本发明专利技术涉及一种包括至少一个钢制部分的物品，该钢的成分包含，含量以重量表示：含量为０．００５－０．２７％的碳，０．５－１．６％的锰，０．１－０．４％的硅，含量小于２．５％的铬，含量小于１％的Ｍｏ，任选地，选自镍、铜、铝、铌、钒、钛、硼、锆和氮中的一种或多种元素，余量为铁和熔炼产生的杂质，所述钢制部分包括至少一个通过高能量密度束熔融的区域，其特征在于所述熔融区域具有由６０－７５％自回火马氏体以及余量的４０－２５％下贝氏体组成，优选由６０－７０％自回火马氏体以及余量的４０－３０％下贝氏体组成的显微组织。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过高能量密度束焊接的钢制金属结构，更详细地说涉及其中熔融区需要最低韧性的金属结构，以便消除突然断裂的风险。
技术介绍
特别是在过去的二十年间，利用高能量密度束如激光或电子束来组装热轧钢板材和片材因其具有某些特别的特性而得到发展，其中可以列举的特性例如有组件的极低变形，所述束的高精度定位并能仅熔化精确需要量的材料，焊缝的外观无需精整，能够免除消除应力处理。在应用这些工艺的领域中，应特别提及船舶结构、土木工程设备、汽车以及用于输送天然气和原油的管线。对于某些应用(特别是其厚度、所涉及的屈服强度或工作应力最大的应用)来说，需要保证韧性以消除突然断裂的风险。已经特别考虑到了这种可能性，这是因为通过高能量密度束形成的组件会产生诸如微疏松或缩孔等易于引发脆性断裂的缺陷。因此为消除任何风险，焊接区域必须具有尽可能高的韧性。已经提出了多种在熔融区域获得高韧性的方法。由于观察到通过在非金属夹杂物上形核而获得坚韧的针状铁素体组织，因此目标是将此类微粒引入熔融区域，例如通过如文献JP2000288754所记载的优先沉积方法。但这种方法存在一些缺点。氧化物在熔融区域内的分散可能并不均匀，导致该区域内的机械性能存在偏差。另外，提高夹杂物的含量延性水平下降。出于同样的目的，还研究了控制铝和氧含量的比例以促进形成有利于针状铁素体形核的夹杂物的方法。以铝镇静钢为原料，不过这种方法需要提高熔融区域中的氧含量，这导致产生上述缺陷。此外，采用激光焊接时，用于形成上述所需针状铁素体组织的动力学条件不一定与生产率需求相适应，因而也不一定与焊接后的冷却速度相适应。还提出了通过加入镍(降低γ-α转变温度的稳定γ相的元素)或镍合金使熔融区域中该元素的重量含量为0.5％至百分之几，从而提高熔融区域的韧性。例如，文献uS4527040记载了在激光组装之前以厚度为0.1mm的插入物形式加入镍合金。但这种方法使得更难以相对于接合面定位该束，并且出现缺陷的风险性提高，被腐蚀的风险性也可能提高。因此需要通过高能量密度工艺焊接的钢组件，其熔融区域的韧性得到充分保证，而机械性能则无过度偏差，另外还需要一种用于制造没有上述缺陷的这些组件的经济方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供这样的焊接组件以及由金属结构钢获得这种组件的方法。为实现这一目的，本专利技术的第一个主题是一种包括至少一个钢制部分的物品，该钢的成分包含，含量以重量表示含量为0.005-0.27％的碳，0.5-1.6％的锰，0.1-0.4％的硅，含量小于2.5％的铬，含量小于1％的Mo，任选地，选自镍、铜、铝、铌、钒、钛、硼、锆和氮中的一种或多种元素，余量为铁和熔炼产生的杂质。所述钢制部分包括至少一个通过高能量密度束熔融的区域，其显微组织由60-75％自回火马氏体以及余量的40-25％下贝氏体组成，优选由60-70％自回火马氏体以及余量的40-30％下贝氏体组成。有利地，该物品是钢管，该钢管包括至少一个具有在纵向或横向焊接的区域的部分。另外有利地，该物品由至少两个具有相同或不同成分，相同或不同厚度的焊接在一起的热轧或热锻钢板构成。优选地，所述高能量密度束为激光束。另外优选地，所述高能量密度束为电子束。本专利技术的另一个主题是一种用于制造上述物品之一的方法，该方法包括下述步骤-提供包括至少一个钢制部分的物品，该钢的成分包含，含量以重量表示含量为0.005-0.27％的碳，0.5-1.6％的锰，0.1-0.4％的硅，含量小于2.5％的铬，含量小于1％的Mo，任选地，选自镍、铜、铝、铌、钒、钛、硼、锆和氮中的一种或多种元素，余量为铁和熔炼产生的杂质；-通过高能量密度工艺将所述钢制部分焊接到具有相同或不同成分的钢工件上，该钢工件已经是或不是该物品的组成部分；以及-选择焊接功率、焊接速度和任选的预热、后热或冷却方式，以使得获得具有由60-75％自回火马氏体以及余量的40-25％下贝氏体组成，优选由60-70％自回火马氏体以及余量的40-30％下贝氏体组成的显微组织的熔融区域。根据该方法的另一个特征，熔融区域的氮含量小于或等于0.020％，选择焊接功率、焊接速度和任选的预热、后热或冷却方式，以使得熔融区域按照参数 冷却，该参数为ΔtBexp-0.75ln(ΔtB/ΔtM)≤(Δt800500)≤ΔtBexp-0.6ln(ΔtB/ΔtM)]]>并且优选地ΔtBexp-0.7ln(ΔtB/ΔtM)≤(Δt800500)≤ΔtBexp-0.6ln(ΔtB/ΔtM)]]> 以秒表示，表示在所述焊接区域焊接之后的冷却过程中在温度800℃与温度500℃之间经过的时间，其中ΔtB＝exp＝exp(6.2 CE II+0.74)，ΔtM＝exp(10.6 CE I-4.8)，CEI=C+Mn/6+Si/24+Mo/4+Ni/12+Cu/15+(Cr(1-0.16Cr)/8)+f(B)]]>CEII＝C+Mn/3.6+Cu/20+Ni/9+Cr/5+Mo/4，其中如果B≤0.0001％，f(B)＝0如果0.0001％＜B≤0.00025％，f(B)＝(0.03-1.5N)如果0.00025％＜B＜0.0004％，f(B)＝(0.06-3N) 如果B≥0.0004％，f(B)＝(0.09-4.5N)，C、Mn、Si、Mo、Ni、Cu、Cr、B和N分别表示所述熔融区域的碳、锰、硅、钼、镍、铜、铬、硼和氮含量，以重量百分比表示。根据该方法的另一个特征，所述焊接是通过激光束均匀气焊的，所述钢的氮含量小于或等于0.020％，并且选择焊接功率、焊接速度和任选的预热、后热或冷却方式，以使得熔融区域按照参数 冷却，该参数为ΔtBexp-0.75ln(ΔtB/ΔtM)≤(Δt800500)≤ΔtBexp-0.6ln(ΔtB/ΔtM)]]>并且优选地ΔtBexp-0.7ln(ΔtB/ΔtM)≤(Δt800500)≤ΔtBexp-0.6ln(ΔtB/ΔtM)]]> 以秒表示，表示在所述熔融区域焊接之后的冷却过程中在温度800℃与温度500℃之间经过的时间，其中ΔtB＝exp(6.2 CE II +0.74)，ΔtM＝exp(10.6 CE I-4.8)，CEI=C+Mn/6+Si/24+Mo/4+Ni/12+Cu/15+(Cr(1-0.16Cr)/8)+f(B)]]>CEII＝C+Mn/3.6+Cu/20+Ni/9+Cr/5+Mo/4，其中如本文档来自技高网...
【技术保护点】
包括至少一个钢制部分的物品，该钢的成分包含，含量以重量表示：含量为０．００５－０．２７％的碳，０．５－１．６％的锰，０．１－０．４％的硅，含量小于２．５％的铬，含量小于１％的Ｍｏ，任选地，选自镍、铜、铝、铌、钒、钛、硼、锆和氮中的一种或多种元素，余量为铁和熔炼产生的杂质，所述钢制部分包括至少一个通过高能量密度束熔融的区域，其特征在于所述熔融区域具有由６０－７５％自回火马氏体以及余量的４０－２５％下贝氏体组成，优选由６０－７０％自回火马氏体以及余量的４０－３０％下贝氏体组成的显微组织。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D卡普兰，
申请(专利权)人：阿塞洛法国公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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