堆焊体制造技术

在特定量含有C、Cr、Mo、V、Nb、Si、Mn、P、S、Cu、Ni、N，余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成的母材的表面，通过堆焊，形成特定量含有Ni、Cr、Nb、C、Si、Mn、P、S、Cu、Mo、V、N，余量由Fe和不可避免的杂质构成，满足数学式(A)的组成的焊接金属。这时，使母材和焊接金属的Cr含量和C含量满足数学式(B)。还有，{}是各个元素的含量(质量％)。【数学式1】[Cr]+[Mo]+1.5×[Si]+0.5×[Nb]+2.5×[Mn]‑0.2×[Ni]+30×[C]≤21.5…(A)；([Crw]/[Crm])×([Cm]/[Cw])≤15…(B)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在母材的表面堆焊有焊接金属的堆焊体。更详细地说，是涉及在铁素体系耐热钢的表面形成有堆焊层焊接金属的堆焊体。
技术介绍
化工厂等的在高温下使用的压力容器中，使用铁素体系的耐热钢，其含有作为耐热结构材料的Cr达2～12质量％左右(例如，参照专利文献1)。铁素体系耐热钢等的耐热结构材料，具有由奥氏体相经淬火·回火处理而形成的被称为回火马氏体组织的微细的金属组织。而后，大型的压力容器便通过如下方式制造，即，由这样的耐热构造材料制作多个环状的结构物，对其沿轴向进行环焊接合而制造。耐热材料的耐腐蚀性，强烈依存于钢中所含有的Cr量。因此，铁素体系的耐热钢，相比例如含有Cr为18质量％以上这样的奥氏体系不锈钢而言，在耐腐蚀性这一点上较差，对于在化工厂产生连多硫酸和硫化氢造成的腐蚀说不上具有充分的耐腐蚀性。另一方面，奥氏体系不锈钢，因为热膨胀率大，所以存在不适于高温用途的厚壁构件和大型锻造品等这样的问题。因此，以往化工厂所使用的大型的压力容器中，母材使用铁素体系耐热钢，而在其与腐蚀成分的接触面，则形成由奥氏体系不锈钢构成的堆焊金属。在这样的要求有耐热性的堆焊体中，将母材彼此接合后，会进行焊接后热处理(PostWeldHeatTreatment：PWHT)，一般经过PWHT，环焊部的断裂韧性提高。另一方面，使用耐热性高的母材时，需要以更高温度进行PWHT，但是若以高温进行PWHT，则堆焊金属脆化，存在因高温下使用中的热应力的反复载荷，而导致堆焊部容易发生裂纹这样的问题。作为抑制PWHT对焊接部的影响的技术，例如有如下方法，即，通过特定母材的成分组成，从而防止边界层邻域的堆焊层不锈钢的奥氏体晶粒的粗大化，并且在PWHT中防止碳从母材向不锈钢的移动扩散的方法(参照专利文献2)。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本国特开2014－1702号公报【专利文献2】日本国特开平3－264647号公报但是，专利文献2所述的技术，是着眼于氢的影响的堆焊金属的剥离防止技术，并没有着眼于由母材和焊接金属构成的焊接部作为机械的性质的变形能力。
技术实现思路
因此，本专利技术其主要目的在于，提供一种焊接部的耐挠曲龟裂性优异的堆焊体。本专利技术者，对于堆焊体的耐挠曲龟裂性在高温的PWHT后劣化这一问题进行研究，发现通过改善焊接金属与母材的界面区域的延展性和焊接金属自身的延展性这两方面，则焊接部的耐挠曲龟裂性提高，从而达成本专利技术。具体来说，因为焊接金属的Cr与母材的C发生反应而引起界面层的硬化，所以通过使焊接金属和母材的Cr含量比与C含量比的积处于特定的范围，则能够改善界面区域的延展性。另外，通过减少焊接金属的Mn含量，并且使根据焊接金属的各成分的含量计算出的参数的值在特定的范围，则能够改善焊接金属的延展性。即，本专利技术的堆焊体，是在母材的表面堆焊有焊接金属的堆焊体，所述母材具有如下组成：含有C：0.07～0.12质量％、Cr：2.0～10质量％、Mo：0.5～1.5质量％、V：0.02～0.5质量％和Nb：0.01～0.2质量％，并且限制如下，Si：0.6质量％以下、Mn：1质量％以下、P：0.04质量％以下、S：0.02质量％以下、Cu：0.3质量％以下、Ni：0.6质量％以下及N：0.1％质量以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成，所述焊接金属具有如下组成：含有Ni：9～11质量％、Cr：18～21质量％和Nb：0.1～1质量％，并且限制如下，C：0.08质量％以下、Si：1.0质量％以下、Mn：0.9质量％以下、P：0.04质量％以下、S：0.03质量％以下、Cu：0.75质量％以下、Mo：0.75质量％以下、V：0.15质量％以下、N：0.08质量％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成，设Cr含量(质量％)为[Cr]、Mo含量(质量％)为[Mo]、Si含量(质量％)为[Si]、Nb含量(质量％)为[Nb]、Mn含量(质量％)为[Mn]、Ni含量(质量％)为[Ni]、C含量(质量％)为[C]时，满足下述数学式1，设所述焊接金属的Cr含量(质量％)为[Crw]、所述母材的Cr含量(质量％)为[Crm]、所述焊接金属的C含量(质量％)为[Cw]、所述母材的C含量(质量％)为[Cm]时，满足下述数学式2。【数学式1】[[Cr]+[Mo]+1.5×[Si]+0.5×[Nb]+2.5×[Mn]-0.2×[Ni]+30×[C]≤21.5【数学式2】([Crw]/[Crm])×([Cm]/[Cw])≤15根据本专利技术，能够改善焊接部的耐挠曲龟裂性，使高温PWHT后的堆焊部的变形能力提高。附图说明图1中，在横轴取数学式4所表示的焊接金属和母材的Cr含量比与C含量比的积，在纵轴取数学式3所表示的根据焊接金属的各成分的含量计算出的参数，图1是表示实施例和比较例的各试验体的这些值的关系的图解图。具体实施方式以下，就用于实施本专利技术的方式，详细地加以说明。还有，本专利技术不受以下说明的实施方式限定。本实施方式的堆焊体，是像高温下使用的压力容器等这样要求耐热性的结构物，在母材的表面堆焊有焊接金属，例如是堆焊接头。本实施方式的堆焊体的母材，具有如下组成：含有C：0.07～0.12质量％、Cr：2.0～10质量％、Mo：0.5～1.5质量％、V：0.02～0.5质量％和Nb：0.01～0.2质量％，并且限制如下，Si：0.6质量％以下、Mn：1质量％以下、P：0.04质量％以下、S：0.02质量％以下、Cu：0.3质量％以下、Ni：0.6质量％以下及N：0.1％质量以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成。另外，作为为了使母材的耐腐蚀性提高而形成的堆焊金属，存在SUS309和SUS347等，在本实施方式的堆焊体中，是作为使焊接金属为如下组成的奥氏体系不锈钢，其含有Ni：9～11质量％、Cr：18～21质量％及Nb：0.1～1质量％，并且限制如下，C：0.08质量％以下、Si：1.0质量％以下、Mn：0.9质量％以下、P：0.04质量％以下、S：0.03质量％以下、Cu：0.75质量％以下、Mo：0.75质量％以下、V：0.15质量％以下、N：0.08质量％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成，满足下述数学式3。【数学式3】[[Cr]+[Mo]+1.5×[Si]+0.5×[Nb]+2.5×[Mn]-0.2×[Ni]+30×[C]≤21.5还有，上述数学式3中的[Cr]是Cr含量(质量％)，[Mo]是Mo含量(质量％)，[Si]是Si含量(质量％)，[Nb]是Nb含量(质量％)，[Mn]是Mn含量(质量％)，[Ni]是Ni含量(质量％)，[C]是C含量(质量％)。此外，本实施方式的堆焊体，焊接金属中的Cr和C的含量，与母材中的Cr和C的含量的关系，满足下述数学式4。还有，下述数学式4中的[Crw]是焊接金属的Cr含量(质量％)，[Crm]是母材的Cr含量(质量％)。另外，[Cw]是焊接金属的C含量(质量％)，[Cm]是母材的C含量(质量％)。【数学式4】([Crw]/[Crm])×([Cm]/[Cw])≤15接下来，对于构成本实施方式的堆焊体的母材和焊接金属中所含有的成分进行说明。(母材)母材能够使用在本实施方式的堆焊体的用途中，通常所使用的母材，具体来说，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种堆焊体，其为在母材的表面堆焊有焊接金属的堆焊体，其中，所述母材具有如下组成：含有C：0.07～0.12质量％、Cr：2.0～10质量％、Mo：0.5～1.5质量％、V：0.02～0.5质量％及Nb：0.01～0.2质量％，并且限制如下，Si：0.6质量％以下、Mn：1质量％以下、P：0.04质量％以下、S：0.02质量％以下、Cu：0.3质量％以下、Ni：0.6质量％以下及N：0.1％质量以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成，所述焊接金属具有如下组成：含有Ni：9～11质量％、Cr：18～21质量％及Nb：0.1～1质量％，并且限制如下，C：0.08质量％以下、Si：1.0质量％以下、Mn：0.9质量％以下、P：0.04质量％以下、S：0.03质量％以下、Cu：0.75质量％以下、Mo：0.75质量％以下、V：0.15质量％以下及N：0.08质量％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成，设Cr含量为[Cr]，Mo含量为[Mo]，Si含量为[Si]，Nb含量为[Nb]，Mn含量为[Mn]，Ni含量为[Ni]，C含量为[C]时，满足下述数学式(A)，所述各元素含量均以质量％计，设所述焊接金属的Cr含量为[Crw]，所述母材的Cr含量为[Crm]，所述焊接金属的C含量为[Cw]，所述母材的C含量为[Cm]时，满足下述数学式(B)，所述各元素含量均以质量％计，【数学式1】[Cr]+[Mo]+1.5×[Si]+0.5×[Nb]+2.5×[Mn]‑0.2×[Ni]+30×[C]≤21.5...(A)([Crw]/[Crm])×([CmJ/[Cw])≤15...(B)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.11 JP 2014-1207571.一种堆焊体，其为在母材的表面堆焊有焊接金属的堆焊体，其中，所述母材具有如下组成：含有C：0.07～0.12质量％、Cr：2.0～10质量％、Mo：0.5～1.5质量％、V：0.02～0.5质量％及Nb：0.01～0.2质量％，并且限制如下，Si：0.6质量％以下、Mn：1质量％以下、P：0.04质量％以下、S：0.02质量％以下、Cu：0.3质量％以下、Ni：0.6质量％以下及N：0.1％质量以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成，所述焊接金属具有如下组成：含有Ni：9～11质量％、Cr：18～21质量％及Nb：0.1～1质量％，并且限制如下，C：0.08质量％以下、Si：1.0质量％以下、Mn：0.9质量％以下、P：0.04质量％以...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫村刚夫，难波茂信，池田哲直，石田雅俊，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP