铁素体系耐热钢焊接接头的制造方法与流程

本申请涉及铁素体系耐热钢焊接接头的制造方法。
背景技术：
：近年来，在火力发电中为了提高热效率，蒸气条件的高温高压化取得进展，将来正计划650℃、350气压这样的超超临界压条件下的作业。铁素体系耐热钢由于不仅比奥氏体系耐热钢或ni基耐热钢廉价，而且具有热膨胀系数小这样的作为高温用钢的优点，因此被广泛利用。关于铁素体系耐热钢，为了应对将来的蒸气条件的严酷化，例如如专利文献1或专利文献2那样提出了通过将w和mo的含量最优化、并且含有co及b而谋求了高强度化的材料。另外，如专利文献3中公开的那样提出了各种通过积极地有效利用在马氏体板条界面中析出的碳化物或金属间化合物相而谋求了高强度化的材料等。进而，最近，提出了各种以抑制使用铁素体系耐热钢作为焊接结构物时的课题即焊接接头的焊接热影响部(以下，也简称为“haz”)的蠕变强度降低为目的的铁素体系耐热钢。例如，在专利文献4中公开了一种铁素体系耐热钢，其中，通过含有0.003％～0.03％的b，抑制haz中的细粒化从而能够抑制haz中的蠕变强度降低。另外，在专利文献5及专利文献6中分别公开了一种铁素体系耐热钢，其中，通过含有大量的b，并且与焊接线能量或b的含量相应地调整c的含量，能够抑制haz的强度降低，并且防止焊接时的液化裂纹。可是，这些含有大量的b的铁素体系耐热钢一般进行焊接而使用。因此，作为在焊接时使用的焊接材料，例如在专利文献7中提出了一种铁素体系耐热钢用焊接材料，其中，通过含有0.0005％～0.006％的b，并且将(mo+w)/(ni+co)调整为规定的范围，从而谋求了蠕变强度与韧性的兼顾。另外，在专利文献8中提出了一种铁素体系耐热钢用焊接材料，其中，通过任选地含有0.0005％～0.006％的b，并且除了(mo+w)/(ni+co)及(0.5×co+0.5×mn+ni)以外，调整cr当量，从而谋求了蠕变强度与韧性的兼顾。另外，在专利文献9中提出了一种铁素体系耐热钢用焊接材料，其中，通过含有b：0.007％～0.015％，并且将(cr+6si+1.5w+11v+5nb+10b-40c-30n-4ni-2co-2mn)调整为规定的范围，从而兼顾优异的蠕变强度和韧性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平4-371551号公报专利文献2：日本特开平4-371552号公报专利文献3：日本特开2002-241903号公报专利文献4：日本特开2004-300532号公报专利文献5：日本特开2010-7094号公报专利文献6：国际公开第2008/149703号专利文献7：日本特开平8-187592号公报专利文献8：日本特开平9-308989号公报专利文献9：国际公开第2017/104815号技术实现要素：发明所要解决的课题可是，在这些含有大量的b的铁素体系耐热钢的焊接中，为了稳定地获得优异的蠕变强度，有时也使用ni基耐热合金用焊接材料。然而，有时在焊接金属中产生结晶裂纹。本申请是鉴于上述现状而进行的，目的是提供在将含有大量的b的铁素体系耐热钢母材进行多层焊接时、即使使用ni基耐热合金用焊接材料也能够稳定地抑制结晶裂纹的铁素体系耐热钢焊接接头的制造方法。用于解决课题的手段鉴于上述的状况反复进行了研究，结果是本发明人等发现，通过以下的手段可解决上述课题。<1>一种铁素体系耐热钢焊接接头的制造方法，其包括将含有0.006质量％～0.023质量％的b的铁素体系耐热钢母材用ni基耐热合金用焊接材料进行多层焊接的多层焊接工序，以上述多层焊接工序中的根部焊接后并且第二层焊接前的焊接部的横截面中的熔融的上述铁素体系耐热钢母材的面积[sbm]与焊接金属的面积[swm]之比相对于上述铁素体系耐热钢母材中含有的b的质量％[％bbm]满足下述(1)式的焊接条件进行根部焊接。0.1≤[sbm]/[swm]≤-50×[％bbm]+1.3(1)<2>根据<1>所述的铁素体系耐热钢焊接接头的制造方法，其中，上述铁素体系耐热钢母材以质量％计含有c：0.04％～0.15％、si：0.05％～0.80％、mn：0.10％～1.00％、p：0％～0.020％、s：0％～0.010％、cr：8.0％～10.0％、mo及w中的至少一种合计：0.5％～4.0％、nb及ta中的至少一种合计：0.02％～0.30％、v：0.05％～0.40％、b：0.006％～0.023％n：0.002％～0.025％、al：0％～0.030％、以及o：0％～0.020％，剩余部分由fe及杂质构成。<3>根据<2>所述的铁素体系耐热钢焊接接头的制造方法，其中，上述铁素体系耐热钢母材以质量％计含有选自下述组中的至少一种元素来代替上述fe的一部分。组co：4.0％以下、ni：1.00％以下、cu：1.0％以下、ti：0.30％以下、ca：0.050％以下、mg：0.050％以下、rem：0.100％以下<4>根据<1>～<3>中任一项所述的铁素体系耐热钢焊接接头的制造方法，其中，上述ni基耐热合金用焊接材料以质量％计含有c：0.005％～0.180％、si：0.02％～1.20％、mn：0.02％～4.00％、p：0％～0.020％、s：0％～0.010％、co：0％～15.0％、cu：0％～0.80％、cr：16.0％～25.0％、mo：0％～12.0％、nb及ta中的至少一种合计：0％～4.50％、ti：0％～1.00％、fe：0％～6.00％、n：0％～0.050％、al：0.002％～1.800％、以及o：0％～0.020％，剩余部分由ni及杂质构成。发明效果根据本申请，即使是将含有大量的b的铁素体系耐热钢母材使用ni基耐热合金用焊接材料进行多层焊接的情况下，也可提供能够稳定地抑制结晶裂纹的铁素体系耐热钢焊接接头的制造方法。附图说明图1是表示本申请的铁素体系耐热钢焊接接头的制造方法中的根部焊接后并且第二层焊接前的焊接部的横截面的概略截面图。图2是表示实施例中实施了坡口加工的板材的形状的概略截面图。具体实施方式以下，对本申请的实施方式的铁素体系耐热钢焊接接头的制造方法进行详述。在本说明书中的说明中，各元素的含量的“％”表述是指“质量％”。在本说明书中，使用“～”表示的数值范围只要没有特别说明，则是指包含“～”的前后记载的数值作为下限值及上限值的范围。将含量记载为“0％～x％”(x为数值)的元素为任选元素，是指也可以不含该元素(即，0％)，也可以以超过0％且为x％以下的范围包含。[铁素体系耐热钢焊接接头的制造方法]本申请的铁素体系耐热钢焊接接头的制造方法包括将含有0.006％～0.023％的b的铁素体系耐热钢母材用ni基耐热合金用焊接材料进行多层焊接的多层焊接工序。而且，以上述多层焊接工序中的根部焊接后并且第二层焊接前的焊接部的横截面中的熔融的上述铁素体系耐热钢母材的面积[sbm]与焊接金属的面积[swm]之比相对于上述铁素体系耐热钢母材中含有的b的质量％[％bbm]满足下述(1)式的焊接条件进行根部焊接。0.1≤[sbm]/[swm]≤-50×[％bbm]+1.3(1)本发明人等为了解决上述的课题而进行了详细的调查。其结果是，以下叙述的认识变得清楚。(1)在将含有0.006％～0.023％的b的铁素体系耐热钢母材使用ni基耐热合金用焊接材料进行焊接的情况下，在根部的焊接金属中容易产生结晶裂纹。其理由是由于：通过在焊接时母材熔融，母材中所含的b流入焊接金属中。(2)获知为了抑制根部焊接金属中产生的结晶裂纹，需要根据铁素体系耐热钢用母材的b的含量将母材向根部焊接金属中的熔融量管理为规定的范围。具体而言，已知了：需要将根部焊接后并且第二层焊接前的焊接部的横截面中的熔融的铁素体系耐热钢母材的面积[sbm]与焊接金属(根部焊接金属)的面积[swm]之比相对于铁素体系耐热钢母材中含有的b的量(质量％)[％bbm]设定为{-50×[％bbm]+1.3}以下。这里，对通过{-50×[％bbm]+1.3}的式子来规定比[sbm]/[swm]的上限值的理由进行说明。即，关于该关系，使用b的含量[％bbm]不同的各种铁素体系耐热钢母材进行试验，调查比[sbm]/[swm]与结晶裂纹发生有无的关系，结果通过实验导出：在[sbm]/[swm]小于{-50×[％bbm]+1.3}的情况下，能够抑制结晶裂纹。(3)获知抑制铁素体系耐热钢母材的熔融对于稳定的结晶裂纹的抑制是有效的，另一方面，在极端地抑制母材的熔融的情况下，变得容易产生别的焊接缺陷、所谓的熔合不良或背面(uranami)不良。而且，一并已知了：为了抑制上述问题，按照根部焊接后并且第二层焊接前的焊接部的横截面中的熔融的铁素体系耐热钢母材的面积[sbm]与焊接金属(根部焊接金属)的面积[swm]之比成为0.1以上的方式管理根部焊接是有效的。根据以上的认识，在本申请中，限定铁素体系耐热钢焊接接头的制造方法的理由如下所述。在将含有0.006％～0.023％的b的铁素体系耐热钢母材使用ni基耐热合金用焊接材料进行多层焊接的情况下，根部焊接后并且第二层焊接前的焊接部的横截面中的熔融的铁素体系耐热钢母材的面积[sbm]与焊接金属(根部焊接金属)的面积[swm]之比[sbm]/[swm]根据铁素体系耐热钢母材中含有的b的质量％[％bbm]而设定为{-50×[％bbm]+1.3}以下。认为如果比[sbm]/[swm]为{-50×[％bbm]+1.3}以下，则即使在根部焊接中b从母材流入焊接金属中，也由于在最终凝固部的残留液相中富集的b量变少，因此可抑制凝固温度的降低。由此，可抑制根部焊接金属中的结晶裂纹。若比[sbm]/[swm]超过{-50×[％bbm]+1.3}，则在根部焊接中b从母材过量地流入焊接金属中。认为过量地流入焊接金属中的b在焊接金属的凝固时在最终凝固部的残留液相中富集，使凝固温度降低而产生结晶裂纹。为了抑制焊接金属的结晶裂纹，比[sbm]/[swm]越小越优选，但若低于0.1，则由于母材的熔融量变小，因此变得容易产生熔合不良或背面不良。因此，将比[sbm]/[swm]设定为0.1以上。进一步优选为0.2以上。由于上述理由，将比[sbm]/[swm]的优选的范围规定为下述(1)式。0.1≤[sbm]/[swm]≤-50×[％bbm]+1.3(1)·比[sbm]/[swm]的控制方法比[sbm]/[swm]可以通过恰当地管理根部焊接时的焊接条件、例如焊接线能量、焊接材料的供给速度、坡口形状、间隙、焊接方法及保护气体种等而设定为规定的范围。·[sbm]、[swm]的测定方法[sbm]及[swm]如下求出。即，显现出根部焊接后并且第二层焊接前的焊接部的横截面。例如，显现出的横截面成为图1中所示那样的截面。对于该横截面，可以通过图像解析而求出焊接金属(根部焊接金属)4的面积[swm]及从原来的坡口形状熔融的铁素体系耐热钢母材的面积[sbm]。需要说明的是，上述横截面设定为与对接的母材2a及2b彼此的对接面正交的方向的截面。上述横截面的显现是将根部焊接后并且第二层焊接前的焊接部中的稳态部、即除了起弧部及弧坑部以外的稳定地形成有焊道的部位切断而显现出。焊接金属(根部焊接金属)4的面积[swm]是指根部焊接后并且第二层焊接前的焊接部的上述横截面中的焊接金属4(也包含认为通过母材2a及2b的根部焊接而熔融的部分)的面积。熔融的铁素体系耐热钢母材的面积[sbm]是指认为通过母材2a及2b的根部焊接而熔融的部分的根部焊接前的面积。横截面的图像解析具体而言如以下那样操作而进行。为了从上述的显现出的焊接部横截面的图像数据将焊接金属4部分、即相当于面积[swm]的区域与其他的区域识别而进行区分。为了在图像数据上从坡口加工时的几何学信息将母材2a及2b中的根部焊接时熔融的部分、即相当于面积[sbm]的区域同样地与其他的区域识别而进行区分。然后，使用市售的图像解析处理软件来测定分别区分的区域的面积。其次，本申请中使用的铁素体系耐热钢用母材的化学组成只要是b的含量为0.006％～0.023％的钢组成则没有特别限定，但优选为以下所示的组成。在以下的说明中，各元素的含量的“％”表述是指“质量％”。b：0.006％～0.023％b对于获得马氏体组织而言是有效的，并且在高温下的使用中使碳化物微细分散于旧奥氏体边界及马氏体板条边界中，抑制组织的恢复，大大有助于蠕变强度的提高。另外，是对于减轻焊接热影响部的蠕变强度的降低也有效的元素。为了获得该效果，含有0.006％以上。然而，若过量地含有，则在焊接中流入焊接金属中，提高结晶裂纹敏感性，并且导致韧性降低。因此，将上限设定为0.023％。b含量的优选的下限为0.007％，优选的上限为0.018％，进一步优选的下限为0.008％，进一步优选的上限为0.015％。c：0.04％～0.15％c对于获得马氏体组织而言是有效的，并且在高温使用时生成微细的碳化物，有助于确保蠕变强度。为了充分获得该效果，只要含有0.04％以上即可。然而，由于在超过0.15％而含有的情况下，蠕变强度提高的效果饱和，因此设定为0.15％以下。c含量的优选的下限为0.05％，优选的上限为0.13％。进一步优选的下限为0.07％，进一步优选的上限为0.11％。si：0.05％～0.80％si作为脱氧剂而含有，但是对于耐水蒸汽氧化特性有效的元素。为了获得该效果，含有0.05％以上。然而，在过量地含有的情况下，导致蠕变延展性及延展性的降低。因此，si的含量设定为0.80％以下。si含量的优选的下限为0.10％，优选的上限为0.60％。进一步优选的下限为0.20％，进一步优选的上限为0.50％。mn：0.10％～1.00％mn与si同样作为脱氧剂而含有，但是对于获得马氏体组织也具有效果的元素。为了获得该效果，含有0.10％以上。然而，由于在过量地含有mn的情况下，导致蠕变脆化，因此mn的含量设定为1.00％以下。mn含量的优选的下限为0.20％，优选的上限为0.80％。进一步优选的下限为0.30％，进一步优选的上限为0.70％。p：0％～0.020％p作为杂质而含有，若过量地含有则使蠕变延展性降低。因此，p的含量设定为0.020％以下。p的含量优选设定为0.018％以下，进一步更优选设定为0.016％以下。p的含量越少越好，即含量也可以为0％，但极度的降低会使材料成本极端增大。因此，p含量的优选的下限为0.0005％，进一步优选的下限为0.001％。s：0％～0.010％s与p同样作为杂质而含有，若过量地含有则使蠕变延展性降低。因此，s的含量设定为0.010％以下。s的含量优选设定为0.008％以下，进一步更优选设定为0.005％以下。s的含量越少越好，即含量也可以为0％，但极度的降低会使制造成本极端增大。因此，s含量的优选的下限为0.0002％。cr：8.0％～10.0％cr是为了确保高温下的耐水蒸汽氧化性及耐蚀性有效的元素。另外，在高温下的使用中作为碳化物析出，还有助于蠕变强度的提高。为了充分获得这些效果，只要含有8.0％以上的cr即可。然而，由于若过量地含有，则使碳化物的稳定性降低而蠕变强度降低，因此cr的含量设定为10.0％以下。cr含量的优选的下限为8.3％，优选的上限为9.8％。进一步优选的下限为8.5％，进一步优选的上限为9.5％。mo及w中的至少一种合计：0.5％～4.0％mo及w均是在基体中作为固溶或金属间化合物在长时间使用中析出、有助于确保高温下的蠕变强度的元素。为了获得该效果，只要含有合计0.5％以上的至少一种即可。然而，若超过4.0％而含有，则蠕变强度提高的效果饱和，并且由于是非常高价的元素，因此使材料成本增大。因此，设定为4.0％以下。优选的下限为0.8％，优选的上限为3.8％。进一步优选的下限为1.0％，进一步优选的上限为3.5％。nb及ta中的至少一种合计：0.02％～0.30％nb及ta在高温下的使用中作为微细的碳氮化物在粒内析出，有助于蠕变强度的提高。为了获得该效果，只要含有合计0.02％以上的至少一种即可。然而，若含量变得过量，则大量并且粗大地析出，导致蠕变强度及蠕变延展性的降低。因此，将0.30％设定为上限。含量的优选的下限为0.04％，优选的上限为0.25％。进一步优选的下限为0.06％，进一步优选的上限为0.20％。v：0.05％～0.40％v与nb及ta同样在高温下的使用中作为微细的碳氮化物在粒内析出，有助于蠕变强度的提高。为了获得该效果，含有0.05％以上。然而，若含量变得过量，则大量并且粗大地析出，导致蠕变强度及蠕变延展性的降低。因此，v的含量将0.40％设定为上限。优选的下限为0.10％，优选的上限为0.35％。进一步优选的下限为0.15％，进一步优选的上限为0.25％。n：0.002％～0.025％n在高温下的使用中作为微细的氮化物在粒内微细地析出，有助于蠕变强度的提高。为了获得该效果，含有0.002％以上。然而，若过量地含有，则导致氮化物的粗大化，导致蠕变延展性的降低。因此，n的含量将0.025％设定为上限。优选的下限为0.004％，优选的上限为0.020％。进一步优选的下限为0.006％，进一步优选的上限为0.015％。al：0％～0.030％al作为脱氧剂而含有，但若大量地含有则显著损害干净性，使加工性劣化。另外，从蠕变强度的观点出发也不优选。因此，al的含量设定为0.030％以下。优选为0.025％以下，进一步优选为0.020％以下。下限没有必要特别设定，即含量也可以为0％，但极度的降低会使制造成本增大。因此，也可以超过0％，优选设定为0.001％以上。这里所谓的al是指sol.al(固溶al)。o：0％～0.020％o作为杂质而存在，但在大量地含有的情况下，使加工性降低。因此，o的含量设定为0.020％以下。优选为0.018％以下，进一步优选为0.015％以下。下限没有必要特别设定，即含量也可以为0％，但极度的降低会使制造成本增大。因此，也可以超过0％，优选设定为0.001％以上。进而，本申请中使用的铁素体系耐热钢用母材也可以含有属于下述的第1组～第3组中的至少1组的至少一种元素来代替母材中所含的fe的一部分。下文叙述其限定理由。第1组co：4.0％以下、ni：1.00％以下、cu：1.0％以下co：4.0％以下(0％～4.0％)co含量也可以为0％，由于是对于获得马氏体组织、提高蠕变强度而言有效的元素，因此也可以含有。然而，若过量地添加，则蠕变强度及蠕变延展性反而降低。此外，由于是非常高价的元素，因此使材料成本增大。因此，co的含量设定为4.0％以下。优选的上限为3.8％，进一步优选的上限为3.5％。含有时的优选的下限为0.05％，进一步优选的下限为0.1％。ni：1.00％以下(0％～1.00％)ni含量也可以为0％，与co同样由于对于获得马氏体组织而言是有效的，因此也可以根据需要而含有。然而，由于在上述的co含量范围内，即使超过1.00％而含有，其效果也饱和，并且是高价的元素，因此将1.00％设定为上限。优选的上限为0.80％，进一步优选为0.60％以下。含有时的优选的下限为0.05％，进一步优选的下限为0.10％。cu：1.0％以下(0％～1.0％)cu含量也可以为0％，与co及ni同样对于马氏体组织的生成是有效的，因此也可以根据需要而含有。然而，由于若超过1.0％而含有，则会使蠕变延展性降低，因此设定为1.0％以下。优选的上限为0.8％，进一步优选为0.6％以下。含有时的优选的下限为0.05％，进一步优选的下限为0.1％。第2组ti：0.30％以下(0％～0.30％)ti含量也可以为0％，由于与nb、v及ta同样在高温下的使用中作为微细的碳氮化物在粒内析出，有助于蠕变强度的提高，因此也可以根据需要而含有。然而，若含量变得过量，则大量并且粗大地析出，导致蠕变强度及蠕变延展性的降低。因此，将0.30％设定为上限。进一步优选为0.20％以下。含有时的优选的下限为0.02％，进一步优选的下限为0.04％。第3组ca：0.050％以下、mg：0.050％以下、rem：0.100％以下ca：0.050％以下(0％～0.050％)ca含量也可以为0％，由于具有改善制造时的热加工性的效果，因此也可以根据需要而添加。然而，由于过量的添加会与氧结合，使干净性显著降低，反而使热加工性劣化，因此设定为0.050％以下。优选为0.030％以下，进一步优选为0.020％以下。含有时的优选的下限为0.0005％。进一步优选的下限为0.001％。mg：0.050％以下(0％～0.050％)mg含量也可以为0％，由于与ca同样具有改善制造时的热加工性的效果，因此也可以根据需要而添加。然而，由于过量的添加会与氧结合，使干净性显著降低，反而使热加工性劣化，因此设定为0.050％以下。优选为0.030％以下，进一步优选为0.020％以下。含有时的优选的下限为0.0005％。进一步优选的下限为0.001％。rem：0.100％以下(0％～0.100％)rem含量也可以为0％，由于与ca及mg同样具有改善制造时的热加工性的效果，因此也可以根据需要而添加。然而，由于过量的添加会与氧结合，使干净性显著降低，反而使热加工性劣化，因此设定为0.100％以下。优选为0.080％以下，进一步优选为0.060％以下。含有时的优选的下限为0.010％。进一步优选的下限为0.020％。所谓“rem”是sc、y及镧系元素的合计17元素的总称，rem的含量是指rem中的1种或2种以上的元素的合计含量。关于rem，一般含有于混合稀土合金中。因此，例如也可以以混合稀土合金的形式添加，按照rem的量成为上述的范围的方式含有。本申请中使用的ni基耐热合金用焊接材料的化学组成没有特别限定，但优选为以下所示的组成。在以下的说明中，各元素的含量的“％”表述是指“质量％”。c：0.005％～0.180％c是奥氏体生成元素，是对于提高焊接金属的高温使用时的奥氏体组织的稳定性而言有效的元素。为了获得其效果，含有0.005％以上。然而，若过量地含有，则作为碳化物而大量地析出，使蠕变延展性或高温下的耐蚀性降低。因此，c的含量设定为0.180％以下。优选的下限为0.008％，优选的上限为0.150％。进一步优选的下限为0.010％，进一步优选的上限为0.120％。si：0.02％～1.20％si作为脱氧剂而添加，但是对于焊接金属的耐水蒸汽氧化特性有效的元素。为了获得该效果，含有0.02％以上。然而，由于若过量地含有，则使焊接金属的结晶裂纹敏感性增大，因此si的含量将1.20％设定为上限。优选的下限为0.05％，优选的上限为1.00％。进一步优选的下限为0.1％，进一步优选的上限为0.80％。mn：0.02％～4.00％mn与si同样地作为脱氧剂而添加，但是对于提高焊接金属的高温下的组织的稳定性而言有效的元素。为了获得其效果，含有0.02％以上。然而，由于若过量地含有则导致脆化，因此mn的含量设定为4.00％以下。优选的下限为0.05％，优选的上限为3.50％。进一步优选的下限为0.08％，进一步优选的上限为3.00％。p：0％～0.020％p作为杂质而含有，在焊接金属的凝固时使结晶裂纹敏感性增大，并且导致蠕变延展性的降低。因此，p的含量设定为0.020％以下。p的含量优选设定为0.018％以下，进一步优选设定为0.016％以下。p的含量越少越好，即含量也可以为0％，但极度的降低会使材料成本极端增大。因此，p含量的优选的下限为0.0005％，进一步优选的下限为0.001％。s：0％～0.010％s与p同样作为杂质而含有，在焊接金属的凝固时使结晶裂纹敏感性增大，并且导致蠕变延展性的降低。因此，s的含量设定为0.010％以下。s的含量优选设定为0.008％以下，进一步优选设定为0.005％以下。s的含量越少越好，即含量也可以为0％，但极度的降低会使制造成本极端增大。因此，s含量的优选的下限为0.0001％，进一步优选的下限为0.0002％。co：0％～15.0％co也可以在焊接材料中未必含有，但由于是对于将焊接金属的高温下的组织稳定化、使蠕变强度提高而言有效的元素，因此也可以含有。然而，若过量地添加，则蠕变强度及蠕变延展性反而降低。此外，由于是非常高价的元素，因此使材料成本增大。因此，将上限设定为15.0％。优选的上限为14.5％，进一步优选的上限为14.0％。含量也可以为0％，但也可以超过0％，含有时的优选的下限为0.02％，进一步优选的下限为0.05％。cu：0％～0.80％cu与co同样也可以在焊接材料中未必含有，但由于是对于将焊接金属的高温下的组织稳定化、使蠕变强度提高而言有效的元素，因此也可以含有。然而，若过量地添加，则蠕变延展性反而降低。因此，将上限设定为0.80％。优选的上限为0.60％，进一步优选的上限为0.50％。含量也可以为0％，但也可以超过0％，含有时的优选的下限为0.02％，进一步优选的下限为0.05％。cr：16.0％～25.0％cr是对焊接金属的高温下的耐水蒸汽氧化性及耐蚀性有效的元素。另外，在高温下的使用中作为碳化物而析出，还有助于蠕变强度的提高。为了获得这些效果，含有16.0％以上。然而，由于若过量地含有，则使高温下的组织稳定性降低而蠕变强度降低，因此cr的含量设定为25.0％以下。cr含量的优选的下限为16.5％，优选的上限为24.5％。进一步优选的下限为17.0％，进一步优选的上限为24.0％。mo：0％～12.0％mo也可以在焊接材料中未必含有，但由于是固溶于基体中、有助于确保焊接金属的高温下的蠕变强度的元素，因此也可以含有。然而，过量的含有会使高温下的组织稳定性降低，反而使蠕变强度降低。因此，设定为12.0％以下。优选的上限为11.5％，进一步优选的上限为11.0％。含量也可以为0％，但也可以超过0％，含有时的优选的下限为0.02％，进一步优选的下限为0.05％。nb及ta中的至少一种合计：0％～4.50％nb及ta由于在高温下的使用中作为微细的碳氮化物在粒内析出，有助于焊接金属的蠕变强度的提高，因此也可以含有。然而，若含量变得过量，则大量并且粗大地析出，反而导致蠕变强度及蠕变延展性的降低。因此，将4.50％设定为上限。优选的上限为4.20％，进一步优选的上限为4.00％。含量也可以为0％，但也可以超过0％，含有时的优选的下限为0.02％，进一步优选的下限为0.05％。ti：0％～1.00％ti与nb及ta同样也可以在焊接材料中未必含有，但由于在高温下的使用中作为微细的碳氮化物在粒内析出，有助于焊接金属的蠕变强度的提高，因此也可以含有。然而，若含量变得过量，则大量并且粗大地析出，反而导致蠕变强度及蠕变延展性的降低。因此，将1.00％设定为上限。优选的上限为0.90％，进一步优选的上限为0.80％。含量也可以为0％，但也可以超过0％，含有时的优选的下限为0.02％，进一步优选的下限为0.05％。fe：0％～6.00％fe也可以在焊接材料中未必含有，但由于具有在焊接材料的制造时改善热时的变形能力的效果，因此也可以含有。然而，在过量地含有的情况下，合金的热膨胀系数变大，并且耐水蒸汽氧化性也劣化。其含量将6.00％设定为上限。优选为5.50％以下，进一步优选为5.00％以下。含量也可以为0％，但也可以超过0％，含有时的优选的下限为0.01％，进一步优选的下限为0.02％。n：0％～0.050％n是对于提高高温下的焊接金属组织稳定性而言有效的元素，但由于在过量地含有的情况下，在高温下的使用中导致大量的氮化物的析出，使韧性及延展性降低，因此设定为0.050％以下。n的含量优选设定为0.030％以下，进一步优选设定为0.010％以下。n含量的下限不特别设定，即含量也可以为0％，但也可以超过0％，优选的下限为0.0005％，进一步优选的下限为0.001％。al：0.002％～1.800％al与ni结合而作为金属间化合物在粒内微细地析出，有助于焊接金属的蠕变强度提高。为了获得该效果，含有0.002％以上。另一方面，若过量地含有则导致金属间化合物相的过量的析出，使韧性降低。因此，al含量设定为1.800％以下。al含量的优选的下限为0.005％，优选的上限为1.600％。进一步优选的下限为0.010％，进一步优选的上限为1.500％。o：0％～0.020％o作为杂质而含有，但在大量地含有的情况下，使焊接金属的延展性降低。因此，将0.020％设定为上限。o的含量优选设定为0.015％以下，进一步优选设定为0.010％以下。o的含量优选尽可能降低，即含量也可以为0％，但由于极度的降低会导致材料成本的增大，因此也可以超过0％，优选的下限为0.0005％。进一步优选的下限为0.001％。在实施本申请的铁素体系耐热钢焊接接头的制造方法的情况下，例如，使用具有上述的化学组成的铁素体系耐热钢母材和ni基耐热合金用焊接材料，调整母材的坡口形状、间隙、焊接方法、焊接材料的供给速度、焊接线能量、保护气体种等焊接条件而进行根部焊接。接着，通过图像处理而测定根部焊接后的焊接部横截面中的熔融的母材的面积[sbm]和焊接金属的面积[swm]，求出其比[sbm]/[swm]，找到满足式(1)的焊接条件。以满足式(1)的焊接条件进行根部焊接，接着进行第二层以后的焊接而进行多层焊接。·用途具有通过本申请的铁素体系耐热钢焊接接头的制造方法而制造的铁素体系耐热钢焊接接头的焊接结构物例如被用于发电用锅炉等在高温下使用的设备。作为在高温下使用的焊接结构物的例子，例如可列举出煤炭火力发电厂、石油火力发电厂、垃圾焚烧发电厂及生物质发电厂等的锅炉用配管；石油化工厂中的分解管等。这里，本申请中的“在高温下的使用”可列举出例如在350℃～700℃(进而400℃～650℃)的环境中使用的方式。实施例以下，通过实施例对本申请的铁素体系耐热钢焊接接头的制造方法更具体地进行说明，但本申请的铁素体系耐热钢焊接接头的制造方法并不限定于这些实施例。由将具有表1中所示的化学组成的a～h的材料在实验室中熔化而浇铸的锭，通过热锻造、热轧进行成型、淬火、回火的热处理后，加工成板厚12mm、宽度50mm、长度200mm的板材，制作为焊接母材用。表1剩余部分：fe及杂质符号csimnpscrmownbtavbnalo其他a0.090.290.450.0160.0029.0-3.40.050.050.190.0100.0080.0080.008co：3.4，rem：0.037b0.080.200.700.0150.0019.51.1-0.06-0.240.0080.0100.0100.007ni：0.05.ca：0.001c0.100.330.510.0170.0028.80.51.70.08-0.160.0060.0090.0100.007-d0.110.490.590.0180.0058.60.12.80.060.070.180.0180.0090.0080.008c0：3.0，ti：0.04，mg：0.001e0.090.350.440.0190.0018.90.61.80.060.050.160.0240.0100.0110.007-f0.090.280.380.0150.00210.00.8-0.03-0.120.0040.0110.0110.008-g0.100.350.650.0140.0019.1-3.20.04-0.200.0220.0080.0090.007-h0.090.260.540.0150.0019.2-3.30.050.020.180.0090.0080.0090.007co：3.1cu：0.04沿上述的焊接母材用板材的长度方向加工图2的u坡口后对接，使用具有表2中所示的化学组成的外径1.2mm的符号1～3的ni基耐热合金用焊接材料，通过将保护气体设定为ar的自动气体钨电弧焊进行根部焊接。在焊接时，使线能量在6～10kj/cm变化，使焊接材料的供给速度在2.5～7.5mm/秒各种变化。对所得到的焊接接头的焊接金属表面进行渗透探伤试验，确认有无裂纹后，通过上述的方法显现出焊接部的横截面，通过图像处理而测定根部焊接后的焊接部横截面中的熔融的母材的面积[sbm]和焊接金属的面积[swm]，求出其比[sbm]/[swm]，评价与根部焊接金属的裂纹的关系。进而，通过目视来观察有无背面(uranami)形成。而且，将渗透探伤试验中无裂纹的指示花纹、并且形成有背面的焊接接头设定为“合格”。表2剩余部分：ni及杂质符号csimnpscocucrmonbtatifenalo10.030.152.970.0050.004-0.0320.2-2.310.08--0.0040.0090.00520.020.050.100.0040.001-0.0222.08.73.45-0.300.540.0050.200.00630.080.180.080.0030.00512.2-21.89.0--0.450.200.0041.120.004而且，对于合格的焊接接头符号中的几个符号，将线能量设定为12kj/cm，焊接材料的供给速度设定为5.5mm/秒，通过自动气体钨电弧焊进行层叠焊接。从所得到的焊接接头采集在平行部中央具有焊接金属的圆棒蠕变试验片。然后，以650℃、127mpa的条件进行蠕变断裂试验，将断裂时间超过1000小时的试验片设定为“合格”。将结果示于表3、表4、及表5中。焊接接头的蠕变断裂试验中的“-”是指未进行蠕变断裂试验。表3表4表5表3、表4及表5中一并示出上述各试验的结果。由表3、表4及表5获知，满足本申请中规定的条件的焊接接头符号在根部焊接时未产生焊接金属裂纹或背面未形成，并且，焊接接头也得到高的蠕变强度。与此相对，焊接接头替代符号a-1、a-11、a-16、a-21、d-1～d-4、d-6～d-7、d-11～d-15及g-1～g-3由于超过由熔融的母材的面积[sbm]与焊接金属的面积[swm]之比的关系式((1)式)决定的上限，因此在焊接金属中产生了裂纹。a-10、d-10及g-5由于熔融的母材的面积[sbm]与焊接金属的面积[swm]之比低于0.1，因此产生了背面未形成。进而，焊接接头替代符号e-1～e-10由于母材的b含量超过本申请的范围，因此无法兼顾焊接金属裂纹的抑制和背面形成。焊接接头替代符号f-1～f-5虽然可稳定地抑制焊接金属裂纹，但由于母材的b含量低于本申请的范围，因此未获得高的焊接接头的蠕变强度。获知仅在像这样满足本申请的必要条件的情况下，可获得健全的焊接接头。产业上的可利用性根据本申请，能够提供在将含有大量的b的铁素体系耐热钢母材使用ni基耐热合金用焊接材料进行多层焊接的情况下可稳定地抑制结晶裂纹的制造方法。符号的说明2a、2b母材4焊接金属(根部焊接金属)当前第1页12