[发明专利]Ni基耐热合金用焊接材料以及使用该焊接材料而成的焊接金属和焊接接头

说明书

技术领域

本发明涉及Ni基耐热合金用焊接材料以及使用该焊接材料而成的焊接金属和焊接接头。具体地讲，涉及适于焊接Ni基耐热合金的焊接材料以及使用该焊接材料而得到的焊接金属和焊接接头，该Ni基耐热合金是应用在发电用锅炉等在高温下所使用的设备中的Ni基耐热合金。

背景技术

近年来，从减少环境负荷的观点出发在全球范围推进在发电用锅炉等中使运转条件高温、高压化，而且，也要求在发电用锅炉等中所使用的材料具有更加优良的高温强度。

作为满足这种要求的材料，例如有一种UNS 06617规定的Ni基耐热合金。另外，在专利文献1～专利文献5中还公开了各种Ni基合金。这些Ni基合金均为了满足作为母材的必要性能而规定了各种多样的合金元素范围。

在将这些Ni基耐热合金作为结构物使用的情况下，通常利用焊接进行组装。

但是，在利用焊接进行组装时，若将Ni基合金母材直接作为焊接材料使用，则会存在焊接金属在焊接时的热裂纹敏感性较高的情况。上述“焊接时的热裂纹”包括“凝固裂纹”和“失塑裂纹”。

另一方面，作为利用焊接进行组装时所使用的Ni基耐热合金用焊接材料，公知有AWS A5.14－2005ER NiCrCoMo－1。

另外，在专利文献6～专利文献8中还提出了各种Ni基合金用焊接材料。

在专利文献6中提出了一种氧化物弥散强化合金用焊接材料，其用于具有高强度的氧化物弥散强化合金和耐热合金之间焊接，通过积极地含有Mo、Nd等固溶强化元素，实现了强度提高。在专利文献7和专利文献8中，提出了一种Ni基合金用焊接材料，其通过有效应用Mo和W的固溶强化以及Al和Ti的析出强化效果而实现了高强度化。

但是，使用上述Ni基耐热合金和Ni基耐热合金用焊接材料而成的焊接结构物在高温下使用，在长时间且高温下使用的情况下，会存在于焊接部产生裂纹这样的问题。

例如，在非专利文献1中指出，在Ni基耐热合金的焊接热影响区（以下，称作“HAZ”），在焊后热处理过程中产生了晶界裂纹，并且，暗示了除γ’相的析出会影响晶界裂纹以外，S的晶界偏析也会影响晶界裂纹。

另外，在非专利文献2中，对防止18Cr－8Ni－Nb类的奥氏体系耐热钢焊接部在长时间加热时在HAZ产生晶界裂纹的对策进行了研究。而且，提出了通过运用恰当的焊后热处理而减少焊接残留应力的做法对防止HAZ中的晶界裂纹是有效的这样的从焊接工艺的方面来考虑的对策。

如上所述，虽然很早以前就已知在长时间使用Ni基耐热合金时在HAZ产生了裂纹这样的现象，但是，近年来，伴随着为了使材料高强度化而含有多种合金元素，在焊接金属中也存在有在长时间加热时产生裂纹变得明显化的倾向。

但是，对于在长时间使用过程中在焊接部产生的裂纹，还未完全弄清其机制，并且，也未确定裂纹对策，特别是未确定从焊接金属的材料方面考虑的裂纹的对策。

因此，对使用上述的Ni基耐热合金用焊接材料（AWSA5.14－2005ER NiCrCoMo－1）而得到的焊接金属来说，还遗留有关于在长时间使用过程中产生的裂纹（以下，称作“应力松弛裂纹”。）的问题。另外，在上述的专利文献6～专利文献8中，也完全未考虑应力松弛松弛裂纹。因此，使用专利文献6～专利文献8所提出的焊接材料而得到的焊接金属也遗留有关于应力松弛裂纹的问题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2－107736号公报

专利文献2：日本特开昭63－050440号公报

专利文献3：日本特开平7－150277号公报

专利文献4：日本特开平9－157779号公报

专利文献5：日本特开2001－073053公报

专利文献6：日本特开平10－193174号公报

专利文献7：WO 2010－013565号公报

专利文献8：WO 2007－119847号公报

非专利文献

非专利文献1：井川等：《焊接学会志》、第47卷（1978）第10号、P.679

非专利文献2：内木等：《石川岛播磨技报》、第15卷（1975）第2号、p.209

发明内容

发明要解决的问题