焊接金属及具备它的焊接结构体的制作方法_2

文档序号:9307742阅读:来源:国知局
需要 为0. 20%W上。但是,若Ni含量过剩,则使摆键冲击试验中的上平台能(上部棚工本半 一:uppershelfenergy)降低,因此在SR退火后得不到既定的初性,因此Ni的含量需要 在2. 00%W下。还有,Ni含量的优选的下限为0. 4%W上(更优选为0. 6 %W上),优选的 上限为1.80%W下(更优选为1.60%W下)。
[0042] (Cr:0. 05 ~1. 0% )
[0043] 化是具有使SR退火时的晶界碳化物微细化作用的元素。为了发挥运样的效果,化 含量需要为0. 05%W上。但是,若化含量过剩,则晶界碳化物粗大化,反而使初性降低,因 此需要为1. 0%W下。还有,化含量的优选的下限为0. 20%W上(更优选为0. 30%W上), 优选的上限为0. 80%W下(更优选为0. 70%W下)。
[0044] (Mo:0. 10 ~1. 50% )
[0045] Mo在抑制晶界碳化物的粗大化和退火软化上是重要的元素。为了发挥运样的效 果,Mo含量需要为0. 10%W上。但是,若Mo含量过剩,则由于SR退火时强度过大的上升,反 而致使初性降低,因此需要为1. 50%W下。还有,Mo含量的优选的下限为0. 20%W上(更 优选为0. 30%W上),优选的上限为1. 2 %W下(更优选为1. 0%W下)。
[0046]灯i:0. 040 ~0. 15% )
[0047] Ti形成焊接时的作为微细组织生成的起点的氧化物,在使焊接金属的初性提高上 是有效的元素。为了发挥运样的效果,Ti含量需要为0.040%^上。但是,若Ti含量过剩, 则SR退火时形成微细碳化物,由于强度的过大的上升致使初性降低,因此需要为0. 15%W 下。还有,Ti含量的优选的下限为0.050%^上(更优选为0.055%^上),优选的上限为 0. 110%W下(更优选为0. 090%W下)。
[0048] 度:0. 0010 ~0. 0050% )
[0049] B在抑制对于焊接金属的强度、初性带来不良影响的晶界铁素体的生成上是有效 的元素。为了发挥运样的效果,B含量需要为0.0010%^上。但是,若B含量过剩,则带来 强度的过大的上升,成为初性降低的原因,因此为0.0050%^下。还有,B含量的优选的下 限为0.0012%^上(更优选为0.0015%^上),优选的上限为0.0045%^下(更优选为 0. 0040%W下)。 阳0加](0 :0. 030 ~0. 100% )
[0051] 0形成焊接时的作为微细组织生成的起点的氧化物,对于提高焊接金属的初性是 有用的元素。为了发挥运样的效果,0含量需要为0.030%W上。但是,若0含量过剩而高于 0.100%,则招致氧化物的粗大化,反而使初性降低。还有,0含量的优选的下限为0.035% W上(更优选为0.040%W上),优选的上限为0.080%W下(更优选为0.060%W下)。
[0052] (N:0.015%W下(不含 0% ))
[0053]N在焊接金属中是不可避免被包含的元素,使其含量为0%在工业上不可能实现。 但是,若N含量过剩,则带给初性不良影响,因此需要为0. 015%W下。还有,N含量的优选 的上限为0.010%W下(更优选为0.008%W下)。
[0054] 本发明中规定的含有元素如上述,余量是铁和不可避免的杂质,作为该不可避免 的杂质,能够允许因原料、物资、制造设备等的状况而渗杂的元素(例如,P、S、Sn等)的混 入。不可避免的杂质之中,特别是关于P,因为是在SR退火时显著助长回火脆化的元素,所 W优选至少抑制在0. 010%W下。 阳化5] 在本发明的焊接金属中,作为其他的元素,优选还含有(a)化:1.0%W下(不含 0%)和V:0.40%1^下(不含0% )的至少一种,(b)A1 :0? 030% 下(不含0% )等,根据 所含有的元素的种类,焊接金属的特性得到进一步改善。含有运些元素时的范围設定理由 如下述。
[0056] (化:1. 0%W下(不含0% )和V:0. 40%W下(不含0% )的至少一种)
[0057] 化在确保焊接金属的强度上是有用的元素,但是若过剩使之含有,则其在SR退火 时微细地析出,使强度过大地上升,成为初性降低的原因。从运一观点出发,使化含有时, 优选为1. 0%W下(更优选为0. 80%W下)。还有,为了有效地发挥使化含有带来的效果, 优选其含量为0. 05%W上(更优选为0. 10%W上)。
[0058] 另一方面,V在SR退火时形成微细碳化物,对于使强度提高是有效的元素,但若使 之过剩地含有,则使强度过大地上升,成为初性降低的原因。从运一观点出发,使V含有时, 优选为0. 40%W下(更优选为0. 30%W下)。还有,为了有效地发挥使V含有带来的效果, 优选其含量为0. 05%W上(更优选为0. 10%W上)。
[0059] (A1 :0. 030 %W下(不含 0 % ))
[0060] A1形成焊接时的作为微细组织生成的起点的氧化物,对于使焊接金属的强度、初 性提高是有用的元素,但若A1含量过剩而高于0. 030%,则招致氧化物的粗大化,反而使初 性降低。还有,A1含量的优选的下限为0.005%^上(更优选为0.010%^上),优选的上 限为0. 025%W下(更优选为0. 020%W下)。
[0061] 用于得到本发明的焊接金属的焊接方法,设想是使用含烙剂忍焊条(FCW)的气体 保护电弧焊,通过适用运样的电弧焊接法,也将提高焊接时的作业效率。
[0062] 为了实现本发明的焊接金属,需要适当控制焊接材料和焊接条件。焊接材料成分, 当然会受到认为是必要的焊接金属成分的制约,另外为了得到既定的碳化物形态,必须适 当地控制焊接条件和焊接材料成分。
[0063] 使用了含烙剂忍焊条(FCW)的气体保护电弧焊的优选的焊接条件为,焊接线能量 为2. 5kJ/mmW下,且焊接时的预热一层间溫度为180°CW下。另外使用的焊接材料(药忍 焊丝)的金属Si量和Si化量的比(金属Si/SiO2),优选为0.90W上。 W64] 若气体保护电弧焊的线能量高于2.化J/mm,则焊接时的冷却速度降低,得不到既 定的强度,并且冷却途中生成碳化物,其在SR退火时生长,得不到期望的晶界碳化物形态。 其结果是,SR退火后的初性将降低。焊接线能量越小越好,优选为2.OkJ/mmW下,更优选 为1.化J/mmW下。关于焊接线能量的下限,若考虑焊接时的施工效率等,则优选大致为 0. 7kJ/mmW上。
[0065] 若预热一层间溫度高于180°C,则焊接时的冷却速度降低,不但得不到既定的强 度,而且在冷却途中生成碳化物,其在SR退火时生长,从而得不到期望的晶界碳化物形态。 其结果是,SR退火后的初性降低。预热一层间溫度更优选为160°CW下。还有,如果从抑制 低溫裂纹的观点出发,则优选层间溫度为l〇〇°CW上,更优选为120°CW上。
[0066] 另外,若焊接材料(药忍焊丝)中的金属Si量与Si〇2量的比(金属Si/Si〇2)低 于0. 90,则固溶Si不足,带来碳化物的不稳定化,晶界碳化物尺寸增加,无法将当量圆直 径0. 40ymW上的晶界碳化物的平均当量圆直径保持在0. 75ymW下。上述比(金属Si/ Si〇2),更优选为0.93W上,进一步优选为1.00W上。该比(金属Si/Si〇2)的值的上限,从 焊接时的作业性运一观点出发,大致优选在3. 0W下(更优选为2. 5W下)。
[0067] 还有,关于SR退火条件(溫度、时间),遵循一直W来进行的条件来进行即可,但从 控制晶界碳化物运一观点出发,优选其条件设定如下。
[0068]若SR退火溫度高于680°C,则助长SR退火时的晶界碳化物的粗大化,得不到期望 的晶界碳化物形态。其结果是,显示出SR退火后的初性的降低的倾向。由此,SR退火溫度 优选为680°CW下,更优选为650°CW下。还有,关于SR退火溫度的下限,若考虑焊接时的 应力除去效果,则优选为580°CW上。 W例关于SR退火时间,若高于12小时化r),贝顺长SR退火时的晶界碳化物的粗大化, 得不到期望的晶界碳化物形态。其结果是,SR退火后的初性显示出降低的倾向。从运一观 点出发,SR退火时间优选为12小时W下,更优选为10小时W下。还有,关于退火时间的下 限,若考虑焊接时的去应力效果,则优选为2小时W上。
[0070]通过遵循上述运样的条件形成焊接金属,能够得到具有充分的强度,并且发挥着 优异的低溫初性的焊接金属,能够实现具备运样的焊接金属的焊接结构体。 阳0川 实施例
[0072]W下,通过实施例更详细地说明本发明,但下述实施例没有限定本发明的性质,在 能够符合前、后述的宗旨的范围内也可W适当加W变更实施,运些均包含在本发明的技术 范围内。
[0073] 制作丝径(pi.2mm,焊剂填充率:15. 5%的药忍焊丝(化学成分组成显示在下述 表1、2中),如下述进行特性评价。
[0074] 将SM490A钢板(母材)加工成图1所示的坡口形状,W后述的各焊接条件通过气 体保护电弧焊制作焊接金属,实施热处理(SR退火)后,评价各种特性。 阳〇7引(焊接条件)
[0076] 母材板厚:20mm
[0077] 坡口角度:20°(V字型) 阳〇7引 根部间隔:16臟
[0079] 焊接姿势:向下
[0080] 保护气体:20%C〇2- 80%Ar混合气体(流量:2化/min)
[0081] 线能量条件
[0082] 一)1. 0kJ/mm(230A- 25V,5. 7mm
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