 누적된 영향에 의해 부품이나 제품을, 최소 사용가능한 수용 규격이나 스펙을 만족시킬 수 없게 만드는 불연속부.
용접 패스 - 조인트, 용접 디포짓 또는 기판을 따라 용접 또는 클래딩 조작의 단일 진행. 패스의 결과는 용접 비드, 층 또는 분무 디포짓이다.
용접 풀 - 그것이 응고되기전, 용접 금속으로서 용접에서 용융 금속의 국부적(집중된) 부피
용접성 - 재료가 부과된 조건 하에서 특정한, 적합한 구조로 용접되고, 그것의 의도된 용도에 만족스럽게 수행할 수 있는 능력.
용접 - 용접을 만드는데 사용되는 재료의 결합 프로세스.
용접 분말 - 용접된 이음 또는 피복 용접의 제조에서 첨가되는 분말 형태인 용접 재료.
용접 봉 -표준화된 길이로 절단된 용접 와이어.
용접 와이어 - 용접된 이음 또는 피복 용접의 제조에 첨가되는 와이어의 형태인 용접 재료.
로우트 ( Wrought ) 니켈 합금 - 원하는 형태로 구부러지고, 두드려 만들고, 단조되거나 또는 물리적으로 형성된 니켈 기재 합금. 로우트 니켈 합금은 특정 타입의 강과 동일한 조건하에서 종종 용접된다.
항복 강도 - 금속이 영구적인 변형없이, 점진적인 진행력을 견딜 수 있는 능력.
플래니싱 - 시트 금속을 미세하게 성형하고 매끄럽게 함으로써 표면을 마무리하는 작업을 수반하는 금속가공 기술이다.

발명의 상세한 설명

발명된 합금은 주조, 로우트(wrought) 재료, 플레이트, 스트립, 시트의 형태 그리고 용접 와이어 및 분말 형태인 용접 재료에 사용될 수 있다. 발명된 합금의 주요한 적용으로서 용접 와이어, 봉 및 분말의 형태인 용접 재료는 아래에서 보다 상세하게 설명된다.

용접 와이어와 분말의 제작을 위해 빌릿(billet)으로도 또한 알려진 잉곳(Ingot)은 표준 유도 용해 기술과 장비 또는 다른 용융 공정을 사용하여 진공 또는 아르곤에서 제조된다.

용접 와이어 빌릿의 제조를 위해, 보통 0.75 인치를 초과하는 직경을 가지는 봉의 형태로 제조되는데, 고온에서 압연(롤링) 또는 압출에 의해 0.5 인치의 직경으로 감소되고 이어서 표준 표면 마무리를 한다.

0.4 - 0.5 wt.% 의 붕소 함유량과 0.2 - 0.4 wt.% 의 탄소 함유량을 갖는 균열 보수용 용접 와이어의 제조를 위해 본 발명의 개념에 따르는 니켈 기재 합금 그리고 0.3 - 0.4 wt.% 의 붕소 함유량과 0.2 - 0.3 wt.% 의 탄소 함유량을 갖는 철 기재 합금은 재결정 온도 아래의 온도에서는 연성이다. 그러므로, 낮은 함유량의 붕소와 탄소를 갖는 합금을 사용한, 용접 와이어의 제조는 냉간 압연에 의해 수행될 수 있다. 냉간 압연을 하는 동안, 0.5 - 0.75 인치의 초기 직경을 갖는 봉(rod) 스톡은 0.020 - 0.062 인치까지 감소된다. 냉간 압연은 항복 강도와 경도를 증가시킨다. 따라서, 연성을 증가시키기 위해서는 금속 스톡에 종종 작업성의 복원을 허용하는 어닐링 열처리를 한다.

각각 0.5 - 0.8 wt.%의 붕소와 탄소의 함유량을 갖는, 높은 경도를 갖는 용접 와이어는 (표면경화 용접 와이어로도 또한 알려짐) 저온에서 낮은 연성을 갖는다. 따라서, 표면경화 용접 와이어의 제조를 위하여, 표준 열간 압연 또는 압출 공정이 사용된다. 고온 압출 공정은 원하는 화학 조성의 봉을 포함하는 빌릿(billet) 하우징의 집합(조립)으로 이루어진다. 빌릿은 그후 압출을 위해 준비된다. 빌릿은 재결정　온도를 초과하는 온도까지 가열되어, 경화를 회피하고 압출을 용이하게 한다.

마지막 프로세싱 중에는 와이어를 표준의 엄격한 클리닝 과정을 통과시켜서, 용접에 오염이 없도록 확실하게 한다.

클리닝이 끝난 후에는, 수동 GTAW-MA에 대해서는 용접 봉의 제조를 위해 와이어를 원하는 길이로 절단하고 또는 자동 GTAW-ME, 플라즈마 용접의 레이저에 대해서는 함께 맞대기(butt) 용접하고 스풀링한다.

직경이 45 -75 ㎛ 인 용접 분말을 표준 가스 무화 공정에 의해 제조한다. 이 공정 중에, 용해된 합금은 불활성 가스 제트에 의해 미세한 금속 소적들로 무화되고, 이것은 분무탑에 떨어지는 동안에 냉각된다. 가스 무화에 의해 얻어진 금속 분말은 완벽하게 구형의 형태와, 높은 청정도 수준을 갖는다. 용접 분말은 플라즈마, 마이크로플라즈마 및 레이저 용접 및 클래딩에 사용된다. 용접 분말은 표준 분말 피더를 사용하여 아르곤의 제트와 함께 용접 풀에 공급된다.

응고 후에, 용접 분말은 베이스 재료와 융합되어, 용접 금속을 생산한다. 과열을 줄이고, HAZ 균열을 방지하기 위해서는, 용접과 클래딩을 최소의 희석을 이용하여 수행한다. 클래딩에서의 최상의 결과는 5 -15 %의 희석일때 달성되었다.

지정된 범위 내에서의 붕소와 탄소는 현 발명의 목적을 달성하기 위한 두가지 유익한 효과를 생산했다.

먼저, 니켈과 결합하는 붕소는 용접 풀의 용융 온도와 HAZ의 과열을 감소시켜, 도면 1, 2 및 6에서 보이는 바와 같이, Inconel 738 및 GTD 111 상에 균열 없는 용접의 형성을 가능하게 하였다.

두번째는, 도면 3b, 4b 및 5에서 보이는 바와 같이, 탄소와 붕소가 상대적으로 연성인 Ni 및 Fe 매트릭스 에서 각각 Nb, Mo 및 Cr와 함께 입방형 고강도 탄화물과 붕소화물을 형성하였고, 표 2 - 6에서 보여준 바와 같이 용접의 파단 특성은 물론이고, 극한 (UTS) 및 항복 강도, 미소경도를 크게 증가시킨다.

표준 Inconel 625를 사용하여 제조된 용접의 미세구조는 도면 3a.에서 볼 수 있듯이, 거의 균질(동종) 낮은 강도 감마 입자들로 구성되었다. 이러한 구조를 갖는 용접 금속은 표 3 과 2에서 각각 보여준 바와 같이, 매우 낮은 파단과 불충분한 인장 특성을 나타냈다.

발명된 니켈 기재 합금을 사용하여 제조된 용접은 982℃ (1800℉)의 온도에서 요구된 연성, 고강도 및 양호한 파단 특성의 독특한 조합을 가졌으며, 입방형 붕소화물과 탄화물의 형성으로 인하여, 기준선 Inconel 625과 보다 우수한 Haynes 230 합금을 사용하여 제조된 용접의 특성을 크게 초월한다. 유사한 강화 효과는 붕소와 탄소를 포함한 철 기재 용접을 사용하여 제조된 용접에서도 발견되었다. 표준 347SS 및 349SS 용접은 표 5 와 6에서 각각 보여준 바와 같이, 872℃ (1600℉)에서 낮은 기계적 성질을 가졌고, 상온에서 미소경도를 보유했다. 연성 오스테나이트계 Fe-Ni 기재 매트릭스에서의 석출 입방형 붕소화물과 탄화물은 도면 4b 에서 보여준 바와 같이, 용접의 기계적 성질을 크게 증가시켰다. 강화에도 불구하고, 이들 용접은 높은 연성을 유지하였고, 철 기재 A286 합금에 균열 없는 용접을 만들었다.

0.4-0.5 wt.% B 및 0.2 -0.4 wt.% C 를 포함한 니켈 기재 용접 금속은 표 4 에서 보여준 바와 같이, 양호한 연성을 나타내었고, 이는 상온에서의 플래니싱이나 예열에 의해 엔진 부품의 재성형을 가능하게 한다.

발명된 합금은 또한 주조와 단조 그리고 이어지는 어닐링에 의해 엔진 부품의 제조에 사용될 수 있으며, 도면 5에서 보여준 연성 Ni 기재 매트릭스에서 입방형 탄화물 및 붕소화물의 석출과 함께, 고강도 등축(등방상) 구조를 형성한다.

용접 와이어, 봉 또는 분말의 형태로 발명된 합금을 사용한 엔진 부품의 용접 보수는 AMS 2694, AMS 2685 또는 관련 OEM 시방서에 따라 만들어지고, 결함 영역 또는 균열의 제거, 엔진 부품의 클리닝, 용접, 용접후 열처리 (PWHT)를 포함하며, 석출 경화형 초합금으로 제작된 엔진 부품의 보수를 위해서는, 엔진 부품의 원래의 형상을 복원하기 위해 어닐링과 에이징 또는 단지 응력 제거, 기계가공 및 연마(폴리싱) 그리고 이어서 용접의 비파괴 검사(NDT) 및 치수 검사로 이루어질 수 있다. 표준 보수 프로세스는 당업계에 잘 공지되어 있다. 하지만, GTD 111 초합금으로 제조되고 상온에서 용접된 터빈 블레이드 보수의 예는 도면 9에 나와있다.

도면 9에서 보여준 0.4 wt.% B 및 0.25 wt.% C를 포함하는, 용접 금속 (3)에 해당하는 화학 조성을 갖는 팁 용접 (1)은 높은 열 피로 특성을 보장하는 한편, 각각 0.6 wt.% 및 0.8 wt.% 의 붕소와 탄소 함유량을 갖는 엔젤 윙 용접 (2)은 더 나은 내마모성을 가졌다.

용접은 용접된 상태에서 그리고 1200 ℃(2192℉)의 온도에서의 어닐링과, 2시간동안 1120 ℃(2048 ℉)의 온도에서 표준 2 단계 에이징 그리고 이어서 24 시간동안 845℃ (1553℉)의 온도에서 소킹을 포함하는 PWHT 후에도, 크기가 0.002 인치를 초과하는 용접 결함이 없었다.

발명된 합금을 사용한 INCONEL 738, GTD 111 및 INCONEL 625의 용접의 실시예

표 1에 나와있는 화학 조성을 갖는 전체 니켈 및 철 기재 용접 와이어 들 중에 11개는 표준 금속법을 사용하여, 다른 양의 붕소와 탄소를 표준 니켈 기재 Inconel 625 및 철 기재 SS347 및 SS349 합금에 첨가함으로써 제조되었다.

균열에 대한 높은 감수성과 광범위한 산업 용도 때문에, IN738 및 GTD111 니켈 기재 석출 경화형 초합금, IN625 용액 경화 초합금 및 A286 철 기재 합금이 용접 실시예에 선정되었다. Ni 기재 용접 와이어를 사용하여 니켈 기재 Inconel 738 및 GTD 111 초합금으로 제작된 샘플과, 철 기재 용접 와이어를 사용하여 고온 철 기재 합금 A289으로 제작된 샘플에 대해, GTAW-MA 용접 및 아르곤 차폐 가스를 사용하여, 길이 2 - 4 인치, 폭 0.35 - 0.40 인치 그리고 높이 0.4-0.5 인치의 멀티 패스 클래드 용접을 제조하였다. IN738 및 GTD111 초합금은 수십년간 산업용 가스 터빈 (IGT) 엔진의 버킷(블레이드)의 제조에 사용되어 왔으며, 도면 9에 나타낸 엔젤 윙의 팁(tip) 열 피로 균열, 산화 및 마모를 훈련한다.

용접 매개변수는 10 - 15%의 희석을 갖는 클래드 용접을 생산하기 위하여, 실험에 의해 선정되었다. 용접 전류는 60 - 75A로 변하였고, 아크 전압은 12 -14, V의 범위 내에 있었고, 용접 속도는 분당 1.8 내지 2.2 인치로 변화하였다.

용접에 앞서, IN738 및 GDT111의 샘플 제조는 2시간동안 1200℃ (2192℉)의 온도에서 사전-용접 어닐링 열처리를 받았고, 이어서 아르곤 켄치하였다. A286 철 기재 합금으로 제조된 샘플에 대한 용접은 사전-용접 열처리 없이 이루어졌다.

Inconel 738 및 GTD 111 니켈 기재 초합금에 클래드 용접은 표준 Inconel 625 및 Haynes 230 용접 와이어를 사용하여 제조되었고, 표준 및 발명된 용접 재료의 HAZ 균열을 평가하였다. 용접의 기계적 성질과 균열에 대한 감수성의 평가를 위해, 표준 347SS 및 349SS 및 발명된 철 기재 용접 와이어를 사용하여 A286 합금 상에 클래드 용접을 제조하였다.

Inconel 738 및 GTD111 초합금에 제작된 샘플은 1200℃ (2192℉)의 온도에서 2시간동안 어닐링하고 이어서, 1120℃ (2048℉)의 온도에서 2시간동안 그리고 845℃ (1553℉)에서 24시간동안 에이징하는 것을 포함하는 PWHT 을 받았다. A286 철 기재 합금에 대해 용접의 2 단계 에이징은 16 시간동안 720℃ (1328℉)의 온도에서 이루어졌고 이어서 16시간동안 620℃ (1148℉)에서 가열하였다.

상기 이외에, 치수가 6 x 3 x 0.060 인치의 Inconel 625 샘플은 표준 Inconel 625 (IN625) 용액 경화 용접 와이어와 직경이 0.035 인치의 용접 봉의 형태로 발명된 용접 합금을 가지고 GTAW-MA을 사용하여, 맞대기 용접하였다.

Inconel 738 및 GTD 111에 대한 용접은 HAZ 균열을 평가하였다. 길이가 0.002 인치를 초과하는 어떠한 균열과 그밖의 다른 선형 불연속부도 관찰되지 않았다.

니켈 기재 용접 재료를 사용하여 제조된 클래드 용접은 982℃ (1800℉)의 온도에서 각각 ASTM E21와 E139에 따라 인장 및 파단 시험을 실시하였다. 철 기재 용접 재료를 사용하여 제조된 클래드 용접은 872℃ (1600℉)의 온도에서 ASTM E21 에 따라 인장 시험을 실시하고, 300 g의 하중으로 ASTM E384 에 따라 실온에서 미소경도 시험을 실시하였다.

Inconel 625 맞대기 이음(조인트)은 ASTM E8 에 따라 실온에서 인장 시험을 실시하고, ASTM E190-92에 따라 굽힘 시험을 실시하였다.

니켈 기재 용접 재료에 대해 허용되는 조성은 석출 경화형 니켈 기재 초합금으로 제작된 다양한 기판 상에서 균열 없는 용접, 0.004 (0.1 mm) 인치 미만의 길이로 수지상간(interdendritic) 수축 그리고 982℃ (1800℉)의 온도에서 각각 Inconel 625 및 Haynes 230을 초과하는 인장 및 파단 특성을 생성한 것들을 포함하였다. 철 기재 용접 재료에 대해 허용되는 조성은 표준 347 및 349 용접 재료를 사용하여 제조된 기준선 용접의 특성을 872℃ (1600℉)의 온도에서 적어도 15% 만큼 초과하는 기계적 성질과 함께, A286 합금 상에 균열 없는 용접을 생성하는 것들을 포함한다.

니켈 및 철 기재 용접 재료에 대해 허용되는 조성은 0.004 인치를 초과하는 크기를 갖는 균열, 수지상조직간 수축 및 기타 다른 선형 지시모양을 생성한 것들을 포함하였다.

Inconel 738 및 GTD111 합금의 HAZ 균열과 함께, 니켈 기재 용접 재료를 사용하여 제조된 클래드 용접의 982℃ (1800℉)의 온도에서의 인장 특성이 표 2에 요약되어 있다. 표준 Inconel 625 및 Haynes 230의 인장 특성과 비교한 파단 특성은 표 3에 나와있다.

표준 Inconel 625와 발명된 용접 봉을 사용하여 제조된 용접된 상태로서 Inconel 625 합금의 맞대기 이음의 실온에서의 인장 특성은 표 4에 나와있다.

발명된 철 기재 용접 재료는 물론이고, 표준 스테인레스 스틸 347 및 349 철 기재 용접 재료를 사용하여 A286 합금 상에 제조된 클래드 용접의 872℃ (1600℉)의 온도에서의 인장 특성은 표 5에 요약되어 있다.

발명된 철 기재 용접 재료와 함께, 표준 스테인레스 스틸 347 및 349 철 기재 용접 재료를 사용하여 제조된 클래드 용접의 실온에서의 미소경도는 표 6에 요약되어 있다.

표준 용접 와이어 Inconel 625, Haynes 230 및 용접 금속 1에 해당하는 화학 조성을 갖는 용접 와이어를 사용하여 Inconel 738 및 GTD 111 합금 위에 생성된 용접은 표 2에서 보여준 바와 같이, 부적격한 HAZ 미소균열을 나타냈다. 0.25 wt.% B 및 0.45 wt.% C를 포함한 용접 금속 2A의 HAZ는 용접되고 열처리된 상태로서, HAZ 균열을 나타내었다. 더욱이, 도면 7에서 보여준 바와 같이, 용접 금속 2A 중의 높은 함유량의 탄소는 이들 용접의 연성의 감소로 인하여, HAZ로부터 용접 안으로의 균열의 전파를 야기하였다.

따라서, 0.25 - 0.3 wt.% wt.% 보다 아래의 붕소 함유량을 갖는 용접 금속 1 과 2A에 해당하는 화학 조성을 갖는 용접 와이어는 GTD 111 및 IN738와 같이 높은 함유량의 감마 프라임 상을 갖는 니켈 기재 초합금의 중대한 엔진 부품의 보수에 사용되어서는 안된다.

Ni 및 Fe 기재 합금의 화학 조성 ( wt .%)

용접 금속	Ni	Cr	Mo	Nb	B	C	W	Ti	Si	Mn	Fe
Inconel 625 기준선	나머지	20 23	8 10	3.15 4.14	-	0.1	-	- 0.4	- 0.5	- 0.5	- 5.0
1	나머지	20 23	8 10	3.15 4.14	0.2	0.1	-	- 0.4	- 0.5	- 0.5	- 5.0
2A	나머지	20 23	8 10	3.15 4.14	0.25	0.45	-	- 0.4	- 0.5	- 0.5	- 5.0
2	나머지	20 23	8 10	3.15 4.14	0.30	0.1	-	- 0.4	- 0.5	- 0.5	- 5.0
3	나머지	20 23	8 10	3.15 4.14	0.40	0.25	-	- 0.4	- 0.5	- 0.5	- 5.0
4	나머지	20 23	8 10	3.15 4.14	0.40	0.50	-	- 0.4	- 0.5	- 0.5	- 5.0
5	나머지	20 23	8 10	3.15 4.14	0.60	0.65	-	- 0.4	- 0.5	- 0.5	5.0
6	나머지	20 23	8 10	3.15 4.14	0.80	0.80	-	- 0.4	- 0.5	- 0.5	- 5.0
7	나머지	20 23	8 10	3.15 4.14	1.00	1.25	-	- 0.4	- 0.5	- 0.5	- 5.0
8	나머지	20 23	8 10	3.15 4.14	0.85	1.2	-	- 0.4	- 0.5	- 0.5	- 5.0
347 SS 기준선	9 13	17 20	- 0.75	0.1 0.4	-	- 0.07	-	-	0.3 1.0	1.0 2.0	나머지
9	9 13	17 20	- 0.75	0.1 0.4	0.3 0.35	0.2 0.25	-	-	0.3 1.0	1.0 2.0	나머지
349 SS 기준선	8.0 9.5	19 22	0.35 0.65	1.0 1.4	-	0.07 0.13	1.25 1.75	0.1 0.3	0.3 0.65	1.0 2.0	나머지
10	8.0 9.5	19 22	0.35 0.65	1.0 1.4	0.4 0.45	0.3 0.35	1.25 1.75	0.1 0.3	0.3 0.65	1.0 2.0	나머지

982℃(1800℉)에서의 니켈 기재 클래드 용접의 인장 특성과 HAZ 의 균열에 대한 감수성

용접 금속	0.2% 오프셋 항복 강도, KSI	극한 인장 강도, KSI	신율 , %	IN738 합금의 용접 및 HAZ 균열	GTD111 합금의 용접 및 HAZ 균열
Inconel 625 표준 기준선¹	12. 1	24.1	43.8	HAZ 균열	HAZ 균열
Haynes 230 표준 기준선²	24.8	29.4	25.5	HAZ 균열	HAZ 균열
1	-	-	-	HAZ 균열	HAZ 균열
2A	-	-	-	용접 및 HAZ 균열	용접 및 HAZ 균열
2	-	-	-	균열 없음	HAZ 균열
3	24.5	30.0	22.5	균열 없음	균열 없음
6	29.3	34.5	7.5	균열 없음	균열 없음
7	-	-	-	길이가 0.004인치를 초과하는 용접 응고 수축	길이가 0.004 인치를 초과하는 용접 응고 수축
8	-	-	-	길이가 0.004인치를 초과하는 용접 응고 수축	길이가 0.004인치를 초과하는 용접 응고 수축

주석: ¹,² 표준 Inconel 625 및 Haynes 230 용접 와이어를 사용하여 제조된 용접 금속은 비교를 위한 기준선 데이터를 얻기 위해 테스트하였다. HAZ을 생성하거나 균열 및 응고 수축과 같은 다른 부적격한 용접 불연속부를 나타낸 다른 용접 합금들은 불합격이었고 따라서 기계적 시험을 받지 않았다.

982℃ (1800℉)의 온도에서 Inconel 625, Haynes 230 및 합금 3 클래드 용접의 파단 특성

재료	응력, KSI	파단 시간, 시간
Inconel 625 표준 기준선	8	1.8
Haynes 230 표준 기준선	8.0	10
용접 금속 3	8.0	242.8
용접 금속 6	8.0	112.3

실온에서 Inconel 625 맞대기 이음의 기계적 성질

용접 금속	극한 인장 강도, KSI	신율 , %	굽힘 각도, 도.	파단 면적
표준 Inconel 625	127	46	180	HAZ
3	129	38.5	180	HAZ

872℃ (1600℉)에서의 철 기재 클래드 용접의 인장 특성

용접 금속	0.2% 오프셋 항복 강도, KSI	극한 인장 강도, KSI	신율 . %	A286 합금의 용접 및 HAZ 균열
347 SS 기준선 용접 금속	16.9	18.4	51.8	균열 없음
용접 금속 9	22.2	29.2	18.9	균열 없음
349 SS 기준선 용접 금속	10.5	16.3	80	균열 없음
용접 금속 10	19.6	27.4	44.9	균열 없음

실온에서 철 기재 클래드 용접의 미소경도

용접 금속	VHN (300 g)
347 SS 기준선 용접 금속	165
9	237
349 SS 기준선 용접 금속	184
10	256

각각 1.0 wt.% 및 0.85 wt.% 의 붕소 함유량과 각각 탄소 1.25 wt.% 및 1 wt.% 함량을 갖는 용접 금속 7 및 8 의 HAZ는 균열은 없었지만, 용접은 도면 8에서 보여준 바와 같이 수지상간 수축을 나타내어, 부적격으로 간주되었다.

표준 347 및 349 용접 재료를 사용하여 철 기재 A286 합금 상에 제조된 용접은 872℃ (1600℉)에서 낮은 인장 특성과 경도를 가졌고, 이때문에 이들 재료는 각각 에어포일이나 공기 차단 핀(air seal fins)의 보수에도 사용이 불가하였다. B 와 C의 첨가는 표 5와 6에서 각각 보여준 바와 같이, 클래드 용접의 항복 강도를 30 - 86% 만큼 그리고 경도는 40% 이상 만큼 증가시켰다. 이들 용접은 또한 균열도 없었다.

따라서, 상기 실시예에서와 같이, 약 0.3 wt.% 내지 0.8 wt.% B 와 약 0.2 wt.% C 내지 0.8 wt.% C 를 포함한 발명 용접 합금은 니켈 기재 Inconel 738 및 GTD 111 초합금과 철 기재 A286 합금상에 균열 없는 용접을 생산하였다. 이들 용접은 각각 니켈 및 철 기재 매트릭스에서 입방형 붕소화물과 탄화물의 형성으로 인하여 우수한 기계적 성질을 가졌으며, 다양한 니켈 및 철 기재 초합금의 터빈 엔진 부품 제조의 제작과 보수를 가능하게 한다.

Claims

중량 백분율로 다음의 원소들로 구성되는 용접 재료 :
a) 붕소: 약 0.3 내지 0.8 wt.%
b) 탄소: 약 0.2 내지 0.8 wt.%
c) 크롬: 약 17 내지 25 wt.%
d) 몰리브덴: 약 6 내지 12 wt.%
e) 철: 약 미량 내지 75 wt.%
f) 불순물과 함께 니켈: 나머지.
제 1항에 있어서, 약 0.1 내지 4.5 wt.% 의 니오븀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 2항에 있어서, 크롬 함유량은 약 18 내지 23 wt.% 를 구성하는 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 3항에 있어서, 몰리브덴 함유량은 약 8 내지 10 wt.%를 구성하는 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 4항에 있어서, 니오븀 함유량은 약 3 내지 4.5 wt.%를 구성하는 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 5항에 있어서, 약 미량 내지 5 wt.%의 철을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 6항에 있어서, 규소, 망간, 티타늄 중에서 선택된 마이크로 합금(알로잉) 원소들: 약 0.1 내지 3.5 결합 wt.% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 1항에 있어서, 용접 재료가 하기의 원소들의 함유량을 더 포함하고;
a) 붕소: 약 0.3 내지 0.4 wt.%
b) 탄소: 약 0.2 내지 0.3 wt.%
c) 몰리브덴: 약 미량 내지 0.75 wt.%
d) 철 약 60 내지 75 wt.%
그리고 다음을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 재료;
e) 니오븀: 약 0.1 내지 1.4 wt.%
제 8항에 있어서, 크롬 함유량은 약 17 내지 22 wt.%를 구성하는 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 9항에 있어서, 규소와 망간 중에서 선택된 마이크로 합금 원소들: 약 1.3 내지 3 결합 wt.% 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 10항에 있어서, 크롬 함유량이 약 17 내지 20 wt.% 를 구성하는 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 11항에 있어서, 철 함유량은 약 63 내지 72 wt.% 를 구성하는 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 12항에 있어서, 규소와 망간중에서 선택된 마이크로 합금 원소들: 약 1.3 내지 3 결합 wt.% 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 8항에 있어서, 몰리브덴 함유량은 약 0.35 내지 0.65 wt.% 를 구성하는 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 14항에 있어서, 크롬 함유량은 약 19 내지 22 wt.%를 구성하는 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 15항에 있어서, 철 함유량은 약 63 내지 70 wt.%를 구성하는 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 16항에 있어서, 규소와 망간 중에서 선택된 마이크로 합금 원소들: 약 1.3 내지 3 결합 wt.% 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 재료.
중량 백분율로 다음의 원소들로 구성된 용접 재료:
a) 붕소: 약 0.4 내지 0.8 wt.%
b) 탄소: 약 0.2 내지 0.8 wt.%
c) 크롬: 약 20 내지 23 wt.%
d) 몰리브덴 약 8 내지 10 wt.%
e) 니오븀: 약 3.15 내지 4.14 wt.%
f) 철 약 미량 내지 5 wt.%
g) 티타늄, 규소 및 망간 중에서 선택된 마이크로 합금 원소들: 약 미량 내지 결합 1.4 wt.%
h) 불순물과 함께 니켈: 나머지.
중량 백분율로 다음의 원소들로 구성된 용접 재료:
a) 붕소: 약 0.3 내지 0.4 wt.%
b) 탄소: 약 0.2 내지 0.3 wt.%
c) 크롬: 약 17 내지 20 wt.%
d) 몰리브덴: 약 미량 내지 0.75 wt.%
e) 니오븀: 약 0.1 내지 0.4 wt.%
f) 철 약 63 내지 72 wt.%
g) 규소와 망간 중에서 선택된 마이크로 합금 원소: 약 1.3 내지 3 결합 wt.%
h) 불순물과 함께 니켈: 나머지.
중량 백분율로 다음의 원소들로 구성된 용접 재료:
a) 붕소: 약 0.3 내지 0.4 wt.%
b) 탄소: 약 0.2 내지 0.3 wt.%
c) 크롬: 약 19 내지 22 wt.%
d) 몰리브덴: 약 0.35 내지 0.65 wt.%
e) 니오븀: 약 1 내지 1.4 wt.%
f) 철 약 63 내지 70 wt.%
g) 규소와 망간 중에서 선택된 마이크로 합금 원소: 약 1.3 내지 3 wt.%
h) 불순물과 함께 니켈: 나머지.
제 1항에 있어서, 용접 재료가 용접 분말인 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 1항에 있어서, 용접 재료가 용접 와이어인 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 1항에 있어서, 용접 재료가 터빈 엔진 부품의 보수 부분인 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 1항에 있어서, 용접 재료가 물품인 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 1항에 있어서, 약 0.2 - 0.5 wt.%의 탄소 함유량과, 약 0.3 내지 0.4 wt.% 의 붕소 함유량을 갖는 용접 재료가 균열 보수용 용접 와이어 또는 분말인 것을 특징으로 하는 용접 재료.
제 1항에 있어서, 약 0.4 - 0.8 wt.% 의 탄소 함유량과 약 0.4 내지 0.8 wt.%의 붕소 함유량을 갖는 용접 재료가 표면 경화용 용접 와이어 또는 분말인 것을 특징으로 하는 용접 재료.