强度、韧性和耐SR裂纹性优异的焊接金属制造技术

本发明专利技术提供强度和韧性优异，并且不仅在690℃附近的高温下而且在SR裂纹容易发生的600℃附近也能防止SR裂纹的耐SR裂纹性优异的焊接金属。本发明专利技术的焊接金属含有C：0.06～0.10％、Si：0.4～0.6％、Mn：0.5～1.0％、Cr：1.8～3.0％、Mo：0.8～1.2％、Ti：0.02～0.08％、B：0.002％以下(包括0％)、N：0.005～0.01％、O：0.03～0.07％，余量：铁和不可避免的杂质，且C的含量[C]、Cr的含量[Cr]和B的含量[B]满足下式(1)。3.0≤13×[C]+[Cr]+160×[B]≤4.0···(1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及强度、韧性、和去应力(Stress Releif、以下简称SR。)退火时的晶界裂纹被抑制的耐SR裂纹性优异的焊接金属。
技术介绍
锅炉、化学反应容器等中使用的Cr-Mo钢及其焊接金属部由于在高温高压环境下使用，因此要求强度、韧性等特性优异，并且耐SR裂纹性优异。特别是近年来，在伴随装置的大型化而使用的钢板也厚壁化之中，为了不降低施工效率而焊接时的线能量不断增大。因此，作为被覆电弧焊接棒的替代品，期待应用能够高效焊接的药芯焊丝。但是，若使用药芯焊丝，则会发生焊接金属的氧量变高、韧性容易劣化、以及SR裂纹多发等各种问题。因此，为了提供强度、韧性、耐SR裂纹性等优异的焊接金属，提出了各种方案。例如专利文献1中记载了，在旧奥氏体晶粒内析出的碳化物之中，若降低TiC等微细的MC型碳化物的量，并提高包含Ti的微细的M2C型碳化物的量，则可以得到韧性和拉伸强度提高、且耐SR裂纹性也优异的Cr-Mo系钢的焊接金属。另外，专利文献2中记载了，若在焊接金属中合计包含50％以上的Cr与Mo的析出物存在规定个数，则SR处理时的晶界的移动被钉扎，铁素体带的生成被抑制，结果即使长时间接受高温的SR处理也难以产生铁素体带，且可以得到良好的韧性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-290016号公报专利文献2：日本专利第3842707号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题如上所述，以韧性的降低、SR裂纹的防止为目的，提出了各种技术，但要求进一步的提高。例如上述的专利文献中，评价了高温下的耐SR裂纹性，专利文献1中在690℃进行1小时的SR处理，专利文献2中在690℃进行9.5小时或在690℃进行15.3小时的SR处理。但是，SR裂纹在比上述温度更低温的600℃附近(约600～650℃)长时间暴露时容易发生。因此，期望提供不仅在约690℃左右(约650～700℃)的高温下的耐SR裂纹性优异，而且在SR裂纹容易发生的600℃附近的耐SR裂纹性也优异的焊接金属。若进一步考虑焊接效率等，则在焊接方法中，迫切期望改善使用气体保护电弧焊接法形成的焊接金属的上述特性的技术。特别是若考虑焊接操作性等，则迫切期望提供改善通过使用药芯(矿物的粉体)焊丝的气体保护电弧焊接法形成的焊接金属的上述特性的技术。这是因为，气体保护电弧焊接用焊丝大致分为药芯焊丝和实芯焊丝，而药芯焊丝具有与实芯焊丝相比溅射少，不仅下向姿势而且竖立姿势和向上姿势中焊接操作性也良好等各种优点。本专利技术鉴于上述情况而完成，其目的在于，提供强度和韧性优异、并且不仅在690℃附近的高温下而且在SR裂纹容易发生的600℃附近也能够防止SR裂纹的、耐SR裂纹性优异的焊接金属。用于解决问题的手段能够解决上述课题的本专利技术的焊接金属的主旨在于，以质量％计含有C：0.06～0.10％、Si：0.4～0.6％、Mn：0.5～1.0％、Cr：1.8～3.0％、Mo：0.8～1.2％、Ti：0.02～0.08％、B：0.002％以下(包括0％)、N：0.005～0.01％、O：0.03～0.07％，余量：铁和不可避免的杂质，且C的含量[C]、Cr的含量[Cr]和B的含量[B]满足下式(1)。3.0≤13×[C]+[Cr]+160×[B]≤4.0···(1)本专利技术的优选实施方式中，上述焊接金属中，以质量％计，还抑制为P：0.01％以下(不含0％)、S：0.010％以下(不含0％)。本专利技术的优选实施方式中，上述焊接金属中，以质量％计还含有选自Nb：0.03％以下(不含0％)、以及V：0.03％以下(不含0％)中的至少一种以上的元素。本专利技术中，还包含含有上述任一焊接金属的焊接结构体。专利技术效果本专利技术中，由于平衡良好地控制了影响旧奥氏体晶界处析出的碳化物的生成的C、Cr以及B的量，因此上述碳化物的尺寸被适当地控制，可以得到强度、低温韧性、和耐SR裂纹性优异的Cr-Mo系钢的焊接金属。特别是根据本专利技术，不仅690℃附近的高温下，而且在SR裂纹容易发生的600℃附近也能防止SR裂纹的发生，因此非常有用。附图说明图1为表示实施例中使用的钢板的坡口形状的截面图。图2为表示实施例中，焊接金属中的化学成分的测定位置的截面图。图3为表示实施例中，焊接金属中的拉伸试验片的提取位置的截面图。图4为表示实施例中，焊接金属中的夏比冲击试验片的提取位置的截面图。图5A为表示实施例中，耐SR裂纹性的评价中使用的环裂纹试验片的提取位置的截面图。图5B为表示实施例中，耐SR裂纹性的评价中使用的环裂纹试验片的形状的截面图。图5C为表示实施例中，耐SR裂纹性的评价中使用的环裂纹试验片的TIG焊接部的截面图。图5D为表示实施例中，SR裂纹的观察面的图。具体实施方式本专利技术人等为了达成上述课题，在提出了上述的专利文献1后，进一步反复进行了研究。特别是本专利技术中，从提供能够防止上述专利文献1中未充分考虑的600℃附近的SR裂纹发生的技术的观点出发，进行了研究。如上述专利文献1中也记载，SR裂纹主要因旧奥氏体晶粒内的强度与旧奥氏体晶界的强度之差而产生。因此，上述专利文献1中，特别着眼于在旧奥氏体晶粒内析出的碳化物进行了实验。与此相对，本专利技术中，着眼于在旧奥氏体晶界析出的碳化物，详细调查了与耐SR裂纹性的关系。其结果可知，SR裂纹是由于在旧奥氏体晶界析出的粗大的碳化物而产生的。关于这点再稍作具体说明。已知若对Cr-Mo钢的焊接金属进行SR处理，则在旧奥氏体晶粒内，通常来说，以Ti、Nb、V为主成分的碳化物(MC)、以Mo等为主成分的微细碳化物(M2C)会微细地析出，因此通过这些粒子弥散强化机理，必然会使晶粒内被强化，晶界强度相对地降低。因此本专利技术人等从将旧奥氏体晶界的强度保持一定量并在结果上减小与旧奥氏体晶粒内的强度之差的观点出发，反复进行了研究。其结果得知，只要抑制在旧奥氏体晶界析出的粗大碳化物的尺寸即可。为此，发现对于影响上述粗大碳化物的生成的C、Cr、B的各元素，如果不仅单独地控制各个元素的量，而且将由C、Cr、B的量决定的值控制在上述的式(1)的范围内，则不仅能防止690℃附近的SR裂纹而且能防止600℃附近的SR裂纹。进一步得知，SR裂纹还由于在旧奥氏体晶界偏析而使晶界脆化的杂质而产生。因此本专利技术中，优选将P、S的量抑制在规定以下。即，本专利技术的焊接金属的特征在于按照以下方式构成。(i)含有C：0.06～0.10％、Si：0.4～0.6％、Mn：0.5～1.0％、Cr：1.8～3.0％、Mo：0.8～1.2％、Ti：0.02～0.08％、B：0.002％以下(包括0％)、N：0.005～0.01％、O：0.03～0.07％，余量：铁和不可避免的杂质，且C的含量[C]、Cr的含量[Cr]和B的含量[B]满足下式(1)。3.0≤13×[C]+[Cr]+160×[B]≤4.0···(1)(ii)优选本专利技术的焊接金属还抑制为P：0.01％以下(不含0％)、S：0.010％以下(不含0％)还含有选自Nb：0.03％以下(不含0％)、以及V：0.03％以下(不含0％)中的至少一种以上的元素。(本专利技术的焊接金属)以下，对各成分进行说明。C：0.06～0.10％C是为了确保焊接金属的强度和韧性而不可欠缺的元素。而且C是为了确保旧奥氏体晶界的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接金属，其特征在于，以质量％计含有C：0.06～0.10％、Si：0.4～0.6％、Mn：0.5～1.0％、Cr：1.8～3.0％、Mo：0.8～1.2％、Ti：0.02～0.08％、B：0.002％以下且包括0％、N：0.005～0.01％、O：0.03～0.07％，余量：铁和不可避免的杂质，并且C的含量[C]、Cr的含量[Cr]和B的含量[B]满足下式(1)，3.0≤13×[C]+[Cr]+160×[B]≤4.0···(1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.17 JP 2014-0857911.一种焊接金属，其特征在于，以质量％计含有C：0.06～0.10％、Si：0.4～0.6％、Mn：0.5～1.0％、Cr：1.8～3.0％、Mo：0.8～1.2％、Ti：0.02～0.08％、B：0.002％以下且包括0％、N：0.005～0.01％、O：0.03～0.07％，余量：铁和不可避免的杂质，并且C的含量[C]、Cr的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈崎喜臣，名古秀德，山下贤，井海和也，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP