JPS6164823A - Method and apparatus for heat treating martensitic stainless steel after arc welding - Google Patents

Method and apparatus for heat treating martensitic stainless steel after arc welding

Info

Publication number
JPS6164823A
JPS6164823A JP18686584A JP18686584A JPS6164823A JP S6164823 A JPS6164823 A JP S6164823A JP 18686584 A JP18686584 A JP 18686584A JP 18686584 A JP18686584 A JP 18686584A JP S6164823 A JPS6164823 A JP S6164823A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stainless steel
martensitic stainless
heating
heat treatment
post
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18686584A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyasu Ito
義康 伊藤
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP18686584A priority Critical patent/JPS6164823A/en
Publication of JPS6164823A publication Critical patent/JPS6164823A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/50Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the resistance of martensitic stainless steel to weld crack, stress corrosion cracking and unstability rupture and the fatigue strength by heating the weld zone of the steel and a region close to the weld zone under specified conditions when the steel is heat treated after arc welding. CONSTITUTION:Martensitic stainless steel as a base metal is arc welded with a welding electrode of similar composition and heat treated. During the heat treatment after the arc welding, the weld zone of the steel and a region close to the weld zone are heated so as to give 18,000-22,000 Larson-Miller parameter P represented by the equation [where T is the heating temp. ( deg.C), and t is the holding time (hr)].

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、マルテンサイト系ステンレス鋼のアーク溶接
に係わり、特に、共金溶接棒を使用した場合の溶接され
た部分の硬度低下、靭性回復、残留応力低下等を図れる
マルテンサイト系ステンレス鋼のアーク溶接の後熱処理
方法とその処理装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to arc welding of martensitic stainless steel, and in particular, decreases in hardness, recovery of toughness, and The present invention relates to a post-arc welding heat treatment method for martensitic stainless steel that can reduce residual stress, etc., and a treatment apparatus therefor.

[発明の技術的背景とその問題点] 一般に、13%Cr鋼を代表とするマルテンサイト系ス
テンレス鋼の構造物をアーク溶接する場合、後熱処理と
してその構造物に対して残留応力を除去するために焼き
なましを実行する。この焼きなまし処理は一般に構造物
を炉内に収納して行われる。しかし、大型の構造物や野
外の据付現場で溶接作業を実施する場合、上記焼きなま
し処理を簡単に実施できない。
[Technical background of the invention and its problems] Generally, when arc welding a structure made of martensitic stainless steel, typically 13% Cr steel, post-heat treatment is performed to remove residual stress from the structure. Perform annealing. This annealing treatment is generally performed with the structure housed in a furnace. However, when performing welding work on a large structure or at an outdoor installation site, the above-mentioned annealing process cannot be easily performed.

しかし、補修等にて溶接作業がどうしても必要となった
場合は、共金のマルテンサイト系ステンレス鋼の溶接棒
、又は良好な溶接性能を有するJIs、D309等に指
定されたオーステナイト系ステンレス鋼の溶接棒を用い
て溶接した後、構造物の溶接部およびそその溶接部近傍
領域を結晶溝道が変化するAr1変態温度未満の温度で
加熱して、局部的な焼きなましを実行するようにしてい
る。
However, if welding work is absolutely necessary for repairs, etc., welding rods made of common metal martensitic stainless steel or austenitic stainless steel with good welding performance specified by JIs, D309, etc. After welding with a rod, the weld and the region near the weld of the structure are heated to a temperature below the Ar1 transformation temperature at which the crystalline path changes to perform local annealing.

しかしながら、オーステナイト系ステンレス鋼の溶接棒
を用いて溶接した場合、溶接部には、約40に9/mt
tr2の極めて高い引張り残留応力が生じる。また、熱
膨張に起因する残留応力も生じる。
However, when welding with an austenitic stainless steel welding rod, the weld has approximately 40 to 9/mt
A very high tensile residual stress of tr2 results. Residual stress also occurs due to thermal expansion.

これ等の残留応力は上述した局部的な焼きなましの後熱
処理ではほとんど除去されない。また、溶接棒と構造物
とは化学組成が異なるために、溶接部が讐周囲に対して
色差が生じたり、腐蝕環境化下における耐粒界腐蝕性、
耐応力腐蝕割れ感受性等が低下する等の欠点がある。
These residual stresses are hardly removed by the above-described local post-annealing heat treatment. In addition, because the welding rod and the structure have different chemical compositions, the color of the welded part may differ from the surrounding area, and the intergranular corrosion resistance in corrosive environments may deteriorate.
There are drawbacks such as reduced stress corrosion resistance, cracking susceptibility, etc.

一方、共金であるマルテンサイト系ステンレス鋼の溶接
棒を用いて溶接した場合、その溶接部を局部加熱するこ
とによって容易に溶接構造物の硬度低下を図ることが可
能であるが、溶接構造物の切欠靭性の回復度や残留応力
の減少度は、上記局部加熱の温度、加熱保持時間等の加
熱条件によって大きく変動して、良好な後熱処理結果を
得ることが困難であった。
On the other hand, when welding is carried out using a welding rod made of martensitic stainless steel, which is a common metal, it is possible to easily reduce the hardness of the welded structure by locally heating the welded part. The degree of recovery of notch toughness and the degree of reduction of residual stress vary greatly depending on the heating conditions such as the temperature of the local heating and the heating holding time, making it difficult to obtain a good post-heat treatment result.

[発明の目的コ 本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり
、その目的とするところは、マルテンサイト系ステンレ
ス鋼のアーク溶接時に溶接部および溶接部近傍領域に生
じる残留応力、硬度上昇。
[Purpose of the Invention] The present invention has been made based on the above circumstances, and its purpose is to reduce the residual stress and hardness generated in the welded part and the area near the welded part during arc welding of martensitic stainless steel. rise.

切欠靭性低下等を改善でき、耐溶接割れ、耐応力腐蝕割
れ、?ff1不安定破壊性および耐疲労強度性を向上で
きるマルテンサイト系ステンレス鋼のアーク溶接の後熱
処理方法とその処理装置を提供することにある。
Can reduce notch toughness, etc., and improve weld cracking resistance, stress corrosion cracking resistance, etc. An object of the present invention is to provide a method for post-arc welding heat treatment of martensitic stainless steel, which can improve ff1 unstable fracture resistance and fatigue strength, and a treatment apparatus therefor.

[発明の概要コ 本発明のマルテンサイト系ステンレス鋼のアーク溶接の
後熱処理方法は、共金溶接棒を用いてアーク溶接を実行
した後に行なう後熱処理時にマルテンサイト系ステンレ
ス鋼の溶接部およびこの溶接部近傍領域に加える熱を、
下を加熱温度(℃)とし、tを加熱保持時間(hr)と
したとき次式で示されるランソンミラーパラメーータP
の値が180oO以上でかつ22000以下にするよう
にしたものである。
[Summary of the Invention] The method for post-arc welding heat treatment of martensitic stainless steel according to the present invention provides a method for post-arc welding heat treatment of martensitic stainless steel, which is performed after performing arc welding using a matching welding rod. The heat applied to the area near the
The Ranson mirror parameter P is expressed by the following formula, where the bottom is the heating temperature (°C) and t is the heating holding time (hr).
The value of is set to be 180oO or more and 22000 or less.

P−(273+T)・(20+Iogt)ただし、50
0≦T≦(Ar1変態温度)また別の発明のマルテンサ
イト系ステンレス鋼のアーク溶接の後熱処理装置は、後
熱処理時に温度検出部でマルテンサイト系ステンレス鋼
の溶接部およびこの溶接部近傍領域が加熱されたと゛き
の加熱温度T(℃)を検出し、タイマで溶接部および溶
接部近傍領域が加熱されたときの加熱保持時間t(hr
)を計時し、タイマにて計時された加熱保持時間tと温
度検出部にて検出された加熱温度Tとから前述のランソ
ンミラーパラメータPをパラメータ演算部にて算出し、
さらに、このパラメータ演算部にて算出されたランソン
ミラーパラメータPの値が18000以上でかつ220
00以下になったときに終了表示部に後熱処理終了を表
示するようにしたものである。
P-(273+T)・(20+Iogt) However, 50
0≦T≦(Ar1 transformation temperature) In a post-arc welding heat treatment apparatus for martensitic stainless steel according to another invention, a temperature detection unit detects a welded portion of martensitic stainless steel and a region near the welded portion during post-heat treatment. The heating temperature T (°C) at the time of heating is detected, and a timer is used to calculate the heating holding time t (hr
), the above-mentioned Ranson Miller parameter P is calculated by the parameter calculation unit from the heating holding time t measured by the timer and the heating temperature T detected by the temperature detection unit,
Furthermore, the value of the Ranson Miller parameter P calculated by this parameter calculation unit is 18000 or more and 220
When the temperature becomes 00 or less, the end display section displays the end of the post-heat treatment.

[発明の実施例コ 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。[Embodiments of the invention] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は実施例のマルテンサイト系ステンレス鋼のアー
ク溶接の後熱処理装置を示すブロック構成図である。す
なわち、図中1は例えば13%Cr鋼のマルテンサイト
系ステンレス鋼で形成された構造物であり、この構造物
1の溶接部およびこの溶接部を含む溶接の後熱処理領域
2は加熱バーナ3の炎4で局部加熱される。後熱処理領
域2から一定の距離だけ離れた位置に後熱処理領域2の
加熱温度を検出するための熱電対5が貼付られており、
この熱電対4で検出された温度は温度算出部6にて、構
造物1の熱伝導度、後熱処理領wt2と熱電対5間の距
離等に基づいて、正規の後熱処理領域2の加熱温度Tに
変換される。これ等熱電対5および温度算出部6とで温
度検出部を構成する。
FIG. 1 is a block diagram showing an apparatus for post-arc welding heat treatment of martensitic stainless steel according to an embodiment. That is, 1 in the figure is a structure formed of martensitic stainless steel, such as 13% Cr steel, and a welded part of this structure 1 and a post-weld heat treatment area 2 including this welded part are heated by a heating burner 3. The flame 4 heats the area locally. A thermocouple 5 for detecting the heating temperature of the post-heat treatment area 2 is attached at a position a certain distance away from the post-heat treatment area 2,
The temperature detected by this thermocouple 4 is determined by a temperature calculation unit 6 as the normal heating temperature of the post-heat treatment area 2 based on the thermal conductivity of the structure 1, the distance between the post-heat treatment area wt2 and the thermocouple 5, etc. Converted to T. These thermocouples 5 and temperature calculating section 6 constitute a temperature detecting section.

温度算出部6から出力された後熱処理領域2の加熱温度
T (℃)は温度比較部7にて(1)式を満足するか否
かを検定される。
The heating temperature T (° C.) of the post-heat treatment region 2 outputted from the temperature calculation unit 6 is tested by the temperature comparison unit 7 to see whether it satisfies equation (1).

500≦T≦(A rll変温温度(1)そして、温度
比較部7にて加熱温度T(℃)が500℃未満の低温で
あったり、結晶構造の変化が生じるAr1変態温度を越
える値であれば、温度異常として温度異常表示部8に異
常表示される。
500≦T≦(Arll variable temperature (1) Then, in the temperature comparison section 7, the heating temperature T (℃) is a low temperature of less than 500℃ or a value exceeding the Ar1 transformation temperature at which a change in the crystal structure occurs. If there is, the abnormality is displayed on the temperature abnormality display section 8 as a temperature abnormality.

加熱温度T (℃)は(1)式の条件を満たしたとき、
ランソンミラーパラメータPを算出するパラメータ演算
部9へ送出される。このパラメータ演算部9には加熱時
間タイマ1oから加熱保持時間t(hr)が入力される
。この加熱保持時間t(hr)のパラメータ演算部9へ
の入力は、加熱途中で加熱温度が変化する事を考慮して
、加熱開始時刻から一定微少時間間隔Δtおきにのパル
ス信号入力にて行われる。そして、パラメータ演算部9
は、加熱時間タイマ10から一定時間間隔毎tおきのパ
ルス信号が入力する毎にその時点の温度比較部7から送
出される温度Tiを用いて(2式で示される単位ランソ
ンミラーパラメータPiを加算していく。
When the heating temperature T (℃) satisfies the condition of equation (1),
It is sent to the parameter calculation unit 9 which calculates the Ranson Miller parameter P. A heating holding time t (hr) is inputted to this parameter calculating section 9 from a heating time timer 1o. The heating holding time t (hr) is input to the parameter calculation unit 9 by inputting a pulse signal at constant minute time intervals Δt from the heating start time, taking into account that the heating temperature changes during heating. be exposed. Then, the parameter calculation section 9
is calculated using the temperature Ti sent out from the temperature comparator 7 at that time every time a pulse signal is input from the heating time timer 10 at a constant time interval of t (adding the unit Ranson Miller parameter Pi shown in equation 2). I will do it.

Ti = (273+Ti  )・(20+ logΔ
t)したがって、その時点におけるランソンミラーパラ
メータPは(31式になる。
Ti = (273+Ti)・(20+logΔ
t) Therefore, the Ranson Miller parameter P at that point becomes (Equation 31).

パラメータ演算部9にて算出されたランソンミラーパラ
メータPは条件比較部11へ送出され(4式を満足する
か否かを判定する。
The Ranson Miller parameter P calculated by the parameter calculation unit 9 is sent to the condition comparison unit 11 (it is determined whether or not Equation 4 is satisfied.

18000 ≦P ≦22000       (4)
条件比較部11にて(4)式が満足するようになると、
終了表示部12へ表示指令信号が送出される。
18000≦P≦22000 (4)
When the condition comparison unit 11 satisfies equation (4),
A display command signal is sent to the end display section 12.

表示指令信号を受信した終了表示部12は構造物1の後
熱処理領域2の最適条件の加熱が終了したことを例えば
表示ランプ又は警告ブザー等で表示する。
After receiving the display command signal, the completion display section 12 indicates that the heating of the post-heat treatment region 2 of the structure 1 under the optimum conditions has been completed using, for example, an indicator lamp or a warning buzzer.

このように構成されたマルテンサイト系ステンレス鋼の
アーク溶接の後熱処理装置であれば、作業者は構造物1
のアーク溶接した後の後熱処理領域2を加熱バーナ3の
炎4で加熱開始すると同時に加熱時間タイマ10を起動
させる。すると、熱電対5にて検出され温度算出部6で
補正された後熱処理領域2のその時点での加熱温度Ti
 と一定間隔Δtに相当する単位ランソンミラーバラメ
ータTiがパラメータ演算部9で算出されて(3)式に
従って順次加算される。そして、加算された後の正規の
ランソンミラーパラメータPが一定時間間隔毎に条件比
較部11へ送出され、このランソンミラーパラメータP
の値が(41式を満足した時点で終了表示部12に加熱
停止を指示する表示がなされる。作業者は終了表示部1
2に加熱停止指示が表示されると、加熱バーナ3を停止
すればよい。
With the post-arc welding heat treatment equipment for martensitic stainless steel constructed in this way, the operator can
The heating timer 10 is activated at the same time as the heating of the post-heat treatment area 2 after arc welding is started with the flame 4 of the heating burner 3. Then, the heating temperature Ti of the post-heat treatment area 2 at that point detected by the thermocouple 5 and corrected by the temperature calculation unit 6
A unit Ranson mirror parameter Ti corresponding to a constant interval Δt is calculated by the parameter calculating section 9 and sequentially added according to equation (3). Then, the regular Ranson mirror parameter P after the addition is sent to the condition comparison section 11 at regular time intervals, and the Ranson mirror parameter P
When the value of (41) is satisfied, a display instructing to stop heating is displayed on the end display section 12.
When a heating stop instruction is displayed on 2, the heating burner 3 can be stopped.

なお、加熱途中で後熱処理領域2の加熱温度Tが(1)
の条件を満足しなくなると、温度異常表示部8に温度異
常が表示されるので、加熱バーナ3の出力を調整して温
度異常表示部8に温度異常が表示されないようにすれば
よい。
In addition, during heating, the heating temperature T of the post-heat treatment area 2 becomes (1).
If the condition is no longer satisfied, a temperature abnormality will be displayed on the temperature abnormality display section 8, so the output of the heating burner 3 may be adjusted so that the temperature abnormality is not displayed on the temperature abnormality display section 8.

次に、上記のようにマルテンサイト系ステンレス鋼にて
構成された構造物1の後熱処理領域2に対して熱を加え
る方法として、ランソンミラーパラメータPを採用して
、しかも、そのランソンミラーパラメータPの値が(4
)式を満足すれば溶接部の残留応力、硬度上昇、切欠靭
性低下を最も効果的に改善できる理由を説明する。
Next, as a method of applying heat to the post-heat treatment region 2 of the structure 1 made of martensitic stainless steel as described above, the Ranson Miller parameter P is adopted, and the Ranson Miller parameter P The value of (4
) The reason why the residual stress, increase in hardness, and decrease in notch toughness of the weld can be most effectively improved is explained below.

すなわち、発明者は、下表に示す化学成分を有する13
%Cr−4%N1のマルテンサイト系ステンレス鋼(J
 Is、5C85相当)を従来の共金である13%Cr
のマルテンサイト系ステンレス鋼の溶接棒を用いてアー
ク溶接した場合の、溶接線の中心からの距離Y(s)と
残留応力σ(K9/履2)およびビッカース硬度(Hv
)との関係を実験によって求めた。
That is, the inventor has created 13 compounds having the chemical components shown in the table below.
%Cr-4%N1 martensitic stainless steel (J
Is, equivalent to 5C85) to 13% Cr, which is the conventional coin
Distance Y (s) from the center of the weld line, residual stress σ (K9/2), and Vickers hardness (Hv
) was determined through experiments.

測定結果を第2図に示す。なお、図中σXはX方向の残
留応力を示し、σYはY方向の残留応力を示す。図から
明かのように、溶接後の溶接部における残留応力σは一
10υ/履2程度の圧縮応力になっている。しかし、こ
の溶接部はマルテンサイト組成となり、ビッカース硬度
は極めて高い値の約400HVとなっている。したがっ
て、溶接部は局部的に脆化が著しく進むものと考えられ
る。
The measurement results are shown in Figure 2. In the figure, σX indicates residual stress in the X direction, and σY indicates residual stress in the Y direction. As is clear from the figure, the residual stress σ in the welded part after welding is a compressive stress of about 10υ/12. However, this welded part has a martensitic composition and has an extremely high Vickers hardness of about 400 HV. Therefore, it is considered that local embrittlement of the welded portion progresses significantly.

第3図は、上記条件で溶接した後、溶接部を15分間、
600℃に局部加熱した場合の、溶接線中心からの距離
Y(ms+)と残留応力σCK9/m2>およびビッカ
ース硬度(HV)との関係を示したものである。図から
明かのように、溶接部において、ビッカース硬度は約3
00HVへ低下しているが、残留応力は約70に9/1
ars2程度の非常に高い値に上昇している。これは、
加熱保持時間(15分)中にまじる溶接部の応力緩和効
果と軟化傾向との重畳された結果であると考えられる。
Figure 3 shows that after welding under the above conditions, the welded area was welded for 15 minutes.
This figure shows the relationship between the distance Y (ms+) from the weld line center, the residual stress σCK9/m2>, and the Vickers hardness (HV) when locally heated to 600°C. As is clear from the figure, the Vickers hardness of the welded part is approximately 3.
00HV, but the residual stress is about 70 to 9/1
It has risen to a very high value of around ars2. this is,
This is thought to be the result of the superimposition of the stress relaxation effect and the softening tendency of the welded part during the heating holding time (15 minutes).

このように、後熱処理の加熱条件によっては、溶接部の
硬度は後熱処理を実行することによって、低下するが、
残留応力は逆に増大することもある。
In this way, depending on the heating conditions of the post-heat treatment, the hardness of the weld may be reduced by performing the post-heat treatment.
On the contrary, residual stress may increase.

欠に第4図に残留応力σと加熱保持時間tとの関係を加
熱温度Tをパラメータとてし示す。図から明かのように
、残留応力σは加熱保持時間tと加熱温度T等の加熱条
件によって、最大値を示す場合が生じる。例えば、加熱
温度Tを550℃とすると、加熱保持時jiltが約1
5分で残留応力σはrJ90都/am”の最大値を示す
。したがって、このような実験結果の整理方法であれば
、加熱温度Tと加熱保持時atとの後熱処理の加熱条件
における最良値を簡単に求めることは困難である。
In particular, FIG. 4 shows the relationship between residual stress σ and heating holding time t using heating temperature T as a parameter. As is clear from the figure, the residual stress σ may exhibit a maximum value depending on the heating conditions such as the heating holding time t and the heating temperature T. For example, if the heating temperature T is 550°C, the jilt during heating and holding is approximately 1
At 5 minutes, the residual stress σ reaches the maximum value of rJ90/am. Therefore, if we use this method of organizing the experimental results, the best value for the heating conditions of the post-heat treatment between the heating temperature T and the heating holding time at. It is difficult to find it easily.

そこで、発明者は、後熱処理領域に加える一種の熱量を
示す(5)式のランソンミラーパラメータPを導入した
Therefore, the inventor introduced the Ranson Miller parameter P in equation (5), which indicates a type of heat amount to be added to the post-heat treatment region.

P−(273+T)・(20+Ioot)   (5ま
ただし、Tおよびtは、上述したように、加熱温度(”
C)および加熱保持時間(hr)である。
P-(273+T)・(20+Ioot) (5) However, T and t are the heating temperature ("
C) and heating holding time (hr).

第2図および第3図の溶接部におけるランソンミラーパ
ラメータPと残留応力σおよびビツカース硬度(HV)
との関係を第5図に示す。なお、第5図においては、一
種の切欠靭性特性を示す0℃におけるシャルピー吸収エ
ネルギの値vE(幻−TrL)の変化もまとめて示した
。図から明かのように、残留応力、ビッカース硬度、シ
ャルピー値は、それぞれれランソンミラーパラメータP
の値に対して一定の傾向を示す。すなわち、残留応力は
、約P−16000まで急上昇して最大値に達した後、
ランソンミラーパラメータPの増加に従ってゆるやかに
減少する。また、ビッカース硬度はランンンミラーパラ
メータPの増加に従って減少して、最終的にほぼ母材の
値に近似する。一方、シャルピー値は、図示するように
、台形特性を示し、ランソンミラーパラメータPが特定
の範囲でほぼ一定の最大値を示す。
Ranson Miller parameter P, residual stress σ, and Vickers hardness (HV) in the welds in Figures 2 and 3
Figure 5 shows the relationship between In addition, in FIG. 5, changes in the Charpy absorbed energy value vE (phantom-TrL) at 0° C., which indicates a type of notch toughness characteristic, are also collectively shown. As is clear from the figure, the residual stress, Vickers hardness, and Charpy value are each calculated by the Ranson Miller parameter P
It shows a certain tendency with respect to the value of . That is, after the residual stress rapidly increases to about P-16000 and reaches its maximum value,
It gradually decreases as the Ranson Miller parameter P increases. Further, the Vickers hardness decreases as the running miller parameter P increases, and finally approaches the value of the base material. On the other hand, the Charpy value exhibits a trapezoidal characteristic as shown in the figure, and the Ranson Miller parameter P exhibits a substantially constant maximum value within a specific range.

したがって、残留応力とビッカース硬度が共に一定値以
下で、かつシャルピー値が一定値以上を満足するランソ
ンミラーパラメータPの値は図示するように18000
以上でかつ22000以下であることが理解できる。
Therefore, the value of the Ranson Miller parameter P that satisfies both the residual stress and Vickers hardness below a certain value and the Charpy value above a certain value is 18,000 as shown in the figure.
It can be understood that it is above and below 22,000.

なお、後熱処理領域は、当然ある一定の最低温度温度以
上に加熱されなければならないので、加熱温度Tは50
0℃以上である必要がある。また、加熱温度Tが高すぎ
ると結晶構造の変化が生じるのでAr1変態温度以下で
ある必要がある。
Note that the post-heat treatment area must naturally be heated to a certain minimum temperature or higher, so the heating temperature T is 50°C.
The temperature must be 0°C or higher. Further, if the heating temperature T is too high, a change in the crystal structure occurs, so it needs to be below the Ar1 transformation temperature.

このように、後熱処理における後熱処理領域2に加える
熱量を上述したランソンミラーパラメータPの値で設定
することによって、確実に、後熱処理後の溶接部の残留
応力及びビッカース硬度を一定値以下に低減できると共
に、シャルピー値をも一定値以上に維持できる。したが
って、後熱処理の加熱条件を簡単に最良値に設定でき、
マルテンサイト系ステンレス鋼のアーク溶接時に溶接部
および溶接部近傍領域に生じる残留応力、li’度上昇
、切欠靭性低下等を改善でき、溶接部の耐溶接割れ、耐
応力腐蝕割れ、耐不安定破壊性および耐疲労強度性を向
上できる。
In this way, by setting the amount of heat applied to the post-heat treatment area 2 in the post-heat treatment at the value of the Ranson Miller parameter P described above, the residual stress and Vickers hardness of the welded part after the post-heat treatment can be reliably reduced to below a certain value. At the same time, it is possible to maintain the Charpy value above a certain value. Therefore, the heating conditions for post-heat treatment can be easily set to the best values.
It can improve the residual stress, increase in li' degree, decrease in notch toughness, etc. that occur in the weld zone and the area near the weld zone during arc welding of martensitic stainless steel, and the weld zone can be resistant to weld cracking, stress corrosion cracking, and unstable fracture. It can improve durability and fatigue strength.

また、作業者は濃度異常表示部8および終了表示部12
を監視しながら後熱処理領域2を加熱バーナ3で加熱し
、終了表示部12に停止指令が表示された時点で加熱を
停止すればよいので、ランソンミラーパラメータPを採
用することによって、後熱処理装置の操作が特に複雑に
なることはない。
In addition, the operator should check the concentration abnormality display section 8 and the end display section 12.
The post-heat treatment area 2 is heated with the heating burner 3 while monitoring, and the heating can be stopped when the stop command is displayed on the end display section 12. By adopting the Ranson Miller parameter P, the post-heat treatment apparatus The operation is not particularly complicated.

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、第6図に示すように、温度比較部7と条件
比較部11の出力信号が入力される加熱制御部13を設
けて、温度比較部7から温度異常が送出されると、加熱
バーナ3の出力を自動調整し、条件比較部11からラン
ソンミラーパラメータPが(4)式の条件を満足した時
点で上記加熱バーナ3を自動停止させるようにしてもよ
い。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, as shown in FIG. 6, a heating control section 13 is provided to which the output signals of the temperature comparison section 7 and the condition comparison section 11 are input, and when a temperature abnormality is sent from the temperature comparison section 7, the heating burner 3 The heating burner 3 may be automatically stopped when the Ranson Miller parameter P determined by the condition comparing section 11 satisfies the condition of equation (4).

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、マルテンサイト系
ステンレス鋼のアーク溶接時に溶接部および溶接部近傍
流域に生じる残留応力、硬度上昇。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the residual stress and hardness increase that occur in the weld zone and the region near the weld zone during arc welding of martensitic stainless steel.

切欠靭性低下等を改善でき、耐溶接割れ、耐応力腐蝕割
れ、耐不安定破壊性および耐疲労強度性を向上できるマ
ルテンサイト系ステンレス鋼のアーク溶接の後熱処理方
法とその後熱処理装置を提供できる。
It is possible to provide a post heat treatment method and post heat treatment apparatus for arc welding of martensitic stainless steel, which can improve the reduction in notch toughness, etc., and improve weld cracking resistance, stress corrosion cracking resistance, unstable fracture resistance, and fatigue strength resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例のマルテンサイト系ステンレ
ス鋼のアーク溶接の後熱処理装置を示すブロック構成図
、第2図゛および第3図はランソンミラーパラメータと
残留応力およびごッカース硬度との関係を示す特性図、
第4図は加熱保持時間と残留応力との関係を示す特性図
、第5図はランソンミラーパラメータと残留応力、ビッ
カース硬度、シャルピー値との関係を示す特性図、第6
図は本発明の他の実施例のマルテンサイト系ステンレス
鋼のアーク溶接の後熱処理装置を示すブロック構成図で
ある。 1・・・構造物、2・・・後熱処理領域、3・・・加熱
バーナ、4・・・炎、5・・・熱電対、6・・・温度算
出部、7・・・温度比較部、8・・・濃度異常表示部、
9・・・パラメータ演算部、10・・・加熱時間タイマ
、11・・・条件比較部、12・・・終了表示部、13
・・・加熱制御部。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第3図 第4図 ηO熱保丁午晴間を 第5図
Fig. 1 is a block diagram showing a post-arc welding heat treatment apparatus for martensitic stainless steel according to an embodiment of the present invention, and Figs. 2 and 3 show the relationship between Ranson Miller parameters, residual stress, and Gockers hardness. Characteristic diagram showing the relationship,
Figure 4 is a characteristic diagram showing the relationship between heating holding time and residual stress, Figure 5 is a characteristic diagram showing the relationship between Ranson Miller parameters, residual stress, Vickers hardness, and Charpy value.
The figure is a block diagram showing a post-heat treatment apparatus for arc welding of martensitic stainless steel according to another embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Structure, 2... Post heat treatment area, 3... Heating burner, 4... Flame, 5... Thermocouple, 6... Temperature calculation part, 7... Temperature comparison part , 8... concentration abnormality display section,
9... Parameter calculation section, 10... Heating time timer, 11... Condition comparison section, 12... End display section, 13
...Heating control section. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue Figure 3 Figure 4 Figure 5

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)マルテンサイト系ステンレス鋼母材を共金溶接棒
を使用してアーク溶接を行ない、その後、後熱処理を実
行するマルテンサイト系ステンレス鋼のアーク溶接にお
いて、前記後熱処理時に前記マルテンサイト系ステンレ
ス鋼の溶接部およびこの溶接部近傍領域に加える熱を、
Tを加熱温度(℃)とし、tを加熱保持時間(hr)と
したとき次式で示されるランソンミラーパラメータPの
値が18000以上でかつ22000以下にすることを
特徴とするマルテンサイト系ステンレス鋼のアーク溶接
の後熱処理方法。 P=(273+T)・(20+logt) ただし、500≦T≦(Ar1変態温度)
(1) In arc welding of martensitic stainless steel, in which a martensitic stainless steel base material is arc welded using a matching welding rod, and then a post heat treatment is performed, the martensitic stainless steel is The heat applied to the steel weld and the area near this weld is
A martensitic stainless steel characterized in that the value of the Ranson Miller parameter P expressed by the following formula is 18,000 or more and 22,000 or less, where T is the heating temperature (°C) and t is the heating holding time (hr). post-arc welding heat treatment method. P=(273+T)・(20+logt) However, 500≦T≦(Ar1 transformation temperature)
(2)マルテンサイト系ステンレス鋼母材を共金溶接棒
を使用してアーク溶接を行ない、その後、後熱処理を実
行するマルテンサイト系ステンレス鋼のアーク溶接にお
いて、前記後熱処理時に前記マルテンサイト系ステンレ
ス鋼の溶接部およびこの溶接部近傍領域が加熱されたと
きの加熱温度T(℃)を検出する濃度検出部と、前記溶
接部および溶接部近傍領域が加熱されたときの加熱保持
時間t(hr)を計時するタイマと、このタイマにて計
時された加熱保持時間tと前記温度検出部にて検出され
た加熱温度Tとから次式で示されるランソンミラーパラ
メータPを算出するパラメータ演算部と、このパラメー
タ演算部にて算出されたランソンミラーパラメータPの
値が18000以上でかつ22000以下になったとき
後熱処理終了を表示する終了表示部とを備えたことを特
徴とするマルテンサイト系ステンレス鋼のアーク溶接の
後熱処理装置。 P=(273+T)・(20+logt) ただし、500≦T≦(Ar1変態温度)
(2) In arc welding of martensitic stainless steel in which a martensitic stainless steel base material is arc welded using a matching welding rod and then post heat treatment is performed, the martensitic stainless steel A concentration detection unit that detects the heating temperature T (°C) when the steel weld and the region near the weld is heated, and a heating retention time t (hr ); a parameter calculation unit that calculates a Ranson Miller parameter P expressed by the following formula from the heating holding time t measured by the timer and the heating temperature T detected by the temperature detection unit; The martensitic stainless steel is characterized in that the martensitic stainless steel is provided with an end display section that displays the end of post-heat treatment when the value of the Ranson Miller parameter P calculated by the parameter calculation section is 18,000 or more and 22,000 or less. Heat treatment equipment after arc welding. P=(273+T)・(20+logt) However, 500≦T≦(Ar1 transformation temperature)
JP18686584A 1984-09-06 1984-09-06 Method and apparatus for heat treating martensitic stainless steel after arc welding Pending JPS6164823A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18686584A JPS6164823A (en) 1984-09-06 1984-09-06 Method and apparatus for heat treating martensitic stainless steel after arc welding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18686584A JPS6164823A (en) 1984-09-06 1984-09-06 Method and apparatus for heat treating martensitic stainless steel after arc welding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6164823A true JPS6164823A (en) 1986-04-03

Family

ID=16196016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18686584A Pending JPS6164823A (en) 1984-09-06 1984-09-06 Method and apparatus for heat treating martensitic stainless steel after arc welding

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6164823A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005531414A (en) * 2001-06-29 2005-10-20 マッククリンク,エドワード,ジェイ. Seam welded air quenchable steel pipe
JP2007030007A (en) * 2005-07-28 2007-02-08 Jfe Steel Kk Post-weld processing method and welding apparatus for stainless steel plate
JP2024043075A (en) * 2022-09-16 2024-03-29 三菱重工業株式会社 Post-weld heat treatment method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005531414A (en) * 2001-06-29 2005-10-20 マッククリンク,エドワード,ジェイ. Seam welded air quenchable steel pipe
JP2007030007A (en) * 2005-07-28 2007-02-08 Jfe Steel Kk Post-weld processing method and welding apparatus for stainless steel plate
JP2024043075A (en) * 2022-09-16 2024-03-29 三菱重工業株式会社 Post-weld heat treatment method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Microstructure evolution and mechanical properties of briefly heat-treated SAF 2507 super duplex stainless steel welds
Tomków et al. Temper bead welding of S460N steel in wet welding conditions
Gajjar et al. Sensitization and desensitization (healing) in austenitic stainless steel: a critical review
JPS6164823A (en) Method and apparatus for heat treating martensitic stainless steel after arc welding
Gu et al. Eliminating the soft zone for grade 91 steel weldment via enhancing prior austenite grain size of the intercritical heat-affected zone
Jones Heat treatment effect on 2CrMo joints welded with a nickel-base electrode
Santella et al. Martensite formation in 9 Cr-1 Mo steel weld metal and its effect on creep behavior
Lima et al. Mechanical and corrosion properties of a duplex steel welded using micro-arc or laser
Nichols Reheat cracking in welded structures
Zhang et al. Effect of the additional heat input on the microstructure and property in NiCrMoV welded joint simulated by multiple thermal cycles
Nebhnani et al. Failure of a martensitic stainless steel pipe weld in a fossil fuel power plant
KR20150131418A (en) Local heat treatment method to prevent primary water stress corrosion cracking of nickel alloy weld zone in a nuclear power plant
Murakawa et al. Mechanical Behavior in Local Postweld Heat Treatment
Timofeev et al. Corrosion and mechanical strength of welded joints of downcomers for RBMK reactors
Jorge et al. Influence of the Aging Treatments on the Microstructural Evolution and Corrosion Performance of a Superaustenitic Weld Metal
Abderrahmani et al. Study of the effect of SMAW welding speed on the microstructure and crystal stability of X70 steel using X-ray diffraction
JPS6013047B2 (en) Heat treatment method for welded joints
Li et al. Influence of post-welding heat treatment on microstructure and peculiarity of 10Cr9Mo1VNb boiler steel welded by hot wire TIG
RU2556801C2 (en) Method for determining thermal compatibility of different structural steels in cladded product of power equipment
Li et al. Study of modified 9Cr-1Mo welds
JPWO2005024083A1 (en) Reactor structure and manufacturing method and repair method thereof
Werner et al. Investigation of the toughness behavior in cold-formed and welded high-strength steels using fracture mechanics concepts and notch impact test
Radaj Reduction of welding residual stresses and distortion
Jarrar et al. T/P24 (7CRMOVTIB10-10) a Bainitic-Martensitic Steel Grade for Super Heater and Water Wall Applications in Modern Ultra Super Critical Power Plants: Lessons Learned
Pilous Brittle failure resistance of steels and weld metals for pressure vessels of light‐water reactors