本发明专利技术提供焊接结构钢，包括０．０１－０．２％的Ｃ、０．１－０．５％的Ｓｉ、１．０－３．０％的Ｍｎ、０．０１－０．１％的Ｔｉ、０．５－３．０％的Ｎｉ、０．０００３－０．０１％的Ｂ、０．０５－１．０％的Ｍｏ、０．００４－０．００８％的Ｎ、至多０．０３０％的Ｐ、０．００５－０．０５％的Ａｌ、至多０．０３０％的Ｓ、０．０１－０．０３％的Ｏ，余量的铁和不可避免的杂质。其中Ｔｉ、Ｏ、Ｎ、Ｂ、Ｍｎ和Ｓ满足１．３≤Ｔｉ／Ｏ≤３．０、７≤Ｔｉ／Ｎ≤１２、０．８≤Ｎ／Ｂ＜１．５和１１≤（Ｔｉ＋４Ｂ）／Ｎ≤１６的关系。所述钢的焊接接头的精细结构包括８５％的针状铁素体，ＴｉＯ和ＴｉＯ－（Ｔｉ，Ｂ）Ｎ７ＭｎＳ复合氧化物以０．５μｍ或更小的间距均匀地分散在组织中，并且粒径为０．０１－０．１μｍ。所述焊接接头中ＴｉＯ和ＴｉＯ－（Ｔｉ，Ｂ）Ｎ－ＭｎＳ复合氧化物的数量为１．０×１０７／ｍｍ３或更多。所述焊接结构钢因其优异的抗张强度、伸长率、硬度性能和表面性能而确保高度可用性和其稳定应用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有即使在大线能量潜弧焊(SAW)后也具有稳定性能的焊接接头的 焊接结构钢，其用于焊接结构例如船只、建筑、桥梁、海工建筑、钢管和管道，更具体地，涉及 通过具有精细TiO和TiO- (Ti，B) N-MnS复合氧化物的精细分散体以加快向针状铁素体的转 变而在大线能量SAW中显示出较好冲击韧性的焊接接头的焊接结构钢。
技术介绍
随着诸如船只的结构和建筑特征变得更大和更高，.强度更高的更厚的钢材被用 于所述结构。在这一方面，不可避免地需要高效率焊接，因为在许多情况下，本领域焊接技 术不能在给定时间内制造所需的结构。最广为人知的厚钢材焊接技术之一是潜弧焊(SAW)。SAW方法中的大焊接面积有 助于减少焊道数量。因此，就生产力来说SAW远优于常规熔化极气体保护电弧焊(GMAW)。SAff是一种将大量热量给予焊接热影响区的大线能量焊接方法。在所述SAW方法 中，焊接金属的焊接接头经历组织凝固，从而可能会形成粗柱状组织并且在沿奥氏体晶界 的粗晶粒中可能会形成粗晶界铁素体、魏氏体铁素体等。因此，焊接接头成为焊接结构中冲 击韧性的下降发生最多的部分，并有例如开裂和断裂的危险。为确保焊接接头的稳定性，需通过控制焊接接头的精细结构确保焊接接头的冲击 韧性。为此已进行了许多研究，尤其是对于限定焊接材料的元素的技术。然而，只限定合金 元素而不控制焊接金属的精细结构和粒径可能不能获得焊接接头的足够韧性。最近已出现改善焊接接头性能的技术，其特征在于调节ARM，ARM的定义为ARM = 197-1457C-1140sol. Al+11850N-316 (Pcm-C)(其中 sol. Al 为溶胶铝)，范围为 40-80。然 而，由于所限定的ARM未限定焊接接头中的氧(0)含量，因此难以在大线能量SAW中确保焊 接接头的冲击韧性。
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在解决本领域的上述问题，因此本专利技术的一个方面是通过有效控制合金 元素和大线能量焊接用钢的精细结构而提供具有优异的抗张强度、伸长率、硬度性能和表 面性能的焊接接头的焊接结构钢。技术方案本专利技术的一个方面提供焊接结构钢，包括以重量计0.01-0. 2%的C、0. 1-0.5% 的 SiU. 0-3. 0% 的 Μη、0· 01-0. 的 Ti、0. 5-3. 0% 的 Ni、0. 0003-0. 01% 的 Β、0· 05-1. 0% 的 Μο、0· 004-0. 008 % 的 N、至多 0. 030 % 的 Ρ、0· 005-0. 05 % 的 Al、至多 0. 030 % 的 S、 0. 01-0. 03%的0，余量的铁和不可避免的杂质。其中Ti、0、N、B、Mn和S满足1. 3彡Ti/ 0 彡 3. 0、7 彡 Ti/N 彡 12,0. 8 彡 N/B 彡 1. 5 和 11 彡(Τ +4Β)/N 彡 16 的关系。所述焊接结构钢还可包括选自0. 01-2. 0 %的Cu、0. 0001-0. 1 %的Nb、 0. 005-0. 1 % 的 V、0. 05-1. 0 % 的 Cr、0. 05-0. 5 % 的 W 禾口 0. 005-0. 5 % 的 Zr 的一种或多 种元素。所述焊接结构钢还可包括0. 0005-0. 05 %的Ca和0. 005-0. 05 %的REM或两者 (0. 0005-0. 05% 的 Ca ·和 0. 005-0. 05% 的 REM)。所述钢的焊接接头的精细结构可包括组织分数为85%的针状铁素体，余量的多边 形铁素体和其他晶界铁素体。TiO和TiO-(Ti，B)N-MnS复合氧化物可以0. 5 μ m或更短的 间隔均勻分散在所述焊接接头的组织中。所述TiO和TiO-(Ti，B) N-MnS复合氧化物可具有0.01-0. Iym的粒径。所述焊接 接头中TiO和TiO-(Ti，B)N-MnS复合氧化物的数量可为1. OXlO7Aim3或更多。有益效果根据本专利技术制造的焊接结构钢可具有较好的抗张强度、伸长率、硬度性能和表面 性能。因此，所述焊接结构钢具有高度可用性并可稳定使用。具体实施例方式经过对影响针状铁素体——已知其对增强焊接头韧性有效——的氧化物的种类 和大小的周密研究，专利技术人已发现，焊接接头中针状铁素体的量根据TiO和TiO-(Ti，B) N-MnS复合氧化物的大小和数量变动，并且因此，焊接接头的韧性根据存在的针状铁素体的量变化。基于所述研究结果，本专利技术的特征在于(1)在用于潜弧焊(SAW)的焊接接头中使用TiO和TiO-(Ti，B)N-MnS复合氧化物，(2)将焊接接头中氧化物的数量限定为1. OX 107/mm3或更多，并将其粒径限定在 0. 01-0. 1 μ m的范围内，引起并保持焊接接头的微观组织中转变为针状铁素体的体积分数 为80%或更高。(3)确保TiO和TiO-(Ti，B)N-MnS复合氧化物和可溶性硼(B)以加快向针状铁素 体的转变。下文将对本专利技术进行详细描述。1. TiO和TiO-(Ti，B)N-MnS复合氧化物的控制通过保持焊接金属中Ti/0、Ti/N、B/N和Mn/S的合适比例，TiO和TiO_(Ti，B) N-MnS复合氧化物可恰当地分布，从而阻止在焊接金属的凝固过程中粗奥氏体晶粒的生成 并加快向针状铁素体的转变。这是因为当TiO和TiO-(Ti，B)N-MnS复合氧化物恰当地分布 在奥氏体晶粒中时，随着焊接温度下降，在转变为晶界铁素体前，首先发生向针状铁素体的 转变，所述复合氧化物在奥氏体中起到了异质成核位点的作用。因此，焊接接头的韧性可显 著地增强。为此，TiO和TiO_(Ti，B)N-MnS复合氧化物精细且均勻地分布是很重要的。此夕卜， TiO和TiO-(Ti，B)N-MnS复合氧化物的大小、含量和分布需根据Ti/0、Ti/N、B/N和Mn/S的 比例进行优化。根据本专利技术，Ti/Ο被限定在1. 3-3. 0的范围内，Ti/N被限定在7-12的范围 内，N/B被限定在0.8-1. 5的范围内，(Ti+4B)/N被限定在11-16的范围内，并且Mn/S被限 定在220-400的范围内。在这种情况下，粒径为0. 01-0. Ιμπι的TiO和TiO-(Ti，B)N-MnS 复合氧化物的数量为1. OXlO7Aim3或更多。因此，可获得大量稳定的精细氧化物。2.焊接接头中可溶性硼⑶的作用专利技术人已发现，除了均勻分布在焊接接头中的氧化物以外，溶解的B也通过扩散 到晶界并降低晶界能量而抑制晶界中向晶界铁素体的转变。此外，还了解到B向氧化物扩 散并在氧化物周围形成无B区，从而抑制复合氧化物周围的硬化并加快向针状铁素体的转变。3.焊接接头的精细结构当使用复合氧化物和可溶性B时，需要限定本专利技术的精细结构的种类和分数。使 TiO和TiO-(Ti，B)N-MnS复合氧化物恰当地分布在焊接金属中，以便能够在焊接接头冷却 过程中在晶界转变之前加快晶粒中向针状铁素体的转变是很重要的。在这种情况下，焊接 接头的针状铁素体为85%或更多，其余为多边形铁素体和不可避免地沉淀在晶界中的铁素 体组织。根据本专利技术，如上所述，精细氧化物和可溶性B的有效使用抑制晶界中晶界铁素 体的形成并加快晶粒中针状铁素体的形成，从而增强焊接接头的冲击本文档来自技高网...
【技术保护点】
焊接结构钢，包括以重量计：０．０１－０．２％的Ｃ、０．１－０．５％的Ｓｉ、１．０－３．０％的Ｍｎ、０．０１－０．１％的Ｔｉ、０．５－３．０％的Ｎｉ、０．０００３－０．０１％的Ｂ、０．０５－１．０％的Ｍｏ、０．００４－０．００８％的Ｎ、０．０３０％或更少的Ｐ、０．００５－０．０５％的Ａｌ、０．０３０％或更少的Ｓ、０．０１－０．０３％的Ｏ，余量的铁和不可避免的杂质。
【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：郑弘喆，洪承甲，朴永桓，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：KR
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。