[发明专利]涂药焊条

说明书

技术领域

本发明涉及石油精炼反应器等用于能源工厂中的压力容器的供2.25Cr-1Mo-V钢的焊接的涂药焊条。

背景技术

历来，作为石油精炼反应器等的压力容器用途使用的是2.25Cr-1Mo钢。但是，从其运转效率提高的观点出发，作为耐受设计温度·压力的高温·高压化的钢材，应用高强度的2.25Cr-1Mo-V钢制反应器被推进。作为供石油精炼反应器用途的2.25Cr-1Mo-V钢的焊接用的涂药焊条或焊接金属，蠕变断裂性能和韧性等优异的涂药焊条或焊接金属的开发得以进行。

例如在专利文献1中，在涂药弧焊形成的焊接金属中，相对于Cr：2.00～3.25质量％，V：0.20～0.70质量％，通过Nb、Co、W的添加来确保蠕变强度。另外，在专利文献2中，在焊条总质量中，相对于Cr：1.00～3.50质量％，V：0.1～1.0质量％，Nb：0.02～0.50质量％，通过Co、W、Ni的添加来确保蠕变强度和韧性。另外，在专利文献3中，在焊条总质量中，相对于Cr：1.00～3.50质量％，V：0.01～0.60质量％，W：0.6～2.5质量％，通过Nb、Ta的添加来确保蠕变强度。

【先行技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开平10-137975号公报

【专利文献2】日本特开2002-263883号公报

【专利文献3】日本特开2001-300768号公报

但是，在现有的技术中存在以下的问题。

作为供石油精炼反应器用途的钢材的焊接用的焊接材料，要求优异的蠕变性能，和作为与之相随的诸性能的韧性、回火脆化特性、耐SR裂纹性(去应力退火时不会发生晶界裂纹)及焊接操作性并立。

于是，如前述，比2.25Cr-1Mo钢的强度高的2.25Cr-1Mo-V钢制反应器的应用被推进。但是，在2.25Cr-1Mo-V钢制反应器中，其作业条件也处于高温·高压化的倾向，存在现有的焊接材料不满足当前的高温强度，特别是蠕变断裂性能的要求这样的问题。

另外，在专利文献1中，焊接后热处理(PWHT)条件是700℃×26h，为低温·短时间，另外，蠕变试验条件是538℃/207MPa，为低温·低应力，因此没有以当前的市场要求为基准。在专利文献2中，PWHT条件是740℃×1h，保持温度为高温，而另一方面，保持时间短，另外，蠕变试验条件是600℃/140MPa，哪一个试验条件都没有依据当前的市场要求。在专利文献3中，PWHT条件是690℃×1h，保持温度为低温，保持时间也短，另外，蠕变试验条件是600℃/140MPa，哪个试验条件都没有依据当前的市场要求。

而且，作为如此用于使Cr-Mo钢焊接金属的蠕变断裂强度上升的现有技术，采用的方法是，在作为主要成分的Cr-Mo系中附加性地添加V、Nb、Ta、W这样的强碳化物形成元素和Co等的固溶强化元素。但是，这会招致冲击韧性的劣化、硬度的上升带来的耐裂纹性的劣化。

发明内容

本发明鉴于这样的问题点而形成，其课题在于，提供一种涂药焊条，其可使优异的蠕变性能，和作为与之相随的诸性能的韧性、回火脆化特性、耐SR裂纹性及焊接操作性并立。

本发明者们锐意研究的结果是，发现以下的事项。

在具有优异的蠕变强度，且韧性、回火脆化特性、耐SR裂纹性优异的2.25Cr-1Mo-V钢熔敷金属的形成时，作为其蠕变性能的改善手段，本发明者们得出(1)碳化物的析出形态控制和(2)显微组织控制这样的立意。

2.25Cr-1Mo-V钢和其熔敷金属的显微组织是贝氏体主体，其蠕变变形特性被认为主要占支配性的是位错的蠕变扩散，和旧γ晶界和晶粒内的贝氏体板条块·板条束·板条边界的滑移。对于前者的抑制有效的是，使阻碍位错的蠕变扩散的微细的碳化物向晶粒内分散析出。另一方面，对于后者的抑制有效的是，阻碍旧γ晶界的滑移的碳化物的分散析出，和滑移点的减少，即显微组织的粗大化。

对于前述的(1)的实现，有效的是添加在晶粒内优先地形成微细的碳化物的合金元素，在本申请中着眼于C和V。这些合金元素可以从构成涂药焊条的焊条芯和涂药的任意一方添加，也可以从这两方添加。