焊接金属和由该焊接金属接合的焊接结构物制造技术

为了提供一种在焊接状态或去应力退火后仍显现出优异的强度、韧性的焊接金属，本发明专利技术的焊接金属，以质量％计，含有C：0.04～0.15％、Si：0.50％以下、Mn：1.0～1.9％、Ni：1.0～4.0％、Cr：0.10～1.0％、Mo：0.20～1.2％、Ti：0.010～0.060％、Al：0.030％以下、O：0.015～0.060％、N：0.010％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成，作为化合物含有的Ti量(％)和Si量(％)的比[化合物型Ti]/[化合物型Si]超过1.5，由下式(其中，[X]是元素X的含量(％))计算的A值为0.50以上：A＝[Ti]/([O]-1.1×[Al]+0.05×[Si])。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及主要以Mn-Mo-Ni系钢材为母材进行焊接的焊接结构物及其焊接部的焊接金属，特别是涉及在焊接状态下和去应力退火后的强度、韧性优异的焊接金属。
技术介绍
Mn-Mo-M钢材为具有优异的强度、韧性，主要被用于原子能发电厂的压力容器等。近年来，随着能源需要的增加，压力容器有大型化的倾向，要求强度、韧性更加优异的 Mn-Mo-Ni钢材。随之而来的是，在以这些钢种为母材的焊接结构物的焊接部中所形成的 Mn-Mo-Ni系焊接金属中，也要求强度、韧性水平的进一步提高。另外，在以Mn-Mo-Ni钢材为母材的焊接结构体中，通常在焊接施工后，会实施以去应力为目的长时间的去应力退火，但存在由于该退火导致焊接金属的强度、韧性劣化的情况，从而要求通过退火难以导致强度、韧性劣化的材料。针对这样的需求，提出有各种致力于提高焊接金属的强度、韧性(以下统称为“机械的特性”)的技术。例如在专利文献1中提出有一种技术，其通过使Cr、Mo、Cu、Ti、B等合金元素最佳化，从而改善机械的特性，另外在专利文献2中提出有一种技术，其是在粉芯焊丝中，同时控制金属外皮和焊剂的组成，从而改善去应力退火后的机械的特性。另外，从硫化物控制的观点出发，在专利文献3中提出有一种除了机械的特性之外，焊接操作性也优异的焊接材料。此外，对于退火后的机械的特性的改善，在专利文献4中提出控制碳化物的方案。先行技术文献专利文献专利文献1 日本专利公开平9-253886号公报专利文献2 日本专利公开平5-77086号公报专利文献3 日本专利公开平8467273号公报专利文献4 日本专利第3283763号公报但是，仅凭上述的技术，去应力退火后的焊接金属的机械的特性还称不上充分，另外若考虑安全性，则在焊接的状态下，也期望具备优异的机械的特性。因此，期望有进一步改善焊接金属的机械的特性的技术。
技术实现思路
本专利技术鉴于这样的问题而完成的，其目的在于，提供一种关于以钢材为母材经焊接后的焊接结构物，在焊接状态(简述为“AW”)或去应力退火(简述为“SR退火”)后仍具有优异的强度、韧性的焊接金属，和由这样的焊接金属接合的焊接结构物。本专利技术者们对于实现AW、SR退火后的强度、韧性优异的焊接金属的方法进行锐意研究时发现，对使微细的针状铁素体组织显现非常有效。另外，在探求SR退火造成机械的特性劣化的主要原因时发现，这是由于粗大晶界碳化物的析出所致，使之微细化有效。本专利技术是以这样的认识为基本而完成的。S卩，本专利技术的焊接金属，以质量％ (以下仅表示为“％”)计，含有C:0.04 0.15 Si :0· 50 % 以下(不含 0 % )、Mn :1. 0 1. 9 %、Ni 1. 0 4. 0 %、Cr 0. 10 1.0%,Mo :0. 20 1. 2%,Ti 0. 010 0. 060%,Al 0. 030% 以下(不含 0% )、0 0. 015 0.060%,N :0. 010%以下(不含0% )，余量由和不可避免的杂质构成，以 表示作为化合物含有的Ti量(％ )，以表示作为化合物含有的Si量(％ ) 时，/> 1. 5并且，以表示Ti的含量(％ )，以表示0的含量(％ )，以表示Al 的含量(％ )，以表示Si的含量(％ )时，由下式计算的A值为0. 50以上。A= /(-1. 1 X +0. 05X )该焊接金属，因为在规定成分之下，使/的比超过1.5，所以能够抑制阻碍针状铁素体组织显现的Si氧化物的生成，促进有助于针状铁素体组织生成的Ti氧化物的生成。此外，因为使A值为0. 50以上，所以能够抑制Si氧化物在 Ti氧化物的表面生成，能够使来自Ti氧化物的针状铁素体的生成促进作用有效地发挥。因此，能够使焊接金属中显现微细的针状铁素体组织，能够提高AW或SR退火后的焊接金属的强度、韧性。在上述焊接金属中，还优选以表示Cr的含量(％)，以表示Mn的含量 (%)时，由下式计算的B值在0.05以上、0.26以下。由此，能够抑制会给SR退火后的机械的特性带来不良影响的晶界碳化物的粗大化，能够更进一步提高SR退火后的机械的特性。B = /(+1. 2)在上述焊接金属中，存在于焊接金属中的碳化物之中，作为当量圆直径，优选 200nm以上的碳化物的平均粒径为350nm以下。由此，粗大晶界碳化物的生成得到抑制，能够进一步提高焊接金属的机械的特性。此外，上述焊接金属能够含有Cu :0. 35%以下(不含0% )，或者还含有Nb 0.008 0. 030%, V 0. 010 0. 10%的一种或两种。由此能够进一步提高强度。另外，本专利技术的焊接结构物，是以Mn-Mo-M系钢材为母材进行焊接的焊接结构物，形成其焊接部的焊接金属由上述任一种焊接金属形成。如上述，上述焊接金属AW或SR 退火后的机械的特性优异，因此在本专利技术的焊接结构物的焊接部，AW或SR退火后的机械的特性也优异，焊接结构物整体上机械的特性优异，进而耐久性优异。根据本专利技术的焊接金属，在规定成分之下，使/超过1.5，促进有助于针状铁素体组织生成的Ti氧化物的生成，此外，将A值规定在0. 50以上， 以使Ti氧化物的针状铁素体的生成促进作用不会因Si氧化物的生成而受到妨碍，因此能够使焊接金属中显现微细的针状铁素体组织，能够提高焊接状态或去应力退火后的焊接金属的强度、韧性。另外，本专利技术的焊接结构物是在其焊接部形成有上述焊接金属的结构物， 因此整体上强度和韧性优异，进而耐久性优异。具体实施例方式本专利技术的实施方式的焊接金属，是在以Mn-Mo-Ni系钢材为母材进行焊接的焊接4部所形成的焊接金属，化学组成含有C :0. 04 0. 15%, Si 0. 50%以下(不含0% )、Mn 1. 0 1. 9%、Ni :1. 0 4. 0%Xr :0. 10 1. 0%,Mo :0. 20 1. 2%,Ti :0. 010 0. 060%, Al 0. 030% 以下(不含 0% )、0 :0.015 0. 060%、N :0· 010% 以下(不含 0%)，余量由 Fe 和不可避免的杂质构成。另外作为化合物含有的Ti量(％ )()和作为化合物含有的Si量(％)()的比，/超过1.5。此外，以表示Ti的含量(％ )，以表示0的含量(％ )，以表示Al的含量(％ )， 以表示Si的含量(％ )时，由下式计算的A值为0. 50以上。以下，对于这些成分限定理由进行说明。A = /(-1. 1 X +0. 05X )C :0.04 0.15%C是用于确保强度的必须元素，若比0.04%低，则强度不足，另一方面，超过0. 15 时则带来马氏体等的硬质组织的增加，招致韧性的劣化。因此，C量的下限为0.04%，优选为0.06%。其上限为0. 15%，优选为0. 12%，更优选为0. 10%。Si :0.50% 以下Si具有使焊接金属的强度提高的作用。从提高强度的观点出发，极微量即可，优选添加0. 05%以上。另一方面，过量添加会导致强度上升过大，或马氏体等的硬质组织增加，而且氧化物的主体成为Si氧化物，因此，难以生成针状贴素体组织，导致强度、韧性的劣化。为此，Si量的上限为0. 50%，优选为0. 40%，更优选为0. 20本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种焊接金属，其特征在于，以质量％计含有，Ｃ：０．０４～０．１５％、Ｓｉ：０．５０％以下且大于０％、Ｍｎ：１．０～１．９％、Ｎｉ：１．０～４．０％、Ｃｒ：０．１０～１．０％、Ｍｏ：０．２０～１．２％、Ｔｉ：０．０１０～０．０６０％、Ａｌ：０．０３０％以下且大于０％、Ｏ：０．０１５～０．０６０％、Ｎ：０．０１０％以下且大于０％，余量由Ｆｅ和不可避免的杂质构成，以［化合物型Ｔｉ］表示作为化合物含有的Ｔｉ量（％），以［化合物型Ｓｉ］表示作为化合物含有的Ｓｉ量（％）时，［化合物型Ｔｉ］／［化合物型Ｓｉ］＞１．５并且，以［Ｔｉ］表示Ｔｉ的含量（％），以［Ｏ］表示Ｏ的含量（％），以［Ａｌ］表示Ａｌ的含量（％），以［Ｓｉ］表示Ｓｉ的含量（％）时，由下式计算的Ａ值为０．５０以上，Ａ＝［Ｔｉ］／（［Ｏ］－１．１×［Ａｌ］＋０．０５×［Ｓｉ］）。

【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：名古秀德，冈崎喜臣，山下贤，高内英亮，大津穰，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP