JPS6037290A - 低温用鋼の溶接用心線 - Google Patents

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〕 本発明は低温用鋼の溶接用心線、とくに液化窒素、液化
酸素、液化天然ガス等の極低温で使用される容器あるい
は装膜の構成部材として用いられる低温用鋼の溶接用心
線に関するものである。

〔従来技術〕

従来、液化窒素や液化天然ガス等の極低温で使用される
容器や装置の構成部材としては、９ｃＸＮ＋鋼が比較的
多く使用されており、当然のことなから酸接で製作され
る。この極低温用鋼の溶接材料としては強度が高く、ま
た−１９６℃における低温靭性が安定して優れているＮ
ｉ基合金が一般にｍｍ化されている。

この系統の溶接材料としてはＡＷＳＡ５．１１］＋３Ｎ
ｉ　０ｒｌｉ’ｅ　１〜４に分類される７　５　Ｎｉ　
−１５Ｏｒのいわゆるインコネル系及びＡＷ８　Ａ　５
．１１　ＥＮｉＭ。

−１，３のハステロイ系等があるが、インコネル系の溶
接心線を潜弧浴接に供すると高温割れが発生し易く、近
年、ハステロイ系溶接材料が般多ぐ開発されている。と
ぐに、引張強さが昆ぐ、−１９６℃の低温靭性が優れま
た高温割ｔ′Ｌ感受性が良好な特公昭４９−２７７３２
号および特公昭５１−２９１０４号記載のものが実用化
されているが、このハステロイ系はＭｏ含有針が高くな
るにつれて、溶接用心線の熱間鍛造性が悪（な力、鍛造
歩留りが著しく低下する欠点があった◇ 〔発明の目的〕 本発明者らは、上述の問題点に鑑み、これを改善すべく
数多くの研究を行なった結果、ＯＢとＭｇを複合添加し
、かつＯａ　＋　Ａｉｇの量を限定することによシ、熱
間鍛造性が著しく向上することを見出した。

本発明は以上の如き知見によりなされたものであり、低
温用鋼の溶接用心線として熱間鍛造性が良好で浴接金属
の引張強さが高く、また低温靭性に俊れ、冒温割ル感受
性が良好な新規な溶接用心線全提供するものである。

〔発明の構蔽〕

即ち、本発明の要旨は、Ｏａ　０．０００５〜０．０３
９に（電縫％以下同様）、ムＪｇ　Ｏ，０００５〜０．
０３％、かつ（３ａ　＋　ｉＪｇ≦０．０４９ｆ）ｋ満
足し、００．０１〜０．０５９に、Ｔｉ　０．０１〜０
５９＆、ＭＯ１０〜２５９ｇ、Ｗ　５％以下、Ｆ’ｃ３
〜１５％、Ｎｉ　６５　Ｘ以上ケ含み、更にＡＡ　Ｏ，
００１〜０．２％、８０．０００１〜０．０１２により
なる群から選ばれる１種以上を含み、上記成分を合計で
９０％以上含肩することを特徴とする低温用鋼の溶接用
心線にある。なお、を含めば溶接金属の引張強さがさら
に向上し、またこの範囲内であれば、低温靭性の低下も
見られない◎ 〔作用〕 以下に本発明について詳細ｌＣ説明する。尚以下の成分
の％は、全て重駄９ｇである。

ＯａおよびＭｇは、ＭＯの添力日による熱間鍛造性の劣
化全改善する成分である・例えに、第１図は、Ｏａおよ
びＭｇＯり添加が鍛造歩留り率に及ぼす影響を示したも
のであるが、（４）はＭｇの添７ＪＩ＋が無い場合、（
ＢｌばΔ（ｇの添加量が０．００１％、（Ｃり　ｕ　Ｍ
ｇ　（７，Ｊ　添加量がｏ、　０１　Ｘ、（ＩＩＪＪは
Ｍｇの添加ｔ　７：ｚ’　０．０３％の場合で、Ｍｇ　
ｓＫ　７１［７（ｉｌ）　（Ａ）　’ｃ　除ケｕ、ＣＢ
）　ｌ　（Ｃ１）　ｌ　ｆＤ）　、（！−も％　Ｏａの
添〃ａとともＶＣ＃造歩留り率が著しく向上し、例えば
Ｃａの添〃ｕが０．０１％で鍛造歩留ｐ率は約９０　Ｘ
　Ｉｃ達する。しかし、Ｒ，ｉｇの添加が無い（Ａ）の
場合は、Ｏａの添加を行なっても顕著な効果は認められ
なかった。同様にＯａの添〃口が無い場合も、Ｍｇを増
７ＪＩＩ　しても鍛造歩留シ率の向上に顕著な効果な認
められなかった。なお、Ｏａが０．０Ｏ０５Ｘ未満、Ｍ
ｇが０．　ＯＯＯ５％未満の場合は上述の包合添加を行
なっても、効果は認められなかった。一方、Ｏａが０．
０３％を超えると溶接金属の高温割れ感受性が而くなり
、Ｍｇが００３％を司えると’Ｉ’ＩＱ溶接においてス
ラグが発生しやすぐなる。従って、Ｏａｏ、　０００５
〜０，０３％、Ｍｇ　０．０００５〜０．０３％に規定
した。しかし、ＯＢとＭｇの複合添加の総量が０．０４
９に葡超えると溶接金属の伸びが急減に低下するので上
限金００４％に規定した。

Ｃは溶接金属の強度を高めるが、０．０１％未満では効
果がなく、０．０５９Ｋを超えると低温ｕ性が劣化する
。従ってＯは０．０１−０．０５％に規定したＯ Ｔ１は脱酸剤として作用し、さらに溶接金属の結晶粒を
微細化し、強度を高めるが０．０１　’ｈ；未満では効
果がなく、０．５％を超えると潜弧溶接金属に訃いて、
スラブのこびりつきがひどくなる。従ってＴｉに０．０
１〜０．５％に規定した。

Ｍｏは溶接時の筒温割れを防ぎ、さらに溶接金属の強度
を増す。しかし、１０％未満では上記効果が認めら１ず
、２５ＣＸｆｃ超えると溶妥金団の低温靭性が劣化し、
ざらに、熱間鍛造性も著しく劣化する。従ってｌｌｏは
１０〜２５％に規定した。

Ｗけ溶接金属の強度を増η目するが、５％を超えると低
温靭性が劣化すると同時に、熱間鍛造性が著しく劣化す
る。従って、Ｗけ５％以下に規定したＯ Ｆｅは溶接金属の耐割れ性および低温靭性に効果がある
が、３（Ｘ未満では効果がなく１５％を超えると溶接部
１・１の強度が低下する。従ってＦｅは３〜１５ガに規
定した。

Ｎｉは低温用（′Ａ溶接部の低温靭性を確保する上から
６５％以上必要であった。

上記成分に対し、／Ｌ＃　０．００１〜０．２％、ＢＯ
，ＯＯＯ１〜００１％よりなる群から１種以上を含有す
れば溶接部の継手性能はさらに向上する。

へ！−″脱酸剤として作用し、また強度を増加するが０
、０　Ｏ１９６未満でか効果がなく、０２％を超えると
高温割れ感受性が高くなる。従ってｏ、　ｏ　ｏ　ｉ〜
０．２ＣＸに規定した。Ｂは溶接金属の曲げ延性を向上
させるが０．０００．１９７；未満では効果がなく　０
．０１％を超えると高温割れ感受性が高くなる。従って
Ｂは０．０００１〜０．０１％に規定した。

しかし、上記成分の合計が９０％に満たないと低温用鋼
の浴接に対して強度が不足し、低温靭性も十分でない。

従って上記成分の合計を９０％以上と規定した。

以上の説明により本発明の最低限の必須成分について説
明したが、上記成分を含む溶接用心線に対して、更にＯ
ｒ　＋　Ｓｉ＋　Ｍｎ　ｉ添加すると浴接作業性や溶接
部の継手強度に好影響を与えることが判明した。　Ｏｒ
については５％を超えると溶接金属の耐高温割れ性が劣
化するので５％以下に規定した。Ｓｉについても同様［
０，５％金超えると溶接金属の耐高温割れ性が劣化する
ので０５％以下に規定した。Ｍｎば３％を超えるとピー
ドが凸になり、溶接継手部に欠陥を生じるので３％以下
に規定したＯ 以上が本発明で特に定める成分およびその範囲であるが
、溶接対象物にめられる規格や組み合せるフラックスに
よっては、上記以外の成分、例えばＴａ　、　Ｖ　、　
Ｚｒ　、　Ｃｏ　、　Ｈｆ　、　Ｙ　、希土類元素（Ｒ
ＥＭ）など全各々０６％以下で任意に含んでも、本発明
の溶接用心線の特性を損うものではない。

本発明は以上述べた如くＰ島を多量に含有する高Ｎｉ系
溶接用心線において、ＯａとＮｇ　ｋ複合添加し、かつ
Ｏａ　＋Ｍｇの量を限定することにより、ｉ間鍛造性が
著しく向上するという知見茫得てなしえたものである。

〔実施例〕

以下に実施例によｐ本発明の効果を、さらに具体的に示
す。

第１艮に示す組成の合金を真空溶解炉にて作製し、鍛造
、圧延、線引きを行って４．　Ｏｔａｘφ、２４閣φ、
１，２囚φのワイヤを得た。４．０■φのものけ被覆ア
ーク溶接棒心線、２．４■φのものは潜弧溶接用ワイヤ
、■、２咽φのものはＴＩＧ溶接用ワイヤとして実験に
供した。第１艮においてｗ１〜Ｗ８け本発明例であり、
ｗ９〜Ｗ１８は比較例を示したものである。なお、被覆
アーク溶接棒については石灰石３５％、螢石２５％、炭
酸バリウム１０％、炭酸マグネシウム５％、フェロシリ
コン１０％よりなる原料粉と水ガラスを混合し、前述の
４．Ｏｍφの心線に塗布した。被覆率は３０％とし、４
００℃で乾燥した。潜弧溶接については、石灰石５％、
硅砂２０％、アルミナ１５％、螢石４０％、マグネシア
クリンカ−１０％、フェロアル１２９１；、７工ロシリ
コン２％よりなる原料粉を水ガラスと混和し、約５００
℃で乾燥し、スラックス粒度の９０％ｋ　１２　Ｘ　１
００　ｍｅｓｈ　ＶＣ調％したものを用いた〇 上記溶接用心線について第２表に示す母材を用い、第３
表に示す解装条件で、溶接金属の引張強さ、伸び、低温
ａ性、耐高温割ｎ性、溶接作業性を調査した。試験結果
全第４表に示す。

被覆アーク溶接は昭２図（ａ）の要領、潜弧溶接は箒２
図（ｂ）の要領、ＴＩＧ解接は第２ＷＪ＜ＣＩの要イｍ
ｌで、いずれも前述のように第２表に示す鋼板で第３表
の浴接１￥件にて笑施した。

本発明の溶接用心線Ｗ−１〜Ｗ−８を用いた試験結果は
第４表に示すように、熱間鍛造性、沼接金属の引張強さ
、伸び、衝撃値、耐高温割れ性、溶接作業性とも良好で
あった。しかし比較例として示したＷ−９はＯＢがＯ，
ＯＯ０５９ｃ未満、Ｍｇカ０、　ＯＯ０５％未満で熱間
鍛造性が不良であった。

Ｗ−１０はＯＢが単独添加（Ｍｇ含まず）で、００３％
を超えているので、熱間鍛造性、耐高温割れ性が不良で
おった。Ｗ−１１はＭｇが単独添加（Ｃａ含まず）で、
０．０３ＣＸを超え、Ｔｉが０５％を超えているので熱
間鍛造性が不良で、スラグのこびｐつきがひどかった。

Ｗ−１２け０が００５％を超え、歯が６５％未満だった
ので低温＠件が劣化した。Ｗ−１３はＯａ　＋　Ｍｇが
０．０４５Ｘ’に超えているので、＃接金＆Ｍの伸びが
劣化した。Ｗ−１４は、Ｍｏが１０％未満、ドｅが１５
％を超えているので溶接金屑の強度が低下した。Ｗ−１
５は、Δ１０が２５％？超え、Ｗが５％を超えているの
で、熱間鍛造性が不良で、低温靭性が低下した。Ｗ−１
６は、Ａ！が０．２％を超え、Ｂが００１％を超え、Ｍ
ｎが３％を超えているので耐高温割れ性が不良で、ビー
ド形状が凸形になった。Ｗ−１７は、Ｏｒが５％を超え
、Ｓｉが０５％を超えているので、耐高温割れ性が不良
であった。Ｗ−１８は本発明構成成分の合計が９０％未
満で溶接金属の強度、低温靭性が低下した。即ち、Ｗ−
９〜Ｗ−１８は本発明の組成範囲外であり、いずれも本
発明の効果を達成できない。

以上の結果から、明らかなように、本発明の如くＭｏを
多量に含有する高Ｎｉ系溶接用心線において、ＣａとＭ
ｇを複合添加し、Ｏａ十Ｍｇ’（ｚ限定することによ）
、熱間鍛造性が著しく向上し、かつ溶接部の機械的性質
および耐割れ性が優ルた溶接用心線が得られる＠

【図面の簡単な説明】

哨１図はＯａとＭｇが鍛造歩留り率に及ぼす影響を示し
た模式図、第２図（ａ）　ｌ　（ｂ）　ｌ　（Ｃ）は実
施例に用いた被溶接鋼板の開先形状と積層要領を示す模
式１〜１３・・・Ｙｄ接ピード積層順序 代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他２名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１Ｃａ　Ｏ，０００５〜０．０３重ｆｆｔ、’）６
   □、ＭｇＯ，０００５〜０．０３重針％ かつＯａ　＋　Ｍｇ≦００４％重量％を満足し、００．
   ０１〜０．０５重量％、ＴｉＯ，０１〜０．５重社％、
   ｆＶ４ｏ　１０〜２５２１ｔｊｔ％、Ｗ　５重量％以下
   、Ｆｅ　＋Ｊ〜１５友量％、Ｎ１６５重社％以上を含み
   、更にＡ７０．００１〜０．２菖量％％８０．０００１
   〜０．０１重量％よりなる群から選ばれる１種以上を含
   み、 上記成分を合計で９０Ｘ以上含有することを特徴とする
   低温用鋼の溶接用心線〇 （２１０ａ　Ｏ，０００５〜０．０３３ｆ量％、ＭｇＯ
   ，０００５〜ｏ、ｏａｘ量％ かつ　Ｃ！；Ｉ＋１匂≦０．０４重量％ケ満足し、０　
   ０．０１〜０．０５重量％、Ｔｉ　Ｏ，０１〜０．５Ｍ
   量％、ＭＯ１０〜２５重量％、Ｗ　５重量％以下、Ｆｅ
   ３〜１５重量９ｇ、Ｎｉ６５：ｉｉ量％以上を含み、Ａ
   、、ｅ　Ｏ，００１〜０．２重量％、８０．０００１〜
   ００１重量％よジなる群から選ばれる１種以上を含み、 更にＯｒ　５重針％以下、ＳｉＯ，５重量％以下、λＩ
   ｎ　３重針％以下よりなる群から選ばれる１種以上全会
   み、 上記成分を合計で９０９７；以上含有することを特徴と
   する低温用鋼の溶接用心線。