Ni基合金焊接金属制造技术

提供一种即使在焊接金属中大量含有氢时，也能够得到良好的拉伸延性的Ni基合金焊接金属。本发明专利技术的Ni基合金焊接金属，是含有C：0.01～0.05％(％是质量％的意思。以下，涉及化学成分均同。)、Si：0.01～1.0％、Mn：1.5～3.5％、Cr：0.5～5.0％、Mo：13.0～20.0％、W：1.0～4.0％、Fe：5.0～12.0％、B：0.0005～0.0050％、S：0.005％以下(不含0％)、P：0.005％以下(不含0％)、O：0.060％以下(不含0％)，余量由Ni和不可避免的杂质构成的焊接金属，该焊接金属中的在结晶晶界偏析的B浓度为20～200ppm。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及Ni基合金焊接金属。
技术介绍
在LNG(LiquefiedNaturalGas)储藏用罐中，一般来说，使用低温韧性优异的9％Ni钢的厚钢板。LNG储藏用罐，是将所述厚钢板通过埋弧焊等接合组装。埋弧焊是对于覆盖被施工物的焊剂连续性地供给电流电压，在焊剂中使电弧发生的焊接方法。在9％Ni钢的焊接中，低温韧性优异的Ni基合金被作为焊接材料使用。对于以Ni基合金作为焊接材料而得到的Ni基合金焊接金属而言，在焊接后未经过热处理而在刚焊接过的状态下要求高低温韧性。还有，在本说明书中所谓“Ni基合金”，是指主成分(含量最多的成分)为Ni的合金。另外，在本说明书中所谓“焊接金属”，是指在实施焊接时，焊接中熔敷金属和熔融母材经熔融凝固的金属。在本说明书中所谓“熔敷金属”，是指从焊接中附加的焊接材料(例如，焊补材料、焊丝等)转变为焊接部的金属。另外，所谓“焊补材料”，是指在焊接中附加的金属(材料)。一般来说，埋弧焊所用的焊剂有吸湿性，因此会在施工前经干燥处理之后再使用。但是，实际的施工环境的湿度、气温等多样，从干燥处理到施工的时间也有所不同，因此通常有一些焊剂会吸湿。从这样的背景出发，在极端不为优选的施工环境中，所形成的焊接金属中会含有大量的氢，存在焊接金属的抗拉断裂延伸率(拉伸延性)不足这样的问题。焊接金属缺乏拉伸延性，会导致作为被施工物的罐的机械性损伤的可能性高。这种状况下，例如，在专利文献1中，提出有一种关于低温用钢的埋弧焊方法的专利技术，其能够得到高抗拉强度和韧性，能够得到拉伸延性优异的焊接接头。在此专利文献1中，提出有一种低温用钢的埋弧焊方法，具体来说，其特征在于，是使Ni基合金焊丝及烧成型焊剂的任意一方或双方的、由规定的算式求得的各金属成分的M含量以质量％计为C：0.03～0.12％、Mn：0.5～2％，但是，10×C/Mn：1.5以下，Ni：60％以上，Mo和W的任意一方或双方的合计：19～27％，Al和Ti的任意一方或双方的合计：0.3～3％，Si、Cr和Cu的合计：1％以下，上述Ni基合金焊丝的余量为不可避免的杂质，上述烧成型焊剂的余量为不可避免的杂质等。总之，在专利文献1中提出的专利技术，着眼于埋弧焊用的焊接材料及焊剂的组成，通过控制焊接金属中所形成的碳化物，来改善焊接金属的韧性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-56562号公报专利技术要解决的课题但是，专利文献1所提出的专利技术并没有改善由于焊接金属中大量含有氢(H)而产生的拉伸延性的不足。
技术实现思路
本专利技术鉴于所述状况而形成，其课题在于，提供一种即使在焊接金属中大量含有氢的情况下，也能够得到良好的拉伸延性的Ni基合金焊接金属。用于解决课题的手段为了解决所述课题，本专利技术的Ni基合金焊接金属是含有C：0.01～0.05％(％是质量％的意思。以下，涉及化学成分均同。)、Si：0.01～1.0％、Mn：1.5～3.5％、Cr：0.5～5.0％、Mo：13.0～20.0％、W：1.0～4.0％、Fe：5.0～12.0％、B：0.0005～0.0050％、S：0.005％以下(不含0％)、P：0.005％以下(不含0％)、O：0.060％以下(不含0％)，余量由Ni和不可避免的杂质构成的焊接金属，该焊接金属中的在结晶晶界偏析的B浓度为20～200ppm。在此，所谓“偏析”，是指溶质浓度在合金的凝固固体的内部变得不均匀。如此，本专利技术的Ni基合金焊接金属，因为分别以规定量含有C、Si、Mn、Cr、Mo、W、Fe、B、O，所以能够确保焊接金属的强度和耐腐蚀性。另外，本专利技术的Ni基合金焊接金属因为将S、P设为规定量以下，所以能够确保高温裂纹性。而且，本专利技术的Ni基合金焊接金属因为将焊接金属中的在结晶晶界偏析的B浓度设为规定的范围，所以能够降低该结晶晶界邻域的H浓度。其结果是，能够防止结晶晶界受到焊接金属中所含有的H和O的影响而晶界强度降低，能够得到良好的拉伸延性。专利技术效果本专利技术的Ni基合金焊接金属，即使在焊接金属中大量含有H时，也能够得到良好的拉伸延性。附图说明图1是表示在熔敷金属的室温拉伸试验中使用的拉伸试验片的提取位置的剖面图。图2是表示晶界B浓度与抗拉断裂延伸率的关系的图表。横轴是晶界B浓度(ppm)，纵轴是抗拉断裂延伸率(％)。具体实施方式(Ni基合金焊接金属)以下，对于用于实施本专利技术的Ni基合金焊接金属(以下，也有时仅称为“焊接金属”。)的方式详细地加以说明。本专利技术的焊接金属，是基于哈斯特洛依合金(Hastelloy)系Ni基合金焊接金属中产生的断裂延伸率降低的原因，是由于焊接金属中所含有的H与O的影响造成的晶界强度的降低，以及通过使B在结晶晶界偏析至一定浓度以上，则可减少结晶晶界邻域的H浓度，能够避免晶界强度的降低这一新的技术知识。即，Ni基合金焊接金属中的固溶B和H不能在晶格中的相同位置一起固溶，在先有B分布的区域，H则不能轻易地侵入。因此，B相对于H而言，为优先向结晶晶界偏析的状态，从而能够使结晶晶界的H浓度降低，能够抑制使抗拉断裂延伸率降低的晶界断裂。本专利技术的焊接金属的效果，能够通过将焊接金属的化学组成设为规定的范围的基础上，再将在结晶晶界偏析的B浓度(以下，也有时记述为“晶界B浓度”。)控制在一定以上而得到。焊接金属的化学组成，能够通过使用相当于目标成分的焊接材料而达到规定的范围内。在埋弧焊中，也可以通过改变焊剂的化学组成来调整焊接金属的化学组成。还有，焊接金属的化学组成的控制，更优选在把握被施工物的化学组成的基础上，选择焊接后的焊接金属的化学组成会成为后述范围的焊接材料(焊丝、焊补材料、焊条)，并进行焊接。何种被施工物的化学组成的情况选择何种焊接材料，优选预先进行实验等加以确认。为了得到本专利技术中规定的晶界B浓度，需要相对于H而优先地促进B向结晶晶界的偏析。为此，需要使焊接金属中的平均的(整体的)B的含量(平均B浓度)达到规定的范围的基础上，减慢焊接施工时的焊接金属的冷却速度，达到规定的冷却速度。即，因为B在焊接金属中只在高温的环境下能够比H优先扩散，所以B在结晶晶界偏析需要充分的时间。因此，从这一观点出发，需要减慢焊接施工后的冷却速度。需要减慢冷却速度的主要的温度域是800～500℃。因为冷却速度也会根据被施工物的厚度等尺寸、热传导性而发生种种变化，所以为了得到规定的冷却速度，适当使线能量增加或使层间温度、预热温度高温化即可。这些条件和操作与规定的冷却速度的关系，优选预先进行实验等而加以确认。还有，若使焊接金属中的平均B浓度增加，则虽然能够使晶界B浓度增加，但是却会引发最终凝固部的焊接金属的高温裂纹。因此，优选使焊接金属整体的B浓度留在规定的范围，设为规定的冷却速度，从而使B在结晶晶界偏析。基于所述认识而形成的本专利技术的焊接金属，是含有C：0.01～0.05％(％是质量％的意思。以下，涉及化学成分均同。)、Si：0.01～1.0％、Mn：1.5～3.5％、Cr：0.5～5.0％、Mo：13.0～20.0％、W：1.0～4.0％、Fe：5.0～12.0％、B：0.0005～0.0050％、S：0.005％以下(不含0％)、P：0.005％以下(不含0％)、O：0.060％以下(不含0％)，余量由Ni和不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ni基合金焊接金属，其特征在于，是以质量％计含有C：0.01～0.05％、Si：0.01～1.0％、Mn：1.5～3.5％、Cr：0.5～5.0％、Mo：13.0～20.0％、W：1.0～4.0％、Fe：5.0～12.0％、B：0.0005～0.0050％、S：0.005％以下且不含0％、P：0.005％以下且不含0％、O：0.060％以下且不含0％，余量由Ni和不可避免的杂质构成的焊接金属，该焊接金属中的在结晶晶界偏析的B浓度为20～200ppm。

【技术特征摘要】
2015.08.27 JP 2015-1680191.一种Ni基合金焊接金属，其特征在于，是以质量％计含有C：0.01～0.05％、Si：0.01～1.0％、Mn：1.5～3.5％、Cr：0.5～5.0％、Mo：13.0～20.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫村刚夫，难波茂信，池田哲直，福田和博，
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