本發(fā)明涉及在母材的表面堆焊有焊接金屬的堆焊體。更詳細(xì)地說(shuō)，是涉及在鐵素體系耐熱鋼的表面形成有堆焊層焊接金屬的堆焊體。

背景技術(shù)：

化工廠等的在高溫下使用的壓力容器中，使用鐵素體系的耐熱鋼，其含有作為耐熱結(jié)構(gòu)材料的Cr達(dá)2～12質(zhì)量％左右(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。鐵素體系耐熱鋼等的耐熱結(jié)構(gòu)材料，具有由奧氏體相經(jīng)淬火·回火處理而形成的被稱為回火馬氏體組織的微細(xì)的金屬組織。而后，大型的壓力容器便通過(guò)如下方式制造，即，由這樣的耐熱構(gòu)造材料制作多個(gè)環(huán)狀的結(jié)構(gòu)物，對(duì)其沿軸向進(jìn)行環(huán)焊接合而制造。

耐熱材料的耐腐蝕性，強(qiáng)烈依存于鋼中所含有的Cr量。因此，鐵素體系的耐熱鋼，相比例如含有Cr為18質(zhì)量％以上這樣的奧氏體系不銹鋼而言，在耐腐蝕性這一點(diǎn)上較差，對(duì)于在化工廠產(chǎn)生連多硫酸和硫化氫造成的腐蝕說(shuō)不上具有充分的耐腐蝕性。另一方面，奧氏體系不銹鋼，因?yàn)闊崤蛎浡蚀?，所以存在不適于高溫用途的厚壁構(gòu)件和大型鍛造品等這樣的問(wèn)題。因此，以往化工廠所使用的大型的壓力容器中，母材使用鐵素體系耐熱鋼，而在其與腐蝕成分的接觸面，則形成由奧氏體系不銹鋼構(gòu)成的堆焊金屬。

在這樣的要求有耐熱性的堆焊體中，將母材彼此接合后，會(huì)進(jìn)行焊接后熱處理(Post Weld Heat Treatment：PWHT)，一般經(jīng)過(guò)PWHT，環(huán)焊部的斷裂韌性提高。另一方面，使用耐熱性高的母材時(shí)，需要以更高溫度進(jìn)行PWHT，但是若以高溫進(jìn)行PWHT，則堆焊金屬脆化，存在因高溫下使用中的熱應(yīng)力的反復(fù)載荷，而導(dǎo)致堆焊部容易發(fā)生裂紋這樣的問(wèn)題。

作為抑制PWHT對(duì)焊接部的影響的技術(shù)，例如有如下方法，即，通過(guò)特定母材的成分組成，從而防止邊界層鄰域的堆焊層不銹鋼的奧氏體晶粒的粗大化，并且在PWHT中防止碳從母材向不銹鋼的移動(dòng)擴(kuò)散的方法(參照專利文獻(xiàn)2)。

【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)1】日本國(guó)特開(kāi)2014－1702號(hào)公報(bào)

【專利文獻(xiàn)2】日本國(guó)特開(kāi)平3－264647號(hào)公報(bào)

但是，專利文獻(xiàn)2所述的技術(shù)，是著眼于氫的影響的堆焊金屬的剝離防止技術(shù)，并沒(méi)有著眼于由母材和焊接金屬構(gòu)成的焊接部作為機(jī)械的性質(zhì)的變形能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明其主要目的在于，提供一種焊接部的耐撓曲龜裂性優(yōu)異的堆焊體。

本發(fā)明者，對(duì)于堆焊體的耐撓曲龜裂性在高溫的PWHT后劣化這一問(wèn)題進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)通過(guò)改善焊接金屬與母材的界面區(qū)域的延展性和焊接金屬自身的延展性這兩方面，則焊接部的耐撓曲龜裂性提高，從而達(dá)成本發(fā)明。具體來(lái)說(shuō)，因?yàn)楹附咏饘俚腃r與母材的C發(fā)生反應(yīng)而引起界面層的硬化，所以通過(guò)使焊接金屬和母材的Cr含量比與C含量比的積處于特定的范圍，則能夠改善界面區(qū)域的延展性。另外，通過(guò)減少焊接金屬的Mn含量，并且使根據(jù)焊接金屬的各成分的含量計(jì)算出的參數(shù)的值在特定的范圍，則能夠改善焊接金屬的延展性。

即，本發(fā)明的堆焊體，是在母材的表面堆焊有焊接金屬的堆焊體，所述母材具有如下組成：含有C：0.07～0.12質(zhì)量％、Cr：2.0～10質(zhì)量％、Mo：0.5～1.5質(zhì)量％、V：0.02～0.5質(zhì)量％和Nb：0.01～0.2質(zhì)量％，并且限制如下，Si：0.6質(zhì)量％以下、Mn：1質(zhì)量％以下、P：0.04質(zhì)量％以下、S：0.02質(zhì)量％以下、Cu：0.3質(zhì)量％以下、Ni：0.6質(zhì)量％以下及N：0.1％質(zhì)量以下，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，所述焊接金屬具有如下組成：含有Ni：9～11質(zhì)量％、Cr：18～21質(zhì)量％和Nb：0.1～1質(zhì)量％，并且限制如下，C：0.08質(zhì)量％以下、Si：1.0質(zhì)量％以下、Mn：0.9質(zhì)量％以下、P：0.04質(zhì)量％以下、S：0.03質(zhì)量％以下、Cu：0.75質(zhì)量％以下、Mo：0.75質(zhì)量％以下、V：0.15質(zhì)量％以下、N：0.08質(zhì)量％以下，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，設(shè)Cr含量(質(zhì)量％)為[Cr]、Mo含量(質(zhì)量％)為[Mo]、Si含量(質(zhì)量％)為[Si]、Nb含量(質(zhì)量％)為[Nb]、Mn含量(質(zhì)量％)為[Mn]、Ni含量(質(zhì)量％)為[Ni]、C含量(質(zhì)量％)為[C]時(shí)，滿足下述數(shù)學(xué)式1，設(shè)所述焊接金屬的Cr含量(質(zhì)量％)為[Crw]、所述母材的Cr含量(質(zhì)量％)為[Crm]、所述焊接金屬的C含量(質(zhì)量％)為[Cw]、所述母材的C含量(質(zhì)量％)為[Cm]時(shí)，滿足下述數(shù)學(xué)式2。

【數(shù)學(xué)式1】

[[Cr]+[Mo]+1.5×[Si]+0.5×[Nb]+2.5×[Mn]-0.2×[Ni]+30×[C]≤21.5

【數(shù)學(xué)式2】

([Crw]/[Crm])×([Cm]/[Cw])≤15

根據(jù)本發(fā)明，能夠改善焊接部的耐撓曲龜裂性，使高溫PWHT后的堆焊部的變形能力提高。

附圖說(shuō)明

圖1中，在橫軸取數(shù)學(xué)式4所表示的焊接金屬和母材的Cr含量比與C含量比的積，在縱軸取數(shù)學(xué)式3所表示的根據(jù)焊接金屬的各成分的含量計(jì)算出的參數(shù)，圖1是表示實(shí)施例和比較例的各試驗(yàn)體的這些值的關(guān)系的圖解圖。

具體實(shí)施方式

以下，就用于實(shí)施本發(fā)明的方式，詳細(xì)地加以說(shuō)明。還有，本發(fā)明不受以下說(shuō)明的實(shí)施方式限定。

本實(shí)施方式的堆焊體，是像高溫下使用的壓力容器等這樣要求耐熱性的結(jié)構(gòu)物，在母材的表面堆焊有焊接金屬，例如是堆焊接頭。

本實(shí)施方式的堆焊體的母材，具有如下組成：含有C：0.07～0.12質(zhì)量％、Cr：2.0～10質(zhì)量％、Mo：0.5～1.5質(zhì)量％、V：0.02～0.5質(zhì)量％和Nb：0.01～0.2質(zhì)量％，并且限制如下，Si：0.6質(zhì)量％以下、Mn：1質(zhì)量％以下、P：0.04質(zhì)量％以下、S：0.02質(zhì)量％以下、Cu：0.3質(zhì)量％以下、Ni：0.6質(zhì)量％以下及N：0.1％質(zhì)量以下，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。

另外，作為為了使母材的耐腐蝕性提高而形成的堆焊金屬，存在SUS309和SUS347等，在本實(shí)施方式的堆焊體中，是作為使焊接金屬為如下組成的奧氏體系不銹鋼，其含有Ni：9～11質(zhì)量％、Cr：18～21質(zhì)量％及Nb：0.1～1質(zhì)量％，并且限制如下，C：0.08質(zhì)量％以下、Si：1.0質(zhì)量％以下、Mn：0.9質(zhì)量％以下、P：0.04質(zhì)量％以下、S：0.03質(zhì)量％以下、Cu：0.75質(zhì)量％以下、Mo：0.75質(zhì)量％以下、V：0.15質(zhì)量％以下、N：0.08質(zhì)量％以下，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，滿足下述數(shù)學(xué)式3。

【數(shù)學(xué)式3】

[[Cr]+[Mo]+1.5×[Si]+0.5×[Nb]+2.5×[Mn]-0.2×[Ni]+30×[C]≤21.5

還有，上述數(shù)學(xué)式3中的[Cr]是Cr含量(質(zhì)量％)，[Mo]是Mo含量(質(zhì)量％)，[Si]是Si含量(質(zhì)量％)，[Nb]是Nb含量(質(zhì)量％)，[Mn]是Mn含量(質(zhì)量％)，[Ni]是Ni含量(質(zhì)量％)，[C]是C含量(質(zhì)量％)。

此外，本實(shí)施方式的堆焊體，焊接金屬中的Cr和C的含量，與母材中的Cr和C的含量的關(guān)系，滿足下述數(shù)學(xué)式4。還有，下述數(shù)學(xué)式4中的[Crw]是焊接金屬的Cr含量(質(zhì)量％)，[Crm]是母材的Cr含量(質(zhì)量％)。另外，[Cw]是焊接金屬的C含量(質(zhì)量％)，[Cm]是母材的C含量(質(zhì)量％)。

【數(shù)學(xué)式4】

([Crw]/[Crm])×([Cm]/[Cw])≤15

接下來(lái)，對(duì)于構(gòu)成本實(shí)施方式的堆焊體的母材和焊接金屬中所含有的成分進(jìn)行說(shuō)明。

(母材)

母材能夠使用在本實(shí)施方式的堆焊體的用途中，通常所使用的母材，具體來(lái)說(shuō)，可使用具有前述的成分組成的鋼材。還有，作為限制成分的Si、Mn、P、S、Cu、Ni和N，也可以完全不包含(即0質(zhì)量％)，但極端減少會(huì)伴隨制造成本的增加，因此從成本效益的觀點(diǎn)出發(fā)，下限均不包括0質(zhì)量％。作為具有這樣的成分組成的鋼，可列舉2.25Cr－1Mo鋼、2.25Cr－1Mo－V鋼和9Cr－1Mo－V鋼等的高溫強(qiáng)度以及長(zhǎng)期可靠性優(yōu)異的耐熱鋼。

(焊接金屬)

＜Ni：9～11質(zhì)量％＞

Ni是作為不銹鋼的必須元素之一，具有使奧氏體相穩(wěn)定化的效果。但是，焊接金屬的Ni含量低于9質(zhì)量％時(shí)，有不能維持奧氏體相的情況。另一方面，若焊接金屬的Ni含量高于11質(zhì)量％，則招致制造成本的增加，另外，也使焊接金屬中的鐵素體相過(guò)度減少。因此，焊接金屬的Ni含量為9～11質(zhì)量％。

＜Cr：18～21質(zhì)量％＞

Cr是使耐腐蝕性提高的元素，是作為不銹鋼的必須元素之一。但是，焊接金屬的Cr含量低于18質(zhì)量％時(shí)，難以發(fā)揮作為不銹鋼的基本的耐腐蝕性，另外，若高于21質(zhì)量％，則不能維持焊接金屬中的鐵素體相，有帶來(lái)高溫裂紋的情況。因此，焊接金屬的Cr含量為18～21質(zhì)量％。

＜Nb：0.1～1質(zhì)量％＞

Nb固定焊接金屬中的碳，是使不銹鋼的耐腐蝕性提高的元素之一。但是，若焊接金屬的Nb含量低于0.1質(zhì)量％時(shí)，碳的固定不充分，若高于1質(zhì)量％，則固溶Nb增加，有使鐵素體量過(guò)度增加的情況。因此，焊接金屬的Nb含量為0.1～1質(zhì)量％。

＜C：0.08質(zhì)量％以下＞

C是與Cr結(jié)合而形成化合物的元素。那么，若焊接金屬的C含量高于0.08質(zhì)量％，則固溶Cr量局部性地減少，招致耐腐蝕性的降低。因此，焊接金屬的C含量限制在0.08質(zhì)量％以下。還有，C包含在焊接材料和焊劑中，是即使不積極地添加，也在焊接金屬中含有的元素。要使C含量過(guò)度地降低，會(huì)伴隨極高的成本，因此從成本效益的觀點(diǎn)出發(fā)，C含量?jī)?yōu)選為0.005質(zhì)量％以上。

＜Si：1.0質(zhì)量％以下＞

Si一直以來(lái)被認(rèn)為是促進(jìn)σ相形成的元素，若Si含量高于1.0質(zhì)量，則焊接金屬脆化。因此，焊接金屬的Si含量限制在1.0質(zhì)量％以下。但是，從確保液流性的觀點(diǎn)出發(fā)，期望也少許量含有Si，Si含量?jī)?yōu)選為0.1質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為0.15質(zhì)量％以上。

＜Mn：0.9質(zhì)量％以下＞

Mn在用于得到本發(fā)明的一部分的效果上是重要的元素，在滿足上述數(shù)學(xué)式3的焊接金屬中，通過(guò)將Mn含量限制在0.9質(zhì)量％以下，能夠抑制在焊接金屬中發(fā)生的裂紋。還有，從改善焊接金屬的延展性的觀點(diǎn)出發(fā)，Mn含量?jī)?yōu)選為0.8質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為0.7質(zhì)量％以下。但是，使焊接金屬的Mn含量過(guò)度降低，會(huì)帶來(lái)成本增加，因此Mn含量?jī)?yōu)選為0.2質(zhì)量％以上。

＜Mo：0.75質(zhì)量％以下＞

Mo是使耐腐蝕性提高的元素，而因?yàn)楸景l(fā)明以含有Mo的母材為對(duì)象，所以伴隨母材的稀釋，焊接金屬便含有Mo，若Mo含量高于0.75質(zhì)量％，則焊接金屬容易脆化。因此，焊接金屬的Mo含量限制在0.75質(zhì)量％以下。但是，使焊接金屬的Mo含量過(guò)度降低，會(huì)帶來(lái)成本增加，因此Mo含量?jī)?yōu)選為0.05質(zhì)量％以上。

＜V：0.15質(zhì)量％以下＞

V是使鐵素體強(qiáng)烈穩(wěn)定化的元素，若V含量高于0.15質(zhì)量％，則焊接金屬中的鐵素體過(guò)度增加。因此，焊接金屬的V含量限制在0.15質(zhì)量％以下。焊接金屬中也可以完全不含V(即0質(zhì)量％)，但極端減少伴隨著制造成本增加。因此，從成本效益的觀點(diǎn)出發(fā)，V量的下限不包括0質(zhì)量％。更優(yōu)選的下限為0.01質(zhì)量％。

＜P：0.04質(zhì)量％以下＞

P是不可避免的雜質(zhì)，若P含量高于0.04質(zhì)量％，則焊接金屬容易發(fā)生焊接裂紋。因此，焊接金屬的P含量限制在0.04質(zhì)量％以下。焊接金屬中也可以完全不含P(即0質(zhì)量％)，但因?yàn)槠洳豢杀苊獾鼗烊?，所以極端地降低會(huì)伴隨制造成本增加。因此，從成本效益的觀點(diǎn)出發(fā)，P量的下限不包括0質(zhì)量％。更優(yōu)選的下限為0.005質(zhì)量％。

＜S：0.03質(zhì)量％以下＞

S是不可避免的雜質(zhì)，若S含量高于0.03質(zhì)量％，則焊接金屬脆化。因此，焊接金屬的S含量限制在0.03質(zhì)量％以下。焊接金屬中也可以完全不含S(即0質(zhì)量％)，但因?yàn)槠洳豢杀苊獾鼗烊?，所以極端降低會(huì)伴隨制造成本增加。因此，從成本效益的觀點(diǎn)出發(fā)，S量的下限不包括0質(zhì)量％。更優(yōu)選的下限為0.003質(zhì)量％。

＜Cu：0.75質(zhì)量％以下＞

Cu是不可避免的雜質(zhì)，若Cu含量高于0.75質(zhì)量％，則有焊接金屬過(guò)度硬化的情況。因此，焊接金屬的Cu含量限制在0.75質(zhì)量％以下。還有，優(yōu)選Cu含量處于0.50質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為0.20質(zhì)量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0.05質(zhì)量％以下。焊接金屬中也可以完全不含Cu(即0質(zhì)量％)，但是因其不可避免地混入，所以極端降低會(huì)伴隨制造成本增加。因此，從成本效益的觀點(diǎn)出發(fā)，Cu量的下限不包括0質(zhì)量％。更優(yōu)選的下限為0.01質(zhì)量％。

＜N：0.08質(zhì)量％以下＞

N是不可避免的雜質(zhì)之一，若焊接金屬的N含量高于0.08質(zhì)量％，則形成氮化物，使Cr的固溶量減少。因此，焊接金屬的N含量限制在0.08質(zhì)量％以下。焊接金屬中也可以完全不含N(即0質(zhì)量％)，但因其不可避免地混入，所以極端降低會(huì)伴隨制造成本增加。因此，從成本效益的觀點(diǎn)出發(fā)，N量的下限不包括0質(zhì)量％。更優(yōu)選的下限為0.005質(zhì)量％。

＜余量＞

焊接金屬的上述以外的成分，即，余量是Fe和不可避免的雜質(zhì)。在此，作為不可避免的雜質(zhì)，除了前述的P、S、Cu及N以外，還可列舉Sn、Pb、Sb、As、Se、Zn、Ca、Al、Mg、Ti、Zr、Y、Ta、Hf、Sc、Co和Ag等，即使焊接金屬中包含這些成分，也不會(huì)影響到本發(fā)明的效果。

＜Cr+Mo+1.5Si+0.5Nb+2.5Mn－0.2Ni+30C≤21.5＞

焊接金屬的延展性，在使Mn含量為0.9質(zhì)量％以下的基礎(chǔ)上，能夠通過(guò)使焊接金屬成為滿足上述數(shù)學(xué)式3的組成而加以改善。通過(guò)成為滿足上述數(shù)學(xué)式3的組成，能夠抑制經(jīng)過(guò)更高溫的PWHT后，因彎曲變形而產(chǎn)生的存在于凝固組織中的鐵素體相的龜裂發(fā)生。

另一方面，若焊接金屬的組成不滿足上述數(shù)學(xué)式3，上述數(shù)學(xué)式3的左邊所示的參數(shù)([Cr]+[Mo]+1.5×[Si]+0.5×[Nb]+2.5×[Mn]－0.2×[Ni]+30×[C])的值高于21.5，則PWHT條件為高溫時(shí)，焊接金屬的延展性不足，焊接金屬中的鐵素體相容易發(fā)生龜裂。還有，從改善焊接金屬的延展性的觀點(diǎn)出發(fā)，上述數(shù)學(xué)式3的左邊所示的參數(shù)的值優(yōu)選為21以下，更優(yōu)選為20以下。

(母材和焊接金屬的C含量與Cr含量的關(guān)系)

即使母材和焊接金屬的成分組成處于前述的范圍，也未必能夠使堆焊體的耐裂紋性充分提高。特別是進(jìn)行了高溫的PWHT的堆焊體的情況下，母材與焊接金屬的接合界面區(qū)域的延展性降低，伴隨彎曲變形，將在該區(qū)域發(fā)生龜裂。

接合界面區(qū)域的延展性降低，是由于焊接金屬的Cr與母材的C發(fā)生反應(yīng)而引起界面層的硬化，因此在本實(shí)施方式的堆焊體中，關(guān)于Cr含量和C含量，在母材和焊接金屬中分別使之濃度差小。具體來(lái)說(shuō)，使母材的Cr含量和C含量，焊接金屬的Cr含量和C含量，滿足上述數(shù)學(xué)式4。由此，能夠改善母材與焊接金屬的接合界面區(qū)域的延展性。

另一方面，若焊接金屬和母材的組成不滿足上述數(shù)學(xué)式4，則上述數(shù)學(xué)式4的左邊所示的{(Crw/Crm)×(Cm/Cw)}的值高于15，進(jìn)行高溫的PWHT時(shí)，母材與焊接金屬的接合界面區(qū)域的延展性不足，由于彎曲變形導(dǎo)致在接合界面區(qū)域容易發(fā)生龜裂。還有，從改善接合界面區(qū)域的延展性的觀點(diǎn)出發(fā)，上述數(shù)學(xué)式4的左邊所示的{(Crw/Crm)×(Cm/Cw)}的值，優(yōu)選為14以下，更優(yōu)選為13以下。

[形成方法]

接下來(lái)，對(duì)于本實(shí)施方式的堆焊體的形成方法進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式的堆焊體，能夠通過(guò)由例如SAW(埋弧焊)和ESW(電渣焊)，對(duì)于前述的組成的母材進(jìn)行堆焊而形成。還有，焊接方法并不限定為SAW和ESW，只要是通過(guò)得到前述的組成的焊接金屬成分的方法即可，能夠適用各種焊接方法。

另外，形成本實(shí)施方式的堆焊體時(shí)使用的焊接材料，能夠?yàn)橄喈?dāng)于焊接金屬的成分的組成，但是也有這樣的情況，即焊接中容易氧化消耗的Cr和Nb，通過(guò)預(yù)先提高其濃度，則能夠更容易得到目標(biāo)成分。另外，也可以在施工時(shí)使用的焊劑中添加原料，由此調(diào)節(jié)焊接金屬的成分。還有，焊接金屬的組成，也能夠借助焊劑的種類和原料添加進(jìn)行調(diào)節(jié)。

還有，堆焊體是大型的機(jī)器時(shí)，焊接材料優(yōu)選使用薄壁且幅寬的帶極堆焊材料。例如，若使用壁厚0.8mm以下，寬15mm以上的帶狀焊接材料，則與直徑2mm的線狀的焊接材料相比，能夠針對(duì)大面積高效率地進(jìn)行施工，此外，可以形成比較平坦的焊接金屬。

此外，母材的制造方法沒(méi)有特別限定，但需要進(jìn)行會(huì)成為奧氏體組織的溫度域的淬火處理，和不會(huì)奧氏體化的溫度域的回火處理，預(yù)先使回火馬氏體組織形成。例如，母材能夠通過(guò)如下方式制造：以成為前述成分組成的方式，進(jìn)行熔煉和鑄造而制作鋼錠后，對(duì)于由熱加工成形的板材，以1000℃以上的溫度條件進(jìn)行淬火處理后，再以600～750℃左右的溫度條件進(jìn)行回火處理。

如以上詳述，本實(shí)施方式的堆焊體，使作為耐熱構(gòu)造材料的母材和焊接金屬中所含的各成分的含量處于特定的范圍，并且使母材和焊接金屬成為滿足上述數(shù)學(xué)式3和數(shù)學(xué)式4的組成，因此能夠改善焊接部的耐撓曲龜裂性。由此，高溫PWHT后的堆焊部的變形能力提高，因此，即使負(fù)載因高溫耐熱機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)和停止形成的熱應(yīng)力，仍能夠?qū)崿F(xiàn)堆焊接頭的裂紋和剝離難以發(fā)生的堆焊體。

【實(shí)施例】

以下，列舉本發(fā)明的實(shí)施例和比較例，對(duì)于本發(fā)明的效果具體地加以說(shuō)明。在本實(shí)施例中，使用成分組成不同的母材和帶極進(jìn)行堆焊，評(píng)價(jià)所得到的堆焊金屬的耐撓曲龜裂性。

[母材的制作方法]

母材通過(guò)如下方式制作：經(jīng)熔煉·鑄造、鍛造加工，制作下述表1的No.A～M所示的成分組成的鋼材，以1020～1060℃進(jìn)行淬火處理后，再以670～775℃進(jìn)行回火處理。還有，下述表1所示的母材成分組成的余量，是Fe和不可避免的雜質(zhì)。表中沒(méi)有Cu的記載，但無(wú)論在哪一例中，Cu含量都為0.3質(zhì)量％以下。另外，No.A～H、J～M的母材具有本發(fā)明的范圍內(nèi)的組成，但No.I的母材是C含量脫離本發(fā)明的范圍的比較例。

【表1】

[焊接方法]

在上述表1所示的No.A～M的各母材的表面，通過(guò)使用了75mm寬的帶狀電極的ESW(電渣焊)方式的堆焊，形成厚度約5mm的堆焊金屬。焊接條件中，電流為1400A，焊接速度為18cm/分鐘，單層熔敷金屬。而且，在焊接后，作為PWHT以775℃的溫度條件實(shí)施32小時(shí)的熱處理，作為評(píng)價(jià)用的焊接試驗(yàn)體。

[評(píng)價(jià)方法]

評(píng)價(jià)中，粗切割由前述方法制作的焊接試驗(yàn)體，以使母材部分的厚度為10mm，并使相對(duì)于焊接方向垂直的方向的寬度為70mm，再對(duì)于使焊接方向?yàn)樵囼?yàn)片的板厚方向而進(jìn)行了薄片加工的試驗(yàn)體進(jìn)行機(jī)械研磨，制作后述厚度的彎曲試驗(yàn)片。該彎曲試驗(yàn)片的尺寸為，長(zhǎng)70mm，寬15mm，厚3mm，寬15mm之中有5mm是堆焊金屬的部分。

關(guān)于彎曲試驗(yàn)，使用通用的拉伸壓縮試驗(yàn)機(jī)，按3點(diǎn)彎曲的要領(lǐng)實(shí)施。將作為受體的2根輥，與試驗(yàn)機(jī)的底座平行且水平設(shè)置后，在各輥上設(shè)置試驗(yàn)片，前端為半圓形的沖頭壓入輥間的中央部分，從而施加彎曲變形。這時(shí)，試驗(yàn)片的方向?yàn)?，長(zhǎng)邊(70mm)與輥軸方向相垂直的方向。即，與焊接方向平行地按壓沖頭。

還有，在彎曲試驗(yàn)中，使試驗(yàn)片的板厚為1.5mm、2.5mm、3.5mm，使沖頭前端的半徑為2mm、3mm、6mm，通過(guò)分別組合，施加曲率不同的彎曲變形。另外，輥間的距離設(shè)定為，沖頭前端的直徑與試驗(yàn)片的厚度的2倍之和，使彎曲變形后處于外側(cè)試驗(yàn)片表面的拉伸應(yīng)量為彎曲應(yīng)變，通過(guò)前述的板厚與沖頭直徑的組合，使彎曲應(yīng)變?yōu)?1％、17％、20％、23％、28％、29％和37％，這樣的試驗(yàn)針對(duì)各個(gè)鋼種以N＝2的試驗(yàn)數(shù)進(jìn)行。

彎曲試驗(yàn)后有無(wú)裂紋發(fā)生，由肉眼和實(shí)體顯微鏡確認(rèn)，將試驗(yàn)數(shù)N＝2的試驗(yàn)片均未發(fā)生裂紋的最高應(yīng)變量作為耐撓曲龜裂性。其結(jié)果顯示在下述表2中。另外，在下述表2中，也一并顯示所得到的焊接金屬的成分組成。還有，用于焊接的帶狀電極的成分，與下述表2所示的各焊接金屬的成分大致等同。另外，下述表2所示的焊接金屬的成分組成的余量，是Fe和不可避免的雜質(zhì)。還有，表中沒(méi)有Cu的記述，但無(wú)論哪一例中，Cu含量均為0.05質(zhì)量％以下。

【表2】

上述表2所示的試驗(yàn)體No.1～7、9、11、13、15，是本發(fā)明的范圍內(nèi)的實(shí)施例，試驗(yàn)體No.8、10、12、14、16～20是脫離本發(fā)明的范圍之外的比較例。另外，圖1中，在橫軸取數(shù)學(xué)式4所表示的焊接金屬和母材的Cr含量比與C含量比的積，在縱軸取數(shù)學(xué)式3所表示的根據(jù)焊接金屬的各成分的含量計(jì)算出的參數(shù)，圖1是表示實(shí)施例和比較例的各試驗(yàn)體的這些值的關(guān)系的圖解圖。如圖1所示可知，實(shí)施例的各試驗(yàn)體，存在于滿足數(shù)學(xué)式3和數(shù)學(xué)式4的范圍內(nèi)。

如上述表2所示，在比較例的各試驗(yàn)體中，耐撓曲龜裂性為17以下，相對(duì)于此，在實(shí)施例的各試驗(yàn)體中能夠得到20以上的良好的耐撓曲龜裂性。另外，試驗(yàn)體No.12、14、16是雖然滿足數(shù)學(xué)式3，但不滿足數(shù)學(xué)式4的比較例，試驗(yàn)體No.8、10、19、20是雖然滿足數(shù)學(xué)式4，但不滿足數(shù)學(xué)式3的比較例。這些試驗(yàn)體只具有17以下的耐撓曲龜裂性，比實(shí)施例的各試驗(yàn)體差，由此可知，如果不滿足數(shù)學(xué)式3和數(shù)學(xué)式4這兩方，則不能取得本發(fā)明的效果。

由以上的結(jié)果可確認(rèn)，通過(guò)滿足本發(fā)明中規(guī)定的成分范圍和條件式，能夠得到耐撓曲龜裂性優(yōu)異的堆焊體。

詳細(xì)并參照特定的實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明，但不脫離本發(fā)明的精神和范圍能夠加以各種變更和修改，這對(duì)從業(yè)者來(lái)說(shuō)很清楚。

本申請(qǐng)基于2014年6月11日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)(專利申請(qǐng)2014－120757)，其內(nèi)容在此參照而編入。

【產(chǎn)業(yè)上的可利用性】

本發(fā)明的堆焊體，因?yàn)楦邷豍WHT后的焊接部的耐撓曲龜裂性優(yōu)異，所以對(duì)于化工廠的壓力容器等有用。