耐氫脆敏感性優(yōu)異的焊接金屬的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種使用藥芯焊絲、利用氣體保護(hù)弧焊形成的焊接金屬,其具有規(guī)定的化學(xué)成分組成,存在2500個(gè)/mm2以上的殘留奧氏體粒子,并且殘留奧氏體粒子的體積百分率為4.0%以上。
【專(zhuān)利說(shuō)明】耐氫脆敏感性優(yōu)異的焊接金屬
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在焊接結(jié)構(gòu)物中所使用的焊接金屬中減小了對(duì)于氫脆的敏感性的 耐氫脆敏感性優(yōu)異的焊接金屬。具體來(lái)說(shuō),涉及如下的焊接金屬,即,在使用SSRT(Slow Strain Rate Technique)法評(píng)價(jià)耐氫脆敏感性時(shí),不僅是在使用小型試驗(yàn)片的情況下,即 使是在焊接金屬中使用了含有更多組織上的弱化部的大型試驗(yàn)片的情況下,耐氫脆敏感性 也優(yōu)異,優(yōu)選低溫韌性也良好。
【背景技術(shù)】
[0002] 在焊接高強(qiáng)度鋼時(shí),從防止焊接金屬部的冷裂的觀點(diǎn)考慮,需要嚴(yán)格地管理預(yù)熱/ 層間溫度,從而成為導(dǎo)致施工效率降低的原因。近年來(lái),焊接結(jié)構(gòu)物中所使用的鋼材逐漸高 強(qiáng)度化,在焊接金屬中對(duì)于高強(qiáng)度化的要求也在提高(例如HT780 :高強(qiáng)780MPa級(jí))。
[0003] 此種高強(qiáng)度化有使抗冷裂性降低的趨勢(shì),因而需要改善抗冷裂性。特別是,在使用 了藥芯焊絲的氣體保護(hù)弧焊中,為了具有優(yōu)異的焊接操作性,在利用該焊接法形成的焊接 金屬中,要求確??估淞研缘募夹g(shù)。
[0004] 對(duì)于如上所述的冷裂的原因推測(cè)是因?yàn)椋瑪U(kuò)散性氫在晶界中偏析,晶界強(qiáng)度降低 (以下將其稱(chēng)作"氫脆"),因而對(duì)于抗冷裂性的改善來(lái)說(shuō),重點(diǎn)是如何減少擴(kuò)散性氫。
[0005] 基于這樣的情況,為了提高焊接金屬的抗冷裂性,需要降低焊接金屬的對(duì)于氫脆 的敏感性。所以,提出過(guò)各種各樣的技術(shù)。
[0006] 例如,在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中,公開(kāi)有通過(guò)將氫捕集能力高的Mo碳化物(含有Mo的碳化 物)分散于焊接金屬內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)冷裂的防止的技術(shù)。但是,該技術(shù)中,為了將Mo碳化物分散, 需要采用在使鋼材對(duì)接后、從內(nèi)面?zhèn)冗M(jìn)行埋弧焊這樣的特殊的焊接方法,無(wú)法適用于鋼材 的普通焊接。
[0007] 另外在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中,提出過(guò)通過(guò)管理焊接施工時(shí)的冷卻時(shí)間來(lái)防止冷裂的技 術(shù)。該技術(shù)中,需要有與成分對(duì)應(yīng)的嚴(yán)格的施工管理,因而存在操作負(fù)擔(dān)高的問(wèn)題。
[0008] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3中,提出過(guò)通過(guò)將捕集擴(kuò)散性氫的殘留奧氏體百分率在焊接金屬中設(shè) 為1 %以上來(lái)防止冷裂的技術(shù)。但是,該技術(shù)是以鋼管的雙面單層縫焊為前提,無(wú)法適用于 鋼材的普通焊接。
[0009] 專(zhuān)利文獻(xiàn)4中,提出過(guò)通過(guò)減小擴(kuò)散性氫量、并且恰當(dāng)?shù)乜刂茝?qiáng)度和化學(xué)成分組 成來(lái)改善抗冷裂性的技術(shù)。但是,在該技術(shù)中,由于應(yīng)該滿足的強(qiáng)度級(jí)別受到成分的影響, 因此在實(shí)際的施工時(shí)適用部位受到限制。
[0010] 雖然如上所述的此前提出的技術(shù)都是以改善抗冷裂性為目的的技術(shù),然而在實(shí)際 的焊接施工中,由于各種的要因而有可能增加焊接金屬中的氫量,因此作為更加本質(zhì)的方 向,需要改善耐氫脆敏感性。
[0011] 另外,近年來(lái),在海洋結(jié)構(gòu)物中所用的焊接金屬中,HT780級(jí)的應(yīng)用也在擴(kuò)大。就 這些焊接金屬而言,為了耐受寒冷地區(qū)的使用,除了當(dāng)然要求在780MPa級(jí)強(qiáng)度下的耐氫脆 敏感性方面優(yōu)異以外,優(yōu)選在低溫韌性方面也優(yōu)異。
[0012] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0013] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0014] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2005-40816號(hào)公報(bào)
[0015] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2003-33876號(hào)公報(bào)
[0016] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2002-115032號(hào)公報(bào)
[0017] 專(zhuān)利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)平11-147196號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0018] 發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0019] 本發(fā)明是鑒于上述事情而完成的,其目的在于,提供一種即使是大于780MPa的高 強(qiáng)度、耐氫脆敏感性也優(yōu)異、不會(huì)產(chǎn)生冷裂的焊接金屬,還優(yōu)選提供在低溫韌性方面也優(yōu)異 的焊接金屬。
[0020] 用于解決問(wèn)題的方法
[0021] 可以解決上述問(wèn)題的本發(fā)明的耐氫脆敏感性優(yōu)異的焊接金屬是使用藥芯焊絲、利 用氣體保護(hù)弧焊形成的焊接金屬,其主旨在于,分別含有C :0. 02?0. 12% ("質(zhì)量%"的意 思。對(duì)于化學(xué)成分組成來(lái)說(shuō),以下相同)、Si :0. 10?2. 00%、Μη:0. 90?2. 5%、Ni :0. 20? 3. 5%、Ti :0· 040 ?0· 15%、N :0· 015% 以下(不包含 0% )、以及 0 :0· 030 ?0· 10%,余量 包含鐵及不可避免的雜質(zhì),存在2500個(gè)/mm2以上的殘留奧氏體粒子,并且殘留奧氏體粒子 的體積百分率為4.0%以上,而且以下述(1)式表示的β值為75以上。
[0022] β 值=320Χ [C]+50X [Si]+15X [Mn]+10X [Ni]+28X [Μο] · · · (1)
[0023] 其中,[C]、[Si]、[Mn]、[Ni]及[Mo]分別指(:^^以附及此的含量丨質(zhì)量%)。
[0024] 在上述個(gè)數(shù)密度的測(cè)定時(shí),成為對(duì)象的殘留奧氏體粒子的大小為測(cè)定極限以上 (以當(dāng)量圓直徑計(jì)大于〇·15μπι的)的尺寸。
[0025] 在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中,將Mo控制為小于0. 05%。
[0026] 在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中,分別滿足Si :0. 10?0.5%及Ni :1. 0?2.0%,并 且以下述(2)式規(guī)定的α值為3. 2以上。根據(jù)上述實(shí)施方式,還可以實(shí)現(xiàn)低溫韌性也優(yōu)異 的(具體來(lái)說(shuō),就是_40°C下的沖擊吸收能vE-4(l大于85J)焊接金屬。
[0027] α 值=[Mn] + [Ni] + (2X [Mo]) + (16X [Ti])-(12X [0]) · · · (2)
[0028] 其中,[Mn]、[Ni]、[Mo]、[Ti]及[0]分別指此、附、厘〇、11及0的含量(質(zhì)量%)。
[0029] 在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中,在含有20質(zhì)量%以上的Ti的氧化物粒子中,存在 5000個(gè)/mm 2以上的當(dāng)量圓直徑:0. 15?1. 0 μ m的粒子。上述的所謂"當(dāng)量圓直徑",是著 眼于在光學(xué)顯微鏡的觀察面上看到的殘留奧氏體粒子、氧化物粒子的大小,假定為與其面 積相等的圓的直徑。
[0030] 在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中,還含有選自Cr :2. 0%以下(不包含0%)、V: 0.60%以下(不包含0% )、Nb :0· 15%以下(不包含0% )及Cu :1.0%以下(不包含0% ) 中的1種以上。
[0031] 本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中,還含有A1 :0.020%以下(不包含0% )和/或Zr: 0· 10%以下(不包含0% )。
[0032] 在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中,還含有B :0.0050%以下(不包含0% )。
[0033] 發(fā)明的效果
[0034] 根據(jù)本發(fā)明,由于恰當(dāng)?shù)乜刂屏嘶瘜W(xué)成分組成,并且恰當(dāng)?shù)乜刂屏藲埩魥W氏體粒 子的個(gè)數(shù)密度及體積百分率,因此即使是大于780MPa的高強(qiáng)度,也可以實(shí)現(xiàn)耐氫脆敏感性 優(yōu)異的焊接金屬。優(yōu)選通過(guò)更加嚴(yán)格地規(guī)定Si及Ni的含量,并且滿足Mn、Ni、Mo、Ti及0 的含量中所給定的規(guī)定的關(guān)系式,可以實(shí)現(xiàn)低溫韌性也優(yōu)異的焊接金屬。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1是表示制作焊接金屬時(shí)的坡口形狀的概略說(shuō)明圖。
[0036] 圖2是表示圓棒試驗(yàn)片的提取位置的概略說(shuō)明圖。
[0037] 圖3是表示模擬了再熱循環(huán)的熱循環(huán)(時(shí)間與溫度的關(guān)系)的曲線圖。
[0038] 圖4是表示進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)的試驗(yàn)片的形狀的說(shuō)明圖。
[0039] 圖5是表示利用SSRT法測(cè)定氫吸貯量時(shí)的小型試驗(yàn)片的形狀的說(shuō)明圖。
[0040] 圖6是表示利用SSRT法測(cè)定氫吸貯量時(shí)的大型試驗(yàn)片的形狀及大型試驗(yàn)片的提 取位置的說(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 本發(fā)明是本 申請(qǐng)人:先前公開(kāi)的日本特愿2011-184117號(hào)中記載的耐氫脆敏感性 優(yōu)異的焊接金屬(以下稱(chēng)作先前申請(qǐng)發(fā)明。)的改良技術(shù)。以下,在對(duì)先前申請(qǐng)發(fā)明進(jìn)行說(shuō) 明的同時(shí),對(duì)完成本申請(qǐng)發(fā)明的經(jīng)過(guò)及本申請(qǐng)發(fā)明的特征部分進(jìn)行說(shuō)明。
[0042] 先前申請(qǐng)發(fā)明中,著眼于作為擴(kuò)散性氫的捕集點(diǎn)發(fā)揮作用的殘留奧氏體,發(fā)現(xiàn)如 果使殘留奧氏體粒子高密度地分散,則可以大幅度地改善耐氫脆敏感性,規(guī)定出其個(gè)數(shù)密 度(2500個(gè)/mm2以上)、以及相對(duì)于組織整體的體積百分率(4. 0%以上)。在耐氫脆敏感 性的評(píng)價(jià)時(shí),采用了利用動(dòng)態(tài)應(yīng)變緩慢地施加應(yīng)力的應(yīng)力加速型的SSRT法,使用后述的圖 5中所示的小型試驗(yàn)片利用微量的擴(kuò)散性氫使之脆化,測(cè)定強(qiáng)制性地使之?dāng)嗔褧r(shí)的斷裂伸 長(zhǎng)率而進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
[0043] 此外在先前申請(qǐng)發(fā)明中,作為用于確保良好的低溫韌性的指標(biāo),設(shè)定了以Mn、Ni、 Mo、Ti、以及0表示的α值[先前申請(qǐng)發(fā)明中作為(1)式規(guī)定]。為了提高低溫韌性,需要 減少來(lái)自舊奧氏體晶界中的粗大的晶界鐵素體生成量,而在先前申請(qǐng)發(fā)明中提出,(i)構(gòu)成 上述α值的Mn、Ni、Mo及Ti通過(guò)以固溶狀態(tài)存在而具有抑制晶界鐵素體生成的作用,(ii) 另一方面,由于一部分的Μη、Ti構(gòu)成氧化物,因此通過(guò)減少0,以固溶狀態(tài)存在的量就會(huì)增 力口,基于這些見(jiàn)解,根據(jù)多個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)求出各元素的系數(shù),將上述α值設(shè)定為3. 2以上。具 體來(lái)說(shuō)公開(kāi)了 :為了確保所需的低溫韌性,需要控制上述α值,并且需要將作為低溫韌性 提高作用元素的Si及Ni控制在更加恰當(dāng)?shù)姆秶?br>
[0044] 提出先前申請(qǐng)發(fā)明后,本發(fā)明人等反復(fù)進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。其結(jié)果是,弄清楚了 在耐氫脆敏感性的評(píng)價(jià)中,合適的方法是使用了與先前申請(qǐng)發(fā)明中所用的試驗(yàn)片相比形狀 更大的大型試驗(yàn)片的SSRT法。特別是在像先前申請(qǐng)發(fā)明那樣含有很多規(guī)定密度的殘留奧 氏體粒子的焊接金屬的情況下,由于焊接過(guò)程中的復(fù)雜的熱歷程,殘留奧氏體不一定均勻 地分散,存在局部地形成殘留奧氏體量少的區(qū)域的情況,該區(qū)域有時(shí)會(huì)成為裂紋的起點(diǎn)。其 結(jié)果是,在先前申請(qǐng)發(fā)明的評(píng)價(jià)方法中,可以看到很多由小型試驗(yàn)片的提取位置造成的耐 氫脆敏感性的不均,從而會(huì)有無(wú)法實(shí)現(xiàn)適合于焊接金屬的實(shí)體的正確的評(píng)價(jià)的情況。由此, 為了更加精度優(yōu)良地評(píng)價(jià)耐氫脆敏感性,需要使用更大型的試驗(yàn)片進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0045] 此外本發(fā)明人等還發(fā)現(xiàn),如果焊接金屬的Mo變多,則大型試驗(yàn)片中的耐氫脆敏 感性降低。Mo作為焊接金屬的強(qiáng)度提高元素為人所知,在先前申請(qǐng)發(fā)明中,為了確保大于 780MPa的高強(qiáng)度,含有0. 05 %以上的Mo量。但是,根據(jù)其后的研究弄清楚了,含有0. 05% 以上的Mo的焊接金屬雖然在像先前申請(qǐng)發(fā)明那樣使用了小型試驗(yàn)片的SSRT試驗(yàn)中的耐氫 脆敏感性評(píng)價(jià)良好(合格),然而在使用了大型試驗(yàn)片的SSRT試驗(yàn)中不良(不合格)[例如 參照后述的實(shí)施例的表3B的No. 40、49]。與此相對(duì),弄清楚了在將Mo減少為小于0. 05% (包括0 % )的焊接金屬中,使用任意一種試驗(yàn)片時(shí),都可以確保良好的耐氫脆敏感性。
[0046] 對(duì)于利用焊接金屬中的Mo的減少使得特別是大型試驗(yàn)片的SSRT試驗(yàn)中的斷裂伸 長(zhǎng)率變大而提高耐氫脆敏感性的理由(反過(guò)來(lái)說(shuō),因 Mo的增加而使耐氫脆敏感性降低的理 由),雖然詳細(xì)情況尚不明確,然而推測(cè)是因?yàn)?,如果作為鐵素體穩(wěn)定化元素的Mo增加,則 殘留奧氏體的穩(wěn)定性降低,局部地形成殘留奧氏體少的區(qū)域,以之為起點(diǎn)而誘發(fā)斷裂。
[0047] 但是,Mo是焊接金屬的強(qiáng)度提高元素,以往的方法中如果焊接金屬的Mo量低于 0.05%,則無(wú)法確保所需的高強(qiáng)度級(jí)別(TS> 780MPa)。由此,本發(fā)明中,作為用于即使是焊 接金屬的Mo < 0. 05 %也實(shí)現(xiàn)上述的高強(qiáng)度的指標(biāo)(高強(qiáng)度確保參數(shù)),重新設(shè)定了以C、 Si、Mn、Ni、以及Mo的強(qiáng)度提高元素規(guī)定的β值。發(fā)現(xiàn)像這樣利用焊接金屬的Mo量的減少 和上述β值的導(dǎo)入,可以得到即使是大于780MPa的高強(qiáng)度所需的耐氫脆敏感性也優(yōu)異的 焊接金屬,從而完成了本發(fā)明。
[0048] 因而,本申請(qǐng)發(fā)明與先前申請(qǐng)發(fā)明在如下的方面不同,即,(iii)作為用于精度優(yōu) 良地評(píng)價(jià)耐氫脆敏感性的SSRT用試驗(yàn)片,使用了比先前申請(qǐng)發(fā)明更大型的試驗(yàn)片(參照?qǐng)D 6),(iv)耐氫脆敏感性的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)不同,(v)與先前申請(qǐng)發(fā)明相比減少焊接金屬的Mo量而 確保所需的耐氫脆敏感性,(vi)為了彌補(bǔ)伴隨著焊接金屬的Mo量的減少的強(qiáng)度不足,重新 設(shè)定β值而確保大于780MPa的高強(qiáng)度。除了上述以外的點(diǎn)與先前申請(qǐng)發(fā)明實(shí)質(zhì)上相同。
[0049] 本說(shuō)明書(shū)中所謂高強(qiáng)度,是指拉伸強(qiáng)度TS大于780MPa,優(yōu)選大致上為800? 980MPa〇
[0050] 本說(shuō)明書(shū)中所謂"耐氫脆敏感性優(yōu)異",是指在利用后述的實(shí)施例中記載的方法評(píng) 價(jià)耐氫脆敏感性時(shí),滿足下述(vii)及(viii)兩者。
[0051] (Vii)在使用小型試驗(yàn)片基于后述的(5)式測(cè)定氫脆敏感性指數(shù)S(% )時(shí),S < 60%
[0052] (viii)使用大型試驗(yàn)片時(shí)的斷裂伸長(zhǎng)率大于2%
[0053] 本說(shuō)明書(shū)中,作為優(yōu)選的特性的所謂"低溫韌性優(yōu)異",是指在利用后述的實(shí)施例 中記載的方法測(cè)定_40°C下的沖擊吸收能vE- 4(l時(shí),vE-4(l > 85J。
[0054] 以下,對(duì)本發(fā)明的構(gòu)成必要條件進(jìn)行詳述。
[0055] 如上所述,本發(fā)明的焊接金屬是使用藥芯焊絲、利用氣體保護(hù)弧焊形成的焊接 金屬,其特征在于,分別含有C :0· 02?0· 12%、Si :0· 10?2. 00%、Μη :0· 90?2. 5%、 Ni :0· 20 ?3. 5%、Ti :0· 040 ?0· 15%、Ν :0· 015% 以下(不包含 0% )、以及 0 :0· 030 ? 0. 10%,余量包含鐵及不可避免的雜質(zhì),殘留奧氏體粒子存在2500個(gè)/mm2以上,并且殘留 奧氏體粒子的體積百分率為4.0%以上,而且以下述(1)式表示的β值為75以上。
[0056] β 值=320X [C]+50X [Si]+15X [Mn]+10X [Ni]+28X [Mo] · · · (1)
[0057] 其中,[C]、[Si]、[Mn]、[Ni]及[Mo]分別指(:、5^11、附及此的含量(質(zhì)量%)。
[0058] 首先,對(duì)本發(fā)明的焊接金屬的特征的殘留奧氏體進(jìn)行說(shuō)明。
[0059] 如上所述,本發(fā)明中,將存在于焊接金屬中的殘留奧氏體粒子控制為2500個(gè)/mm2 以上,且將殘留奧氏體粒子的體積百分率(相對(duì)于組織整體的比例)控制為4.0%以上。根 據(jù)本發(fā)明,由于以恰當(dāng)?shù)膫€(gè)數(shù)密度將規(guī)定量的殘留奧氏體分散,因此可以得到耐氫脆敏感 性優(yōu)異的焊接金屬。
[0060] 本發(fā)明中,對(duì)于焊接金屬當(dāng)中特別是存在于原質(zhì)區(qū)的殘留奧氏體,規(guī)定了上述的 必要條件。這是因?yàn)?,焊接金屬中的殘留奧氏體由于焊接時(shí)的后一焊道的影響而分解,因此 特別是在再熱部中容易隨著測(cè)定部位不同而在殘留奧氏體量中產(chǎn)生不均,而最終焊道的原 質(zhì)區(qū)不受焊接時(shí)的后一焊道的熱影響,容易正確地評(píng)價(jià)殘留奧氏體量。
[0061] 已經(jīng)報(bào)告過(guò),殘留奧氏體成為擴(kuò)散性氫的捕集點(diǎn),因此具有擴(kuò)散性氫減少作用,是 有助于耐氫脆敏感性的提高的組織。但是,此前為止,只是專(zhuān)門(mén)規(guī)定了殘留奧氏體的量(全 部組織中的比率),對(duì)于其分散狀態(tài)(個(gè)數(shù)密度)沒(méi)有任何的留意。而根據(jù)本發(fā)明人等的研 究結(jié)果可知,無(wú)論怎樣控制殘留奧氏體的量,只要不恰當(dāng)?shù)目刂破浞稚顟B(tài),就無(wú)法得到所 需的耐氫脆敏感性(例如參照后述的實(shí)施例的表3B的No. 34、45、54、55)。
[0062]即弄清楚了,為了獲得耐氫脆敏感性優(yōu)異的焊接金屬,通過(guò)確保成為擴(kuò)散性氫的 捕集點(diǎn)的殘留奧氏體的量,并且利用基體組織的微細(xì)化使殘留奧氏體粒子的個(gè)數(shù)以高密度 (具體來(lái)說(shuō),是2500個(gè)/mm2以上)分散,就可以最大限度地表現(xiàn)出擴(kuò)散性氫的捕集效果,大 幅度改善耐氫脆敏感性。例如后述的實(shí)施例的表3B的No. 34及No. 45都是殘留奧氏體的 體積百分率?7%的例子,雖然存在規(guī)定量的殘留奧氏體,然而不具有規(guī)定的個(gè)數(shù)密度(分 散狀態(tài)不合適),因此在使用小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一種時(shí)耐氫脆敏感性都降低。
[0063] 從提高耐氫脆敏感性的觀點(diǎn)考慮,殘留奧氏體粒子的個(gè)數(shù)密度越大越好,優(yōu)選為 3000個(gè)/mm2以上,更優(yōu)選為3300個(gè)/mm2以上。而且,從提高耐氫脆敏感性的觀點(diǎn)考慮,其 上限沒(méi)有特別限定。
[0064] 另外,從提高耐氫脆敏感性的觀點(diǎn)考慮,在全部組織中所占的殘留奧氏體粒子的 體積百分率越多越好,優(yōu)選為4. 5%以上,更優(yōu)選為4. 8%以上。而且,從提高耐氫脆敏感性 的觀點(diǎn)考慮,其上限沒(méi)有特別限定,然而如果過(guò)多地存在,則屈服應(yīng)力降低,考慮到這些情 況等,優(yōu)選大致上為10%以下。
[0065] 本發(fā)明的特征在于,控制了構(gòu)成焊接金屬的組織當(dāng)中的殘留奧氏體的量(體積百 分率)及個(gè)數(shù)密度,殘留奧氏體以外的組織不受任何限定,只要是焊接金屬中通常所含的 組織即可。具體來(lái)說(shuō),也可以作為主體組織含有貝氏體(以相對(duì)于全部組織的體積百分率 計(jì)為約50%以上),此外還可以含有晶界鐵素體、馬氏體等。
[0066] 下面,對(duì)本發(fā)明的焊接金屬的化學(xué)成分組成進(jìn)行說(shuō)明。
[0067] [C :0· 02 ?0· 12% ]
[0068] C是為了確保焊接金屬的強(qiáng)度而不可缺少的元素,為了發(fā)揮這樣的效果,將C含量 的下限設(shè)為0.02%以上。優(yōu)選為0.04%以上,更優(yōu)選為0.06%以上。但是,如果C含量大 于0. 12 %,則強(qiáng)度過(guò)大地升高而使氫脆敏感性變高(即,耐氫脆敏感性劣化),因此將其上 限設(shè)為0. 12%。C含量的優(yōu)選的上限為0. 10%,更優(yōu)選為0.08%以下。
[0069] [Si :0· 10 ?2· 00% ]
[0070] Si通過(guò)以固溶狀態(tài)存在而延遲碳化物形成,具有使殘留奧氏體穩(wěn)定化的作用。如 果Si含量小于0. 10%,則無(wú)法確保規(guī)定的殘留奧氏體,無(wú)法有效地發(fā)揮上述的作用,因此 將Si含量的下限設(shè)為0. 10%以上。優(yōu)選為0. 25%以上,更優(yōu)選為0. 28%以上。
[0071] 另一方面,Si含量的上限可以根據(jù)所需的特性的種類(lèi)而不同。如果從作為本來(lái)的 解決問(wèn)題的耐氫脆敏感性提高的觀點(diǎn)考慮,則將Si含量的上限設(shè)為2. 00%以下。這是因 為,如果Si含量過(guò)多,則會(huì)因強(qiáng)度的顯著升高而氫脆敏感性變高。優(yōu)選為1. 5%以下,更優(yōu) 選為0.5%以下。另一方面,Si量的減少化有助于焊接金屬的低溫韌性提高,因此在除了 上述的耐氫脆敏感性以外還想提高低溫韌性的情況下,優(yōu)選將Si含量的上限設(shè)為0. 5%以 下。這是因?yàn)椋绻鸖i含量大于0. 5%,則會(huì)形成硬質(zhì)的島狀馬氏體,其成為破壞的起點(diǎn)而 低溫韌性顯著地降低。更優(yōu)選為0. 4%以下。
[0072] [Μη :0· 90 ?2. 5% ]
[0073] Μη在確保焊接金屬的強(qiáng)度方面是必需的元素,為了發(fā)揮這樣的效果,將Μη含量的 下限設(shè)為0.90%以上。優(yōu)選為1.2%以上,更優(yōu)選為1.5%以上。但是,如果Μη含量大于 2. 5%,則會(huì)因強(qiáng)度的顯著升高而氫脆敏感性變高,因此將其上限設(shè)為2. 5%。優(yōu)選為2. 2% 以下,更優(yōu)選為2.0%以下。
[0074] [Ni :0· 20 ?3. 5% ]
[0075] Ni在確保焊接金屬的強(qiáng)度方面是必需的元素,為了發(fā)揮這樣的效果,將Ni含量的 下限設(shè)為0.20%以上。優(yōu)選為0.5%以上,更優(yōu)選為1.0%以上。但是,如果Ni含量大于 3. 5%而過(guò)多,則會(huì)因強(qiáng)度的過(guò)大的升高而氫脆敏感性變高,因此將其上限設(shè)為3. 5%。優(yōu)選 為3.0%以下,更優(yōu)選為2. 8%以下。
[0076] 此外,Ni還具有焊接金屬的低溫韌性提高作用。由此,在想要在發(fā)揮優(yōu)異的耐氫 脆敏感性的同時(shí)還提高低溫韌性時(shí),優(yōu)選將Ni含量在上述范圍(0. 20?3. 5% )當(dāng)中特別 是控制為1. 0%以上且2. 0%以下。具體來(lái)說(shuō),由于Ni可以將脆性斷面轉(zhuǎn)變溫度低溫化,因 此低溫下的夏比(charpy)沖擊吸收能提高,低溫韌性提高。為了有效地發(fā)揮此種低溫韌性 提高作用,優(yōu)選將Ni含量的下限設(shè)為1.0%以上。更優(yōu)選的下限為1.1%以上。但是,如果 Ni含量大于2. 0%,則馬氏體的生成量增加而強(qiáng)度升高,因此夏比沖擊吸收能降低,所以優(yōu) 選將其上限設(shè)為2.0%以下。更優(yōu)選的上限為1.8%以下。
[0077] [Ti :0· 040 ?0· 15% ]
[0078] Ti形成成為粒內(nèi)相變的起點(diǎn)的氧化物,是通過(guò)將基體組織微細(xì)化而有助于殘留奧 氏體粒子的高密度分散的元素。為了發(fā)揮這樣的效果,將Ti含量的下限設(shè)為0.040%以上。 優(yōu)選為0.050%以上,更優(yōu)選為0.055%以上。但是,如果Ti含量大于0. 15%,則會(huì)因強(qiáng)度 的過(guò)大的升高而使氫脆敏感性變高,因此將其上限設(shè)為0. 15%。優(yōu)選為0. 12%以下,更優(yōu) 選為0. 08%以下。
[0079] [N :0· 015% 以下(不包含 0% )]
[0080] N是不可避免地混入的元素之一,在工業(yè)上很難設(shè)為0%。N對(duì)于提高焊接金屬的 強(qiáng)度來(lái)說(shuō)有效,然而如果過(guò)多地含有,則會(huì)因強(qiáng)度的過(guò)大的升高而使氫脆敏感性變高。由 此,將N含量的上限設(shè)為0. 015%以下。優(yōu)選為0. 010%以下,更優(yōu)選為0. 006%以下。
[0081] [0 :0· 030 ?0· 10% ]
[0082] 0形成成為粒內(nèi)相變的起點(diǎn)的氧化物,是通過(guò)將組織微細(xì)化而有助于殘留奧氏體 粒子的高密度分散的元素。為了發(fā)揮這樣的效果,將〇含量的下限設(shè)為0.030%以上。優(yōu) 選為0. 035%以上,更優(yōu)選為0. 040%以上。但是,如果0含量大于0. 10%,則會(huì)形成Si氧 化物,使得固溶Si減少,從而無(wú)法確保殘留奧氏體量,由此將其上限設(shè)為0. 10%。優(yōu)選為 0. 080%以下,更優(yōu)選為0. 060%以下。
[0083] 本發(fā)明的焊接金屬中所含的基本元素如上所述,余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。作 為不可避免的雜質(zhì),可以舉出因原料、物資、制造設(shè)備等狀況而被帶入的元素(例如P或S 等)。但是,一般來(lái)說(shuō)雜質(zhì)因在晶界中偏析而使晶界強(qiáng)度降低,促進(jìn)冷裂,因此優(yōu)選例如分別 控制為P :0· 02%以下(不包含0% )、S :0· 025%以下(不包含0% )。
[0084] 也可以作為不可避免的雜質(zhì)含有(Mo :小于0.01 % )賦予本發(fā)明特征的元素的 Mo,或者也可以大于不可避免的雜質(zhì)水平地主動(dòng)含有小于0. 05%。確認(rèn)如果Mo的上限小于 0. 05%,則可以有效地發(fā)揮所需的耐氫脆敏感性(參照后述的實(shí)施例)。
[0085] 如前所述,Mo是對(duì)于提高焊接金屬的強(qiáng)度來(lái)說(shuō)有效的元素,然而根據(jù)先前申請(qǐng)發(fā) 明的公開(kāi)后的研究可知,如果Mo含量大于0.05%,則使用了大型試驗(yàn)片的SSRT試驗(yàn)中的斷 裂伸長(zhǎng)率不滿足規(guī)定范圍,無(wú)法發(fā)揮所需的耐氫脆敏感性。由此,本發(fā)明中,將Mo含量的上 限設(shè)為小于0. 05%。如果從提高耐氫脆敏感性的觀點(diǎn)考慮,則Mo含量越少越好,優(yōu)選的上 限為0· 03%。
[0086] 而且,就由Mo減少引起的強(qiáng)度的降低而言,重新導(dǎo)入作為強(qiáng)度提高參數(shù)的β值, 從而確保所需的高強(qiáng)度。以下,對(duì)于β值將在后面敘述。
[0087] β值是以下述(1)式表示的值,是為了確保所需的大于780MPa的高強(qiáng)度而設(shè)定的 值,本發(fā)明中設(shè)為75以上。
[0088] β 值=320X [C]+50X [Si]+15X [Mn]+10X [Ni]+28X [Μο] · · · (1)
[0089] 在上述(1)式中,[C]、[Si]、[Μη]、[Ni]及[Mo]分別指 C、Si、Mn、Ni 及 Mo 的含量 (質(zhì)量%)。而且,如上所述,既有以不可避免的雜質(zhì)水平(Mo:小于0.01%)含有Mo的情 況,也有在大于雜質(zhì)水平而小于0. 05%的范圍內(nèi)主動(dòng)含有Mo的情況。因此,在以雜質(zhì)水平 包含Mo時(shí),作為[Mo] = 0算出β值,在小于0.05%的范圍內(nèi)包含Mo時(shí),將其量作為[Mo] 算出β值。
[0090] 如上所述,β值由作為強(qiáng)度提高元素的C、Si、Mn、Ni及Mo構(gòu)成,而各元素的系數(shù) 是考慮到對(duì)強(qiáng)度帶來(lái)的的貢獻(xiàn)度,為了確保所需的高硬度而根據(jù)多個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)出的值。 β值越大,則表示強(qiáng)度越高,優(yōu)選為80以上,更優(yōu)選為82以上。而且,β值的上限可以基 于各元素的含量決定,然而如果考慮由過(guò)度的強(qiáng)度升高造成的氫脆敏感性劣化等,優(yōu)選大 致上為160以下。
[0091] 本發(fā)明的焊接金屬中的基本成分如上所述,然而也可以還作為其他的元素,含有 (a)選自Cr :2.0%以下(不包含0% )、V:0.60%以下(不包含0% )、Nb :0· 15%以下(不 包含〇% )及Cu :1.0%以下(不包含0% )中的1種以上、(b)Al :0.020%以下(不包含 0% )和/或Zr :0· 10%以下(不包含0% )、(c)B :0.0050%以下(不包含0% ),根據(jù)所含 有的元素的種類(lèi)進(jìn)一步改善焊接金屬的特性。
[0092] [選自Cr :2.0%以下(不包含0% )、V :0.60%以下(不包含0% )、Nb :0· 15%以 下(不包含0% )及Cu :1.0%以下(不包含0% )中的1種以上]
[0093] Cr、V、Nb及Cu作為焊接金屬的強(qiáng)度提高元素來(lái)說(shuō)有用,既可以單獨(dú)地含有,也可 以并用2種以上。用于發(fā)揮上述效果的優(yōu)選的下限為,Cr為0. 05%以上,V為0. 02%以上, Nb為0.01 %以上,Cu為0.05%以上。但是,如果上述元素的含量過(guò)多,則會(huì)因強(qiáng)度的過(guò)大 的升高而氫脆敏感性變高。由此,對(duì)于各元素量的上限,優(yōu)選分別控制為,Cr為2.0%以下 (更優(yōu)選為1.5 %以下,進(jìn)一步優(yōu)選為1.0 %以下),V為0.60 %以下(更優(yōu)選為0.50 %以 下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.40%以下),Nb為0. 15%以下(更優(yōu)選為0. 10%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為 0.08%以下),Cu為1.0%以下(更優(yōu)選為0.5%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.2%以下)。
[0094] [A1 :0.020%以下(不包含0% )和/或Zr :0· 10%以下(不包含0% )]
[0095] A1和Zr都是強(qiáng)脫氧元素,具有促進(jìn)由固溶Si增加造成的殘留奧氏體增加的作用。 這些元素既可以單獨(dú)地含有,也可以并用。用于發(fā)揮上述效果的優(yōu)選的下限為,Al、Zr都是 0.010%以上。但是,如果上述元素的含量過(guò)多,則氧化物起點(diǎn)的粒內(nèi)相變減少,因組織粗 大化而氫脆敏感性變高。由此,對(duì)于各元素量的上限,優(yōu)選分別控制為,A1為0. 020%以下 (更優(yōu)選為〇· 018%以下),Zr為0· 10%以下(更優(yōu)選為0· 06%以下)。
[0096] [B :0· 0050 % 以下(不包含 0 % )]
[0097] B是通過(guò)抑制來(lái)自舊奧氏體晶界的鐵素體生成而有助于強(qiáng)度的提高的元素。為了 有效地發(fā)揮此種作用,優(yōu)選將B含量的下限設(shè)為0. 0010%以上。但是,如果B含量過(guò)多, 則強(qiáng)度明顯地升高,氫脆敏感性變高,因此優(yōu)選將其上限抑制為〇. 0050%以下(更優(yōu)選為 0. 0030% 以下)。
[0098] 此外,除了耐氫脆敏感性提高這樣的本來(lái)的課題以外,還優(yōu)選想要提高低溫韌性 (具體來(lái)說(shuō),就是_40°C下的沖擊吸收能vE- 4(l > 85J)的情況下,如上所述,有效的做法是, 控制為Si :0. 10?0.5%及Ni :1. 0?2.0%,并且將以下述⑵式規(guī)定的α值設(shè)為3. 2以 上。
[0099] α 值=[Mn] + [Ni] + (2X [Mo]) + (16X [Ti])-(12X [0]) · · · (2)
[0100] 其中,[Mn]、[Ni]、[Mo]、[Ti]及[0]分別指此、附、厘〇、11及0的含量(質(zhì)量%)。 而且,在上述(2)式中也是,在Mo為雜質(zhì)水平的情況下,以[Mo] = 0算出。
[0101] α值是先前申請(qǐng)發(fā)明中設(shè)定的值,其詳情如上述所示。α值越大,低溫韌性也就 越高,優(yōu)選為34以上,更優(yōu)選為3. 6以上。而且,其上限可以基于各元素的含量決定,然而 如果考慮由淬透性提高造成的強(qiáng)度的過(guò)大的升高所伴隨產(chǎn)生的氫脆敏感性的劣化等,優(yōu)選 大致上為6. 2以下。
[0102] 以上,對(duì)本發(fā)明的焊接金屬的成分、以及與成分相關(guān)的β值及α值進(jìn)行了說(shuō)明。
[0103] 此外,為了耐氫脆敏感性的進(jìn)一步的提高,優(yōu)選在含有20質(zhì)量%以上的Ti的氧化 物粒子中,存在5000個(gè)/mm 2以上的當(dāng)量圓直徑:0. 15?Ι.Ομπι的粒子。如上所述,Ti是 使基體組織微細(xì)化而有助于殘留奧氏體粒子的高密度分散的元素,然而通過(guò)不僅控制焊接 金屬中的Ti量,還控制規(guī)定尺寸的含有Ti的氧化物粒子的個(gè)數(shù)密度,就會(huì)進(jìn)一步提高耐氫 脆敏感性。如果氧化物粒子中的Ti量小于20質(zhì)量%,則無(wú)法有效地發(fā)揮上述的Ti的作用。
[0104] 這里所說(shuō)的"當(dāng)量圓直徑",是著眼于在光學(xué)顯微鏡(倍率1000倍左右)的觀察視 野中觀察到的含有Ti的氧化物粒子的大小,假定為與其面積相等的圓的直徑。具體來(lái)說(shuō), 利用后述的實(shí)施例一欄中記載的方法測(cè)定含有Ti的氧化物粒子的當(dāng)量圓直徑。
[0105] 上述含有Ti的氧化物粒子的個(gè)數(shù)密度越大,則耐氫脆敏感性越提高,然而更優(yōu)選 為8000個(gè)/mm2以上,進(jìn)一步優(yōu)選為10000個(gè)/mm2以上。而且,其上限并非由與耐氫脆敏感 性的關(guān)系特別地限定,如果考慮(m)低溫韌性等,則優(yōu)選大致上為25000個(gè)/mm2以下。
[0106] 而且,為了將含有Ti的氧化物粒子的個(gè)數(shù)密度控制為上述范圍,推薦如后述(4) 式中規(guī)定所示,將(Mn+Ti)/Si的比(有時(shí)以B值代表)設(shè)為大于10. 0(詳情后述)。
[0107] 下面,對(duì)制作本發(fā)明的焊接金屬的方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0108] 本發(fā)明的焊接金屬的前提是,使用藥芯焊絲,利用氣體保護(hù)弧焊形成。此外用于獲 得滿足上述必要條件的焊接金屬的優(yōu)選的條件[特別是焊絲成分(焊接材料)、焊接條件] 如下所示。
[0109] 首先,焊絲成分(焊接材料)優(yōu)選相對(duì)于將包含鋼材的外皮和焊藥合在一起的全 部焊絲(100質(zhì)量·% ),以質(zhì)量比計(jì),滿足下述(a)?(i)的全部必要條件。
[0110] (a)焊接材料中的Si (不論金屬、氧化物等存在形態(tài),是指焊接材料中所含的全部 的 Si。)為 0· 35 ?2. 5%
[0111] (b)焊接材料中作為金屬存在的Si為0.25%以上(對(duì)于上限,優(yōu)選為2. 2%以下)
[0112] (c)焊接材料中,Si02S 0.25%以下(對(duì)于下限,優(yōu)選為0.10%以上)
[0113] (d)焊接材料中的Ti (不論金屬、氧化物等存在形態(tài),是指焊接材料中所含的全部 的 Ti。)為 2. 5 ?4. 5%
[0114] (e)焊接材料中的A1 (不論金屬、氧化物等存在形態(tài),是指焊接材料中所含的全部 的A1。)為0· 10%以上(上限優(yōu)選為0.70%以下)
[0115] (f)焊接材料中的Zr (不論金屬、氧化物等存在形態(tài),是指焊接材料中所含的全部 的Zr。)為0· 035%以上(上限優(yōu)選為0· 10%以下)
[0116] (g)焊接材料中的Mg(不論金屬、氧化物等存在形態(tài),是指焊接材料中所含的全部 的Mg。)為0.4%以上(上限優(yōu)選為0.70%以下)
[0117] (h)根據(jù)焊接材料中的Si [上述(a) ]、Ti [上述(d) ]、A1 [上述(e) ]、Zr [上述(f)] 及Mg[上述(g)]的各量,基于下式求出的A值為0.30以上(上限優(yōu)選為1.80以下)
[0118] A 值=Si-[SV(Ti+2XAl+2XZr+3. 5XMg)]
[0119] (i)對(duì)于焊接材料中的Si[上述(a)]、Ti[上述(d)]、以及焊接材料中所含的 Μη (不論Μη的存在形態(tài),是指焊接材料中所含的全部Μη量),以(Mn+Ti)/Si表示的比(B 值)滿足下述(3)式的關(guān)系。
[0120] (Mn+Ti)/Si( = B值)> 4.0 · · · (3)
[0121] 以下,對(duì)上述(a)?(i)的限定理由進(jìn)行說(shuō)明。
[0122] 首先,上述(a)?(h)都是為了確保對(duì)于將殘留奧氏體的量及個(gè)數(shù)密度確保為規(guī) 定量來(lái)說(shuō)有效的固溶Si量而設(shè)定的。
[0123] 首先,對(duì)針對(duì)Si規(guī)定的上述必要條件(a)?(c)進(jìn)行說(shuō)明。在如上述(b)所示作 為金屬存在的Si低于0. 25%的情況、或者如上述(c)所示Si02超出0. 25%的情況、以及如 上述(a)所示焊接材料中的全部Si量低于0. 35 %的情況的任意的情況下[S卩,不滿足上述 必要條件(a)?(c)的情況],就無(wú)法確保對(duì)于確保殘留奧氏體的量來(lái)說(shuō)所必需的固溶Si 量。其結(jié)果是,無(wú)法得到所需的殘留奧氏體的量(體積百分率),耐氫脆敏感性降低。
[0124] 而且,如果從確保固溶Si量的觀點(diǎn)考慮,則上述(a)中規(guī)定的Si量(全部Si量) 越多越好,然而如果大于上限值(2. 5% ),則焊接金屬中的Si量就會(huì)大于本發(fā)明中規(guī)定的 上限值(2. 00% ),因強(qiáng)度的顯著升高而氫脆敏感性變高,因此將焊接材料中的Si量的優(yōu)選 的上限設(shè)為2. 5%以下。
[0125] 下面,對(duì)上述必要條件(d)?(g)進(jìn)行說(shuō)明。這里,對(duì)與Si相比作為強(qiáng)脫氧的元 素的Ti [上述必要條件(d)]、Al [上述必要條件(e)]、Zr [上述必要條件(f)]、Mg[上述必 要條件(g)]進(jìn)行規(guī)定,而如果這些元素不滿足上述必要條件的范圍,則在焊接金屬中,作 為氧化物存在的Si (例如除了 Si02以外,還有Si-Mn系復(fù)合氧化物等)就會(huì)增加而固溶Si 減少,殘留奧氏體的個(gè)數(shù)密度、體積百分率降低,耐氫脆敏感性還是降低。
[0126] 而且,如果從確保固溶Si量的觀點(diǎn)考慮,則上述(d)中規(guī)定的Ti量(全部Ti量) 越多越好,然而如果大于上限值(4. 5% ),則焊接金屬中的Ti量就會(huì)大于本發(fā)明中規(guī)定的 上限值(0. 15% ),因此將焊接材料中的Ti量的優(yōu)選的上限設(shè)為4. 5%以下。
[0127] 如果從相同的觀點(diǎn)考慮,則焊接材料中的A1量的優(yōu)選的上限為0.70%以下。另 夕卜,焊接材料中的Zr量的優(yōu)選的上限為0. 10%以下,焊接材料中的Mg量的優(yōu)選的上限為 0. 70%以下。
[0128] 另外,上述必要條件(h)中規(guī)定的A值是基于與固溶Si量的增減很大程度上相關(guān) 的上述Si、Ti、Al、Zr、Mg的各含量算出的值,而如果A值低于上述范圍(0. 30以上),則在 焊接金屬中,作為氧化物存在的Si增加而固溶Si減少,耐氫脆敏感性降低。
[0129] 下面,對(duì)上述必要條件(i)進(jìn)行說(shuō)明。以(Mn+Ti)/Si的比(B值)表示的上述必 要條件(i)是為了確保焊接金屬中的殘留奧氏體粒子的個(gè)數(shù)密度而設(shè)定的。如上所述,本 發(fā)明的焊接金屬是以貝氏體作為主體、含有規(guī)定量的殘留奧氏體的材料,而由于殘留奧氏 體生成于貝氏體板條間,因此為了增減殘留奧氏體粒子的個(gè)數(shù)密度,需要將成為基體的貝 氏體組織微細(xì)化。根據(jù)本發(fā)明人等的研究結(jié)果弄清楚了,上述B值滿足上述(3)式的關(guān)系 [(Mn+Ti) /Si的比> 4. 0]的材料形成含有Ti的氧化物(具體來(lái)說(shuō),是至少含有Ti和Μη的 氧化物),利用以該氧化物作為起點(diǎn)的粒內(nèi)相變,貝氏體組織微細(xì)化。
[0130] 此外根據(jù)本發(fā)明人等的研究結(jié)果還弄清楚了,通過(guò)使上述的(Mn+Ti)/Si的比(Β 值)滿足下述(4)式的關(guān)系,上述含有Ti的氧化物就會(huì)在焊接金屬中高密度地分散,將貝 氏體組織進(jìn)一步微細(xì)化。具體來(lái)說(shuō),前述的含有Ti的氧化物(在含有20質(zhì)量%以上的Ti 的氧化物粒子中,是當(dāng)量圓直徑:〇. 15?Ι.Ομπι的粒子)的個(gè)數(shù)密度為5000個(gè)/mm2以上, 發(fā)揮出更加良好的耐氫脆敏感性。
[0131] (Mn+Ti)/Si( = B值)> 10.0 · · · (4)
[0132] 像這樣以B值表示的(Mn+Ti)/Si的比的升高會(huì)帶來(lái)貝氏體組織的微細(xì)化一Ti-Mn 系氧化物的個(gè)數(shù)密度的增加一殘留奧氏體的個(gè)數(shù)密度的增加,其結(jié)果是,有助于耐氫脆敏 感性的提1?。
[0133] 而且,就焊接材料中的上述以外的成分(例如作為焊接金屬的基本成分的C、Μη、 Ni ;作為選擇成分的此、0,、他、(:11、8)而言,只要是將焊接金屬中的上述成分的范圍恰當(dāng) 地控制為規(guī)定范圍,就沒(méi)有特別限定,然而推薦大致上如下所示地控制。
[0134] 焊接材料中的C(優(yōu)選為0.05?0· 13%)、Mn(優(yōu)選為1.6?3.4% )、Ni(優(yōu)選為 0· 35 ?3. 2% )、Mo(優(yōu)選為 0 ?0· 05% )、Cr (優(yōu)選為 0 ?1. 7% )、V(優(yōu)選為 0 ?0· 6% )、 恥(優(yōu)選為0?0.12%)、(:11(優(yōu)選為0?0.75%)、8(優(yōu)選為0?0.005%)
[0135] 另外,形成焊接金屬時(shí)的氣體保護(hù)弧焊條件優(yōu)選如下所示地控制。
[0136] 首先,優(yōu)選將線能量設(shè)為2. 5kJ/mm以下。如果線能量超出2. 5kJ/mm,則焊接時(shí)的 冷卻速度降低,促進(jìn)殘留奧氏體的分解。其結(jié)果是,無(wú)法得到規(guī)定的殘留奧氏體(個(gè)數(shù)密度 及體積百分率)。線能量越小越好,例如優(yōu)選為2. OkJ/mm以下。而且,對(duì)于線能量的下限, 如果考慮焊接時(shí)的施工效率等,則優(yōu)選大致上為0. 7kJ/mm以上。
[0137] 另外,對(duì)于保護(hù)氣體的組成,與由Ar等惰性氣體構(gòu)成的氣體(單一氣體)相比,優(yōu) 選使用例如C0 2與Ar等惰性氣體的混合氣體。這是因?yàn)?,利用保護(hù)氣體的組成使含有Ti 的氧化物的個(gè)數(shù)密度增加,促進(jìn)對(duì)于提高殘留奧氏體的個(gè)數(shù)密度有用的貝氏體組織的微細(xì) 化。作為本發(fā)明中所用的代表性的混合氣體,例如可以舉出后述的實(shí)施例中記載的混合氣 體(含有20體積%的C0 2,余量為Ar)。
[0138] 另外,在本發(fā)明中使用藥芯焊絲進(jìn)行焊接,而焊絲中的焊藥的填充率只要是用于 氣體保護(hù)弧焊的值,就沒(méi)有特別限定,通常為10?20%左右。
[0139] 實(shí)施例
[0140] 以下,利用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明,然而下述實(shí)施例并不限定本發(fā)明, 也可以在能夠適合前?后述的宗旨的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)馗淖兒髮?shí)施,它們都包含于本發(fā)明的技 術(shù)范圍內(nèi)。
[0141] [實(shí)施例1]
[0142] 使用下述表1A及表1B中所示的化學(xué)成分組成(質(zhì)量% )的藥芯焊絲(焊接材料、 焊絲直徑:1. 2_、焊藥填充率:13. 5% ),利用下述的步驟制成焊接金屬而評(píng)價(jià)了各種性能 (拉伸強(qiáng)度、氫脆敏感性、低溫韌性)。表1A及表1B -欄中的所謂是指未添加(不含 有)。另外所謂"其他",是除了各表中記載的元素以外的余量成分(鐵及不可避免雜質(zhì))。
[0143] [表 1A]
[0144] IpsI | | I | | | I | [ ' [ |~1 J | im Q Si Μη Μ Τι Η Ο Wf? Gr V Nb Ou ΛΙ 2r Mg S 其鎮(zhèn)為集 Si 金翼? SiOg FI?:1 "^jg1 ^?μ ri ? ""IS* -IT "'"Si" ?": -= 84S n,0 0.4i hi ψ%………~1ΙΓ ~~*?4Γ """'Ιμ' ~~zm : -'--Γ - : : ~jjj 15? ~ at? pi "sjs*""sSj'~Tm ""--":----- ---- ""aiy -- -Γ~": Γ~Γ" ill i'T''cii'' Tmn^TZ ii ~ 1?.....................TT--Imj f[- an "~5Ss ^^1^,1,1^ "liT "^S11 "IS' r1"^ m: -- p'g1 ^ tJ o.4i tm W"^ R4t" 2.3 1.7T 3JS 0.0-- 2>40 -_-__-_ C.13 0.040 8,<7 -__88 ^-- lt.6 0-31 tL%7 Pa " g ~tm a.gs s.i3 ~--Γ " hj " Ε-- ^ ^ 3,g6 mmz Τμ - 0.§5~- r~ r 0^" ams -:- 一一祕(mì)-^^7 …i-S-[3T oj? FI6 atD -.'5Γ 2.? 1J3 " il§ BMi ?μ e.93 05^ 2_" - at4 0,S4Q 0-47 -__gg 0,3? t2M 5.31 W g^g t^ ' 3gg "zm i.e§"- ~ - r - o.is ~--5~ sat - ass ?.η ai? F12 ' ' ' 'ft.V0' 03t 3Lg SJ1 3.2" S避 2、4C -_- -_ 0.4S (M3 f 0.040 0,47 -__BB 9.42 ICK1 0.41 0.17 . fU g-7 316 ~0Sg~ 2.4? - - Γ~ Γ~~"~ 0.0^? 0_4Τ - _ 10-8 0.4? θ·1? F14 ?.?€ ~-- 2-1 1.f7 S.2S "^46 - l:Q0~ - 二 ~13 j g,&40 ¢,47 - M 033 13.1 0.3? &1? rts Q.m "'H Y.m 4.21 ai?g U 二一…"aii 二_:一…ο,η ?7? 0.4?二__85^ 1 爲(wèi) 4,1 _jjt_ w Ftg~ I 8~10* 0.S7 ?Τ ZM 3.85 OwF Ζ4? ^ - 0.45 ~_- 0-13 S 0,g5Q Γ W - 8S 0J1 14.2 6,? ~Q.i7 fi 7 Q.m zkH sm 2.從-1:?ο - e.io - &,is ?-om~__m _ is.s Q-25 α.π t.t 3js nm% £411 ~?Γ mi - : 1.1T ~~ 04? j ~ m 0j3 ns oji ^0^41 3? I26 "--~ 二 ' ? ?: : - ?0:?3 一?-iif - if HH ~~?Γ an fw qm 0Λ? i$ i.m Z --- :- sm:"'… ii" qm liZ 0^1 0.1? F21 0.1Γ " Ο-4Γ g:0 gJf ""£'40' '? …S ' J.13 Q^34C 0>4? 9.004 &J3 ?Ζ? 0Λ? 0,17 rig"" 0°?- 1.? "1.?「一~sis Q-0eg "_二_--__-__sia* 0ja? &.4? -__辟 1-- 0-- ?.η F23 W 一 3jS τrn" " " ' - ~ - 0^Qr 0.4? -__SS 0卸 ?5.3 臟 F24 H "~ΖΛ ?.53 %Μ 8.1?^ ~2Μ ~? m n1JS~ -_? : 請(qǐng) S,雑 - - S? QA5 35-3 &-4? 0.1 J ¥m ' H' Z£ "HF ΛΜ gJO - 卜 ~ ¢,84 : .^"1- S.H 細(xì)P Q4? ... 89 QM \Z,l QM 5.1? Ss" ~~0!?Γ Q,m 1.Z ,觀 織 &VB2 2.4a ~ 1Jj0~ M "_ O.I3 S-040 S.4? -__m 0-S2 14,3 &2S ?-17 PiT一lim -iit 1m tm So :-卞 :一 飛^ -? -? : … -i:f? -%J ~1m "15" j r~ r~ "~^jr ' '羅 ijj -雨 qaj F2S [ Qm ~ ZM S雜 5? 讀 _ _ qj% &,i4 Q.S4S ?Α? - 8? 0.4S m? M1 0-17 :…":~~ n s.8^ ^ολτ 18? mt 1Q5 QM an -- 2.S ijoj 3.2β m0Z 2.4? I- ~-· -_:jn WS fU7 - m QM I3,s[ 031 0-1?
[0145] [表 IB]
[0146] 觸 j J- (X^.|jfc)/ 料 G 51 Μ? W Ti fi 0 Cr V tfi> Λ Zt 1% β 義值 Si 會(huì)屬 Si Si〇z N?. J mm> '""""ti-ia' uli:""jis ~~ao^ : ,一 :--?1'........?_ |-一.&?5Γ -?;】'''...........^- mc.ii fc§a i^g Μ6 aggg zm -_: :-: ?¥? H 二―f '.~°v;~T ^'…; F34 B.ro &a 2-S 11? Z48 &SSg 2.<0 -_ 0? : :1:一 羅..一.^^ .:...:.^· :...........................J..................~^............畫(huà)... ^ ":"Qm' ^iiT~~im λ'?μ - :........................:~ .....--.-....smF _一ii¥...........mf': t....一一m................'qm S..."::,:,?7 --...--.....-·: : ?§ ?^Α? mi ~ ' "["'"M""m ---^- F37~" i.m ~"S5" 一?£ - ajs§ ~~iigg ~£m ' iii"- - ~^ijT .....-----…? fm a.? &n qm 3激 mm _ " :…'z~~^ : I eJa~ ^ISb si7 - - ~ [ ~m &s?'........................u ~^gT …"qA1 F39 i>-11 2JS ,和 44g 一? £jj' ''? "~--~ 二-r士士 - ............|-..........................-^^- qm o.3s zj 3J2 im am ~ - : "^ti~ ~~isjs" μ : j.............m...........ST~......."rs..........£?Γ"oS' Ni; eue 0.38 1J tfg 33? 0.0(? 2,m -_ - - - ' 0.-- 0,47 :~ | W TgT 陶 0.18 | OJg ZM U8 3.gS P.微 2.·Μ - 二…- - - 0.13 0'姆 mi fl.12 gft.l 0.11 0.05 fu α?~ "jJs "^£Γ~~οΓ 乂.1」S" ^&μ? ~?μ^ ~ομ 譜 : iiF :mm mr 丄.......[ m zm tm a*S, g-4 ~Τ5" ,二亡工 ?Γ~* :咖麗 Τ-:''1 tm^T :'.-1 一.·. m ilo" "^jss ~~Tm ~~iig ~~~3M "'Sg ~zm - "-- -- -- ^ ............ss4e ^~j if w -^mi -q^T ~^?F F4? an qm 2,? M3 gjgs 0-0oa :Γ~"~:.........."--? ~~"ws "~?7I aa ~~a^" ~~~siT PiT ~""ST Z2 ~~1W iiF Sfig 7-" -- : 0Λ? I 1......畫(huà) ^..-- F? 00§ 0Λ% 0 1-W 3Jg§ g.ess ZM - a.16 - - -"~ Q.t3 ~^04f !Zj~jf 533 ijjT "~jiT *^9j7 pm ' 0M 9.41 %% t-SO 3.28 Q.W2 ~2M - 二~-|·^·^ F§t " &?§ a§g 2Λ ^1μ ~~ομζ ~ζμ ~ ?Γ :fe4? r~~--Τ ^iTf mz 0.1? mz im %.m ajs 0.?02 之賴(lài) ag? :"1-哪 Γ'"1削"IT TiF ο ι? ^~f^ 0 ------ Fia a.io 0jg u ijc mm zm Γ~~~M Γ~"~~ΙΓ~~"~~~0m "~~^m ~0Λ7 ^m ~ fS4 an 議 tt tn sm s.002 U-m,m~ :一一 r--:-^ "~ojT "~Tsm ~mf j aJ ~~aisT"m ~~om ' 羅 ^i-T 石T ^T~^T f; I" ~ j- ^qm ~~Sa m g.<i0§ j ^ 1
[0147] [焊接金屬的制作]
[0148] 作為母材鋼板,準(zhǔn)備了將SM490A鋼板(板厚20mm)加工為圖1中所示的坡口形狀 的鋼板,使用上述表1A及表1B中所示的焊接材料在下述條件下進(jìn)行了氣體保護(hù)弧焊。
[0149] (焊接條件)
[0150] 保護(hù)氣體:20體積% C02-80體積% Ar混合氣體
[0151] 電流-電壓-焊接速度:270?280A-29V-3. 0?8. Omm/秒
[0152] 線能量條件:
[0153] (I) 1. OkJ/mm (280A-29V-8. Omm/ 秒)
[0154] (II) 1. 74kJ/mm(270A-29V-4. 5mm/ 秒)
[0155] (III) 2. 37kJ/mm(270A-29V-3. 3mm/ 秒)
[0156] (IV) 2. 61kJ/mm(270A-29V-3. Omm/ 秒)
[0157] 預(yù)熱-層間溫度:105?150°C
[0158] 層疊法:3層13焊道
[0159] 從制作出的焊接金屬的最終焊道提取直徑:5_的圓棒試驗(yàn)片(提取位置顯示在 圖2中:相當(dāng)于原質(zhì)區(qū)),賦予模擬了再熱循環(huán)的熱循環(huán)。將此時(shí)的模擬了再熱循環(huán)的熱循 環(huán)(時(shí)間與溫度的關(guān)系)表示于圖3中。另外,將制作出的各焊接金屬的化學(xué)成分組成(質(zhì) 量%、余量為鐵及表中記載的元素以外的不可避免的雜質(zhì))表示于表2A及表2B中。各元 素一欄中所謂"<",是指不可避免的雜質(zhì)量(小于雜質(zhì)水平)。這些表中,還一并記載有各 焊接金屬的制作中所用的焊接材料(參照表1A及表1B)的種類(lèi)、以及上述線能量條件的種 類(lèi)。
[0160] [表 2A]
[0161] 鑾錄後ββ燁禳 ?Γ m ^ e Ν? Ti n 0 Qr ¥ m ^ m Ir b 彥懷 a值 1 π η ο-os oji tsS| us "sS 0-- 51Γ" Sr S『5SI' SST* "?§Γ U _£ 5_找 議 祕(mì) tJB 細(xì) sjm _4? ο搬 <mt <αοι <ο?ο?""η SS'i'''?' 53i? SM _ ST…<Q.mm ~S5~ a.s _s『' 5"~ 〇m 0.33 t.s8 ~TiF ^ aiii"-6--^ mm ' ~?η ?~5iF55「?μ^ mSTmmm~ ^1? m _f ? F4 _ 繼 mi 〇M qm% mtm ~?^ 飛5Γ "~1ST ?5Γ~ ?μΓ^ SST" ^?οΓ~ 55?~ <omm tos - 3,s § ia 朽 _ i n tn ιζ? o.m o.綱8 o側(cè) _ <_ <ο.6Γ <細(xì) 51Γ" ^?Γ ^?^~~ "~~15Γ ~~~?~ 〒_|Ε_ m _ ?Μ 1 篇 &觸&賴(lài)g g細(xì) <ο.μ 羅廠17-iJ 71_ft 爾 PJ8 tm 1.73 d.m 〇纖 ojosi <5i 5ST 5iT" 52Γ'' 5ST" <o.m ^S?~ ~m -'5' a「.":: ' w o.3t im "J'iJa ~ο--oi〇48 --Γ~qm <Sjdi~" <ι?αι oii" φμ -iT~~1λ ~_請(qǐng)~y; w im 1-" TSTliii - 0? wiT^Si""~~?η ^5Γ"<5ρΓ~mm £5--<5Τ"<iS£'''''~S _ysi_piq _ _ 1.4B tm w·!^?wSTItsm ~~?μ mm <〇j〇i <Sm <ttjpi"~ii U __111 F11 8Λ3 qm %m 1 名1 〇Μβ SS^? ~5Γ --5Γ5]£Γ" 25?Γ~ SST" 55Γ" ~S?~ s.a in fig §.68 Q.m i.m tn mm Urn mm^ <Sm~ TaS SSi ~ -- η i Fia mt _ 纖"°1?Γ im m'''''"'SSt ?μζ am 伽 1 <w mii~ <o¥i mn <--^ <wem …IF ~i4F~it4 "in" Q28 ^Ijs tja " ojs^ ^ iimi ~〇jm Sii aw mm mm 'mSf::: aii~mm"^g^jTnT rr^rrff ^- -. -^g-,-裹-mm"'<mf mm S5T"5SST~g' jj' '''''"7s 5^" πΓ sis sis ""iir e.i 12 min |<o.oi mST~ ''i.S …,JI a,,,'"Sj mmm -jj" t? 1 fi? 議 e.2€ tm 1.涵 mm H 0-- gj〇i 1 御 <o^i」SSP ?' <〇^sa --jT --3:4 mn na s_o§ ojb im sjg 〇.綱 o.odss 0.041 ? SSr 55Γ" 5SF S5T" 5S" ^ST liF ~~ tg i Fis _ 0.31 i-ST aat 0綱 〇廁s qmz <qm 0.35 s.ig <mi ^SF 5ii 冗e「~ST sa _擲 h fm 0.04 η,η tm tm ow o.〇4g <o5i otF o5 <ο.α? S5T~~55r"ST*^^5"^ n'iJ _Jt m_ f2t e.to ?Μ i,4§ 2.45 e^ga IxosTIS 5--? 5j?" < a>01 (? sisgi S- ~~U 削 F22 as?娜 i_?e ,Si5" 5? SiP ST" 5?「' <s,ei Qm ...............W -.…" rs u fw 〇._ Qjti isi i-τα qm$ 0-1--? a綱 S5T" aai <oS"" SSt- 5.ο? " <j5T~ ~7fao" 24 ? F24 tOS 0,44 1.76 IM ?Μ? O.W? 5.043 <0.01 %M <0.01 <6-01 <Qilt <0,01 <S.Q1 <9,?Η?08 1? 4,0 2a i -,F(xiàn)as w &as us us" 〇細(xì) ~ 5? ?5Γ <o:m <j5T" <&,〇Γ ""aqg __^ ^ ra 細(xì) 麵 t健 w mn s.oe§2 〇4W _ &.m cui <sit <0.01 |<s.qi ?- <〇j^~~ 幻 s m mm m2 %m tm 禱4 Itim S:ST mi% ::iii <5?",,Γ mMt f^oi ^ot -?5" -3~a _n em qzj us 1.72 s纖 a働g ossa m% .....H SSP ?λι Si. mm ;^.οι~~~jj 2? M jm _ 0.46 1.S2 1.SS 0掘3 5.q@4§ o 娜 <D.Q1 <001 <o.oi 獅? 一~5S ^--Ρ 獅,-<4〇im 一 8磉 4.0 _30 g F30 OJg 6-40 f,5S 1.#S QM7 0.6048 S.6S2 <&&% <001 <0.〇t <0.Ι?1 <&〇Τ|Η?Γ~ <C,Qt S.QQ31 88 ~Ja _31 B F31 〇.〇y 0J1 1,§1 1J2 &掘 I mm QM2 <Q.&1 <賴(lài) UST' SS <細(xì) j Q.311 <0·^ [
[0162] [表 2B]
[0163] 線?β _接 H〇 m- m ? si m mi π n q 〇r v m m Ai zr b mm ^ ]? iv- W- ?ΙΓ ^TM "^IW ;W5 -'、'Sy:、:'ST Sir --Γ" ^iT15 <s.swg 餺 ι ζλ 〇〇g "MS7 im ~Tm s,〇4g SoT" SiF' Si " <am ^ mSm w im S g H-ST ?37 ~TiF =o5?j Si^" mm Soi~ 55i' ' msn. ^ST" - 1g? 減 一"'.? m F34 ooe qm g〇i ?-St 0.03S o_s 0-Qst mm o.§j <8.oi <mt <mt mm <o.ot <a_^ n 3.擎 _ -- m 5jFΠ 5?~?£"iiF o.t§? oiSF 0.05? <m% <ομ^?μΓ~<qm <8i>i <aoi mm <o.do^ ss s.t 3? b Is Β? "TiF "0^' mm ' wa <0^1 <〇m~ <aj〇i φμ~~ <oii ~ <〇-〇g〇8 """βΓ 3.1 -"5 S~~"~ 57"-Β? ^~liT &0&8 ~"sjSj11 ?〇5"" qm iS ^01 si - H n i 戀 o.ss is? 〇-ia mm ~~"oSS 0.雜 <m% <m\ <_ <o.oi mm 儀t <q,?i 微獅8 _12 ~U J_F38 O.pg 0-5? 1J1 U2 0.12? 0iK35O O.0Sg OQg 0.72 <9jP1 <S 01 <0jS1 <8.01 <0.01 <a〇S6S 87 5.交 4?iif ?Γ ~ --? mi <?Γ'ST" 5o?~___^ S j~~ m "om qm ~ i.m ^ m " wi o.iSii~ Qm mm <αο? ^ "ail ^Γ" <o^i <woF ~n 3T 43 i" - f4i ""sir oS " aia-Tm ''' oi?I ooims ~£5S~ <oloi ST" ST" <Si <〇Si <oi7' <5Γ ? η 〇j3 im -- i.~m 0:? o^a 8-tee ?Γ~ <〇?〇Γ?<£〇?^ <eoi ]<aii" SST 55Γ" ?mm _3.3 4g j 1? ~55F ija tm -? -? ~jjiF ^ar~iSi~<e^m ~ <mi ~<?Τ~"SiT~<am~<^κκ38 ?5Γ~iJ 4-- im "oiT 0jf zm i.si mn g.sogo oom <〇-〇i <〇.〇< <〇-si <o,oi met <mt <m% <o.g〇ea _m 4J 4? ?...............¥4i - <i〇r ~ ^oiT"" SiT" 5iT" <a.oi <asi <asi <〇?〇〇8 m sm -IS S?" q 的 ?§" ^ ug nM QMn "~-- QjQm "Sf --Γ < <ssit ? mmm u s.i 一^ -? £5?7 "ioS" mTmg;g~ -_- ~ 33 rI^" mi mi 1 .m m?i~^ Qj〇mz ~oi^" <0.01 ^zm <mC<ο_&ι <ο.αι ^ej <o.gi mmo% 83 4.2 ~1?5~~ 55 -- ''? "jgg" 3:?''''''' SjT" S:5 -- 557" S5T" 55?Γ~ ~i?~ 3,4 51 i=ii '' aS~ -?S. H _9 〇?〇4Β mm <0.01 <SST~ 0.1? <0,01 <m\ <o,si <s細(xì)g _訪 ………―?Ρ~~~ '"''? ~""iS1 inl:?Sn ."'? ~1SS~~ ~"SSF -"55" iST" Sii ""Til ?λΓ .....'.? jy m i~- -- ""iS uF miQ "omm "5S~ S oi mST SST <<?,oi <Q-si ~ Qm Sii <Qjm$ - ' ^ si}iS~ ¥M ,m£S oil %M " 0S9 o^iT TSm ? ST" <ο?Γ"' ^--? ?^?^ m 43 mi "fss t<5ir1<eirmm \mm "T "0.-- m[ 3.?
[0164] 然后,從賦予上述熱循環(huán)后的試驗(yàn)片提取拉伸試驗(yàn)用試驗(yàn)片、以及用于測(cè)定氫吸 貯量的小型試驗(yàn)片(氫吸貯量測(cè)定用小型試驗(yàn)片)。分別將拉伸試驗(yàn)片的形狀表示于圖4 中,將氫吸貯量測(cè)定用小型試驗(yàn)片的形狀表示于圖5中。使用這些試驗(yàn)片,利用下述的方法 評(píng)價(jià)各特性,并且如下所示地測(cè)定出含有Ti的氧化物的個(gè)數(shù)密度、殘留奧氏體粒子的個(gè)數(shù) 密度、殘留奧氏體粒子的體積百分率。
[0165] 而且,在耐氫脆敏感性的評(píng)價(jià)時(shí),除了使用上述圖5的小型試驗(yàn)片以外,還使用后 述的圖6的大型試驗(yàn)片進(jìn)行了評(píng)價(jià)(對(duì)于后者,將在后面說(shuō)明)。在使用任意一個(gè)試驗(yàn)片的 情況下,都利用SSRT法評(píng)價(jià)了耐氫脆敏感性。這是因?yàn)楦鶕?jù)SSRT法,無(wú)論試驗(yàn)環(huán)境如何都 可以短時(shí)間地測(cè)定延遲斷裂敏感性,可以實(shí)現(xiàn)更低的吸貯氫量下的高靈敏度的評(píng)價(jià)。
[0166] [使用了小型試驗(yàn)片的氫脆敏感性的評(píng)價(jià)]
[0167] 使用上述圖5的氫吸貯量測(cè)定用小型試驗(yàn)片,選擇了擴(kuò)散性氫量=1. 5?3. Oppm 的充氫條件。此時(shí)的充氣條件如下所示。
[0168] 水溶液:(0· 5mol/L 或 2. 5mol/L 的 H2S04) + (lg/L-KSCN)、(30g/L-NaCl) + (lg/ L-KSCN)
[0169] 電流密度:0· ΙΑ/dm2、1. 0A/dm2、5. OA/dm2
[0170] 充氣時(shí)間:24小時(shí)
[0171] 另外,擴(kuò)散性氫量是使用內(nèi)置有四極質(zhì)譜儀的升溫脫離分析裝置(日電Anelva 制),以12°C /分鐘的升溫速度升溫至300°C以前所放出的氫量。
[0172] 在上述條件下,對(duì)上述的小型試驗(yàn)片進(jìn)行充氫后,依照下述的要領(lǐng)實(shí)施了用于防 止氫逃散的鍍鋅。
[0173] 水溶液:(350g/L-ZnS04 · 7H20) + (20. 6g/L-H2S04 (97 % )) + (60g/L-Na2S04)
[0174] 浴溫:60°C
[0175] 電流密度:50A/dm2
[0176] 鍍敷時(shí)間:3分鐘
[0177] 然后,以十字頭速度:5.0X10_3mm/分鐘(應(yīng)變速度:6·94Χ10_7秒)實(shí)施SSRT試 驗(yàn),在將非充氫材的斷裂伸長(zhǎng)率設(shè)為^、將充氫材的斷裂伸長(zhǎng)率設(shè)為E h時(shí),將利用下述(5) 式算出的氫脆敏感性指數(shù)S(% )小于60%的試驗(yàn)片評(píng)價(jià)為小型試驗(yàn)片中的耐氫脆敏感性 優(yōu)異。
[0178] S = (l-Eh/E〇) X100(% ). . . (5)
[0179] [拉伸強(qiáng)度TS的評(píng)價(jià)]
[0180] 對(duì)板厚:20mm的SM490A鋼板實(shí)施20° V字形坡口加工,使用上述表1A及表1B中 所示的焊接材料在下述條件下進(jìn)行了氣體保護(hù)弧焊。
[0181] (焊接條件)
[0182] 保護(hù)氣體:20體積% C02_80體積% Ar混合氣體
[0183] 電流-電壓-焊接速度:270A-29V-4. 5mm/秒
[0184] 線能量:1. 74kJ/mm[上述(II)的條件]
[0185] 預(yù)熱-層間溫度:105?150°C
[0186] 層疊法:8層17焊道
[0187] 對(duì)如此制作的焊接金屬,提取依照J(rèn)IS-Z2202的圖4中所示的拉伸試驗(yàn)片而進(jìn)行 了拉伸試驗(yàn)。本實(shí)施例中,將拉伸強(qiáng)度TS > 780MPa的試驗(yàn)片設(shè)為合格。
[0188] [低溫韌性的測(cè)定]
[0189] 從為了拉伸強(qiáng)度測(cè)定用途制作的焊接金屬的板厚中央部,與焊接線方向垂直地提 取夏比沖擊試驗(yàn)片(JIS Z 31114號(hào)試驗(yàn)V形缺口試驗(yàn)片),依照J(rèn)IS Z 2242的要領(lǐng),測(cè)定 出-40°C下的沖擊吸收能vE-4(l。將3次的測(cè)定的平均值大于85J的試驗(yàn)片評(píng)價(jià)為低溫韌性 優(yōu)異。
[0190] [含有Ti的氧化物粒子的個(gè)數(shù)密度的測(cè)定]
[0191] 利用下述的方法測(cè)定出含有Ti的氧化物(具體來(lái)說(shuō),是含有20質(zhì)量%以上的Ti 的氧化物粒子,當(dāng)量圓直徑:〇. 15?1. 0 μ m的氧化物)的個(gè)數(shù)密度。
[0192] 從為了上述的SSRT試驗(yàn)用途制作的焊接金屬(參照所述"焊接金屬的制作"一 欄)的最終焊道中,提取直徑:5mm的圓棒試驗(yàn)片,對(duì)切成圓片的斷面進(jìn)行鏡面研磨后, 利用光學(xué)顯微鏡拍攝了 2個(gè)視野的1000倍的圖像。利用圖像分析軟件("Image-Pro Plus"Media Cybernetics公司制),選定當(dāng)量圓直徑:0. 15?1. 0 μ m的氧化物粒子,并且 利用SEMEDS(Energy_dispersive X-ray spectroscopy)分析了所拍攝的氧化物中央部的 組成。在檢測(cè)出的元素當(dāng)中,通過(guò)將Ti的分析值(質(zhì)量% )用Si、S、Ti、Mn、Al、Zr、Mg的 分析值(質(zhì)量% )的合計(jì)加以標(biāo)準(zhǔn)化,而算出氧化物粒子中所含的Ti濃度(質(zhì)量% ),算出 作為含有20質(zhì)量%以上的Ti的氧化物粒子且當(dāng)量圓直徑為0. 15?1. 0 μ m的含有Ti的 氧化物的個(gè)數(shù)密度。而且,由于Μη包含于大部分的氧化物中,因此利用上述方法鑒定的含 有Ti的氧化物還含有Μη。
[0193] [殘留奧氏體粒子的個(gè)數(shù)密度的測(cè)定]
[0194] 用L印era試劑腐蝕上述的測(cè)定了含有Ti的氧化物粒子的個(gè)數(shù)密度的樣品,利用 光學(xué)顯微鏡拍攝了 2個(gè)視野的1000倍的圖像。利用圖像分析軟件(與上述相同)分析殘 留奧氏體的白色的腐蝕對(duì)比度,算出就當(dāng)量圓直徑而言大于〇. 15 μ m的殘留奧氏體粒子的 個(gè)數(shù)密度。
[0195] [殘留奧氏體粒子的體積百分率的測(cè)定]
[0196] 對(duì)上述的測(cè)定了含有Ti的氧化物粒子的個(gè)數(shù)密度的樣品,電解研磨其表面,利用 Rigaku公司制的二維微區(qū)X射線衍射裝置("RINT-RAPIDII")實(shí)施了 X射線衍射測(cè)定。 對(duì)鐵素體相的(110)、(200)、(211)、(220)的各晶格面的峰、以及殘留奧氏體相的(111)、
[200] 、(220)、(311)的各晶格面的峰,基于各峰的積分強(qiáng)度比,分別算出殘留奧氏體相的 (111)、(200)、(220)、(311)的體積百分率,求出它們的平均值,將其設(shè)為"殘留奧氏體的體 積百分率"。
[0197] 此外在本實(shí)施例中,還如下所示地評(píng)價(jià)了圖6的大型試驗(yàn)片中的耐氫脆敏感性。
[0198] [使用了大型試驗(yàn)片的氫脆敏感性的評(píng)價(jià)]
[0199] 作為母材鋼板,準(zhǔn)備了對(duì)SM490A鋼板(板厚25mm)實(shí)施了圖6 (a)中所示的坡口 形狀加工的鋼板,使用上述表1A及表1B中所示的焊接材料在下述的條件下進(jìn)行了氣體保 護(hù)弧焊。
[0200](焊接條件)
[0201] 保護(hù)氣體:20體積% C0280體積% Ar混合氣體
[0202] 電流-電壓-焊接速度:280A-29V-8. 0mm/秒
[0203] 線能量條件:
[0204] (I) 1. OkJ/mm (280A-29V-8. 0mm/ 秒)
[0205] 預(yù)熱-層間溫度:50°C
[0206] 層疊法:8層16焊道
[0207] 對(duì)如此制作的焊接金屬,從圖6(a)的圓框部分中與焊接方向平行地提取圖6(b) 中所示的大型試驗(yàn)片,在下述條件下進(jìn)行了充氫。
[0208] (充氫條件)
[0209] 水溶液:(30g/L_NaCl) + (lg/L-KSCN)
[0210] 電流密度:0. ΙΑ/dm2
[0211] 充氣時(shí)間:100小時(shí)
[0212] 在上述條件下對(duì)拉伸試驗(yàn)片進(jìn)行充氫后,實(shí)施了用于防止氫逃散的鍍鋅。此時(shí)的 鍍敷條件與前述的使用了小型試驗(yàn)片時(shí)的鍍敷條件相同。
[0213] 然后,以十字頭速度:3.0X10_2mm/分鐘(應(yīng)變速度:6·94Χ10_ 6/秒)實(shí)施了 SSRT 試驗(yàn),將充氫材料的斷裂伸長(zhǎng)率大于2. 0%的試驗(yàn)片評(píng)價(jià)為大型試驗(yàn)片中的耐氫脆敏感性 優(yōu)異。
[0214] 將這些結(jié)果集中表示于表3Α及表3Β中。
[0215] [表 3Α]
[0216] 輝接 ?ΒΛΚ? 含有Ti_ 爾氬騰敏感性 拉伸 ** 實(shí)驗(yàn)線能量= mmm) Uitm 強(qiáng)廬議 m 條件 N汰~K5¥ Wmm^l SMmmt, IS vE, i個(gè)/_2】率[I] 瘡數(shù)sw m [MPa] [J] 『-m ................ -= =i:;^ "^6^ i ?...................................5................................................................mm---μ "一'mm ^lllin.-.'.. m TF mi ~ ?¥ ~~5 F~^ Fa ^-----^^.- --- -~23jF,,wn--...^ ~n- ~4 '「一 f4 --一gjS ---~ W. -- g.2 iii~""""m' ~1 jg .. '--一 2§I7…-..-一 3·一-~.?...§0 -.…2A ~Β?Γ - -'70 ^ ~ . -―^ --~一 ''一"""?Γ ~Yq i a.........................................Fi §m - 12747 ~ . m ; 81 F8 8838 4F Ι3β76 20 il '5Γ ^107^ ~i i.............................Fi~ - ~~~i5F 47 … -一io if-' Wq" --.-----jj" ~ i3s〇7 「…-一"'n......................4.5 mI ioi" ~T? n........................fi 1..................〕 11111111111imi......................§3" mm 15 is …一tii.................102 -ia Γ ^ξ- -... 37g u -n ~? ? Ft 3 ^ 4J ........1 50" -....:-2j ~jjF ~"IF ~l4¥u --" mm ~"ii"…一 tmi 一 -4§…n^^IF ~? T ^" ¥m ~mn w is-- - - - ^·-^ ~ -ii F --?- 27g6 .."~ii 1^·"------- --- ~T?F F17 §753 43 13338 1§" €J 851 m ~li g " FIS~---- ...^_- 一 _?^-- ~?i I '.'·' ism iF-mm --m "~ii" 888 l,M~n ~m I ?α 2070^ 4j ' ^^ ^ ~ 4j ^1l〇s" __nm_F2i ~-4 J ~nin 4A~?Γ_$i_ --.....................................................gjij"......................................49" nm .................................................................40.....................................3〇 ~iiTmW "~~23Η m ^7m 43 wm" 28 ~^Tb" -m n i F24 3?f4 m %7m §0 2.4 ~iii" f 1 ~?i Fim^ 疆5141 ".- 4M- mm,l ' 23^^43 ~i5F m I " ~ 4iiT 4? is?〇2 ^ m 2:1 ~~m m ~i?BI F27 3?§g 4J iim ii" 23 m B9 ~ii i.......................................- iii~?-',:lm IF"--? "f-u ~~ii hi -W ―?βλ -1M §5 1 fl^T ?ο 30 ? F30__4305 4.8 78S1__§0 2.4 一 3l|il [F31 ' I ?~_3-- ........................................41 […_?8104 ' ''______二…40 [ 3J "^ill iiT
[0217] [表 3B]
[0218] 殘繫奧氏傳 紐截胳輸醣祕(mì) 1銳伸憾s 實(shí)驗(yàn)線能s ^ 《原*醫(yī)> 強(qiáng)虔鑲性 Μλ 客餘 材料' "'''' -1~~......…氣化物 ' _ _ I .................... tte 個(gè)數(shù)體積百分氫臃敏感性斷裂制?串TS 通喊 ? 個(gè)/--Λ 率 Μ ?φ 1 撥數(shù)SW1 w WP?] PI --'ι------'ι--υ--?·Ι8--88 MlflMBBtfWiiJM ^?ιΙ'^?'"?Ι!--?Μ'ι'?ΤΤι? ·?Β4ΜΚΖ1--'^--ι?Μ--Μ?·?3ιτ*η--ιτ3--££· Wny*H*7ffffnTniffiiS4b ,sS&SSSSSSSSSSSSS^S&SSSSSSi ^SBgSKKSSKSSSSSS '^fSBiBSBfilSS-SK! L < 32 W FI 202B 3.9 4474 80 1,4 800 _ 3『一w- -jii m if '.'- Ρ?--一 一IIIMτι -^? --.~..一W 1 j?--5「 ―"ii i pm -""iw…"~ii" 4m.......................- so -γ-~- - _- ^ 。^.............................π~^ ~~jj …蘭a ' E: ....ii: ~iii" "~"'n __ ^-- - - ~mz '-if 一-ι:Γ" ioa ao" 3i g-~~........................................li"" T,i mi ~^T -$ - - -- 一一-- …~u. ..................4TO Ti""n ""g.F m?g7 W ~~mm ~~m tJ" ~7〇T "'41 5 '?mm -.........................,.[.......... ?4g ~ ::碡2 1--1 -2S33 -一 M ............................................Ymt 7·.· ^ ~'^iT I7g _ 5T^ ~~--Γ....................iF 44『"一p43 2TS8 L· 1 --Γ 11 ~ii" 4si'n ' "f44 "" ig04- TF Tiio m ''T oJ ~'iii n" _iso_fm mm 4,7 nw 雜 1,專(zhuān) §83_ ~? i ¥m nali sw" ~ -j- -^ ~ ^. 4?1Γ~ F47 -"ll]謂ll]謂.1.1...11.7?^ __.11.1...11 ^ --7i F4S " 329? mn "^45~ 1J - 849…-1? ….so 5Γm"丨一 wm.… §4〇3 m~IF .. --4βΓ~?"""咖―ij" ^ -i?i.......................'................1. -iM^'""' .....m i~_~ m-一mm.......................4M.....................nm ........................m..................... ~ii if~ iii --…~'·"一.......................~? IF ' m ^ΤΓ "1111111111111『一胃M.1"""""^1?7 ' jj"-n,mi...........................................................................m - Te....................β?β^ $$ _^―__ ~?gj" ^-- - u m................m '-I.?ρ fm ~' saga ? _ ' '_ii' Ts ^iii ii"
[0219] 從這些結(jié)果中可以如下所示地考察。
[0220] 首先,表3A的No. 1?31是滿足本發(fā)明中規(guī)定的必要條件的例子,即使是大于 780MPa的高強(qiáng)度,也可以得到小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片中的耐氫脆敏感性優(yōu)異的焊接金 屬。具體來(lái)說(shuō),由于使用表1A中所示的合適的焊接材料,利用合適的線能量條件[(I)? (III)]進(jìn)行焊接,因此將焊接金屬的化學(xué)成分組成及β值(以上參照表2A)、殘留奧氏體 粒子的個(gè)數(shù)密度及體積百分率(以上參照表3Α)全都恰當(dāng)?shù)乜刂?,其結(jié)果是,可以得到兼具 所需的特性的焊接金屬。
[0221] 在上述當(dāng)中,特別是含有Ti的氧化物粒子的個(gè)數(shù)密度為5000個(gè)/mm2以上的例子 (No. 2、3、7?14、16、17、19?31)由于使用了恰當(dāng)?shù)乜刂屏?B值(參照表1A)的焊接材料, 因此可以看到小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片中的耐氫脆敏感性進(jìn)一步提高的趨勢(shì)。
[0222] 此外在上述例當(dāng)中,No. 7?11、13、14、17、20、22、24?31由于將焊接金屬中的 Si量、Ni量、以及α值(參照表2A)全都恰當(dāng)?shù)乜刂?,因此具有良好的低溫韌性(vE-4C)> 85J)。
[0223] 與此相對(duì),表3B的No. 32?56是脫離本發(fā)明中規(guī)定的某個(gè)必要條件的例子,無(wú)法 獲得所需的特性。
[0224] 首先,No. 32是雖然使用了合適的焊接材料F1然而在線能量大的線能量條件(IV) 下焊接的例子。其結(jié)果是,焊接金屬中的殘留奧氏體粒子的個(gè)數(shù)密度及體積百分率變少,小 型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。另外,由于作為低溫韌性的指 標(biāo)的Si量不合適,因此無(wú)法得到所需的低溫韌性。
[0225] No. 33是作為焊接材料使用了 Si量(全部Si量)少、作為金屬存在的Si量少、A 值脫離范圍的焊接材料F32的例子。其結(jié)果是,焊接金屬中的殘留奧氏體粒子的體積百分 率變少,小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。此外,由于作為高強(qiáng) 度的指標(biāo)的β值小,因此強(qiáng)度降低。另外,由于作為低溫韌性的指標(biāo)的α值小,因此無(wú)法 獲得所需的低溫韌性。
[0226] Νο.34是作為焊接材料使用了 Si量(全部Si量)多、Β值脫離范圍的焊接材料 F33的例子。其結(jié)果是,焊接金屬的Si量變多,焊接金屬中的殘留奧氏體粒子的個(gè)數(shù)密度變 少,小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。另外,由于作為低溫韌性 的指標(biāo)的Si量不合適,因此無(wú)法獲得所需的低溫韌性。
[0227] No. 35是作為焊接材料使用了 Ti量(全部Ti量)少的焊接材料F34的例子。其結(jié) 果是,焊接金屬的Ti量少,焊接金屬中的殘留奧氏體粒子的個(gè)數(shù)密度及體積百分率變少, 小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。
[0228] No. 36是作為焊接材料使用了 Ti量(全部Ti量)多的焊接材料F35的例子。其 結(jié)果是,焊接金屬的Ti量變多,小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降 低。另外,由于作為低溫韌性的指標(biāo)的Ni量不合適,因此無(wú)法獲得所需的低溫韌性。
[0229] No. 37是作為焊接材料使用了 A1量(全部A1量)少的焊接材料F36的例子。其 結(jié)果是,焊接金屬中的殘留奧氏體粒子的個(gè)數(shù)密度及體積百分率變少,小型試驗(yàn)片及大型 試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。另外,由于作為低溫韌性的指標(biāo)的α值不合 適,因此無(wú)法獲得所需的低溫韌性。
[0230] No. 38是作為焊接材料使用了 Zr量(全部Zr量)少的焊接材料F37的例子。其 結(jié)果是,焊接金屬中的殘留奧氏體粒子的體積百分率變少,小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任 意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。
[0231] No. 39是作為焊接材料使用了 Mg量(全部Mg量)少的焊接材料F38的例子。其結(jié) 果是,焊接金屬的Ni量少,焊接金屬中的殘留奧氏體粒子的個(gè)數(shù)密度及體積百分率變少, 小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。此外,由于焊接金屬的Ni量 少,因此強(qiáng)度降低。另外,由于作為低溫韌性的指標(biāo)的Ni量不合適,因此無(wú)法獲得所需的低 溫韌性。
[0232] No. 40是作為焊接材料使用了 Mo量(全部Mo量)多的焊接材料F39的例子。其 結(jié)果是,大型試驗(yàn)片的耐氫脆敏感性降低。
[0233] No. 41是作為焊接材料使用了作為金屬存在的Si量少的焊接材料F40的例子。其 結(jié)果是,焊接金屬的C量少,焊接金屬中的殘留奧氏體粒子的體積百分率變少,小型試驗(yàn)片 及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。此外由于作為高強(qiáng)度的指標(biāo)的β值小, 因此強(qiáng)度降低。
[0234] No. 42是使用了 5102量多的焊接材料F41的例子。其結(jié)果是,焊接金屬中的殘留 奧氏體粒子的體積百分率變少,小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降 低。此外由于作為高強(qiáng)度的指標(biāo)的β值小,因此強(qiáng)度降低。另外,由于作為低溫韌性的指 標(biāo)的α值不合適,因此無(wú)法獲得所需的低溫韌性。
[0235] No. 43是作為焊接材料使用了 Α值不合適的焊接材料F42的例子。其結(jié)果是,焊接 金屬的Μη量少,焊接金屬中的殘留奧氏體粒子的體積百分率變少,小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn) 片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。此外由于作為高強(qiáng)度的指標(biāo)的β值小,因此強(qiáng)度降 低。
[0236] No. 44是作為焊接材料使用了 Α值不合適、作為金屬存在的Si量少的焊接材料 F43的例子。其結(jié)果是,焊接金屬的C量多,Si量少,0量多,焊接金屬中的殘留奧氏體粒子 的體積百分率變少,小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。
[0237] No. 45是作為焊接材料使用了 B值不合適的焊接材料F44的例子。其結(jié)果是,焊接 金屬中的殘留奧氏體粒子的個(gè)數(shù)密度變少,小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆 敏感性都降低。
[0238] No. 46是使用了焊接材料F45的例子,然而由于焊接金屬的Μη量變多,強(qiáng)度過(guò)大, 因此小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。
[0239] No. 47是使用了焊接材料F46的例子,然而由于焊接金屬的Ni量變多,強(qiáng)度過(guò)大, 因此小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。另外,由于作為低溫韌 性的指標(biāo)的Ni量不合適,因此無(wú)法獲得所需的低溫韌性。
[0240] No. 48是使用了焊接材料F47的例子,然而由于焊接金屬的N量變多,強(qiáng)度過(guò)大,因 此小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。另外,由于作為低溫韌性 的指標(biāo)的α值不合適,因此無(wú)法獲得所需的低溫韌性。
[0241] No. 49是作為焊接材料使用了 Mo量多的焊接材料F48的例子。其結(jié)果是,焊接金 屬的Mo量變多,大型試驗(yàn)片的耐氫脆敏感性降低。
[0242] No. 50是使用了焊接材料F49的例子,然而由于焊接金屬的Cr量變多,強(qiáng)度過(guò)大, 因此小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。
[0243] No. 51是使用了焊接材料F50的例子,然而由于焊接金屬的V量變多,強(qiáng)度過(guò)大,因 此小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。
[0244] No. 52是使用了焊接材料F51的例子,然而由于焊接金屬的Nb量變多,強(qiáng)度過(guò)大, 因此小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。
[0245] No. 53是使用了焊接材料F52的例子,然而由于焊接金屬的Mo量及Cu量變多,強(qiáng) 度過(guò)大,因此小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。
[0246] No. 54是使用了焊接材料F53的例子,然而焊接金屬的A1量變多。另外,在焊接金 屬中,如果作為強(qiáng)脫氧元素的A1變多,則焊接金屬的氧濃度就會(huì)降低,焊接金屬的0量也變 少。由此,焊接金屬中的殘留奧氏體粒子的個(gè)數(shù)密度變少,小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意 一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。
[0247] No. 55是使用了 Zr量大于優(yōu)選的上限的焊接材料F54的例子。其結(jié)果是,焊接金 屬的Zr量多,焊接金屬中的殘留奧氏體粒子的個(gè)數(shù)密度變少,小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的 任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。另外,由于作為低溫韌性的指標(biāo)的Si量及Ni量不合適, 因此無(wú)法獲得所需的低溫韌性。
[0248] No. 56是使用了 B量大于優(yōu)選的上限的焊接材料F55的例子。其結(jié)果是,焊接金屬 的B量變多,小型試驗(yàn)片及大型試驗(yàn)片的任意一個(gè)的耐氫脆敏感性都降低。
[0249] 雖然詳細(xì)地并且參照特定的實(shí)施方式地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明,然而對(duì)于本領(lǐng)域技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是,可以不脫離本發(fā)明的精神和范圍地施加各種變更或修正。
[0250] 本申請(qǐng)是基于日本2012年2月27日申請(qǐng)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)(日本特愿 2012-040603)的申請(qǐng),將其內(nèi)容作為參照引入到這里。
[0251] 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0252] 本發(fā)明的焊接金屬的耐氫脆敏感性、低溫韌性優(yōu)異,適合于海洋結(jié)構(gòu)物等。
【權(quán)利要求】
1. 一種耐氫脆敏感性優(yōu)異的焊接金屬,是使用藥芯焊絲、利用氣體保護(hù)弧焊形成的焊 接金屬,其特征在于, 分別含有: C :0. 02?0. 12%,其中,%是"質(zhì)量%"的意思,對(duì)于化學(xué)成分組成來(lái)說(shuō),以下相同、 Si :0· 10 ?2. 00%、 Μη :0. 90 ?2. 5%、 Ni :0. 20 ?3. 5%、 Ti :0. 040 ?0. 15%、 N :0. 015%以下,但不包含0%、以及 0 :0. 030 ?0. 10%, 余量包含鐵及不可避免的雜質(zhì), 存在2500個(gè)/mm2以上的殘留奧氏體粒子,并且殘留奧氏體粒子的體積百分率為4.0% 以上,而且以下述(1)式表示的β值為75以上, 3值=320父[(:]+50\[51]+15\[]\111]+10\[附]+28\[]\1〇]...(1) 其中,[C]、[Si]、[Mn]、[Ni]及[Mo]分別指C、Si、Mn、Ni及Mo的含量,以質(zhì)量%為單 位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接金屬,其中, 將Mo控制為小于0.05%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焊接金屬,其中, 分別滿足Si :0. 10?0.5%及Ni :1. 0?2.0%,并且以下述⑵式規(guī)定的α值為3. 2 以上, α 值=[Mn] + [Ni] + (2X[Mo]) + (16X[Ti])-(12X[0]) · · · (2) 其中,[Μη]、[Ni]、[Mo]、[Ti]及[0]分別指此、附^〇、11及0的含量,以質(zhì)量(%為單 位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的焊接金屬,其中, 在含有20質(zhì)量%以上的Ti的氧化物粒子中,存在5000個(gè)/mm2以上的當(dāng)量圓直徑: 0· 15?L Ομπι的粒子。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的焊接金屬,其中, 還含有選自Cr :2. 0%以下且不包含0%、V :0. 60%以下且不包含0%、Nb :0. 15%以下 且不包含〇%、Cu :1.0%以下且不包含0%、A1 :0.020%以下且不包含0%、Zr :0. 10%以下 且不包含0%及B :0.0050%以下且不包含0%中的1種以上。
【文檔編號(hào)】B23K35/368GK104125874SQ201380010252
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月27日
【發(fā)明者】名古秀德, 高知琢哉, 漆原亙, 佐藤統(tǒng)宣, 北川良彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所