JPH10272592A - TIG welding wire for heat resistant steel - Google Patents

TIG welding wire for heat resistant steel

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Publication number
JPH10272592A
JPH10272592A JP8136497A JP8136497A JPH10272592A JP H10272592 A JPH10272592 A JP H10272592A JP 8136497 A JP8136497 A JP 8136497A JP 8136497 A JP8136497 A JP 8136497A JP H10272592 A JPH10272592 A JP H10272592A
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JP
Japan
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weight
content
wire
less
weld metal
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Pending
Application number
JP8136497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yusuke Minami
雄介 南
Akira Toyama
晃 遠山
Takeshi Nakagawa
武 中川
Akinobu Goto
明信 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Wが添加された耐熱鋼の溶接において、熱処
理後の室温強度、靱性及びクリープ強度が良好である溶
接金属を得ることができる耐熱鋼用TIG溶接ワイヤを
提供する。 【解決手段】 耐熱鋼用TIG溶接ワイヤは、重量%
で、C:0.05乃至0.15%、Si:0.1乃至
1.0%、Mn:0.3乃至1.5%、S:0.001
乃至0.01%、Cr:1.7乃至3%、Mo:0.4
5乃至1%、W:0.1乃至1.2%及びV:0.1乃
至0.5%を含有し、Pが0.01%以下、Niが0.
25%以下、Alが0.01%以下、Oが0.02%以
下、Nが0.015%以下に規制されていて、残部がF
e及び不可避的不純物からなるものである。また、前記
Wの含有量を重量%で[W]、前記Moの含有量を重量
%で[Mo]としたとき、[W]/[Mo]が0.2乃
至2.6である。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a TIG welding wire for heat-resistant steel capable of obtaining a weld metal having good room temperature strength, toughness and creep strength after heat treatment in welding of heat-resistant steel to which W is added. . SOLUTION: The TIG welding wire for heat resistant steel is weight%.
C: 0.05 to 0.15%, Si: 0.1 to 1.0%, Mn: 0.3 to 1.5%, S: 0.001
To 0.01%, Cr: 1.7 to 3%, Mo: 0.4
5 to 1%, W: 0.1 to 1.2%, and V: 0.1 to 0.5%, P is 0.01% or less, and Ni is 0.1 to 0.2%.
25% or less, Al is 0.01% or less, O is 0.02% or less, N is 0.015% or less, and the balance is F.
e and unavoidable impurities. When the content of W is [W] by weight% and the content of Mo is [Mo] by weight%, [W] / [Mo] is 0.2 to 2.6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は火力発電プラントの
分野における超超臨界圧ボイラ等の高温部材の溶接に使
用されるTIG溶接ワイヤに関し、特に、得られる溶接
金属の特性を向上させることができる耐熱鋼用TIG溶
接ワイヤに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a TIG welding wire used for welding a high-temperature member such as a super-supercritical boiler in the field of a thermal power plant, and in particular, it can improve the properties of the obtained weld metal. The present invention relates to a TIG welding wire for heat-resistant steel.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、火力発電プラントの分野におい
て、設備の高効率操業を図るため、使用環境がより一層
高温高圧化される傾向にあり、その構造物の材料は操業
条件に応じて選択されている。例えば、低温低圧の条件
においては、主として2.25%Cr−1%Mo鋼が使
用されており、高温高圧の条件においては、V等の炭化
物形成元素を添加して高強度化を図った9〜12%Cr
鋼又はステンレス鋼等が使用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of thermal power plants, the operating environment tends to be further increased in temperature and pressure in order to operate equipment efficiently, and the material of the structure is selected according to the operating conditions. Have been. For example, under low temperature and low pressure conditions, 2.25% Cr-1% Mo steel is mainly used, and under high temperature and high pressure conditions, a carbide forming element such as V is added to increase the strength. ~ 12% Cr
Steel or stainless steel is used.

【0003】しかし、9〜12%Cr鋼は中温度領域用
の鋼材としては原料コストが高くなるので、例えば、
2.25%Cr−1%Mo鋼にWを添加することによ
り、クリープ強度の向上を図った耐熱鋼が開示されてい
る(特開平2−217438号公報)。この耐熱鋼は、
MoとWとの複合添加効果によって、9〜12%Cr鋼
と同等以上のクリープ強度を得ることができるものであ
ると共に、9〜12%Cr鋼と比較して原料コストが低
くなる。従って、このような耐熱鋼は、今後の火力発電
プラントの分野における超臨界圧ボイラの中温から高温
用の部材として、適用される期待が高まってきている。
However, 9 to 12% Cr steel has a high raw material cost as a steel material for a medium temperature region.
A heat-resistant steel in which the creep strength is improved by adding W to 2.25% Cr-1% Mo steel has been disclosed (JP-A-2-217438). This heat-resistant steel
Due to the combined effect of Mo and W, creep strength equal to or higher than that of 9 to 12% Cr steel can be obtained, and the raw material cost is lower than that of 9 to 12% Cr steel. Therefore, such heat-resistant steel is expected to be applied as a member for medium to high temperatures of a supercritical boiler in the field of thermal power plants in the future.

【0004】一方、Wが添加された耐熱鋼を溶接するた
めの溶接材料として、クリープ強度が優れた耐熱鋼用溶
接材料が提案されている(特開平5−269590号公
報)。この溶接材料は、得られる溶接金属のクリープ強
度を高めるために、Wを1.3乃至2.5重量%含有す
るものである。
On the other hand, as a welding material for welding heat-resistant steel to which W is added, a welding material for heat-resistant steel having excellent creep strength has been proposed (JP-A-5-269590). This welding material contains 1.3 to 2.5% by weight of W in order to increase the creep strength of the obtained weld metal.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
5−269590号公報に記載されたTIG溶接ワイヤ
を使用して耐熱鋼を溶接した場合、得られる溶接金属は
Ni含有量が多いので、熱処理(SR)後、優れたクリ
ープ強度を得ることができないという問題点がある。ま
た、Wの添加量が過剰であるので、靱性が低くなると共
に不安定になりやすいという問題点も発生する。
However, when a heat-resistant steel is welded using a TIG welding wire described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-269590, the resulting weld metal has a high Ni content, so that a heat treatment ( After SR), there is a problem that excellent creep strength cannot be obtained. Further, since the added amount of W is excessive, there arises a problem that the toughness is lowered and the material tends to be unstable.

【0006】このように、従来においては、Wが添加さ
れた耐熱鋼の溶接において、高い性能を有する溶接金属
を得ることができる溶接材料は、未だ開発されていな
い。
As described above, in the past, welding materials capable of obtaining a weld metal having high performance in welding of heat-resistant steel to which W has been added have not yet been developed.

【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、Wが添加された耐熱鋼の溶接において、熱
処理後の室温強度、靱性及びクリープ強度が良好である
溶接金属を得ることができる耐熱鋼用TIG溶接ワイヤ
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to obtain a weld metal having good room temperature strength, toughness and creep strength after heat treatment in welding of heat-resistant steel to which W is added. It is an object of the present invention to provide a TIG welding wire for heat resistant steel that can be used.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る耐熱鋼用T
IG溶接ワイヤは、C:0.05乃至0.15重量%、
Si:0.1乃至1.0重量%、Mn:0.3乃至1.
5重量%、S:0.001乃至0.01重量%、Cr:
1.7乃至3重量%、Mo:0.45乃至1重量%、
W:0.1乃至1.2重量%及びV:0.1乃至0.5
重量%を含有し、Pが0.01重量%以下、Niが0.
25重量%以下、Alが0.01重量%以下、Oが0.
02重量%以下、Nが0.015重量%以下に規制され
ており、残部がFe及び不可避的不純物からなるもので
あって、前記Wの含有量を重量%で[W]、前記Moの
含有量を重量%で[Mo]としたとき、[W]/[M
o]が0.2乃至2.6であることを特徴とする。
According to the present invention, a T for heat-resistant steel according to the present invention is provided.
IG welding wire, C: 0.05 to 0.15% by weight,
Si: 0.1 to 1.0% by weight, Mn: 0.3 to 1.
5% by weight, S: 0.001 to 0.01% by weight, Cr:
1.7 to 3% by weight, Mo: 0.45 to 1% by weight,
W: 0.1 to 1.2% by weight and V: 0.1 to 0.5
% Of P, 0.01% by weight or less of P, and 0.2% of Ni.
25 wt% or less, Al 0.01 wt% or less, O
The content of N is regulated to not more than 02% by weight and the content of N is set to 0.015% by weight or less, and the balance is composed of Fe and unavoidable impurities. When the amount is [Mo] in weight%, [W] / [M
o] is 0.2 to 2.6.

【0009】このTIG溶接ワイヤは、更に、B:0.
0005乃至0.01重量%を含有することが好まし
い。また、Nb:0.05重量%以下及びTi:0.0
5重量%以下からなる群から選択された少なくとも1種
の元素を含有することが望ましい。
[0009] The TIG welding wire further comprises B: 0.
It is preferable to contain 0005 to 0.01% by weight. Further, Nb: 0.05% by weight or less and Ti: 0.0
It is desirable to contain at least one element selected from the group consisting of 5% by weight or less.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本願発明者等が本発明の課題を解
決すべく、鋭意実験研究を重ねた結果、TIG溶接ワイ
ヤの組成を適切な範囲に規定することにより、このTI
G溶接ワイヤを使用して耐熱鋼を溶接した場合に、優れ
た特性を有する溶接金属を得ることができることを見い
出した。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The inventors of the present invention have conducted intensive experiments and studies in order to solve the problems of the present invention. As a result, by defining the composition of a TIG welding wire within an appropriate range, this TI
It has been found that when welding heat resistant steel using a G welding wire, a weld metal having excellent properties can be obtained.

【0011】即ち、本発明においては、ワイヤ中のC及
びCrの含有量を調整すると共に、Ni含有量を規制す
ることにより、得られる溶接金属のクリープ強度の向上
を図っている。また、ワイヤ成分としてMoとWとを複
合添加すると共に、Nb、Ti及びBも添加している。
That is, in the present invention, the creep strength of the obtained weld metal is improved by adjusting the contents of C and Cr in the wire and controlling the Ni content. In addition, Mo and W are added as a wire component in a complex manner, and Nb, Ti and B are also added.

【0012】更に、ワイヤ中のW含有量の上限を規制し
た状態で、W含有量とMo含有量との比を規制すると共
に、ワイヤ中にBを含有させることにより、溶接金属の
靱性の向上を図っている。このように、本発明において
は、TIG溶接ワイヤの組成を調整しているので、この
TIG溶接ワイヤを使用してWが添加された耐熱鋼を溶
接した場合に、良好な室温強度、靱性及びクリープ強度
を有する溶接金属を得ることができる。
Further, while the upper limit of the W content in the wire is regulated, the ratio of the W content to the Mo content is regulated, and B is contained in the wire to improve the toughness of the weld metal. Is being planned. As described above, since the composition of the TIG welding wire is adjusted in the present invention, when the heat-resistant steel to which W is added is welded using this TIG welding wire, good room-temperature strength, toughness, and creep are obtained. A weld metal having strength can be obtained.

【0013】以下、本発明に係る耐熱鋼用TIG溶接ワ
イヤの組成限定理由について説明する。
Hereinafter, the reasons for limiting the composition of the TIG welding wire for heat-resistant steel according to the present invention will be described.

【0014】C:0.05乃至0.15重量% Cは焼入れ性に大きく影響を与える元素であり、溶接金
属の室温強度及び靱性を確保するために添加されるもの
である。また、溶接金属中に炭化物を形成して、溶接金
属のクリープ強度を高めるために必要な成分でもある。
ワイヤ中のC含有量が0.05重量%未満であると、こ
れらの性能が低下してしまう。一方、ワイヤ中のC含有
量が0.15重量%を超えると、室温強度は向上する
が、靱性が低下する。また、溶接金属中の炭化物が凝集
して粗大化することにより、クリープ強度も低下する。
従って、ワイヤ中のC含有量は0.05乃至0.15重
量%とする。好ましくは、C含有量は0.08乃至0.
11重量%である。
C: 0.05 to 0.15% by weight C is an element that greatly affects the hardenability, and is added to secure the room temperature strength and toughness of the weld metal. It is also a component necessary for forming carbides in the weld metal to increase the creep strength of the weld metal.
If the C content in the wire is less than 0.05% by weight, these properties will deteriorate. On the other hand, when the C content in the wire exceeds 0.15% by weight, the room temperature strength is improved, but the toughness is reduced. In addition, the creep strength also decreases due to the aggregation and coarsening of the carbides in the weld metal.
Therefore, the C content in the wire is set to 0.05 to 0.15% by weight. Preferably, the C content is between 0.08 and 0.5.
11% by weight.

【0015】Si:0.1乃至1.0重量% Siはビードのなじみ性を改善する効果を有する。ワイ
ヤ中のSi含有量が0.1重量%未満であると、ビード
のなじみ性を改善する効果が低下し、特に、裏波溶接時
において溶接作業性が低下する。一方、ワイヤ中のSi
含有量が1.0重量%を超えると、不純物であるPの粒
界への偏析が促進されるので、溶接金属の靱性及び耐焼
戻し脆化特性が低下する。従って、ワイヤ中のSi含有
量は0.1乃至1.0重量%とする。好ましくは、Si
含有量は0.20乃至0.50重量%である。
Si: 0.1 to 1.0% by weight Si has an effect of improving bead conformability. When the Si content in the wire is less than 0.1% by weight, the effect of improving the bead conformability is reduced, and particularly, the welding workability is reduced during backwash welding. On the other hand, Si in the wire
If the content exceeds 1.0% by weight, segregation of P, which is an impurity, to the grain boundary is promoted, so that the toughness and temper embrittlement resistance of the weld metal deteriorate. Therefore, the Si content in the wire is set to 0.1 to 1.0% by weight. Preferably, Si
The content is between 0.20 and 0.50% by weight.

【0016】Mn:0.3乃至1.5重量% Mnは溶接金属の靱性を向上させる効果を有する。ワイ
ヤ中のMn含有量が0.3重量%未満であると、その効
果が低下して、靱性を十分に向上させることができな
い。一方、ワイヤ中のMn含有量が1.5重量%を超え
ると、溶接金属のクリープ強度が低下して、不純物であ
るPの粒界への偏析が促進されるので、耐焼戻し脆化特
性も低下する。従って、ワイヤ中のMn含有量は0.3
乃至1.5重量%とする。好ましくは、Mn含有量は
0.5乃至1.0重量%である。
Mn: 0.3 to 1.5% by weight Mn has the effect of improving the toughness of the weld metal. If the Mn content in the wire is less than 0.3% by weight, the effect is reduced and the toughness cannot be sufficiently improved. On the other hand, if the Mn content in the wire exceeds 1.5% by weight, the creep strength of the weld metal is reduced, and segregation of P, which is an impurity, to the grain boundary is promoted. descend. Therefore, the Mn content in the wire is 0.3
To 1.5% by weight. Preferably, the Mn content is between 0.5 and 1.0% by weight.

【0017】S:0.001乃至0.01重量% SはSiと同様にビードのなじみ性を改善する効果を有
する。ワイヤ中のS含有量が0.001重量%未満であ
ると、その効果を十分に得ることができない。一方、ワ
イヤ中のS含有量が0.01重量%を超えると、溶接金
属の靱性及び耐高温割れ性が低下する。従って、ワイヤ
中のS含有量は0.001乃至0.01重量%とする。
好ましくは、S含有量は0.003乃至0.007重量
%である。
S: 0.001 to 0.01% by weight S has an effect of improving the conformability of a bead like Si. If the S content in the wire is less than 0.001% by weight, the effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the S content in the wire exceeds 0.01% by weight, the toughness and hot crack resistance of the weld metal decrease. Therefore, the S content in the wire is set to 0.001 to 0.01% by weight.
Preferably, the S content is between 0.003 and 0.007% by weight.

【0018】Cr:1.7乃至3重量% Crは溶接金属の室温強度、耐酸化性及び高温耐食性を
向上させる効果を有する。ワイヤ中のCr含有量が1.
7重量%未満であると、その効果を十分に得ることがで
きない。一方、Crが3重量%を超えて多量にワイヤ中
に添加されると、溶接金属中に比較的大きなCr炭化物
が凝集して粗大化するので、溶接金属のクリープ強度が
低下する。従って、ワイヤ中のCr含有量は1.7乃至
3重量%とする。
Cr: 1.7 to 3% by weight Cr has the effect of improving the room temperature strength, oxidation resistance and high temperature corrosion resistance of the weld metal. Cr content in the wire is 1.
If the amount is less than 7% by weight, the effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if a large amount of Cr is added to the wire in excess of 3% by weight, relatively large Cr carbides will agglomerate and coarsen in the weld metal, and the creep strength of the weld metal will decrease. Therefore, the Cr content in the wire is set to 1.7 to 3% by weight.

【0019】Mo:0.45乃至1重量%、W:0.1
乃至1.2重量% Mo及びWは固溶強化作用によって母材を強化する効果
を有する。また、Cr及びFeよりも炭化物形成傾向が
大きいので、両者をワイヤ中に複合添加することによっ
て、比較的大きなCr炭化物及びセメンタイト等の析出
を抑制して、微細炭化物として溶接金属中に析出し、こ
れにより、溶接金属のクリープ強度を著しく向上させる
ことができる。ワイヤ中のMo含有量が0.45重量%
未満であるか、又はワイヤ中のW含有量が0.1重量%
未満であると、上述の効果を十分に得ることができな
い。一方、ワイヤ中のMo含有量が1重量%を超える
か、又はワイヤ中のW含有量が1.2重量%を超える
と、溶接金属の靱性が著しく低下する。従って、ワイヤ
中のMo含有量は0.45乃至1重量%とし、W含有量
は0.1乃至1.2重量%とする。好ましくは、Mo含
有量が0.5乃至0.7重量%であり、W含有量が0.
3乃至0.7重量%である。
Mo: 0.45 to 1% by weight, W: 0.1
To 1.2 wt% Mo and W have the effect of strengthening the matrix by solid solution strengthening effect. In addition, since the tendency of carbide formation is larger than that of Cr and Fe, by adding both to the wire in a composite manner, the precipitation of relatively large Cr carbide and cementite is suppressed, and the carbide is precipitated as fine carbide in the weld metal, Thereby, the creep strength of the weld metal can be significantly improved. Mo content in the wire is 0.45% by weight
Or less than 0.1% by weight of W in the wire
If it is less than the above, the above-mentioned effects cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the Mo content in the wire exceeds 1% by weight or the W content in the wire exceeds 1.2% by weight, the toughness of the weld metal is significantly reduced. Therefore, the Mo content in the wire is set to 0.45 to 1% by weight, and the W content is set to 0.1 to 1.2% by weight. Preferably, the Mo content is 0.5 to 0.7% by weight, and the W content is 0.1% by weight.
3 to 0.7% by weight.

【0020】V:0.1乃至0.5重量% Vは微細な炭化物として溶接金属中に析出するので、溶
接金属のクリープ強度の向上に寄与する成分である。ワ
イヤ中のV含有量が0.1重量%未満であると、その効
果を十分に得ることができない。一方、ワイヤ中のV含
有量が0.5重量%を超えると、溶接金属の靱性が著し
く低下する。従って、ワイヤ中のV含有量は0.1乃至
0.5重量%とする。好ましくはV含有量は0.3乃至
0.4重量%である。
V: 0.1 to 0.5% by weight V is a component that contributes to the improvement of the creep strength of the weld metal because V precipitates in the weld metal as fine carbide. If the V content in the wire is less than 0.1% by weight, the effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the V content in the wire exceeds 0.5% by weight, the toughness of the weld metal is significantly reduced. Therefore, the V content in the wire is set to 0.1 to 0.5% by weight. Preferably, the V content is between 0.3 and 0.4% by weight.

【0021】P:0.01重量%以下 Pは粒界に偏析して、溶接金属の靱性及び耐焼戻し脆化
特性を劣化させる元素である。ワイヤ中のP含有量が
0.01重量%を超えると、所望の特性を有する溶接金
属を得ることができない。従って、ワイヤ中のP含有量
は0.01重量%以下に規制する。好ましくは、P含有
量を0.005重量%以下となるように規制する。
P: not more than 0.01% by weight P is an element that segregates at the grain boundary and deteriorates the toughness and temper embrittlement resistance of the weld metal. If the P content in the wire exceeds 0.01% by weight, a weld metal having desired properties cannot be obtained. Therefore, the P content in the wire is restricted to 0.01% by weight or less. Preferably, the P content is regulated to be 0.005% by weight or less.

【0022】Ni:0.25重量%以下 本願発明者等はNiが0.25重量%を超えてワイヤ中
に添加されていると、得られる溶接金属のクリープ強度
が著しく低下することを見い出した。従って、ワイヤ中
のNi含有量は0.25重量%以下に規制する。好まし
くは、Ni含有量を0.1重量%以下となるように規制
する。
Ni: 0.25% by weight or less The present inventors have found that if Ni is added to the wire in an amount exceeding 0.25% by weight, the creep strength of the obtained weld metal is significantly reduced. . Therefore, the Ni content in the wire is restricted to 0.25% by weight or less. Preferably, the Ni content is regulated to be 0.1% by weight or less.

【0023】Al:0.01重量%以下 本願発明者等はAlが0.01重量%を超えてワイヤ中
に添加されていると、得られる溶接金属の室温強度が大
きくなって、靱性が低下することを見い出した。従っ
て、ワイヤ中のAl含有量は0.01重量%以下に規制
する。好ましくは、Al含有量を0.005重量%以下
となるように規制する。
Al: not more than 0.01% by weight The present inventors have found that if Al is added to the wire in an amount exceeding 0.01% by weight, the resulting weld metal will have increased room temperature strength and reduced toughness. I found something to do. Therefore, the Al content in the wire is restricted to 0.01% by weight or less. Preferably, the Al content is regulated to be 0.005% by weight or less.

【0024】O:0.02重量%以下 本願発明者等はOが0.02重量%を超えてワイヤ中に
添加されていると、得られる溶接金属中において非金属
介在物が増加すると共に、他の成分の歩留まりが低下す
ることによって、溶接金属の室温強度、靱性及びクリー
プ強度がいずれも著しく低下することを見い出した。従
って、ワイヤ中のO含有量は0.02重量%以下に規制
する。好ましくは、O含有量を0.01重量%以下とな
るように規制する。
O: not more than 0.02% by weight The present inventors have found that when O is added to the wire in an amount exceeding 0.02% by weight, nonmetallic inclusions increase in the obtained weld metal, It has been found that the room temperature strength, the toughness, and the creep strength of the weld metal all significantly decrease due to the decrease in the yield of other components. Therefore, the O content in the wire is restricted to 0.02% by weight or less. Preferably, the O content is regulated to be 0.01% by weight or less.

【0025】N:0.015重量%以下 本願発明者等はNが0.015重量%を超えてワイヤ中
に添加されていると、得られる溶接金属の室温強度及び
クリープ強度は向上するが、靱性が著しく低下すること
を見い出した。従って、ワイヤ中のN含有量は0.01
5重量%以下に規制する。好ましくは、N含有量を0.
01重量%以下となるように規制する。
N: not more than 0.015% by weight The present inventors have found that when N is added to the wire in an amount exceeding 0.015% by weight, the room temperature strength and creep strength of the obtained weld metal are improved. It was found that the toughness was significantly reduced. Therefore, the N content in the wire is 0.01
Regulate to 5% by weight or less. Preferably, the N content is 0.1.
It is regulated to be not more than 01% by weight.

【0026】[W]/[Mo]:0.2乃至2.6 前述の如く、本発明においては、ワイヤ中にMo及びW
が複合添加されているので、溶接金属のクリープ強度が
著しく向上する。しかし、この効果を得るためには、W
含有量とMo含有量との比を適切に規制する必要があ
る。ワイヤ中のW含有量を重量%で[W]とし、ワイヤ
中のMo含有量を重量%で[Mo]としたとき、[W]
/[Mo]が0.2未満であると、溶接金属のクリープ
強度を向上させる効果を得ることができない。一方、
[W]/[Mo]が2.6を超えると、溶接金属の強度
が高くなりすぎて、靱性が著しく低下する。従って、
[W]/[Mo]は0.2乃至2.6とする。好ましく
は、[W]/[Mo]は0.5乃至1.5である。
[W] / [Mo]: 0.2 to 2.6 As described above, in the present invention, Mo and W are contained in the wire.
, The creep strength of the weld metal is significantly improved. However, in order to obtain this effect, W
It is necessary to appropriately regulate the ratio between the content and the Mo content. When the W content in the wire is [W] in weight% and the Mo content in the wire is [Mo] in weight%, [W]
If / [Mo] is less than 0.2, the effect of improving the creep strength of the weld metal cannot be obtained. on the other hand,
If [W] / [Mo] exceeds 2.6, the strength of the weld metal becomes too high, and the toughness is significantly reduced. Therefore,
[W] / [Mo] is 0.2 to 2.6. Preferably, [W] / [Mo] is 0.5 to 1.5.

【0027】本発明においては、ワイヤ中の上記元素の
含有量及びW含有量とMo含有量との比率を適切に規制
することによって、優れた特性を有する溶接金属を得る
ことができるが、このワイヤ中にBを含有させるか、又
はNb及びTiのいずれか一方又は両方を適切な量で添
加することにより、更に一層、得られる溶接金属の特性
を向上させることができる。以下、これらの元素の含有
量の好ましい範囲の限定理由について説明する。
In the present invention, a weld metal having excellent properties can be obtained by appropriately regulating the content of the above elements and the ratio of the W content to the Mo content in the wire. By containing B in the wire, or adding one or both of Nb and Ti in an appropriate amount, the properties of the obtained weld metal can be further improved. Hereinafter, the reasons for limiting the preferable ranges of the contents of these elements will be described.

【0028】B:0.0005乃至0.01重量% Bは焼入れ性を改善して、溶接金属の組織を微細化する
ことにより、溶接金属の靱性を向上させる効果を有する
元素である。Bはまた、微細な炭窒化物として溶接金属
中に析出するので、溶接金属の室温強度及びクリープ強
度の向上にも寄与する。ワイヤ中にBを添加する場合、
その含有量が0.0005重量%未満であると、添加効
果を十分に得ることができない。一方、ワイヤ中のB含
有量が0.01重量%を超えると、溶接金属の強度が著
しく上昇し、靱性が低下すると共に、耐高温割れ性も低
下する。従って、ワイヤ中にBを含有させる場合、その
含有量は0.0005乃至0.01重量%であることが
好ましい。より好ましくは、ワイヤ中のB含有量は0.
002乃至0.006重量%である。
B: 0.0005 to 0.01% by weight B is an element having the effect of improving the hardenability and making the structure of the weld metal finer, thereby improving the toughness of the weld metal. B also precipitates in the weld metal as fine carbonitrides, thereby contributing to the improvement of the room temperature strength and creep strength of the weld metal. When adding B to the wire,
If the content is less than 0.0005% by weight, the effect of addition cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the B content in the wire exceeds 0.01% by weight, the strength of the weld metal is significantly increased, the toughness is reduced, and the hot cracking resistance is also reduced. Therefore, when B is contained in the wire, the content is preferably 0.0005 to 0.01% by weight. More preferably, the B content in the wire is 0.1.
002 to 0.006% by weight.

【0029】Nb:0.05重量%以下、Ti:0.0
5重量%以下 Nb及びTiのいずれか一方又は両方をワイヤ中に添加
することにより、その量が微量であっても、これらが溶
接金属中に微細な炭窒化物として析出するので、溶接金
属の室温強度及びクリープ強度を更に一層向上させるこ
とができる。ワイヤ中にNb又はTiを含有させる場
合、Nb含有量が0.05重量%を超えるか、又はTi
含有量が0.05重量%を超えると、強度が高くなりす
ぎて、靱性が著しく低下する。従って、ワイヤ中にNb
及びTiのいずれか一方又は両方を含有させる場合、ワ
イヤ中のNb含有量は0.05重量%以下、ワイヤ中の
Ti含有量は0.05重量%以下であることが好まし
い。より好ましくは、Nb含有量は0.005乃至0.
03重量%であり、Ti含有量は0.005乃至0.0
3重量%である。
Nb: 0.05% by weight or less, Ti: 0.0
By adding one or both of Nb and Ti to the wire in an amount of 5% by weight or less , even if the amount is very small, these are precipitated as fine carbonitrides in the weld metal. Room temperature strength and creep strength can be further improved. When Nb or Ti is contained in the wire, the Nb content exceeds 0.05% by weight or Ti
If the content exceeds 0.05% by weight, the strength becomes too high and the toughness is remarkably reduced. Therefore, Nb
When one or both of Ti and Ti are contained, the Nb content in the wire is preferably 0.05% by weight or less, and the Ti content in the wire is preferably 0.05% by weight or less. More preferably, the Nb content is between 0.005 and 0.5.
03% by weight, and the Ti content is 0.005 to 0.0
3% by weight.

【0030】なお、本発明のTIG溶接ワイヤは、ノー
メッキのままでも、防錆性を付与するために、Cuメッ
キを施してもよい。ワイヤ表面に防錆のためのCuメッ
キを施す場合には、ワイヤ中のCu含有量とCuメッキ
量との総量を0.4重量%以下とする。
The TIG welding wire of the present invention may be plated without plating or may be plated with Cu for imparting rust prevention. When performing Cu plating for rust prevention on the wire surface, the total amount of the Cu content and the Cu plating amount in the wire is set to 0.4% by weight or less.

【0031】[0031]

【実施例】以下、本発明に係る耐熱鋼用TIG溶接ワイ
ヤの実施例についてその比較例と比較して具体的に説明
する。
EXAMPLES Examples of the TIG welding wire for heat-resistant steel according to the present invention will be specifically described below in comparison with comparative examples.

【0032】図1は本実施例において使用する溶接母材
の形状を示す断面図である。図1に示すように、本実施
例においては、JIS Z3316に準じて溶接試験を
実施した。即ち、図1に示すように、溶接母材1はV形
状の開先を有し、このV形状の開先部の裏面には、溶接
母材1と同一の化学組成を有する裏当金2が配置されて
いる。本実施例においては、このV形状の開先角度を4
5°として、裏当金が配置されている部分のギャップ幅
を6mmとした。また、溶接母材1の板厚を16mmと
した。
FIG. 1 is a sectional view showing the shape of a welding base metal used in this embodiment. As shown in FIG. 1, in this example, a welding test was performed according to JIS Z3316. That is, as shown in FIG. 1, the welding base material 1 has a V-shaped groove, and a backing metal 2 having the same chemical composition as the welding base material 1 is provided on the back surface of the V-shaped groove. Is arranged. In the present embodiment, the groove angle of this V shape is 4
5 °, the gap width of the portion where the backing metal is arranged was 6 mm. Further, the plate thickness of the welding base material 1 was set to 16 mm.

【0033】先ず、下記表1及び2に示す化学組成を有
し、直径が1.6mmであるソリッドワイヤを使用し、
下記表3及び4に示す化学組成を有する溶接母材を図1
に示す開先形状に加工して、下記表5に示す自動TIG
溶接条件によって溶接することにより、開先部に溶接金
属を形成した。但し、TIG溶接時においては、極性を
DCENとし、シールドガスとして100%のArガス
を使用した。また、ソリッドワイヤには、防錆のためC
uメッキを施した。ワイヤ中のCu量とCuメッキ量と
の総量は、約0.15重量%であった。
First, a solid wire having a chemical composition shown in the following Tables 1 and 2 and having a diameter of 1.6 mm was used.
The welding base metal having the chemical composition shown in Tables 3 and 4 below is shown in FIG.
Automatic TIG shown in Table 5 below
The weld metal was formed at the groove by welding under the welding conditions. However, during TIG welding, the polarity was set to DCEN, and 100% Ar gas was used as a shielding gas. In addition, solid wire has C
u plating was applied. The total amount of Cu and Cu plating in the wire was about 0.15% by weight.

【0034】次に、得られた溶接金属に740℃の温度
で1時間の熱処理を施した後、この溶接金属から種々の
機械的試験のための試験片を採取して、室温強度を評価
する室温引張試験、靱性を評価するシャルピー衝撃試験
及びクリープ強度を評価するクリープ破断試験の3種の
機械的試験を実施した。これらの試験片は下記表6に示
す形状とし、いずれも形成された溶接金属の板厚中央部
から採取した。
Next, after the obtained weld metal is subjected to a heat treatment at a temperature of 740 ° C. for 1 hour, test pieces for various mechanical tests are collected from the weld metal, and the room temperature strength is evaluated. Three types of mechanical tests were performed: a room temperature tensile test, a Charpy impact test for evaluating toughness, and a creep rupture test for evaluating creep strength. These test pieces had the shapes shown in Table 6 below, and were all taken from the center of the thickness of the formed weld metal.

【0035】これらの機械的試験の評価結果を下記表7
に示す。但し、下記表7において、室温引張強さについ
ては、600(N/mm2)以上である場合を良好と判
断した。また、靱性については、0℃における吸収エネ
ルギーが250J以上である場合を良好と判断した。更
に、クリープ破断強度については、負荷応力を196
(N/mm2)とし、600℃の試験温度でクリープ破
断試験を実施し、破断時間が1000時間以上である場
合を良好と判断した。
The evaluation results of these mechanical tests are shown in Table 7 below.
Shown in However, in Table 7 below, when the room temperature tensile strength was 600 (N / mm 2 ) or more, it was judged to be good. Regarding toughness, the case where the absorbed energy at 0 ° C. was 250 J or more was judged to be good. Further, regarding the creep rupture strength, the applied stress was set to 196.
(N / mm 2 ), a creep rupture test was conducted at a test temperature of 600 ° C., and a case where the rupture time was 1000 hours or more was judged to be good.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】[0038]

【表3】 [Table 3]

【0039】[0039]

【表4】 [Table 4]

【0040】[0040]

【表5】 [Table 5]

【0041】[0041]

【表6】 [Table 6]

【0042】[0042]

【表7】 [Table 7]

【0043】上記表1、2及び7に示すように、実施例
No.1乃至8は、ワイヤの化学組成及びW含有量とM
o含有量との比が適切に規制されているので、いずれの
溶接金属についても、優れた室温引張強さ、靱性及びク
リープ強度を有するものとなった。
As shown in Tables 1, 2 and 7 above, Example No. 1 to 8 are the chemical composition and W content of the wire and M
Since the ratio to the o content was appropriately regulated, all of the weld metals had excellent room-temperature tensile strength, toughness, and creep strength.

【0044】一方、比較例No.9は、ワイヤ中のC及
びCr含有量が本発明範囲の下限未満であると共に、O
含有量が本発明範囲の上限を超えているので、溶接金属
の引張強度、靱性及びクリープ強度の全てが低下した。
比較例No.10はワイヤ中のSi及びS含有量が本発
明範囲の下限未満であるので、ビード形状及びビードの
なじみ性が極めて悪くなり、アンダカットが多発した。
従って、機械的試験は実施しなかった。比較例No.1
1はワイヤ中のMn含有量が本発明範囲の下限未満であ
ると共に、Al及びN含有量が本発明範囲の上限を超え
ているので、溶接金属の強度が過度に上昇して、靱性が
著しく低下した。
On the other hand, in Comparative Example No. No. 9 shows that the content of C and Cr in the wire is less than the lower limit of the range of the present invention,
Since the content exceeds the upper limit of the range of the present invention, all of the tensile strength, toughness and creep strength of the weld metal decreased.
Comparative Example No. In No. 10, since the content of Si and S in the wire was less than the lower limit of the range of the present invention, the bead shape and conformability of the bead became extremely poor, and undercut frequently occurred.
Therefore, no mechanical tests were performed. Comparative Example No. 1
In No. 1, since the Mn content in the wire is less than the lower limit of the range of the present invention and the Al and N contents are more than the upper limit of the range of the present invention, the strength of the weld metal is excessively increased and the toughness is remarkably increased. Dropped.

【0045】比較例No.12はワイヤ中のSi、M
n、P、S及びCrの含有量が本発明範囲の上限を超え
ているので、溶接金属の靱性が著しく低下すると共に、
クリープ強度も低いものとなった。比較例No.13は
ワイヤ中のNi含有量が本発明範囲の上限を超えている
と共に、Mo、W及びVの含有量が本発明範囲の下限未
満であるので、溶接金属のクリープ強度が著しく低下し
た。比較例No.14はワイヤ中のC及びMoの含有量
が本発明範囲の上限を超えているので、溶接金属の強度
が過度に上昇して、靱性が著しく低下した。
Comparative Example No. 12 is Si, M in the wire
Since the contents of n, P, S and Cr exceed the upper limit of the range of the present invention, the toughness of the weld metal is significantly reduced,
The creep strength was also low. Comparative Example No. In No. 13, the Ni content in the wire exceeded the upper limit of the range of the present invention, and the contents of Mo, W, and V were less than the lower limit of the range of the present invention, so that the creep strength of the weld metal was significantly reduced. Comparative Example No. In No. 14, since the contents of C and Mo in the wire exceeded the upper limit of the range of the present invention, the strength of the weld metal was excessively increased and the toughness was significantly reduced.

【0046】比較例No.15はワイヤ中のW及びVの
含有量が本発明範囲の上限を超えているので、溶接金属
の強度が過度に上昇して、靱性が著しく低下した。比較
例No.16はワイヤ中にNb、Ti及びBが本発明の
好ましい範囲を超えて添加されているので、溶接金属の
強度が過度に上昇して、靱性が著しく低下した。比較例
No.17は[W]/[Mo]が本発明範囲の上限を超
えているので、溶接金属の強度が過度に上昇して、靱性
が著しく低下した。比較例No.18は[W]/[M
o]が本発明範囲の下限未満であるので、溶接金属のク
リープ強度が低下した。
Comparative Example No. In No. 15, since the contents of W and V in the wire exceeded the upper limit of the range of the present invention, the strength of the weld metal was excessively increased and the toughness was significantly reduced. Comparative Example No. In No. 16, Nb, Ti and B were added to the wire beyond the preferred range of the present invention, so that the strength of the weld metal was excessively increased and the toughness was significantly reduced. Comparative Example No. In No. 17, since [W] / [Mo] exceeded the upper limit of the range of the present invention, the strength of the weld metal was excessively increased, and the toughness was significantly reduced. Comparative Example No. 18 is [W] / [M
o] is less than the lower limit of the range of the present invention, so that the creep strength of the weld metal is reduced.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
耐熱鋼用TIG溶接ワイヤの組成を適切に規定すると共
に、ワイヤ中のW含有量とMo含有量との比を規定して
いるので、このTIG溶接ワイヤを使用して、Wが添加
された耐熱鋼を溶接した場合に、熱処理後の室温強度、
靱性及びクリープ強度が良好である溶接金属を得ること
ができる。
As described in detail above, according to the present invention,
Since the composition of the TIG welding wire for heat-resistant steel is properly specified and the ratio of the W content to the Mo content in the wire is specified, the heat-resistant steel to which W is added using this TIG welding wire is used. When welding steel, room temperature strength after heat treatment,
A weld metal having good toughness and creep strength can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施例において使用する溶接母材の形状を示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a shape of a welding base material used in the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1;溶接母材 2;裏当金 1: welding base metal 2: backing metal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 武 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番1 株 式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (72)発明者 後藤 明信 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番1 株 式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takeshi Nakagawa 100-1 Urakawachi, Miyama-ji, Fujisawa-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Kobe Steel Fujisawa Plant (72) Inventor Akinobu Goto 100 Urakawachi, Miyamae, Fujisawa-shi, Kanagawa No. 1 Kobe Steel Ltd. Fujisawa Works

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 C:0.05乃至0.15重量%、S
i:0.1乃至1.0重量%、Mn:0.3乃至1.5
重量%、S:0.001乃至0.01重量%、Cr:
1.7乃至3重量%、Mo:0.45乃至1重量%、
W:0.1乃至1.2重量%及びV:0.1乃至0.5
重量%を含有し、Pが0.01重量%以下、Niが0.
25重量%以下、Alが0.01重量%以下、Oが0.
02重量%以下、Nが0.015重量%以下に規制され
ており、残部がFe及び不可避的不純物からなるもので
あって、前記Wの含有量を重量%で[W]、前記Moの
含有量を重量%で[Mo]としたとき、[W]/[M
o]が0.2乃至2.6であることを特徴とする耐熱鋼
用TIG溶接ワイヤ。
1. C: 0.05 to 0.15% by weight, S
i: 0.1 to 1.0% by weight, Mn: 0.3 to 1.5
% By weight, S: 0.001 to 0.01% by weight, Cr:
1.7 to 3% by weight, Mo: 0.45 to 1% by weight,
W: 0.1 to 1.2% by weight and V: 0.1 to 0.5
% Of P, 0.01% by weight or less of P, and 0.2% of Ni.
25 wt% or less, Al 0.01 wt% or less, O
The content of N is regulated to not more than 02% by weight and the content of N is set to 0.015% by weight or less, and the balance is composed of Fe and unavoidable impurities. When the amount is [Mo] in weight%, [W] / [M
o] is 0.2 to 2.6.
【請求項2】 更に、B:0.0005乃至0.01重
量%を含有することを特徴とする請求項1に記載の耐熱
鋼用TIG溶接ワイヤ。
2. The TIG welding wire according to claim 1, further comprising B: 0.0005 to 0.01% by weight.
【請求項3】 更に、Nb:0.05重量%以下及びT
i:0.05重量%以下からなる群から選択された少な
くとも1種の元素を含有することを特徴とする請求項1
又は2に記載の耐熱鋼用TIG溶接ワイヤ。
3. Nb: 0.05% by weight or less and T
2. The composition according to claim 1, further comprising at least one element selected from the group consisting of i: 0.05% by weight or less.
Or the TIG welding wire for heat-resistant steel according to 2.
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