JPH06238480A - 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用被覆アーク溶接棒 - Google Patents
高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用被覆アーク溶接棒Info
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- JPH06238480A JPH06238480A JP2584693A JP2584693A JPH06238480A JP H06238480 A JPH06238480 A JP H06238480A JP 2584693 A JP2584693 A JP 2584693A JP 2584693 A JP2584693 A JP 2584693A JP H06238480 A JPH06238480 A JP H06238480A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、高強度耐熱鋼の溶接に際し、溶接
金属の高温におけるクリープ破断強度を高め、かつ靱性
を向上し得る被覆アーク溶接棒を提供する。 【構成】 本発明は鋼心線と被覆剤からなる高Ｃｒフェ
ライト系耐熱鋼用の被覆アーク溶接棒であって、鋼心線
または被覆剤の何れか一方もしくは両方に、Ｃ、Ｓｉ、
Ｍｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗに加えて、
ＣｕまたはＡｌの何れか１種または２種を含有すること
を特徴とし、溶接金属中のδフェライト相の生成を抑制
し、クリープ破断強度と靱性を格段に向上する。
金属の高温におけるクリープ破断強度を高め、かつ靱性
を向上し得る被覆アーク溶接棒を提供する。 【構成】 本発明は鋼心線と被覆剤からなる高Ｃｒフェ
ライト系耐熱鋼用の被覆アーク溶接棒であって、鋼心線
または被覆剤の何れか一方もしくは両方に、Ｃ、Ｓｉ、
Ｍｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗに加えて、
ＣｕまたはＡｌの何れか１種または２種を含有すること
を特徴とし、溶接金属中のδフェライト相の生成を抑制
し、クリープ破断強度と靱性を格段に向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高Ｃｒフェライト系高強
度耐熱鋼の被覆アーク溶接棒に関するものであり、さら
に詳しくは高温におけるクリープ特性、靱性、耐割れ性
に優れた溶接金属を得る被覆アーク溶接棒に係わるもの
である。
度耐熱鋼の被覆アーク溶接棒に関するものであり、さら
に詳しくは高温におけるクリープ特性、靱性、耐割れ性
に優れた溶接金属を得る被覆アーク溶接棒に係わるもの
である。
【０００２】
【従来の技術】高温高能率型のエネルギープラント用鋼
材として、クリープ強度が極めて優れ、かつオーステナ
イト系ステンレス鋼に見られるような応力腐食割れの心
配が少ないフェライト系耐熱鋼が使用されはじめてお
り、この種の耐熱鋼用の溶接材料として、例えば特開昭
５５−３０３５４号公報に開示されているＣｒ−Ｍｏ系
鋼用被覆アーク溶接棒の如く、ＮｉやＭｎ等の添加量を
限定し、オーステナイト相安定化元素を含有させ、溶接
金属中の粗大フェライト相を減少させるようにしたもの
が提案されているが、Ｎｉを多量に含有させた場合には
クリープ破断強度が低下し、多量のＮｉやＭｎを含有さ
せた場合は溶接金属の耐割れ性が低下するので、目標と
する高性能の溶接継手を得ることはできない。
材として、クリープ強度が極めて優れ、かつオーステナ
イト系ステンレス鋼に見られるような応力腐食割れの心
配が少ないフェライト系耐熱鋼が使用されはじめてお
り、この種の耐熱鋼用の溶接材料として、例えば特開昭
５５−３０３５４号公報に開示されているＣｒ−Ｍｏ系
鋼用被覆アーク溶接棒の如く、ＮｉやＭｎ等の添加量を
限定し、オーステナイト相安定化元素を含有させ、溶接
金属中の粗大フェライト相を減少させるようにしたもの
が提案されているが、Ｎｉを多量に含有させた場合には
クリープ破断強度が低下し、多量のＮｉやＭｎを含有さ
せた場合は溶接金属の耐割れ性が低下するので、目標と
する高性能の溶接継手を得ることはできない。
【０００３】また、特開昭６２−２２０３００号公報で
は、９％Ｃｒ系鋼の溶接において溶接棒中に適量のＷを
添加するとともにＷをＭｏ量との関係で限定共存させる
ことにより、溶接金属に析出する炭化物の粗大化をＶ4
Ｃ3 、ＮｂＣの析出で長時間にわたり抑制するととも
に、さらにＭｏ2 Ｃ、Ｗ2 Ｃの析出バランスを適正な範
囲に保つことによって高温長時間側のクリープ強度を向
上させている。さらに、特開平２−２８０９９３号公報
では９〜１２％Ｃｒ系溶接材料の如くＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、
Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｎ、Ｃｕ添加
量を限定し、Ｃｒｅｑを１３以下とする溶接材料が提案
されている。しかしながら、これらのものは大幅にクリ
ープ強度を向上させるものではなく、靱性面からはマル
テンサイト相中にδフェライト相を析出して著しく低下
させるという欠点を有する。δフェライト相は基地中マ
ルテンサイトより著しく軟らかい相であり、このような
軟らかい第二相が硬い基地中に分散する場合、全体の衝
撃特性は著しく低下する。
は、９％Ｃｒ系鋼の溶接において溶接棒中に適量のＷを
添加するとともにＷをＭｏ量との関係で限定共存させる
ことにより、溶接金属に析出する炭化物の粗大化をＶ4
Ｃ3 、ＮｂＣの析出で長時間にわたり抑制するととも
に、さらにＭｏ2 Ｃ、Ｗ2 Ｃの析出バランスを適正な範
囲に保つことによって高温長時間側のクリープ強度を向
上させている。さらに、特開平２−２８０９９３号公報
では９〜１２％Ｃｒ系溶接材料の如くＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、
Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｎ、Ｃｕ添加
量を限定し、Ｃｒｅｑを１３以下とする溶接材料が提案
されている。しかしながら、これらのものは大幅にクリ
ープ強度を向上させるものではなく、靱性面からはマル
テンサイト相中にδフェライト相を析出して著しく低下
させるという欠点を有する。δフェライト相は基地中マ
ルテンサイトより著しく軟らかい相であり、このような
軟らかい第二相が硬い基地中に分散する場合、全体の衝
撃特性は著しく低下する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような事情に着目し、高温強度や高温クリープ強度、
さらには耐割れ性等を損なうことなく粗大フェライト相
を減させ、母材に匹敵する強度、靱性及び耐割れ性を確
保することにある。
のような事情に着目し、高温強度や高温クリープ強度、
さらには耐割れ性等を損なうことなく粗大フェライト相
を減させ、母材に匹敵する強度、靱性及び耐割れ性を確
保することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、鋼心線または被覆剤の何れか一方もしくは両方
に、溶接棒全重量に対してＦｅ以外の元素として重量比
で、Ｃ：０．０１〜０．１２％、Ｓｉ：０．３〜２．４
％、Ｍｎ：０．３〜１．９％、Ｖ：０．０３〜０．４０
％、Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、Ｎ：０．０１〜０．
０８％、Ｃｒ：５．８〜１３％、Ｎｉ：０．０５〜１．
２％、Ｍｏ：０．３〜１．６％、Ｗ：０．５〜３．５％
に加えて、Ｃｕ：０．５〜４．０％またはＡｌ：０．２
〜１．５％の１種もしくは２種を含有し、その他に上記
以外のアーク安定剤、スラグ生成剤、粘結剤を含む被覆
剤を溶接棒全重量に対して２２〜４０重量％となるよう
に鋼心線外周に被覆してなることを特徴とする高Ｃｒフ
ェライト系耐熱鋼用被覆アーク溶接棒にある。
ろは、鋼心線または被覆剤の何れか一方もしくは両方
に、溶接棒全重量に対してＦｅ以外の元素として重量比
で、Ｃ：０．０１〜０．１２％、Ｓｉ：０．３〜２．４
％、Ｍｎ：０．３〜１．９％、Ｖ：０．０３〜０．４０
％、Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、Ｎ：０．０１〜０．
０８％、Ｃｒ：５．８〜１３％、Ｎｉ：０．０５〜１．
２％、Ｍｏ：０．３〜１．６％、Ｗ：０．５〜３．５％
に加えて、Ｃｕ：０．５〜４．０％またはＡｌ：０．２
〜１．５％の１種もしくは２種を含有し、その他に上記
以外のアーク安定剤、スラグ生成剤、粘結剤を含む被覆
剤を溶接棒全重量に対して２２〜４０重量％となるよう
に鋼心線外周に被覆してなることを特徴とする高Ｃｒフ
ェライト系耐熱鋼用被覆アーク溶接棒にある。
【０００６】本発明の最大の特徴は高Ｃｒフェライト系
耐熱鋼用被覆アーク溶接棒において、溶接して得られる
溶接金属のδフェライト相の生成を抑制することにより
靱性低下を抑制し、クリープ破断強度と靱性を格段に高
めたところにある。以下に本発明の各成分の限定理由に
ついて述べる。なお、本発明に用いる鋼心線は前記の
Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｃｕ、Ａｌ以外の化学成分がＰ：０．０２重量％以
下、Ｓ：０．０２重量％以下、Ｔｉ：０．０１重量％以
下、Ｏ：０．０５重量％以下、残部がＦｅおよび不可避
不純物からなるものである。
耐熱鋼用被覆アーク溶接棒において、溶接して得られる
溶接金属のδフェライト相の生成を抑制することにより
靱性低下を抑制し、クリープ破断強度と靱性を格段に高
めたところにある。以下に本発明の各成分の限定理由に
ついて述べる。なお、本発明に用いる鋼心線は前記の
Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｃｕ、Ａｌ以外の化学成分がＰ：０．０２重量％以
下、Ｓ：０．０２重量％以下、Ｔｉ：０．０１重量％以
下、Ｏ：０．０５重量％以下、残部がＦｅおよび不可避
不純物からなるものである。
【０００７】
【作用】以下に本発明における成分限定の理由を詳細に
説明する。 Ｃ：０．０１〜０．１２重量％ Ｃは焼入れ性と強度確保のため０．０１重量％以上必要
であるが、耐割れ性の観点から上限を０．１２重量％と
した。
説明する。 Ｃ：０．０１〜０．１２重量％ Ｃは焼入れ性と強度確保のため０．０１重量％以上必要
であるが、耐割れ性の観点から上限を０．１２重量％と
した。
【０００８】Ｓｉ：０．３〜２．４重量％ Ｓｉは脱酸剤として添加するものであるが、溶接作業性
確保の上からも必要である。０．３重量％未満では、脱
酸不足によって溶接金属中に気孔が発生しやすく、一方
２．４重量％を超えると靱性の低下を招くので上限を
２．４重量％と定めた。
確保の上からも必要である。０．３重量％未満では、脱
酸不足によって溶接金属中に気孔が発生しやすく、一方
２．４重量％を超えると靱性の低下を招くので上限を
２．４重量％と定めた。
【０００９】Ｍｎ：０．３〜１．９重量％ Ｍｎは脱酸のためのみでなく、強度保持上も必要な成分
である。上限を１．９重量％としたのは、これを超すと
靱性の点から好ましくないからであり、下限は脱酸に必
要な量として０．３重量％と定めた。 Ｖ：０．０３〜０．４０重量％ Ｖは炭窒化物として析出させて強度を確保するため最低
０．０３重量％が必要であるが、他方０．４０重量％を
超えると、かえって強度が低下するので上限を０．４０
重量％とした。
である。上限を１．９重量％としたのは、これを超すと
靱性の点から好ましくないからであり、下限は脱酸に必
要な量として０．３重量％と定めた。 Ｖ：０．０３〜０．４０重量％ Ｖは炭窒化物として析出させて強度を確保するため最低
０．０３重量％が必要であるが、他方０．４０重量％を
超えると、かえって強度が低下するので上限を０．４０
重量％とした。
【００１０】Ｎｂ：０．０１〜０．１５重量％ ＮｂはＶと同様炭窒化物として析出して強度を確保する
ほか、結晶粒を微細化して靱性を高める元素としても重
要であるため最低０．０１重量％が必要であるが、０．
１５重量％を超えるとその効果は飽和してしまうだけで
なく溶接性の低下も招く。したがって上限を０．１５重
量％とした。
ほか、結晶粒を微細化して靱性を高める元素としても重
要であるため最低０．０１重量％が必要であるが、０．
１５重量％を超えるとその効果は飽和してしまうだけで
なく溶接性の低下も招く。したがって上限を０．１５重
量％とした。
【００１１】Ｎ：０．０１〜０．０８重量％ Ｎは基地中に固溶しても、また窒化物として析出しても
著しいクリープ抵抗として寄与するため最低０．０１重
量％を必要とする。０．０８重量％を超えると窒化物が
多量に析出して、逆に靱性が劣化することなどの問題が
生じるので上限を０．０８％と定めた。
著しいクリープ抵抗として寄与するため最低０．０１重
量％を必要とする。０．０８重量％を超えると窒化物が
多量に析出して、逆に靱性が劣化することなどの問題が
生じるので上限を０．０８％と定めた。
【００１２】Ｃｒ：５．８〜１３重量％ Ｃｒは耐酸化性と焼入れ性を確保する上で非常に重要な
元素であるため最低５．８重量％は必要であるが、１３
重量％を超すと耐割れ性を損なうと同時にδフェライト
相を析出させて靱性の劣化が著しくなるので上限は１３
重量％とした。 Ｎｉ：０．０５〜１．２重量％ Ｎｉはフェライトの生成を抑制し、使用中の脆化軽減に
有効な元素であり、高温で長時間使用される本発明溶接
材料のような用途に対しては必須の元素であるが、０．
０５重量％未満ではその効果は得られない。他方１．２
重量％を超すと高温クリープ特性を劣化させるので上限
を１．２重量％とした。
元素であるため最低５．８重量％は必要であるが、１３
重量％を超すと耐割れ性を損なうと同時にδフェライト
相を析出させて靱性の劣化が著しくなるので上限は１３
重量％とした。 Ｎｉ：０．０５〜１．２重量％ Ｎｉはフェライトの生成を抑制し、使用中の脆化軽減に
有効な元素であり、高温で長時間使用される本発明溶接
材料のような用途に対しては必須の元素であるが、０．
０５重量％未満ではその効果は得られない。他方１．２
重量％を超すと高温クリープ特性を劣化させるので上限
を１．２重量％とした。
【００１３】Ｍｏ：０．３〜１．６重量％ Ｍｏは固溶体強化により、高温強度を顕著に高める元素
であるので使用温度、圧力を上昇させる目的で添加する
が、多量に添加させた場合溶接性を損ない、かつδフェ
ライト相を析出させるため靱性の低下を招く。したがっ
て添加範囲として上限を１．６重量％とした。一方、Ｗ
との共存において、高温強度、特に高温長時間側でのク
リープ破断強度の向上に効果のあるのは０．３重量％以
上であるので下限を０．３重量％とした。
であるので使用温度、圧力を上昇させる目的で添加する
が、多量に添加させた場合溶接性を損ない、かつδフェ
ライト相を析出させるため靱性の低下を招く。したがっ
て添加範囲として上限を１．６重量％とした。一方、Ｗ
との共存において、高温強度、特に高温長時間側でのク
リープ破断強度の向上に効果のあるのは０．３重量％以
上であるので下限を０．３重量％とした。
【００１４】Ｗ：０．５〜３．５重量％ Ｗはフェライト系溶接金属のクリープ強度に寄与する固
溶体強化元素として最も優れた元素である。特に、高温
長時間側でのクリープ破断強度向上の効果は極めて大き
い。しかしながら０．５重量％未満ではＭｏとの共存に
おいて効果は発揮できないので下限を０．５重量％と定
めた。しかし過剰の添加により、δフェライト相を析出
させ、溶接金属の靱性が低下し、溶接作業性も劣化する
ので上限を３．５重量％とした。
溶体強化元素として最も優れた元素である。特に、高温
長時間側でのクリープ破断強度向上の効果は極めて大き
い。しかしながら０．５重量％未満ではＭｏとの共存に
おいて効果は発揮できないので下限を０．５重量％と定
めた。しかし過剰の添加により、δフェライト相を析出
させ、溶接金属の靱性が低下し、溶接作業性も劣化する
ので上限を３．５重量％とした。
【００１５】Ｃｕ：０．５〜４．０重量％ ＣｕはＭｏ、Ｗによって生じるδフェライト相の析出と
いう問題点を相殺する元素であり、最低０．５重量％以
上を必要とする。しかし過剰添加すると、高温焼戻しが
不可能となり組織の安定化処理ができなくなるので上限
を４．０重量％とした。
いう問題点を相殺する元素であり、最低０．５重量％以
上を必要とする。しかし過剰添加すると、高温焼戻しが
不可能となり組織の安定化処理ができなくなるので上限
を４．０重量％とした。
【００１６】Ａｌ：０．２〜１．５重量％ Ａｌは溶着金属中の酸素量を低減し、微細炭化物の析出
促進による炭素の固定により溶着金属の耐割れ性を向上
させるのに有効であるが、０．２重量％未満ではその効
果が不十分である。一方１．５重量％を超えるとアーク
が不安定となり、スパッタ量が増加して溶接作業性が劣
化する。
促進による炭素の固定により溶着金属の耐割れ性を向上
させるのに有効であるが、０．２重量％未満ではその効
果が不十分である。一方１．５重量％を超えるとアーク
が不安定となり、スパッタ量が増加して溶接作業性が劣
化する。
【００１７】本発明の被覆アーク溶接棒は、例えば前述
の元素を有する鋼心線にアーク安定剤、鉄粉、アルカリ
成分、ルチール等のスラグ生成剤、硅酸ソーダ、硅酸カ
リを含有する水ガラス等の粘結剤と共に混練してなる被
覆剤を通常の溶接棒塗装機により被覆塗装した後、水分
を除去するために３００〜５５０℃で焼成して製造す
る。
の元素を有する鋼心線にアーク安定剤、鉄粉、アルカリ
成分、ルチール等のスラグ生成剤、硅酸ソーダ、硅酸カ
リを含有する水ガラス等の粘結剤と共に混練してなる被
覆剤を通常の溶接棒塗装機により被覆塗装した後、水分
を除去するために３００〜５５０℃で焼成して製造す
る。
【００１８】
【実施例】以下に実施例により本発明の効果を具体的に
示す。本発明に規定される元素を含有させた鋼心線
（４．０ｍｍ径）の外周に被覆率３０％となるよう被覆
剤を塗布し、表１に示す成分組成の被覆アーク溶接棒を
製造した。得られた各溶接棒を用い、厚さ２０ｍｍのＡ
ＳＴＭ規格Ａ３８７ Ｇｒ２２、９Ｃｒ−１Ｍｏ鋼、９
Ｃｒ−１Ｍｏ−Ｎｂ−Ｖ−Ｗ鋼、９Ｃｒ−０．５Ｍｏ−
Ｎｂ−Ｖ−Ｗ鋼、１２Ｃｒ−０．５Ｍｏ−Ｎｂ−Ｖ−Ｗ
鋼に、図１に示すような開先（厚さＴ＝２０ｍｍ、開先
角度θ＝２０°、ルートギャップＬ＝１２ｍｍ）を形成
し、表２に示す結果を得た。なお溶接条件は、溶接電流
１７０アンペア、溶接入熱２０ｋＪ／ｃｍ、予熱・パス
間温度１５０〜２００℃、下向き姿勢で溶接継手を作製
した。得られた溶接金属を７４０℃で４時間の後熱処理
をした後、６００℃、２２０Ｎ／ｍｍ2 の応力でのクリ
ープ破断試験および試験温度０℃での２ｍｍＶノッチ衝
撃試験を行った。
示す。本発明に規定される元素を含有させた鋼心線
（４．０ｍｍ径）の外周に被覆率３０％となるよう被覆
剤を塗布し、表１に示す成分組成の被覆アーク溶接棒を
製造した。得られた各溶接棒を用い、厚さ２０ｍｍのＡ
ＳＴＭ規格Ａ３８７ Ｇｒ２２、９Ｃｒ−１Ｍｏ鋼、９
Ｃｒ−１Ｍｏ−Ｎｂ−Ｖ−Ｗ鋼、９Ｃｒ−０．５Ｍｏ−
Ｎｂ−Ｖ−Ｗ鋼、１２Ｃｒ−０．５Ｍｏ−Ｎｂ−Ｖ−Ｗ
鋼に、図１に示すような開先（厚さＴ＝２０ｍｍ、開先
角度θ＝２０°、ルートギャップＬ＝１２ｍｍ）を形成
し、表２に示す結果を得た。なお溶接条件は、溶接電流
１７０アンペア、溶接入熱２０ｋＪ／ｃｍ、予熱・パス
間温度１５０〜２００℃、下向き姿勢で溶接継手を作製
した。得られた溶接金属を７４０℃で４時間の後熱処理
をした後、６００℃、２２０Ｎ／ｍｍ2 の応力でのクリ
ープ破断試験および試験温度０℃での２ｍｍＶノッチ衝
撃試験を行った。
【００１９】表２に上記試験結果および溶接性の調査結
果を示す。ＣＡ−０１〜ＣＡ−１３は、いずれも本発明
の要件を全て満たしており、溶接金属組織はδフェライ
ト相の析出はなく、マルテンサイト単相組織であり、後
熱処理後の靱性およびクリープ破断特性が良好で、かつ
溶接性の優れた溶接金属を得ることができた。溶接棒Ｃ
Ａ−１４〜ＣＡ−２３は比較例を示す。溶接棒ＣＡ−１
４は通常の耐熱鋼用として使用されている２ 1/4％Ｃｒ
−１％Ｍｏ系溶接棒の例であり、溶接棒ＣＡ−１５は、
さらに耐高温腐食性を向上させた熱交換器用溶接棒であ
るが、いずれも本発明溶接棒に比べ、著しくクリープ破
断強度が低い。溶接棒ＣＡ−１６は９Ｃｒ−１Ｍｏ−Ｎ
ｂ−Ｖ−Ｗ系の溶接棒の例であるがＣ量が本発明溶接棒
に比べて著しく高いので、溶接時に割れが発生し、耐割
れ性および衝撃値が低下している。溶接棒ＣＡ−１７は
Ｍｏ、Ｎ量がその上限を超えるものであって、溶接金属
にブロホールが発生するとともにδフェライト相が生じ
て靱性が乏しかった。溶接棒ＣＡ−１８はＡｌ、Ｎｂ、
Ｃｕの添加がないため耐割れ性が劣化し、δフェライト
相の生成で結晶粒が粗大になり靱性が低下している。溶
接棒ＣＡ−１９は９Ｃｒ−０．５Ｍｏ−Ｎｂ−Ｖ−Ｗ系
でＶ量が上限を超えるものでクリープ破断強度が低く、
またＣ量が上限を上回りＡｌの添加がないので割れが発
生した。溶接棒ＣＡ−２０は１２Ｃｒ−０．５Ｍｏ−Ｎ
ｂ−Ｖ−Ｗ系でＭｎ量が上限を上回っており、靱性が低
下している。溶接棒ＣＡ−２１は９Ｃｒ−０．５Ｍｏ−
Ｎｂ−Ｖ−Ｗ系でＭｏが下限を外れており、クリープ破
断強度が低い。溶接棒ＣＡ−２２は９Ｃｒ−０．５Ｍｏ
−Ｎｂ−Ｖ−Ｗ系でＷが上限を外れており、δフェライ
ト相が生じて靱性が低下している。溶接棒ＣＡ−２３は
９Ｃｒ−０．５Ｍｏ−Ｎｂ−Ｖ−Ｗ系でＡｌ、Ｃｕが下
限を外れており、耐割れ性、クリープ破断強度が低く、
かつδフェライト相が生じ靱性が低い。
果を示す。ＣＡ−０１〜ＣＡ−１３は、いずれも本発明
の要件を全て満たしており、溶接金属組織はδフェライ
ト相の析出はなく、マルテンサイト単相組織であり、後
熱処理後の靱性およびクリープ破断特性が良好で、かつ
溶接性の優れた溶接金属を得ることができた。溶接棒Ｃ
Ａ−１４〜ＣＡ−２３は比較例を示す。溶接棒ＣＡ−１
４は通常の耐熱鋼用として使用されている２ 1/4％Ｃｒ
−１％Ｍｏ系溶接棒の例であり、溶接棒ＣＡ−１５は、
さらに耐高温腐食性を向上させた熱交換器用溶接棒であ
るが、いずれも本発明溶接棒に比べ、著しくクリープ破
断強度が低い。溶接棒ＣＡ−１６は９Ｃｒ−１Ｍｏ−Ｎ
ｂ−Ｖ−Ｗ系の溶接棒の例であるがＣ量が本発明溶接棒
に比べて著しく高いので、溶接時に割れが発生し、耐割
れ性および衝撃値が低下している。溶接棒ＣＡ−１７は
Ｍｏ、Ｎ量がその上限を超えるものであって、溶接金属
にブロホールが発生するとともにδフェライト相が生じ
て靱性が乏しかった。溶接棒ＣＡ−１８はＡｌ、Ｎｂ、
Ｃｕの添加がないため耐割れ性が劣化し、δフェライト
相の生成で結晶粒が粗大になり靱性が低下している。溶
接棒ＣＡ−１９は９Ｃｒ−０．５Ｍｏ−Ｎｂ−Ｖ−Ｗ系
でＶ量が上限を超えるものでクリープ破断強度が低く、
またＣ量が上限を上回りＡｌの添加がないので割れが発
生した。溶接棒ＣＡ−２０は１２Ｃｒ−０．５Ｍｏ−Ｎ
ｂ−Ｖ−Ｗ系でＭｎ量が上限を上回っており、靱性が低
下している。溶接棒ＣＡ−２１は９Ｃｒ−０．５Ｍｏ−
Ｎｂ−Ｖ−Ｗ系でＭｏが下限を外れており、クリープ破
断強度が低い。溶接棒ＣＡ−２２は９Ｃｒ−０．５Ｍｏ
−Ｎｂ−Ｖ−Ｗ系でＷが上限を外れており、δフェライ
ト相が生じて靱性が低下している。溶接棒ＣＡ−２３は
９Ｃｒ−０．５Ｍｏ−Ｎｂ−Ｖ−Ｗ系でＡｌ、Ｃｕが下
限を外れており、耐割れ性、クリープ破断強度が低く、
かつδフェライト相が生じ靱性が低い。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【発明の効果】本発明溶接材料は従来の９〜１２％Ｃｒ
鋼用被覆アーク溶接棒と比較して、高温でのクリープ強
度を著しく高めたものであり、靱性および溶接性などの
特性にも優れている。例えば表１、表２に示したように
本発明の要件を満たすものは、本発明の要件を満たさな
いもの（比較例）と比べて高温クリープ特性だけでな
く、靱性および溶接性に優れていることは明らかで、各
種発電ボイラ、化学圧力容器などに使用される９〜１２
％Ｃｒ系鋼等の高Ｃｒフェライト系耐熱鋼を溶接する場
合に適性の高い溶接棒である。
鋼用被覆アーク溶接棒と比較して、高温でのクリープ強
度を著しく高めたものであり、靱性および溶接性などの
特性にも優れている。例えば表１、表２に示したように
本発明の要件を満たすものは、本発明の要件を満たさな
いもの（比較例）と比べて高温クリープ特性だけでな
く、靱性および溶接性に優れていることは明らかで、各
種発電ボイラ、化学圧力容器などに使用される９〜１２
％Ｃｒ系鋼等の高Ｃｒフェライト系耐熱鋼を溶接する場
合に適性の高い溶接棒である。
【図１】実施例に用いた溶接部の開先形状を示す断面図
である。
である。
１ 被溶接材 ２ 裏当材
Claims (3)
- 【請求項１】 鋼心線または被覆剤の何れか一方もしく
は両方に、溶接棒全重量に対してＦｅ以外の元素として
重量比で、 Ｃ ：０．０１〜０．１２％ Ｓｉ：０．３〜２．４％ Ｍｎ：０．３〜１．９％ Ｖ ：０．０３〜０．４０％ Ｎｂ：０．０１〜０．１５％ Ｎ ：０．０１〜０．０８％ Ｃｒ：５．８〜１３％ Ｎｉ：０．０５〜１．２％ Ｍｏ：０．３〜１．６％ Ｗ ：０．５〜３．５％ Ｃｕ：０．５〜４．０％ を含有し、その他に上記以外のアーク安定剤、スラグ生
成剤、粘結剤を含む被覆剤を溶接棒全重量に対して２２
〜４０重量％となるように鋼心線外周に被覆してなるこ
とを特徴とする高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用被覆アーク
溶接棒。 - 【請求項２】 鋼心線または被覆剤の何れか一方もしく
は両方に、溶接棒全重量に対してＦｅ以外の元素として
重量比で、 Ｃ ：０．０１〜０．１２％ Ｓｉ：０．３〜２．４％ Ｍｎ：０．３〜１．９％ Ｖ ：０．０３〜０．４０％ Ｎｂ：０．０１〜０．１５％ Ｎ ：０．０１〜０．０８％ Ｃｒ：５．８〜１３％ Ｎｉ：０．０５〜１．２％ Ｍｏ：０．３〜１．６％ Ｗ ：０．５〜３．５％ Ａｌ：０．２〜１．５％ を含有し、その他に上記以外のアーク安定剤、スラグ生
成剤、粘結剤を含む被覆剤を溶接棒全重量に対して２２
〜４０重量％となるように鋼心線外周に被覆してなるこ
とを特徴とする高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用被覆アーク
溶接棒。 - 【請求項３】 鋼心線または被覆剤の何れか一方もしく
は両方に、溶接棒全重量に対してＦｅ以外の元素として
重量比で、 Ｃ ：０．０１〜０．１２％ Ｓｉ：０．３〜２．４％ Ｍｎ：０．３〜１．９％ Ｖ ：０．０３〜０．４０％ Ｎｂ：０．０１〜０．１５％ Ｎ ：０．０１〜０．０８％ Ｃｒ：５．８〜１３％ Ｎｉ：０．０５〜１．２％ Ｍｏ：０．３〜１．６％ Ｗ ：０．５〜３．５％ Ｃｕ：０．５〜４．０％ Ａｌ：０．２〜１．５％ を含有し、その他に上記以外のアーク安定剤、スラグ生
成剤、粘結剤を含む被覆剤を溶接棒全重量に対して２２
〜４０重量％となるように鋼心線外周に被覆してなるこ
とを特徴とする高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用被覆アーク
溶接棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02584693A JP3194207B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用被覆アーク溶接棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02584693A JP3194207B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用被覆アーク溶接棒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06238480A true JPH06238480A (ja) | 1994-08-30 |
| JP3194207B2 JP3194207B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=12177212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02584693A Expired - Lifetime JP3194207B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用被覆アーク溶接棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3194207B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180089310A (ko) * | 2017-01-31 | 2018-08-08 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 피복 아크 용접봉 |
| JP2019171408A (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | 日鉄ステンレス株式会社 | フェライト系ステンレス鋼溶接用溶加材 |
| CN113613828A (zh) * | 2019-03-26 | 2021-11-05 | 株式会社神户制钢所 | 高Cr铁素体系耐热钢用涂药焊条 |
-
1993
- 1993-02-15 JP JP02584693A patent/JP3194207B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180089310A (ko) * | 2017-01-31 | 2018-08-08 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 피복 아크 용접봉 |
| JP2019171408A (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | 日鉄ステンレス株式会社 | フェライト系ステンレス鋼溶接用溶加材 |
| CN113613828A (zh) * | 2019-03-26 | 2021-11-05 | 株式会社神户制钢所 | 高Cr铁素体系耐热钢用涂药焊条 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3194207B2 (ja) | 2001-07-30 |
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