【手続補正書】
【提出日】平成17年9月12日(2005.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接で接合される部材の少なくとも一方がＦｅ−Ｎｉ系低熱膨張係数合金製の部材である溶接構造物であって、溶接接合部の溶接金属が、質量％で、Ｎｉ：３０〜４５％、Ｃ：０．０１〜０．５％、Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：０．０１〜１．０％、Ａｌ：０．０００２〜０．０２％を含み、さらに、０．１％を超えて４％以下のＴａを含有し、残部はＦｅおよび不純物からなり、不純物中のＳが０．０１５％以下、Ｐが０．０１５％以下、Ｏ(酸素)が０．０５％以下であることを特徴とする低熱膨張係数合金製溶接構造物。
【請求項２】
溶接で接合される部材の少なくとも一方がＦｅ−Ｎｉ系低熱膨張係数合金製の部材である溶接構造物であって、溶接接合部の溶接金属が、質量％で、Ｎｉ：３０〜４５％、Ｃ：０．０１〜０．５％、Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：０．０１〜１．０％、Ａｌ：０．０００２〜０．０２％を含み、さらに、合計で０．１％を超えて４％以下のＴａおよびＨｆ（ただし、Ｈｆ含有量の上限は１．７５％とする）を含有し、残部はＦｅおよび不純物からなり、不純物中のＳが０．０１５％以下、Ｐが０．０１５％以下、Ｏ(酸素)が０．０５％以下であることを特徴とする低熱膨張係数合金製溶接構造物。
【請求項３】
溶接金属が、Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｃｏを０．１〜１０％含有する請求項１または２に記載の低熱膨張係数合金製溶接構造物。
【請求項４】
溶接金属が、Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｎｂ、ＺｒおよびＴｉのうちの１種以上を合計で０．０１〜０．０５％含有する請求項１から３までのいずれかに記載の低熱膨張係数合金製溶接構造物。
【請求項５】
溶接金属が、Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｃａ、Ｍｇ、ＬａおよびＣｅのうちの１種以上を合計で０．０００５〜０．０１％含有する請求項１から４までのいずれかに記載の低熱膨張係数合金製溶接構造物。
【請求項６】
溶接金属が、Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｂを０．０００５〜０．００８％含有する請求項１から５までのいずれかに記載の低熱膨張係数合金製溶接構造物。
【請求項７】
質量％で、Ｎｉ：３０〜４５％、Ｃ：０．０１〜０．５％、Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：０．０１〜１．０％、Ａｌ：０．０００２〜０．０２％を含み、さらに、１．５％を超えて６％以下のＴａを含有し、残部はＦｅおよび不純物からなり、不純物中のＳが０．０１５％以下、Ｐが０．０１５％以下、Ｏ(酸素)が０．０５％以下であることを特徴とする低熱膨張係数合金用溶接材料。
【請求項８】
質量％で、Ｎｉ：３０〜４５％、Ｃ：０．０１〜０．５％、Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：０．０１〜１．０％、Ａｌ：０．０００２〜０．０２％を含み、さらに、合計で０．１％を超えて６％以下のＴａおよびＨｆ（ただし、Ｈｆ含有量の上限は２．５６％とし、ＴａとＨｆの合計含有量が１．５％以下の場合は、Ｈｆを０．１％を超える量とする）を含有し、残部はＦｅおよび不純物からなり、不純物中のＳが０．０１５％以下、Ｐが０．０１５％以下、Ｏ(酸素)が０．０５％以下であることを特徴とする低熱膨張係数合金用溶接材料。
【請求項９】
Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｃｏを０．１〜１０％含有する請求項７または８に記載の低熱膨張係数合金用溶接材料。
【請求項１０】
Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｎｂ、ＺｒおよびＴｉのうちの１種以上を合計で０．０１〜０．０５％含有する請求項７から９までのいずれかに記載の低熱膨張係数合金用溶接材料。
【請求項１１】
Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｃａ、Ｍｇ、ＬａおよびＣｅのうちの１種以上を合計で０．０００５〜０．０１％含有する請求項７から１０までのいずれかに記載の低熱膨張係数合金用溶接材料。
【請求項１２】
Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｂを０．０００５〜０．００８％含有する請求項７から１１までのいずれかに記載の低熱膨張係数合金用溶接材料。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【特許文献２】特開平８−２６７２７２号公報
【特許文献３】特開平１１−１０４８８５号公報
【特許文献４】ＷＯ００／２０１６０号公報
【特許文献５】特開２００１−１７９４８６号公報
【特許文献６】特開２００３−１９５９３号公報
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明の要旨は、下記（１）および（２）の低熱膨張係数合金製溶接構造物と、（３）および（４）の低熱膨張係数合金用溶接材料にある。
（１）溶接で接合される部材の少なくとも一方がＦｅ−Ｎｉ系低熱膨張係数合金製の部材である溶接構造物であって、溶接接合部の溶接金属が、質量％で、Ｎｉ：３０〜４５％、Ｃ：０．０１〜０．５％、Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：０．０１〜１．０％、Ａｌ：０．０００２〜０．０２％を含み、さらに、０．１％を超えて４％以下のＴａを含有し、残部はＦｅおよび不純物からなり、不純物中のＳが０．０１５％以下、Ｐが０．０１５％以下、Ｏ(酸素)が０．０５％以下であることを特徴とする低熱膨張係数合金製溶接構造物。
（２）溶接で接合される部材の少なくとも一方がＦｅ−Ｎｉ系低熱膨張係数合金製の部材である溶接構造物であって、溶接接合部の溶接金属が、質量％で、Ｎｉ：３０〜４５％、Ｃ：０．０１〜０．５％、Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：０．０１〜１．０％、Ａｌ：０．０００２〜０．０２％を含み、さらに、合計で０．１％を超えて４％以下のＴａおよびＨｆ（ただし、Ｈｆ含有量の上限は１．７５％とする）を含有し、残部はＦｅおよび不純物からなり、不純物中のＳが０．０１５％以下、Ｐが０．０１５％以下、Ｏ(酸素)が０．０５％以下であることを特徴とする低熱膨張係数合金製溶接構造物。
（３）質量％で、Ｎｉ：３０〜４５％、Ｃ：０．０１〜０．５％、Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：０．０１〜１．０％、Ａｌ：０．０００２〜０．０２％を含み、さらに、１．５％を超えて６％以下のＴａを含有し、残部はＦｅおよび不純物からなり、不純物中のＳが０．０１５％以下、Ｐが０．０１５％以下、Ｏ(酸素)が０．０５％以下であることを特徴とする低熱膨張係数合金用溶接材料。
（４）質量％で、Ｎｉ：３０〜４５％、Ｃ：０．０１〜０．５％、Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：０．０１〜１．０％、Ａｌ：０．０００２〜０．０２％を含み、さらに、合計で０．１％を超えて６％以下のＴａおよびＨｆ（ただし、Ｈｆ含有量の上限は２．５６％とし、ＴａとＨｆの合計含有量が１．５％以下の場合は、Ｈｆを０．１％を超える量とする）を含有し、残部はＦｅおよび不純物からなり、不純物中のＳが０．０１５％以下、Ｐが０．０１５％以下、Ｏ(酸素)が０．０５％以下であることを特徴とする低熱膨張係数合金用溶接材料。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
具体的には、溶接金属において、再熱割れ発生の直接の要因であるＣ、ＳｉおよびＳ量をそれぞれ０．５％以下、０．５％以下および０．０１５％以下に制限するとともに、Ｔａを０．１％を超えて４％以下の範囲で、またはＴａおよびＨｆを合計で０．１％を超えて４％以下（ただし、Ｈｆ含有量の上限は１．７５％とする）の範囲で含有させることにより、多層溶接時の高温割れ（再熱割れと疑固割れ）を確実に防止しうることが明らかとなった。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
一方、溶接材料では、再熱割れ発生の直接の要因であるＣ、ＳｉおよびＳ量をそれぞれ０．５％以下、０．５％以下および０．０１５％以下に制限するとともに、１．５％を超えて６％以下のＴａまたは合計で０．１％を超えて６％以下のＴａおよびＨｆ（ただし、Ｈｆ含有量の上限は２．５６％とし、ＴａとＨｆの合計含有量が１．５％以下の場合は、Ｈｆ含有量を０．１％を超える量とする）を含有させることにより、多層溶接時の高温割れ（再熱割れと疑固割れ）を確実に防止しうることが明らかとなった。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
Ｔａ、Ｈｆ：
溶接金属ではＴａを０．１％を超えて４％以下、またはＴａとＨｆの２種合計で０．１％を超えて４％以下（ただし、Ｈｆ含有量の上限は１．７５％）とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
これらの元素は、いずれも、共晶炭化物を形成してＣを固定するとともに、凝固組織を複雑にし、多層溶接時における溶接金属の耐再熱割れ性を向上させる作用を有する本発明にとって最も重要な元素の一つであり、Ｔａ単独か、またはＴａとＨｆの２種を合わせて含有させる。Ｔａだけの場合、０．１％を超えて４％以下、２種の場合は、合計で０．１％を超えて４％以下、含有させる必要がある。即ち、Ｔａの含有量または２種合計の含有量が０．１％以下では前記の効果が得られず、４％を超えると、液相中に濃化して固液共存温度幅を拡大させ、凝固割れ感受性の増大を招く。下限として好ましいのは０．５％超、より好ましいのは０．６％超である。また、上限として好ましいのは３％、より好ましいのは２．５％である。なお、ＴａとＨｆの２種を合わせて含有させる場合は、Ｈｆ含有量の上限は１．７５％とするのが望ましい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
溶接材料には、１．５％を超えて６％までのＴａ、または合計で０．１％を超えて６％までのＴａおよびＨｆを含有させる必要がある。Ｔａを単独で添加する場合、その含有量が１．５％以下であれば、溶接時の酸化消耗が大きいので、前記のＵ開先を用いる溶接やプラズマ溶接のように、母材希釈の大きい溶接では溶接金属中に十分に有効なＴａ量を確保できず、溶接割れ防止の効果が小さくなる。Ｔａの含有量が６％を超えると溶接過程で液相中にこれらが濃化し、凝固割れおよび靱性低下を招く。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
ＴａとＨｆの両方を含有させる場合は、合計含有量を０．１％を超えて６％まで（ただし、Ｈｆ含有量の上限は２．５６％）とする。この下限値および上限値の限定理由は、上記のＴａの単独含有の場合と同じである。なお、合計含有量を０．１％を超えて１．５％までの範囲とする場合は、その合計含有量中のＨｆの量が０．１％を超えるようにする必要がある。これは、例えば、合計含有量が１．０％のとき、Ｈｆが０．０５％でＴａが０．９５％という比率であれば、前記のようにＴａの酸化消耗が大きいため、溶接金属中のＴａおよびＨｆの量が不足するからである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
表３に溶接金属の化学組成および上記の調査の結果を示す。同表から明らかなように、符号WX1からWX9までの溶接材料を用いて得られた符号X1からX9までの溶接金属には割れの発生は認められなかった。一方、本発明で規定する化学組成を有しない符号WY1からWY3までの溶接材料を用いて得られた符号Y1〜Y3の溶接金属には割れが発生していた。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
【表２】
2004268137.tif 000001
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
【表３】
2004268137.tif 000002