JPH0796390A - ９Ｃｒ−１Ｍｏ鋼溶接用ワイヤ - Google Patents
９Ｃｒ−１Ｍｏ鋼溶接用ワイヤInfo
- Publication number
- JPH0796390A JPH0796390A JP26562993A JP26562993A JPH0796390A JP H0796390 A JPH0796390 A JP H0796390A JP 26562993 A JP26562993 A JP 26562993A JP 26562993 A JP26562993 A JP 26562993A JP H0796390 A JPH0796390 A JP H0796390A
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- welding
- steel
- wire
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ９Ｃr−１Ｍo鋼用として十分な高温強度特性
(高クリープ強度)を有すると共に靭性も満足する溶接金
属を与えることができる溶接ワイヤを提供する。 【構成】 Ｃ：０.０３〜０.１８％、Ｓi：０.０６〜
０.８０％、Ｍn：０.８５〜２.００％、Ｃr：８.００〜
１１.０％、Ｍo：０.８０〜１.２０％、Ｎi：０.０３〜
１.００％、Ｎb：０.０１０〜０.２５０％、Ｖ：０.０
２〜０.５０％、Ｎ：０.０２６〜０.１０％、Ｏ：０.０
０２〜０.０３０％を含有し、Ａlは０.０２０％以下に
制限し、更に、Ｍn＋２Ｎi−１０Ｎ：３.００％以下を
満足し、必要に応じて、更にＴa：０.００２〜０.２５
０％を含有し、残部がＦe及び不可避的不純物であるこ
とを特徴とする９Ｃr−１Ｍo鋼溶接用ワイヤである。各
種の溶接法で使用できる。
(高クリープ強度)を有すると共に靭性も満足する溶接金
属を与えることができる溶接ワイヤを提供する。 【構成】 Ｃ：０.０３〜０.１８％、Ｓi：０.０６〜
０.８０％、Ｍn：０.８５〜２.００％、Ｃr：８.００〜
１１.０％、Ｍo：０.８０〜１.２０％、Ｎi：０.０３〜
１.００％、Ｎb：０.０１０〜０.２５０％、Ｖ：０.０
２〜０.５０％、Ｎ：０.０２６〜０.１０％、Ｏ：０.０
０２〜０.０３０％を含有し、Ａlは０.０２０％以下に
制限し、更に、Ｍn＋２Ｎi−１０Ｎ：３.００％以下を
満足し、必要に応じて、更にＴa：０.００２〜０.２５
０％を含有し、残部がＦe及び不可避的不純物であるこ
とを特徴とする９Ｃr−１Ｍo鋼溶接用ワイヤである。各
種の溶接法で使用できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、９Ｃr−１Ｍo鋼を溶接
母材として、高温強度特性と靭性が優れた溶接部を与え
るための溶接ワイヤに関するものである。
母材として、高温強度特性と靭性が優れた溶接部を与え
るための溶接ワイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ボイラ
ーのような高温高圧で操業される機器は、熱効率を高め
るため、操業時の温度圧力をより高めようとする改良が
行われている。このような要求に対して、機器材料とし
て各種９％Ｃr鋼や１０〜１２％Ｃr鋼があり、また、こ
れらの鋼種に対して既に多くの溶接材料が提案されてい
る。
ーのような高温高圧で操業される機器は、熱効率を高め
るため、操業時の温度圧力をより高めようとする改良が
行われている。このような要求に対して、機器材料とし
て各種９％Ｃr鋼や１０〜１２％Ｃr鋼があり、また、こ
れらの鋼種に対して既に多くの溶接材料が提案されてい
る。
【０００３】特に９Ｃr−１Ｍo鋼はその優れた特性が認
められ、既に多くの実績があり、この鋼種に対する各種
の溶接材料も使用されており、また例えば、特開平１−
１１０９２号、特開平１−２５８８９４号、特開平２−
３７９８９号等が既に提案されている。しかし、これら
の提案では、個々の成分の働きのみを検討しているか、
或いは組み合わせを検討していても不十分で、未だ十分
な特性を示す溶接ワイヤとは言い難い。鋼材の進歩に伴
って、溶接材料に対しても、より高性能の特性が求めら
れており、特に高温におけるクリープと靭性を同時に満
足する溶接部を与える溶接材料が望まれているのが現状
である。
められ、既に多くの実績があり、この鋼種に対する各種
の溶接材料も使用されており、また例えば、特開平１−
１１０９２号、特開平１−２５８８９４号、特開平２−
３７９８９号等が既に提案されている。しかし、これら
の提案では、個々の成分の働きのみを検討しているか、
或いは組み合わせを検討していても不十分で、未だ十分
な特性を示す溶接ワイヤとは言い難い。鋼材の進歩に伴
って、溶接材料に対しても、より高性能の特性が求めら
れており、特に高温におけるクリープと靭性を同時に満
足する溶接部を与える溶接材料が望まれているのが現状
である。
【０００４】本発明は、かゝる状況のもとで、９Ｃr−
１Ｍo鋼用として十分な高温強度特性(高クリープ強度)
を有すると共に、靭性も満足する溶接金属を与えること
ができる溶接ワイヤを提供することを目的としている。
１Ｍo鋼用として十分な高温強度特性(高クリープ強度)
を有すると共に、靭性も満足する溶接金属を与えること
ができる溶接ワイヤを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】９Ｃr−１Ｍo鋼に対し
て、高強度、高靭性の溶接部を得るためには、フェライ
ト量の析出を抑え、強度と靭性のバランスを考慮するこ
とが必要であり、このような観点から本発明者は種々検
討した結果、成分の含有量を規制すると共に特定の主要
成分を関係式で調整することにより可能であることを見
い出したものである。
て、高強度、高靭性の溶接部を得るためには、フェライ
ト量の析出を抑え、強度と靭性のバランスを考慮するこ
とが必要であり、このような観点から本発明者は種々検
討した結果、成分の含有量を規制すると共に特定の主要
成分を関係式で調整することにより可能であることを見
い出したものである。
【０００６】すなわち、本発明は、Ｃ：０.０３〜０.１
８％、Ｓi：０.０６〜０.８０％、Ｍn：０.８５〜２.０
０％、Ｃr：８.００〜１１.０％、Ｍo：０.８０〜１.２
０％、Ｎi：０.０３〜１.００％、Ｎb：０.０１０〜０.
２５０％、Ｖ：０.０２〜０.５０％、Ｎ：０.０２６〜
０.１０％、Ｏ：０.００２〜０.０３０％、を含有し、
Ａlは０.０２０％以下に制限し、更に、Ｍn＋２Ｎi−１
０Ｎ：３.００％以下、を満足し、必要に応じて、更に Ｔa：０.００２〜０.２５０％ を含有し、残部がＦe及び不可避的不純物であることを
特徴とする９Ｃr−１Ｍo鋼溶接用ワイヤを要旨としてい
る。
８％、Ｓi：０.０６〜０.８０％、Ｍn：０.８５〜２.０
０％、Ｃr：８.００〜１１.０％、Ｍo：０.８０〜１.２
０％、Ｎi：０.０３〜１.００％、Ｎb：０.０１０〜０.
２５０％、Ｖ：０.０２〜０.５０％、Ｎ：０.０２６〜
０.１０％、Ｏ：０.００２〜０.０３０％、を含有し、
Ａlは０.０２０％以下に制限し、更に、Ｍn＋２Ｎi−１
０Ｎ：３.００％以下、を満足し、必要に応じて、更に Ｔa：０.００２〜０.２５０％ を含有し、残部がＦe及び不可避的不純物であることを
特徴とする９Ｃr−１Ｍo鋼溶接用ワイヤを要旨としてい
る。
【０００７】
【作用】以下に本発明における溶接ワイヤの各成分の限
定理由を説明する。
定理由を説明する。
【０００８】Ｃ：０.０３〜０.１８％ Ｃはオーステナイト安定化元素の一つで、粗大フェライ
トの析出を抑制する効果があり、少なくとも０.０３％
以上を添加する必要がある。しかし、多すぎると溶接金
属の耐割れ性を悪化させるので、０.１８％以下に抑え
る必要がある。
トの析出を抑制する効果があり、少なくとも０.０３％
以上を添加する必要がある。しかし、多すぎると溶接金
属の耐割れ性を悪化させるので、０.１８％以下に抑え
る必要がある。
【０００９】Ｓi：０.０６〜０.８０％ Ｓiは溶接金属の脱酸や溶接金属の濡れ性確保のために
必須の元素であり、そのためには０.０６％以上を含有
させる必要がある。しかし、０.８０％を超えると応力
除去焼鈍後のみならず、長時間の熱時効でも靭性が低下
する。
必須の元素であり、そのためには０.０６％以上を含有
させる必要がある。しかし、０.８０％を超えると応力
除去焼鈍後のみならず、長時間の熱時効でも靭性が低下
する。
【００１０】Ｍn：０.８５〜２.００％ Ｍnは溶接金属の焼き入れ性を高め、強度確保の上で不
可欠な元素であり、またＣと同様、粗大フェライトの析
出を抑制する効果もある。そのためには少なくとも０.
８５％以上含有させる必要があるが、２.００％を超え
ると焼き入れ硬化性が過大となり、耐割れ性が悪化する
と共に、クリープ強度を低下させる。
可欠な元素であり、またＣと同様、粗大フェライトの析
出を抑制する効果もある。そのためには少なくとも０.
８５％以上含有させる必要があるが、２.００％を超え
ると焼き入れ硬化性が過大となり、耐割れ性が悪化する
と共に、クリープ強度を低下させる。
【００１１】Ｃr：８.００〜１１.００％ Ｃrは溶接金属の耐酸化性、耐食性及び高温強度を確保
する上で不可欠な元素であり、そのためには８.００％
以上の添加が必要であるが、１１.００％を超えると粗
大なフェライトが発生しやすくなり、靭性の低下を招
く。
する上で不可欠な元素であり、そのためには８.００％
以上の添加が必要であるが、１１.００％を超えると粗
大なフェライトが発生しやすくなり、靭性の低下を招
く。
【００１２】Ｍo：０.８０〜１.２０％ ＭoはＣrと同様、高温強度を高めるのに有効な元素であ
り、そのためには少なくとも０.８０％添加する必要が
ある。しかし、１.２０％を超えて添加すると粗大なフ
ェライトが発生しやすくなり、靭性の低下を招くため好
ましくない。
り、そのためには少なくとも０.８０％添加する必要が
ある。しかし、１.２０％を超えて添加すると粗大なフ
ェライトが発生しやすくなり、靭性の低下を招くため好
ましくない。
【００１３】Ｎi：０.０３〜１.００％ Ｎiはオーステナイト安定化元素であり、粗大フェライ
トの析出を防ぎ、靭性を安定化する上で有効な元素であ
る。この目的のためには、少なくとも０.０３％添加す
る必要があるが、１.００％を超えると高温強度特性、
特にクリープ破断強度を低下させる。
トの析出を防ぎ、靭性を安定化する上で有効な元素であ
る。この目的のためには、少なくとも０.０３％添加す
る必要があるが、１.００％を超えると高温強度特性、
特にクリープ破断強度を低下させる。
【００１４】Ｎb：０.０１０〜０.２５０％ Ｎbはクリープ破断強度を高めるのに有効な元素であ
り、期待される効果を得るには、少なくとも０.０１０
％添加する必要がある。しかし、０.２５０％を超える
と靭性が急激に低下するので好ましくない。
り、期待される効果を得るには、少なくとも０.０１０
％添加する必要がある。しかし、０.２５０％を超える
と靭性が急激に低下するので好ましくない。
【００１５】Ｖ：０.０２〜０.５０％ ＶはＮbと同様、クリープ破断強度を高めるのに有効な
元素であり、必要なクリープ破断強度を得るためには、
少なくとも０.０２％添加する必要があるが、０.５０％
を超えると靭性が低下する。
元素であり、必要なクリープ破断強度を得るためには、
少なくとも０.０２％添加する必要があるが、０.５０％
を超えると靭性が低下する。
【００１６】Ｎ：０.０２６〜０.１０％ Ｎはオーステナイト安定化元素であり、９％Ｃr含有系
低合金鋼において、溶接金属中に適切に添加された場
合、粗大フェライトの析出を抑え、高靭性な溶接金属を
得るのに極めて有効である。本発明者は各種試験結果に
より、クリープ強度を改善するためには、最低０.０２
６％以上添加する必要があることを見い出した。しか
し、過大な添加は溶接金属中に球状欠陥を発生する原因
となるため、上限は０.１０％が望ましい。
低合金鋼において、溶接金属中に適切に添加された場
合、粗大フェライトの析出を抑え、高靭性な溶接金属を
得るのに極めて有効である。本発明者は各種試験結果に
より、クリープ強度を改善するためには、最低０.０２
６％以上添加する必要があることを見い出した。しか
し、過大な添加は溶接金属中に球状欠陥を発生する原因
となるため、上限は０.１０％が望ましい。
【００１７】Ｏ：０.００２〜０.０３０％ Ｏ(酸素)は溶接作業性(ビード形状)の確保に有効であ
り、少なくとも０.００２％の添加が必要である。しか
し、０.０３０％を超えると溶接金属の酸素が増加し、
靭性の低下の原因となる。
り、少なくとも０.００２％の添加が必要である。しか
し、０.０３０％を超えると溶接金属の酸素が増加し、
靭性の低下の原因となる。
【００１８】Ａl：０.０２０％以下 Ａlは多量に含まれると溶融金属の流動性を阻害し、ビ
ード外観が悪化し、多層溶接の場合にはスラグ巻込みの
欠陥の原因となる。これを防ぐためには０.０２０％以
下に制限する必要がある。
ード外観が悪化し、多層溶接の場合にはスラグ巻込みの
欠陥の原因となる。これを防ぐためには０.０２０％以
下に制限する必要がある。
【００１９】Ｍn＋２Ｎi−１０Ｎ：３.００％以下 本発明における必須成分は以上の通りであるが、高温強
度特性と靭性を同時に確実に高めるために、更に重要な
点は、(Ｍn＋２Ｎi−１０Ｎ)量を３.００％以下の範囲
に調整する必要がある。すなわち、上述のようにＭn、
Ｎi、Ｎはそれぞれオーステナイト安定化元素である
が、クリープ破断強度に対しては、Ｍn、Ｎiは低下させ
る方向に働き、Ｎは向上させる方向に働く。したがっ
て、それぞれの相互作用を考慮する必要がある。それぞ
れの効果を検討した結果、働きの強さに応じて係数を決
め、上記の式で整理するとクリープ破断強度を制御でき
ることを見い出した。つまり、Ｍn＋２Ｎi−１０Ｎを
３.００％以下に保つことで良好なクリープ破断強度を
保つことができることが確認された。
度特性と靭性を同時に確実に高めるために、更に重要な
点は、(Ｍn＋２Ｎi−１０Ｎ)量を３.００％以下の範囲
に調整する必要がある。すなわち、上述のようにＭn、
Ｎi、Ｎはそれぞれオーステナイト安定化元素である
が、クリープ破断強度に対しては、Ｍn、Ｎiは低下させ
る方向に働き、Ｎは向上させる方向に働く。したがっ
て、それぞれの相互作用を考慮する必要がある。それぞ
れの効果を検討した結果、働きの強さに応じて係数を決
め、上記の式で整理するとクリープ破断強度を制御でき
ることを見い出した。つまり、Ｍn＋２Ｎi−１０Ｎを
３.００％以下に保つことで良好なクリープ破断強度を
保つことができることが確認された。
【００２０】Ｔa：０.００２〜０.２５０％ 本発明者による研究の結果、ＴaはＮbやＶと同様、特に
９Ｃr−１Ｍo鋼の溶接金属の高温強度特性を改善するの
に極めて有効な元素であることが判明した。より高温で
の強度特性を重視する場合には、Ｎb、Ｖとこの元素の
複合添加が有効である。しかし、０.００２％未満では
効果がなく、また０.２５０％を超えて添加すると過剰
な強度上昇を招き、逆効果である。なお、Ｔaは必要に
応じて添加すれば良い。
９Ｃr−１Ｍo鋼の溶接金属の高温強度特性を改善するの
に極めて有効な元素であることが判明した。より高温で
の強度特性を重視する場合には、Ｎb、Ｖとこの元素の
複合添加が有効である。しかし、０.００２％未満では
効果がなく、また０.２５０％を超えて添加すると過剰
な強度上昇を招き、逆効果である。なお、Ｔaは必要に
応じて添加すれば良い。
【００２１】なお、本発明の溶接ワイヤが対象とする９
Ｃr−１Ｍo鋼は、周知の成分組成を有する鋼種或いはそ
の改良型の成分組成のものも包含され、また、種々の溶
接方法及び条件で使用することができることは云うまで
もない。
Ｃr−１Ｍo鋼は、周知の成分組成を有する鋼種或いはそ
の改良型の成分組成のものも包含され、また、種々の溶
接方法及び条件で使用することができることは云うまで
もない。
【００２２】次に本発明の実施例を示す。
【００２３】表１に示す化学成分の鋼心線を製造し、テ
ィグ溶接、マグ溶接、サブマージアーク溶接により溶接
し、溶接後、７４０℃で８時間の溶接後熱処理を施し、
溶接金属の性能を調査した。その機械試験結果を表２に
示す。
ィグ溶接、マグ溶接、サブマージアーク溶接により溶接
し、溶接後、７４０℃で８時間の溶接後熱処理を施し、
溶接金属の性能を調査した。その機械試験結果を表２に
示す。
【００２４】なお、ティグ溶接には、直径２.４mmのワ
イヤを使用し、ＪＩＳ Ｚ ３３１６により溶接を行っ
た。マグ溶接には、直径１.２mmのワイヤでシールドガ
スとして９０％Ａr＋１０％ＣＯ2を使用し、ＪＩＳ Ｚ
３３１７により溶接を行った。サブマージアーク溶接に
は、直径４.０mmのワイヤと塩基性ボンドフラックスを
使用し、ＪＩＳ Ｚ ３３８３により溶接を行った。
イヤを使用し、ＪＩＳ Ｚ ３３１６により溶接を行っ
た。マグ溶接には、直径１.２mmのワイヤでシールドガ
スとして９０％Ａr＋１０％ＣＯ2を使用し、ＪＩＳ Ｚ
３３１７により溶接を行った。サブマージアーク溶接に
は、直径４.０mmのワイヤと塩基性ボンドフラックスを
使用し、ＪＩＳ Ｚ ３３８３により溶接を行った。
【００２５】表２に示した結果から、本発明例はいずれ
も、優れた高温強度特性と靭性を有する溶接金属が得ら
れていることがわかる。これに対し、個々の成分量が本
発明範囲を外れている場合はもとより、個々の成分量は
本発明範囲を満足していても、(Ｍn＋２Ｎi−１０Ｎ)の
値が本発明範囲を外れている比較例は、十分な性能が得
られていない。
も、優れた高温強度特性と靭性を有する溶接金属が得ら
れていることがわかる。これに対し、個々の成分量が本
発明範囲を外れている場合はもとより、個々の成分量は
本発明範囲を満足していても、(Ｍn＋２Ｎi−１０Ｎ)の
値が本発明範囲を外れている比較例は、十分な性能が得
られていない。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の溶接ワイ
ヤによれば、９Ｃr−１Ｍo鋼用として十分な高温強度特
性(高クリープ強度)を有すると共に、優れた靭性の溶接
金属を得ることができる。
ヤによれば、９Ｃr−１Ｍo鋼用として十分な高温強度特
性(高クリープ強度)を有すると共に、優れた靭性の溶接
金属を得ることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で(以下、同じ)、 Ｃ：０.０３〜０.１８％、 Ｓi：０.０６〜０.８０％、 Ｍn：０.８５〜２.００％、 Ｃr：８.００〜１１.０％、 Ｍo：０.８０〜１.２０％、 Ｎi：０.０３〜１.００％、 Ｎb：０.０１０〜０.２５０％、 Ｖ：０.０２〜０.５０％、 Ｎ：０.０２６〜０.１０％、 Ｏ：０.００２〜０.０３０％、 を含有し、Ａlは０.０２０％以下に制限し、更に、 Ｍn＋２Ｎi−１０Ｎ：３.００％以下、を満足し、残部
がＦe及び不可避的不純物であることを特徴とする９Ｃr
−１Ｍo鋼溶接用ワイヤ。 - 【請求項２】 更に、Ｔa：０.００２〜０.２５０％を
含有することを特徴とする請求項１に記載の９Ｃr−１
Ｍo鋼溶接用ワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26562993A JPH0796390A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | ９Ｃｒ−１Ｍｏ鋼溶接用ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26562993A JPH0796390A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | ９Ｃｒ−１Ｍｏ鋼溶接用ワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0796390A true JPH0796390A (ja) | 1995-04-11 |
Family
ID=17419796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26562993A Pending JPH0796390A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | ９Ｃｒ−１Ｍｏ鋼溶接用ワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0796390A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6290904B1 (en) | 1998-01-20 | 2001-09-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Welding materials for high-Cr steels |
| JP2016022503A (ja) * | 2014-07-18 | 2016-02-08 | 株式会社神戸製鋼所 | 狭開先タンデムサブマージアーク溶接方法 |
| EP3037205A1 (en) | 2014-12-25 | 2016-06-29 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Wire for gas shield arc welding |
| CN110049845A (zh) * | 2016-12-12 | 2019-07-23 | 日立造船株式会社 | 焊接施工方法 |
| CN115125441A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-30 | 江苏永钢集团有限公司 | 一种气保焊丝用钢及其热处理软化方法 |
| WO2024095678A1 (ja) * | 2022-11-02 | 2024-05-10 | 株式会社神戸製鋼所 | ソリッドワイヤ及びガスシールドアーク溶接方法 |
-
1993
- 1993-09-29 JP JP26562993A patent/JPH0796390A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6290904B1 (en) | 1998-01-20 | 2001-09-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Welding materials for high-Cr steels |
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| JPWO2018110357A1 (ja) * | 2016-12-12 | 2019-10-24 | 日立造船株式会社 | 溶接施工方法 |
| EP3552750A4 (en) * | 2016-12-12 | 2019-12-18 | Hitachi Zosen Corporation | WELDING |
| CN115125441A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-30 | 江苏永钢集团有限公司 | 一种气保焊丝用钢及其热处理软化方法 |
| WO2024095678A1 (ja) * | 2022-11-02 | 2024-05-10 | 株式会社神戸製鋼所 | ソリッドワイヤ及びガスシールドアーク溶接方法 |
| JP2024066737A (ja) * | 2022-11-02 | 2024-05-16 | 株式会社神戸製鋼所 | ソリッドワイヤ及びガスシールドアーク溶接方法 |
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