用于改性9Cr－1Mo钢的焊丝以及埋弧焊材料

摘要

提供了一种用于改性9Cr－1Mo钢的焊丝，该焊丝包括C：0.070～0.150质量％；Si：超过0.15质量％，但不超过0.30质量％；Mn：至少0.30质量％，但小于0.85质量％；Ni：0.30～1.20质量％；Cr：8.00～13.00质量％；Mo：0.30～1.40质量％；V：0.03～0.40质量％；Nb：0.01～0.15质量％；N：0.016～0.055质量％；P：不超过0.010质量％；S：不超过0.010质量％；Cu：小于0.50质量％；Ti：不超过0.010质量％；Al：小于0.10质量％；B：小于0.0010质量％；W：小于0.10质量％；Co：小于1.00质量％以及O：不超过0.03质量％，其中所述Mn和Ni的总量不超过1.50％。即使在760℃或以上的PWHT温度下，所述焊丝也能提供良好的韧性而不降低蠕变断裂强度。

说明书

技术领域

本发明涉及用于焊接改性9Cr-1Mo钢的焊丝，该种钢用于各种型式的耐热和耐压管道，包括用于发电的锅炉、涡轮等等。更具体而言，本发明涉及用于改性9Cr-1Mo钢的焊丝以及涉及包括焊丝和焊剂组合的焊接材料，所述焊丝用于进行改性9Cr-1Mo钢的埋弧焊(SAW)工艺和/或钨隋性气体(TIG)焊接工艺。

背景技术

被改性的9Cr-1Mo钢(以下简称“改性9Cr-1Mo钢”)由在其中加入了Nb和V的9Cr-1Mo钢构成。例如，改性9Cr-1Mo钢在American Society forTesting and Materials(ASTM)Specification/American Society of MechanicalEngineers(ASME)Specification中规定为SA387Gr.91或SA213Gr.T91；在European Standards(EN)Specification中规定为X10CrMoVNb9-1；或者Technical Standard for Thermal Power Generating Facilities中规定为KA-STBA28、KA-STPA28、KA-SCMV28或KA-SFVAF28。至今，从为改善抗裂性、蠕变断裂强度和韧性的钢组分设计考虑，对用于焊接这些改性9Cr-1Mo钢的焊接材料如焊丝进行了各种开发。

例如，日本专利2631228提出了一种焊丝，它包含0.030～0.065质量％的碳(该含量相对较小)，Nb和V对C的原子比，即，((Nb+V)/C)在0.26～0.35的范围内调节，以使具有良好的抗裂性、蠕变断裂强度和韧性。此外，在焊丝材料中加入Mn用于脱氧和保持强度，以及在焊丝材料中加入Ni用于改善韧性和降低长时间在高温和高压的条件下使用的脆性。该文献公开了一个焊后热处理(PWHT)温度为740℃的实例。

JP-A-258894/1989公开了一种使用其中加入了Li化合物的焊剂的埋弧焊方法，以致获得了良好的抗晶间裂纹性。这种焊接方法包括向焊丝中加入用于脱氧和保持强度的Mn，以及加入Ni到焊丝中用于降低长时间在高温和高压的条件下使用的脆性。此外，该出版物公开了一个PWHT温度为740℃的实例。

在日本专利2668530中公开的焊丝是用于气体-屏蔽电弧焊接工艺的焊丝。该焊丝包含小含量的碳和最优含量的Nb和V，以使具有良好的抗裂性、蠕变断裂强度和韧性。此外，在焊丝中加入Mn用于脱氧和维持强度，以及也加入Ni到焊丝中用于降低长时间在高温和高压条件下使用的脆性。该文献公开了一个PWHT温度为740℃的实例。

日本专利2529843公开了一种埋弧焊的方法，它包括限制焊丝中的Si含量为0.05质量％或更少，而且限制焊剂的SiO₂含量为5质量％或更少以使具有良好的抗晶间裂纹性。这种焊接方法还包括加入Mn到焊丝中用于脱氧和维持强度，以及加入Ni到焊丝中用于降低长时间在高温和高压条件下使用的脆性。同样，该文献公开了一个PWHT温度为740℃的实例。

在日本专利2594265和JP-B-36996/1994中公开的焊丝中，向该焊丝中加入W元素，并且使W含量和Mo含量之间的关系最优化，以获得良好的蠕变断裂强度。此外，在焊丝中加入Mn用于脱氧和维持强度，加入Ni用于降低长时间在高温和高压条件下使用的脆性。这些文献也公开了一个PWHT温度为750℃的实例。

在日本专利2908228和日本专利2928904中公开的焊接材料中，Ni和Cu混合并加入到材料中，以致获得优异的高温强度、抗高温耐腐蚀性和韧性。此外，在材料中加入Mn以固定S含量，从而防止由S元素引起的不良影响，包括焊接开裂、蠕变脆性等，而在材料中加入Ni以通过改善基质的韧性而确保材料韧性，并且限制了残留的δ-铁素体。此外，这些文献也公开了一个PWHT温度为740℃的实例。

在JP-A-96390/1995中公开的焊丝中包含最佳含量的Mn、Ni和N，以获得良好的蠕变断裂强度和韧性。在焊丝中加入Mn用于确保强度和用于防止形成大体积铁素体，而且也加入Ni到焊丝中用于防止形成大体积铁素体而稳定韧性。此外，该文献也公开了一个PWHT温度为740℃的实例。

然而，上面提到的现有技术具有下列问题。在一些现有焊接方法中，按照工作条件采用改善蠕变断裂强度和韧性的途径。更具体而言，该途径涉及提高在海上工作条件下实施的PWHT温度。在日本与电气制品有关的法规中(the Technical Standard for Thermal Power GeneratingFacilities)，高含量Cr的铁素体钢如改性9Cr-1Mo钢的PWHT温度设定为760℃或更小。为此，在日本的工作条件下，考虑到在热处理炉的温度变化，PWHT温度预定在740～750℃的范围之内，这样在大多数情况下实际温度都不超过760℃。另一方面，在其它国家的法规中，例如，根据ASME标准，PWHT温度设定提高到基材的Acl转变温度。严格来说，在其它国家并没有规定要限制PWHT温度为760℃或更小。

因此，在其它国家的某些焊接工艺中，为了改善蠕变断裂强度和韧性，PWHT温度预定设定为760℃，并且PWHT温度经常升高直到实际温度达到780℃为止。在这种情况下，出现用于沉积金属的Acl转变温度问题。具体地，当PWHT在沉积金属的Acl转变温度以上的温度下实施时，在沉积金属上出现相变，导致蠕变断裂强度可能显著降低的危险。最近一些报导建议，即使PWHT温度不超过沉积金属的Acl转变温度，在PWHT温度非常接近转变温度时，蠕变断裂强度也降低。

从这种背景来看，为了提高沉积金属的Acl转变温度，AmericanWelding Society(AWS)Specification和EN Specification倾向于限制在焊接材料中的Mn和Ni的总含量为1.5质量％或更少。因为Mn和Ni的总含量与Acl转变温度之间负相关，因此Mn和Ni的总含量下降可以提高沉积金属的Acl转变温度。此外，如同在上面提到的引用文献中公开的那样，因为Mn和Ni各自具有确保和改善韧性的作用，在高的PWHT温度条件下仅仅限制焊接材料中的Mn和Ni的总含量是不利的，将导致在韧性改善方面的失败。在上述文献中没有考虑PWHT温度不低于760℃的焊接材料。在这些文献公开的焊接材料中，当PWHT温度超过沉积金属的Acl转变温度时，在沉积金属中可能出现相变，导致蠕变断裂强度显著地降低。因此，需要一种用于改性9Cr-1Mo钢的焊丝，它可以在760℃或更高的PWHT温度使用，并且具有良好的韧性。

发明内容

本发明是鉴于在现有技术中遇到的这些问题而完成的，因此本发明的一个目的是提供用于改性9Cr-1Mo钢的焊丝，该焊丝提供了良好的韧性，即使在760℃或以上的PWHT温度下蠕变断裂强度也没有降低。

根据本发明一个方面的焊丝，主要由以下以质量计的元素组成：C：0.070～0.150％；Si：超过0.15％，但不超过0.30％；Mn：不少于0.30％，但少于0.85％；Ni：0.30～1.20％；Cr：8.00～13.00％；Mo：0.30～1.40％；V：0.03～0.40％；Nb：0.01～0.15％；N：0.016～0.055％；P：不超过0.010％；S：不超过0.010％；Cu：少于0.50％；Ti：不超过0.010％；Al：少于0.10％；B：少于0.0010％；W：少于0.10％；Co：少于1.00％；O：不超过0.03％；其余为Fe和不可避免的杂质，Mn和Ni的总量为不超过1.50％。

在本发明中，Mn和Ni的总含量限制在不超过1.50质量％，并且Co含量也限制在少于1.00质量％，以使即使在760℃或以上的PWHT温度下蠕变断裂强度也不降低。每一个可能影响韧性的Mn、Ni、Si、Cr、Mo、V和Nb的含量都是最佳化的，而且每一个可能降低韧性的Al、W、Ti、B、C和O的含量都加以限制，从而产生了良好韧性。

在焊丝中优选Ni含量可以为0.40～1.00质量％，Mo含量为0.80～1.10质量％，Cu含量为不超过0.10质量％，而Al含量少于0.05质量％。这改善了韧性和蠕变断裂强度。

根据本发明另一个方面的埋弧焊材料主要由具有上述组分的焊丝和焊剂组成。焊剂包括以质量表示的如下物质：CaF₂：10～60％、CaO：2～25％、MgO：10～50％、Al₂O₃：2～30％以及Si和SiO₂：按照SiO₂计为6～30％。

具体实施方式

下文中将详细描述根据本发明的用于改性9Cr-1Mo钢的焊丝。本申请人等为解决上述问题，从焊丝组分与韧性之间的关系研究中获得了以下发现。即，本申请人等发现了Mn和Ni的各自含量应该最佳化以具有良好的韧性，而且通过设定Mn和Ni的总含量在0.60％～1.50质量％范围之内可获得最好的韧性。此外，本申请人等发现了加入铁素体稳定化元素应该加以限制，以防止对韧性可能有不利影响的δ-铁素体的残留。例如，当Mn含量、Ni含量、以及Mn和Ni的总含量受到限制时，尤其是在铁素体稳定化元素中Si、Cr、Mo、V、Nb、Al和W的含量必需应该加以限制。

虽然Cu元素具有防止δ-铁素体残留在焊接金属中的作用，但是加入过量Cu在焊接金属中会引起脆化，导致韧性降低。同样，虽然Co具有通过防止δ-铁素体残留在焊接金属中而改善韧性的大作用，但是加入过量Co会降低Acl转变温度和蠕变断裂强度。N元素具有改善蠕变断裂强度和防止δ-铁素体残留在焊接金属中的作用。需要加入过量N到焊丝以表现出通过将N加入到焊丝中而改善韧性的作用，这可能会产生气泡。Ti和B分别地析出成为微小碳化物颗粒和微小硼化物颗粒，导致韧性显著降低。因此，必须限制这些元素的含量。

下面开始解释本发明用于改性9Cr-Mo钢的焊丝化学组成的数量限制的原因。

C：0.070～0.150质量％

C元素具有与元素Cr、Mo、W、V和Nb结合析出不同种类的碳化物的作用，从而改善了蠕变断裂强度。注意到在C含量少于0.070质量％的情况下，该作用是不充分的。相反，过量加入C元素，例如，当C含量超过0.150质量％时，会引起抗裂性能的降低。因此，C含量优选0.070～0.150质量％。

Si：超过0.15质量％，但不超过0.30质量％

Si元素具有充当脱氧剂的作用以降低沉积金属中的氧含量，从而改善了焊接金属的韧性。注意到具有0.15质量％或更少Si含量的焊丝没有表现出这种作用。相反，因为Si是铁素体稳定化元素之一，过量加入Si，例如，当Si含量超过0.30质量％时，将引起在焊接金属中的残留δ-铁素体，因此导致焊接金属的韧性降低。因此，Si含量优选超过0.15质量％，但不超过0.30质量％。

Mn：不少于0.30质量％，但少于0.85质量％，Ni：0.30～1.20质量％，以及Mn+Ni：总计不超过1.50质量％。

Mn元素具有充当脱氧剂以降低沉积金属中的氧含量的作用，由此而改善焊接金属的韧性。Mn和Ni是奥氏体形成元素，并且它们中的每一个都具有防止由于在焊接金属中残留δ-铁素体而韧性降低的作用。注意到在Mn含量少于0.30质量％或Ni含量少于0.30质量％的情况下，不能获得这种作用，这会导致韧性降低。相反，在Mn含量至少为0.85％的情况下或Ni含量在1.20质量％以上的情况下，焊接金属的韧性是降低的。在Mn和Ni总含量超过1.50质量％的情况下，当沉积金属的Acl转变温度降低时，焊接金属的韧性是降低的，因此导致蠕变断裂强度降低。因此，Mn含量优选不少于0.30质量％，但少于0.85质量％，Ni含量优选0.30～1.20质量％，以及Mn和Ni总含量优选不超过1.50质量％。注意Ni含量更优选0.40～1.00质量％。这可进一步改善焊接金属的韧性。

Cr：8.00～13.00质量％

Cr元素是改性9Cr-1Mo钢的重要元素，因为其是本发明的焊丝所用的，而且它对于确保抗氧化性和高温强度是必要的。应该注意到，当Cr含量少于8.00质量％时，抗氧化性和高温强度是不充分的。相反，因为Cr是铁素体稳定化元素之一，过量加入Cr，例如，当Cr含量大于13.00质量％时，引起残留δ-铁素体，由此导致韧性的降低。因此，Cr含量优选8.00～13.00质量％。这可提供优异的抗氧化性和高温强度。

Mo：0.30～1.40质量％

Mo元素是固溶体强化元素，并且具有改善蠕变断裂强度的作用。注意到当Mo含量少于0.30质量％时，不能获得足够的蠕变断裂强度。相反，因为Mo是铁素体稳定化元素之一，过量加入Mo，例如，当Mo含量大于1.40质量％时，在焊接金属中会引起残留δ-铁素体，由此导致它的韧性降低。因此，Mo含量优选0.30～1.40质量％，并且更优选0.80～1.10质量％。这可改善蠕变断裂强度和韧性。

V：0.03～0.40质量％

V元素是沉析强化元素，并且具有沉析成为碳氮化物以改善蠕变断裂强度的作用。注意到当V含量少于0.03质量％时，不能获得足够的蠕变断裂强度。相反，因为V是铁素体稳定化元素之一，过量加入V，例如，当V含量大于0.40质量％时，在焊接金属中将引起残留δ-铁素体，由此导致它的韧性降低。因此，V含量优选0.03～0.40质量％。

Nb：0.01～0.15质量％

Nb元素是析出成为固溶体强化氮化物从而有助于稳定蠕变断裂强度的元素。注意到当Nb含量少于0.01质量％时，不能获得足够的蠕变断裂强度。相反，因为Nb是铁素体稳定化元素之一，过量加入Nb，例如，当Nb含量大于0.15质量％时，在焊接金属中将引起残留δ-铁素体，由此导致它的韧性降低。因此，Nb含量优选0.01～0.15质量％。

N：0.016～0.055质量％

N元素是析出成为固溶体强化氮化物从而有助于稳定蠕变断裂强度的元素。注意到当N含量少于0.016质量％时，不能获得足够的蠕变断裂强度。相反，过量加入N，例如，当N含量大于0.055质量％时，将产生气泡。因此，N含量优选0.016～0.055质量％。

P：不超过0.010质量％

P元素是提高热裂敏感度的元素。当P含量超过0.010质量％时，出现热裂。因此，P含量限制为不超过0.010质量％。

S：不超过0.010质量％

S元素是提高热裂敏感度的元素。当S含量超过0.010质量％时，发生热裂。因此，S含量限制到不超过0.010质量％。

Cu：少于0.50质量％

Cu元素是降低韧性的元素。在某些情况下，焊丝的表面涂敷有镀Cu层以改善通电和加料性能。如上所述，过量加入Cu，例如，当Cu含量不少于0.50质量％时，在焊接金属中引起脆化，导致韧性降低。因此，在包括镀层的整个焊丝中Cu含量限制为少于0.50质量％。注意到Cu含量更优选限制为不超过0.10质量％。这可以改善韧性。

Ti：不超过0.010质量％

Ti元素析出成为微小碳化物以使沉积金属变硬，因此显著地降低了焊接金属的韧性。例如，当Ti含量超过0.010质量％时，韧性降低。因此，Ti含量限制为不超过0.010质量％。

Al：少于0.10质量％

Al元素是铁素体稳定化元素之一。过量加入Al，例如，当Al含量不少于0.10质量％时，将引起残留δ-铁素体，这对于焊接金属的韧性是不利的。因此，Al含量限制少于0.10质量％。注意到Al含量优选限制为少于0.05质量％。这改善了韧性。

B：少于0.0010质量％

B元素沉析成为碳硼化物和硼化物以使沉积金属变硬，因此显著地降低了焊接金属的韧性。例如，当B含量不少于0.0010质量％时，韧性降低。因此，B含量限制为少于0.0010质量％。

W：少于0.10质量％

W元素是铁素体稳定化元素之一。过量加入W，例如，W含量不少于0.10质量％，在焊接金属中将引起残留δ-铁素体，导致它的韧性降低。因此，W含量限制为少于0.10质量％。

Co：少于1.00质量％

Co元素是奥氏体形成元素之一，并且在焊接金属中具有防止残留δ-铁素体从而改善它的韧性的作用。然而，过量加入Co，例如，当Co含量不少于1.00质量％时，降低了沉积金属的Acl转变温度，由此导致蠕变断裂强度的降低。因此，Co含量限制为少于1.00质量％。

O：不超过0.03质量％

O元素作为氧化物保留在沉积金属中而降低了焊接金属的韧性。例如，当O含量超过0.03质量％时，残留氧化物的量增加，导致韧性降低。因此，O含量限制为不超过0.03质量％。

本发明的焊丝用于焊接方法如埋弧焊的情况下，电流极性对于沉积金属的化学组成、机械性能以及可焊接性有显著影响。更具体地说，直流正极(以下简称DCEP)与交流电(AC)相比，倾向于增加沉积金属中的氧含量和降低焊接金属的韧性。此外，DCEP倾向于具有磁吹熄弧，以及引起芯弯曲(slug winding)和不完全熔化。为了解决这种问题以及为了具有良好的机械性能，本发明焊丝优选与焊剂结合使用，该焊剂包括CaF₂：10～60质量％、CaO：2～25质量％、MgO：10～50质量％、Al₂O₃：2～30质量％以及Si和SiO₂：以SiO₂质量总计为6～30％。

下面开始解释与用于本发明改性9Cr-1Mo钢的焊丝相结合使用的焊剂化学组成的数量限制原因。

CaF₂：10～60质量％

CaF₂化合物具有提高锻造毛坯(slug)碱度以降低沉积金属中的氧含量的作用，由此改善了焊接金属的韧性。同样，CaF₂具有固定焊道形状的作用，因为CaF₂减小了锻造毛坯的熔点以及改善了它的移动性。注意到当焊剂中的CaF₂含量少于10质量％时，不能获得这种作用。当焊剂中的CaF₂含量超过60质量％时，锻造毛坯的移动性过大，因此明显损伤了焊道的形状。因此，焊剂中的CaF₂含量优选10～60质量％。

CaO：2～25质量％

CaO化合物是基本成分，并且以与上面提到的化合物CaF₂的相同方式，具有减少沉积金属中的氧含量从而改善焊接金属韧性的作用。同样，CaO具有通过调节锻造毛坯粘性固定焊道形状的作用。注意到当焊剂中CaO含量少于2质量％时，不能获得这种作用。当焊剂中的CaO含量超过25质量％时，增加了沉积金属中的氧含量，导致焊接金属的韧性降低。因此，焊剂中CaO含量优选为2～25质量％。

MgO：10～50质量％

MgO化合物是基本成分，并且以与上面提到的化合物CaF₂的相同方式，具有减少沉积金属中的氧含量从而改善焊接金属韧性的作用。同样，MgO也具有通过调节锻造毛坯粘性固定焊道形状的作用。注意到当焊剂中的MgO含量少于10质量％时，不能获得这种作用。当焊剂中的MgO含量超过50质量％时，增加了沉积金属中的氧含量，导致焊接金属韧性降低。因此，焊剂中的MgO含量优选10～50质量％。

Al₂O₃：2～30质量％

Al₂O₃化合物具有提高锻造毛坯熔点以调节它的移动性的作用，从而固定焊道形状。注意到当焊剂中Al₂O₃含量少于2质量％时，不能获得这种作用。当焊剂中Al₂O₃含量超过30质量％时，出现锻造毛坯磨损，因此损伤了焊道的外观。因此，焊剂中Al₂O₃含量优选2～30质量％。

Si和SiO₂：总计6～30质量％

SiO₂化合物具有提高锻造毛坯粘性以固定焊道形状的作用。注意到当焊剂中SiO₂含量少于6质量％时，不能获得这种作用。因为SiO₂在电弧中被还原而包含在沉积金属中，过量加入SiO₂增加了还原Si的量，这导致由于在沉积金属中残留δ-铁素体的韧性降低。对于Si元素同样的情况，其作为脱氧剂任意地加入到焊剂中。为此，焊剂中的Si和SiO₂的总数需要限制，包括在当焊剂粒化时用作粘合剂的可溶玻璃中的SiO₂。因此，焊剂中的Si和SiO₂总含量按照SiO₂计优选为6～30质量％。

这些主要成分可以以单一材料、包括这些元素的化合物、矿石、熔融焊剂等的形式加入。例如，萤石可以作为CaF₂加入；方解石和熔融焊剂作为CaO加入；氧化镁熔渣和熔融焊剂作为MgO加入；氧化铝和熔融焊剂作为Al₂O₃加入以及钾长石、钠长石、熔融焊剂等作为SiO₂加入。除以上主要成分之外，合金粉末、氧化物、和/或氟化物可能任意地加到焊剂中，以便调节合金成分和焊接可加工性。注意到在本发明焊丝中不可避免的杂质包括Sn、As、Sb、Ca、Mg等。

实施例

现在，通过与背离本发明范围的比较实施例对比来解释根据本发明实施例的效果。首先，具有如下表1和表2所示组成的焊丝用作本发明的第一个实施例。具有下表3所示组成以及厚度为20mm、45度的坡口角度、根部间隙为13mm的样品钢板，在下表4所示条件下的埋弧焊工艺中使用每一种上述焊丝进行焊接。测定这样获得的每一个焊接金属的韧性和蠕变断裂强度。下表5示出了复合焊剂的成分。复合焊剂通过使焊剂原材料和作为粘合剂的水玻璃粒化并在500～550℃下烧结大约1小时获得，以致在整个焊剂中的10×48目颗粒的含量为70质量％或更多。注意到在表1和2所示余量是Fe和不可避免的杂质。

 表1

  编号                                                                                                             焊丝组成(质量％)  C  Si  Mn  P  S  Cu  Ni  Co  Cr  Mo  Al  Ti  Nb  V  W  B  N  O  MN+Ni  比  较  实  施  例  W1  0.067  0.16  0.65  0.006  0.005  ＜0.02  0.67  ＜0.02  8.70  0.95  0.005  0.002  0.065  0.280  ＜0.02  0.0002  0.040  0.013  1.32  W2  0.158  0.23  0.55  0.006  0.007  0.03  0.89  ＜0.02  8.89  0.99  0.010  0.002  0.047  0.380  ＜0.02  0.0003  0.038  0.009  1.44  W3  0.115  0.13  0.80  0.005  0.002  0.05  0.30  ＜0.02  9.65  1.05  0.010  ＜0.002  0.052  0.040  0.09  0.0007  0.050  0.015  1.10  W4  0.121  0.33  0.73  0.005  0.003  0.10  0.45  ＜0.02  8.23  1.00  0.017  0.005  0.055  0.240  ＜0.02  0.0003  0.028  0.005  1.18  W5  0.126  0.27  0.24  0.004  0.004  0.03  0.55  0.83  11.50  0.45  0.008  0.007  0.030  0.230  0.03  0.0003  0.020  0.014  0.79  W6  0.137  0.26  0.86  0.006  0.007  ＜0.02  1.00  0.54  12.70  0.40  0.009  0.005  0.059  0.350  ＜0.02  0.0003  0.036  0.005  1.86  W7  0.110  0.18  0.74  0.14  0.008  ＜0.02  0.60  ＜0.02  9.50  0.89  ＜0.002  ＜0.002  0.130  0.034  0.05  0.0003  0.038  0.006  1.34  W8  0.080  0.16  0.79  0.005  0.014  ＜0.02  0.65  ＜0.02  8.70  0.75  0.004  0.003  0.050  0.190  ＜0.02  ＜0.0002  0.045  0.008  1.44  W9  0.075  0.17  0.83  0.007  0.005  0.54  0.54  ＜0.02  8.72  1.04  0.004  0.003  0.048  0.050  ＜0.02  ＜0.0002  0.051  0.009  1.37  W10  0.174  0.20  0.78  0.005  0.004  ＜0.02  0.23  0.78  11.50  0.53  0.019  0.004  0.056  0.078  ＜0.02  ＜0.0002  0.039  0.007  1.01  W11  0.120  0.24  0.33  0.004  0.005  0.05  1.24  ＜0.02  8.54  0.67  0.030  0.003  0.075  0.190  ＜0.02  0.0002  0.033  0.006  1.57  W12  0.125  0.25  0.43  0.008  0.005  0.20  0.52  1.03  8.45  0.91  ＜0.002  0.005  0.054  0.150  ＜0.02  0.0002  0.029  0.006  0.95  W13  0.114  0.26  0.42  0.005  0.006  0.30  0.38  ＜0.02  7.93  0.84  0.050  0.007  0.045  0.250  ＜0.02  0.0003  0.035  0.007  0.80  W14  0.108  0.19  0.55  0.003  0.007  0.04  0.42  ＜0.02  13.11  0.53  0.004  ＜0.002  0.039  0.240  0.07  0.0003  0.038  0.011  0.97  W15  0.120  0.23  0.62  0.005  0.008  0.25  0.55  ＜0.02  8.49  0.21  0.004  ＜0.002  0.083  0.240  ＜0.02  0.0003  0.037  0.010  1.17  W16  0.080  0.25  0.25  0.008  0.005  0.28  0.56  ＜0.02  9.56  1.44  0.010  0.005  0.058  0.190  ＜0.02  0.0003  0.019  0.008  0.81  W17  0.089  0.24  0.38  0.009  0.007  0.40  0.67  ＜0.02  8.95  0.89  0.110  0.005  0.059  0.170  ＜0.02  ＜0.0002  0.026  0.007  1.05  W18  0.093  0.26  0.79  0.008  0.004  ＜0.02  0.32  ＜0.02  8.56  0.94  0.004  0.012  0.055  0.150  ＜0.02  0.0004  0.032  0.008  1.11  W19  0.099  0.16  0.84  0.007  0.003  ＜0.02  0.45  0.89  12.83  0.43  0.005  0.004  0.004  0.380  0.03  0.0005  0.035  0.012  1.29  W20  0.078  0.17  0.70  0.006  0.003  0.02  0.52  0.34  9.85  0.85  0.005  0.004  0.158  0.037  ＜0.02  0.0003  0.045  0.011  1.22  W21  0.073  0.19  0.83  0.006  0.003  0.03  0.35  0.05  8.65  0.86  0.005  0.005  0.048  0.022  0.05  0.0003  0.035  0.014  1.18  W22  0.085  0.16  0.84  0.004  0.005  0.08  0.23  ＜0.02  8.89  0.93  0.070  0.004  0.056  0.460  ＜0.02  0.0003  0.038  0.013  1.07  W23  0.120  0.16  0.75  0.007  0.005  ＜0.02  0.50  0.30  8.83  0.92  0.075  0.003  0.085  0.200  0.12  0.0003  0.038  0.011  1.25  W24  0.095  0.23  0.62  0.005  0.005  ＜0.02  0.45  ＜0.02  8.85  0.99  0.003  0.005  0.062  0.290  ＜0.02  0.0013  0.045  0.010  1.07  W25  0.134  0.17  0.84  0.008  0.008  0.04  0.42  0.91  10.54  0.37  0.003  0.007  0.092  0.050  ＜0.02  0.0003  0.013  0.010  1.26  W26  0.098  0.16  0.57  0.007  0.007  0.02  0.55  ＜0.02  9.05  0.89  0.003  0.004  0.049  0.190  ＜0.02  0.0003  0.059  0.012  1.12  W27  0.110  0.21  0.65  0.001  0.001  0.05  0.47  ＜0.02  8.93  0.79  0.007  ＜0.002  0.048  0.180  ＜0.02  0.0003  0.036  0.034  1.12  W28  0.095  0.25  0.84  0.007  0.007  ＜0.02  0.69  ＜0.02  8.99  0.95  0.005  ＜0.002  0.058  0.220  ＜0.02  ＜0.0002  0.039  0.009  1.53  W29  0.120  0.24  0.10  0.004  0.004  0.52  0.55  ＜0.02  9.65  1.05  0.010  ＜0.002  ＜0.002  0.150  ＜0.02  0.0005  0.032  0.008  0.65  W30  0.108  0.19  0.55  0.002  0.002  0.08  1.46  ＜0.02  8.89  0.99  0.010  0.002  0.163  0.190  ＜0.02  0.0003  0.033  .0006  2.01

表2

  编号                                                                                                                       焊丝组成(质量％)  C  Si  Mn  P  S  Cu  Ni  Co  Cr  Mo  Al  Ti  Nb  V  W  B  N  O  Mn+Ni  实  施  例  W31  0.085  0.22  0.60  0.002  0.009  0.13  0.35  0.02  11.95  0.71  0.051  0.003  0.063  0.303  0.02  ＜0.0002  0.018  0.025  0.95  W32  0.133  0.16  0.46  0.005  0.004  0.32  0.35  0.31  12.71  1.12  0.060  0.004  0.047  0.227  0.05  0.0003  0.030  0.026  0.81  W33  0.078  0.20  0.74  0.004  0.009  0.35  0.30  0.51  12.29  1.17  0.080  0.007  0.116  0.379  0.09  0.0003  0.037  0.009  1.04  W34  0.100  0.20  0.63  0.007  0.003  0.38  0.39  0.58  11.26  1.27  0.072  ＜0.002  0.091  0.286  ＜0.02  0.0003  0.035  0.005  1.02  W35  0.134  0.21  0.64  0.002  0.002  0.42  0.34  0.36  8.12  1.19  0.098  0.006  0.036  0.099  0.06  0.0004  0.038  0.022  0.98  W36  0.104  0.19  0.48  0.006  0.008  0.42  0.34  0.04  10.75  1.13  0.098  0.007  0.074  0.397  ＜0.02  0.0003  0.036  0.029  0.82  W37  0.137  0.20  0.37  0.010  0.003  0.42  0.39  0.04  11.53  1.17  0.062  0.007  0.119  0.242  0.08  0.0003  0.016  0.021  0.76  W38  0.108  0.16  0.40  0.008  0.002  0.46  1.04  0.61  9.04  1.26  0.054  ＜0.002  0.074  0.209  0.09  0.0002  0.051  0.020  1.44  W39  0.091  0.18  0.37  0.002  0.009  0.30  0.36  0.05  10.21  1.15  0.062  0.009  0.140  0.148  0.03  0.0003  0.023  0.010  0.73  W40  0.108  0.21  0.33  0.007  0.004  0.32  1.03  0.82  11.33  0.48  0.087  0.009  0.038  0.297  0.09  0.0003  0.055  0.009  1.36  W41  0.094  0.22  0.40  0.002  0.002  0.36  0.38  0.85  10.77  1.13  0.053  0.009  0.046  0.057  0.07  ＜0.0002  0.031  0.023  0.78  W42  0.071  0.19  0.32  0.009  0.008  0.39  0.98  0.48  12.39  1.38  0.093  0.002  0.084  0.287  ＜0.02  0.0003  0.049  0.027  1.30  W43  0.079  0.20  0.73  0.002  0.002  0.41  0.35  0.43  11.12  0.52  0.074  0.006  0.043  0.265  0.09  0.0003  0.033  0.017  1.08  W44  0.139  0.18  0.77  0.006  0.002  0.44  0.33  0.62  10.79  0.74  0.084  0.009  0.037  0.125  0.02  0.0003  0.033  0.015  1.10  W45  0.105  0.18  0.84  0.008  0.002  0.47  0.35  ＜0.02  12.30  0.62  0.052  0.005  0.067  0.080  0.08  0.0007  0.054  0.011  1.19  W46  0.150  0.20  0.76  0.009  0.003  0.49  0.38  0.23  9.02  0.78  0.069  0.004  0.096  0.235  0.09  0.0005  0.052  0.023  1.14  W47  0.077  0.21  0.32  0.002  0.003  0.15  1.14  0.72  10.07  0.71  0.078  ＜0.002  0.072  0.080  0.08  0.0003  0.032  0.008  1.46  W48  0.094  0.20  0.75  0.003  0.004  0.26  0.67  ＜0.02  8.55  0.93  0.002  0.002  0.056  0.220  ＜0.02  0.0009  0.033  0.025  1.42  W49  0.128  0.23  0.35  0.010  0.010  ＜0.02  1.00  0.44  8.94  0.98  0.031  ＜0.002  0.094  0.052  0.09  0.0003  0.029  0.017  1.35  W50  0.141  0.22  0.75  0.002  0.007  0.07  0.64  0.74  10.39  0.80  ＜0.002  0.008  0.130  0.182  0.07  0.0003  0.033  0.012  1.39  W51  0.105  0.17  0.44  0.005  0.007  0.09  0.84  0.44  11.38  0.85  0.002  0.002  0.084  0.125  0.02  0.0003  0.053  0.013  1.28  W52  0.132  0.21  0.36  0.004  0.010  0.03  0.74  0.20  9.09  0.80  ＜0.002  ＜0.002  0.127  0.089  0.04  0.0003  0.028  0.017  1.10  W53  0.118  0.18  0.36  0.002  0.006  0.06  0.94  0.60  8.18  1.09  0.002  0.002  0.104  0.107  0.08  0.0003  0.021  0.012  1.30  W54  0.133  0.24  0.54  0.004  0.002  0.03  0.80  0.78  11.18  0.80  0.007  0.007  0.028  0.299  0.04  0.0003  0.031  0.009  1.34  W55  0.121  0.24  0.31  0.002  0.002  0.03  0.99  0.82  9.14  0.93  0.005  0.005  0.101  0.138  0.03  0.0003  0.054  0.015  1.30  W56  0.092  0.27  0.32  0.009  0.002  0.07  0.77  0.94  8.37  1.01  ＜0.002  ＜0.002  0.12  0.358  0.06  0.0003  0.017  0.004  1.09  W57  0.115  0.23  0.47  0.002  0.008  0.09  0.73  0.39  9.17  0.93  0.005  0.005  0.084  0.371  0.05  0.0003  0.043  0.020  1.19  W58  0.079  0.22  0.37  0.004  0.005  0.06  0.92  0.24  11.04  1.07  ＜0.002  ＜0.002  0.107  0.365  0.06  0.0003  0.025  0.027  1.29  W59  0.126  0.16  0.60  0.004  0.006  0.02  0.79  0.54  10.95  0.69  0.004  0.004  0.077  0.081  0.04  0.0003  0.034  0.022  1.39  W60  0.094  0.30  0.50  0.005  0.004  0.04  0.87  0.28  12.90  1.10  0.006  0.006  0.144  0.323  0.04  0.0003  0.047  0.006  1.37

表3

  钢种类                                                                               组成(质量％)  C  Si  Mn  P  S  Cu  Ni  Co  Cr  Mo  Al  Ti  Nb  V  W  B  N  9Cr-1Mo  钢  0.09  0.32  0.41  0.008  0.007  0.05  0.03  小于  0.01  8.95  1.02  小于  0.002  小于  0.002  0.08  0.2  小于  0.02  小于  0.005  0.042

表4

  焊接方法  焊丝直径  能量供给极性  焊接电流  焊接电压  焊接速度  焊接状态  预热和程间温度  其它条件  SAW  2.4mm  DCEP  400A  29～30V  30cm/分  平  200～250℃  单电极

表5

  组分  含量(质量％)  CaF₂  27  CaO  7  MgO  30  Al₂O₃  9  所有的SiO₂  14  ZrO₂  3  NaF  2  Fe₂O₃  1  Mn  0.7  Si  0.5  REM  0.2  Ca  0.2  B₂O₃  0.1  余量  不可避免的杂质

下文开始描述各个项目的评价方法。首先，对于分级，在焊接以后的样品上进行放射照相检验(JIS规范Z3104)。相当于JIS 1级的结果判定为良好，然后具有这个结果的样品经受760℃的PWHT两个小时。随后，在这些样品上进行蠕变断裂和夏氏(Charpy)冲击测试。蠕变测试使用在JIS标准Z2273中规定的具有直径为6.0mm的样品。并且测试条件如下：650℃和86MPa。夏氏冲击测试使用JIS标准Z3114中规定的样品，并且测试温度设定为20℃。用于蠕变断裂和冲击测试的各个样品取自位于所获得钢板的整个厚度中心区域的焊接金属的中心部分。这些测试的评定标准如下。在放射照相检验中，相当于JIS 1级的结果判定为良好(○)，除JIS1级以外的结果判定为差(X)。在蠕变断裂测试中，具有不少于1000小时破裂时间的结果判定为良好(○)，具有少于1000小时破裂时间的结果判定为差(×)。在夏氏冲击测试中，具有不少于40J的vE20℃平均值的结果判定为良好(○)，具有少于40J的vE20℃平均值的结果判定为差(×)。这些结果在下表7和9中示出。下表6和8示出了沉积金属的化学组成。

表6

  编号                                                                                                  沉积金属组成(质量％)  C  Si  Mn  P  S  Cu  Ni  Co  Cr  Mo  Al  Ti  Nb  V  W  B  N  O  Mn+Ni  比  较  实  施  例  W1  0.052  0.19  0.72  0.008  0.007  ＜0.02  0.66  ＜0.02  8.32  0.94  0.008  0.003  0.042  0.270  ＜0.02  0.0004  0.035  0.033  1.36  W2  0.156  0.29  0.66  0.008  0.009  0.03  0.90  ＜0.02  8.45  0.98  0.013  0.003  0.030  0.358  ＜0.02  0.0005  0.034  0.030  1.56  W3  0.087  0.12  0.82  0.008  0.004  0.05  0.31  ＜0.02  8.86  1.02  0.013  ＜0.002  0.032  0.030  0.04  0.0009  0.041  0.055  1.13  W4  0.117  0.48  0.77  0.008  0.005  0.09  0.45  ＜0.02  8.02  0.97  0.020  0.007  0.034  0.239  ＜0.02  0.0005  0.027  0.026  1.22  W5  0.093  0.43  0.23  0.007  0.006  0.03  0.55  0.82  10.34  0.44  0.011  0.009  0.019  0.220  0.02  0.0005  0.021  0.052  0.78  W6  0.126  0.33  1.28  0.008  0.009  ＜0.02  0.10  0.55  11.17  0.39  0.011  0.007  0.036  0.340  ＜0.02  0.0005  0.033  0.027  1.38  W7  0.095  0.22  0.78  0.015  0.010  ＜0.02  0.58  ＜0.02  8.73  0.86  0.003  0.002  0.093  0.024  0.03  0.0005  0.035  0.026  1.36  W8  0.046  0.16  0.81  0.008  0.016  ＜0.02  0.65  ＜0.02  8.09  0.73  0.007  0.005  0.031  0.180  ＜0.02  0.0005  0.038  0.028  1.46  W9  0.007  0.16  0.84  0.008  0.007  0.52  0.54  ＜0.02  8.11  1.03  0.007  0.005  0.029  0.040  ＜0.02  0.0003  0.041  0.031  1.38  W10  0.055  0.30  0.81  0.008  0.006  ＜0.02  0.04  0.76  10.34  0.51  0.022  0.006  0.035  0.068  ＜0.02  0.0004  0.036  0.027  0.85  W11  0.113  0.36  0.36  0.007  0.007  0.04  1.33  ＜0.02  8.13  0.66  0.033  0.005  0.049  0.170  ＜0.02  0.0004  0.032  0.026  1.69  W12  0.093  0.30  0.58  0.008  0.007  0.21  0.52  1.00  8.05  0.89  0.004  0.007  0.034  0.130  ＜0.02  0.0004  0.029  0.026  1.10  W13  0.090  0.39  0.57  0.008  0.008  0.28  0.38  ＜0.02  7.49  0.82  0.053  0.009  0.028  0.240  ＜0.02  0.0005  0.034  0.027  0.95  W14  0.086  0.23  0.66  0.005  0.009  0.02  0.42  ＜0.02  11.64  0.52  0.007  0.002  0.024  0.230  0.03  0.0005  0.035  0.031  1.08  W15  0.120  0.26  0.70  0.008  0.009  0.23  0.55  ＜0.02  8.12  0.22  0.007  0.002  0.054  0.230  ＜0.02  0.0005  0.034  0.030  1.25  W16  0.064  0.31  0.46  0.008  0.007  0.27  0.56  ＜0.02  8.87  1.41  0.013  0.007  0.036  0.170  ＜0.02  0.0005  0.020  0.028  1.02  W17  0.056  0.31  0.55  0.011  0.009  0.39  0.70  ＜0.02  8.31  0.87  0.113  0.007  0.037  0.160  ＜0.02  0.0004  0.027  0.027  1.25  W18  0.057  0.36  0.81  0.008  0.006  ＜0.02  0.32  ＜0.02  8.00  0.91  0.007  0.014  0.034  0.140  ＜0.02  0.0006  0.031  0.028  1.13  W19  0.083  0.20  0.88  0.008  0.005  ＜0.02  0.45  0.88  11.31  0.40  0.008  0.006  0.005  0.360  0.02  0.0007  0.033  0.032  1.33  W20  0.079  0.16  0.60  0.007  0.005  ＜0.02  0.51  0.30  9.01  0.83  0.008  0.006  0.120  0.027  ＜0.02  0.0005  0.040  0.031  1.10  W21  0.066  0.16  0.95  0.006  0.005  0.02  0.35  0.03  8.07  0.85  0.008  0.007  0.030  0.012  0.03  0.0005  0.033  0.034  1.30  W22  0.059  0.16  1.10  0.007  0.007  0.07  0.25  ＜0.02  8.55  0.91  0.073  0.006  0.035  0.450  ＜0.02  0.0005  0.036  0.033  1.35  W23  0.093  0.21  0.79  0.008  0.007  ＜0.02  0.49  0.30  8.20  0.91  0.078  0.005  0.056  0.190  0.06  0.0005  0.035  0.031  1.29  W24  0.078  0.32  0.70  0.007  0.007  ＜0.02  0.44  ＜0.02  8.23  0.89  0.011  0.007  0.034  0.270  ＜0.02  0.0015  0.044  0.032  1.14  W25  0.105  0.27  0.85  0.009  0.007  0.03  0.42  0.90  9.57  0.35  0.007  0.009  0.060  0.040  ＜0.02  0.0005  0.014  0.030  1.27  W26  0.099  0.24  0.67  0.008  0.009  ＜0.02  0.55  ＜0.02  8.36  0.87  0.006  0.006  0.032  0.170  ＜0.02  0.0005  0.048  0.032  1.22  W27  0.076  0.33  0.72  0.004  0.008  0.04  0.49  ＜0.02  8.26  0.76  0.009  ＜0.002  0.030  0.165  ＜0.02  0.0005  0.034  0.064  1.21  W28  0.064  0.41  0.94  0.008  0.008  ＜0.02  0.60  ＜0.02  8.33  0.93  0.008  0.002  0.038  0.216  ＜0.02  ＜0.0002  0.036  0.029  1.54  W29  0.112  0.37  0.36  0.007  0.007  0.51  0.55  ＜0.02  8.84  1.03  0.013  0.002  ＜0.002  0.140  ＜0.02  0.0005  0.031  0.028  0.91  W30  0.078  0.23  0.66  0.005  0.009  0.07  1.48  ＜0.02  8.26  0.96  0.014  0.004  0.126  0.180  ＜0.02  0.0003  0.032  0.026  2.14

表7  注：“JIS Class 1”表示“JIS 1级”

  编号  焊丝编号  放射照相检验  蠕变断裂测试  夏氏冲击测试  结果  评价  断裂时间(时间)  评价  vE20℃  平均值(J)  评价  比  较  实  施  例  1  W1  JIS Class 1  ○  437  ×  45  ○  2  W2  除JIS 1级外(热裂)  ×  -  -  -  -  3  W3  JIS Class 1  ○  1238  ○  15  ×  4  W4  JIS Class 1  ○  1150  ○  19  ×  5  W5  JIS Class 1  ○  1250  ○  13  ×  6  W6  JIS Class 1  ○  535  ×  15  ×  7  W7  除JIS 1级外(热裂)  ×  -  -  -  -  8  W8  除JIS 1级外(热裂)  ×  -  -  -  -  9  W9  JIS Class 1  ○  1350  ○  25  ×  10  W10  JIS Class 1  ○  1480  ○  11  ×  11  W11  JIS Class 1  ○  180  ×  19  ×  12  W12  JIS Class 1  ○  459  ×  48  ○  13  W13  JIS Class 1  ○  445  ×  54  ○  14  W14  JIS Class 1  ○  1530  ○  6  ×  15  W15  JIS Class 1  ○  182  ×  45  ○  16  W16  JIS Class 1  ○  1450  ○  6  ×  17  W17  JIS Class 1  ○  1350  ○  22  ×  18  W18  JIS Class 1  ○  1670  ○  6  ×  19  W19  JIS Class 1  ○  453  ×  75  ○  20  W20  JIS Class 1  ○  1947  ○  18  ×  21  W21  JIS Class 1  ○  352  ×  36  ×  22  W22  JIS Class 1  ○  1380  ○  26  ×  23  W23  JIS Class 1  ○  1250  ○  15  ×  24  W24  JIS Class 1  ○  1870  ○  12  ×  25  W25  JIS Class 1  ○  759  ×  49  ○  26  W26  除JIS 1级外(砂眼)  ×  -  -  -  -  27  W27  JIS Class 1  ○  1140  ○  5  ×  28  W28  JIS Class 1  ○  253  ×  11  ×  29  W29  JIS Class 1  ○  132  ×  20  ×  30  W30  JIS Class 1  ○  760  ×  5  ×

表8

  编号                                                                                                                沉积金属组成(质量％)  C  Si  Mn  P  S  Cu  Ni  Co  Cr  Mo  Al  Ti  Nb  V  W  B  N  O  Mn+Ni  实  施  例  W31  0.067  0.21  0.90  0.006  0.011  0.12  0.34  0.02  10.68  0.69  0.016  0.004  0.034  0.290  ＜0.02  0.0002  0.021  0.038  1.24  W32  0.118  0.12  0.45  0.007  0.006  0.31  0.23  0.31  11.26  1.10  0.019  0.005  0.024  0.215  0.02  0.0005  0.029  0.037  0.68  W33  0.059  0.18  0.78  0.007  0.011  0.34  0.29  0.51  10.93  1.15  0.027  0.008  0.070  0.366  0.04  0.0004  0.034  0.030  1.07  W34  0.083  0.18  0.71  0.008  0.005  0.36  0.38  0.58  10.15  1.25  0.023  0.002  0.053  0.274  ＜0.02  0.0004  0.032  0.026  1.09  W35  0.118  0.19  0.93  0.006  0.004  0.40  0.33  0.37  7.73  1.16  0.033  0.008  0.016  0.088  0.03  0.0006  0.034  0.039  1.26  W36  0.087  0.17  0.60  0.008  0.010  0.41  0.35  0.04  9.75  1.11  0.031  0.009  0.042  0.383  ＜0.02  0.0005  0.033  0.035  0.95  W37  0.122  0.18  0.47  0.009  0.005  0.41  0.37  0.05  10.35  1.15  0.021  0.009  0.072  0.230  0.04  0.0005  0.019  0.039  0.84  W38  0.091  0.14  0.55  0.009  0.004  0.45  0.95  0.61  8.44  1.24  0.018  ＜0.002  0.042  0.197  0.04  0.0004  0.044  0.036  1.50  W39  0.074  0.15  0.53  0.006  0.011  0.30  0.27  0.05  9.34  1.13  0.020  0.011  0.087  0.137  ＜0.02  0.0005  0.024  0.030  0.80  W40  0.092  0.19  0.46  0.008  0.006  0.29  0.95  0.82  10.20  0.46  0.029  0.011  0.017  0.284  0.04  0.0005  0.046  0.029  1.41  W41  0.076  0.21  0.55  0.006  0.004  0.35  0.14  0.85  9.77  1.11  0.017  0.011  0.023  0.046  0.04  0.0002  0.029  0.039  0.69  W42  0.052  0.17  0.49  0.009  0.010  0.37  0.97  0.49  11.01  1.36  0.031  0.004  0.048  0.274  ＜0.02  0.0005  0.042  0.037  1.46  W43  0.060  0.18  0.99  0.006  0.004  0.39  0.25  0.44  10.03  0.50  0.025  0.008  0.021  0.253  0.04  0.0005  0.031  0.036  1.24  W44  0.124  0.14  1.02  0.008  0.004  0.43  0.29  0.63  9.78  0.72  0.027  0.011  0.017  0.114  ＜0.02  0.0005  0.031  0.034  1.31  W45  0.088  0.14  1.17  0.009  0.005  0.46  0.11  ＜0.02  10.94  0.60  0.017  0.007  0.037  0.070  0.04  0.0009  0.046  0.031  1.28  W46  0.136  0.18  1.01  0.009  0.005  0.49  0.34  0.23  8.42  0.76  0.023  0.006  0.057  0.224  0.04  0.0006  0.044  0.039  1.35  W47  0.058  0.19  0.35  0.006  0.006  0.14  1.12  0.73  9.23  0.70  0.024  ＜0.002  0.040  0.069  0.04  0.0005  0.030  0.028  1.47  W48  0.076  0.18  0.55  0.005  0.005  0.25  0.31  ＜0.02  8.21  0.92  0.003  0.003  0.038  0.200  ＜0.02  0.0010  0.031  0.038  0.86  W49  0.113  0.22  0.44  0.010  0.010  ＜0.02  0.98  0.44  9.36  0.96  0.010  ＜0.002  0.055  0.042  0.05  0.0004  0.028  0.036  1.42  W50  0.126  0.31  0.79  0.006  0.006  0.06  0.65  0.74  9.48  0.78  0.002  0.010  0.080  0.171  0.05  0.0004  0.031  0.032  1.44  W51  0.088  0.25  0.58  0.007  0.007  0.08  0.84  0.44  10.23  0.83  0.007  0.004  0.048  0.114  ＜0.02  0.0004  0.045  0.033  1.42  W52  0.117  0.30  0.52  0.007  0.007  0.03  0.74  0.20  8.47  0.78  0.016  ＜0.002  0.078  0.078  0.02  0.0004  0.027  0.036  1.26  W53  0.101  0.25  0.52  0.006  0.006  0.05  0.94  0.61  7.78  1.07  0.015  0.004  0.062  0.096  0.04  0.0004  0.022  0.032  1.46  W54  0.117  0.33  0.65  0.007  0.007  0.03  0.81  0.79  10.08  0.78  0.012  0.009  0.010  0.287  0.02  0.0004  0.030  0.029  1.45  W55  0.104  0.33  0.49  0.006  0.006  0.03  1.00  0.82  8.51  0.91  0.016  0.007  0.060  0.127  0.02  0.0005  0.046  0.034  1.48  W56  0.074  0.37  0.48  0.009  0.009  0.06  0.77  0.96  7.93  0.98  0.012  ＜0.002  0.074  0.345  0.03  0.0004  0.019  0.025  1.25  W57  0.099  0.22  0.60  0.006  0.006  0.08  0.73  0.39  8.54  0.91  0.002  0.007  0.049  0.358  0.02  0.0004  0.038  0.038  1.33  W58  0.060  0.31  0.53  0.007  0.007  0.06  0.92  0.24  9.97  1.05  0.006  ＜0.002  0.064  0.352  0.03  0.0004  0.025  0.037  1.45  W59  0.110  0.23  0.69  0.007  0.007  0.02  0.79  0.55  9.90  0.67  0.003  0.006  0.044  0.070  0.02  0.0005  0.031  0.038  1.48  W60  0.076  0.41  0.62  0.007  0.007  0.023  0.88  0.28  11.40  1.08  0.007  0.008  0.089  0.311  0.02  0.0004  0.041  0.027  1.49

表9

  编号  焊丝编号  放射照相检验  蠕变断裂测试  夏氏冲击测试  结果  评价  断裂时间(时间)  评价  vE20℃  平均值(J)  评价  实  施  例  31  W31  JIS Class 1  ○  1370  ○  68  ○  32  W32  JIS Class 1  ○  1154  ○  75  ○  33  W33  JIS Class 1  ○  1668  ○  71  ○  34  W34  JIS Class 1  ○  1902  ○  78  ○  35  W35  JIS Class 1  ○  1987  ○  86  ○  36  W36  JIS Class 1  ○  1144  ○  76  ○  37  W37  JIS Class 1  ○  1144  ○  75  ○  38  W38  JIS Class 1  ○  1896  ○  95  ○  39  W39  JIS Class 1  ○  1730  ○  76  ○  40  W40  JIS Class 1  ○  1954  ○  47  ○  41  W41  JIS Class 1  ○  1885  ○  79  ○  42  W42  JIS Class 1  ○  1930  ○  85  ○  43  W43  JIS Class 1  ○  1750  ○  57  ○  44  W44  JIS Class 1  ○  1902  ○  66  ○  45  W45  JIS Class 1  ○  1911  ○  65  ○  46  W46  JIS Class 1  ○  1839  ○  78  ○  47  W47  JIS Class 1  ○  1955  ○  60  ○  48  W48  JIS Class 1  ○  1402  ○  88  ○  49  W49  JIS Class 1  ○  3450  ◎  123  ◎  50  W50  JIS Class 1  ○  2579  ◎  118  ◎  51  W51  JIS Class 1  ○  2702  ◎  116  ◎  52  W52  JIS Class 1  ○  2319  ◎  110  ◎  53  W53  JIS Class 1  ○  3692  ◎  124  ◎  54  W54  JIS Class 1  ○  2191  ◎  107  ◎  55  W55  JIS Class 1  ○  2591  ◎  117  ◎  56  W56  JIS Class 1  ○  2598  ◎  114  ◎  57  W57  JIS Class 1  ○  2679  ◎  128  ◎  58  W58  JIS Class 1  ○  2338  ◎  126  ◎  59  W59  JIS Class 1  ○  3152  ◎  118  ◎  60  W60  JIS Class 1  ○  2023  ◎  115  ◎

注：“JIS Class 1”表示“JIS 1级”          20

现在，在本发明第二个实施例中，上述表2所述实施例编号W43～W48和编号W55～W60的焊丝进行拉丝处理直到每条焊丝的直径都达到1.6mm为止。具有如上述表3所示组成以及厚度为12mm、45度的坡口角度、根部间隙为6mm的样品钢板在下表10所示条件下使用每一种上述焊丝以TIG焊接工艺进行焊接。这样获得的每个焊接金属的韧性和蠕变断裂强度以与上述第一个实施例相同的方式和条件进行测定。结果在表11中示出。

表10

  焊接方  法  焊丝直径  能量供给极  性  焊接电流  焊接电压  焊接速度  焊接状  态  预热和程间温  度  屏蔽气体  TIG  1.6mm  DCEP  240A  10～13V  10cm/分  平  200～250℃  组成：100％Ar流速  内部25L/min  外部25L/min

表11

  编号  焊丝编号  放射照相检验  蠕变断裂测试  夏氏冲击测试  结果  评价  断裂时间(时间)  评价  vE20℃  平均值(J)  评价  实  施  例  61  W43  JIS Class 1  ○  1545  ○  91  ○  62  W44  JIS Class 1  ○  1779  ○  109  ○  63  W45  JIS Class 1  ○  1460  ○  126  ○  64  W46  JIS Class 1  ○  1391  ○  110  ○  65  W47  JIS Class 1  ○  1769  ○  125  ○  66  W48  JIS Class 1  ○  1283  ○  111  ○  67  W55  JIS Class 1  ○  3502  ◎  148  ◎  68  W56  JIS Class 1  ○  3871  ◎  149  ◎  69  W57  JIS Class 1  ○  3550  ◎  176  ◎  70  W58  JIS Class 1  ○  3354  ◎  168  ◎  71  W59  JIS Class 1  ○  4109  ◎  164  ◎  72  W60  JIS Class 1  ○  2163  ◎  155  ◎

注：“JIS Class 1”表示“JIS 1级”

如上述表6和7所示，在比较实施例编号W1的焊丝中，C含量小于本发明范围所涵盖的值。因此，焊丝的强度是不够的，并且蠕变断裂时间不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W2的焊丝中，C含量超过本发明的范围所涵盖的值，因此导致在放射照相检验中出现热裂。在比较实施例编号W3的焊丝中，因为Si含量小于本发明范围所涵盖的值，沉积金属脱氧不足，而且焊接金属的韧性不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W4的焊丝中，因为Si含量超过本发明范围所涵盖的值，δ-铁素体残留在焊接金属中，并且韧性不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W5的焊丝中，因为Mn含量小于本发明范围所涵盖的值，沉积金属脱氧不足，并且δ-铁素体残留在焊接金属中。结果，韧性不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W6的焊丝中，Mn含量以及Mn和Ni的总含量超过本发明范围所涵盖的值，导致沉积金属的Acl转变温度降低，由此蠕变断裂时间不能满足预定的性能需求。同样，韧性也不能满足预定的性能需求。

在比较实施例编号W7的焊丝中，P含量超过本发明范围所涵盖的值，因此导致在放射照相检验中出现热裂。同样，在比较实施例编号W8的焊丝中，S含量超过本发明范围所涵盖的值，因此导致在放射照相检验中出现热裂。在比较实施例编号W9的焊丝中，因为Cu含量超过本发明范围所涵盖的值，因此韧性不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W10的焊丝中，因为Ni含量小于本发明范围所涵盖的值，因此δ-铁素体残留在焊接金属中，并且韧性不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W11的焊丝中，Ni含量以及Mn和Ni的总含量超过本发明范围所涵盖的值，导致沉积金属的Acl转变温度降低，由此蠕变断裂时间不能满足预定的性能需求。同样，韧性也不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W12的焊丝中，Co含量超过本发明范围所涵盖的值，导致沉积金属的Acl转变温度降低，由此蠕变断裂时间不能满足预定的性能需求。

在比较实施例编号W13的焊丝中，因为Cr含量小于本发明范围所涵盖的值，因而焊丝强度是不够，并且蠕变断裂时间不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W14的焊丝中，因为Cr含量超过本发明范围所涵盖的值，因此δ-铁素体残留在焊接金属中，并且它的韧性不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W15的焊丝中，因为Mo含量小于本发明范围所涵盖的值，因而焊丝的强度不够，并且蠕变断裂时间不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W16的焊丝中，因为Mo含量超过本发明范围所涵盖的值，因此δ-铁素体残留在焊接金属中，并且韧性不能满足预定的性能需求。同样，在比较实施例编号W17的焊丝中，因为Al含量超过本发明范围所涵盖的值，因此δ-铁素体残留在焊接金属中，并且韧性不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W18的焊丝中，Ti含量超过本发明范围所涵盖的值，导致焊接金属的强度显著地提高，由此韧性不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W19的焊丝中，Nb含量小于本发明范围所涵盖的值，导致焊丝的强度不够，并导致蠕变断裂时间不能满足预定的性能需求的事实。在比较实施例编号W20的焊丝中，因为Nb含量超过本发明范围所涵盖的值，因此δ-铁素体残留在焊接金属中，并且韧性不能满足预定的性能需求。

在比较实施例编号W21的焊丝中，因为V含量小于本发明范围所涵盖的值，导致焊丝的强度不够，因而蠕变断裂时间不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W22的焊丝中，因为V含量超过本发明范围所涵盖的值，因此δ-铁素体残留在焊接金属中，并且它的韧性不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W23的焊丝中，因为W含量超过本发明范围所涵盖的值，因此δ-铁素体残留在焊接金属中，并且它的韧性不能满足预定的性能需求。同样，在比较实施例编号W24的焊丝中，B含量超过本发明范围所涵盖的值，导致在焊接金属中残留δ-铁素体，因而韧性不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W25的焊丝中，N含量小于本发明范围所涵盖的值，导致强度不够。因此，蠕变断裂时间没能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W26的焊丝中，N含量超过本发明范围所涵盖的值，导致在放射照相检验中出现气泡。

在比较实施例编号W27的焊丝中，O含量超过本发明范围所涵盖的值，导致在沉积金属中的氧含量增加，由此韧性不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W28的焊丝中，Mn和Ni的总含量超过本发明范围所涵盖的值，导致沉积金属的Acl结晶温度降低，因而蠕变断裂时间不能满足预定的性能需求。同样，韧性不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W29的焊丝中，因为Cu含量超过本发明范围所涵盖的值，因此韧性不能满足预定的性能需求。此外，因为Nb含量小于本发明范围所涵盖的值，因而强度不够，由此蠕变断裂时间不能满足预定的性能需求。在比较实施例编号W30的焊丝中，Ni含量以及Mn和Ni的总含量超过本发明范围所涵盖的值，导致韧性不能满足预定的性能需求的事实。这降低了沉积金属的Acl转变温度。即使以比本发明范围所涵盖的值更大的量加入Nb，也不能使蠕变断裂时间满足预定的性能需求。

相反，如上述表8和9所示，在实施例编号W31～W60的焊丝中，因为组分组成在本发明的范围之内，即使在760℃下进行两小时的PWHT，韧性和蠕变断裂时间也能满足预定的性能需求。尤其，在焊丝编号W49～W60中，Cu、Ni、Mo和Al中每一种的含量都在优选范围内调节，从而获得优异的韧性和蠕变断裂强度。如上述表11所示，焊丝编号W43～W48以及焊丝编号W55～W60即使在TIG焊接工艺中也满足预定的性能需求。尤其是Cu、Ni、Mo和Al的每一种含量都在优选范围内的焊丝编号W55～W60具有显著优异的韧性和蠕变断裂强度。