JPS6040689A - Ｃｒ−Ｍｏ系高温用鋼のア−ク溶接方法 - Google Patents
Ｃｒ−Ｍｏ系高温用鋼のア−ク溶接方法Info
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- JPS6040689A JPS6040689A JP14756283A JP14756283A JPS6040689A JP S6040689 A JPS6040689 A JP S6040689A JP 14756283 A JP14756283 A JP 14756283A JP 14756283 A JP14756283 A JP 14756283A JP S6040689 A JPS6040689 A JP S6040689A
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- weld metal
- toughness
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550°C
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は□ｒ−Ｍｏ系高温用鋼のアーク溶接方法に係り
、特にいわゆる２ １／４ ａｒ−Ｉ ＭＯ及びａ ａ
ｒ−Ｌ ＭＯ鋼等の０ｒ−Ｎｏ系高温用鋼を対象とし、
高温強賓を保持しつつ特に低温靭性が高く、焼戻し脆化
感受性の低い慶れた溶接部を得るアーク溶接方法に関す
る。
、特にいわゆる２ １／４ ａｒ−Ｉ ＭＯ及びａ ａ
ｒ−Ｌ ＭＯ鋼等の０ｒ−Ｎｏ系高温用鋼を対象とし、
高温強賓を保持しつつ特に低温靭性が高く、焼戻し脆化
感受性の低い慶れた溶接部を得るアーク溶接方法に関す
る。
近年、石油プラントの操業効率の向上を目的として、そ
れに使用される圧力容器の大型化あるいは使用温度の高
温化がなされる一方、同プラントの特に寒冷地における
シャットダウンスタート時に生ずる周囲温度の低下に伴
う靭性劣化に起因する破壊の防止を考慮して低温での靭
性についても良好であることが要求されるようになって
きた。
れに使用される圧力容器の大型化あるいは使用温度の高
温化がなされる一方、同プラントの特に寒冷地における
シャットダウンスタート時に生ずる周囲温度の低下に伴
う靭性劣化に起因する破壊の防止を考慮して低温での靭
性についても良好であることが要求されるようになって
きた。
これに呼応して、母材については高温用鋼の高強度化及
び高靭性化が進められてきているところであるが、この
ような高温用鋼母材の組立て溶接に際して被膜アーク溶
接棒を用いるアーク溶接が採用されている状況にあって
は、得られた溶接金属についても、溶接後の熱処理及び
長期間の使用によって強度及び靭性の低下を生じないよ
うなものであることが必要とされる。
び高靭性化が進められてきているところであるが、この
ような高温用鋼母材の組立て溶接に際して被膜アーク溶
接棒を用いるアーク溶接が採用されている状況にあって
は、得られた溶接金属についても、溶接後の熱処理及び
長期間の使用によって強度及び靭性の低下を生じないよ
うなものであることが必要とされる。
この点、従来、高温用鋼及びこれに用いる溶接材料にあ
っては、プラント操業時の高温での引蒙強度、クリープ
強度や長時間使用による脆化については十分考慮された
ものが用いられてきてはいる。しかし乍ら、反面、衝撃
性能、特にシャットダウンスタートを想定した低温での
衝撃性能については考慮されたものとは云えず、この為
、従来品の性能は最近厳しく要求されるようになったー
８０°Ｃや一４０°Ｃの低温での衝撃性能を満足するに
はほど遠いものであった。したがって、高温用鋼用の従
来の仮置アーク溶接材料にあっては、溶接金属について
高温での強度等の点では満足が得られても、低温変域で
の靭性は満足が得られず、問題があった。
っては、プラント操業時の高温での引蒙強度、クリープ
強度や長時間使用による脆化については十分考慮された
ものが用いられてきてはいる。しかし乍ら、反面、衝撃
性能、特にシャットダウンスタートを想定した低温での
衝撃性能については考慮されたものとは云えず、この為
、従来品の性能は最近厳しく要求されるようになったー
８０°Ｃや一４０°Ｃの低温での衝撃性能を満足するに
はほど遠いものであった。したがって、高温用鋼用の従
来の仮置アーク溶接材料にあっては、溶接金属について
高温での強度等の点では満足が得られても、低温変域で
の靭性は満足が得られず、問題があった。
そこで、本発明者等は上述の観点から高温用鋼用の仮置
アーク溶接棒によるアーク溶接において、溶接金属の強
度、特に高温強度を確保しながら、靭性、特に低温度域
での靭性の向上と長時間使用後の靭性が低下しない溶接
金属を生成するようなアーク溶接方法を見い出すべく、
主として仮置アーク溶接棒の組成について研究を重ねた
ところ、溶接金属中の成分、特にＣについては、靭性向
上即低炭素化という常識に反して、従来よりもＣ量を高
くすることにより漱細な金属炭化物の析出が見られ、そ
れに伴って組織が微細化し靭性が向上すること、並びに
Ｔｉについても、従来脱酸及びスラグｎ整用として用い
られている比較的多量のＴｉが溶接金属中に移行するた
めにチタン炭化物が析出し、溶接金属の硬さが高くバラ
ツキも大きくなって靭性の低下をもたらすことを知得す
るに至り、これを基に更に所望の性質を呈すべき溶接金
属の成分並びにそのための仮置アーク溶接棒成分につい
て検討した結果、高Ｃ−低Ｔｉ −Ｖ系の溶接金属を得
るよう、Ｇａ００８、ＯａＦ、等の金属弗化物を主成分
として従来より低ＴｌＯ２の高塩基性低水素系溶接棒を
用いて溶接することによって、高温強度全満足し、かつ
、低温度域での靭性を向上し、また長時間使用後の焼戻
し脆化感受性の低い溶接金属を得ることができるとの知
見を得るに至り、ここに本発明を完成したのである。
アーク溶接棒によるアーク溶接において、溶接金属の強
度、特に高温強度を確保しながら、靭性、特に低温度域
での靭性の向上と長時間使用後の靭性が低下しない溶接
金属を生成するようなアーク溶接方法を見い出すべく、
主として仮置アーク溶接棒の組成について研究を重ねた
ところ、溶接金属中の成分、特にＣについては、靭性向
上即低炭素化という常識に反して、従来よりもＣ量を高
くすることにより漱細な金属炭化物の析出が見られ、そ
れに伴って組織が微細化し靭性が向上すること、並びに
Ｔｉについても、従来脱酸及びスラグｎ整用として用い
られている比較的多量のＴｉが溶接金属中に移行するた
めにチタン炭化物が析出し、溶接金属の硬さが高くバラ
ツキも大きくなって靭性の低下をもたらすことを知得す
るに至り、これを基に更に所望の性質を呈すべき溶接金
属の成分並びにそのための仮置アーク溶接棒成分につい
て検討した結果、高Ｃ−低Ｔｉ −Ｖ系の溶接金属を得
るよう、Ｇａ００８、ＯａＦ、等の金属弗化物を主成分
として従来より低ＴｌＯ２の高塩基性低水素系溶接棒を
用いて溶接することによって、高温強度全満足し、かつ
、低温度域での靭性を向上し、また長時間使用後の焼戻
し脆化感受性の低い溶接金属を得ることができるとの知
見を得るに至り、ここに本発明を完成したのである。
即ち、本発明の特徴とするところは、特定組成の仮置ア
ーク溶接棒を用いてＯｒ−Ｍｏ系高温用鋼をアーク溶接
し、特に低温靭性に優れた特定組成の高〇−低Ｔｉ −
Ｖ系溶接金属を得ることにあり、具体的には、被随アー
ク溶接俸として、 （イ）被ｌ削成分ｔ ＯａＯ０８３４５〜６０％、金属弗化物：ｌＯ〜２５％
、ＳｉＯ２：２〜７％、Ｓｉ ： １．５〜５％及ヒＭ
ｇ ： １〜４％からなる必須成分と、心線含有量との
関係でＴｉ０．り１％、０ ＜０．５％、Ｉｎ ＜ ｆ
ｌｌ、５％、Ｏｒ ＜９．０％、ＭＯ＜ ４．０ ％及
びＶ ＜ ０．８％を限度として添加しつる任意成分と
からなる被覆剤、 （但し、Ｓｉ、Ｉｎ５Ｏｒの各成分はフェロ合金の形で
添加するときは、各成分に換算す、るものとする。） （ロ）心線成分蓼 ０ ＜ ｏ、ｔ ｓ％、Ｓｉ≦０．７％、Ｉｎ≦１．０
％。
ーク溶接棒を用いてＯｒ−Ｍｏ系高温用鋼をアーク溶接
し、特に低温靭性に優れた特定組成の高〇−低Ｔｉ −
Ｖ系溶接金属を得ることにあり、具体的には、被随アー
ク溶接俸として、 （イ）被ｌ削成分ｔ ＯａＯ０８３４５〜６０％、金属弗化物：ｌＯ〜２５％
、ＳｉＯ２：２〜７％、Ｓｉ ： １．５〜５％及ヒＭ
ｇ ： １〜４％からなる必須成分と、心線含有量との
関係でＴｉ０．り１％、０ ＜０．５％、Ｉｎ ＜ ｆ
ｌｌ、５％、Ｏｒ ＜９．０％、ＭＯ＜ ４．０ ％及
びＶ ＜ ０．８％を限度として添加しつる任意成分と
からなる被覆剤、 （但し、Ｓｉ、Ｉｎ５Ｏｒの各成分はフェロ合金の形で
添加するときは、各成分に換算す、るものとする。） （ロ）心線成分蓼 ０ ＜ ｏ、ｔ ｓ％、Ｓｉ≦０．７％、Ｉｎ≦１．０
％。
Ｏｒ ＜ ４．、Ｑ％、ｙｏ＜ｔ、ｓ％、Ｔｉ≦０．１
５ ％、ｖ ＜ ｏ、ｏ ｓ％、残部がＦｅ及び不可避
的不純物からなる心線、 の如く、前記被覆剤を、粘結剤として硅酸ソーダ、硅酸
カリ及び硅酸リチウムの１種又は２種以上を混合したも
のを用いて前記心線に被覆せしめた被覆アーク溶接棒に
よりＯｒ−ＭＯ系高温用鋼母材をアーク溶接して、 （ハ）溶接金属成分子 Ｏ＋ ０．１０〜ｏ、ｔ ｓ％、Ｓｉ ： ０．２５〜
０．６０％、Ｍｎ ： ０．８８〜０．９０％、Ｏｒ
： １．５〜ｆ１１．５％、ＭＯ＋ ０．７〜１．５％
、Ｔｉ＜０．０１５％及びＶ ： ０．０２〜０．０６
％を含む溶接金属、を得るにある。
５ ％、ｖ ＜ ｏ、ｏ ｓ％、残部がＦｅ及び不可避
的不純物からなる心線、 の如く、前記被覆剤を、粘結剤として硅酸ソーダ、硅酸
カリ及び硅酸リチウムの１種又は２種以上を混合したも
のを用いて前記心線に被覆せしめた被覆アーク溶接棒に
よりＯｒ−ＭＯ系高温用鋼母材をアーク溶接して、 （ハ）溶接金属成分子 Ｏ＋ ０．１０〜ｏ、ｔ ｓ％、Ｓｉ ： ０．２５〜
０．６０％、Ｍｎ ： ０．８８〜０．９０％、Ｏｒ
： １．５〜ｆ１１．５％、ＭＯ＋ ０．７〜１．５％
、Ｔｉ＜０．０１５％及びＶ ： ０．０２〜０．０６
％を含む溶接金属、を得るにある。
以下に本発明の詳細な説明する。
まず、本発明において溶接金属成分を限定した理由、心
線及び仮置組成成分範囲の限定理由を説明する。
線及び仮置組成成分範囲の限定理由を説明する。
溶接金属成分
０ ：
０．１Ｏ％未満では炭化物の析出が少なくなって旧オー
ステナイト組織のｆｊｌｋｉＲ化が果たせず、従って靭
性が低下するとともに焼戻し脆化感受性が高まるので、
０．１０％を下限とした。他方、Ｃが０．１８％を超え
ると、炭化物の析出効果は小さくなり、靭性の改善がそ
れ以上期待出来ないばかりでなく、溶接熱間割れや溶接
のまま溶接金属の硬さが高くなりすぎ、水素割れのおそ
れが生じるので、Ｏ，ｔＳ％を上限とした。
ステナイト組織のｆｊｌｋｉＲ化が果たせず、従って靭
性が低下するとともに焼戻し脆化感受性が高まるので、
０．１０％を下限とした。他方、Ｃが０．１８％を超え
ると、炭化物の析出効果は小さくなり、靭性の改善がそ
れ以上期待出来ないばかりでなく、溶接熱間割れや溶接
のまま溶接金属の硬さが高くなりすぎ、水素割れのおそ
れが生じるので、Ｏ，ｔＳ％を上限とした。
Ｓｉ：
０．２５％未満では脱酸力が低下し、溶接金属中の酸素
量が増し、靭性が低下するばかりでなく、溶接溶融金属
の流動・性が増すなどして溶接作業性も悪化するので、
０．２５％を下限とした。一方、０．６０％を超すと靭
性が悪化するとともに割れ感受性が増すので、Ｏ，ａＯ
％を上限とした。
量が増し、靭性が低下するばかりでなく、溶接溶融金属
の流動・性が増すなどして溶接作業性も悪化するので、
０．２５％を下限とした。一方、０．６０％を超すと靭
性が悪化するとともに割れ感受性が増すので、Ｏ，ａＯ
％を上限とした。
′Ｍｎ ：
０．９０％を超えると焼戻し脆化感受性が増大するので
、０．９０％を上限とした。下限については０．８８％
までの範囲しか実験確認できなかったので０．８８％を
下限とした。
、０．９０％を上限とした。下限については０．８８％
までの範囲しか実験確認できなかったので０．８８％を
下限とした。
Ｏｒ二
１．５％未満では高温強度が不足するとともに耐酸化性
及び耐腐食性が低下するので、Ｌ、５％を下限とした。
及び耐腐食性が低下するので、Ｌ、５％を下限とした。
これに対し、８．５％を超えると高温化での長期間使用
に際しても焼戻し脆化が生じて問題にならず、本発明の
主眼とする炭化物の高レベル析出、低Ｔｉ化及びＶ添加
の技術的効果が得られないので、８．５％を上限とした
。
に際しても焼戻し脆化が生じて問題にならず、本発明の
主眼とする炭化物の高レベル析出、低Ｔｉ化及びＶ添加
の技術的効果が得られないので、８．５％を上限とした
。
ＭＯ＝
０．７％未満では高温＠度が不足することがあるので、
０．７％を下限とした。他方１．５％を超えてと焼き戻
し脆化感受性が高くなり、期待する低温度域での高靭性
が得られないので１．５％を上限とした。
０．７％を下限とした。他方１．５％を超えてと焼き戻
し脆化感受性が高くなり、期待する低温度域での高靭性
が得られないので１．５％を上限とした。
Ｔｉ：
０．０１５％を超すとチタン炭化物の析出が増して本発
明の主眼であるクロム炭化物の析出を妨げ、靭性の向上
がみられないばかりでなく、硬さが増しすぎたり、硬さ
分布のバラツキも大きくなり、長期間焼戻し感受性を増
すので、０．１５％を上限とした。゛ ■ ＝ ■はクロム炭化物の析出、特に微細なりロム炭化物の析
出に関係して靭性を向上させるが０．０２％未満では所
定の靭性が得られないので、０．０２％を下限とした。
明の主眼であるクロム炭化物の析出を妨げ、靭性の向上
がみられないばかりでなく、硬さが増しすぎたり、硬さ
分布のバラツキも大きくなり、長期間焼戻し感受性を増
すので、０．１５％を上限とした。゛ ■ ＝ ■はクロム炭化物の析出、特に微細なりロム炭化物の析
出に関係して靭性を向上させるが０．０２％未満では所
定の靭性が得られないので、０．０２％を下限とした。
一方、０．０６％を超えても靭性は低下し、がっ延性も
低下するので、ｏ、ｏ ａ％を上限とした。
低下するので、ｏ、ｏ ａ％を上限とした。
次に、仮置アーク溶接捧の心線及び仮置各絹成について
は、本発明の前記溶接金属成分組成を得るための組合わ
せとして用いられる目的と正常な溶接作業性を得るため
の組合わせとして用いられる目的との２つの目的を併ゎ
せで遂行するべく定められる。したがって、溶接金属成
分組成の画盤に当たっては、心線及び／又は仮置削のい
ずれが又は双方から添加することが可能であることを意
味する。しがし乍ら、その添加量には夫々の限界がある
ので、以下にその限定理由を述べる。
は、本発明の前記溶接金属成分組成を得るための組合わ
せとして用いられる目的と正常な溶接作業性を得るため
の組合わせとして用いられる目的との２つの目的を併ゎ
せで遂行するべく定められる。したがって、溶接金属成
分組成の画盤に当たっては、心線及び／又は仮置削のい
ずれが又は双方から添加することが可能であることを意
味する。しがし乍ら、その添加量には夫々の限界がある
ので、以下にその限定理由を述べる。
心線成分
Ｃ：
０．４８％を餡えると溶接金属中の○が０．１８％を超
えるので、ｏ、１８％を上限とした。一方、０．１θ％
未満では溶接今月中００も０．１０％未満となるが、こ
のような際には仮置剤がらグラファイト、高炭素フェロ
マンガン等の合金元素を添加することによって所定の溶
接金属中含有Ｃ％とすることができるので、０．１８％
以下であれば良い。以下の合金成分の場合についても同
様である。
えるので、ｏ、１８％を上限とした。一方、０．１θ％
未満では溶接今月中００も０．１０％未満となるが、こ
のような際には仮置剤がらグラファイト、高炭素フェロ
マンガン等の合金元素を添加することによって所定の溶
接金属中含有Ｃ％とすることができるので、０．１８％
以下であれば良い。以下の合金成分の場合についても同
様である。
Ｓｉ：
σ、７％を超えると溶接金属中のＳｉが０゜６％を頓え
ることがあるので、０．７％を上限とした。
ることがあるので、０．７％を上限とした。
Ｍｎ ：
１．０％を超えると溶接金属中のＭｎが０．９％を超す
ので、１．０％を上限とした。
ので、１．０％を上限とした。
Ｃｒ ：
４％を超えると溶接金属中のＯｒが８．５％を超すので
、４．０％を上限とした。
、４．０％を上限とした。
ＭＯ：
１．５％を超えると溶接金属中のＭＯが１．５％を超え
るので、１．５％を上限とした。
るので、１．５％を上限とした。
Ｔ１：
０．１５％を超えると溶接金属中のＴｉが０．０１５％
を頓えるので０．１５％を上限とした。
を頓えるので０．１５％を上限とした。
■ ＝
０．９８％を超えると、溶接金属中のＶが０．０６％を
超えるので、０．０８％を上限とした。
超えるので、０．０８％を上限とした。
なお、本発明で用いる溶接棒の心線には上述の各合金元
素の他に鉄及び不可避的不純物が含まれルカ、コのよう
な不可避的不純物としてはＰｌＳｂ、５ｎＳＡｓ等があ
る。したがって、ＰＳＳｂ。
素の他に鉄及び不可避的不純物が含まれルカ、コのよう
な不可避的不純物としてはＰｌＳｂ、５ｎＳＡｓ等があ
る。したがって、ＰＳＳｂ。
Ｓｎ、Ａｓの合計＜０．０１％とすることが望まれる。
仮置剤成分
ｏａａｏ８＋
０ａＯＯ８はアーク中で分解してＣＯ２ガスを発生する
ので、溶接金属を大気から遮断すると共に塩基性のスラ
グを生成する。この添加量が４５％未満ではガス発生量
が不足して気孔が発生するため、良好なビードが得られ
ないので、４５％を下限とした。一方、６０％を超える
とスラグの融点が上昇してスラグの流動性が悪くなり、
ビード形状が不良となるので、６０％を上限とした。
ので、溶接金属を大気から遮断すると共に塩基性のスラ
グを生成する。この添加量が４５％未満ではガス発生量
が不足して気孔が発生するため、良好なビードが得られ
ないので、４５％を下限とした。一方、６０％を超える
とスラグの融点が上昇してスラグの流動性が悪くなり、
ビード形状が不良となるので、６０％を上限とした。
金属弗化物二
本発明にいう金属弗化物とは０ＦＬＦ２ 、Ｍ９Ｆ２、
ＮａＦ ｚ Ａ／Ｆ８、Ｎａ３ＡｌＦ６などを指し、こ
れらのうち１種以上の合計をｌＯ〜２５％被製剤中に３
有させる。このような金属弗化物はスラグの融点を下げ
、スラグの流動性を増すために添加する。金属弗化物が
１０％未満ではスラグが粘すぎ、一方２５％を超えて添
加すると流動性が過大となり、良好なビードが得られな
いので、１０〜２５％に限定する。
ＮａＦ ｚ Ａ／Ｆ８、Ｎａ３ＡｌＦ６などを指し、こ
れらのうち１種以上の合計をｌＯ〜２５％被製剤中に３
有させる。このような金属弗化物はスラグの融点を下げ
、スラグの流動性を増すために添加する。金属弗化物が
１０％未満ではスラグが粘すぎ、一方２５％を超えて添
加すると流動性が過大となり、良好なビードが得られな
いので、１０〜２５％に限定する。
Ｓｉｎ、 ！
２％未満ではスラグの融点が上りすぎ、スラグの巻込み
が発生し、一方、７％を超えるとスラグの塩浩度が下が
り、溶接金属中の非金属介在物が増加して靭性を低下さ
せるので、２〜７％に限定する。
が発生し、一方、７％を超えるとスラグの塩浩度が下が
り、溶接金属中の非金属介在物が増加して靭性を低下さ
せるので、２〜７％に限定する。
Ｔｉｅ、 ｊ
１％を超えると溶接金属中のＴ１が０．０１５％を頓え
るので、１％を上限とした。
るので、１％を上限とした。
０ ：
０．６％を超えると、たとえ心線中のＯが十二分に低い
ときでも溶接金属中のＯが０．１８を超すので、０．５
％を上限とした。このＣの添加は、グラファイトや活性
炭、並びにフェロマンガン、フェロシリコン及びり四ム
中に各々存在しているＣを利用してもよく、いずれの添
加８１５１でもその効果は変わらない。
ときでも溶接金属中のＯが０．１８を超すので、０．５
％を上限とした。このＣの添加は、グラファイトや活性
炭、並びにフェロマンガン、フェロシリコン及びり四ム
中に各々存在しているＣを利用してもよく、いずれの添
加８１５１でもその効果は変わらない。
Ｓｉ：
１．５％未満では脱酸不足となり、溶接金属中の酸素が
高くなり、靭性を低下させ、一方、５％を超えると溶接
金属中の８１が０．６％を頓すので、１．５〜５％に限
定する。なお、Ｓｉは金属Ｓｉ及び／又はＦｅ−５ｉの
いずれを用いてもよく、Ｓ１換算量で添加する。
高くなり、靭性を低下させ、一方、５％を超えると溶接
金属中の８１が０．６％を頓すので、１．５〜５％に限
定する。なお、Ｓｉは金属Ｓｉ及び／又はＦｅ−５ｉの
いずれを用いてもよく、Ｓ１換算量で添加する。
Ｍｎ ＋
２．５％を超えると溶接金属中のＩｎが０．９０％を超
すので、２．５％を上限とした。Ｍｎは金属Ｉｎ及び／
又はＦｅ−Ｍｎのいずれを用いてもよく、Ｉｎ換算量で
添加する。
すので、２．５％を上限とした。Ｍｎは金属Ｉｎ及び／
又はＦｅ−Ｍｎのいずれを用いてもよく、Ｉｎ換算量で
添加する。
Ｑｒ ＋
９．０％を紹えるとたとえ心線中にａｒが含有していな
くても溶接金属中のＯｒが８．５％を超えるので、９．
０％を上限とした。Ｏｒは金属Ｏｒ及び／又はＦｅ−０
ｒのいずれを用いてもよく、Ｑｒ換算量で添加する。
くても溶接金属中のＯｒが８．５％を超えるので、９．
０％を上限とした。Ｏｒは金属Ｏｒ及び／又はＦｅ−０
ｒのいずれを用いてもよく、Ｑｒ換算量で添加する。
ＭＯ＝
４．０％を超えるとたとえ心線中にＭＯが含有していな
くても溶接金属中のＭＯが１．５％を超えるので、４．
０％を上限とした。
くても溶接金属中のＭＯが１．５％を超えるので、４．
０％を上限とした。
■ ：
０．８％を超えるとたとえ心線中にＶが含有していなく
ても溶接金属中のＶが０．０６％を超えるので、０．３
％を上限とした。
ても溶接金属中のＶが０．０６％を超えるので、０．３
％を上限とした。
Ｍｇ＝
Ｍ９はＳｉやＡｌと同様、アーク溶接の脱醗作用として
用いられる。１％未満ではその効果が十分でないので、
１％を下限とした。一方、４％を超えると酸化反応によ
って生成するＭ２Ｏが増加し、スラグの融点が高くなり
すぎ、スラグの流動性が悪くなって良好なビードを得ら
れないので、４％を上限とした。
用いられる。１％未満ではその効果が十分でないので、
１％を下限とした。一方、４％を超えると酸化反応によ
って生成するＭ２Ｏが増加し、スラグの融点が高くなり
すぎ、スラグの流動性が悪くなって良好なビードを得ら
れないので、４％を上限とした。
その他の合金成分：
ＡｌはＳｉ ＪｐＭ９と同（辺、脱酸剤として用いられ
、本発明ではＳｉ及びＭｇの補助的脱酸剤として０〜２
％の範囲で用い得るが、事実、この範囲内での添加は機
械的性質への特別な影響は詔められなかった。また、Ｔ
ｉの被冒削添加については、靭性低下を防ぐため、本発
明の主旨から０．０６％以下であるならば、添加するこ
とができるが、添加しないのが望ましい。
、本発明ではＳｉ及びＭｇの補助的脱酸剤として０〜２
％の範囲で用い得るが、事実、この範囲内での添加は機
械的性質への特別な影響は詔められなかった。また、Ｔ
ｉの被冒削添加については、靭性低下を防ぐため、本発
明の主旨から０．０６％以下であるならば、添加するこ
とができるが、添加しないのが望ましい。
粘結剤：
粘結剤としては硅酸ソーダ、硅酸カリ及び硅酸リトリウ
ムのうちから１種以上を用い、固形分として前記各被脅
剤成分の合計量に対し、即ち外枠で４〜ＩＯ％を添加混
合するのが望ましい。
ムのうちから１種以上を用い、固形分として前記各被脅
剤成分の合計量に対し、即ち外枠で４〜ＩＯ％を添加混
合するのが望ましい。
ＬＯ％を超えるとアルカリ金属分が増加しすぎてスラグ
の粘性が低下し、良好な溶接ビードが得難く、また４％
未満ではフラックスの粘結が不十分となって溶接中に被
覆剤が脱落するおそれが生じる。
の粘性が低下し、良好な溶接ビードが得難く、また４％
未満ではフラックスの粘結が不十分となって溶接中に被
覆剤が脱落するおそれが生じる。
次に、本発明において対象とする母材としては、既述の
石油プラント等に供されるＯｒ −ＭＯ系高温用鋼であ
り、特にいわゆる２ １／４ Ｏｒ−Ｉ Ｍｏ １１や
３０ｒ−Ｉ ＭＯ１ｇを主として対象とするが、これの
みに限定されることなく、安は前述の所定の被覆アーク
溶接棒を用いて所定の溶接金属が得られるような組成の
ｃｒ−Ｍｏ系高温用鋼であるならば、母材として使用可
能である。
石油プラント等に供されるＯｒ −ＭＯ系高温用鋼であ
り、特にいわゆる２ １／４ Ｏｒ−Ｉ Ｍｏ １１や
３０ｒ−Ｉ ＭＯ１ｇを主として対象とするが、これの
みに限定されることなく、安は前述の所定の被覆アーク
溶接棒を用いて所定の溶接金属が得られるような組成の
ｃｒ−Ｍｏ系高温用鋼であるならば、母材として使用可
能である。
しかして、本発明においては、被覆アーク溶接棒が上述
の如く構成され、これを用いてＱｒ−Ｍｏ系高温用鋼を
溶接するので、溶接金属の高温強度も十分保持しつつ、
かつ、靭性特に低温靭性が向上し、高温下において長時
間使用しても焼戻し脆化感受性を低く抑えることが可能
になる。
の如く構成され、これを用いてＱｒ−Ｍｏ系高温用鋼を
溶接するので、溶接金属の高温強度も十分保持しつつ、
かつ、靭性特に低温靭性が向上し、高温下において長時
間使用しても焼戻し脆化感受性を低く抑えることが可能
になる。
以下に本発明の実施例を示す。
（実施例）
まず、第１表に示す各種組成の心線及び被覆剤の組合わ
せを準備し、硅酸ソーダと硅酸カリと硅酸リチウムを４
＝８：８の卵１合で混合した粘結剤を固形成分として前
記被覆剤に外枠で６％加えて５朋径の被覆アーク溶接棒
を製造した。
せを準備し、硅酸ソーダと硅酸カリと硅酸リチウムを４
＝８：８の卵１合で混合した粘結剤を固形成分として前
記被覆剤に外枠で６％加えて５朋径の被覆アーク溶接棒
を製造した。
これらの被覆アーク溶接体を用い、 ２１／４０ｒ−Ｉ
Ｍｏ鋼板Ｉ Ｏ＝ ０．１４％、Ｓｉ ＝ ０．３５
％、Ｍｎ ＝０．５６％、Ｑｒ＝２．１８％、Ｍｏ ＝
＝ １．０２％）の母材に第１図に示すような突合わせ
アーク溶接を実施し、第２表に示す組成の溶接金属を得
た。各溶接金属の成分が本発明の成分範囲内にあるかど
うかヲ調べ、また溶接作業性についても調べて判定した
。その結果を第１表に併記する。
Ｍｏ鋼板Ｉ Ｏ＝ ０．１４％、Ｓｉ ＝ ０．３５
％、Ｍｎ ＝０．５６％、Ｑｒ＝２．１８％、Ｍｏ ＝
＝ １．０２％）の母材に第１図に示すような突合わせ
アーク溶接を実施し、第２表に示す組成の溶接金属を得
た。各溶接金属の成分が本発明の成分範囲内にあるかど
うかヲ調べ、また溶接作業性についても調べて判定した
。その結果を第１表に併記する。
また、得られた溶接金属（第１表の作業性の不良のもの
を除き、更に化学成分範囲決定のため一部を追加した）
に対して第２図に示す条件の後熱処理（ＳＲＩを施した
後、室温引張試験並びに−４０°Ｃでの衝撃試験を行い
、更に一部については、長時間使用脆化性を調査するた
めに第８図に示す条件の焼戻し脆化促進試験処理（ＳＯ
）を施して一８０℃での衝撃試験を行った。また、すべ
ての溶接金属に対し耐酸性、耐食性の各試験を行った。
を除き、更に化学成分範囲決定のため一部を追加した）
に対して第２図に示す条件の後熱処理（ＳＲＩを施した
後、室温引張試験並びに−４０°Ｃでの衝撃試験を行い
、更に一部については、長時間使用脆化性を調査するた
めに第８図に示す条件の焼戻し脆化促進試験処理（ＳＯ
）を施して一８０℃での衝撃試験を行った。また、すべ
ての溶接金属に対し耐酸性、耐食性の各試験を行った。
これらの試験結果を第２表に併記する。なお、試験片は
第１図に示す位置から採取し、図中。
第１図に示す位置から採取し、図中。
ｌは引張試験片の場合の採取位置を示し、２は衝撃試験
片の採取位置を示し、ａはその切欠き位置を示す。
片の採取位置を示し、ａはその切欠き位置を示す。
各表に示した結果から明らかなように、被随アーク溶接
俸の心線又は仮置剤のいずれかの成分が多すぎたり、あ
るいは少なすぎる比較例ＡＩ、８〜１７及びＡ Ｉ ８
〜２０では、溶接作業性が不良であるものを除き、得ら
れた溶接金属の成分もいずれかが本発明の範囲外の値を
示している。その結果、０ ％ Ｓｉ−、Ｏｒ又はＭｏ
のいずれかの成分が異當に低い含有量を示す溶接金属を
得た比較例（ｍｌ、１８．１９ ）は、母材の高温用鋼
と共に有すべき高温強度が十分でなく、シかし、逆に、
高温強度が良好であった他の比較例（１６９〜１１１６
．１７．２０）の場合であっても、後熱処理及び長時間
使用後の靭性が劣っている。
俸の心線又は仮置剤のいずれかの成分が多すぎたり、あ
るいは少なすぎる比較例ＡＩ、８〜１７及びＡ Ｉ ８
〜２０では、溶接作業性が不良であるものを除き、得ら
れた溶接金属の成分もいずれかが本発明の範囲外の値を
示している。その結果、０ ％ Ｓｉ−、Ｏｒ又はＭｏ
のいずれかの成分が異當に低い含有量を示す溶接金属を
得た比較例（ｍｌ、１８．１９ ）は、母材の高温用鋼
と共に有すべき高温強度が十分でなく、シかし、逆に、
高温強度が良好であった他の比較例（１６９〜１１１６
．１７．２０）の場合であっても、後熱処理及び長時間
使用後の靭性が劣っている。
一方、本発明の実施例（扁２〜７）では、高温強度が十
分であることはもとより、後熱処理後の靭性並びに長時
間使用後の靭性において比較例に比らべて格段の違いを
もって擾れており、また溶接作業性や耐酸性、耐食性も
良好である。
分であることはもとより、後熱処理後の靭性並びに長時
間使用後の靭性において比較例に比らべて格段の違いを
もって擾れており、また溶接作業性や耐酸性、耐食性も
良好である。
以上、詳述したように、本発明によれば１従来石油プラ
ント等に使用されているＯｒ−ＭＯ系高温用鋼のアーク
溶接において、特定組成の溶接金属を得るものであるか
ら、使用温度での高温強度及び高靭性化が十分に満足で
き、しかも低温靭性も優れており、したがって、特にシ
ャットダウンスタート時に生ずる周囲温度の低下に伴う
靭性劣化に起因する破壊事故も完全に防止し得て遺憾な
く装置の大型化並びに使用湿度の高温化に対処でき、石
油プラント等の操業率向上に貢献するところが大きい。
ント等に使用されているＯｒ−ＭＯ系高温用鋼のアーク
溶接において、特定組成の溶接金属を得るものであるか
ら、使用温度での高温強度及び高靭性化が十分に満足で
き、しかも低温靭性も優れており、したがって、特にシ
ャットダウンスタート時に生ずる周囲温度の低下に伴う
靭性劣化に起因する破壊事故も完全に防止し得て遺憾な
く装置の大型化並びに使用湿度の高温化に対処でき、石
油プラント等の操業率向上に貢献するところが大きい。
第１図はアーク溶接後の継手部及び各試験片の採取位置
を示す図、 第２図は後熱処理の温度時間条件を、また第８図は焼戻
し脆化促進試験の熱処理温度条件を示す図である。
を示す図、 第２図は後熱処理の温度時間条件を、また第８図は焼戻
し脆化促進試験の熱処理温度条件を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｌ Ｃｒ−ＭＯ系高温用鋼を装置アーク溶接棒を用いて
アーク溶接するに際し、 （イ）被置剤成分として、 ０ａＯＯ８＋ ４５〜６０重量％（以下、単に「％」で
表わす。）、金属弗化物：１０〜２５％、５ｉｎ２：
２〜７％、ｓｉ、 ＋ １．５〜５％及びＭり：１〜４
％からなる必須成分と、心線含有量との関係でＴｉＯ２
＜ １％、Ｃ≦０．５％、Ｍｎ＜２．５％、Ｏｒ＜９．
０％、Ｍｏ ＜ ４．０％及びＶ≦０．８％を限度とし
て添加しつる任意成分とからなる被置剤を（但し、Ｓｉ
、 Ｉｎ、 Ｏｒの各成分はフェロ合金の形で添加する
ときは、各成分に換算するものとする。）、 （ロ）心線成分として、 ０＜ ０．１ ８ ｚ、 Ｓｉ、＜ ０．？ ％、Ｉｎ
≦ １．０％、Ｑｒ≦４．０％、ＭＯ＜ １．５ ％
、Ｔｉ ＜ ０．１５ ％、ｖ ＜ ｏ、ｏ ｓ％、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなる心線に、 粘結剤として硅酸ソーダ、硅酸カリ及び硅酸リチウムの
１種又は２種以上を混合したものを用いて被蟹せしめた
被胃アーク溶接棒により、Ｏｒ−Ｍｏ系高温用鋼をアー
ク溶接し、（ハ）溶接金属成分として、 ｃ ： ｏ、ｔ ｏ〜０．１８％、Ｓｉ ７０．２５〜
０．６０％、Ｍｎ ： ０．８８〜０．９０％、Ｏｒ
＋ １．５〜８．５ ％、Ｍｏ ： ０．７〜１．５
％、Ｔｉ≦０．０１５％及びＶ ： ０．０２〜０．０
６％を含み、 特に低温靭性に擾れた高Ｃ−低Ｔｉ −Ｖ糸溶接金属を
得ることを特徴とするＯｒ −ＭＯ系高温用鋼のアーク
溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14756283A JPS6040689A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | Ｃｒ−Ｍｏ系高温用鋼のア−ク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14756283A JPS6040689A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | Ｃｒ−Ｍｏ系高温用鋼のア−ク溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6040689A true JPS6040689A (ja) | 1985-03-04 |
Family
ID=15433145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14756283A Pending JPS6040689A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | Ｃｒ−Ｍｏ系高温用鋼のア−ク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6040689A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62224497A (ja) * | 1986-03-26 | 1987-10-02 | Nippon Steel Corp | 低水素系被覆ア−ク溶接棒 |
| CN101879672A (zh) * | 2010-06-25 | 2010-11-10 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 一种-70℃铁素体型低温钢专用焊条 |
| CN103878505A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-06-25 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种单面焊双面成形根焊焊条 |
| CN103878506A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-06-25 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种低强度高韧性耐热钢焊条 |
| CN105234592A (zh) * | 2015-10-15 | 2016-01-13 | 洛阳双瑞特种合金材料有限公司 | 一种高强度级别单面焊双面成形根焊焊条 |
| CN106624467A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-05-10 | 四川大西洋焊接材料股份有限公司 | 适用于桥梁用q500qe钢的配套焊条及其制备方法 |
-
1983
- 1983-08-12 JP JP14756283A patent/JPS6040689A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62224497A (ja) * | 1986-03-26 | 1987-10-02 | Nippon Steel Corp | 低水素系被覆ア−ク溶接棒 |
| CN101879672A (zh) * | 2010-06-25 | 2010-11-10 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 一种-70℃铁素体型低温钢专用焊条 |
| CN103878505A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-06-25 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种单面焊双面成形根焊焊条 |
| CN103878506A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-06-25 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种低强度高韧性耐热钢焊条 |
| CN103878506B (zh) * | 2013-11-29 | 2016-03-09 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种低强度高韧性耐热钢焊条 |
| CN105234592A (zh) * | 2015-10-15 | 2016-01-13 | 洛阳双瑞特种合金材料有限公司 | 一种高强度级别单面焊双面成形根焊焊条 |
| CN106624467A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-05-10 | 四川大西洋焊接材料股份有限公司 | 适用于桥梁用q500qe钢的配套焊条及其制备方法 |
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