[发明专利]焊接用Ni基合金实芯焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及用于焊接具有Ni-30Cr系的组成的Ni基合金的焊接用Ni基合金实芯焊丝。

背景技术

在构成原子能发电用加压水型轻水炉的压力容器和蒸气发生器等的高压用容器中，作为面向现有的Ni-15Cr系合金中构成问题的SCC(应力腐蚀裂纹)的对策，其构成材料采用Ni-30Cr系合金。在该高压用容器的焊接中，由于要求与母材同等的耐腐蚀性，所以需要与母材为同一成分体系的填充材料。

但是，在使用Ni-30Cr系填充材料进行堆焊或接头焊接时，在层叠有由多层焊道焊接形成的熔敷金属的焊接部的内部，存在容易发生微小裂纹这样的问题。该晶界裂纹与焊接金属在凝固过程中发生的凝固裂纹有所区别，被称为“延展性降低再热裂纹”，具有在凝固完毕的温度区域发生的特质。该延展性降低再热裂纹，在含有约30％以上的Cr的高Cr系Ni基合金的焊接金属中，若焊接时反复受到再热，则粗大的Cr碳化物在结晶晶界析出，晶界强度、即相邻的晶粒彼此的结合力减弱，其结果，若焊接时拉伸热应力或剪切热应力在晶界发生作用，则晶界发生开口。

作为防止该延展性降低再热裂纹的现有技术，在专利文献1中是添加稀土类元素。在该专利文献1中，公开有含有C：0.15质量％以下、Ni：30.0～80.0质量％、Si：1.00质量％以下、Mn：1.5质量％以下、Cr：14.0～31.0质量％、Fe：51质量％以下、R(其中，R表示稀土类元素的至少1种。)：0.05质量％以下、P：0.030质量％以下、S：0.015质量％以下的焊接用Ni基合金；或者含有C：0.05质量％以下、Ni：58质量％以下、Si：0.5质量％以下、Mn：0.5质量％以下、Cr：27.0～31.0质量％、Fe：7.0～11.0质量％、R(其中，R表示稀土类元素的至少1种。)：0.01～0.02质量％、P：0.030质量％以下、S：0.015质量％以下、Cu：0.5质量％以下的焊接用Ni基合金。

另外，作为防止延展性降低再热裂纹的现有技术，在专利文献2、3、4中，规定了P、S、Al、Ti、Nb、Zr等的成分范围。即，在专利文献2中，作为用于制造熔敷物的镍铬铁合金，公开有如下合金，其含有Cr：约27～31.5质量％、Fe：约7～11质量％、C：约0.005～0.05质量％、Mn：约1.0质量％以下，Nb：约0.60～0.95质量％、Si：低于0.50质量％，Ti：0.01～0.35质量％、Al：0.01～0.25质量％、Cu：低于0.20质量％、W：低于1.0质量％、Mo：低于1.0质量％、Co：低于0.12质量％、Ta：低于0.10质量％、Zr：约0.10质量％以下、S：低于0.01质量％、B：低于0.01质量％、P：低于0.02质量％，剩余部分为Ni和杂质。

另外，在专利文献3中公开有一种Ni基高Cr合金用填充材料，其具有如下组成：含有C：0.04质量％以下、Si：0.1～0.5质量％、Mn：0.2～1质量％、Cr：28～31.5质量％、Mo：0.5质量％以下、Cu：0.3质量％以下、Nb：0.1质量％以下、Al：0.5～1.1质量％、Ti：0.5～1质量％、Al+Ti：1.5质量％以下、Fe：7～11质量％、W及V：最多2种，合计0.05～0.5质量％，此外作为不可避免的杂质，还含有Co：0.1质量％以下、P：0.02质量％以下、S：0.015质量％以下、O：0.1质量％以下、N：0.03～0.3质量％，剩余部分由Ni构成。

此外，在专利文献4中，公开有一种Ni基高Cr合金填充材料，其具有如下组成：含有C：0.04重量％以下、Si：0.01～0.5重量％、Mn：7重量％以下、Cr：28～31.5重量％、Nb：0.5重量％以下、Ta：0.005～3.0重量％、Fe：7～11重量％、Al：0.01～0.4重量％、Ti：0.01～0.45重量％、V：0.5重量％以下，作为不可避免的杂质，含有P：0.02重量％以下、S：0.015重量％以下、O：0.01重量％以下、N：0.002～0.1重量％，剩余部分由Ni构成，此外，可以还含有从B、Zr、稀土类元素中选择的一种以上：0.01重量％以下，也可以再含有Ca：0.01重量％以下、Mg：0.01重量％以下。