【事件の表示】
　特許第３３５０７２７号「金属部材の補修方法及び補修用溶接材料」の請求項１ないし５に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３３５０７２７号の請求項１ないし４に係る特許を維持する。
【理　由】
Ｉ．手続の経緯 
　本件特許第３３５０７２７号の請求項１〜５に係る発明についての出願は、平成１０年２月２５日に出願され、平成１４年９月２０日にその発明について特許権の設定登録（平成１４年１１月２５日特許公報発行）がされたところ、平成１５年５月２３日に特許異議申立人である新日本製鐵株式会社（以下、「申立人」という。）により特許異議の申立てがなされ、取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成１６年１０月１２日に特許異議意見書の提出及び訂正請求がなされたものである。 
 　 
II．訂正の適否 
１．訂正の内容 
　平成１６年１０月１２日付けの訂正請求書は、本件特許第３３５０７２７号の願書に添付された明細書（以下、「特許明細書」という。）を、上記訂正請求書に添付した訂正明細書のとおりに訂正することを求めるものであり、その内容は以下のとおりである。
　なお、下線は対比の便宜のために当審において付したものである。
（１）訂正事項ａ 
　特許明細書における特許請求の範囲の請求項１の記載を、 
「【請求項１】　金属部材に生じた表面欠陥を該表面欠陥に溶接材料を肉盛り溶接することにより補修する金属部材の補修方法において、前記肉盛り溶接により生成する溶接金属に、溶接後の冷却過程でマルテンサイト変態を起こさせ、前記溶接金属が室温において該マルテンサイト変態の開始時よりも膨張している状態とすることを特徴とする金属部材の補修方法。」 から、
「【請求項１】　金属部材に生じた表面欠陥を該表面欠陥に溶接材料を肉盛り溶接することにより補修する金属部材の補修方法において、
前記溶接材料としてマルテンサイト変態開始温度が１９０℃以下１７０℃以上の鉄合金を使用し、
により、補修時に熱処理を施さずに、溶接割れを防止し、補修後の補修部の疲労強度を向上させること
　
（２）訂正事項ｂ 
　特許明細書における特許請求の範囲の請求項２を削除する。
　
（３）訂正事項ｃ 
　特許明細書における特許請求の範囲の請求項３の記載を、
「【請求項３】　請求項１または請求項２に記載した金属部材の補修方法に用いる溶接材料であって、Ｃ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｍｎ，ＭｏおよびＮｂの含有量を下記（１）式を満たすように調整した鉄合金であることを特徴とする金属部材の補修用溶接材料。
　170 ≦　719 −795 ×Ｃ（重量％）−23.7×Ｃｒ（重量％）
　　　　−26.5×Ｎｉ（重量％）−35.55 ×Ｓｉ（重量％）
　　　　−13.25 ×Ｍｎ（重量％）−23.7×Ｍｏ（重量％）
　　　　−11.85 ×Ｎｂ（重量％）＜　250 　　　　　・・・（１）」から、
「【請求項
２
１
　170 ≦　719 −795 ×Ｃ（重量％）−23.7×Ｃｒ（重量％）
　　　　−26.5×Ｎｉ（重量％）−35.55 ×Ｓｉ（重量％）
　　　　−13.25 ×Ｍｎ（重量％）−23.7×Ｍｏ（重量％）
　　　　−11.85 ×Ｎｂ（重量％）
≦　190
　
（４）訂正事項ｄ
　特許明細書における特許請求の範囲の請求項４の記載を、
「【請求項４】　Ｃを０．１０重量％以下、Ｃｒを８．０〜１３．０重量％、Ｎｉを５．０〜１２．０重量％含有することを特徴とする請求項３に記載された金属部材の補修用溶接材料。」から、
「【請求項
３
２
　
（５）訂正事項ｅ 
　特許明細書における特許請求の範囲の請求項５の記載を、
「【請求項５】　Ｓｉを０．２〜１．０重量％、Ｍｎを０．４〜２．５重量％、Ｍｏを４．０重量％以下、Ｎｂを１．０重量％以下含有することを特徴とする請求項４に記載された金属部材の補修用溶接材料。」から、
「【請求項
４
３
　 
（６）訂正事項ｆ 
　特許明細書の段落【０００８】における「【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載の金属部材の補修方法は、金属部材に生じた表面欠陥を該表面欠陥に溶接材料を肉盛り溶接することにより補修する金属部材の補修方法において、　前記肉盛り溶接により生成する溶接金属に、溶接後の冷却過程でマルテンサイト変態を起こさせ、前記溶接金属が室温において該マルテンサイト変態の開始時よりも膨張している状態とすることを特徴とするものである。」を、
「【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載の金属部材の補修方法は、金属部材に生じた表面欠陥を該表面欠陥に溶接材料を肉盛り溶接することにより補修する金属部材の補修方法において、
前記溶接材料としてマルテンサイト変態開始温度が１９０℃以下１７０℃以上の鉄合金を使用し、
により、補修時に熱処理を施さずに、溶接割れを防止し、補修後の補修部の疲労強度を向上させること
　 
（７）訂正事項ｇ 
　特許明細書の段落【００１１】における「次に請求項２に記載の金属部材の補修方法は、請求項１に記載の補修方法に対して、前記溶接材料としてマルテンサイト変態開始温度が２５０℃未満１７０℃以上の鉄合金を使用することを特徴とするものである。」を削除する。 
　 
（８）訂正事項ｈ 
　特許明細書の段落【００１２】における「本発明においては、マルテンサイト変態の開始温度が２５０℃未満１７０℃以上となる鉄合金を溶接材料として使用することで、溶接金属のマルテンサイト変態による膨張量を大きくすることができ、且つ、該膨張量の大きな状態が室温付近となって、溶接金属の冷却過程終了時には、当該溶接金属がマルテンサイト変態開始時よりも膨張している状態となる。」を、
「本発明においては、マルテンサイト変態の開始温度が
１９０℃以下
　 
（９）訂正事項ｉ 
　特許明細書の段落【００１４】における「例えば、溶接材料のマルテンサイト変態開始温度が２５０℃未満１７０℃以上となるように溶接材料の化学組成を調整することにより、溶接金属のマルテンサイト変態開始温度を２５０℃未満１７０℃以上に設定することは可能である。」を、
「例えば、溶接材料のマルテンサイト変態開始温度が
１９０℃以下
１９０℃以下
 　 
（１０）訂正事項ｊ 
　特許明細書の段落【００１５】における「ここで、上記マルテンサイト変態開始点の温度を２５０℃未満としたのは、」を、
「ここで、上記マルテンサイト変態開始点の温度を
１９０℃以下
　 
（１１）訂正事項ｋ 
　特許明細書の段落【００１７】における「次に、請求項３に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載した金属部材の補修方法に用いる溶接材料であって、」を、
「次に、請求項
２
１
　
（１２）訂正事項ｌ 
　特許明細書の段落【００１８】における「　−11.85 ×Ｎｂ（重量％）＜　250 　　　・・・（１）」を、
「　−11.85 ×Ｎｂ（重量％）
≦　190
 　 
（１３）訂正事項ｍ
　特許明細書の段落【００１９】における「前述のように、補修部の使用温度が室温である場合、マルテンサイト変態開始温度が２５０℃未満１７０℃以上の鉄合金を溶接材料として使用することで、」を、
「前述のように、補修部の使用温度が室温である場合、マルテンサイト変態開始温度が
１９０℃以下
　 
（１４）訂正事項ｎ 
　特許明細書の段落【００２０】における「したがって、上式により、Ｍｓ点が２５０℃未満１７０℃以上となるように鉄合金のＣ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｍｎ，ＭｏおよびＮｂの含有量を調整すれば、」を、
「したがって、上式により、Ｍｓ点が
１９０℃以下
 　 
（１５）訂正事項ｏ 
　特許明細書の段落【００２１】における「次に、請求項４に記載した発明は、請求項３に記載した溶接材料に対して、Ｃを０．１０重量％以下、Ｃｒを８．０〜１３．０重量％、Ｎｉを５．０〜１２．０重量％含有することを特徴とするものである。」を、
「次に、請求項
３
２
 　 
（１６）訂正事項ｐ 
　特許明細書の段落【００２４】における「ここで、Ｃｒの含有量を８．０重量％以上としたのは、８．０重量％未満である場合、マルテンサイト変態開始温度を２５０℃未満とするためには、高価なＮｉや、溶接材料の製造時の加工性を劣化させるその他の成分を多量に含有させる必要が生じるためである。」を、
「ここで、Ｃｒの含有量を８．０重量％以上としたのは、８．０重量％未満である場合、マルテンサイト変態開始温度を
１９０℃以下
 　 
（１７）訂正事項ｑ 
　特許明細書の段落【００２５】における「また、Ｎｉの含有量を５．０〜１２．０重量％に規制したのは、５．０％重量未満では、マルテンサイト変態開始温度を２５０℃未満とするために溶接材料の製造時の加工性を劣化させるその他の成分を多量に含有させる必要が生じる。」を、
「また、Ｎｉの含有量を５．０〜１２．０重量％に規制したのは、５．０％重量未満では、マルテンサイト変態開始温度を
１９０℃以下
　
（１８）訂正事項ｒ
　特許明細書の段落【００２６】における「次に、請求項５に記載した発明は、請求項４に記載の溶接材料に対して、Ｓｉを０．２〜１．０重量％、Ｍｎを０．４〜２．５重量％、Ｍｏを４．０重量％以下、Ｎｂを１．０重量％以下含有することを特徴とするものである。」を、
「次に、請求項
４
３
 　 
（１９）訂正事項ｓ 
　特許明細書の段落【００４１】における表１の溶接材料Ｂ〜Ｆに対応する備考欄の「実施例」を、
それぞれ「
比較例
　 
（２０）訂正事項ｔ 
　特許明細書の段落【００４２】における表２の試験材Ｎｏ．２〜６に対応する第１欄の「本発明例」を、
それぞれ「
比較例
 　 
（２１）訂正事項ｕ 
　特許明細書の段落【００４４】における「特に、試験材Ｎｏ．１の溶接材料のように、本願発明の範囲でマルテンサイト変態温度が低い場合には疲労強度が大きく向上していることが分かる。また、試験材Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１１のように、溶接材料としてＮｉやＣｒを含有したものを用いても、溶接材料が請求項３に記載の本発明の範囲から外れたものであると、疲労強度が向上しないことがわかる。」を、
「特に、試験材Ｎｏ．１の溶接材料のように、
２５０℃未満１７０℃以上
開始
２５０℃未満１７０℃以上
 　 
（２２）訂正事項ｖ 
　特許明細書の段落【００５０】における表３の試験材Ｎｏ．３〜６に対応する第１欄の「本発明例」を、
それぞれ「
参考例
 　 
（２３）訂正事項ｗ 
　特許明細書の段落【００５１】における「表３のうち、本発明範囲から外れた試験材Ｎｏ．７〜１２は、母材の種類によらず溶接後の溶接金属の冷却過程における収縮応力によって割れが発生しているのに対して、本発明範囲内である試験材Ｎｏ．１〜６は、母材の種類によらず溶接後の溶接金属の冷却過程においてマルテンサイト変態を起こして膨張し、最大に膨張した室温近傍で冷却過程が終了するため、収縮応力による割れは発生しないことが分かる。」を、
「表３のうち、
マルテンサイト変態開始温度が２５０℃未満１７０℃以上の
２５０℃未満１７０℃以上の
　 
２．訂正の目的の適否、新規事項の有無、及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否 
（１）訂正事項ａについて 
　訂正請求前の請求項２には、「前記溶接材料としてマルテンサイト変態開始温度が２５０℃未満１７０℃以上の鉄合金を使用することを特徴とする請求項１に記載した溶接方法。」と記載されている。また、特許明細書には、段落【００３５】に「本発明に基づく溶接材料を用いた場合の溶接金属は、冷却過程で１９０℃程度まで冷却されるとマルテンサイト変態を起こし、」と記載され、【表１】には、使用する溶接材料としてマルテンサイト変態開始温度が１９０℃の材料Ａが記載されている。さらに、段落【００５３】には、「本発明に基づく補修を行った場合、補修時に特別な熱処理を施さなくても、マルテンサイト変態膨張を有効に利用することで、溶接材料の肉盛りにより生じた溶接金属の冷却過程における収縮応力に起因する溶接割れが防止され、さらに溶接部（補修部）における引張残留応力が低減する。この結果、補修後の補修部の疲労強度が向上するという効果がある。」と記載されている。
　訂正事項ａは、上記記載に基づいてなされたものであり、特許請求の範囲の請求項１における溶接材料について「前記溶接材料としてマルテンサイト変態開始温度が１９０℃以下１７０℃以上の鉄合金を使用し」と限定するとともに、溶接方法について「補修時に熱処理を施さずに、溶接割れを防止し、補修後の補修部の疲労強度を向上させる」と限定するものであり、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当する。  　 
　
（２）訂正事項ｂについて 
　訂正事項ｂは、特許請求の範囲の請求項２を削除するものであり、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当する。
　
（３）訂正事項ｃについて
　訂正事項ｃは、訂正事項ｂによる請求項の削除に伴い請求項の番号を繰り上げるとともに、訂正事項ａに整合させて式（１）の範囲を「≦　190」と限定するものであるから、明りょうでない記載の釈明及び特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当する。 
　
（４）訂正事項ｄ及びｅについて 
　訂正事項ｄ及びｅは、訂正事項ｂによる請求項の削除に伴い請求項の番号をそれぞれ繰り上げるとともに、引用する請求項を、それぞれ訂正事項ｃにより限定された請求項２及び３とするものであるから、明りょうでない記載の釈明及び特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当する。 
 　 
（５）訂正事項ｆ〜ｗについて 
　訂正事項ｆ〜ｗは、訂正事項ａ〜ｅによる訂正に伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を図るためのものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とする訂正に該当する。
　 
　そして、訂正事項ａ〜ｗは、いずれも願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内であり、新規事項の追加には該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。 
　 
３．訂正の適否についてのまとめ 
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する特許法第１２６条第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。 
 　 
III．特許異議の申立ての概要 
　申立人は、下記甲第１〜３号証を提出し、本件特許の請求項１〜５に係る発明は、甲第１〜３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであり特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものであるとともに、特許明細書の記載が、特許法第３６条第４項及び第６項第２号に規定する要件を満たしていないから、本件の請求項１〜５に係る発明についての特許は取り消されるべきであると主張している。
＜甲号各証＞ 
　甲第１号証の１：村田博隆「溶接変形および溶接残留応力の低減における　　　　　　　　相変態の役割とその効果」（国立国会図書館平成８年８月　　　　　　　　１２日受入）ｐ．８１−８４，９４−１４２，１６４−１　　　　　　　　６９ 
　甲第１号証の２：甲第１号証の１の刊行物についての国立国会図書館の受　　　　　　　　入証明書
　甲第２号証：「溶接用鋼の疲労強度向上に関する基礎検討」（社団法人日　　　　　　　　本鉄鋼協会，平成７年１１月１５日発行）ｐ．１−１５，　　　　　　　　４６−４８，７９−１００，１５１−１５４ 
　甲第３号証：特開平９−３０００５５号公報
　
IV．通知した取消しの理由の概要
　平成１６年７月３０日付けで通知した取消しの理由の概要は、（１）本件特許の請求項１〜５に係る発明は、本件出願前に頒布された刊行物である、下記の刊行物１〜３に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであり特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものである（以下、「取消理由１」という。）、及び、（２）本件特許明細書の記載が、特許法第３６条第４項及び第６項第２号に規定する要件を満たしていない（以下、「取消理由２」という。）というものである。
［引用刊行物］
　刊行物１：村田博隆「溶接変形および溶接残留応力の低減における相変態　　　　　　の役割とその効果」（国立国会図書館平成８年８月１２日受入　　　　　　）ｐ．８１−８４，９４−１４２，１６４−１６９
　　　　　（申立人が提出した甲第１号証）
　刊行物２：「溶接用鋼の疲労強度向上に関する基礎検討」（社団法人日本　　　　　　鉄鋼協会，平成７年１１月１５日発行）ｐ．１−１５，４６−　　　　　　４８，７９− １００，１５１−１５４
　　　　　（申立人が提出した甲第２号証）
　刊行物３：特開平９−３０００５５号公報
　　　　　（申立人が提出した甲第３号証）
　
Ｖ．本件発明 
　前述のとおり、本件訂正が認められたことにより、本件特許の請求項１〜４に係る発明（以下、「本件発明１」〜「本件発明４」という。）は、訂正明細書及び図面の記載からみて、その特許請求の範囲の請求項１〜４に記載された事項により特定される次のとおりのものである。 
「【請求項１】　金属部材に生じた表面欠陥を該表面欠陥に溶接材料を肉盛り溶接することにより補修する金属部材の補修方法において、前記溶接材料としてマルテンサイト変態開始温度が１９０℃以下１７０℃以上の鉄合金を使用し、前記肉盛り溶接により生成する溶接金属に、溶接後の冷却過程でマルテンサイト変態を起こさせ、前記溶接金属が室温において該マルテンサイト変態の開始時よりも膨張している状態とすることにより、補修時に熱処理を施さずに、溶接割れを防止し、補修後の補修部の疲労強度を向上させることを特徴とする金属部材の補修方法。
　【請求項２】　請求項１に記載した金属部材の補修方法に用いる溶接材料であって、Ｃ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｍｎ，ＭｏおよびＮｂの含有量を下記（１）式を満たすように調整した鉄合金であることを特徴とする金属部材の補修用溶接材料。
　170 ≦　719 −795 ×Ｃ（重量％）−23.7×Ｃｒ（重量％）
　　　　−26.5×Ｎｉ（重量％）−35.55 ×Ｓｉ（重量％）
　　　　−13.25 ×Ｍｎ（重量％）−23.7×Ｍｏ（重量％）
　　　　−11.85 ×Ｎｂ（重量％）≦　190 　　　　　・・・（１）　
　【請求項３】　Ｃを０．１０重量％以下、Ｃｒを８．０〜１３．０重量％、Ｎｉを５．０〜１２．０重量％含有することを特徴とする請求項２に記載された金属部材の補修用溶接材料。
　【請求項４】　Ｓｉを０．２〜１．０重量％、Ｍｎを０．４〜２．５重量％、Ｍｏを４．０重量％以下、Ｎｂを１．０重量％以下含有することを特徴とする請求項３に記載された金属部材の補修用溶接材料。」
　
VI．当審の判断
＜取消理由１について＞
１．引用刊行物の記載事項及び引用発明
　取消理由１において引用された各刊行物には、以下の技術的事項が記載されている。
　
（１）刊行物１ 　 
（１−イ）「４．２．１　供試材および供試材の変態温度
　本実験では試料硬さを低く抑えた実用鋼に近い低温変態材料として、低炭素鋼の素材にＮｉ、Ｃｒなどを加えたマルテンサイト系の鋼材を試作して各種の測定を行なった。供試材は３．５％Ｎｉ鋼線材［０．０３Ｃ，０．０８Ｓｉ，３．６Ｎｉ，０．０８Ｍｎ，０．１６Ｍｏ，０．００７Ｐ，０．００７Ｓ（ｍａｓｓ％）］に純Ｎｉ、純Ｃｒをそれぞれについて０〜１４％の範囲で秤量し、真空アーク溶解により作製した。溶解した各種試料からφ４×１０ｍｍの熱膨張試験片を加工し、８００〜５００℃の冷却時間が５，１７，５６および１７８秒になるように冷却して変態温度（Ｍｓ，Ｍｆ点）を求めた。Table４．１に供試材の化学成分、および１７sec／（８００→５００℃）のときの変態温度、ビッカース硬さおよび参考として変態膨張ひずみを示す。なお、表中の試料Ｎｏ．の１２０８とは、ＮｉおよびＣｒ量がそれぞれ約１２％と８％付近の試料であることを意味している。」（第８２頁下から４行〜第８４頁第８行） 
 　 
（１−ロ）「４．３．４　化学成分と変態温度
　ＮｉおよびＣｒ量とＭｓ点の間にほぼ直線関係が得られることは従来からよく知られている。Fig.４．８に試作した各種資料のデータから
　Ｍｓ（℃）＝ａ−ｂ×Ｎｉｅｑ（％）−ｃ×Ｃｒｅｑ（％）・・・（４．１）
として最小自乗法により求めた係数　
　ａ＝７１９，ｂ＝２６．５，ｃ＝２３．７　　　　　・・・（４．２）
によるＭｓ点（計算値）に対する、熱膨張試験によって検出したＭｓ点（実測値）の関係を示した。なお、Ｎｉ当量およびＣｒ当量はシェフラーの組織図に用いられている、
　Ｎｉｅｑ＝３０×Ｃ＋Ｎｉ＋０．５Ｍｎ
　Ｃｒｅｑ＝Ｃｒ＋Ｍｏ＋１．５×Ｓｉ＋０．５×Ｎｂ・・・（４．３）
をそのまま用いている。これより、Ｍｓ点が１４０℃までの範囲では、化学成分から供試材の変態温度がかなり正確に求められ、材料の応力弛緩特性を直接推定することもある程度可能であると考えられる。」（第９４頁第１７行〜第９５頁第３行） 
 　 
（１−ハ）「第６章　相変態が溶接残留応力におよぼす影響
６．１　緒　言
　溶接の際に生じる残留応力や角変形は、溶接設計する上で重要な問題である。５章では試作した様々な変態温度をもつ溶接棒による溶接角変形を測定し、溶接変形の抑制に低温で変態する材料が有効であることを示した。また２、３章では溶接後の変態中の伸びや応力変動についても詳しく調べ、条件によっては変態中の応力緩和に変態膨張のみならず変態超塑性も有効に働くことを定量的に示した。
　一方、溶接残留応力に関する実験・解析は勿論、相変態の影響を論じた報告もあるが、変態超塑性が溶接割れの防止や残留応力の低減に有効に働くという観点から論じたものは、脆性材料の鋳鉄および硬化肉盛溶接部での割れ防止に関しての加藤らの報告があるのみで、低温変態する鋼材の相変態温度と熱応力の関係を考察した報告はない。
　本章では、５章と同様に低温で変態する応力弛緩効果の高いFe-Ni-Cr系試作溶接棒を用いて多層多パス溶接を行い、相変態が溶接残留応力に及ぼす影響を明らかにした。」（第１２４頁第１〜１６行） 
 　 
（１−ニ）「６．２　供試材料および実験方法
　５章で試作したFe-Ni-Cr系の被覆溶接棒（φ４ｍｍ）のうち、XTT8、XTT10および比較材としてNB9N(0.9%Ni)、D4316、D309MoLを用いた。母材はHT590である。これらの化学成分および熱膨張試験によって検出した変態開始温度（Ｍｓ点）をTable６．１に示す。」（第１２５頁第１〜５行） 
 　 
（１−ホ）「変態しない材料であるD309MoLや高温で変態するD4316の溶接金属上には引張応力が残留しており、通常の溶接をした場合の典型的な残留応力分布を示している。なお、高温で変態するD4316のビード上の応力（σｘ，σｙ共に）が下がっているのは、強度の低いD4316によってHT590に溶接したからであり、同種金属であればD309MoLと類似の残留応力分布になったと思われる。
　一方、NB9NやXTT8、XTT10などの低温変態材料ではσｘ，σｙ方向共に溶接金属上に０〜−３００MPaの圧縮応力が残留している。また、溶接部近傍の応力もそれにつられる形で、D309MoLやD4316に比べて低下している。」（第１２７頁第１０〜１８行） 
 　 
（１−ヘ）「Fig.６．４に溶着金属の変態開始温度とバスタブ溶接金属部の残留応力の関係を示した、なおD4316とD309MoLの変態開始温度は、実際にはそれぞれ高温変態と常温で変態しない材料であるが、便宜上それぞれ６００℃および０℃として記入している。
　このグラフから、変態による応力緩和と変態膨張によって常温域で溶接金属部に圧縮応力が生じるのは、溶着金属の変態温度が２００〜３００℃付近のものであることがわかる。変態温度がそれより高い領域にあってもまた低い領域にあっても、溶接金属上の応力は引張応力の方向に増加する傾向となっている。」（第１３０頁第１７〜２５行）
　
（１−ト）「６．３．３　変態超塑性および変態膨張と変態中の応力低下に関する考察
　本供試材の成分系の範囲では、変態開始温度が２０９℃である溶接棒（XTT8）を用いた場合に最も大きな圧縮応力が生じたが、その溶着金属の５００℃から常温までの変態膨張曲線をFig.６．５に示した。２０９℃付近で変態が開始し、常温域でその膨張量はほば最大値に達している。この時の変態膨張ひずみは０．７９％であったが、材料の熱吸縮分を差引いた純変態膨張ひずみ（図中Ａ部、ひずみは０．４８％）と常温付近でのヤング率（E：２．０６×１０５MPa ）より応力低下量を計算すると、純変態膨張ひずみによる応力上昇は約１０００MPaとなる。
　従って、Fig.６．２で観察された−３００MPaの残留応力のすべてが変態膨張によって生じたとすることもできる。実際、拘束間にある金属全体が加熱されて変態膨張するとき、すなわち、隅肉部に１パスだけ溶接したときなどには、溶接金属の変態膨張だけでも応力は大きく緩和され、圧縮応力さえ発生する。
　しかし、３章の両端拘束試験のように丸棒の中央部のみが加熱される場合は、変態膨張による応力緩和は拘束距離に大きく関係する。すなわち、拘束距離が長いときには、拘束間の未変態部の熱収縮や弾性ひずみによって変態膨張が吸収され、中央部が変態膨張している間も試料全体としての伸びが全く観察されない事がある。しかし、そのような実質的に変態膨張が観察されない場合でも変態中には大きな応力弛緩が起こることから、変態中の超塑性変形が確認できる。
　一般に、このような変態中での応力の低下は、変態開始直後の応力が高い領域では変態超塑性により、また応力が低くなった変態後半では変態膨張が主となって応力が緩和されることが３章で確かめられている。また変態中の９％Ｎｉ鋼の変形抵抗の測定では、２０％程度の変態の進行によって変形抵抗が６０％低下した例もある。さらに圧縮応力下では、圧縮応力を緩和する方向に変態超塑性が働くので、これらが複雑に絡み合って今回の実験結果となったと考えられる。」（第１３３頁第１行〜第１３４頁第１３行）
　
（１−チ）「６．４　結　言
　低温で変態するFe-Ni-Cr系試作溶接棒によって、バスタブ内を多層多パス溶接し、残留応力を測定した結果、次の結論を得た。
１）溶接残留応力には相変態（変態膨張及び変態超塑性）が深く関係しており、変態温度によっては溶接金属上で圧縮応力が観察された。
２）圧縮応力が生じた溶接金属において、σｙ方向の応力分布ではそのすぐ下層に引張応力が残留しており、隣接する母材部の引張ピーク部とつながって再分布されている。
３）残留応力の低減には低温で変態する溶接材料が有効であり、本供試材の範囲では、溶着金属の変態開始温度が２００〜３００℃の溶接材料による残留応力が溶接金属上で最も低い値を示した。
４）本実験における溶接金属の残留応力が最低値を示す溶着金属の変態開始温度（２００〜３００℃）は、５章で述べた最も小さい溶接角変形を示す溶着金属の変態開始温度と一致しており、低温変態材料を用いて溶接することにより、溶接変形および溶接残留応力の低減が同時にできる。」（第１４２頁第１〜１５行）
　
（１−リ）「７．４．１　硬化肉盛溶接金属の割れ特性
１）硬化肉盛溶接金属の割れ試験と結果
　硬化肉盛溶接棒は、市販のマルテンサイト系の溶接棒(DF3C-B)から２種(H800,H700)および変態しない溶接棒としてやはり市販のオーステナイト系高クロム鉄の溶接棒(DFCrA-BR)を１種(H30CrM)用いた。Table７．３に溶接棒および母材の化学成分、溶融状態から冷却した場合の変態開始温度（Ｍｓ点）およびビッカース硬さを示す。
　割れ試験は、Fig.７．１６に示すSM490の試験片（150×50×19mm）に長さ100mmのビードを予熱なしで最高３パス４層で溶接し、１パスごとに常温まで冷却したときの割れを調べた（この試験方法はJIS Z3114の溶着金属の硬さ試験法と同等である）。」（第１６５頁第１〜１１行）
　
（１−ヌ）第８３頁のTable４．１には、「Ｎｏ．０９１２は、化学成分がＣ０．０２５％、Ｓｉ０．２７％、Ｍｎ０．６３％、Ｎｉ９．０％、Ｃｒ１２．０％、Ｍｏ０．１３％であり、Ｍｓが１７０℃であること、Ｎｏ．１００８は、化学成分がＣ０．０２６％、Ｓｉ０．３２％、Ｍｎ０．７１％、Ｎｉ１０．０％、Ｃｒ８．０％、Ｍｏ０．１４％であり、Ｍｓが２２８℃であること、Ｎｏ．１０１０は、化学成分がＣ０．０２５％、Ｓｉ０．３２％、Ｍｎ０．７０％、Ｎｉ１０．０％、Ｃｒ１０．０％、Ｍｏ０．１３％であり、Ｍｓが１８０℃であること、Ｎｏ．１２０８は、化学成分がＣ０．０２５％、Ｓｉ０．２７％、Ｍｎ０．６４％、Ｎｉ１２．０％、Ｃｒ８．０％、Ｍｏ０．１３％であり、Ｍｓが１８０℃であること」が記載されている。
　
（１−ル）第１２５頁のTable６．１には、「XTT8は、化学成分がＣ０．０４％、Ｓｉ０．２６％、Ｍｎ０．５６％、Ｃｒ７．６％、Ｎｉ１０．０％、Ｍｏ０．４７％であり、Ｍｓが２０９℃であること、XTT10は、化学成分がＣ０．０５％、Ｓｉ０．２１％、Ｍｎ０．６１％、Ｃｒ５．９％、Ｎｉ７．８％、Ｍｏ０．５０％であり、Ｍｓが２９５℃であること、NB9Nは、化学成分がＣ０．０４％、Ｓｉ０．３６％、Ｍｎ０．６０％、Ｃｒ０．１％、Ｎｉ８．３％であり、Ｍｓが３９０℃であること、D309MoLは、化学成分がＣ０．０３％、Ｓｉ０．８１％、Ｍｎ１．１２％、Ｃｒ２３．１％、Ｎｉ１３．０％、Ｍｏ２．２４％であり、Ｍｓが＜０℃であること、D4316は、化学成分がＣ０．０８％、Ｓｉ０．５４％、Ｍｎ０．８１％、変態開始温度が８８０℃であること、HT590は、化学成分がＣ０．１５％、Ｓｉ０．２６％、Ｍｎ１．４２％であること」が記載されている。
　
　上記記載事項及び図表等の記載からみて、刊行物１には次の発明（以下、「引用発明」という。）が記載されていると認められる。 
 　「溶接材料（Fe-Ni-Cr系の被覆溶接棒）を用いて、バスタブ試験片であるHT590の母材（化学成分がＣ０．１５％、Ｓｉ０．２６％、Ｍｎ１．４２％の鋼）を溶接する溶接方法において、前記溶接材料として溶着金属のマルテンサイト変態開始温度が２０９℃（XTT8）等の低温で変態する材料を使用し、溶接により生成する溶接金属に、溶接後の冷却過程でマルテンサイト変態を起こさせ、前記溶接金属が常温域においてその膨張量がほぼ最大値に達している状態とする、残留応力の低減に有効である溶接方法。」  　 
　
（２）刊行物２ 
（２−イ）第１５頁の表１．１．１には、「溶接部の各種疲労強度向上法」に関して、溶接材料についての「低残留応力溶材（低変態温度）」に対する向上の主たる原理として「残留応力の低減」と記載されている。 
 　 
（２−ロ）「このようにスティフナーは自由端なので溶接熱で膨張するのに対し、主板では溶接熱は局部加熱となるので周りの拘束により膨張が抑えられる。そのためスティフナーが膨張した状態で両者が溶接により固定されるため、常温まで冷却されたときスティフナーは収縮し、結果的には回し溶接止端部で引張残留応力が働くことになると考えると実験事実をうまく説明できる。
　溶材および母材のマルテンサイト変態による膨張を利用しての引張残留応力の軽減は、狙い通りであった。Ｍｓ点が低い方が変態膨張は大きい。しかし、Ｍｓ点を下げ過ぎるとマルテンサイト量が常温で小さくなりその効果は小さくなる。したがって、Ｍｓ点が適度に低くマルテンサイト量が多い溶材を検討する価値がある。」（第８４頁第１２〜２０行） 
 　 
（２−ハ）「残留応力を圧縮にすることは、亀裂が開口する荷重レベルを引き上げることになり、亀裂伝播寿命に大きな減速効果が現れる[2]。工学的な亀裂発生寿命には、上述のように亀裂伝播寿命も含まれるので、残留応力を圧縮にすれば工学的な意味での疲労強度を向上させることができる。・・・・・したがって、残留応力を制御して疲労強度を向上させるには、主亀裂に沿う残留応力を可能な限り広範囲に渡って大きな圧縮場にしなければならない。」（第１５２頁第３〜１１行） 
 　 
（３）刊行物３ 
（３−イ）「従来、前記金型２内面のソケット部２Ａの亀裂個所即ち損傷部３の補修は、まず、損傷部３の表面全体を旋盤等の機械により切削（下地加工）した後、肉盛溶接を行い、この肉盛溶接部表面を切削仕上げしている。そして、溶接等により生じた内部応力（引張応力）を除去するため、熱処理（約６００℃）が行われる場合もある。」（段落【０００３】参照） 
　
（３−ロ）「即ち、本発明の遠心鋳造用金型の補修方法は、遠心鋳造用金型の内面の損傷部を、切削により下地加工した後肉盛溶接し、該溶接部表面を仕上げ加工した後、金型を軸心回りに回転させながら前記加工面に対してほぼ直角方向からショットピーニングを施す。
　この場合、金型内面の補修面をショットピーニングすることにより、引張残留応力が除去され、ショットピーニングの程度や金型の材質によっては圧縮応力に変わる。」（段落【０００５】〜【０００６】参照）
　
２．対比・判断 
（１）本件発明１について 
　本件発明１と引用発明とを対比すると、引用発明における「溶接金属が常温域においてその膨張量がほぼ最大値に達している状態とする」は、本件発明１における「溶接金属が室温において該マルテンサイト変態の開始時よりも膨張している状態とする」に相当することが明らかであるから、両者の一致点及び相違点は以下のとおりである。 
［一致点］ 
　「溶接材料を用いて溶接する溶接方法において、前記溶接材料として低温で変態する材料を使用し、溶接により生成する溶接金属に、溶接後の冷却過程でマルテンサイト変態を起こさせ、前記溶接金属が室温において該マルテンサイト変態の開始時よりも膨張している状態とする溶接方法」である点。
［相違点１］ 
　本件発明１が、「金属部材に生じた表面欠陥を該表面欠陥に溶接材料を肉盛り溶接することにより補修する金属部材の補修方法」であって、溶接材料として「マルテンサイト変態開始温度が１９０℃以下１７０℃以上の鉄合金」を使用するものであるのに対し、引用発明は、バスタブ等の母材を溶接するものであり、溶着金属のマルテンサイト変態開始温度が２０９℃（XTT8）等の低温で変態する材料を使用するものである点。
［相違点２］ 
　本件発明１が、「補修時に熱処理を施さずに、溶接割れを防止し、補修後の補修部の疲労強度を向上させる」ものであるのに対し、引用発明は、残留応力の低減に有効であるが、補修時に熱処理を施さずに、溶接割れを防止し、補修後の補修部の疲労強度を向上させるとはされていない点。　
　
　まず、上記相違点１について検討する。
　刊行物１には、「変態による応力緩和と変態膨張によって常温域で溶接金属部に圧縮応力が生じるのは、溶着金属の変態温度が２００〜３００℃付近のものであることがわかる。変態温度がそれより高い領域にあってもまた低い領域にあっても、溶接金属上の応力は引張応力の方向に増加する傾向となっている。」（上記記載事項（１−ヘ）参照）、「本供試材の成分系の範囲では、変態開始温度が２０９℃である溶接棒（XTT8）を用いた場合に最も大きな圧縮応力が生じたが、その溶着金属の５００℃から常温までの変態膨張曲線をFig.６．５に示した。２０９℃付近で変態が開始し、常温域でその膨張量はほば最大値に達している。」（同（１−ト）参照）、「残留応力の低減には低温で変態する溶接材料が有効であり、本供試材の範囲では、溶着金属の変態開始温度が２００〜３００℃の溶接材料による残留応力が溶接金属上で最も低い値を示した。」（同（１−チ）参照）と記載されている。
　しかしながら、変態膨張によって溶接金属部における残留応力を低減させる溶接材料の変態開始温度として１９０℃以下１７０℃以上のものを採用することについては何ら記載されていない。なお、刊行物１には、変態開始温度が１７０℃及び１８０℃の材料も示されているが（同（１−ヌ）参照）、当該変態開始温度が１７０℃及び１８０℃の材料が変態膨張による残留応力の低減に有効であることを示唆する記載は見当たらない
　また、刊行物２には、「溶材および母材のマルテンサイト変態による膨張を利用しての引張残留応力の軽減は、狙い通りであった。Ｍｓ点が低い方が変態膨張は大きい。しかし、Ｍｓ点を下げ過ぎるとマルテンサイト量が常温で小さくなりその効果は小さくなる。したがって、Ｍｓ点が適度に低くマルテンサイト量が多い溶材を検討する価値がある。」との記載があるに留まり（同（２−ロ）参照。）、具体的な変態開始温度については開示されていない。
　さらに、刊行物３には、金型補修のための肉盛溶接において、ショットピーニングにより引張残留応力を除去することが記載されているにすぎない（上記摘記事項（３−イ）、（３−ロ）参照。）。
 　 
　してみると、刊行物１〜３には、上記相違点１に係る本件発明１の構成が記載されておらず、また示唆する記載も見出すことができない。 
　そして、本件発明１は、上記構成を具備することにより、特許明細書に記載の「補修時に特別な熱処理を施さなくても、マルテンサイト変態膨張を有効に利用することで、溶接材料の肉盛りにより生じた溶接金属の冷却過程における収縮応力に起因する溶接割れが防止され、さらに溶接部（補修部）における引張残留応力が低減する。この結果、補修後の補修部の疲労強度が向上するという効果がある。」（段落【００５３】参照）という格別の作用効果を奏するものと認められる。 
 　 
　したがって、相違点２について検討するまでもなく、本件発明１は、刊行物１〜３に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとすることができない。 
　
（２）本件発明２〜４について
　本件発明２〜４は、本件発明１を引用する発明であって、本件発明１の特定事項をすべて含み、さらに他の特定事項を付加したものに相当するものである。  
　そして、本件発明１は、上記（１）に示した理由により、刊行物１〜３に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとすることができないから、本件発明２〜４も、同様の理由により、刊行物１〜３に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとすることができない。 
　
＜取消理由２について＞
　取消理由２は、本件特許明細書は、以下の点について不備があり、当業者が本件発明を実施することができる程度に明確かつ十分に記載されていないというものである。
１．請求項１に「前記溶接金属が室温において該マルテンサイト変態の開始時よりも膨張している状態とする」と記載しているが、発明の詳細な説明中には、膨張している状態の測定方法及び実施例中に膨張していることの具体的説明がない。また、膨張している状態とするための具体的方法の説明がない。
　
　この点について検討するに、特許明細書には、段落【００３２】に、「溶接材料としては、Ｃを０．０２５重量％、Ｓｉを０．３３重量％、Ｍｎを０．７０３重量％、Ｎｉを１０．０重量％、Ｃｒを１０．０重量％、Ｍｏを０．１３重量％を含有する鉄合金を使用する。この溶接材料は、マルテンサイト変態開始点Ｍｓの温度は約１９０℃であり、図１中実線に示すようなマルテンサイト変態特性を備えている。」と記載され、段落【００３５】に、「本発明に基づく溶接材料を用いた場合の溶接金属は、冷却過程で１９０℃程度まで冷却されるとマルテンサイト変態を起こし、その後の冷却過程で膨張し最大に膨張した室温近傍で冷却過程が終了する（図１の実線参照）。」と記載されている。
　上記記載によれば、変態開始温度が約１９０℃である上記溶接材料を用いた場合に、溶接金属が室温において該マルテンサイト変態の開始時よりも膨張している状態が説明されており、そのための具体的方法も説明されていることは明らかである。また、適宜の測定手段により前記膨張している状態を測定し得ることも自明の事項である。　
　したがって、本件特許明細書は、当業者が本件発明を実施することができる程度に明確かつ十分に記載されていないとすることはできない。
　
VII．むすび 
　上記のとおり、本件請求項１〜４に係る発明は、上記刊行物１〜３に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとすることができないから、特許法第２９条第２項の規定に違反するものとすることはできない。また、本件特許明細書の記載が、特許法第３６条第４項及び第６項第２号に規定する要件を満たしていないとすることはできない。 
　以上のとおりであるから、特許異議の申立ての理由及び証拠によっては本件請求項１〜４に係る発明についての特許を取り消すことはできない。 
　また、他に本件請求項１〜４に係る発明についての特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。 
【異議決定日】
平成１７年３月２５日（２００５．３．２５）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
金属部材の補修方法及び補修用溶接材料
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】金属部材に生じた表面欠陥を該表面欠陥に溶接材料を肉盛り溶接することにより補修する金属部材の補修方法において、
前記溶接材料としてマルテンサイト変態開始温度が１９０℃以下１７０℃以上の鉄合金を使用し、
により、補修時に熱処理を施さずに、溶接割れを防止し、補修後の補修部の疲労強度を向上させること
　【請求項２】請求項
１
　　１７０≦７１９−７９５×Ｃ（重量％）−２３．７×Ｃｒ（重量％）−２６．５×Ｎｉ（重量％）−３５．５５×Ｓｉ（重量％）−１３．２５×Ｍｎ（重量％）−２３．７×Ｍｏ（重量％）−１１．８５×Ｎｂ（重量％）
≦１９０
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１）
　【請求項
３
２
　【請求項
４
３
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】本発明は、船舶や橋梁その他の鋼構造物や鋳物製品に生じた表面欠陥の補修に有用な金属部材の補修方法、及びその補修方法により前記補修を行う際に用いられる溶接材料に係り、特に、溶接材料を用いて補修を行う際に補修部の耐溶接割れ性および疲労強度を向上できる金属部材の補修方法および金属部材の補修用溶接材料に関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】船舶，海洋構造物，ペンストック，橋梁などの鋼構造物や鋳物製品に生じた疲労き裂や、意図しない表面欠陥部や工作ミスによる穴部などの補修すべき箇所（以下、表面欠陥と称する）が存在するとき、その箇所を一旦削除した後又はそのままの状態でその箇所に肉盛り溶接を行うことにより補修する場合がある。この補修溶接は、その補修すべき箇所に溶接金属を充填させて補修を行う。
　【０００３】
　【発明が解決しようとする課題】しかし、通常、肉盛り溶接により補修を行うと、溶接部（補修部）近傍だけが、周辺部分に拘束された状態で且つ局部的に温度上昇によって膨張し、続いて起こる冷却により収縮が生じ、通常の溶接材料を使用した場合には、溶接部に引張残留応力が導入される。
　【０００４】すなわち、上記溶接部に生じる引張残留応力は、溶接後の溶接金属が冷却される際に熱収縮することに起因する。図１中破線は、低合金鋼の被溶接材に通常の溶接材料を肉盛り溶接した際の、溶接後の冷却過程における溶接金属の収縮状態を示すものであり、溶接金属は、溶接後に図１中の破線の矢印方向に熱収縮する。
　【０００５】そして、従来の低合金鋼からなる溶接材料を用いた場合、温度低下するに従い溶接金属は熱収縮して伸び（長さ）が小さくなるが、５００℃付近で伸び（長さ）が大きくなる領域が存在する。これは、５００℃付近にてマルテンサイト変態が生じ、このマルテンサイト変態にともなう溶接金属の膨張が発生するためである。このマルテンサイト変態が終了すると、再び熱収縮のみが起こり温度が下がるにつれて伸びが小さくなる。溶接金属が凝固点から約６００℃程度まで冷却される際には、溶接金属の降伏応力が低いので、塑性変形を伴いながら冷却され、そのため、収縮により生ずる引張残留応力は、この塑性変形により緩和される。しかし、約６００℃からの冷却過程での収縮では、溶接金属の降伏応力が大きいために、塑性変形が起こりにくく引張残留応力が導入されることとなる。
　【０００６】このように、通常の溶接材料を用いた肉盛り溶接で生じる溶接金属には、引張残留応力を緩和させる作用がなく、また、従来においては、溶接材料の特定によって補修後の引張残留応力を緩和させるという発想もなかったため、単に溶接材料の肉盛りにより補修を行うだけでは、補修後の溶接金属の冷却過程における収縮に起因する溶接割れを防止したり、溶接部近傍に導入される大きな引張残留応力を緩和することができないので、補修の前後で予熱処理や後熱処理などを施す必要があるという問題がある。
　【０００７】しかも、上記予熱処理や後熱処理を追加しても、必ずしも上記引張残留応力が十分に緩和するとは限らない。そこで、本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、必ずしも予熱処理や後熱処理などを施さないでも、溶接材料を用いて補修した後の引張残留応力の緩和、あるいは積極的に圧縮残留応力の付与が可能な金属部材の補修方法及びそのための補修用溶接材料を提供することを課題としている。
　【０００８】
　【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載の金属部材の補修方法は、金属部材に生じた表面欠陥を該表面欠陥に溶接材料を肉盛り溶接することにより補修する金属部材の補修方法において、前記溶接材料としてマルテンサイト変態開始温度が１９０℃以下１７０℃以上の鉄合金を使用し、前記肉盛り溶接により生成する溶接金属に、溶接後の冷却過程でマルテンサイト変態を起こさせ、前記溶接金属が室温において該マルテンサイト変態の開始時よりも膨張している状態とすることにより、補修時に熱処理を施さずに、溶接割れを防止し、補修後の補修部の疲労強度を向上させることを特徴とするものである。
　【０００９】鉄合金は先に述べたように、冷却過程において、マルテンサイト変態が生じると、マルテンサイト変態開始からある程度温度が降下するまでの間に一旦膨張する。
　【００１０】本発明においては、溶接により生成する溶接金属に、溶接後の冷却過程でマルテンサイト変態を起こさせ、しかも室温において該マルテンサイト変態の開始時よりも膨張している状態とすることにより、冷却過程で溶接金属および溶接部近傍に生じる溶接割れの防止、および引張残留応力を緩和、あるいは、引張残留応力に代えて圧縮残留応力を付与することができる。
　【００１１】
　【００１２】図１に、本発明に係る溶接材料の変態特性（図１中、実線）を従来の溶接材料の変態特性（図１中、破線）と比較して示す。本発明においては、マルテンサイト変態の開始温度が１９０℃以下１７０℃以上となる鉄合金を溶接材料として使用することで、溶接金属のマルテンサイト変態による膨張量を大きくすることができ、且つ、該膨張量の大きな状態が室温付近となって、溶接金属の冷却過程終了時には、当該溶接金属がマルテンサイト変態開始時よりも膨張している状態となる。
　【００１３】このため、本願発明によれば、当該膨張により圧縮残留応力が導入されて、溶接後の溶接金属の冷却過程における収縮応力に起因する溶接割れが発生せず、さらに補修後の溶接継手の疲労強度が向上する。
　【００１４】なお、溶接金属のマルテンサイト変態開始温度は、補修すべき被溶接材の化学組成及び溶接材料の化学組成に左右されるので、例えば、溶接材料のマルテンサイト変態開始温度が１９０℃以下１７０℃以上となるように溶接材料の化学組成を調整することにより、溶接金属のマルテンサイト変態開始温度を１９０℃以下１７０℃以上に設定することは可能である。
　【００１５】ここで、上記マルテンサイト変態開始点の温度を１９０℃以下としたのは、マルテンサイト変態開始温度が高くなるほど当該変態による膨張量が小さく、しかも、変態膨張の最大点が室温よりも高い温度となるために、その後の室温までの冷却過程で再度熱収縮が生じ、これにより変態膨張の効果を十分に得ることができないからである（上記図１中の破線参照）。
　【００１６】また、マルテンサイト変態開始温度を１７０℃以上としたのは、マルテンサイト変態開始温度が１７０℃未満ではマルテンサイト変態が開始しても冷却過程終了までの変態膨張量が小さく、上記変態膨張の効果を十分に得ることができないからである。
　【００１７】次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した金属部材の補修方法に用いる溶接材料であって、Ｃ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｍｎ，ＭｏおよびＮｂの含有量を下記（１）式を満たすように調整した鉄合金であることを特徴とする金属部材の補修用溶接材料を提供するものである。
　【００１８】
　　１７０≦７１９−７９５×Ｃ（重量％）−２３．７×Ｃｒ（重量％）−２６．５×Ｎｉ（重量％）−３５．５５×Ｓｉ（重量％）−１３．２５×Ｍｎ（重量％）−２３．７×Ｍｏ（重量％）−１１．８５×Ｎｂ（重量％）≦１９０
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１）
一般に鉄鋼材料のマルテンサイト変態開始温度（Ｍｓ点）は化学組成の影響を受けることが知られている。村田らは、溶接学会論文集、第９巻（１９９１）第１号「応力緩和におよぼす合金元素および変態温度の影響」において、Ｍｓ点と各種合金元素の含有量との関係について、
　　Ｍｓ（℃）＝７１９−２６．５×Ｎｉｅｑ−２３．７×Ｃｒｅｑ
　　Ｎｉｅｑ＝３０×Ｃ（重量％）＋０．５×Ｍｎ（重量％）
　　Ｃｒｅｑ＝Ｃｒ（重量％）＋Ｍｏ（重量％）＋１．５×Ｓｉ（重量％）＋０．５×Ｎｂ（重量％）
なる式を得ている。
　【００１９】前述のように、補修部の使用温度が室温である場合、マルテンサイト変態開始温度が１９０℃以下１７０℃以上の鉄合金を溶接材料として使用することで、溶接金属のマルテンサイト変態による膨張量を大きくすることができ、且つ、該膨張量の大きな状態が室温付近となって、溶接金属の冷却過程終了時には、当該溶接金属がマルテンサイト変態開始時よりも膨張している状態となる。このため、当該膨張により、冷却過程における収縮量が小さくなって溶接割れが防止され、さらには、圧縮残留応力が導入されて、溶接金属の冷却過程で生じる引張残留応力を低減する。この結果、溶接後の補修部の疲労強度が向上する。
　【００２０】したがって、上式により、Ｍｓ点が１９０℃以下１７０℃以上となるように鉄合金のＣ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｍｎ，ＭｏおよびＮｂの含有量を調整すれば、溶接割れが発生せず、しかも補修部の疲労強度を向上させることが可能な溶接材料を得ることができる。
　【００２１】次に、請求項３に記載した発明は、請求項２に記載した溶接材料に対して、Ｃを０．１０重量％以下、Ｃｒを８．０〜１３．０重量％、Ｎｉを５．０〜１２．０重量％含有することを特徴とするものである。
　【００２２】ここで、Ｃの含有量は、溶接性を確保し、マルテンサイトの硬さを下げるために少ない方が好ましく、溶接割れを生じさせないためには０．１重量％以下、好ましくは０．０６重量％以下とするのが好ましい。
　【００２３】また、上記マルテンサイト変態開始温度は、Ｃ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｍｎ，ＭｏおよびＮｂの含有量を調整することにより変化させることができるが、これら元素のうちＣｒおよびＮｉは含有量を増加させても、製造工程における加工性にさほど影響を及ぼさないため、ＣｒおよびＮｉ含有量を増加させてマルテンサイト変態開始温度を調整することが好ましい。
　【００２４】ここで、Ｃｒの含有量を８．０重量％以上としたのは、８．０重量％未満である場合、マルテンサイト変態開始温度を１９０℃以下とするためには、高価なＮｉや、溶接材料の製造時の加工性を劣化させるその他の成分を多量に含有させる必要が生じるためである。また、１３．０重量％以下としたのは、１３．０重量％を超えると溶接金属の組織にフェライト組織が出現して好ましくないからである。
　【００２５】また、Ｎｉの含有量を５．０〜１２．０重量％に規制したのは、５．０％重量未満では、マルテンサイト変態開始温度を１９０℃以下とするために溶接材料の製造時の加工性を劣化させるその他の成分を多量に含有させる必要が生じる。また、Ｎｉは高価な元素であり多量に添加するのは経済的にも好ましくないので、Ｎｉ含有量の上限値は１２．０％とした。
　【００２６】次に、請求項４に記載した発明は、請求項３に記載の溶接材料に対して、Ｓｉを０．２〜１．０重量％、Ｍｎを０．４〜２．５重量％、Ｍｏを４．０重量％以下、Ｎｂを１．０重量％以下含有することを特徴とするものである。
　【００２７】ここで、Ｓｉの含有量を０．２〜１．０重量％としたのは、Ｓｉは脱酸材として添加されるため０．２重量％は必要であり、１．０重量％を超えると溶接材料製造工程における加工性が低下するためである。
　【００２８】同様に、Ｍｎの含有量を０．４〜２．５重量％としたのは、Ｍｎは脱酸材として添加されるため０．４重量％以上は必要であり、２．５重量％を超えると溶接材料製造工程における加工性が低下するためである。
　【００２９】また、Ｍｏは溶接部耐食性を持たせるために添加することができるが、４．０重量％を超えると溶接材料製造工程における加工性が低下するため、Ｍｏの含有量を４．０重量％以下とした。
　【００３０】また、Ｎｂはマルテンサイト変態開始温度を低下させる効果があるために添加することができるが、Ｎｂ含有量が１．０重量％を超えると溶接材料製造工程における加工性が低下するため、Ｎｂの含有量を１．０重量％以下とした。
　【００３１】
　【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、ＨＴ７８０ＭＰａクラスの鋼板からなる鋼構造物表面１に疲労き裂２（図２参照）が発生したとき疲労き裂部をはつった後、そこを溶接材料によって肉盛りすることによる補修である。補修部の鋼板は、板厚：２０ｍｍ、板幅：２４０ｍｍ、長さ：８００ｍｍで、ビード長さ：１５０ｍｍの溶接を行った。符号５は溶接金属を示す。
　【００３２】溶接材料としては、Ｃを０．０２５重量％、Ｓｉを０．３３重量％、Ｍｎを０．７０３重量％、Ｎｉを１０．０重量％、Ｃｒを１０．０重量％、Ｍｏを０．１３重量％を含有する鉄合金を使用する。この溶接材料は、マルテンサイト変態開始点Ｍｓの温度は約１９０℃であり、図１中実線に示すようなマルテンサイト変態特性を備えている。
　【００３３】なお、Ｍｏを含有するのは耐食性を持たせるためであり、また、従来の溶接材料においては、上記添加物のうちＮｉおよびＣｒは、添加されていないか、添加されていても、Ｎｉ含有量が３．０重量％未満で、且つＭｎ含有量が１．０重量％未満程度の微量しか添加されていない。
　【００３４】そして、補修すべき疲労き裂に沿って肉盛り溶接を行う。上記補修により補修部（溶接部）に生じた溶接線に直交する方向残留応力（σｙ）の溶接線に直交する方向での分布を図３に示す。なお、溶接線方向にも残留応力σｘは生じるが、補修した疲労き裂が再発生する場合にそれを支配する方向の応力であるσｙで評価したものを図３に示した。
　【００３５】本発明に基づく溶接材料を用いた場合の溶接金属は、冷却過程で１９０℃程度まで冷却されるとマルテンサイト変態を起こし、その後の冷却過程で膨張し最大に膨張した室温近傍で冷却過程が終了する（図１の実線参照）。この結果、溶接金属および図３に示すように溶接部近傍に圧縮残留応力が付与される。また、このように溶接金属および溶接部近傍に圧縮残留応力が付与されるため、溶接金属および溶接部近傍での溶接割れは発生しない。
　【００３６】一方、従来の溶接材料を用いた場合の溶接金属は、冷却過程で収縮する（図１の点線参照）。この結果、溶接金属および図３に示すように溶接部近傍に引張残留応力が付与される。また、このように溶接金属および溶接部近傍に引張残留応力が付与されるため、溶接金属および溶接部近傍での溶接割れが発生するおそれがある。
　【００３７】ここで、上記実施形態では、き裂に対する補修を例に説明しているが、凹部や小孔等の形状の破損箇所の補修についても、上記補修溶接は採用できる。また、鋼構造物を例に説明しているが、図４に示す鋳造製品３に生じた引巣部４の補修に、上記補修溶接を採用しても構わない。
　【００３８】また、上記本願発明の基づく補修を行うと共に、予熱処理又は後熱処理を追加して、さらに補修部の溶接割れの防止や疲労強度の向上を図ってもよい。
　【００３９】
　【実施例】第１の実施例は、上記実施形態に基づき、表１に示す化学組成の溶接材料を用いて、鋼板に疲労き裂が発生したときの溶接材料の肉盛りによる補修を想定したものである。すなわち、Ｃが０．１１重量％、Ｓｉが０．２４重量％、Ｍｎが０．９７重量％、Ｎｉが１．０重量％、Ｃｒが０．４７重量％、Ｍｏが０．３１重量％からなる鋼板に対し、補修溶接（鋼板は、板厚：２０ｍｍ、板幅：２４０ｍｍ、長さ：８００ｍｍで、ビード長さ：１５０ｍｍ）を行い、片振り疲労試験（応力比Ｒ＝０）を実施した。
　【００４０】その結果を表２に示す。
　【００４１】
　【表１】
　【００４２】
　【表２】
　【００４３】表２の結果から、試験材Ｎｏ．１〜６は、溶接材料としてマルテンサイト変態温度が１７０℃以上２５０℃未満の範囲内にある溶接材料Ａ〜Ｆを用いることにより、従来の溶接材料Ｌを用いた試験材Ｎｏ．１２の場合よりも疲労強度が向上していることがわかる。
　【００４４】特に、試験材Ｎｏ．１の溶接材料のように、２５０℃未満１７０℃以上の範囲でマルテンサイト変態開始温度が低い場合には疲労強度が大きく向上していることが分かる。また、試験材Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１１のように、溶接材料としてＮｉやＣｒを含有したものを用いても、溶接材料が２５０℃未満１７０℃以上の範囲から外れたものであると、疲労強度が向上しないことがわかる。
　【００４５】このとき、試験材Ｎｏ．７，９，１０およびＮｏ．１１に示すように溶接材料Ｇ，Ｉ，ＪおよびＫを使用した場合、表１からわかるようにマルテンサイト変態開始温度Ｍｓ点が２５０℃以上であるため、マルテンサイト変態後の冷却過程において溶接金属が収縮して疲労強度が向上しないことがわかる。
　【００４６】また、試験材Ｎｏ．９に示すように溶接材料Ｉを使用した場合、マルテンサイト変態開始温度Ｍｓ点が室温よりも低いため、溶接後室温までの冷却過程において溶接金属のマルテンサイト変態が生じないため大きな引張残留応力が生じて疲労強度が向上しないことが分かる。
　【００４７】次に、第２の実施例は、Ｃが０．１１重量％、Ｓｉが０．２４重量％、Ｍｎが０．９７重量％、Ｎｉが１．０重量％、Ｃｒが０．４７重量％、Ｍｏが０．３１重量％からなる鋼板、及びＣが０．２８重量％、Ｓｉが０．４８重量％、Ｍｎが０．９７重量％、Ｎｉが１．８重量％、Ｃｒが０．６重量％、Ｍｏが０．２５重量％からなる鋳物製品に存在する，意図しない表面欠陥部および工作ミスによる穴部についての補修を想定したものである。
　【００４８】すなわち、鋼板および鋳物製品に図５に示すように開先加工後に肉盛り溶接（補修部の板材６は、板厚：２０ｍｍ、板幅：２４０ｍｍ、長さ：２５０ｍｍで、ビ−ド長さ：１００ｍｍ）を行い、溶接金属５および溶接部近傍の溶接割れの発生の有無をカラーチェックを行い調査した。
　【００４９】その結果を表３に示す。
　【００５０】
　【表３】
　【００５１】表３のうち、マルテンサイト変態開始温度が２５０℃未満１７０℃以上の範囲から外れた試験材Ｎｏ．７〜１２は、母材の種類によらず溶接後の溶接金属の冷却過程における収縮応力によって割れが発生しているのに対して、２５０℃未満１７０℃以上の範囲内である試験材Ｎｏ．１〜６は、母材の種類によらず溶接後の溶接金属の冷却過程においてマルテンサイト変態を起こして膨張し、最大に膨張した室温近傍で冷却過程が終了するため、収縮応力による割れは発生しないことが分かる。
　【００５２】この結果、本発明に基づいて補修を行った場合には、補修後，肉盛り溶接面を機械加工によって仕上げることにより、完全に欠陥のない平面を得ることができた。
　【００５３】
　【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に基づく補修を行った場合、補修時に特別な熱処理を施さなくても、マルテンサイト変態膨張を有効に利用することで、溶接材料の肉盛りにより生じた溶接金属の冷却過程における収縮応力に起因する溶接割れが防止され、さらに溶接部（補修部）における引張残留応力が低減する。この結果、補修後の補修部の疲労強度が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
　【図１】本発明の実施の形態に係わる溶接材料（実線）および従来の溶接材料（破線）の変態特性を示す図である。
　【図２】本発明の実施の形態に係わる補修溶接を示す図である。
　【図３】本発明の実施の形態に係わる溶接材料よび従来の溶接材料を用いた肉盛り溶接における溶接部近傍の残留応力分布を示す図である。
　【図４】本発明の実施の形態に係わる鋳物製品の引巣部の補修に採用する例を示す図である。
　【図５】本発明の実施の形態に係わる溶接材料よび従来の溶接材料を用いた開先加工後の肉盛り溶接を説明する図であり、（ａ）はその平面図を、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図をそれぞれ示している。
　【符号の説明】
　１　鋼構造物表面
　２　疲労き裂
　３　鋳物製品
　４　引巣部
　５　溶接金属
　Ｍｓ　マルテンサイト変態開始点
　ｙ　溶接部からの距離
　σｙ　溶接線と直交する方向の残留応力
　σｘ　溶接線方向への残留応力