KR20240035904A - Bond fluxes and weld metals for submerged arc welding - Google Patents

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KR20240035904A
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KR1020247007189A
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요시마사 무라니시
히데아키 다카우치
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

PWHT 후에 우수한 인장 강도 및 인성을 갖는 용접 금속을 얻을 수 있는 고Cr 페라이트계 내열강의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스를 제공한다. 고Cr 페라이트계 내열강의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스는, 플럭스 전체 질량에 대한 질량%로, MgO: 25.0%∼36.0%, Ca: 7.0%∼18.0%, F: 4.5%∼12.0%, Al2O3: 9.5%∼21.7%, SiO2: 8.0%∼20.0%, CO2: 1.0%∼8.0%, Na: 0.5%∼4.0%를 함유하고, ZrO2: 4.0% 이하, Al: 0.80% 이하, C: 0.12% 이하이며, 플럭스 중의 MgO, F, CO2의 함유량을 각각 [MgO], [F], [CO2]로 하는 경우에, 식(1): ([MgO]+2.055×[F])/([CO2])에 의해 얻어지는 값이 6.0∼45.0이다.A bond flux for submerged arc welding of high-Cr ferritic heat-resistant steel that can obtain weld metal with excellent tensile strength and toughness after PWHT is provided. Bond flux for submerged arc welding of high-Cr ferritic heat-resistant steel is, in mass % relative to the total mass of the flux, MgO: 25.0% to 36.0%, Ca: 7.0% to 18.0%, F: 4.5% to 12.0%, Al 2 O 3 : 9.5% to 21.7%, SiO 2 : 8.0% to 20.0%, CO 2 : 1.0% to 8.0%, Na: 0.5% to 4.0%, ZrO 2 : 4.0% or less, Al: 0.80% Hereinafter, when C: 0.12% or less and the contents of MgO, F, and CO 2 in the flux are respectively [MgO], [F], and [CO 2 ], equation (1): ([MgO] + 2.055 × The value obtained by [F])/([CO 2 ]) is 6.0 to 45.0.

Description

서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스 및 용접 금속Bond fluxes and weld metals for submerged arc welding

본 발명은, 고Cr 페라이트계 내열강의 용접에 적합한 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스 및 용접 금속에 관한 것이다.The present invention relates to a bond flux and weld metal for submerged arc welding suitable for welding high Cr ferritic heat-resistant steel.

화력 발전 보일러나 터빈, 석유 정제용 압력 용기, 각종 내열 내압 강관 등은, 고온, 고압 환경하에서 사용되기 때문에, 그 사용 환경에 따라서, 여러 가지 내열 강판이 사용되고 있다. 예를 들면, 압력 용기 합금 강판으로서는, ASTM(American Society for Testing and Materials: 미국 재료 시험 협회) 규격이나 ASME(American Society of Mechanical Engineers: 미국 기계 협회) 규격에 규정되는, A387Gr.91을 들 수 있다. 그리고, 이와 같은 내열강재를 대상으로 하여 사용되는 용접 재료에 대해, 이미 많은 제안이 이루어져 있다.Since thermal power generation boilers, turbines, pressure vessels for oil refining, and various heat-resistant and pressure-resistant steel pipes are used in high-temperature and high-pressure environments, various heat-resistant steel sheets are used depending on the usage environment. For example, pressure vessel alloy steel sheets include A387Gr.91, which is specified in ASTM (American Society for Testing and Materials) standards and ASME (American Society of Mechanical Engineers) standards. . And, many proposals have already been made regarding welding materials used for such heat-resistant steels.

예를 들면, 특허문헌 1에는, 9Cr-1Mo강의 서브머지드 아크 용접 방법이 개시되어 있다. 상기 특허문헌 1에 기재된 용접 방법은, 함유 성분의 함유량이 제어된 와이어와 플럭스를 조합하여 용접하는 방법이며, 균열을 방지하여, 우수한 고온 강도 및 인성을 얻을 수 있는 것이 기재되어 있다.For example, Patent Document 1 discloses a submerged arc welding method for 9Cr-1Mo steel. The welding method described in Patent Document 1 is a method of welding by combining wire and flux with controlled content of components, and it is described that cracking can be prevented and excellent high-temperature strength and toughness can be obtained.

일본 특허공개 평1-258894호 공보Japanese Patent Publication No. 1-258894

그러나, 근년, 용접 금속의 기계적 성능의 더한층의 향상이 요구되고 있어, 상기 특허문헌 1에 기재된 용접 방법을 이용하더라도, 요구되는 기계적 성능을 만족할 수 없다. 구체적으로는, PWHT(용접 후 열처리: Post Weld Heat Treatment) 후에, 인장 강도와 인성이 보다 한층 우수한 용접 금속을 얻을 수 있는 용접 재료가 요구되고 있다.However, in recent years, further improvement in the mechanical performance of the weld metal has been required, and even if the welding method described in Patent Document 1 is used, the required mechanical performance cannot be satisfied. Specifically, there is a demand for a welding material that can produce a weld metal with superior tensile strength and toughness after PWHT (Post Weld Heat Treatment).

본 발명은, 전술한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, PWHT 후에 우수한 인장 강도 및 인성을 갖는 용접 금속을 얻을 수 있는 고Cr 페라이트계 내열강의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스, 및 우수한 인장 강도 및 인성을 갖는 용접 금속을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was made in consideration of the above-mentioned situation, and provides a bond flux for submerged arc welding of high-Cr ferritic heat-resistant steel that can obtain a weld metal with excellent tensile strength and toughness after PWHT, and excellent tensile strength and toughness. The purpose is to provide a weld metal having

본 발명의 상기 목적은, 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스에 관련된 하기 [1]의 구성에 의해 달성된다.The above object of the present invention is achieved by the following configuration [1] related to a bond flux for submerged arc welding.

[1] 고Cr 페라이트계 내열강용의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스로서,[1] A bond flux for submerged arc welding for high Cr ferritic heat-resistant steel,

플럭스 전체 질량에 대하여,For the total mass of flux,

MgO: 25.0질량% 이상 36.0질량% 이하,MgO: 25.0 mass% or more and 36.0 mass% or less,

Ca: 7.0질량% 이상 18.0질량% 이하,Ca: 7.0 mass% or more and 18.0 mass% or less,

F: 4.5질량% 이상 12.0질량% 이하,F: 4.5 mass% or more and 12.0 mass% or less,

Al2O3: 9.5질량% 이상 21.7질량% 이하,Al 2 O 3 : 9.5 mass% or more and 21.7 mass% or less,

SiO2: 8.0질량% 이상 20.0질량% 이하,SiO 2 : 8.0 mass% or more and 20.0 mass% or less,

CO2: 1.0질량% 이상 8.0질량% 이하,CO 2 : 1.0 mass% or more and 8.0 mass% or less,

Na: 0.5질량% 이상 4.0질량% 이하를 함유하고,Na: Contains 0.5 mass% or more and 4.0 mass% or less,

ZrO2: 4.0질량% 이하,ZrO 2 : 4.0% by mass or less,

Al: 0.80질량% 이하,Al: 0.80% by mass or less,

C: 0.12질량% 이하이며,C: 0.12% by mass or less,

플럭스 중의 MgO 함유량을 플럭스 전체 질량에 대한 질량%로 [MgO]로 하고, 플럭스 중의 F 함유량을 플럭스 전체 질량에 대한 질량%로 [F]로 하고, 플럭스 중의 CO2 함유량을 플럭스 전체 질량에 대한 질량%로 [CO2]로 하는 경우에, 하기 식(1)에 의해 얻어지는 값이 6.0 이상 45.0 이하인 것을 특징으로 하는 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스.The MgO content in the flux is set to [MgO] as a mass% with respect to the total mass of the flux, the F content in the flux is set to [F] as a mass% with respect to the total mass of the flux, and the CO2 content in the flux is set to mass with respect to the total mass of the flux. A bond flux for submerged arc welding, characterized in that when [CO 2 ] is expressed in %, the value obtained by the following equation (1) is 6.0 or more and 45.0 or less.

식(1): ([MgO]+2.055×[F])/([CO2])Equation (1): ([MgO]+2.055×[F])/([CO 2 ])

서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스에 관련된 본 발명의 바람직한 실시형태는, 이하의 [2]∼[5]에 관한 것이다.Preferred embodiments of the present invention related to bond flux for submerged arc welding relate to the following [2] to [5].

[2] 추가로, 플럭스 전체 질량에 대하여,[2] Additionally, for the total mass of flux,

Mn: 0.5질량% 이상 2.5질량% 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 [1]에 기재된 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스.The bond flux for submerged arc welding according to [1], characterized in that it contains Mn: 0.5 mass% or more and 2.5 mass% or less.

[3] 추가로, 플럭스 전체 질량에 대하여,[3] Additionally, for the total mass of flux,

K: 0.5질량% 이상 3.0질량% 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 [1] 또는 [2]에 기재된 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스.The bond flux for submerged arc welding according to [1] or [2], characterized in that it contains K: 0.5 mass% or more and 3.0 mass% or less.

[4] 추가로, 플럭스 전체 질량에 대하여,[4] Additionally, for the total mass of flux,

Li: 0.05질량% 이상 0.20질량% 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스.The bond flux for submerged arc welding according to any one of [1] to [3], characterized in that it contains Li: 0.05 mass% or more and 0.20 mass% or less.

[5] 서브머지드 아크 용접용 와이어와 함께 이용되고,[5] Used with wire for submerged arc welding,

상기 서브머지드 아크 용접용 와이어는, 와이어 전체 질량에 대하여,The wire for submerged arc welding is, with respect to the total mass of the wire,

C: 0.030질량% 이상 0.080질량% 이하,C: 0.030 mass% or more and 0.080 mass% or less,

Si: 0.05질량% 이상 0.30질량% 이하,Si: 0.05 mass% or more and 0.30 mass% or less,

Mn: 0.50질량% 이상 2.20질량% 이하,Mn: 0.50 mass% or more and 2.20 mass% or less,

Ni: 0.30질량% 이상 1.00질량% 이하,Ni: 0.30 mass% or more and 1.00 mass% or less,

Cr: 8.00질량% 이상 10.50질량% 이하,Cr: 8.00 mass% or more and 10.50 mass% or less,

Mo: 0.80질량% 이상 1.20질량% 이하,Mo: 0.80 mass% or more and 1.20 mass% or less,

V: 0.10질량% 이상 0.40질량% 이하,V: 0.10 mass% or more and 0.40 mass% or less,

Nb: 0.020질량% 이상 0.095질량% 이하,Nb: 0.020 mass% or more and 0.095 mass% or less,

N: 0.016질량% 이상 0.065질량% 이하를 함유하고,N: Contains 0.016 mass% or more and 0.065 mass% or less,

P: 0.015질량% 이하,P: 0.015% by mass or less,

S: 0.010질량% 이하이며,S: 0.010% by mass or less,

잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 것을 특징으로 하는, [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스.The bond flux for submerged arc welding according to any one of [1] to [4], wherein the balance is Fe and inevitable impurities.

본 발명의 상기 목적은, 용접 금속에 관련된 하기 [6]의 구성에 의해 달성된다.The above object of the present invention is achieved by the following configuration [6] related to weld metal.

[6] [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 용접 금속.[6] A weld metal formed using the bond flux for submerged arc welding according to any one of [1] to [5].

본 발명에 의하면, PWHT 후에 우수한 인장 강도 및 인성을 갖는 용접 금속을 얻을 수 있는 고Cr 페라이트계 내열강의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스, 및 우수한 인장 강도 및 인성을 갖는 용접 금속을 제공할 수 있다.According to the present invention, a bond flux for submerged arc welding of high Cr ferritic heat-resistant steel can be obtained after PWHT, and a weld metal with excellent tensile strength and toughness can be provided. .

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 상세하게 설명한다. 한편, 본 발명은, 이하에 설명하는 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 임의로 변경하여 실시할 수 있다.Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described in detail. Meanwhile, the present invention is not limited to the embodiments described below, and can be implemented with any modification without departing from the gist of the present invention.

본 발명자들은, PWHT 후의 인장 강도 및 인성이 모두 우수한 용접 금속을 얻기 위한 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스에 대해, 예의 검토를 행하였다. 그 결과, 플럭스 중의 각 성분 중, 특히, MgO, Ca, F, CO2, Al 및 C의 함유량을 적절히 제어함과 함께, MgO, F 및 CO2의 함유량을 이용한 파라미터를 제어하는 것이 효과적인 것을 발견하였다.The present inventors conducted an intensive study on a bond flux for submerged arc welding to obtain a weld metal excellent in both tensile strength and toughness after PWHT. As a result, it was found that it is effective to appropriately control the contents of each component in the flux, especially MgO, Ca, F, CO 2 , Al, and C, and to control parameters using the contents of MgO, F, and CO 2 did.

이하, 본 실시형태에 따른 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스에 대해, 그 성분 첨가 이유 및 조성 한정 이유를 상세하게 설명한다.Hereinafter, the bond flux for submerged arc welding according to the present embodiment will be described in detail as to the reason for adding its components and the reason for limiting its composition.

[1. 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스][One. Bond flux for submerged arc welding]

본 실시형태에 따른 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스는, 고Cr 페라이트계 내열강의 용접에 적합한 본드 플럭스이며, 이하의 원소를 필수 성분으로서 함유하거나, 또는 임의 성분으로서 함유할 수 있다.The bond flux for submerged arc welding according to the present embodiment is a bond flux suitable for welding high Cr ferritic heat-resistant steel, and may contain the following elements as essential components or as optional components.

<MgO: 25.0질량% 이상 36.0질량% 이하><MgO: 25.0 mass% or more and 36.0 mass% or less>

MgO는, 슬래그 조재제(造滓劑)이며, 슬래그의 유동성을 향상시켜, 비드 형상을 정돈하는 효과를 갖는 성분이다. 또한, MgO는, 용접 금속 중의 산소량을 저감하여, 인성을 확보하는 효과를 갖는 성분이기도 하다.MgO is a slag additive and is a component that has the effect of improving the fluidity of slag and adjusting the bead shape. In addition, MgO is also a component that has the effect of reducing the amount of oxygen in the weld metal and ensuring toughness.

플럭스 중의 MgO 함유량이 25.0질량% 미만이면, 용접 금속 중의 산소량을 저감하는 효과가 부족하여, 인성이 저하됨과 함께, 비드 외관이 열화된다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 MgO 함유량은, 25.0질량% 이상으로 하고, 25.5질량% 이상인 것이 바람직하며, 26.0질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.If the MgO content in the flux is less than 25.0% by mass, the effect of reducing the amount of oxygen in the weld metal is insufficient, and the toughness decreases and the bead appearance deteriorates. Therefore, the MgO content relative to the total mass of the flux is set to 25.0 mass% or more, preferably 25.5 mass% or more, and more preferably 26.0 mass% or more.

한편, 플럭스 중의 MgO 함유량이 36.0질량%를 초과하면, 슬래그 권입이 많아져, 용접 작업성이 저하된다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 MgO 함유량은, 36.0질량% 이하로 하고, 35.5질량% 이하인 것이 바람직하며, 35.0질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.On the other hand, if the MgO content in the flux exceeds 36.0% by mass, slag inclusion increases and welding workability deteriorates. Therefore, the MgO content relative to the total mass of the flux is set to 36.0 mass% or less, preferably 35.5 mass% or less, and more preferably 35.0 mass% or less.

한편, 본 실시형태에 있어서, MgO의 함유량이란, 플럭스 중에 포함되는 모든 Mg를 MgO로 환산한 값을 의미한다.Meanwhile, in this embodiment, the MgO content means the value obtained by converting all Mg contained in the flux into MgO.

<Ca: 7.0질량% 이상 18.0질량% 이하><Ca: 7.0 mass% or more and 18.0 mass% or less>

Ca는, 탈산제로서 작용하여, 용접 금속 중의 산소량을 저감하는 효과를 갖는 성분이다.Ca is a component that acts as a deoxidizer and has the effect of reducing the amount of oxygen in the weld metal.

플럭스 중의 Ca 함유량이 7.0질량% 미만이면, Ca에 의한 충분한 탈산 효과를 얻을 수 없어, 인성이 저하됨과 함께, 비드 외관이 열화된다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 Ca 함유량은, 7.0질량% 이상으로 하고, 8.0질량% 이상인 것이 바람직하며, 9.0질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.If the Ca content in the flux is less than 7.0% by mass, sufficient deoxidation effect due to Ca cannot be obtained, and toughness decreases and the bead appearance deteriorates. Therefore, the Ca content relative to the total mass of the flux is 7.0 mass% or more, preferably 8.0 mass% or more, and more preferably 9.0 mass% or more.

한편, 플럭스 중의 Ca 함유량이 18.0질량%를 초과하면, 슬래그 박리성이 저하된다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 Ca 함유량은, 18.0질량% 이하로 하고, 17.5질량% 이하인 것이 바람직하며, 17.0질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.On the other hand, when the Ca content in the flux exceeds 18.0 mass%, the slag peelability decreases. Therefore, the Ca content relative to the total mass of the flux is set to 18.0 mass% or less, preferably 17.5 mass% or less, and more preferably 17.0 mass% or less.

한편, Ca는, 불화물 및 탄산염의 형태로 플럭스 중에 함유된다.Meanwhile, Ca is contained in the flux in the form of fluoride and carbonate.

<F: 4.5질량% 이상 12.0질량% 이하><F: 4.5 mass% or more and 12.0 mass% or less>

F는, 용접 금속의 확산성 수소량을 저감하여, 내저온균열성을 향상시키는 효과를 가짐과 함께, 용접 금속 중의 산소량을 컨트롤하여, 비드 형상을 정돈하는 효과를 갖는 성분이다.F is a component that has the effect of reducing the amount of diffusible hydrogen in the weld metal and improving low-temperature cracking resistance, as well as controlling the amount of oxygen in the weld metal and adjusting the bead shape.

플럭스 중의 F 함유량이 4.5질량% 미만이면, 용접 금속 중의 산소량이 증가하여, 인성이 저하된다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 F 함유량은, 4.5질량% 이상으로 하고, 5.2질량% 이상인 것이 바람직하며, 5.8질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.If the F content in the flux is less than 4.5% by mass, the amount of oxygen in the weld metal increases and the toughness decreases. Therefore, the F content relative to the total mass of the flux is 4.5 mass% or more, preferably 5.2 mass% or more, and more preferably 5.8 mass% or more.

한편, 플럭스 중의 F 함유량이 12.0질량%를 초과하면, 아크가 불안정해져, 비드 형상이나 슬래그의 박리성이 저하된다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 F 함유량은, 12.0질량% 이하로 하고, 11.5질량% 이하인 것이 바람직하며, 11.0질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.On the other hand, if the F content in the flux exceeds 12.0% by mass, the arc becomes unstable, and the bead shape and slag peelability deteriorate. Therefore, the F content relative to the total mass of the flux is set to 12.0 mass% or less, preferably 11.5 mass% or less, and more preferably 11.0 mass% or less.

<Al2O3: 9.5질량% 이상 21.7질량% 이하><Al 2 O 3 : 9.5 mass% or more and 21.7 mass% or less>

Al2O3은, 슬래그 조재제이며, 슬래그의 유동성을 향상시켜, 비드 형상을 정돈하는 효과를 갖는 성분이다.Al 2 O 3 is a slag additive and is a component that has the effect of improving the fluidity of slag and adjusting the bead shape.

플럭스 중의 Al2O3 함유량이 9.5질량% 미만이면, 비드 형상이 열화된다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 Al2O3 함유량은, 9.5질량% 이상으로 하고, 11.0질량% 이상인 것이 바람직하며, 11.5질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.If the Al 2 O 3 content in the flux is less than 9.5 mass%, the bead shape deteriorates. Therefore, the Al 2 O 3 content relative to the total mass of the flux is 9.5 mass% or more, preferably 11.0 mass% or more, and more preferably 11.5 mass% or more.

한편, 플럭스 중의 Al2O3 함유량이 21.7질량%를 초과하면, 슬래그 권입이 많아져, 용접 작업성이 저하된다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 Al2O3 함유량은, 21.7질량% 이하로 하고, 21.0질량% 이하인 것이 바람직하며, 20.5질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.On the other hand, if the Al 2 O 3 content in the flux exceeds 21.7% by mass, slag inclusion increases and welding workability decreases. Therefore, the Al 2 O 3 content relative to the total mass of the flux is set to 21.7 mass% or less, preferably 21.0 mass% or less, and more preferably 20.5 mass% or less.

<SiO2: 8.0질량% 이상 20.0질량% 이하><SiO 2 : 8.0 mass% or more and 20.0 mass% or less>

SiO2는, 슬래그의 유동성을 향상시켜, 비드 형상을 정돈하는 효과를 갖는 성분이다.SiO 2 is a component that has the effect of improving the fluidity of slag and adjusting the bead shape.

플럭스 중의 SiO2 함유량이 8.0질량% 미만이면, 비드 형상이 열화된다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 SiO2 함유량은, 8.0질량% 이상으로 하고, 9.0질량% 이상인 것이 바람직하며, 10.0질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.If the SiO 2 content in the flux is less than 8.0 mass%, the bead shape deteriorates. Therefore, the SiO 2 content relative to the total mass of the flux is 8.0 mass% or more, preferably 9.0 mass% or more, and more preferably 10.0 mass% or more.

한편, 플럭스 중의 SiO2 함유량이 20.0질량%를 초과하면, 슬래그 권입이 많아져, 용접 작업성이 저하된다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 SiO2 함유량은, 20.0질량% 이하로 하고, 19.0질량% 이하인 것이 바람직하며, 18.5질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.On the other hand, when the SiO 2 content in the flux exceeds 20.0% by mass, slag inclusion increases and welding workability decreases. Therefore, the SiO 2 content relative to the total mass of the flux is set to 20.0 mass% or less, preferably 19.0 mass% or less, and more preferably 18.5 mass% or less.

한편, 본 실시형태에 있어서, SiO2의 함유량이란, 플럭스 중에 포함되는 모든 Si를 SiO2로 환산한 값을 의미한다. 또한, 플럭스 중의 SiO2로서는, 바인더로서 사용되는 물유리에서 유래하는 SiO2도 포함된다.Meanwhile, in this embodiment, the content of SiO 2 means the value obtained by converting all Si contained in the flux into SiO 2 . Additionally, SiO 2 in the flux also includes SiO 2 derived from water glass used as a binder.

<CO2: 1.0질량% 이상 8.0질량% 이하><CO 2 : 1.0 mass% or more and 8.0 mass% or less>

CO2는, 용접 금속의 확산성 수소량을 저감하여, 내저온균열성을 향상시키는 효과를 가짐과 함께, 용접 금속 중의 산소량을 컨트롤하는 효과를 갖는 성분이다.CO 2 is a component that has the effect of reducing the amount of diffusible hydrogen in the weld metal and improving low-temperature cracking resistance, as well as controlling the amount of oxygen in the weld metal.

플럭스 중의 CO2 함유량이 1.0질량% 미만이면, 저온 균열이 발생한다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 CO2 함유량은, 1.0질량% 이상으로 하고, 1.2질량% 이상인 것이 바람직하다.If the CO 2 content in the flux is less than 1.0 mass%, low-temperature cracking occurs. Therefore, the CO 2 content relative to the total mass of the flux is set to 1.0 mass% or more, and is preferably 1.2 mass% or more.

한편, 플럭스 중의 CO2 함유량이 8.0질량%를 초과하면, 용접 금속 중의 산소량이 증가하여, 인성이 저하된다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 CO2 함유량은, 8.0질량% 이하로 하고, 7.0질량% 이하인 것이 바람직하며, 6.0질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.On the other hand, when the CO 2 content in the flux exceeds 8.0% by mass, the amount of oxygen in the weld metal increases and the toughness decreases. Therefore, the CO 2 content relative to the total mass of the flux is set to 8.0 mass% or less, preferably 7.0 mass% or less, and more preferably 6.0 mass% or less.

한편, CO2는, 금속 탄산염의 형태로 플럭스 중에 함유된다. 금속 탄산염으로서는, CaCO3, BaCO3, MgCO3 등이 있지만, 이들 금속 탄산염을 CO2로 환산한 환산치가 상기 범위이면, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.On the other hand, CO 2 is contained in the flux in the form of metal carbonate. Examples of metal carbonates include CaCO 3 , BaCO 3 , and MgCO 3 . If the conversion value of these metal carbonates into CO 2 is within the above range, similar effects can be obtained.

<Na: 0.5질량% 이상 4.0질량% 이하><Na: 0.5 mass% or more and 4.0 mass% or less>

Na는, 아크 안정성을 향상시키는 효과를 갖는 성분이다.Na is a component that has the effect of improving arc stability.

플럭스 중의 Na 함유량이 0.5질량% 미만이면, 아크 안정성이 저하되어, 용접 불량이 발생한다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 Na 함유량은, 0.5질량% 이상으로 하고, 1.0질량% 이상인 것이 바람직하며, 1.5질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.If the Na content in the flux is less than 0.5% by mass, arc stability decreases and welding defects occur. Therefore, the Na content relative to the total mass of the flux is 0.5 mass% or more, preferably 1.0 mass% or more, and more preferably 1.5 mass% or more.

한편, 플럭스 중의 Na 함유량이 4.0질량%를 초과하면, 플럭스의 흡습량이 높아지기 때문에, 용접 금속 중의 수소량이 높아져, 저온 균열이 발생한다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 Na 함유량은, 4.0질량% 이하로 하고, 3.6질량% 이하인 것이 바람직하며, 3.2질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.On the other hand, when the Na content in the flux exceeds 4.0% by mass, the moisture absorption of the flux increases, the amount of hydrogen in the weld metal increases, and low-temperature cracking occurs. Therefore, the Na content relative to the total mass of the flux is set to 4.0 mass% or less, preferably 3.6 mass% or less, and more preferably 3.2 mass% or less.

<ZrO2: 4.0질량% 이하(0질량%를 포함한다)><ZrO 2 : 4.0 mass% or less (including 0 mass%)>

ZrO2는, 슬래그 조재제이며, 슬래그의 유동성을 향상시켜, 비드 형상을 정돈하는 효과를 갖는 성분이지만, 반드시 플럭스 중에 함유될 필요는 없다.ZrO 2 is a slag additive and is a component that has the effect of improving the fluidity of slag and adjusting the bead shape, but it does not necessarily need to be contained in the flux.

플럭스 중에 ZrO2를 함유시키는 경우에, 플럭스 전체 질량에 대한 ZrO2 함유량은, 0.01질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.1질량% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.When ZrO 2 is contained in the flux, the ZrO 2 content relative to the total mass of the flux is preferably 0.01 mass% or more, and more preferably 0.1 mass% or more.

한편, 플럭스 중의 ZrO2 함유량이 4.0질량%를 초과하면, 슬래그 권입이 많아져, 용접 작업성이 저하된다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 ZrO2 함유량은, 4.0질량% 이하로 하고, 3.5질량% 이하인 것이 바람직하며, 3.0질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.On the other hand, if the ZrO 2 content in the flux exceeds 4.0% by mass, slag inclusion increases and welding workability decreases. Therefore, the ZrO 2 content relative to the total mass of the flux is set to 4.0 mass% or less, preferably 3.5 mass% or less, and more preferably 3.0 mass% or less.

한편, 본 실시형태에 있어서, ZrO2의 함유량이란, 플럭스 중에 포함되는 모든 Zr을 ZrO2로 환산한 값을 의미한다.Meanwhile, in this embodiment, the content of ZrO 2 means the value obtained by converting all Zr contained in the flux into ZrO 2 .

<Al: 0.80질량% 이하(0질량%를 포함한다)><Al: 0.80 mass% or less (including 0 mass%)>

Al은, N과 결합하여 AlN을 형성하고, 크리프 강도의 확보에 필요 불가결한 Cr이나 Nb, V의 탄질화물 석출량을 저감하여, 크리프 강도를 열화시키는 성분이기 때문에, 플럭스 중의 Al은, 가능한 한 저감하는 것이 바람직하다.Al combines with N to form AlN, and is a component that reduces the amount of carbonitride precipitates of Cr, Nb, and V, which are essential for ensuring creep strength, and deteriorates creep strength. Therefore, Al in the flux should be kept as low as possible. It is desirable to reduce it.

플럭스 중의 Al 함유량이 0.80질량%를 초과하면, 비드가 소부되고, 슬래그 박리성이 열화된다. 또한, 용접 금속 중의 원소의 수율이 향상되어, 강도가 상승하기 때문에, 인성이 열화된다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 Al 함유량은, 0.80질량% 이하로 하고, 0.75질량% 이하인 것이 바람직하며, 0.70질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.If the Al content in the flux exceeds 0.80% by mass, the beads are baked and the slag removability deteriorates. Additionally, because the yield of elements in the weld metal improves and the strength increases, toughness deteriorates. Therefore, the Al content relative to the total mass of the flux is set to 0.80 mass% or less, preferably 0.75 mass% or less, and more preferably 0.70 mass% or less.

한편, 여기에서 0.80질량% 이하로서 규정되는 Al은, Al 단체 및 Al 합금의 형태로 플럭스 중에 함유되는 것이며, 산화물의 형태는 포함되지 않는다.Meanwhile, Al, defined here as 0.80% by mass or less, is contained in the flux in the form of Al alone and Al alloy, and does not include the form of oxide.

<C: 0.12질량% 이하(0질량%를 포함한다)><C: 0.12 mass% or less (including 0 mass%)>

C는, 고온 균열의 감수성을 높이는 성분이기 때문에, 플럭스 중의 C는, 가능한 한 저감하는 것이 바람직하다.Since C is a component that increases susceptibility to high-temperature cracking, it is desirable to reduce C in the flux as much as possible.

플럭스 중의 C 함유량이 0.12질량%를 초과하면, 고온 균열 감수성이 높아져, 특히, 협개선 내의 서브머지드 아크 용접에서 균열이 발생하기 쉬워진다. 또한, 탄화물의 석출량이 증대되어, 용접 금속의 강도를 현저하게 높여, 인성을 열화시킨다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 C 함유량은, 0.12질량% 이하로 하고, 0.11질량% 이하인 것이 바람직하다.If the C content in the flux exceeds 0.12% by mass, the susceptibility to high-temperature cracking increases, and cracking becomes easy to occur, especially in submerged arc welding within a narrow groove. Additionally, the amount of carbide precipitated increases, significantly increasing the strength of the weld metal and deteriorating toughness. Therefore, the C content relative to the total mass of the flux is preferably 0.12 mass% or less, and preferably 0.11 mass% or less.

<식(1): 6.0 이상 45.0 이하><Formula (1): 6.0 or more and 45.0 or less>

하기 식(1)은, 플럭스 성분에 의한 용접 금속에의 탈산력을 파라미터화한 것이다. 식(1)에 의해 얻어지는 값이 높아지면, 플럭스에 의한 탈산력이 높아져, 용접 금속의 산소량이 저하되기 때문에, 인성을 향상시킬 수 있지만, 과도하게 높아지면, 각 온도에서의 슬래그 점도가 지나치게 높아지기 때문에, 용접 작업성이 열화된다. 즉, 식(1)에 의해 얻어지는 값을 적절히 제어하는 것에 의해, 인성의 향상과 용접 작업성의 향상을 양립시킬 수 있다.The following equation (1) parameterizes the deoxidizing power of the flux component to the weld metal. If the value obtained by equation (1) increases, the deoxidation power by the flux increases and the oxygen content of the weld metal decreases, so toughness can be improved. However, if it becomes excessively high, the slag viscosity at each temperature becomes too high. Therefore, welding workability deteriorates. That is, by appropriately controlling the value obtained by equation (1), both improvement in toughness and improvement in welding workability can be achieved.

식(1)에 의해 얻어지는 값이 6.0 미만이면, 탈산력이 약해져, 용접 금속의 인성이 저하된다. 따라서, 식(1)에 의해 얻어지는 값은, 6.0 이상으로 하고, 11.0 이상인 것이 바람직하며, 15.0 이상인 것이 보다 바람직하다.If the value obtained by equation (1) is less than 6.0, the deoxidation power becomes weak and the toughness of the weld metal decreases. Therefore, the value obtained by equation (1) is 6.0 or more, preferably 11.0 or more, and more preferably 15.0 or more.

한편, 식(1)에 의해 얻어지는 값이 45.0을 초과하면, 비드의 중앙부가 볼록 비드 형상이 되는 등, 용접 비드의 형상이 열화된다. 따라서, 식(1)에 의해 얻어지는 값은, 45.0 이하로 하고, 40.0 이하인 것이 바람직하며, 35.0 이하인 것이 보다 바람직하다.On the other hand, if the value obtained by equation (1) exceeds 45.0, the shape of the weld bead is deteriorated, such as the central part of the bead becoming a convex bead shape. Therefore, the value obtained by equation (1) is set to 45.0 or less, preferably 40.0 or less, and more preferably 35.0 or less.

식(1): ([MgO]+2.055×[F])/([CO2])Equation (1): ([MgO]+2.055×[F])/([CO 2 ])

한편, 상기 식(1) 중, [MgO]는, 플럭스 중의 MgO 함유량을 플럭스 전체 질량에 대한 질량%로 나타낸 값이고, [F]는, 플럭스 중의 F 함유량을 플럭스 전체 질량에 대한 질량%로 나타낸 값이며, [CO2]는, 플럭스 중의 CO2 함유량을 플럭스 전체 질량에 대한 질량%로 나타낸 값이다.Meanwhile, in the above formula (1), [MgO] is the value expressed as the MgO content in the flux expressed as mass% based on the total mass of the flux, and [F] is the F content expressed in the flux expressed as mass% based on the total mass of the flux. It is a value, and [CO 2 ] is a value expressing the CO 2 content in the flux as a mass percent based on the total mass of the flux.

본 실시형태에 따른 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스는, 상기 성분 외에, 이하의 성분을 소정의 함유량으로 함유하는 것이 바람직하다.The bond flux for submerged arc welding according to the present embodiment preferably contains the following components in a predetermined content in addition to the above components.

<Mn: 0.5질량% 이상 2.5질량% 이하><Mn: 0.5 mass% or more and 2.5 mass% or less>

Mn은, 탈산 효과를 갖는 성분이다.Mn is a component that has a deoxidizing effect.

플럭스 중에 Mn을 함유시키는 경우에, Mn 함유량이 0.5질량% 이상이면, 탈산력을 발휘하여, 용접 금속이 저산소가 되기 때문에, 인성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 Mn 함유량은, 0.5질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.6질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.7질량% 이상인 것이 더 바람직하다.When Mn is included in the flux, if the Mn content is 0.5% by mass or more, a deoxidizing power is exerted and the weld metal becomes hypoxic, so toughness can be improved. Therefore, the Mn content relative to the total mass of the flux is preferably 0.5 mass% or more, more preferably 0.6 mass% or more, and even more preferably 0.7 mass% or more.

한편, 플럭스 중의 Mn 함유량이 2.5질량% 이하이면, 용접 금속의 강도와 인성의 균형을 양호하게 할 수 있다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 Mn 함유량은, 2.5질량% 이하인 것이 바람직하고, 2.3질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 2.1질량% 이하인 것이 더 바람직하다.On the other hand, if the Mn content in the flux is 2.5% by mass or less, the strength and toughness of the weld metal can be well balanced. Therefore, the Mn content relative to the total mass of the flux is preferably 2.5 mass% or less, more preferably 2.3 mass% or less, and even more preferably 2.1 mass% or less.

<K: 0.5질량% 이상 3.0질량% 이하><K: 0.5 mass% or more and 3.0 mass% or less>

K는, 아크 안정제이며, 아크 안정성을 양호하게 하기 위해서 플럭스 중에 함유시키는 성분이다.K is an arc stabilizer and is a component contained in the flux to improve arc stability.

플럭스 중에 K를 함유시키는 경우에, K 함유량이 0.5질량% 이상이면, 아크 안정성이 향상되기 때문에, 용접 작업성을 양호하게 할 수 있다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 K 함유량은, 0.5질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.6질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.When K is included in the flux, if the K content is 0.5% by mass or more, arc stability is improved and welding workability can be improved. Therefore, the K content relative to the total mass of the flux is preferably 0.5 mass% or more, and more preferably 0.6 mass% or more.

한편, 플럭스 중의 K 함유량이 3.0질량% 이하이면, 플럭스의 흡습량이 억제되어, 용접 금속 중의 수소량이 저감되기 때문에, 저온 균열의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 K 함유량은, 3.0질량% 이하인 것이 바람직하고, 2.7질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 2.4질량% 이하인 것이 더 바람직하다.On the other hand, if the K content in the flux is 3.0% by mass or less, the moisture absorption of the flux is suppressed and the amount of hydrogen in the weld metal is reduced, thereby suppressing the occurrence of low-temperature cracking. Therefore, the K content relative to the total mass of the flux is preferably 3.0 mass% or less, more preferably 2.7 mass% or less, and even more preferably 2.4 mass% or less.

<Li: 0.05질량% 이상 0.20질량% 이하><Li: 0.05 mass% or more and 0.20 mass% or less>

Li는, 아크 안정제이며, 아크 안정성을 양호하게 하기 위해서 플럭스 중에 함유시키는 성분이다.Li is an arc stabilizer and is a component contained in the flux to improve arc stability.

플럭스 중에 Li를 함유시키는 경우에, Li 함유량이 0.05질량% 이상이면, 아크 안정성이 향상되기 때문에, 용접 작업성을 양호하게 할 수 있다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 Li 함유량은, 0.05질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.06질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.When Li is included in the flux, if the Li content is 0.05% by mass or more, arc stability is improved and welding workability can be improved. Therefore, the Li content relative to the total mass of the flux is preferably 0.05 mass% or more, and more preferably 0.06 mass% or more.

한편, 플럭스 중의 Li 함유량이 0.20질량% 이하이면, 플럭스의 흡습량이 억제되어, 용접 금속 중의 수소량이 저감되기 때문에, 저온 균열의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 플럭스 전체 질량에 대한 Li 함유량은, 0.20질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.18질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.17질량% 이하인 것이 더 바람직하다.On the other hand, if the Li content in the flux is 0.20% by mass or less, the moisture absorption of the flux is suppressed and the amount of hydrogen in the weld metal is reduced, thereby suppressing the occurrence of low-temperature cracking. Therefore, the Li content relative to the total mass of the flux is preferably 0.20 mass% or less, more preferably 0.18 mass% or less, and even more preferably 0.17 mass% or less.

<필수 성분의 합계 함유량><Total content of essential ingredients>

본 실시형태에 따른 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스는, 상기 MgO, Ca, F, Al2O3, SiO2, CO2, Na, ZrO2, Al, 및 C의 합계의 함유량이, 플럭스 전체 질량에 대하여 88질량% 이상인 것이 바람직하고, 91질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 93질량% 이상인 것이 더 바람직하다.In the bond flux for submerged arc welding according to the present embodiment, the total content of MgO, Ca, F, Al 2 O 3 , SiO 2 , CO 2 , Na, ZrO 2 , Al, and C is the total content of the flux. It is preferably 88% by mass or more, more preferably 91% by mass or more, and even more preferably 93% by mass or more.

<잔부><Remaining balance>

본 실시형태에 따른 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스는, 상기 성분 이외에, 예를 들면, Fe, Mo, W, Cu 등을, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서 함유해도 된다. 한편, 이들 성분은, 단체로서 존재해도 되고, 화합물로서 존재하고 있어도 된다.The bond flux for submerged arc welding according to the present embodiment may contain, in addition to the above components, for example, Fe, Mo, W, Cu, etc., within a range that does not interfere with the effect of the present invention. Meanwhile, these components may exist as a single substance or as a compound.

[2. 서브머지드 아크 용접용 와이어][2. Wire for submerged arc welding]

본 실시형태에 따른 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스는, 서브머지드 아크 용접용 와이어와 함께 이용된다. 이하, 본 실시형태에 따른 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스와 함께 이용하는 것이 바람직한 와이어에 대해, 그 성분 첨가 이유 및 조성 한정 이유를 상세하게 설명한다.The bond flux for submerged arc welding according to this embodiment is used with a wire for submerged arc welding. Hereinafter, the wire that is preferably used with the bond flux for submerged arc welding according to the present embodiment will be described in detail as to the reason for adding the component and the reason for limiting the composition.

<C: 0.030질량% 이상 0.080질량% 이하><C: 0.030 mass% or more and 0.080 mass% or less>

C는, 용접 금속 중의 담금질성과 탄질화물의 석출량에 큰 영향을 미침과 함께, 오스테나이트 안정화 원소로서 기능하여, 용접 금속 중의 δ 페라이트상의 잔존을 억제하는 효과를 갖는 성분이다.C is a component that has a significant influence on the hardenability and precipitation amount of carbonitride in the weld metal, and also functions as an austenite stabilizing element and has the effect of suppressing the residual of the δ ferrite phase in the weld metal.

와이어 중의 C 함유량이 0.030질량% 미만이면, 용접 금속 중의 C 함유량이 지나치게 적어져, 탄화물의 석출량이 불충분해진다. 또한, δ 페라이트상이 잔존하여, 원하는 크리프 강도를 얻을 수 없다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 C 함유량은, 0.030질량% 이상으로 하고, 0.032질량% 이상인 것이 바람직하다.If the C content in the wire is less than 0.030% by mass, the C content in the weld metal becomes too small, and the amount of carbide precipitated becomes insufficient. Additionally, the δ ferrite phase remains, making it impossible to obtain the desired creep strength. Therefore, the C content with respect to the total mass of the wire is 0.030 mass% or more, and is preferably 0.032 mass% or more.

한편, 와이어 중의 C 함유량이 0.080질량%를 초과하면, 고온 균열 감수성이 높아져, 특히, 협개선 내의 서브머지드 아크 용접에서 균열이 발생하기 쉬워진다. 또한, 탄화물의 석출량이 증대되어, 용접 금속의 강도를 현저하게 높여, 인성을 열화시킨다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 C 함유량은, 0.080질량% 이하로 하고, 0.075질량% 이하인 것이 바람직하며, 0.070질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.On the other hand, when the C content in the wire exceeds 0.080% by mass, the susceptibility to high-temperature cracking increases, and cracking becomes easy to occur, especially in submerged arc welding within a narrow groove. Additionally, the amount of carbide precipitated increases, significantly increasing the strength of the weld metal and deteriorating toughness. Therefore, the C content with respect to the total mass of the wire is 0.080 mass% or less, preferably 0.075 mass% or less, and more preferably 0.070 mass% or less.

<Si: 0.05질량% 이상 0.30질량% 이하><Si: 0.05 mass% or more and 0.30 mass% or less>

Si는, 용접 비드의 친밀성을 개선함과 함께, 탈산제로서 기능하여, 용접 금속의 강도 및 인성을 향상시키는 효과를 갖는 성분이다.Si is a component that has the effect of improving the adhesion of the weld bead and functioning as a deoxidizer to improve the strength and toughness of the weld metal.

와이어 중의 Si 함유량이 0.05질량% 미만이면, 용접 금속 중의 Si 함유량이 지나치게 적어져, 용접 작업성(예를 들면, 용접 비드의 친밀성이나 융합성)이 열화되고, 인성 및 크리프 강도도 열화된다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Si 함유량은, 0.05질량% 이상으로 하고, 0.06질량% 이상인 것이 바람직하다.If the Si content in the wire is less than 0.05% by mass, the Si content in the weld metal becomes too small, and welding workability (for example, weld bead affinity and fusion) deteriorates, and toughness and creep strength also deteriorate. Therefore, the Si content with respect to the total mass of the wire is 0.05 mass% or more, and is preferably 0.06 mass% or more.

한편, 와이어 중의 Si 함유량이 0.30질량%를 초과하면, 용접 금속의 강도가 현저하게 높아져, 인성이 열화된다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Si 함유량은, 0.30질량% 이하로 하고, 0.25질량% 이하인 것이 바람직하며, 0.21질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.On the other hand, if the Si content in the wire exceeds 0.30% by mass, the strength of the weld metal increases significantly and the toughness deteriorates. Therefore, the Si content with respect to the total mass of the wire is 0.30 mass% or less, preferably 0.25 mass% or less, and more preferably 0.21 mass% or less.

<Mn: 0.50질량% 이상 2.20질량% 이하><Mn: 0.50 mass% or more and 2.20 mass% or less>

Mn은, Si와 마찬가지로, 탈산제로서 기능하여, 용접 금속의 인성을 향상시키는 효과를 갖는 성분이다. 또한, Mn은, 오스테나이트 안정화 원소로서 기능하여, 용접 금속 중의 δ 페라이트상의 잔존을 억제하는 효과를 갖는 성분이기도 하다. 나아가, Mn은, 후술하는 바와 같이, S에 의한 고온 균열성에 대한 악영향을 완화하는 효과도 갖는다.Mn, like Si, is a component that functions as a deoxidizer and has the effect of improving the toughness of the weld metal. In addition, Mn is also a component that functions as an austenite stabilizing element and has the effect of suppressing the residual of the δ ferrite phase in the weld metal. Furthermore, as will be described later, Mn also has the effect of alleviating the adverse effects of S on high-temperature cracking properties.

와이어 중의 Mn 함유량이 0.50질량% 미만이면, 용접 금속 중의 Mn 함유량이 지나치게 적어져, 원하는 인성을 얻을 수 없고, 또한 연질인 δ 페라이트상이 용접 금속 중에 잔존하여, 크리프 강도가 열화된다. 더욱이, S에 의해 야기되는 고온 균열을 억제하는 것이 곤란해진다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Mn 함유량은, 0.50질량% 이상으로 하고, 0.55질량% 이상인 것이 바람직하며, 0.60질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.If the Mn content in the wire is less than 0.50% by mass, the Mn content in the weld metal becomes too small, making it impossible to obtain the desired toughness, and the soft δ ferrite phase remains in the weld metal, causing the creep strength to deteriorate. Moreover, it becomes difficult to suppress high-temperature cracking caused by S. Therefore, the Mn content with respect to the total mass of the wire is 0.50 mass% or more, preferably 0.55 mass% or more, and more preferably 0.60 mass% or more.

한편, 와이어 중의 Mn 함유량이 2.20질량%를 초과하면, 용접 금속 중의 Mn 함유량이 지나치게 많아져, 탄질화물이 불안정화되어, 크리프 강도가 저하된다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Mn 함유량은, 2.20질량% 이하로 하고, 2.00질량% 이하인 것이 바람직하며, 1.50질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.On the other hand, when the Mn content in the wire exceeds 2.20% by mass, the Mn content in the weld metal becomes too large, the carbonitride becomes unstable, and the creep strength decreases. Therefore, the Mn content with respect to the total mass of the wire is set to 2.20 mass% or less, preferably 2.00 mass% or less, and more preferably 1.50 mass% or less.

<Ni: 0.30질량% 이상 1.00질량% 이하><Ni: 0.30 mass% or more and 1.00 mass% or less>

Ni는, 용접 금속의 매트릭스에 고용되어, 페라이트 그 자체의 인성을 향상시키는 효과를 갖는 성분이다.Ni is a component that is dissolved in solid solution in the matrix of the weld metal and has the effect of improving the toughness of the ferrite itself.

와이어 중의 Ni 함유량이 0.30질량% 미만이면, 페라이트의 인성을 향상시키는 효과를 얻을 수 없다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Ni 함유량은, 0.30질량% 이상으로 하고, 0.34질량% 이상인 것이 바람직하며, 0.38질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.If the Ni content in the wire is less than 0.30% by mass, the effect of improving the toughness of ferrite cannot be obtained. Therefore, the Ni content with respect to the total mass of the wire is 0.30 mass% or more, preferably 0.34 mass% or more, and more preferably 0.38 mass% or more.

한편, 와이어 중의 Ni 함유량이 1.00질량%를 초과하면, Ni가 용접 시의 최종 응고부에 농화되고, 응고 완료 온도가 저온화되어, 고온 균열 감수성이 높아진다. 또한, 크리프 변형 중에 탄질화물의 사이즈가 조대화되어, 크리프 강도가 저하된다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Ni 함유량은, 1.00질량% 이하로 하고, 0.90질량% 이하인 것이 바람직하며, 0.85질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.On the other hand, when the Ni content in the wire exceeds 1.00% by mass, Ni is concentrated in the final solidified portion during welding, the solidification completion temperature is lowered, and the susceptibility to hot cracking increases. Additionally, the size of the carbonitride becomes coarse during creep deformation, and the creep strength decreases. Therefore, the Ni content with respect to the total mass of the wire is 1.00 mass% or less, preferably 0.90 mass% or less, and more preferably 0.85 mass% or less.

<Cr: 8.00질량% 이상 10.50질량% 이하><Cr: 8.00 mass% or more and 10.50 mass% or less>

Cr은, PWHT 시에 탄질화물을 형성하여, 용접 금속의 크리프 강도를 향상시키는 효과를 갖는 성분이다.Cr is a component that forms carbonitrides during PWHT and has the effect of improving the creep strength of the weld metal.

와이어 중의 Cr 함유량이 8.00질량% 미만이면, 탄질화물의 석출량이 부족하여, 원하는 크리프 강도를 얻을 수 없다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Cr 함유량은, 8.00질량% 이상으로 하고, 8.10질량% 이상인 것이 바람직하며, 8.20질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.If the Cr content in the wire is less than 8.00% by mass, the amount of carbonitride precipitated is insufficient, and the desired creep strength cannot be obtained. Therefore, the Cr content with respect to the total mass of the wire is 8.00 mass% or more, preferably 8.10 mass% or more, and more preferably 8.20 mass% or more.

한편, 와이어 중의 Cr 함유량이 10.50질량%를 초과하면, 응고 완료 온도가 저하되어, 고온 균열 감수성이 높아짐과 함께, δ 페라이트상이 용접 금속 중에 잔류하여, 크리프 강도 및 인성이 저하된다. 또한, 슬래그 박리성이 현저하게 열화된다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Cr 함유량은, 10.50질량% 이하로 하고, 10.00질량% 이하인 것이 바람직하며, 9.60질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.On the other hand, if the Cr content in the wire exceeds 10.50% by mass, the solidification completion temperature decreases, the high-temperature cracking susceptibility increases, and the δ ferrite phase remains in the weld metal, thereby reducing creep strength and toughness. Additionally, slag peelability is significantly deteriorated. Therefore, the Cr content with respect to the total mass of the wire is set to 10.50 mass% or less, preferably 10.00 mass% or less, and more preferably 9.60 mass% or less.

<Mo: 0.80질량% 이상 1.20질량% 이하><Mo: 0.80 mass% or more and 1.20 mass% or less>

Mo는, PWHT 시에 Cr계 탄화물 중 또는 모상 중에 고용되어, 용접 금속의 크리프 강도를 향상시키는 효과를 갖는 성분이다.Mo is a component that is dissolved in Cr-based carbide or in the parent phase during PWHT and has the effect of improving the creep strength of the weld metal.

와이어 중의 Mo 함유량이 0.80질량% 미만이면, 원하는 크리프 강도를 얻을 수 없다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Mo 함유량은, 0.80질량% 이상으로 하고, 0.82질량% 이상인 것이 바람직하며, 0.85질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.If the Mo content in the wire is less than 0.80 mass%, the desired creep strength cannot be obtained. Therefore, the Mo content with respect to the total mass of the wire is 0.80 mass% or more, preferably 0.82 mass% or more, and more preferably 0.85 mass% or more.

한편, 와이어 중의 Mo 함유량이 1.20질량%를 초과하면, Cr계 탄화물 중 및 모상 중으로의 고용량이 과잉으로 증가하여, 용접 금속의 강도가 현저하게 높아져, 인성이 열화된다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Mo 함유량은, 1.20질량% 이하로 하고, 1.15질량% 이하인 것이 바람직하며, 1.10질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.On the other hand, when the Mo content in the wire exceeds 1.20% by mass, the solid solution capacity in the Cr-based carbide and the base phase increases excessively, the strength of the weld metal significantly increases, and the toughness deteriorates. Therefore, the Mo content with respect to the total mass of the wire is 1.20 mass% or less, preferably 1.15 mass% or less, and more preferably 1.10 mass% or less.

<V: 0.10질량% 이상 0.40질량% 이하><V: 0.10 mass% or more and 0.40 mass% or less>

V는, PWHT 시에 탄질화물을 형성하여, 용접 금속의 크리프 강도를 향상시키는 효과를 갖는 성분이다.V is a component that forms carbonitride during PWHT and has the effect of improving the creep strength of the weld metal.

와이어 중의 V 함유량이 0.10질량% 미만이면, 원하는 크리프 강도를 얻을 수 없다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 V 함유량은, 0.10질량% 이상으로 하고, 0.14질량% 이상인 것이 바람직하며, 0.18질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.If the V content in the wire is less than 0.10% by mass, the desired creep strength cannot be obtained. Therefore, the V content with respect to the total mass of the wire is 0.10 mass% or more, preferably 0.14 mass% or more, and more preferably 0.18 mass% or more.

한편, 와이어 중의 V 함유량이 0.40질량%를 초과하면, 탄질화물의 석출량이 현저하게 증가하여, 용접 금속의 강도가 높아져, 인성이 열화된다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 V 함유량은, 0.40질량% 이하로 하고, 0.35질량% 이하인 것이 바람직하며, 0.30질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.On the other hand, when the V content in the wire exceeds 0.40% by mass, the amount of carbonitride precipitated significantly increases, the strength of the weld metal increases, and the toughness deteriorates. Therefore, the V content with respect to the total mass of the wire is 0.40 mass% or less, preferably 0.35 mass% or less, and more preferably 0.30 mass% or less.

<Nb: 0.020질량% 이상 0.095질량% 이하><Nb: 0.020 mass% or more and 0.095 mass% or less>

Nb는, V와 마찬가지로, PWHT 시에 탄질화물을 형성하여, 용접 금속의 크리프 강도를 향상시키는 효과를 갖는 성분이다.Nb, like V, is a component that forms carbonitride during PWHT and has the effect of improving the creep strength of the weld metal.

와이어 중의 Nb 함유량이 0.020질량% 미만이면, 원하는 크리프 강도를 얻을 수 없다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Nb 함유량은, 0.020질량% 이상으로 하고, 0.040질량% 이상인 것이 바람직하며, 0.060질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.If the Nb content in the wire is less than 0.020% by mass, the desired creep strength cannot be obtained. Therefore, the Nb content with respect to the total mass of the wire is 0.020 mass% or more, preferably 0.040 mass% or more, and more preferably 0.060 mass% or more.

한편, 와이어 중의 Nb 함유량이 0.095질량%를 초과하면, 탄질화물의 석출량이 현저하게 증가하여, 용접 금속의 강도가 높아져, 인성이 열화된다. 또한, 슬래그 박리성이 대폭으로 열화된다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 Nb 함유량은, 0.095질량% 이하로 하고, 0.093질량% 이하인 것이 바람직하다.On the other hand, when the Nb content in the wire exceeds 0.095% by mass, the amount of carbonitride precipitated increases significantly, the strength of the weld metal increases, and the toughness deteriorates. Additionally, the slag removability is significantly deteriorated. Therefore, the Nb content with respect to the total mass of the wire is preferably 0.095 mass% or less, and preferably 0.093 mass% or less.

<N: 0.016질량% 이상 0.065질량% 이하>,<N: 0.016 mass% or more and 0.065 mass% or less>,

N은, PWHT 시에 Cr, V, Nb 등과 결합하여, 탄질화물을 형성하여, 용접 금속의 크리프 강도를 향상시키는 효과를 갖는 성분이다.N is a component that combines with Cr, V, Nb, etc. during PWHT to form carbonitride and has the effect of improving the creep strength of the weld metal.

와이어 중의 N 함유량이 0.016질량% 미만이면, 원하는 크리프 강도를 얻을 수 없다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 N 함유량은, 0.016질량% 이상으로 하고, 0.025질량% 이상인 것이 바람직하며, 0.035질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.If the N content in the wire is less than 0.016% by mass, the desired creep strength cannot be obtained. Therefore, the N content with respect to the total mass of the wire is 0.016 mass% or more, preferably 0.025 mass% or more, and more preferably 0.035 mass% or more.

한편, 와이어 중의 N 함유량이 0.065질량%를 초과하면, 탄질화물의 석출량이 현저하게 증가하여, 용접 금속의 강도가 높아져, 인성이 열화된다. 또한, 용접 과정에서 발생하는 N2 가스가 용융 금속 중에 잔류하기 쉬워져, 블로 홀이 발생한다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 N 함유량은, 0.065질량% 이하로 하고, 0.063질량% 이하인 것이 바람직하며, 0.061질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.On the other hand, when the N content in the wire exceeds 0.065% by mass, the amount of carbonitride precipitated significantly increases, the strength of the weld metal increases, and the toughness deteriorates. Additionally, N 2 gas generated during the welding process tends to remain in the molten metal, resulting in blow holes. Therefore, the N content with respect to the total mass of the wire is 0.065 mass% or less, preferably 0.063 mass% or less, and more preferably 0.061 mass% or less.

<P: 0.015질량% 이하(0질량%를 포함한다)><P: 0.015 mass% or less (including 0 mass%)>

P는, 용접 시의 최종 응고부에 저융점 화합물을 형성하여, 고온 균열 감수성을 높일 뿐만 아니라, 용접 금속을 취화시켜 인성을 열화시키는 성분이기 때문에, 와이어 중의 P는, 가능한 한 저감하는 것이 바람직하다.P is a component that not only forms a low-melting point compound in the final solidified portion during welding and increases high-temperature cracking susceptibility, but also embrittles the weld metal and deteriorates toughness. Therefore, it is desirable to reduce P in the wire as much as possible. .

와이어 중의 P 함유량이 0.015질량%를 초과하면, 고온 균열이 발생하기 쉬워짐과 함께, 인성이 열화된다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 P 함유량은, 0.015질량% 이하로 하고, 0.012질량% 이하인 것이 바람직하며, 0.009질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.If the P content in the wire exceeds 0.015% by mass, high-temperature cracks are likely to occur and toughness deteriorates. Therefore, the P content with respect to the total mass of the wire is 0.015 mass% or less, preferably 0.012 mass% or less, and more preferably 0.009 mass% or less.

<S: 0.010질량% 이하(0질량%를 포함한다)><S: 0.010 mass% or less (including 0 mass%)>

S는, 용접 시에 Fe와 결합하여, Fe-FeS의 저융점 공정(共晶)을 최종 응고부에 형성하여, 고온 균열성을 높일 뿐만 아니라, 용접 금속을 취화시켜 인성을 열화시키는 성분이기 때문에, 와이어 중의 S는, 가능한 한 저감하는 것이 바람직하다.S is a component that combines with Fe during welding and forms a low-melting point eutectic of Fe-FeS in the final solidified portion, which not only increases high-temperature cracking properties but also embrittles the weld metal and deteriorates toughness. , it is desirable to reduce S in the wire as much as possible.

와이어 중의 S 함유량이 0.010질량%를 초과하면, 고온 균열이 발생하기 쉬워짐과 함께, 인성이 열화된다. 따라서, 와이어 전체 질량에 대한 S 함유량은, 0.010질량% 이하로 하고, 0.009질량% 이하인 것이 바람직하다.If the S content in the wire exceeds 0.010% by mass, high-temperature cracks are likely to occur and toughness deteriorates. Therefore, the S content with respect to the total mass of the wire is preferably 0.010 mass% or less, and preferably 0.009 mass% or less.

<잔부><Remaining balance>

본 실시형태에 따른 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스와 함께 이용하는 것이 바람직한 와이어에 있어서, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다. 불가피적 불순물로서는, 예를 들면, Sn, As, Sb, Pb, Bi 등을 들 수 있다. 이들 불순물 중, Sn, As, Sb는, 각각, 와이어 전체 질량에 대하여, 예를 들면, 0.005질량% 이하인 것이 바람직하고, 합계로 0.015질량% 이하인 것이 바람직하다.In the wire that is preferably used with the bond flux for submerged arc welding according to the present embodiment, the balance is Fe and inevitable impurities. Examples of inevitable impurities include Sn, As, Sb, Pb, and Bi. Among these impurities, Sn, As, and Sb are each preferably, for example, 0.005% by mass or less, and preferably 0.015% by mass or less in total, relative to the total mass of the wire.

또한, Pb, Bi는, 각각 와이어 전체 질량에 대하여, 예를 들면, 0.001질량% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기 불가피적 불순물로서 열거한 원소 이외의 원소여도, 와이어 전체 질량에 대하여, 각각, 0.10질량% 이하이면, 불가피적 불순물로서 와이어 중에 함유되어 있어도 되고, 0.08질량% 이하인 것이 바람직하며, 0.06질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.In addition, it is preferable that Pb and Bi are each, for example, 0.001% by mass or less with respect to the total mass of the wire. Additionally, elements other than those listed as the above inevitable impurities may be contained in the wire as inevitable impurities as long as they are 0.10% by mass or less relative to the total mass of the wire, and are preferably 0.08% by mass or less, and are preferably 0.06% by mass or less. It is more preferable that it is % or less.

[3. 용접 금속][3. weld metal]

본 실시형태에 따른 용접 금속은, 상기 [1. 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스]에서 설명한 본드 플럭스를 사용하여 형성된 용접 금속이다.The weld metal according to this embodiment has the above [1. This is a weld metal formed using the bond flux described in [Bond flux for submerged arc welding].

한편, 본 실시형태에 따른 용접 금속에 있어서, 본 실시형태에 따른 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스를 이용하는 것 이외의 각종 용접 조건에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 모재의 종류, 용접 전압, 용접 전류, 용접 자세 등에 대해, 서브머지드 아크 용접 방법에 있어서의 통상의 조건을 이용할 수 있다.Meanwhile, in the weld metal according to the present embodiment, various welding conditions other than using the bond flux for submerged arc welding according to the present embodiment are not particularly limited, and include the type of base material, welding voltage, welding current, For welding posture, etc., normal conditions in the submerged arc welding method can be used.

실시예Example

이하에, 본 발명의 효과를 나타내는 발명예와 비교예를 참조하여, 본 발명의 내용을 구체적으로 설명한다.Below, the content of the present invention will be described in detail with reference to invention examples and comparative examples showing the effects of the present invention.

[서브머지드 아크 용접][Submerged arc welding]

우선, 직경이 4mm인 와이어를 준비함과 함께, 여러 가지 화학 성분을 갖는 본드 플럭스를 제조하였다. 와이어 중의 화학 성분 및 그 함유량을 하기 표 1에 나타내고, 플럭스 중의 화학 성분 및 그 함유량을 하기 표 2에 나타낸다.First, a wire with a diameter of 4 mm was prepared, and bond fluxes with various chemical components were prepared. The chemical components in the wire and their content are shown in Table 1 below, and the chemical components in the flux and their content are shown in Table 2 below.

한편, 하기 표 1에 나타내는 와이어 중의 화학 성분의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이다. 또한, 하기 표 2에 나타내는 본드 플럭스 중의 화학 성분에 있어서, Al은 적극적으로 첨가하고 있지 않는 성분이기 때문에, 「<0.80」(0.80 미만)으로 하였다.On the other hand, the remainder of the chemical components in the wire shown in Table 1 below are Fe and inevitable impurities. In addition, in the chemical components of the bond flux shown in Table 2 below, Al is a component that is not actively added, so it was set as “<0.80” (less than 0.80).

다음으로, 상기 와이어 및 본드 플럭스를 사용하여, 서브머지드 아크 용접을 실시한 후, 2종류의 조건에서 용접 후 열처리(PWHT)를 실시하였다. 용접 조건 및 PWHT 조건을 이하에 나타낸다.Next, submerged arc welding was performed using the wire and bond flux, and then post-welding heat treatment (PWHT) was performed under two types of conditions. Welding conditions and PWHT conditions are shown below.

(용접 조건)(welding conditions)

모재: ASTM A387 Gr.91Base material: ASTM A387 Gr.91

모재의 판 두께: 25mmPlate thickness of base material: 25mm

개선 각도, 형상: 10°, V형Improvement angle, shape: 10°, V-shaped

루트 간격: 20mmRoot spacing: 20mm

극성: 교류(AC: Alternating Current)Polarity: AC (Alternating Current)

와이어 직경: 4.0mmWire diameter: 4.0mm

용접 자세: 하향Welding posture: downward

전류: 450∼550ACurrent: 450∼550A

전압: 30∼32VVoltage: 30∼32V

용접 속도: 30∼36cm/minWelding speed: 30∼36cm/min

예열·패스간 온도: 250∼300℃Temperature between preheating and passes: 250∼300℃

적층법: 5∼7층 10∼14패스Stacking method: 5 to 7 layers, 10 to 14 passes

(PWHT 조건)(PWHT conditions)

A: 750∼765℃, 40∼44hrA: 750∼765℃, 40∼44hr

B: 735∼750℃, 9∼10hrB: 735∼750℃, 9∼10hr

[평가][evaluation]

상기 서브머지드 아크 용접 후에, 상기 PWHT 조건에서 열처리를 실시하고, 얻어진 용접 금속에 대해, 실온 강도 및 인성을 평가하였다. PWHT 조건의 구체적인 온도(℃) 및 시간(hr), 및 각 시험의 평가 결과를 하기 표 3에 나타낸다.After the submerged arc welding, heat treatment was performed under the PWHT conditions, and the obtained weld metal was evaluated for room temperature strength and toughness. The specific temperature (°C) and time (hr) of the PWHT conditions and the evaluation results of each test are shown in Table 3 below.

<실온 강도><Room temperature strength>

조건 A에서의 PWHT 후의 용접 금속에 대해, JIS Z3111:2005에 규정되는 용착 금속의 인장 및 충격 시험 방법에 준하여, 실온에서의 인장 시험을 실시하여, 0.2% 내력(YS: Yield Stress) 및 인장 강도(TS: Tensile Strength)를 측정하였다. 한편, 모재인 A387 Gr.91과 동등한 레벨의 강도가 얻어진 것을 합격으로 하였다. 구체적으로, TS에 대해서는, 585∼760MPa이었던 것을 합격으로 하고, 585MPa 미만 또는 760MPa을 초과하였던 것을 불합격으로 하였다. 또한, YS에 대해서는, 415MPa 이상이었던 것을 합격으로 하고, 415MPa 미만이었던 것을 불합격으로 하였다.For the welded metal after PWHT under condition A, a tensile test was conducted at room temperature in accordance with the tensile and impact test methods for welded metal specified in JIS Z3111:2005, and the yield stress (YS) and tensile strength were measured at 0.2%. (TS: Tensile Strength) was measured. On the other hand, those that achieved the same level of strength as the base material, A387 Gr.91, were considered acceptable. Specifically, with respect to TS, those that were 585 to 760 MPa were considered to be passed, and those that were less than 585 MPa or more than 760 MPa were judged to be failed. In addition, regarding YS, those that were 415 MPa or more were judged as passing, and those that were less than 415 MPa were judged to be failed.

<인성><Toughness>

조건 B에서의 PWHT 후의 용접 금속으로부터 3개의 시험재를 채취하여, JIS Z2242에 규정되는 금속 재료의 샤르피 충격 시험 방법에 준하여, 0℃에서의 샤르피 충격 시험을 실시하였다. 그리고, 측정된 각 시험재의 흡수 에너지 vE(J)의 평균치를 산출하여, 인성을 평가하였다. 한편, 측정에 의해 얻어진 흡수 에너지의 평균치가 54J 이상이었던 것을 합격으로 하고, 54J 미만이었던 것을 불합격으로 하였다.Three test specimens were taken from the weld metal after PWHT under condition B, and a Charpy impact test was performed at 0°C in accordance with the Charpy impact test method for metal materials specified in JIS Z2242. Then, the average value of the absorbed energy vE(J) of each measured test material was calculated to evaluate toughness. On the other hand, those with an average value of absorbed energy obtained by measurement of 54 J or more were judged as passing, and those with an average value of less than 54 J were judged as failing.

표 2 및 3에 나타내는 바와 같이, 발명예 No. 1∼6은, 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스 중의 화학 성분의 함유량이 본 발명의 범위 내이기 때문에, 이들 플럭스를 사용하여 서브머지드 아크 용접을 실시한 결과, PWHT 후에 우수한 인장 강도 및 인성을 갖는 용접 금속을 얻을 수 있었다.As shown in Tables 2 and 3, Invention Example No. 1 to 6, since the content of chemical components in the bond flux for submerged arc welding is within the scope of the present invention, as a result of submerged arc welding using these fluxes, it has excellent tensile strength and toughness after PWHT. Weld metal could be obtained.

한편, 비교예 No. 1∼3은, 플럭스 중의 MgO, F 및 CO2 함유량에 기초하여, 식(1)에 의해 산출되는 값이 본 발명의 범위의 하한 미만이었기 때문에, 실온 강도 및 인성이 저하되었다. 특히, 비교예 No. 1 및 2는, 플럭스 중의 CO2의 함유량이 본 발명의 범위의 상한을 초과하고 있었기 때문에, 비교예 No. 3과 비교하여 인성이 낮은 것이 되었다.Meanwhile, Comparative Example No. In 1 to 3, the room temperature strength and toughness decreased because the value calculated by equation (1) based on the MgO, F, and CO 2 contents in the flux was below the lower limit of the range of the present invention. In particular, Comparative Example No. 1 and 2 were Comparative Example No. 2 because the CO 2 content in the flux exceeded the upper limit of the range of the present invention. Compared to 3, the toughness became lower.

이상, 각종 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 당업자라면, 특허청구범위에 기재된 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 분명하고, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다. 또한, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 상기 실시형태에 있어서의 각 구성 요소를 임의로 조합해도 된다.Although various embodiments have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to these examples. It is clear to those skilled in the art that various changes or modifications can be made within the scope described in the claims, and it is understood that they naturally fall within the technical scope of the present invention. Additionally, each component in the above embodiment may be arbitrarily combined without departing from the spirit of the invention.

한편, 본 출원은, 2021년 9월 7일 출원된 일본 특허출원(특원 2021-145758)에 기초하는 것이며, 그 내용은 본 출원 중에 참조로서 원용된다.Meanwhile, this application is based on the Japanese patent application (Japanese patent application 2021-145758) filed on September 7, 2021, the contents of which are incorporated by reference in this application.

Claims (9)

고Cr 페라이트계 내열강용의 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스로서,
플럭스 전체 질량에 대하여,
MgO: 25.0질량% 이상 36.0질량% 이하,
Ca: 7.0질량% 이상 18.0질량% 이하,
F: 4.5질량% 이상 12.0질량% 이하,
Al2O3: 9.5질량% 이상 21.7질량% 이하,
SiO2: 8.0질량% 이상 20.0질량% 이하,
CO2: 1.0질량% 이상 8.0질량% 이하,
Na: 0.5질량% 이상 4.0질량% 이하를 함유하고,
ZrO2: 4.0질량% 이하,
Al: 0.80질량% 이하,
C: 0.12질량% 이하이며,
플럭스 중의 MgO 함유량을 플럭스 전체 질량에 대한 질량%로 [MgO]로 하고, 플럭스 중의 F 함유량을 플럭스 전체 질량에 대한 질량%로 [F]로 하고, 플럭스 중의 CO2 함유량을 플럭스 전체 질량에 대한 질량%로 [CO2]로 하는 경우에, 하기 식(1)에 의해 얻어지는 값이 6.0 이상 45.0 이하인 것을 특징으로 하는 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스.
식(1): ([MgO]+2.055×[F])/([CO2])
As a bond flux for submerged arc welding for high Cr ferritic heat-resistant steel,
For the total mass of flux,
MgO: 25.0 mass% or more and 36.0 mass% or less,
Ca: 7.0 mass% or more and 18.0 mass% or less,
F: 4.5 mass% or more and 12.0 mass% or less,
Al 2 O 3 : 9.5 mass% or more and 21.7 mass% or less,
SiO 2 : 8.0 mass% or more and 20.0 mass% or less,
CO 2 : 1.0 mass% or more and 8.0 mass% or less,
Na: Contains 0.5 mass% or more and 4.0 mass% or less,
ZrO 2 : 4.0% by mass or less,
Al: 0.80% by mass or less,
C: 0.12% by mass or less,
The MgO content in the flux is set to [MgO] as a mass% with respect to the total mass of the flux, the F content in the flux is set to [F] as a mass% with respect to the total mass of the flux, and the CO2 content in the flux is set to mass with respect to the total mass of the flux. A bond flux for submerged arc welding, characterized in that when [CO 2 ] is expressed in %, the value obtained by the following equation (1) is 6.0 or more and 45.0 or less.
Equation (1): ([MgO]+2.055×[F])/([CO 2 ])
제 1 항에 있어서,
추가로, 플럭스 전체 질량에 대하여,
Mn: 0.5질량% 이상 2.5질량% 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스.
According to claim 1,
Additionally, for the total mass of flux,
Mn: A bond flux for submerged arc welding, characterized in that it contains 0.5 mass% or more and 2.5 mass% or less.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
추가로, 플럭스 전체 질량에 대하여,
K: 0.5질량% 이상 3.0질량% 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스.
The method of claim 1 or 2,
Additionally, for the total mass of flux,
K: A bond flux for submerged arc welding, characterized in that it contains 0.5 mass% or more and 3.0 mass% or less.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
추가로, 플럭스 전체 질량에 대하여,
Li: 0.05질량% 이상 0.20질량% 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스.
The method of claim 1 or 2,
Additionally, for the total mass of flux,
A bond flux for submerged arc welding, characterized in that it contains Li: 0.05 mass% or more and 0.20 mass% or less.
제 3 항에 있어서,
추가로, 플럭스 전체 질량에 대하여,
Li: 0.05질량% 이상 0.20질량% 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스.
According to claim 3,
Additionally, for the total mass of flux,
A bond flux for submerged arc welding, characterized in that it contains Li: 0.05 mass% or more and 0.20 mass% or less.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
서브머지드 아크 용접용 와이어와 함께 이용되고,
상기 서브머지드 아크 용접용 와이어는, 와이어 전체 질량에 대하여,
C: 0.030질량% 이상 0.080질량% 이하,
Si: 0.05질량% 이상 0.30질량% 이하,
Mn: 0.50질량% 이상 2.20질량% 이하,
Ni: 0.30질량% 이상 1.00질량% 이하,
Cr: 8.00질량% 이상 10.50질량% 이하,
Mo: 0.80질량% 이상 1.20질량% 이하,
V: 0.10질량% 이상 0.40질량% 이하,
Nb: 0.020질량% 이상 0.095질량% 이하,
N: 0.016질량% 이상 0.065질량% 이하를 함유하고,
P: 0.015질량% 이하,
S: 0.010질량% 이하이며,
잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 것을 특징으로 하는, 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스.
The method of claim 1 or 2,
Used with wire for submerged arc welding,
The wire for submerged arc welding is, with respect to the total mass of the wire,
C: 0.030 mass% or more and 0.080 mass% or less,
Si: 0.05 mass% or more and 0.30 mass% or less,
Mn: 0.50 mass% or more and 2.20 mass% or less,
Ni: 0.30 mass% or more and 1.00 mass% or less,
Cr: 8.00 mass% or more and 10.50 mass% or less,
Mo: 0.80 mass% or more and 1.20 mass% or less,
V: 0.10 mass% or more and 0.40 mass% or less,
Nb: 0.020 mass% or more and 0.095 mass% or less,
N: Contains 0.016 mass% or more and 0.065 mass% or less,
P: 0.015% by mass or less,
S: 0.010% by mass or less,
A bond flux for submerged arc welding, characterized in that the balance is Fe and inevitable impurities.
제 3 항에 있어서,
서브머지드 아크 용접용 와이어와 함께 이용되고,
상기 서브머지드 아크 용접용 와이어는, 와이어 전체 질량에 대하여,
C: 0.030질량% 이상 0.080질량% 이하,
Si: 0.05질량% 이상 0.30질량% 이하,
Mn: 0.50질량% 이상 2.20질량% 이하,
Ni: 0.30질량% 이상 1.00질량% 이하,
Cr: 8.00질량% 이상 10.50질량% 이하,
Mo: 0.80질량% 이상 1.20질량% 이하,
V: 0.10질량% 이상 0.40질량% 이하,
Nb: 0.020질량% 이상 0.095질량% 이하,
N: 0.016질량% 이상 0.065질량% 이하를 함유하고,
P: 0.015질량% 이하,
S: 0.010질량% 이하이며,
잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 것을 특징으로 하는, 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스.
According to claim 3,
Used with wire for submerged arc welding,
The wire for submerged arc welding is, with respect to the total mass of the wire,
C: 0.030 mass% or more and 0.080 mass% or less,
Si: 0.05 mass% or more and 0.30 mass% or less,
Mn: 0.50 mass% or more and 2.20 mass% or less,
Ni: 0.30 mass% or more and 1.00 mass% or less,
Cr: 8.00 mass% or more and 10.50 mass% or less,
Mo: 0.80 mass% or more and 1.20 mass% or less,
V: 0.10 mass% or more and 0.40 mass% or less,
Nb: 0.020 mass% or more and 0.095 mass% or less,
N: Contains 0.016 mass% or more and 0.065 mass% or less,
P: 0.015% by mass or less,
S: 0.010% by mass or less,
A bond flux for submerged arc welding, characterized in that the balance is Fe and inevitable impurities.
제 4 항에 있어서,
서브머지드 아크 용접용 와이어와 함께 이용되고,
상기 서브머지드 아크 용접용 와이어는, 와이어 전체 질량에 대하여,
C: 0.030질량% 이상 0.080질량% 이하,
Si: 0.05질량% 이상 0.30질량% 이하,
Mn: 0.50질량% 이상 2.20질량% 이하,
Ni: 0.30질량% 이상 1.00질량% 이하,
Cr: 8.00질량% 이상 10.50질량% 이하,
Mo: 0.80질량% 이상 1.20질량% 이하,
V: 0.10질량% 이상 0.40질량% 이하,
Nb: 0.020질량% 이상 0.095질량% 이하,
N: 0.016질량% 이상 0.065질량% 이하를 함유하고,
P: 0.015질량% 이하,
S: 0.010질량% 이하이며,
잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 것을 특징으로 하는, 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스.
According to claim 4,
Used with wire for submerged arc welding,
The wire for submerged arc welding is, with respect to the total mass of the wire,
C: 0.030 mass% or more and 0.080 mass% or less,
Si: 0.05 mass% or more and 0.30 mass% or less,
Mn: 0.50 mass% or more and 2.20 mass% or less,
Ni: 0.30 mass% or more and 1.00 mass% or less,
Cr: 8.00 mass% or more and 10.50 mass% or less,
Mo: 0.80 mass% or more and 1.20 mass% or less,
V: 0.10 mass% or more and 0.40 mass% or less,
Nb: 0.020 mass% or more and 0.095 mass% or less,
N: Contains 0.016 mass% or more and 0.065 mass% or less,
P: 0.015% by mass or less,
S: 0.010% by mass or less,
A bond flux for submerged arc welding, characterized in that the balance is Fe and inevitable impurities.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 서브머지드 아크 용접용 본드 플럭스를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 용접 금속.A weld metal formed using the bond flux for submerged arc welding according to claim 1 or 2.
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