高Cr铁素体系耐热钢用焊接材料制造技术

提供一种高Cr铁素体系耐热钢用焊接材料，其能够抑制作为软质组织的δ铁素体的发生，由此，能够得到韧性提高，并且，抗裂纹性和高温强度良好的焊接金属。高Cr铁素体系耐热钢用焊接材料，分别在规定范围含有C、Si、Mn、S、Co、V、Nb、W、N和O，并且，将Ni和P分别限制在规定范围，同时含有Cr：8.0质量％以上且9.5质量％以下，Mo：0.02质量％以上且0.20质量％以下，进一步限制Cu：低于0.05质量％，余量由Fe和不可避免的杂质构成。质构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高Cr铁素体系耐热钢用焊接材料


[0001]本专利技术涉及适合高Cr铁素体系耐热钢的焊接的焊接材料。

技术介绍

[0002]发电用锅炉和涡轮机以及各种耐热耐压钢管，由于在高温高压的条件下使用，所以要求高温强度，特别是蠕变性能优异。高Cr铁素体系耐热钢正是针对这样的要求而开发，其所使用的焊接用焊丝也在各施工方法中已有多个提案。
[0003]例如，在专利文献1中公开有一种焊丝，其能够得到高温蠕变强度(高温强度)和韧性优异的焊接金属，而且焊接操作性优异，并且，能够抑制线材在制造时发生热裂纹。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本国特开2004－42116号公报
[0007]但是，在上述专利文献1中，为了抑制对焊接金属的韧性造成不良影响的铁素体的析出，而含有恰当量的Cu，但是添加Cu导致焊接金属的抗裂纹性降低，因此，要求开发一种高Cr铁素体系耐热钢用焊接材料，其能够得到高温强度、韧性和抗裂纹性全都良好的焊接金属。

技术实现思路

[0008]本专利技术鉴于上述状况而形成，其目的在于，提供一种高Cr铁素体系耐热钢用焊接材料，其能够抑制作为软质组织的δ铁素体发生，由此，能够得到使韧性提高，并且抗裂纹性和高温强度也良好的焊接金属。
[0009]本专利技术的一个方式的高Cr铁素体系耐热钢用焊接材料，含有
[0010]C：0.01质量％以上且0.15质量％以下、
[0011]Si：0.02质量％以上且0.90质量％以下、
[0012]Mn：0.20质量％以上且1.20质量％以下、
[0013]S：0.0005质量％以上且0.015质量％以下、
[0014]Co：0.50质量％以上且5.00质量％以下、
[0015]Cr：8.0质量％以上且9.5质量％以下、
[0016]Mo：0.02质量％以上且0.20质量％以下、
[0017]V：0.05质量％以上且0.90质量％以下、
[0018]Nb：0.005质量％以上且0.100质量％以下、
[0019]W：1.00质量％以上且5.00质量％以下、
[0020]N：0.02质量％以上且0.04质量％以下、
[0021]O：0.001质量％以上且0.015质量％以下、
[0022]Cu：低于0.05质量％、
[0023]Ni：1.20质量％以下、
[0024]P：0.015质量％以下，
[0025]余量由Fe和不可避免的杂质构成。
[0026]另外，优选上述Ni为0.05质量％以上且1.20质量％以下。
[0027]另外，上述高Cr铁素体系耐热钢用焊接材料，优选还含有B：0.005质量％以上且0.015质量％以下、Al：0.015质量％以下、Ti：0.015质量％以下。
[0028]根据本专利技术，能够提供一种高Cr铁素体系耐热钢用焊接材料，其能够抑制作为软质组织的δ铁素体发生，由此，能够得到使韧性提高，并且抗裂纹性和高温强度良好的焊接金属。
具体实施方式
[0029]以下，详细说明有关用于实施本专利技术的方式(本实施方式)。还有，本专利技术不受以下说明的实施方式限定，在不脱离本专利技术的宗旨的范围内，能够任意变更实施。
[0030]一般来说，在高Cr铁素体系耐热钢经焊接得到的焊接金属中，容易生成作为软质组织的δ铁素体，其使焊接金属的韧性降低，因此，以恰当的含量，使焊丝中含有具有抑制δ铁素体生成这一效果的元素(例如Cu)，对于提高焊接金属的韧性有效。
[0031]但是，本专利技术者们着眼于添加Cu导致焊接金属的抗裂纹性降低，并对于焊接材料的金属成分的种类及其含量进行了锐意研究，其结果发现，通过恰当地调整造成韧性降低这一影响的δ铁素体的生成元素即Mo和Cr的含量，以此取代降低有助于韧性提高但却使抗裂纹性降低的Cu含量，则能够得到高温强度、韧性及抗裂纹性全都良好的焊接金属。
[0032]以下，对于本实施方式的高Cr铁素体系耐热钢用焊接材料，详细说明其成分添加理由及组成限定理由。
[0033][高Cr铁素体系耐热钢用焊接材料的组成][0034]本实施方式的高Cr铁素体系耐热钢用焊接材料中，以下的元素必须含有，或能够作为任意成分含有。还有，本实施方式的高Cr铁素体系耐热钢用焊接材料，作为焊丝(实芯焊丝)使用时，以下所示的各成分的含量，意味着在焊丝总质量中的含量。
[0035]＜C：0.01质量％以上且0.15质量％以下＞
[0036]C在焊接金属中作为碳化物析出，是用于确保蠕变强度的不可或缺的元素。
[0037]C含量低于0.01质量％时，不能充分取得上述效果。因此，焊接材料中的C含量为0.01质量％以上，优选为0.02质量％以上，更优选为0.03质量％以上。
[0038]另一方面，C也是奥氏体生成元素，因此若C含量高于0.15质量％，则焊接金属的Ac1相变点降低，因此在焊接后热处理时发生奥氏体相变，其结果是，蠕变强度降低，另外热裂纹的敏感性也变高。因此，焊接材料中的C含量为0.15质量％以下，优选为0.13质量％以下，更优选为0.11质量％以下。
[0039]＜Si：0.02质量％以上且0.90质量％以下＞
[0040]Si在焊接金属熔融时作为脱氧剂起作用，使焊接金属中的氧含量降低，是有助于冲击性能提高的元素。另外，Si在焊接金属熔融时使该熔融金属的界面张力降低，也有减少未熔合和焊瘤等焊接缺陷的效果。
[0041]Si含量低于0.02质量％时，不能充分取得上述效果。因此，焊接材料中的Si含量
は
0.02质量％以上，优选为0.04质量％以上，更优选为0.06质量％以上。
[0042]另一方面，因为Si是铁素体生成元素，所以，若Si含量高于0.90质量％，则铁素体在焊接金属中残留，其韧性劣化。因此，焊接材料中的Si含量为0.90质量％以下，优选为0.70质量％以下，更优选为0.40质量％以下。
[0043]＜Mn：0.20质量％以上且1.20质量％以下＞
[0044]Mn在焊接金属熔融时作为脱氧剂起作用，此外从确保其强度和韧性这一观点出发是不可或缺的元素。
[0045]Mn含量低于0.20质量％时，不能充分取得上述效果。因此，焊接材料中的Mn含量为0.20质量％以上，优选为0.30质量％以上，更优选为0.40质量％以上。
[0046]另一方面，因为Mn是奥氏体生成元素，所以若Mn含量高于1.20质量％，则焊接金属的Ac1相变点降低，蠕变强度降低。因此，焊接材料中的Mn含量为1.20质量％以下，优选为1.00质量％以下，更优选为0.80质量％以下。
[0047]＜S：0.0005质量％以上且0.015质量％以下＞
[0048]S在焊接金属熔融时使该熔融金属的界面张力降低，是具有防止未熔合和咬边等焊接缺陷发生的效果的元素，发挥着提高焊接操作性的效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种高Cr铁素体系耐热钢用焊接材料，其特征在于，含有C：0.01质量％以上且0.15质量％以下、Si：0.02质量％以上且0.90质量％以下、Mn：0.20质量％以上且1.20质量％以下、S：0.0005质量％以上且0.015质量％以下、Co：0.50质量％以上且5.00质量％以下、Cr：8.0质量％以上且9.5质量％以下、Mo：0.02质量％以上且0.20质量％以下、V：0.05质量％以上且0.90质量％以下、Nb：0.005质量％以上且0.100质量％以下、W：1.00质量％以上且5.00质量％以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：村西良昌，小山田宏美，高内英亮，宫村刚夫，难波茂信，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：