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公開番号2023038942
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-03-17
出願番号2022142299
出願日2022-09-07
発明の名称サブマージアーク溶接用ボンドフラックス及び溶接金属
出願人株式会社神戸製鋼所
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類B23K 35/362 20060101AFI20230310BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】PWHT後に優れた引張強度及び靱性を有する溶接金属を得ることができる高Crフェライト系耐熱鋼のサブマージアーク溶接用ボンドフラックスを提供する。
【解決手段】高Crフェライト系耐熱鋼のサブマージアーク溶接用ボンドフラックスは、
フラックス全質量に対する質量%で、MgO:25.0%～36.0%、Ca:7.0%～18.0%、F:4.5%～12.0%、Al₂O₃:9.5%～21.7%、SiO₂:8.0%～20.0%、CO₂:1.0%～8.0%、Na:0.5%～4.0%、
を含有し、ZrO₂:4.0%以下、Al:0.80%以下、C:0.12%以下であり、フラックス中のMgO、F、CO₂の含有量をそれぞれ[MgO]、[F]、[CO₂]とする場合に、式(1):([MgO]+2.055×[F])/([CO₂])により得られる値が6.0～45.0である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用のサブマージアーク溶接用ボンドフラックスであって、
フラックス全質量に対して、
ＭｇＯ：２５．０質量％以上３６．０質量％以下、
Ｃａ：７．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｆ：４．５質量％以上１２．０質量％以下、
Ａｌ
２
Ｏ
３
：９．５質量％以上２１．７質量％以下、
ＳｉＯ
２
：８．０質量％以上２０．０質量％以下、
ＣＯ
２
：１．０質量％以上８．０質量％以下、
Ｎａ：０．５質量％以上４．０質量％以下、を含有し、
ＺｒＯ
２
：４．０質量％以下、
Ａｌ：０．８０質量％以下、
Ｃ：０．１２質量％以下、であり、
フラックス中のＭｇＯ含有量をフラックス全質量に対する質量％で［ＭｇＯ］とし、フラックス中のＦ含有量をフラックス全質量に対する質量％で［Ｆ］とし、フラックス中のＣＯ
２
含有量をフラックス全質量に対する質量％で［ＣＯ
２
］とする場合に、下記式（１）により得られる値が６．０以上４５．０以下、であることを特徴とするサブマージアーク溶接用ボンドフラックス。
式（１）：（［ＭｇＯ］＋２．０５５×［Ｆ］）／（［ＣＯ
２
］）
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
さらに、フラックス全質量に対して、
Ｍｎ：０．５質量％以上２．５質量％以下、を含有することを特徴とする請求項１に記載のサブマージアーク溶接用ボンドフラックス。
【請求項３】
さらに、フラックス全質量に対して、
Ｋ：０．５質量％以上３．０質量％以下、を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のサブマージアーク溶接用ボンドフラックス。
【請求項４】
さらに、フラックス全質量に対して、
Ｌｉ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下、を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のサブマージアーク溶接用ボンドフラックス。
【請求項５】
さらに、フラックス全質量に対して、
Ｌｉ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下、を含有することを特徴とする請求項３に記載のサブマージアーク溶接用ボンドフラックス。
【請求項６】
サブマージアーク溶接用ワイヤとともに用いられ、
前記サブマージアーク溶接用ワイヤは、ワイヤ全質量に対して、
Ｃ：０．０３０質量％以上０．０８０質量％以下、
Ｓｉ：０．０５質量％以上０．３０質量％以下、
Ｍｎ：０．５０質量％以上２．２０質量％以下、
Ｎｉ：０．３０質量％以上１．００質量％以下、
Ｃｒ：８．００質量％以上１０．５０質量％以下、
Ｍｏ：０．８０質量％以上１．２０質量％以下、
Ｖ：０．１０質量％以上０．４０質量％以下、
Ｎｂ：０．０２０質量％以上０．０９５質量％以下、
Ｎ：０．０１６質量％以上０．０６５質量％以下、を含有し、
Ｐ：０．０１５質量％以下、
Ｓ：０．０１０質量％以下、であり、
残部がＦｅ及び不可避的不純物であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のサブマージアーク溶接用ボンドフラックス。
【請求項７】
サブマージアーク溶接用ワイヤとともに用いられ、
前記サブマージアーク溶接用ワイヤは、ワイヤ全質量に対して、
Ｃ：０．０３０質量％以上０．０８０質量％以下、
Ｓｉ：０．０５質量％以上０．３０質量％以下、
Ｍｎ：０．５０質量％以上２．２０質量％以下、
Ｎｉ：０．３０質量％以上１．００質量％以下、
Ｃｒ：８．００質量％以上１０．５０質量％以下、
Ｍｏ：０．８０質量％以上１．２０質量％以下、
Ｖ：０．１０質量％以上０．４０質量％以下、
Ｎｂ：０．０２０質量％以上０．０９５質量％以下、
Ｎ：０．０１６質量％以上０．０６５質量％以下、を含有し、
Ｐ：０．０１５質量％以下、
Ｓ：０．０１０質量％以下、であり、
残部がＦｅ及び不可避的不純物であることを特徴とする、請求項３に記載のサブマージアーク溶接用ボンドフラックス。
【請求項８】
サブマージアーク溶接用ワイヤとともに用いられ、
前記サブマージアーク溶接用ワイヤは、ワイヤ全質量に対して、
Ｃ：０．０３０質量％以上０．０８０質量％以下、
Ｓｉ：０．０５質量％以上０．３０質量％以下、
Ｍｎ：０．５０質量％以上２．２０質量％以下、
Ｎｉ：０．３０質量％以上１．００質量％以下、
Ｃｒ：８．００質量％以上１０．５０質量％以下、
Ｍｏ：０．８０質量％以上１．２０質量％以下、
Ｖ：０．１０質量％以上０．４０質量％以下、
Ｎｂ：０．０２０質量％以上０．０９５質量％以下、
Ｎ：０．０１６質量％以上０．０６５質量％以下、を含有し、
Ｐ：０．０１５質量％以下、
Ｓ：０．０１０質量％以下、であり、
残部がＦｅ及び不可避的不純物であることを特徴とする、請求項４に記載のサブマージアーク溶接用ボンドフラックス。
【請求項９】
請求項１又は２に記載のサブマージアーク溶接用ボンドフラックスを使用して形成されることを特徴とする、溶接金属。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高Ｃｒフェライト系耐熱鋼の溶接に適したサブマージアーク溶接用ボンドフラックス及び溶接金属に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
火力発電ボイラやタービン、石油精製用圧力容器、各種耐熱耐圧鋼管等は、高温、高圧環境下で使用されるため、その使用環境に応じて、種々の耐熱鋼板が使用されている。例えば、圧力容器合金鋼板としては、ＡＳＴＭ（ＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＴｅｓｔｉｎｇａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ：米国材料試験協会）規格やＡＳＭＥ（ＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｓ：米国機械協会）規格に規定される、Ａ３８７Ｇｒ．９１が挙げられる。そして、このような耐熱鋼材を対象として使用される溶接材料について、既に多くの提案がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、９Ｃｒ－１Ｍｏ鋼のサブマージアーク溶接方法が開示されている。上記特許文献１に記載の溶接方法は、含有成分の含有量が制御されたワイヤとフラックスとを組み合わせて溶接する方法であり、割れを防止し、優れた高温強度及び靱性を得ることができることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１－２５８８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、溶接金属の機械的性能のさらなる向上が要求されており、上記特許文献１に記載の溶接方法を用いても、要求される機械的性能を満足することができない。具体的には、ＰＷＨＴ（溶接後熱処理：ＰｏｓｔＷｅｌｄＨｅａｔＴｒｅａｔｍｅｎｔ）後に、引張強度と靱性とがより一層優れた溶接金属を得ることができる溶接材料が要求されている。
【０００６】
本発明は、上述した状況に鑑みてなされたものであり、ＰＷＨＴ後に優れた引張強度及び靱性を有する溶接金属を得ることができる高Ｃｒフェライト系耐熱鋼のサブマージアーク溶接用ボンドフラックス、並びに優れた引張強度及び靱性を有する溶接金属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】
【０００７】
本発明の上記目的は、サブマージアーク溶接用ボンドフラックスに係る下記［１］の構成により達成される。
［１］高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用のサブマージアーク溶接用ボンドフラックスであって、
フラックス全質量に対して、
ＭｇＯ：２５．０質量％以上３６．０質量％以下、
Ｃａ：７．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｆ：４．５質量％以上１２．０質量％以下、
Ａｌ
２
Ｏ
３
：９．５質量％以上２１．７質量％以下、
ＳｉＯ
２
：８．０質量％以上２０．０質量％以下、
ＣＯ
２
：１．０質量％以上８．０質量％以下、
Ｎａ：０．５質量％以上４．０質量％以下、を含有し、
ＺｒＯ
２
：４．０質量％以下、
Ａｌ：０．８０質量％以下、
Ｃ：０．１２質量％以下、であり、
フラックス中のＭｇＯ含有量をフラックス全質量に対する質量％で［ＭｇＯ］とし、フラックス中のＦ含有量をフラックス全質量に対する質量％で［Ｆ］とし、フラックス中のＣＯ
２
含有量をフラックス全質量に対する質量％で［ＣＯ
２
］とする場合に、下記式（１）により得られる値が６．０以上４５．０以下、であることを特徴とするサブマージアーク溶接用ボンドフラックス。
式（１）：（［ＭｇＯ］＋２．０５５×［Ｆ］）／（［ＣＯ
２
］）
【０００８】
サブマージアーク溶接用ボンドフラックスに係る本発明の好ましい実施形態は、以下の［２］～［５］に関する。
【０００９】
［２］さらに、フラックス全質量に対して、
Ｍｎ：０．５質量％以上２．５質量％以下、を含有することを特徴とする［１］に記載のサブマージアーク溶接用ボンドフラックス。
【００１０】
［３］さらに、フラックス全質量に対して、
Ｋ：０．５質量％以上３．０質量％以下、を含有することを特徴とする［１］又は［２］に記載のサブマージアーク溶接用ボンドフラックス。
（【００１１】以降は省略されています）

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