１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属、コークドラムおよびボンドフラックス
【課題】 ソリッドワイヤとボンドフラックスとを組み合わせてサブマージアーク溶接で多層盛溶接された溶接金属の短時間から長時間にわたる応力除去を行った後においても母材との強度的ミスマッチングがなく、高靭性が得られるとともに溶接欠陥のない高品質な１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属を提供する。
【解決手段】 ソリッドワイヤとボンドフラックスとを組み合わせてサブマージアーク溶接で多層盛溶接される溶接金属において、溶接金属全質量当り、質量％で、Ｃ：０．０６〜０．１２％、Ｓｉ：０．１５〜０．３０％、Ｍｎ：０．６０〜１．１０％、Ｃｒ：１．１０〜１．４５％、Ｍｏ：０．４５〜０．６０％を含有し、Ｏ：０．０２２％以下、Ｎ：０．００８％以下で、残部はＦｅおよび不可避不純物であることを特徴とする１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属。
【解決手段】 ソリッドワイヤとボンドフラックスとを組み合わせてサブマージアーク溶接で多層盛溶接される溶接金属において、溶接金属全質量当り、質量％で、Ｃ：０．０６〜０．１２％、Ｓｉ：０．１５〜０．３０％、Ｍｎ：０．６０〜１．１０％、Ｃｒ：１．１０〜１．４５％、Ｍｏ：０．４５〜０．６０％を含有し、Ｏ：０．０２２％以下、Ｎ：０．００８％以下で、残部はＦｅおよび不可避不純物であることを特徴とする１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼をサブマージアーク溶接で多層盛溶接して得られた溶接金属、コークドラムおよびそのためのボンドフラックスに関し、詳しくは短時間から長時間にわたる応力除去焼鈍（以下、ＰＷＨＴという。）を行った後においても母材との強度的ミスマッチングがなく、安定した高靭性が得られるとともに溶接欠陥のない高品質な１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属、コークドラムおよびボンドフラックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼は、ボイラドラム、主蒸気管および過熱蒸気管などの各種鋼管、石油化学工業などの装置（例えば、コークドラムなど）に広く用いられている。
【０００３】
一般にＣｒ−Ｍｏ系低合金鋼は、高温耐酸化性や高温特性の優れた材料として実用化され使用条件に応じて１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼、２．２５％Ｃｒ−１％Ｍｏ鋼、３％Ｃｒ−１％Ｍｏ鋼などが適宜選択されてきた。特に２．２５％Ｃｒ−１％Ｍｏ鋼、３％Ｃｒ−１％Ｍｏ鋼は使用条件の高温・高圧化から高温強度や耐水素侵食性を改善したＶを添加した鋼材が開発され、溶接材料も実用化されている。
【０００４】
一方、１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼は高温・高圧化のニーズはないものの、溶接金属に対して寒冷地での操業や運転休止中の脆性破壊等を考慮して低温における高靭性化および母材と溶接金属との強度的ミスマッチングがないことを要望されるようになってきた。さらに、ＷＥＳ １１０９の「溶接熱影響部ＣＴＯＤ試験方法に関する指針」の解説においても、強度的ミスマッチングの許容は母材強度に対して１０〜１５％程度までとされている。
【０００５】
ところで、溶接金属の靭性に及ぼす大きな要因としてＰＷＨＴ条件がある。ＰＷＨＴは、溶接によって生じた溶接部の残留応力を除去するとともに溶接部の靭性を向上するものであるが、ＰＷＨＴ時間が短いと靭性が低く、長いと強度の低下に伴って高靭性が得られるが、長すぎると靭性は低下するので、適切な温度および保持時間で行うことが必要である。一般的には６９０℃±２０℃の温度で１〜５回のＰＷＨＴがなされ、そのＰＷＨＴ時間の合計は３〜２５時間の広範囲にわたる。温度が高いほど、また同じ温度でも時間が長いほど焼きなましの効果は大きく、その程度を示す値として下記に示す焼きもどしパラメータＴ・Ｐが広く用いられている。
Ｔ・Ｐ＝Ｔ｛２０＋ｌｏｇ（ｔ）｝×１０-3
Ｔ＝温度（°Ｋ）、ｔ＝時間（ｈｒ）
一般に１．２５％Ｃｒ―１％Ｍｏ鋼の溶接施工におけるＴ・Ｐの範囲は１９．３〜２０．９にある。
【０００６】
１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接については、例えば特許文献１に記載の発明には溶接金属に多量のＡｌＮを形成して溶接金属を微細化して高靭性を得るという技術が、また特許文献２に記載の発明には溶融型フラックスとＶを多く含むワイヤとを組み合わせて高靭性を得る技術が、さらに、特許文献３に記載の発明にはワイヤ成分としてＢとＮを必須としてＴｉ、Ｚｒ、Ａｌの１種以上を添加して高靭性で高強度の溶接金属を得るという技術の開示がある。
【０００７】
しかし、上記特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載の技術は、ＰＷＨＴの保持時間をある程度長時間実施した後の靭性を評価したものであり、母材と溶接金属の強度的ミスマッチングの考慮がされておらず、さらに組み合わせたフラックス成分組成では溶接金属の酸素量が高く、短時間のＰＷＨＴにおいては低温における靭性がばらついて満足できるものではない。また、溶接作業性および耐溶接欠陥性についても満足できるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５８−５８９８２号公報
【特許文献２】特開昭５９−７３１９４号公報
【特許文献３】特開昭５９−８２１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、ソリッドワイヤとボンドフラックスとを組み合わせてサブマージアーク溶接で多層盛溶接された溶接金属の短時間から長時間にわたる応力除去を行った後においても母材との強度的ミスマッチングがなく、高靭性が得られるとともに溶接欠陥のない高品質な１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属、サブマージアーク溶接金属によって製造されたコークドラムおよびボンドフラックスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の要旨は、ソリッドワイヤとボンドフラックスとを組み合わせてサブマージアーク溶接で多層盛溶接される溶接金属において、溶接金属全質量当り、質量％で、Ｃ：０．０６〜０．１２％、Ｓｉ：０．１５〜０．３０％、Ｍｎ：０．６０〜１．１０％、Ｃｒ：１．１０〜１．４５％、Ｍｏ：０．４５〜０．６０％を含有し、Ｏ：０．０２２％以下、Ｎ：０．００８％以下で、残部はＦｅおよび不可避不純物であることを特徴とする。
また、Ｔｉ、ＶおよびＮｂの１種以上の合計が０．００５〜０．０２％であることを特徴とする。
【００１１】
そして、上記溶接金属によって製造された１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼製のコークドラムを特徴とする。
【００１２】
さらに、上記１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属を得るためにソリッドワイヤと組み合わせるボンドフラックスは、フラックスの全質量に対して、質量％で、ＭｇＯ：２５〜３５％、Ａｌ2Ｏ3：１３〜２０％、ＣａＦ2：１４〜２２％、ＳｉＯ2：１０〜１９％、ＣａＯ：６〜１２％、金属炭酸塩のＣＯ2換算値：３〜５％を含有し、その他はＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、合金剤、脱酸剤および不可避不純物であることも特徴とする。
【００１３】
また、上記ボンドフラックスを使用した溶接構造により製造された上記１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼製のコークドラムであることも特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属によれば、ソリッドワイヤとボンドフラックスとを組み合わせてサブマージアーク溶接で多層盛溶接された溶接金属の短時間から長時間にわたる応力除去を行った後においても母材との強度的ミスマッチングがなく、安定した高靭性が得られるとともに溶接欠陥のない高品質な１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】コークドラムの一実施例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明者らは、上記課題を解決するために、種々の溶接金属を各種ソリッドワイヤとボンドフラックスとを組み合わせて形成して、母材との強度的ミスマッチングおよび靭性におよぼす成分の影響および耐欠陥性におよぼすボンドフラックスの成分組成について詳細に検討した。その結果、短時間から長時間にわたるＰＷＨＴを行った後においても母材との強度的ミスマッチングがなく高靭性が得られる溶接金属を見出し、さらに溶接欠陥のない高品質な１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属を見出した。
【００１７】
以下、本発明の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属に含有する化学成分およびその組成の限定理由について説明する。
【００１８】
Ｃ：０．０６〜０．１２質量％
Ｃは、溶接金属の焼き入れ性を高めて、耐力（０．２％耐力）の調整と靭性を向上させる効果を有する。Ｃが０．０６質量％（以下、単に％という。）未満であると、短時間ＰＷＨＴ（以下、ＰＷＨＴ１という。）での靭性が低く、耐力が低くなり母材の耐力未満になる。一方、０．１２％を超えると、ＰＷＨＴ１での靭性が低くなる。また、耐力が高くなり母材との強度的ミスマッチングとなる。さらに、高温割れが生じやすくなる。
【００１９】
Ｓｉ：０．１５〜０．３０％
Ｓｉは溶接金属の靭性を向上させる。Ｓｉが０．１５％未満であると、ＰＷＨＴ１および長時間ＰＷＨＴ（以下、ＰＷＨＴ２という。）ともに靭性が低くなる。一方、０．３０％を超えると、耐力が高くなり母材との強度的ミスマッチングとなるとともにＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに靭性が低下する。
【００２０】
Ｍｎ：０．６０〜１．１０％
Ｍｎは溶接金属の焼き入れ性を高めて耐力の調整と靭性を向上させる。Ｍｎが０．６０％未満であると、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに靭性が低くなる。また、耐力が低くなり母材の耐力未満になる。一方、１．１０％を超えると、耐力が高くなり母材との強度的ミスマッチングになるとともにＰＷＨＴ１での靭性が低くなる。
【００２１】
Ｃｒ：１．１０〜１．４５％、Ｍｏ：０．４５〜０．６０％
本発明は１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼を対象とするものであるから、耐酸化性、耐クリープ性を確保するため母材に相当するＣｒおよびＭｏを溶接金属に含有する必要がある。Ｃｒ１．１０％未満、Ｍｏ０．４５％未満では、耐力が低くなり母材の耐力未満になる。一方、Ｃｒ１．４５％超、Ｍｏ０．６０％超では硬化性が大となり、耐力が高くなり母材との強度的ミスマッチングになるとともにＰＷＨＴ１での靭性が低くなる。
【００２２】
Ｏ：０．０２２％以下
ＯはＳｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉ等と酸化物（非金属介在物）として存在し、０．０２２％を超えると、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに安定した靭性が得られなくなる。
【００２３】
Ｎ：０．００８％以下
過剰なＮは、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに靭性を不安定にする。したがって、Ｎは０．００８％以下とする。
【００２４】
Ｔｉ、ＶおよびＮｂの１種以上の合計：０．００５〜０．０２％
Ｔｉは酸化物として溶接金属に存在し、溶接金属を微細化して靭性を向上させる。ＶおよびＮｂはＣと炭化物を生成して溶接金属を微細化して靭性を向上させる。Ｔｉ、ＶおよびＮｂの１種以上の合計が０．００５％未満であると、靭性の向上効果は得られない。一方、Ｔｉ、ＶおよびＮｂの１種以上の合計が０．０２％を超えると酸化物や炭化物の生成量が多くなって、特にＰＷＨＴ１での靭性が低下する。
【００２５】
その他、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓｎは使用中の脆化を考慮してできるだけ低いことが好ましい。
【００２６】
次に、前記成分組成の溶接金属および溶接欠陥のない高品質な溶接金属を得るために、ソリッドワイヤと組み合わせるボンドフラックスの成分組成について説明する。
【００２７】
ＭｇＯ：２５〜３５％
ＭｇＯは溶接金属の酸素を下げて靭性を向上する。ＭｇＯが２５％未満であると溶接金属の酸素が多くなってＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに靭性が安定しなくなる。一方、３５％を超えると溶融スラグの融点が高くなりビードが広がらず、またスラグ剥離性も悪くなって、多層盛溶接するとスラグ巻き込み欠陥が生じる。
【００２８】
Ａｌ2Ｏ3：１３〜２０％
Ａｌ2Ｏ3はビード幅の広いなじみの良好なビードを形成する。Ａｌ2Ｏ3が１３％未満であるとビード止端部のなじみが悪くなり、多層盛溶接するとスラグ巻き込み欠陥が生じる。一方、２０％を超えるとビードが凸状となり多層盛溶接することができない。
【００２９】
ＣａＦ2：１４〜２２％
ＣａＦ2は溶接金属の酸素を下げて靭性を向上する。ＣａＦ2が１４％未満であると溶接金属の酸素が多くなってＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに靭性が安定しなくなる。一方、２２％を超えるとアークが不安定となりスラグ巻き込み欠陥が生じやすくなる。
【００３０】
ＳｉＯ2：１０〜１９％
ＳｉＯ2はスラグの粘性を増加させビード止端部のなじみの良いビードを形成する。ＳｉＯ2が１０％未満であるとビード止端部のなじみが悪くなり、多層盛溶接するとスラグ巻き込み欠陥が生じる。一方、１９％を超えると溶接金属の酸素が多くなってＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに靭性が安定しなくなる。
【００３１】
ＣａＯ：６〜１２％
ＣａＯは溶接金属の酸素を下げて靭性を向上する。ＣａＯが６％未満であると溶接金属の酸素が多くなってＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに靭性が安定しなくなる。一方、１２％を超えるとビードが凸状となり多層盛溶接することができない。なお、ＣａＯとしては、ＣａＣＯ3の分解によって生じるＣａＯも含むものとする。
【００３２】
金属炭酸塩のＣＯ2換算値：３〜５％
ＣａＣＯ3、ＢａＣＯ3などの金属炭酸塩は溶接中アーク空洞内でＣＯ2ガスに解離し、アーク空洞内における水素分圧を下げて溶接金属中に移行する水素を低くして拡散性水素量を低減するとともにアークを安定にする。金属炭酸塩のＣＯ2換算値が３％未満であると溶接金属中の拡散性水素量が多くなって、水素による低温割れが生じやすくなる。また、アークが不安定になる。一方、５％を超えるとアークが吹き上げ、ビード形状が不良となってスラグ巻き込み欠陥が生じやすくなる。
【００３３】
ボンドフラックスは、前記成分組成の他アーク安定剤であるＮａ2ＯやＫ2Ｏ、合金剤および脱酸剤を含む。ソリッドワイヤのみから添加すると、ソリッドワイヤ中の合金量が多くなって、ワイヤが硬くなってワイヤの製造が困難になるばかりか、溶接時のワイヤ送給性が不良となる。したがって、フラックス中に合金剤および脱酸剤を含有させ、目標とする溶接金属成分とすることもできる。
【００３４】
なお、ボンドフラックスに含むＣは、高炭素Ｆｅ−Ｍｎなどの合金粉やグラファイトなど、Ｓｉは金属Ｓｉ、Ｆｅ−ＳｉおよびＳｉ−Ｍｎなど、Ｍｎは金属Ｍｎ、Ｆｅ−ＭｎおよびＳｉ−Ｍｎなど、Ｃｒは金属ＣｒおよびＦｅ−Ｃｒなど、Ｍｏは金属ＭｏおよびＦｅ−Ｍｏなど、ＶはＦｅ−Ｖ、ＮｂはＦｅ−Ｎｂ、Ｔｉは金属ＴｉおよびＦｅ−Ｔｉなどの形態で含有させることができる。
【００３５】
また、組み合わせるソリッドワイヤは、Ｃ：０．０５〜０．１２％、Ｓｉ：０．１０〜０．３５％、Ｍｎ：０．６０〜１．１０％、Ｐ：０．０１０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ｃｒ：１．２０〜１．５０％、Ｍｏ：０．４５〜０．６０％、Ｔｉ：０．０１５％以下、Ｖ：０．０１５％以下、Ｎｂ：０．０１５％以下であることが好ましい。
【００３６】
コークドラムとは、石油精製プロセスにおいて重質油を熱分解反応によりガスと分解油および石油コークスに分解するプロセス（ディレイドコーキング法）に用いる円筒状の反応容器のことである。このコークドラムは、高温高圧の運転に耐え得る耐熱鋼（クロム・モリブデン鋼）をサブマージアーク溶接により組み立てて製造する。
【００３７】
この石油精製プロセスの運転は、５００℃程度に加熱した後１００℃程度に冷却するサイクルを繰り返し行うため、溶接部の損傷が数多く報告されている。このようなコークドラムを本発明の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属によって製造することにより母材とのミスマッチングがなく、高靭性で溶接欠陥のない耐久性の高いコークドラムを得ることができる。
【００３８】
図１はコークドラムの使用状態を側面から示したものである。このコークドラム１は、耐熱鋼の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼板を用いて製造されていて、その溶接構造は、上部、側面および下部を接合する溶接部２を得るのに本発明の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属およびその溶接金属を得るためのボンドフラックスを用いている。この溶接構造のコークドラムは、高靭性で溶接欠陥のない耐久性の高いコークドラムとなっていた。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明の効果を実施例により詳細に説明する。
【００４０】
表１に示すソリッドワイヤ（ワイヤ径４．８ｍｍ）と表２に示すボンドフラックス（粒度３００×１００μｍ）とを組み合わせて、表３に示す成分の鋼板（１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼）を開先上面幅２５ｍｍ、ギャップ２４ｍｍの裏当て付き開先として溶接長７５０ｍｍを表４に示す溶接条件で１層２パスの多層盛溶接をした。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
【表３】
【００４４】
【表４】
【００４５】
溶接後、Ｘ線透過試験を行い溶接欠陥の有無を調査した後、試験板を２等分して表５に示すＰＷＨＴ１とＰＷＨＴ２の２条件のＰＷＨＴを行った。次いで、板厚の中心部より分析試料、ＪＩＳ Ｚ３１１１ Ａ１号丸棒引張試験片（ＪＩＳ Ｚ２２０１の１０号試験片）およびＪＩＳ Ｚ３１１１ ４号衝撃試験片（ＪＩＳ Ｚ２２０１の４号試験片）を採取した。溶接金属成分を表６に示す。
【００４６】
【表５】
【００４７】
【表６】
【００４８】
評価は、引張試験の０．２％耐力でＰＷＨＴ１は４８０〜５２０ＭＰａ（母材は４７０ＭＰａ）、ＰＷＨＴ２は４４０〜４７０ＭＰａ（母材は４３０ＭＰａ）、衝撃試験はＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに試験温度−２９℃で吸収エネルギーの各５本の最低値が１３６Ｊ以上を良好とした。表７に溶接作業性、Ｘ線透過試験、引張試験の０．２％耐力および衝撃試験の結果をまとめて示す。
【００４９】
【表７】
【００５０】
表６および表７中、溶接金属Ｎｏ．１〜１０は本発明例、溶接金属Ｎｏ．１１〜２７は比較例である。
【００５１】
本発明例である溶接金属Ｎｏ．１〜１０は、各溶接金属成分が適量で、組み合わせたボンドフラックス成分組成も適量であるので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに０．２％耐力が良好で高値で安定した吸収エネルギーが得られ、溶接作業性が良好で、かつ溶接欠陥のない高品質の溶接金属が得られ、極めて満足な結果であった。
【００５２】
比較例中溶接金属Ｎｏ．１１は、組み合わせたボンドフラックスＦ８のＣＯ2が多いので、アークが吹き上げ、ビード形状が不良となってスラグ巻き込み欠陥も生じた。また、Ｃが低いので、ＰＷＨＴ１での吸収エネルギーが低く、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに０．２％耐力が低かった。
【００５３】
溶接金属Ｎｏ．１２は、組み合わせたボンドフラックスＦ９のＣＯ2が少ないので、アークが不安定であった。また、Ｃが高いので、溶接時にクレータ割れが生じ、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに０．２％耐力が高く、ＰＷＨＴ１の吸収エネルギーが低かった。
【００５４】
溶接金属Ｎｏ．１３は、組み合わせたボンドフラックスＦ１０のＳｉＯ2が少ないので、ビード始端部のなじみが不良でスラグ巻き込み欠陥も生じた。また、Ｓｉが低いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに吸収エネルギーが低かった。
【００５５】
溶接金属Ｎｏ．１４は、組み合わせたボンドフラックスＦ１１のＣａＦ2が多いので、アークが不安定となりスラグ巻き込み欠陥が生じた。また、Ｓｉが高いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに吸収エネルギーが低かった。
【００５６】
溶接金属Ｎｏ．１５は、組み合わせたボンドフラックスＦ１２のＡｌ2Ｏ3が少ないので、ビード止端部のなじみが悪くスラグ巻き込み欠陥も生じた。また、Ｍｎが低いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに吸収エネルギーが低く、０．２％耐力も低かった。
【００５７】
溶接金属Ｎｏ．１６は、組み合わせたボンドフラックスＦ１３のＭｇＯが多いので、ビード幅が狭くスラグ剥離性が不良でスラグ巻き込み欠陥も生じた。また、Ｍｎが高いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに０．２％耐力が高く、ＰＷＨＴ１の吸収エネルギーが低かった。
【００５８】
溶接金属Ｎｏ．１７は、Ｃｒが低いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに０．２％耐力が低かった。また、Ｖが低いのでＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに吸収エネルギーがやや低かった。
【００５９】
溶接金属Ｎｏ．１８は、Ｃｒが高いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに０．２％耐力が高く、ＰＷＨＴ１の吸収エネルギーが低かった。
【００６０】
溶接金属Ｎｏ．１９は、Ｍｏが低いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに０．２％耐力が低かった。また、Ｔｉ、ＶおよびＮｂの合計が高いので、ＰＷＨＴ１での吸収エネルギーが低かった。
【００６１】
溶接金属Ｎｏ．２０は、Ｍｏが高いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに０．２％耐力が高く、ＰＷＨＴ１での吸収エネルギーが低かった。
【００６２】
溶接金属Ｎｏ．２１は、Ｎが高いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに吸収エネルギーの最低値が低かった。
【００６３】
溶接金属Ｎｏ．２２は組み合わせたボンドフラックスＦ１４のＭｇＯが少ないので、溶接金属Ｎｏ．２３は組み合わせたボンドフラックスＦ１５のＣａＦ2が少ないので、溶接金属Ｎｏ．２４は組み合わせたボンドフラックスＦ１６のＳｉＯ2が多いので、また溶接金属Ｎｏ．２５は組み合わせたボンドフラックスＦ１７のＣａＯが少ないので、いずれもＯが高くＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに吸収エネルギーの最低値が低かった。
【００６４】
溶接金属Ｎｏ．２６は組み合わせたボンドフラックスＦ１８のＡｌ2Ｏ3が多いので、また溶接金属Ｎｏ．２７は組み合わせたボンドフラックスＦ１９のＣａＯが多いので、いずれもビードが凸状となり多層盛溶接することができなかったので溶接を中止した。
【符号の説明】
【００６５】
１ コークドラム
２ 溶接部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼をサブマージアーク溶接で多層盛溶接して得られた溶接金属、コークドラムおよびそのためのボンドフラックスに関し、詳しくは短時間から長時間にわたる応力除去焼鈍（以下、ＰＷＨＴという。）を行った後においても母材との強度的ミスマッチングがなく、安定した高靭性が得られるとともに溶接欠陥のない高品質な１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属、コークドラムおよびボンドフラックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼は、ボイラドラム、主蒸気管および過熱蒸気管などの各種鋼管、石油化学工業などの装置（例えば、コークドラムなど）に広く用いられている。
【０００３】
一般にＣｒ−Ｍｏ系低合金鋼は、高温耐酸化性や高温特性の優れた材料として実用化され使用条件に応じて１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼、２．２５％Ｃｒ−１％Ｍｏ鋼、３％Ｃｒ−１％Ｍｏ鋼などが適宜選択されてきた。特に２．２５％Ｃｒ−１％Ｍｏ鋼、３％Ｃｒ−１％Ｍｏ鋼は使用条件の高温・高圧化から高温強度や耐水素侵食性を改善したＶを添加した鋼材が開発され、溶接材料も実用化されている。
【０００４】
一方、１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼は高温・高圧化のニーズはないものの、溶接金属に対して寒冷地での操業や運転休止中の脆性破壊等を考慮して低温における高靭性化および母材と溶接金属との強度的ミスマッチングがないことを要望されるようになってきた。さらに、ＷＥＳ １１０９の「溶接熱影響部ＣＴＯＤ試験方法に関する指針」の解説においても、強度的ミスマッチングの許容は母材強度に対して１０〜１５％程度までとされている。
【０００５】
ところで、溶接金属の靭性に及ぼす大きな要因としてＰＷＨＴ条件がある。ＰＷＨＴは、溶接によって生じた溶接部の残留応力を除去するとともに溶接部の靭性を向上するものであるが、ＰＷＨＴ時間が短いと靭性が低く、長いと強度の低下に伴って高靭性が得られるが、長すぎると靭性は低下するので、適切な温度および保持時間で行うことが必要である。一般的には６９０℃±２０℃の温度で１〜５回のＰＷＨＴがなされ、そのＰＷＨＴ時間の合計は３〜２５時間の広範囲にわたる。温度が高いほど、また同じ温度でも時間が長いほど焼きなましの効果は大きく、その程度を示す値として下記に示す焼きもどしパラメータＴ・Ｐが広く用いられている。
Ｔ・Ｐ＝Ｔ｛２０＋ｌｏｇ（ｔ）｝×１０-3
Ｔ＝温度（°Ｋ）、ｔ＝時間（ｈｒ）
一般に１．２５％Ｃｒ―１％Ｍｏ鋼の溶接施工におけるＴ・Ｐの範囲は１９．３〜２０．９にある。
【０００６】
１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接については、例えば特許文献１に記載の発明には溶接金属に多量のＡｌＮを形成して溶接金属を微細化して高靭性を得るという技術が、また特許文献２に記載の発明には溶融型フラックスとＶを多く含むワイヤとを組み合わせて高靭性を得る技術が、さらに、特許文献３に記載の発明にはワイヤ成分としてＢとＮを必須としてＴｉ、Ｚｒ、Ａｌの１種以上を添加して高靭性で高強度の溶接金属を得るという技術の開示がある。
【０００７】
しかし、上記特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載の技術は、ＰＷＨＴの保持時間をある程度長時間実施した後の靭性を評価したものであり、母材と溶接金属の強度的ミスマッチングの考慮がされておらず、さらに組み合わせたフラックス成分組成では溶接金属の酸素量が高く、短時間のＰＷＨＴにおいては低温における靭性がばらついて満足できるものではない。また、溶接作業性および耐溶接欠陥性についても満足できるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５８−５８９８２号公報
【特許文献２】特開昭５９−７３１９４号公報
【特許文献３】特開昭５９−８２１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、ソリッドワイヤとボンドフラックスとを組み合わせてサブマージアーク溶接で多層盛溶接された溶接金属の短時間から長時間にわたる応力除去を行った後においても母材との強度的ミスマッチングがなく、高靭性が得られるとともに溶接欠陥のない高品質な１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属、サブマージアーク溶接金属によって製造されたコークドラムおよびボンドフラックスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の要旨は、ソリッドワイヤとボンドフラックスとを組み合わせてサブマージアーク溶接で多層盛溶接される溶接金属において、溶接金属全質量当り、質量％で、Ｃ：０．０６〜０．１２％、Ｓｉ：０．１５〜０．３０％、Ｍｎ：０．６０〜１．１０％、Ｃｒ：１．１０〜１．４５％、Ｍｏ：０．４５〜０．６０％を含有し、Ｏ：０．０２２％以下、Ｎ：０．００８％以下で、残部はＦｅおよび不可避不純物であることを特徴とする。
また、Ｔｉ、ＶおよびＮｂの１種以上の合計が０．００５〜０．０２％であることを特徴とする。
【００１１】
そして、上記溶接金属によって製造された１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼製のコークドラムを特徴とする。
【００１２】
さらに、上記１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属を得るためにソリッドワイヤと組み合わせるボンドフラックスは、フラックスの全質量に対して、質量％で、ＭｇＯ：２５〜３５％、Ａｌ2Ｏ3：１３〜２０％、ＣａＦ2：１４〜２２％、ＳｉＯ2：１０〜１９％、ＣａＯ：６〜１２％、金属炭酸塩のＣＯ2換算値：３〜５％を含有し、その他はＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、合金剤、脱酸剤および不可避不純物であることも特徴とする。
【００１３】
また、上記ボンドフラックスを使用した溶接構造により製造された上記１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼製のコークドラムであることも特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属によれば、ソリッドワイヤとボンドフラックスとを組み合わせてサブマージアーク溶接で多層盛溶接された溶接金属の短時間から長時間にわたる応力除去を行った後においても母材との強度的ミスマッチングがなく、安定した高靭性が得られるとともに溶接欠陥のない高品質な１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】コークドラムの一実施例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明者らは、上記課題を解決するために、種々の溶接金属を各種ソリッドワイヤとボンドフラックスとを組み合わせて形成して、母材との強度的ミスマッチングおよび靭性におよぼす成分の影響および耐欠陥性におよぼすボンドフラックスの成分組成について詳細に検討した。その結果、短時間から長時間にわたるＰＷＨＴを行った後においても母材との強度的ミスマッチングがなく高靭性が得られる溶接金属を見出し、さらに溶接欠陥のない高品質な１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属を見出した。
【００１７】
以下、本発明の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属に含有する化学成分およびその組成の限定理由について説明する。
【００１８】
Ｃ：０．０６〜０．１２質量％
Ｃは、溶接金属の焼き入れ性を高めて、耐力（０．２％耐力）の調整と靭性を向上させる効果を有する。Ｃが０．０６質量％（以下、単に％という。）未満であると、短時間ＰＷＨＴ（以下、ＰＷＨＴ１という。）での靭性が低く、耐力が低くなり母材の耐力未満になる。一方、０．１２％を超えると、ＰＷＨＴ１での靭性が低くなる。また、耐力が高くなり母材との強度的ミスマッチングとなる。さらに、高温割れが生じやすくなる。
【００１９】
Ｓｉ：０．１５〜０．３０％
Ｓｉは溶接金属の靭性を向上させる。Ｓｉが０．１５％未満であると、ＰＷＨＴ１および長時間ＰＷＨＴ（以下、ＰＷＨＴ２という。）ともに靭性が低くなる。一方、０．３０％を超えると、耐力が高くなり母材との強度的ミスマッチングとなるとともにＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに靭性が低下する。
【００２０】
Ｍｎ：０．６０〜１．１０％
Ｍｎは溶接金属の焼き入れ性を高めて耐力の調整と靭性を向上させる。Ｍｎが０．６０％未満であると、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに靭性が低くなる。また、耐力が低くなり母材の耐力未満になる。一方、１．１０％を超えると、耐力が高くなり母材との強度的ミスマッチングになるとともにＰＷＨＴ１での靭性が低くなる。
【００２１】
Ｃｒ：１．１０〜１．４５％、Ｍｏ：０．４５〜０．６０％
本発明は１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼を対象とするものであるから、耐酸化性、耐クリープ性を確保するため母材に相当するＣｒおよびＭｏを溶接金属に含有する必要がある。Ｃｒ１．１０％未満、Ｍｏ０．４５％未満では、耐力が低くなり母材の耐力未満になる。一方、Ｃｒ１．４５％超、Ｍｏ０．６０％超では硬化性が大となり、耐力が高くなり母材との強度的ミスマッチングになるとともにＰＷＨＴ１での靭性が低くなる。
【００２２】
Ｏ：０．０２２％以下
ＯはＳｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉ等と酸化物（非金属介在物）として存在し、０．０２２％を超えると、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに安定した靭性が得られなくなる。
【００２３】
Ｎ：０．００８％以下
過剰なＮは、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに靭性を不安定にする。したがって、Ｎは０．００８％以下とする。
【００２４】
Ｔｉ、ＶおよびＮｂの１種以上の合計：０．００５〜０．０２％
Ｔｉは酸化物として溶接金属に存在し、溶接金属を微細化して靭性を向上させる。ＶおよびＮｂはＣと炭化物を生成して溶接金属を微細化して靭性を向上させる。Ｔｉ、ＶおよびＮｂの１種以上の合計が０．００５％未満であると、靭性の向上効果は得られない。一方、Ｔｉ、ＶおよびＮｂの１種以上の合計が０．０２％を超えると酸化物や炭化物の生成量が多くなって、特にＰＷＨＴ１での靭性が低下する。
【００２５】
その他、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓｎは使用中の脆化を考慮してできるだけ低いことが好ましい。
【００２６】
次に、前記成分組成の溶接金属および溶接欠陥のない高品質な溶接金属を得るために、ソリッドワイヤと組み合わせるボンドフラックスの成分組成について説明する。
【００２７】
ＭｇＯ：２５〜３５％
ＭｇＯは溶接金属の酸素を下げて靭性を向上する。ＭｇＯが２５％未満であると溶接金属の酸素が多くなってＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに靭性が安定しなくなる。一方、３５％を超えると溶融スラグの融点が高くなりビードが広がらず、またスラグ剥離性も悪くなって、多層盛溶接するとスラグ巻き込み欠陥が生じる。
【００２８】
Ａｌ2Ｏ3：１３〜２０％
Ａｌ2Ｏ3はビード幅の広いなじみの良好なビードを形成する。Ａｌ2Ｏ3が１３％未満であるとビード止端部のなじみが悪くなり、多層盛溶接するとスラグ巻き込み欠陥が生じる。一方、２０％を超えるとビードが凸状となり多層盛溶接することができない。
【００２９】
ＣａＦ2：１４〜２２％
ＣａＦ2は溶接金属の酸素を下げて靭性を向上する。ＣａＦ2が１４％未満であると溶接金属の酸素が多くなってＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに靭性が安定しなくなる。一方、２２％を超えるとアークが不安定となりスラグ巻き込み欠陥が生じやすくなる。
【００３０】
ＳｉＯ2：１０〜１９％
ＳｉＯ2はスラグの粘性を増加させビード止端部のなじみの良いビードを形成する。ＳｉＯ2が１０％未満であるとビード止端部のなじみが悪くなり、多層盛溶接するとスラグ巻き込み欠陥が生じる。一方、１９％を超えると溶接金属の酸素が多くなってＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに靭性が安定しなくなる。
【００３１】
ＣａＯ：６〜１２％
ＣａＯは溶接金属の酸素を下げて靭性を向上する。ＣａＯが６％未満であると溶接金属の酸素が多くなってＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに靭性が安定しなくなる。一方、１２％を超えるとビードが凸状となり多層盛溶接することができない。なお、ＣａＯとしては、ＣａＣＯ3の分解によって生じるＣａＯも含むものとする。
【００３２】
金属炭酸塩のＣＯ2換算値：３〜５％
ＣａＣＯ3、ＢａＣＯ3などの金属炭酸塩は溶接中アーク空洞内でＣＯ2ガスに解離し、アーク空洞内における水素分圧を下げて溶接金属中に移行する水素を低くして拡散性水素量を低減するとともにアークを安定にする。金属炭酸塩のＣＯ2換算値が３％未満であると溶接金属中の拡散性水素量が多くなって、水素による低温割れが生じやすくなる。また、アークが不安定になる。一方、５％を超えるとアークが吹き上げ、ビード形状が不良となってスラグ巻き込み欠陥が生じやすくなる。
【００３３】
ボンドフラックスは、前記成分組成の他アーク安定剤であるＮａ2ＯやＫ2Ｏ、合金剤および脱酸剤を含む。ソリッドワイヤのみから添加すると、ソリッドワイヤ中の合金量が多くなって、ワイヤが硬くなってワイヤの製造が困難になるばかりか、溶接時のワイヤ送給性が不良となる。したがって、フラックス中に合金剤および脱酸剤を含有させ、目標とする溶接金属成分とすることもできる。
【００３４】
なお、ボンドフラックスに含むＣは、高炭素Ｆｅ−Ｍｎなどの合金粉やグラファイトなど、Ｓｉは金属Ｓｉ、Ｆｅ−ＳｉおよびＳｉ−Ｍｎなど、Ｍｎは金属Ｍｎ、Ｆｅ−ＭｎおよびＳｉ−Ｍｎなど、Ｃｒは金属ＣｒおよびＦｅ−Ｃｒなど、Ｍｏは金属ＭｏおよびＦｅ−Ｍｏなど、ＶはＦｅ−Ｖ、ＮｂはＦｅ−Ｎｂ、Ｔｉは金属ＴｉおよびＦｅ−Ｔｉなどの形態で含有させることができる。
【００３５】
また、組み合わせるソリッドワイヤは、Ｃ：０．０５〜０．１２％、Ｓｉ：０．１０〜０．３５％、Ｍｎ：０．６０〜１．１０％、Ｐ：０．０１０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ｃｒ：１．２０〜１．５０％、Ｍｏ：０．４５〜０．６０％、Ｔｉ：０．０１５％以下、Ｖ：０．０１５％以下、Ｎｂ：０．０１５％以下であることが好ましい。
【００３６】
コークドラムとは、石油精製プロセスにおいて重質油を熱分解反応によりガスと分解油および石油コークスに分解するプロセス（ディレイドコーキング法）に用いる円筒状の反応容器のことである。このコークドラムは、高温高圧の運転に耐え得る耐熱鋼（クロム・モリブデン鋼）をサブマージアーク溶接により組み立てて製造する。
【００３７】
この石油精製プロセスの運転は、５００℃程度に加熱した後１００℃程度に冷却するサイクルを繰り返し行うため、溶接部の損傷が数多く報告されている。このようなコークドラムを本発明の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属によって製造することにより母材とのミスマッチングがなく、高靭性で溶接欠陥のない耐久性の高いコークドラムを得ることができる。
【００３８】
図１はコークドラムの使用状態を側面から示したものである。このコークドラム１は、耐熱鋼の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼板を用いて製造されていて、その溶接構造は、上部、側面および下部を接合する溶接部２を得るのに本発明の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属およびその溶接金属を得るためのボンドフラックスを用いている。この溶接構造のコークドラムは、高靭性で溶接欠陥のない耐久性の高いコークドラムとなっていた。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明の効果を実施例により詳細に説明する。
【００４０】
表１に示すソリッドワイヤ（ワイヤ径４．８ｍｍ）と表２に示すボンドフラックス（粒度３００×１００μｍ）とを組み合わせて、表３に示す成分の鋼板（１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼）を開先上面幅２５ｍｍ、ギャップ２４ｍｍの裏当て付き開先として溶接長７５０ｍｍを表４に示す溶接条件で１層２パスの多層盛溶接をした。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
【表３】
【００４４】
【表４】
【００４５】
溶接後、Ｘ線透過試験を行い溶接欠陥の有無を調査した後、試験板を２等分して表５に示すＰＷＨＴ１とＰＷＨＴ２の２条件のＰＷＨＴを行った。次いで、板厚の中心部より分析試料、ＪＩＳ Ｚ３１１１ Ａ１号丸棒引張試験片（ＪＩＳ Ｚ２２０１の１０号試験片）およびＪＩＳ Ｚ３１１１ ４号衝撃試験片（ＪＩＳ Ｚ２２０１の４号試験片）を採取した。溶接金属成分を表６に示す。
【００４６】
【表５】
【００４７】
【表６】
【００４８】
評価は、引張試験の０．２％耐力でＰＷＨＴ１は４８０〜５２０ＭＰａ（母材は４７０ＭＰａ）、ＰＷＨＴ２は４４０〜４７０ＭＰａ（母材は４３０ＭＰａ）、衝撃試験はＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに試験温度−２９℃で吸収エネルギーの各５本の最低値が１３６Ｊ以上を良好とした。表７に溶接作業性、Ｘ線透過試験、引張試験の０．２％耐力および衝撃試験の結果をまとめて示す。
【００４９】
【表７】
【００５０】
表６および表７中、溶接金属Ｎｏ．１〜１０は本発明例、溶接金属Ｎｏ．１１〜２７は比較例である。
【００５１】
本発明例である溶接金属Ｎｏ．１〜１０は、各溶接金属成分が適量で、組み合わせたボンドフラックス成分組成も適量であるので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに０．２％耐力が良好で高値で安定した吸収エネルギーが得られ、溶接作業性が良好で、かつ溶接欠陥のない高品質の溶接金属が得られ、極めて満足な結果であった。
【００５２】
比較例中溶接金属Ｎｏ．１１は、組み合わせたボンドフラックスＦ８のＣＯ2が多いので、アークが吹き上げ、ビード形状が不良となってスラグ巻き込み欠陥も生じた。また、Ｃが低いので、ＰＷＨＴ１での吸収エネルギーが低く、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに０．２％耐力が低かった。
【００５３】
溶接金属Ｎｏ．１２は、組み合わせたボンドフラックスＦ９のＣＯ2が少ないので、アークが不安定であった。また、Ｃが高いので、溶接時にクレータ割れが生じ、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに０．２％耐力が高く、ＰＷＨＴ１の吸収エネルギーが低かった。
【００５４】
溶接金属Ｎｏ．１３は、組み合わせたボンドフラックスＦ１０のＳｉＯ2が少ないので、ビード始端部のなじみが不良でスラグ巻き込み欠陥も生じた。また、Ｓｉが低いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに吸収エネルギーが低かった。
【００５５】
溶接金属Ｎｏ．１４は、組み合わせたボンドフラックスＦ１１のＣａＦ2が多いので、アークが不安定となりスラグ巻き込み欠陥が生じた。また、Ｓｉが高いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに吸収エネルギーが低かった。
【００５６】
溶接金属Ｎｏ．１５は、組み合わせたボンドフラックスＦ１２のＡｌ2Ｏ3が少ないので、ビード止端部のなじみが悪くスラグ巻き込み欠陥も生じた。また、Ｍｎが低いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに吸収エネルギーが低く、０．２％耐力も低かった。
【００５７】
溶接金属Ｎｏ．１６は、組み合わせたボンドフラックスＦ１３のＭｇＯが多いので、ビード幅が狭くスラグ剥離性が不良でスラグ巻き込み欠陥も生じた。また、Ｍｎが高いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに０．２％耐力が高く、ＰＷＨＴ１の吸収エネルギーが低かった。
【００５８】
溶接金属Ｎｏ．１７は、Ｃｒが低いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに０．２％耐力が低かった。また、Ｖが低いのでＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに吸収エネルギーがやや低かった。
【００５９】
溶接金属Ｎｏ．１８は、Ｃｒが高いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに０．２％耐力が高く、ＰＷＨＴ１の吸収エネルギーが低かった。
【００６０】
溶接金属Ｎｏ．１９は、Ｍｏが低いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに０．２％耐力が低かった。また、Ｔｉ、ＶおよびＮｂの合計が高いので、ＰＷＨＴ１での吸収エネルギーが低かった。
【００６１】
溶接金属Ｎｏ．２０は、Ｍｏが高いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに０．２％耐力が高く、ＰＷＨＴ１での吸収エネルギーが低かった。
【００６２】
溶接金属Ｎｏ．２１は、Ｎが高いので、ＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに吸収エネルギーの最低値が低かった。
【００６３】
溶接金属Ｎｏ．２２は組み合わせたボンドフラックスＦ１４のＭｇＯが少ないので、溶接金属Ｎｏ．２３は組み合わせたボンドフラックスＦ１５のＣａＦ2が少ないので、溶接金属Ｎｏ．２４は組み合わせたボンドフラックスＦ１６のＳｉＯ2が多いので、また溶接金属Ｎｏ．２５は組み合わせたボンドフラックスＦ１７のＣａＯが少ないので、いずれもＯが高くＰＷＨＴ１およびＰＷＨＴ２ともに吸収エネルギーの最低値が低かった。
【００６４】
溶接金属Ｎｏ．２６は組み合わせたボンドフラックスＦ１８のＡｌ2Ｏ3が多いので、また溶接金属Ｎｏ．２７は組み合わせたボンドフラックスＦ１９のＣａＯが多いので、いずれもビードが凸状となり多層盛溶接することができなかったので溶接を中止した。
【符号の説明】
【００６５】
１ コークドラム
２ 溶接部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソリッドワイヤとボンドフラックスとを組み合わせてサブマージアーク溶接で多層盛溶接される溶接金属において、溶接金属全質量当り、質量％で、
Ｃ：０．０６〜０．１２％、
Ｓｉ：０．１５〜０．３０％、
Ｍｎ：０．６０〜１．１０％、
Ｃｒ：１．１０〜１．４５％、
Ｍｏ：０．４５〜０．６０％を含有し、
Ｏ：０．０２２％以下、
Ｎ：０．００８％以下で、
残部はＦｅおよび不可避不純物であることを特徴とする１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属。
【請求項２】
さらに、質量％で、Ｔｉ、ＶおよびＮｂの１種または２種以上を合計で０．００５〜０．０２％含有することを特徴とする請求項１に記載の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属によって製造されたことを特徴とする１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼製のコークドラム。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属を得るためにソリッドワイヤと組み合わせるボンドフラックスは、フラックスの全質量に対して、質量％で、ＭｇＯ：２５〜３５％、Ａｌ2Ｏ3：１３〜２０％、ＣａＦ2：１４〜２２％、ＳｉＯ2：１０〜１９％、ＣａＯ：６〜１２％、金属炭酸塩のＣＯ2換算値：３〜５％を含有し、その他はＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、合金剤、脱酸剤および不可避不純物であることを特徴とするボンドフラックス。
【請求項５】
請求項４に記載のボンドフラックスを使用した溶接構造により製造されたことを特徴とする請求項３記載の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼製のコークドラム。
【請求項１】
ソリッドワイヤとボンドフラックスとを組み合わせてサブマージアーク溶接で多層盛溶接される溶接金属において、溶接金属全質量当り、質量％で、
Ｃ：０．０６〜０．１２％、
Ｓｉ：０．１５〜０．３０％、
Ｍｎ：０．６０〜１．１０％、
Ｃｒ：１．１０〜１．４５％、
Ｍｏ：０．４５〜０．６０％を含有し、
Ｏ：０．０２２％以下、
Ｎ：０．００８％以下で、
残部はＦｅおよび不可避不純物であることを特徴とする１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属。
【請求項２】
さらに、質量％で、Ｔｉ、ＶおよびＮｂの１種または２種以上を合計で０．００５〜０．０２％含有することを特徴とする請求項１に記載の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属によって製造されたことを特徴とする１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼製のコークドラム。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼用のサブマージアーク溶接金属を得るためにソリッドワイヤと組み合わせるボンドフラックスは、フラックスの全質量に対して、質量％で、ＭｇＯ：２５〜３５％、Ａｌ2Ｏ3：１３〜２０％、ＣａＦ2：１４〜２２％、ＳｉＯ2：１０〜１９％、ＣａＯ：６〜１２％、金属炭酸塩のＣＯ2換算値：３〜５％を含有し、その他はＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、合金剤、脱酸剤および不可避不純物であることを特徴とするボンドフラックス。
【請求項５】
請求項４に記載のボンドフラックスを使用した溶接構造により製造されたことを特徴とする請求項３記載の１．２５％Ｃｒ−０．５％Ｍｏ鋼製のコークドラム。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−１１０８１９（Ｐ２０１０−１１０８１９Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０６３８６（Ｐ２００９−２０６３８６）
【出願日】平成２１年９月７日（２００９．９．７）
【出願人】（３０２０４０１３５）日鐵住金溶接工業株式会社 (172)
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月７日（２００９．９．７）
【出願人】（３０２０４０１３５）日鐵住金溶接工業株式会社 (172)
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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