(57)【要約】【課題】新規な高強度耐熱鋼の溶接を可能にする。【解決手段】新規な高強度耐熱鋼は、その組成が、重量％でＣ：０．０６〜０．１５％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．８％以下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ及びＺｒの１種又は２種以上を０．０１〜０．２％、Ｎ：２０〜２００ｐｐｍを含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなる。このため、このような新規な高強度耐熱鋼を溶接するのに、この高強度耐熱鋼と同組成の溶接材料，溶接金属を用いて溶接をする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％でＣ：０．０６〜０．１５％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．８％以下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ及びＺｒの１種又は２種以上を０．０１〜０．２％、Ｎ：２０〜２００ｐｐｍを含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなる高強度耐熱鋼である第１の母材と、
第１の母材と同組成となっている第２の母材と、
第１の母材と同組成となっており、第１の母材と第２の母材を溶接している溶接金属とでなることを特徴とする高強度耐熱鋼の溶接継手。
【請求項２】
重量％でＣ：０．０６〜０．１５％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．８％以下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ及びＺｒの１種又は２種以上を０．０１〜０．２％、Ｎ：２０〜２００ｐｐｍを含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなり、更にＳｉを０．６〜１．５％含む高強度耐熱鋼である第１の母材と、
第１の母材と同組成となっている第２の母材と、
第１の母材と同組成となっており、第１の母材と第２の母材を溶接している溶接金属とでなることを特徴とする高強度耐熱鋼の溶接継手。
【請求項３】
重量％でＣ：０．０６〜０．１５％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．８％以下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ及びＺｒの１種又は２種以上を０．０１〜０．２％、Ｎ：２０〜２００ｐｐｍを含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなり、更にＣｏ，Ｎｉ，Ｃｕから選ばれる１種又は２種以上を含み、その含有量が重量％でＣｏ：０．５％以下、Ｎｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．５％以下となっている高強度耐熱鋼である第１の母材と、
第１の母材と同組成となっている第２の母材と、
第１の母材と同組成となっており、第１の母材と第２の母材を溶接している溶接金属とでなることを特徴とする高強度耐熱鋼の溶接継手。
【請求項４】
重量％でＣ：０．０６〜０．１５％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．８％以下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ及びＺｒの１種又は２種以上を０．０１〜０．２％、Ｎ：２０〜２００ｐｐｍを含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなり、更にＰ，Ｓ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｏの含有量が、それぞれ重量％でＰ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａｓ：０．０３％以下、Ｓｂ：０．０１％以下、Ｓｎ：０．０１％以下、Ｏ：０．０１％以下となっている高強度耐熱鋼である第１の母材と、
第１の母材と同組成となっている第２の母材と、
第１の母材と同組成となっており、第１の母材と第２の母材を溶接している溶接金属とでなることを特徴とする高強度耐熱鋼の溶接継手。
【請求項５】
重量％でＣ：０．０６〜０．１５％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．８％以下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ及びＺｒの１種又は２種以上を０．０１〜０．２％、Ｎ：２０〜２００ｐｐｍを含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなり、更にＡ１及びＣａの含有量が、それぞれ重量％でＡ１：０．０１％以下、Ｃａ：０．０１％以下となっている高強度耐熱鋼である第１の母材と、
第１の母材と同組成となっている第２の母材と、
第１の母材と同組成となっており、第１の母材と第２の母材を溶接している溶接金属とでなることを特徴とする高強度耐熱鋼の溶接継手。
【請求項６】
重量％でＣ：０．０６〜０．１５％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．８％以下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ及びＺｒの１種又は２種以上を０．０１〜０．２％、Ｎ：２０〜２００ｐｐｍを含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなり、更にＬａ，Ｃｅ，Ｙ，Ｙｂ，Ｎｄを含むランタノイド元素のうち１種以上を含み、その含有量の合計が、重量％で０．００１％以上０．０５％以下となっている高強度耐熱鋼である第１の母材と、
第１の母材と同組成となっている第２の母材と、
第１の母材と同組成となっており、第１の母材と第２の母材を溶接している溶接金属とでなることを特徴とする高強度耐熱鋼の溶接継手。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
第１の母材及び第２の母材は、１１００〜１２５０°Ｃの温度範囲内で焼きならし処理をされた後に、オーステナイト再結晶温度域において最終圧下比５０％以上の熱間加工が施され、その後に室温又はベイナイト変態完了温度以下まで冷却されていることを特徴とする高強度耐熱鋼の溶接継手。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
第１の母材及び第２の母材は、鋳塊として作製される工程の中の冷却過程においてオーステナイト再結晶温度域にて最終圧下比５０％以上の熱間加工が施され、その後に室温まで冷却されていることを特徴とする高強度耐熱鋼の溶接継手。
【請求項９】
重量％でＣ：０．０６〜０．１５％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．８％以下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ及びＺｒの１種又は２種以上を０．０１〜０．２％、Ｎ：２０〜２００ｐｐｍを含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなることを特徴とする高強度耐熱鋼の溶接材料。
【請求項１０】
Ｓｉを０．６〜１．５％含むことを特徴とする請求項９に記載の高強度耐熱鋼の溶接材料。
【請求項１１】
Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕから選ばれる１種又は２種以上を含み、その含有量が重量％でＣｏ：０．５％以下、Ｎｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．５％以下であることを特徴とする請求項９または請求項１０の高強度耐熱鋼の溶接材料。
【請求項１２】
Ｐ，Ｓ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｏの含有量が、それぞれ重量％でＰ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａｓ：０．０３％以下、Ｓｂ：０．０１％以下、Ｓｎ：０．０１％以下、Ｏ：０．０１％以下であることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか１項の高強度耐熱鋼の溶接材料。
【請求項１３】
Ａ１及びＣａの含有量が、それぞれ重量％でＡ１：０．０１％以下、Ｃａ：０．０１％以下であることを特徴とする請求項９乃至請求項１２のいずれか１項の高強度耐熱鋼の溶接材料。
【請求項１４】
Ｌａ，Ｃｅ，Ｙ，Ｙｂ，Ｎｄを含むランタノイド元素のうち１種以上を含み、その含有量の合計が、重量％で０．００１％以上０．０５％以下であることを特徴とする請求項９乃至請求項１３のいずれか１項の高強度耐熱鋼の溶接材料。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
第１の母材と同組成となっている溶接金属の代わりに、第１及び第２の母材よりも耐熱性が高い耐熱鋼と同組成となっている溶接金属を用いたことを特徴とする高強度耐熱鋼の溶接継手。
【請求項１６】
請求項１５において、第１及び第２の母材よりも耐熱性が高い耐熱鋼と同組成となっている溶接金属の組成は、重量％でＣ：０．０４〜０．１０％、Ｍｎ：０．１０〜０．６０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：１．９０〜２．６０％、Ｍｏ：０．０５〜０．３０％、Ｗ：１．４５〜１．７５％、Ｖ：０．２０〜０．３０％、Ｎｂ：０．０２〜０．０８％、Ｎ：０．０３０％以下、Ａ１：０．０３０％以下、Ｂ：０．０００５〜０．０００６％を含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなることを特徴とする高強度耐熱鋼の溶接継手。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
第１の母材と同組成となっている第２の母材の代わりに、炭素鋼でなる母材を用い、
第１の母材と同組成となっている溶接金属の代わりに、炭素鋼と同組成となっている溶接金属を用いたことを特徴とする高強度耐熱鋼の溶接継手。
【請求項１８】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
第１の母材と同組成となっている第２の母材の代わりに、従来低合金鋼でなる母材を用い、
第１の母材と同組成となっている溶接金属の代わりに、従来低合金鋼と同組成となっている溶接金属を用いたことを特徴とする高強度耐熱鋼の溶接継手。
【請求項１９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
第１の母材と同組成となっている第２の母材の代わりに、第１の母材よりも耐熱性が高い耐熱鋼を用い、
第１の母材と同組成となっている溶接金属の代わりに、第１の母材よりも耐熱性が高い前記耐熱鋼と同組成となっている溶接金属を用いたことを特徴とする高強度耐熱鋼の溶接継手。
【請求項２０】
請求項１９において、
第１の母材よりも耐熱性が高い耐熱鋼の組成は、重量％でＣ：０．０４〜０．１０％、Ｍｎ：０．１０〜０．６０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：１．９０〜２．６０％、Ｍｏ：０．０５〜０．３０％、Ｗ：１．４５〜１．７５％、Ｖ：０．２０〜０．３０％、Ｎｂ：０．０２〜０．０８％、Ｎ：０．０３０％以下、Ａ１：０．０３０％以下、Ｂ：０．０００５〜０．０００６％を含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなることを特徴とする高強度耐熱鋼の溶接継手。
【請求項２１】
請求項１乃至請求項８、請求項１５乃至請求項２０のいずれか一項に記載の溶接継手を有することを特徴とする高強度耐熱鋼の高温耐熱部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高強度耐熱鋼の溶接材料，溶接継手及び高温耐熱部材に関するものである。かかる本発明は、新規に開発した高強度耐熱鋼を溶接することができるようにして、この新規開発した高強度耐熱鋼を現実的に使用できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
発電プラントにおける亜臨界圧ボイラ、超臨界圧ボイラならびに複合発電プラント廃熱回収ボイラの最高温部や超々臨界圧ボイラの準高温部に用いられている配管耐圧部材料の多くの部分は、炭素鋼（ＪＩＳ  ＳＴＢ４１０、ＳＴＢ５１０）、及び１Ｃｒ鋼、２Ｃｒ鋼等の低合金鋼から構成されている。
【０００３】
この低合金鋼としては、具体的には、０．５Ｍｏ鋼（ＪＩＳ  ＳＴＢＡ１２）、１Ｃｒ−０．５Ｍｏ鋼（ＪＩＳ  火ＳＴＢＡ２１、ＳＴＢＡ２２、ＳＴＢＡ２３）、２．２５Ｃｒ−１Ｍｏ鋼（ＪＩＳ  ＳＴＢＡ２４）が用いられてきた。ここでは、これらの低合金鋼を従来低合金鋼と称する。
【０００４】
上記の配管耐圧部材料の多くの部分を、炭素鋼、及び１Ｃｒ鋼、２Ｃｒ鋼等の低合金鋼が占めているので、これらの鋼で構成される部分の材料強度を、合金量を増やすことなく達成できれば発電プラントの製造コスト削減に大きく寄与することができる。
【０００５】
本願発明者は、上記用途に好適な材料（高強度耐熱鋼）を開発して既に特許出願した（特願２００２−１０５５７３）。
【０００６】
即ち、特願２００２−１０５５７３で提案した高強度耐熱鋼の組成は次の通りである。
（１）  重量％でＣ：０．０６〜０．１５％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．８％以下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ及びＺｒの１種又は２種以上を０．０１〜０．２％、Ｎ：２０〜２００ｐｐｍを含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなり、ベイナイトを含む組織からなる高強度耐熱鋼。
（２）  重量％でＣ：０．０６〜０．１５％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．８％以下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ及びＺｒの１種又は２種以上を０．０１〜０．２％、Ｎ：２０〜２００ｐｐｍを含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなり、ベイナイトを含む組織からなり、更にＳｉを０．６〜１．５％含む高強度耐熱鋼。
（３）  重量％でＣ：０．０６〜０．１５％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．８％以下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ及びＺｒの１種又は２種以上を０．０１〜０．２％、Ｎ：２０〜２００ｐｐｍを含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなり、ベイナイトを含む組織からなり、更にＣｏ，Ｎｉ，Ｃｕから選ばれる１種又は２種以上を含み、その含有量が重量％でＣｏ：０．５％以下、Ｎｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．５％以下である高強度耐熱鋼。
（４）  重量％でＣ：０．０６〜０．１５％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．８％以下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ及びＺｒの１種又は２種以上を０．０１〜０．２％、Ｎ：２０〜２００ｐｐｍを含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなり、ベイナイトを含む組織からなり、更にＰ，Ｓ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｏの含有量が、それぞれ重量％でＰ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａｓ：０．０３％以下、Ｓｂ：０．０１％以下、Ｓｎ：０．０１％以下、Ｏ：０．０１％以下である高強度耐熱鋼。
（５）  重量％でＣ：０．０６〜０．１５％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．８％以下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ及びＺｒの１種又は２種以上を０．０１〜０．２％、Ｎ：２０〜２００ｐｐｍを含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなり、ベイナイトを含む組織からなり、更にＡ１及びＣａの含有量が、それぞれ重量％でＡ１：０．０１％以下、Ｃａ：０．０１％以下である高強度耐熱鋼。
（６）  重量％でＣ：０．０６〜０．１５％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．８％以下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ及びＺｒの１種又は２種以上を０．０１〜０．２％、Ｎ：２０〜２００ｐｐｍを含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなり、ベイナイトを含む組織からなり、更にＬａ，Ｃｅ，Ｙ，Ｙｂ，Ｎｄを含むランタノイド元素のうち１種以上を含み、その含有量の合計が、重量％で０．００１％以上０．０５％以下である高強度耐熱鋼。
【０００７】
更に特願２００２−１０５５７３では、高強度耐熱鋼の製造方法として、次のような提案をした。
（ｉ）上記（１）〜（６）の組成からなる鋼に、１１００〜１２５０°Ｃの温度範囲内で焼きならし処理を施し、その後に、オーステナイト再結晶温度域において最終圧下比５０％以上の熱間加工を施し、その後に、室温又はベイナイト変態完了温度以下まで冷却する高強度耐熱鋼の製造方法。
（ｉｉ  ）上記（１）〜（６）の組成からなる鋳塊を作成し、この鋳塊の冷却過程においてオーステナイト再結晶温度域にて最終圧下比５０％以上の熱間加工を施し、その後に、室温まで冷却する高強度耐熱鋼の製造方法。
【０００８】
なお、高強度耐熱鋼の溶接材料としては、特開平１０−６０７９号公報に示すものがあるが、これは、ＳＴＢＡ２４、ＳＴＢＡ２８、２．２５Ｃｒ−０．１Ｍｏ−１．６Ｗ−Ｖ−Ｎｂ鋼などの耐熱鋼同士を継いだ溶接継手における優れた溶接材料である。しかし、新たに開発された特願２００２−１０５５７３の高強度耐熱鋼を継いだ溶接継手については、これまでに開発されてきておらず、溶接材料の検討を含めてあらたに開発する必要がある。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−６０７９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
先に出願した特願２００２−１０５５７３で提案した高強度耐熱鋼は、加工熱処理を利用して優れたクリープ破断特性を有する耐熱鋼であり、ボイラなどの高温耐熱装置に適用していくには、管部材を溶接して結合させることが必要になるが、当該高強度耐熱鋼部材を用いた継手はなく、溶接継手を開発することが必要であるが、従来ではそのような技術が無かった。
【００１１】
本発明は、かかる現状に鑑み、先に出願した特願２００２−１０５５７３で提案した新規な高強度耐熱鋼を溶接することができる、高強度耐熱鋼の溶接材料，溶接継手及び高温耐熱部材を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の高強度耐熱鋼の溶接継手の構成は、重量％でＣ：０．０６〜０．１５％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．８％以下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ及びＺｒの１種又は２種以上を０．０１〜０．２％、Ｎ：２０〜２００ｐｐｍを含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなる高強度耐熱鋼である第１の母材と、
第１の母材と同組成となっている第２の母材と、
第１の母材と同組成となっており、第１の母材と第２の母材を溶接している溶接金属とでなることを特徴とする。
【００１３】
この場合、第１の母材は、更にＳｉを０．６〜１．５％含んでいたり、
更にＣｏ，Ｎｉ，Ｃｕから選ばれる１種又は２種以上を含み、その含有量が重量％でＣｏ：０．５％以下、Ｎｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．５％以下となっていたり、
更にＰ，Ｓ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｏの含有量が、それぞれ重量％でＰ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａｓ：０．０３％以下、Ｓｂ：０．０１％以下、Ｓｎ：０．０１％以下、Ｏ：０．０１％以下となっていたり
更にＡ１及びＣａの含有量が、それぞれ重量％でＡ１：０．０１％以下、Ｃａ：０．０１％以下となっていたり
更にＬａ，Ｃｅ，Ｙ，Ｙｂ，Ｎｄを含むランタノイド元素のうち１種以上を含み、その含有量の合計が、重量％で０．００１％以上０．０５％以下となっていたりすることを特徴とする。
【００１４】
また、第１の母材及び第２の母材は、１１００〜１２５０°Ｃの温度範囲内で焼きならし処理をされた後に、オーステナイト再結晶温度域において最終圧下比５０％以上の熱間加工が施され、その後に室温又はベイナイト変態完了温度以下まで冷却されていたり、
第１の母材及び第２の母材は、鋳塊として作製される工程の中の冷却過程においてオーステナイト再結晶温度域にて最終圧下比５０％以上の熱間加工が施され、その後に室温まで冷却されていることを特徴とする。
【００１５】
結局、第１の母材及び第２母材が新規に開発した高強度耐熱鋼である場合に、この新規に開発した高強度耐熱鋼と同組成の溶接金属により、第１の母材と第２母材を溶接するようにした。このため、新規に開発した高強度耐熱鋼である母材同士の溶接を可能とした溶接継手を実現することができる。
【００１６】
なお、第１の母材と同組成となっている溶接金属の代わりに、第１及び第２の母材よりも耐熱性が高い耐熱鋼と同組成となっている溶接金属を用いたり
第１の母材と同組成となっている第２の母材の代わりに、炭素鋼でなる母材を用い、第１の母材と同組成となっている溶接金属の代わりに、炭素鋼と同組成となっている溶接金属を用いたり、
第１の母材と同組成となっている第２の母材の代わりに、第１の母材よりも耐熱性が高い耐熱鋼を用い、第１の母材と同組成となっている溶接金属の代わりに、第１の母材よりも耐熱性が高い前記耐熱鋼と同組成となっている溶接金属を用いることもできる。
【００１７】
結局、新規に開発した高強度耐熱鋼である母材同士を、更に耐熱性の高い溶接金属で溶接したり、
新規に開発した高強度耐熱鋼である第１の母材と、炭素鋼との溶接を、炭素鋼の溶接金属により溶接したり、
新規に開発した高強度耐熱鋼である第１の母材と、更に耐熱性の高い耐熱鋼との溶接を、この耐熱鋼と同組成の溶接金属により溶接したりすることにより、新規に開発した高強度耐熱鋼と各種の鋼との溶接を可能とした溶接継手を実現することができる。
【００１８】
このとき、第１及び第２の母材よりも耐熱性が高い耐熱鋼と同組成となっている溶接金属の組成は、重量％でＣ：０．０６％、Ｓｉ：０．２０％、Ｍｎ：０．４７％、Ｐ：０．０１２％、Ｓ：０．００１％、Ｃｒ：２．２７％、Ｗ：１．５６％、Ｍｏ：０．１３％、Ｖ：０．２５％、Ｎｂ：０．０５％、Ａ１：０．０１５％、Ｎ：０．００４％、Ｂ：０．００３１％を含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなることを特徴とする。
この金属組成は、ＡＳＭＥのＡＳＭＥ  ＢＯＩＬＥＲ  ＡＮＤ  ＰＲＥＳＳＵＲ  ＶＥＳＳＥＬ  ＣＯＤＥのＣａｓｅ２１９９−１の規格に含まれるものである。
【００１９】
このＣａｓｅ２１９９−１の組成範囲は重量％で次の通りである。Ｃ：０．０４〜０．１０％、Ｍｎ：０．１０〜０．６０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：１．９０〜２．６０％、Ｍｏ：０．０５〜０．３０％、Ｗ：１．４５〜１．７５％、Ｖ：０．２０〜０．３０％、Ｎｂ：０．０２〜０．０８パーセント、Ｎ：０．０３０％以下、Ａ１：０．０３０％以下、Ｂ：０．０００５〜０．０００６％。
【００２０】
また本発明の高強度耐熱鋼の溶接材料は、重量％でＣ：０．０６〜０．１５％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．８％以下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ及びＺｒの１種又は２種以上を０．０１〜０．２％、Ｎ：２０〜２００ｐｐｍを含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなることを特徴とする。
この場合、溶接材料は、更にＳｉを０．６〜１．５％含んでいたり、
更にＣｏ，Ｎｉ，Ｃｕから選ばれる１種又は２種以上を含み、その含有量が重量％でＣｏ：０．５％以下、Ｎｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．５％以下となっていたり、
更にＰ，Ｓ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｏの含有量が、それぞれ重量％でＰ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａｓ：０．０３％以下、Ｓｂ：０．０１％以下、Ｓｎ：０．０１％以下、Ｏ：０．０１％以下となっていたり、
更にＡ１及びＣａの含有量が、それぞれ重量％でＡ１：０．０１％以下、Ｃａ：０．０１％以下となっていたり、
更にＬａ，Ｃｅ，Ｙ，Ｙｂ，Ｎｄを含むランタノイド元素のうち１種以上を含み、その含有量の合計が、重量％で０．００１％以上０．０５％以下となっていたりすることを特徴とする。
【００２１】
結局、新規に開発した高強度耐熱鋼と同組成の溶接材料を開発したのである。このように同組成の溶接材料としたので、この溶接材料を用いて溶接をすれば、新規に開発した高強度耐熱鋼の溶接が可能となるのである。
【００２２】
したがって、本発明は、上述した各種の溶接継手を有する高強度耐熱鋼の高温耐熱部材を構築することができる。ここにおいて、高温耐熱部材とは、上述した各種の溶接継手を有する管材（パーツ）等を意味する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態（具体的な実施例）を説明する。
【００２４】
表１に示す化学組成を有する鋼を真空溶解した後、熱間鍛造して厚さ３０ｍｍの板材を得た。その後、１２００°Ｃで２０ｍｉｎの焼きならし処理、９５０〜１０５０°Ｃで最終圧下比５０％の熱間圧延処理を行い、厚さを１５ｍｍとした後、室温まで冷却した。以上の工程により、供試材Ｎｏ．１〜１０及びＮｏ．Ａ１〜Ａ６の耐熱鋼を得た。
【００２５】
また、供試材Ｎｏ．４の耐熱鋼については熱間圧延後、９２０°Ｃで再焼きならし処理を実施した。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
供試材Ｎｏ．Ｔ１〜Ｔ３については、表２に示す化学組成を有する鋼を真空溶解した後、熱間鍛造して厚さ１５ｍｍの板材を得た後、焼きならし処理と焼き戻し処理を行い準備した。
【００２８】
供試材Ｎｏ．Ｃ１〜Ｃ３は、市販の従来低合金鋼の素材を原料に大気溶解した後に熱間鍛造して厚さ１５ｍｍの板材を得た後、表２に示す焼きならしと焼き戻しの熱処理を施して準備した。さらに、供試材Ｎｏ．Ｄ１、Ｄ２は、市販の炭素鋼素材を原料に大気溶解した後に熱間鍛造して厚さ１５ｍｍの板材を得た後、表２に示す焼きならしと焼き戻しの熱処理を施して準備した。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
更に、供試材Ｎｏ．１〜１０及びＮｏ．Ａ  １〜Ａ６及びＮｏ．Ｔ１〜Ｔ２及びＮｏ．Ｃ１〜Ｃ３及びＮｏ．Ｄ１〜Ｄ２からは、直径１．６ｍｍの溶接ワイヤ（溶接材料）を作製した。
【００３１】
表３に示すような組み合わせで母材１と母材２と溶接材を選び、図１のような配置にて溶接継手を作製した。母材１は母材２よりもクリープ破断強度が低いもしくは同等の組合せとした。溶接はＴＩＧ溶接にて行い、溶接条件は、電流が１７０〜２３０Ａ、電圧が１０〜２４Ｖ、入熱１．１〜２．３ｋＪ／ｃｍであった。なお図１において、３は裏当金である。
【００３２】
【表３】
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【００３３】
溶接継手Ｊ１〜Ｊ１０、ＪＡ１〜ＪＡ６、ＨＴ１〜ＨＴ３、ＨＡ２、ＨＤ１、ＨＤ２、ＫＴ１については、作製した溶接継手の溶接部が平行部の中央に位置するように、溶接継手からクリープ破断試験片を採取して、クリープ破断試験を行なった。その結果、溶接継手の５５０°Ｃにおける１０４  時間外挿のクリープ破断強度は、母材１の５５０°Ｃにおける１０４  時間外挿のクリープ破断強度の８０％以上に含まれることが分かった。さらに、溶接継手ＨＤ１、ＨＤ２については、作製した溶接継手の溶接部が平行部の中央部に位置するように、溶接継手から高温引張試験片を採取して、４５０°Ｃで高温引張試験を行った。その結果、溶接継手の４５０°Ｃの耐力は母材１の８０％以上に含まれることがわかった。
【００３４】
溶接継手の溶金に当たる箇所の代表的な組成を表４のように示す。ＨＤ１とＨＤ２を除く溶接継手の５５０°Ｃにおける１０４  時間外挿のクリープ破断強度が母材１の５５０°Ｃにおける１０４  時間外挿のクリープ破断強度の８０％以上に含まれるには、溶接継手の溶金がこのような組成であることが必要である。また溶接継手ＨＤ１とＨＤ２の４５０°Ｃでの耐力が母材１の４５０°Ｃでの耐力の８０％以上に含まれるには、溶接継手の溶金がこのような組成であることが必要である。
【００３５】
【表４】
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【００３６】
【発明の効果】
以上具体的に説明したように、本発明では、重量％でＣ：０．０６〜０．１５％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．８％以下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ及びＺｒの１種又は２種以上を０．０１〜０．２％、Ｎ：２０〜２００ｐｐｍを含有し、残部が不可避的不純物及びＦｅからなる新規な高強度耐熱鋼を溶接するのに、この高強度耐熱鋼と同組成の溶接金属（溶接材料）により溶接するようした。したがって、特願２００２−１０５５７３で出願した新規な高強度耐熱鋼を溶接することが可能となり、当該高強度耐熱鋼を溶接することが製作上必要となるボイラなどの大型高温装置を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶接継手の作製状態を示す構成図。
【符号の説明】
１，２  母材
３  裏当金
θ  開先角度
【図１】
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