JPH03133593A - Ni基耐熱合金溶接ワイヤーの製造方法 - Google Patents

Ni基耐熱合金溶接ワイヤーの製造方法

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JPH03133593A
JPH03133593A JP27211889A JP27211889A JPH03133593A JP H03133593 A JPH03133593 A JP H03133593A JP 27211889 A JP27211889 A JP 27211889A JP 27211889 A JP27211889 A JP 27211889A JP H03133593 A JPH03133593 A JP H03133593A
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佐平 健彰
Toshiki Takeiri
竹入 俊樹
Nobuyoshi Kurauchi
倉内 伸好
Hajime Nakajima
中島 甫
Katsutoshi Watanabe
勝利 渡辺
Tsuneo Nakanishi
仲西 恒雄
Yoshimi Onitsuka
鬼束 義美
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玉男 高津
Teiichiro Saito
貞一郎 斎藤
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ガスタービン、化学プラント、原子力発電
プラントなどに用いられるNi基耐熱合金を溶接するた
めの溶接ワイヤーの製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
上記ガスタービン、化学プラント、原子力発電プラント
などに用いられるNi基耐熱合金を溶接するための溶接
ワイヤーとして、 C:0.05〜0.15%、 SI:1.0%以下、 Cr : 20.5〜23.0%、 Fe : 17.0〜20.0%、 Mo : 8.0〜10.0%、 Mn:1.0%以下、 W:0.2〜1.0%、 Cu:0.5%以下、 Co:O,1%以下、 B  : 0.001〜0.01%、 を含有し、残りがNlおよび不可避不純物からなる組成
を有し、上記不可避不純物として、AΩ:0.1%以下
、 Tl  :0.005〜0.05%、 Mg : 0.005〜0.05%、 P  :0.04%以下、 S  :0.03%以下、 0  :0.01%以下、 N  :o、ot%以下、 を含む組成(以上、重量%)を有するNi基耐熱合金溶
接用ワイヤーが知られている(特開平l−122894
号公報参照)。このNi基耐熱合金溶接用ワイヤーに含
有されるBは、特に溶接部の高温クリープ特性向上に寄
与する作用をする。
このNi基耐熱合金溶接用ワイヤーを製造するには、ま
ず通常の真空誘導溶解炉により溶解し鋳造し圧延して作
製された所望の成分組成を有するNi基耐熱合金丸棒素
材を、連続光輝焼鈍炉または定置型加熱炉にて水素ガス
雰囲気中、温度:1110〜1200℃で中間焼鈍した
のち冷却し、酸洗し、冷間引抜きし、さらに上記水素ガ
ス雰囲気中の中間焼鈍−酸洗−冷間引抜きを2回以上繰
返して線材とし、上記線材を、必要に応じて温度: t
ito〜1200℃で最終熱処理して溶接ワイヤーを製
造していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、このようにして製造された溶接ワイヤーを用
いて上記ガスタービン、化学プラント、原子力発電プラ
ントなどに用いられるNi基耐熱合金を溶接したところ
、溶接部の高温クリープ特性が所望の値に達しないこと
が度々あった。
本発明者らは、その原因を究明すべく研究を行っていた
ところ、下記のごとき実験結果を得たのである。
B:90ppα含有し直径:5.5關を有する市販のN
l基耐熱合金丸棒を、水素雰囲気中、温度: 1175
℃の中間焼鈍−酸洗−冷間引抜きの工程を2回以上繰返
し、最終的に、直径:1.8mmの細線材を作製したと
ころ、直径:1.6mmの細線材のB含有量は、lOp
pmに減少腰市販のNl基耐熱合金丸丸棒B含有ffi
:90ppmよりも大幅に少ないB含有ffi N +
基耐熱合金細線材が作製されるという現象が生じたので
ある。すなわち、市販のNi基耐熱合金丸棒から細線材
に加工する途中で80ppmもの大幅なり含有量の減少
が生じ、このような現象は、特にNi基耐熱合金の表面
はど顕著に現れるので、B含有量Nl基耐熱合金九棒か
ら線材、薄板、薄肉管等を製造する場合に特に顕著に現
れ、所定のB含有量を有するNi基耐熱合金細線材、薄
板、薄肉管などが得られていないということがわかった
のである。そのため水素雰囲気中、温度: 1175℃
の中間焼鈍−酸洗−冷間引抜きの工程を2回以上繰返し
て線材とすることにより得られた溶接ワイヤーには、B
含有量が所望の値よりも不足しており、そのため上記溶
接ワイヤーを用いて溶接した溶接部は、B含有量が不足
し、高温クリープ特性など所望の機械的特性が得られな
いということがわかったのである。上記Nl基耐熱合金
溶接ワイヤーの製造工程中にBが逸散し減少するところ
から、予めB含有量の高いNi基耐熱合金丸棒を素材と
して用いることもできるが、上記Nl基耐熱合金溶接ワ
イヤーの製造工程中にBが減少する量は、製造条件によ
って変化するために目標のB含有量を得ることは困難で
あった。
〔課題を解決するための手段〕
そこで、本発明者らは、B含有量が減少せずにNi基耐
熱合金溶接ワイヤーを製造することのできる方法を開発
することができれば、目標のB含有量を有するNi基耐
熱合金溶接ワイヤーを簡単に製造することができるとの
考えのちとに研究を行った結果、下記の知見を得たので
ある。
(1)上記中間焼鈍および最終熱処理の雰囲気ガスとし
て使用する市販の水素ガスには、容積比率で約0.3p
pa+の酸素ガスおよび露点が一50℃程度の水分が含
まれているが、中間焼鈍および最終熱処理の雰囲気ガス
として使用する水素ガスに含まれる酸素ガスの含有量(
容積比率)を0 、 1ppm以下および水分含有量を
露点で一70℃以下にして上記中間焼鈍および最終熱処
理の温度を1100℃以下にすると、溶接ワイヤー製造
過程におけるB含有量の減少がほぼ完全に阻止される。
(2)上記中間焼鈍および最終熱処理の雰囲気ガスとし
て市販のアルゴンガスを使用した場合も、上記アルゴン
ガスに含まれる酸素ガスの含有量(容積比率)を0 、
1 ppm以下および水分含有量を露点で一70℃以下
にし、上記中間焼鈍および最終熱処理の温度を1100
℃以下にすることにより溶接ワイヤー製造過程における
B含有量の減少をほぼ完全に阻止することができる。
この発明は、かかる知見にもとすいてなされたものであ
って、 C;0.05〜0615%、 Sl:1.0%以下、 Cr : 20.5〜23.0%、 Fe : L7.0〜20.0%、 Mo : 8.0〜10.0%、 Mn:1.5%以下、 W:0.2〜1.0%、 Cu:Q、5%以下、 Co:0.1%以下、 B   : 0.001〜0.1%、 を含有し、残りがNlおよび不可避不純物からなる組成
(以上、重量%)を有するNi基耐熱合金丸棒素材を、
中間焼鈍し冷却したのち酸洗し、ついで冷間加工し、上
記中間焼鈍−冷却一酸洗一冷間加工を繰返すことにより
最終的にワイヤーとし、さらに必要に応じて最終熱処理
を施すことによりNl基耐熱合金溶接ワイヤーを製造す
る方法において、 上記中間焼鈍および最終熱処理を、温度:1ooo 〜
1too℃、酸素含有量(容積比率)  : 0.1p
pm以下、露点:−70℃以下の水素ガスまたは不活性
ガス雰囲気中で行うNi基耐熱合金溶接ワイヤーの製造
方法に特徴を有するものである。
上記Ni基耐熱合金溶接ワイヤーの製造方法における不
活性ガスは、ヘリウム、ネオンなどであってもよいが、
経済的にはアルゴンガスであることが好ましい。さらに
上記Nl基耐熱合金溶接ワイヤーの冷間加工は、一般に
、冷間引抜き加工で実施されるが、溝ロールなどを用い
て断面長刀形のワイヤーとし、さらにこの断面長方形の
ワイヤーを加工してリングとしてもよい。
〔実 施 例〕
つぎに、この発明を、実施例にもとづいて具体的に説明
する。
C:0.10%、 Cr:20.7%、 Mo:9.2%、 W  :0.40%、 Co:0.02%、 A、Q:0.02%、 Mg:0.03%、 S  : 0.002%、 N   二 0.004  %、 を含有し、残りがNiおよび不可避不純物からなる組成
(以上、重量%)を有し、直径:5.5mmのNi基耐
熱合金製丸棒を用意し、この丸棒を、定置型加熱炉に装
入し、定置型加熱炉内の雰囲気を第1表に示される露点
および酸素含有量を有する水素またはアルゴンガスとし
、さらに第1表に示: O,aO%、 : 18.2%、 ;0.8 %、 : 0.02%、 : 0.009  %、 : 0.03%、 : 0.003 %、 : 0.003 %、 される温度で加熱することにより中間焼鈍したのち、常
温に冷却し、酸洗し、冷間引抜きして直径:3.2mm
の線材とし、上記直径:3.2mmの線材をさらに上記
条件にて中間焼鈍し、冷却−酸洗したのち冷間引抜きし
て直径:2.6m+sの線材とし、上記条件の中間焼鈍
−冷却一酸洗一冷間引抜きを繰返して直径:2.On+
+sから直径:1.7mmとし、ついで直径:1..8
mmの線材とし、この直径:1.6mmの線材を上記中
間焼鈍条件と同じ条件にて最終熱処理することにより本
発明溶接ワイヤー製造法1〜8および比較溶接ワイヤー
製造法1〜6を実施し、このようにして製造された溶接
ワイヤーに含有されるB含有量を測定して、それらの結
果を第1表に示した。
第1表の結果から、B :0.009%を含有する直径
:5.5mmのNi基耐熱合金丸棒素材を、本発明溶接
ワイヤー製造法1〜8の温度: 1000〜1100℃
、酸素含有fi(容積比率)  : 0.1ppm以下
、露点:−70℃以下の水素ガスまたは不活性ガス雰囲
気中で中間焼鈍および最終熱処理して製造された直径:
1.Bmmの溶接ワイヤーのB含有量は、上記直径:5
.5m+sのNl基耐熱合金丸棒素材のB含有量とほぼ
同じであり、Bの減少は見られないことがわかる。しか
しながら、この発明の条件から外れた中間焼鈍および最
終熱処理する比較溶接ワイヤー製造法1〜6(第1表に
おいて、この発明の条件から外れた中間焼鈍および最終
熱処理条件に※印を付した。)により製造された直径:
1.6mmの溶接ワイヤーのB含有量は、上記直径:5
.5mmのNi基耐熱合金製丸棒のB含有量よりも大幅
に減少していることがわかる。ただし、中間焼鈍および
最終熱処理する温度の下限を1000℃とした理由は、
温度: 1000℃未満で中間焼鈍および最終熱処理し
ても十分に軟化せず、冷間引抜き加工が困難であること
による。
〔発明の効果〕
この発明のNi基耐熱合金溶接ワイヤーの製造方法によ
ると、その製造工程におけるB含有量の減少が見られな
いことから、目標とするNl基耐熱合金溶接ワイヤーの
B含有量を正確に制御することができ、B含有量の不足
に伴う不良Ni基耐熱合金溶接ワイヤーの発生が皆無に
なるなどの優れた効果を奏するものである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)C:0.05〜0.15%、 Si:1%以下、 Cr:20.5〜23.0%、 Fe:17.0〜20.0%、 Mo:8.0〜10.0%、 Mn:1.5%以下、 W:0.2〜1.0%、 Cu:0.5%以下、 Co:0.1%以下、 B:0.001〜0.1%、 を含有し、残りがNiおよび不可避不純物からなる組成
    (以上、重量%)を有するNi基耐熱合金丸棒素材を、
    中間焼鈍し冷却したのち酸洗し、ついで冷間加工し、上
    記中間焼鈍−冷却−酸洗−冷間加工を繰返すことにより
    最終的にワイヤーとし、さらに必要に応じて最終熱処理
    を施すことによりNi基耐熱合金溶接ワイヤーを製造す
    る方法において、 上記中間焼鈍および最終熱処理を、 温度:1000〜1100℃、 酸素含有量(容積比率):0.1ppm以下、 露点:−70℃以下の水素ガス雰囲気中 で行うことを特徴とするNi基耐熱合金溶接ワイヤーの
    製造方法。
  2. (2)上記中間焼鈍および最終熱処理を、酸素含有量(
    容積比率):0.1ppm以下、露点:−70℃以下の
    不活性ガス雰囲気中で行うことを特徴とする請求項1記
    載のNi基耐熱合金溶接ワイヤーの製造方法。
  3. (3)上記不活性ガスは、アルゴンガスであることを特
    徴とする請求項2記載のNi基耐熱合金溶接ワイヤーの
    製造方法。
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