耐氢脆敏感性优异的焊接金属的制作方法

耐氢脆敏感性优异的焊接金属的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种使用药芯焊丝、利用气体保护弧焊形成的焊接金属，其具有规定的化学成分组成，存在2500个/mm2以上的残留奥氏体粒子，并且残留奥氏体粒子的体积百分率为4.0％以上。
【专利说明】耐氢脆敏感性优异的焊接金属

【技术领域】
[0001] 本发明涉及在焊接结构物中所使用的焊接金属中减小了对于氢脆的敏感性的 耐氢脆敏感性优异的焊接金属。具体来说，涉及如下的焊接金属，即，在使用SSRT(Slow Strain Rate Technique)法评价耐氢脆敏感性时，不仅是在使用小型试验片的情况下，即 使是在焊接金属中使用了含有更多组织上的弱化部的大型试验片的情况下，耐氢脆敏感性 也优异，优选低温韧性也良好。

【背景技术】
[0002] 在焊接高强度钢时，从防止焊接金属部的冷裂的观点考虑，需要严格地管理预热/ 层间温度，从而成为导致施工效率降低的原因。近年来，焊接结构物中所使用的钢材逐渐高 强度化，在焊接金属中对于高强度化的要求也在提高（例如HT780 :高强780MPa级）。
[0003] 此种高强度化有使抗冷裂性降低的趋势，因而需要改善抗冷裂性。特别是，在使用 了药芯焊丝的气体保护弧焊中，为了具有优异的焊接操作性，在利用该焊接法形成的焊接 金属中，要求确保抗冷裂性的技术。
[0004] 对于如上所述的冷裂的原因推测是因为，扩散性氢在晶界中偏析，晶界强度降低 (以下将其称作"氢脆"），因而对于抗冷裂性的改善来说，重点是如何减少扩散性氢。
[0005] 基于这样的情况，为了提高焊接金属的抗冷裂性，需要降低焊接金属的对于氢脆 的敏感性。所以，提出过各种各样的技术。
[0006] 例如，在专利文献1中，公开有通过将氢捕集能力高的Mo碳化物（含有Mo的碳化 物）分散于焊接金属内来实现冷裂的防止的技术。但是，该技术中，为了将Mo碳化物分散， 需要采用在使钢材对接后、从内面侧进行埋弧焊这样的特殊的焊接方法，无法适用于钢材 的普通焊接。
[0007] 另外在专利文献2中，提出过通过管理焊接施工时的冷却时间来防止冷裂的技 术。该技术中，需要有与成分对应的严格的施工管理，因而存在操作负担高的问题。
[0008] 专利文献3中，提出过通过将捕集扩散性氢的残留奥氏体百分率在焊接金属中设 为1 %以上来防止冷裂的技术。但是，该技术是以钢管的双面单层缝焊为前提，无法适用于 钢材的普通焊接。
[0009] 专利文献4中，提出过通过减小扩散性氢量、并且恰当地控制强度和化学成分组 成来改善抗冷裂性的技术。但是，在该技术中，由于应该满足的强度级别受到成分的影响， 因此在实际的施工时适用部位受到限制。
[0010] 虽然如上所述的此前提出的技术都是以改善抗冷裂性为目的的技术，然而在实际 的焊接施工中，由于各种的要因而有可能增加焊接金属中的氢量，因此作为更加本质的方 向，需要改善耐氢脆敏感性。
[0011] 另外，近年来，在海洋结构物中所用的焊接金属中，HT780级的应用也在扩大。就 这些焊接金属而言，为了耐受寒冷地区的使用，除了当然要求在780MPa级强度下的耐氢脆 敏感性方面优异以外，优选在低温韧性方面也优异。
[0012] 现有技术文献
[0013] 专利文献
[0014] 专利文献1 :日本特开2005-40816号公报
[0015] 专利文献2 :日本特开2003-33876号公报
[0016] 专利文献3 :日本特开2002-115032号公报
[0017] 专利文献4 :日本特开平11-147196号公报


【发明内容】

[0018] 发明所要解决的问题
[0019] 本发明是鉴于上述事情而完成的，其目的在于，提供一种即使是大于780MPa的高 强度、耐氢脆敏感性也优异、不会产生冷裂的焊接金属，还优选提供在低温韧性方面也优异 的焊接金属。
[0020] 用于解决问题的方法
[0021] 可以解决上述问题的本发明的耐氢脆敏感性优异的焊接金属是使用药芯焊丝、利 用气体保护弧焊形成的焊接金属，其主旨在于，分别含有C :0. 02?0. 12% ("质量％"的意 思。对于化学成分组成来说，以下相同）、Si :0. 10?2. 00%、Μη:0. 90?2. 5%、Ni :0. 20? 3. 5%、Ti :0· 040 ?0· 15%、N :0· 015% 以下（不包含 0% )、以及 0 :0· 030 ?0· 10%，余量 包含铁及不可避免的杂质，存在2500个/mm2以上的残留奥氏体粒子，并且残留奥氏体粒子 的体积百分率为4.0%以上，而且以下述（1)式表示的β值为75以上。
[0022] β 值=320Χ [C]+50X [Si]+15X [Mn]+10X [Ni]+28X [Μο] · · · (1)
[0023] 其中，[C]、[Si]、[Mn]、[Ni]及[Mo]分别指(:^^以附及此的含量丨质量％)。
[0024] 在上述个数密度的测定时，成为对象的残留奥氏体粒子的大小为测定极限以上 (以当量圆直径计大于〇·15μπι的）的尺寸。
[0025] 在本发明的优选的实施方式中，将Mo控制为小于0. 05%。
[0026] 在本发明的优选的实施方式中，分别满足Si :0. 10?0.5%及Ni :1. 0?2.0%，并 且以下述（2)式规定的α值为3. 2以上。根据上述实施方式，还可以实现低温韧性也优异 的（具体来说，就是_40°C下的冲击吸收能vE-4(l大于85J)焊接金属。
[0027] α 值=[Mn] + [Ni] + (2X [Mo]) + (16X [Ti])-(12X [0]) · · · (2)
[0028] 其中，[Mn]、[Ni]、[Mo]、[Ti]及[0]分别指此、附、厘〇、11及0的含量（质量％)。
[0029] 在本发明的优选的实施方式中，在含有20质量％以上的Ti的氧化物粒子中，存在 5000个/mm 2以上的当量圆直径：0. 15?1. 0 μ m的粒子。上述的所谓"当量圆直径"，是着 眼于在光学显微镜的观察面上看到的残留奥氏体粒子、氧化物粒子的大小，假定为与其面 积相等的圆的直径。
[0030] 在本发明的优选的实施方式中，还含有选自Cr :2. 0%以下（不包含0%)、V: 0.60%以下（不包含0% )、Nb :0· 15%以下（不包含0% )及Cu :1.0%以下（不包含0% ) 中的1种以上。
[0031] 本发明的优选的实施方式中，还含有A1 :0.020%以下（不包含0% )和/或Zr: 0· 10%以下（不包含0% )。
[0032] 在本发明的优选的实施方式中，还含有B :0.0050%以下（不包含0% )。
[0033] 发明的效果
[0034] 根据本发明，由于恰当地控制了化学成分组成，并且恰当地控制了残留奥氏体粒 子的个数密度及体积百分率，因此即使是大于780MPa的高强度，也可以实现耐氢脆敏感性 优异的焊接金属。优选通过更加严格地规定Si及Ni的含量，并且满足Mn、Ni、Mo、Ti及0 的含量中所给定的规定的关系式，可以实现低温韧性也优异的焊接金属。

【专利附图】

【附图说明】
[0035] 图1是表示制作焊接金属时的坡口形状的概略说明图。
[0036] 图2是表示圆棒试验片的提取位置的概略说明图。
[0037] 图3是表示模拟了再热循环的热循环（时间与温度的关系）的曲线图。
[0038] 图4是表示进行拉伸试验时的试验片的形状的说明图。
[0039] 图5是表示利用SSRT法测定氢吸贮量时的小型试验片的形状的说明图。
[0040] 图6是表示利用SSRT法测定氢吸贮量时的大型试验片的形状及大型试验片的提 取位置的说明图。

【具体实施方式】
[0041] 本发明是本 申请人:先前公开的日本特愿2011-184117号中记载的耐氢脆敏感性 优异的焊接金属（以下称作先前申请发明。）的改良技术。以下，在对先前申请发明进行说 明的同时，对完成本申请发明的经过及本申请发明的特征部分进行说明。
[0042] 先前申请发明中，着眼于作为扩散性氢的捕集点发挥作用的残留奥氏体，发现如 果使残留奥氏体粒子高密度地分散，则可以大幅度地改善耐氢脆敏感性，规定出其个数密 度（2500个/mm2以上）、以及相对于组织整体的体积百分率（4. 0%以上）。在耐氢脆敏感 性的评价时，采用了利用动态应变缓慢地施加应力的应力加速型的SSRT法，使用后述的图 5中所示的小型试验片利用微量的扩散性氢使之脆化，测定强制性地使之断裂时的断裂伸 长率而进行了评价。
[0043] 此外在先前申请发明中，作为用于确保良好的低温韧性的指标，设定了以Mn、Ni、 Mo、Ti、以及0表示的α值[先前申请发明中作为（1)式规定]。为了提高低温韧性，需要 减少来自旧奥氏体晶界中的粗大的晶界铁素体生成量，而在先前申请发明中提出，（i)构成 上述α值的Mn、Ni、Mo及Ti通过以固溶状态存在而具有抑制晶界铁素体生成的作用，（ii) 另一方面，由于一部分的Μη、Ti构成氧化物，因此通过减少0,以固溶状态存在的量就会增 力口，基于这些见解，根据多个基础实验求出各元素的系数，将上述α值设定为3. 2以上。具 体来说公开了 ：为了确保所需的低温韧性，需要控制上述α值，并且需要将作为低温韧性 提高作用元素的Si及Ni控制在更加恰当的范围。
[0044] 提出先前申请发明后，本发明人等反复进行了进一步的研究。其结果是，弄清楚了 在耐氢脆敏感性的评价中，合适的方法是使用了与先前申请发明中所用的试验片相比形状 更大的大型试验片的SSRT法。特别是在像先前申请发明那样含有很多规定密度的残留奥 氏体粒子的焊接金属的情况下，由于焊接过程中的复杂的热历程，残留奥氏体不一定均匀 地分散，存在局部地形成残留奥氏体量少的区域的情况，该区域有时会成为裂纹的起点。其 结果是，在先前申请发明的评价方法中，可以看到很多由小型试验片的提取位置造成的耐 氢脆敏感性的不均，从而会有无法实现适合于焊接金属的实体的正确的评价的情况。由此， 为了更加精度优良地评价耐氢脆敏感性，需要使用更大型的试验片进行评价。
[0045] 此外本发明人等还发现，如果焊接金属的Mo变多，则大型试验片中的耐氢脆敏 感性降低。Mo作为焊接金属的强度提高元素为人所知，在先前申请发明中，为了确保大于 780MPa的高强度，含有0. 05 %以上的Mo量。但是，根据其后的研究弄清楚了，含有0. 05% 以上的Mo的焊接金属虽然在像先前申请发明那样使用了小型试验片的SSRT试验中的耐氢 脆敏感性评价良好（合格），然而在使用了大型试验片的SSRT试验中不良（不合格）[例如 参照后述的实施例的表3B的No. 40、49]。与此相对，弄清楚了在将Mo减少为小于0. 05% (包括0 % )的焊接金属中，使用任意一种试验片时，都可以确保良好的耐氢脆敏感性。
[0046] 对于利用焊接金属中的Mo的减少使得特别是大型试验片的SSRT试验中的断裂伸 长率变大而提高耐氢脆敏感性的理由（反过来说，因 Mo的增加而使耐氢脆敏感性降低的理 由），虽然详细情况尚不明确，然而推测是因为，如果作为铁素体稳定化元素的Mo增加，则 残留奥氏体的稳定性降低，局部地形成残留奥氏体少的区域，以之为起点而诱发断裂。
[0047] 但是，Mo是焊接金属的强度提高元素，以往的方法中如果焊接金属的Mo量低于 0.05%，则无法确保所需的高强度级别（TS> 780MPa)。由此，本发明中，作为用于即使是焊 接金属的Mo < 0. 05 %也实现上述的高强度的指标（高强度确保参数），重新设定了以C、 Si、Mn、Ni、以及Mo的强度提高元素规定的β值。发现像这样利用焊接金属的Mo量的减少 和上述β值的导入，可以得到即使是大于780MPa的高强度所需的耐氢脆敏感性也优异的 焊接金属，从而完成了本发明。
[0048] 因而，本申请发明与先前申请发明在如下的方面不同，即，（iii)作为用于精度优 良地评价耐氢脆敏感性的SSRT用试验片，使用了比先前申请发明更大型的试验片（参照图 6)，（iv)耐氢脆敏感性的评价基准不同，（v)与先前申请发明相比减少焊接金属的Mo量而 确保所需的耐氢脆敏感性，（vi)为了弥补伴随着焊接金属的Mo量的减少的强度不足，重新 设定β值而确保大于780MPa的高强度。除了上述以外的点与先前申请发明实质上相同。
[0049] 本说明书中所谓高强度，是指拉伸强度TS大于780MPa，优选大致上为800? 980MPa〇
[0050] 本说明书中所谓"耐氢脆敏感性优异"，是指在利用后述的实施例中记载的方法评 价耐氢脆敏感性时，满足下述（vii)及（viii)两者。
[0051] (Vii)在使用小型试验片基于后述的（5)式测定氢脆敏感性指数S(% )时，S < 60%
[0052] (viii)使用大型试验片时的断裂伸长率大于2%
[0053] 本说明书中，作为优选的特性的所谓"低温韧性优异"，是指在利用后述的实施例 中记载的方法测定_40°C下的冲击吸收能vE- 4(l时，vE-4(l > 85J。
[0054] 以下，对本发明的构成必要条件进行详述。
[0055] 如上所述，本发明的焊接金属是使用药芯焊丝、利用气体保护弧焊形成的焊接 金属，其特征在于，分别含有C :0· 02?0· 12%、Si :0· 10?2. 00%、Μη :0· 90?2. 5%、 Ni :0· 20 ?3. 5%、Ti :0· 040 ?0· 15%、Ν :0· 015% 以下（不包含 0% )、以及 0 :0· 030 ? 0. 10%，余量包含铁及不可避免的杂质，残留奥氏体粒子存在2500个/mm2以上，并且残留 奥氏体粒子的体积百分率为4.0%以上，而且以下述（1)式表示的β值为75以上。
[0056] β 值=320X [C]+50X [Si]+15X [Mn]+10X [Ni]+28X [Mo] · · · (1)
[0057] 其中，[C]、[Si]、[Mn]、[Ni]及[Mo]分别指(：、5^11、附及此的含量（质量％)。
[0058] 首先，对本发明的焊接金属的特征的残留奥氏体进行说明。
[0059] 如上所述，本发明中，将存在于焊接金属中的残留奥氏体粒子控制为2500个/mm2 以上，且将残留奥氏体粒子的体积百分率（相对于组织整体的比例）控制为4.0%以上。根 据本发明，由于以恰当的个数密度将规定量的残留奥氏体分散，因此可以得到耐氢脆敏感 性优异的焊接金属。
[0060] 本发明中，对于焊接金属当中特别是存在于原质区的残留奥氏体，规定了上述的 必要条件。这是因为，焊接金属中的残留奥氏体由于焊接时的后一焊道的影响而分解，因此 特别是在再热部中容易随着测定部位不同而在残留奥氏体量中产生不均，而最终焊道的原 质区不受焊接时的后一焊道的热影响，容易正确地评价残留奥氏体量。
[0061] 已经报告过，残留奥氏体成为扩散性氢的捕集点，因此具有扩散性氢减少作用，是 有助于耐氢脆敏感性的提高的组织。但是，此前为止，只是专门规定了残留奥氏体的量（全 部组织中的比率），对于其分散状态（个数密度）没有任何的留意。而根据本发明人等的研 究结果可知，无论怎样控制残留奥氏体的量，只要不恰当的控制其分散状态，就无法得到所 需的耐氢脆敏感性（例如参照后述的实施例的表3B的No. 34、45、54、55)。
[0062]即弄清楚了，为了获得耐氢脆敏感性优异的焊接金属，通过确保成为扩散性氢的 捕集点的残留奥氏体的量，并且利用基体组织的微细化使残留奥氏体粒子的个数以高密度 (具体来说，是2500个/mm2以上）分散，就可以最大限度地表现出扩散性氢的捕集效果，大 幅度改善耐氢脆敏感性。例如后述的实施例的表3B的No. 34及No. 45都是残留奥氏体的 体积百分率?7%的例子，虽然存在规定量的残留奥氏体，然而不具有规定的个数密度（分 散状态不合适），因此在使用小型试验片及大型试验片的任意一种时耐氢脆敏感性都降低。
[0063] 从提高耐氢脆敏感性的观点考虑，残留奥氏体粒子的个数密度越大越好，优选为 3000个/mm2以上，更优选为3300个/mm2以上。而且，从提高耐氢脆敏感性的观点考虑，其 上限没有特别限定。
[0064] 另外，从提高耐氢脆敏感性的观点考虑，在全部组织中所占的残留奥氏体粒子的 体积百分率越多越好，优选为4. 5%以上，更优选为4. 8%以上。而且，从提高耐氢脆敏感性 的观点考虑，其上限没有特别限定，然而如果过多地存在，则屈服应力降低，考虑到这些情 况等，优选大致上为10%以下。
[0065] 本发明的特征在于，控制了构成焊接金属的组织当中的残留奥氏体的量（体积百 分率）及个数密度，残留奥氏体以外的组织不受任何限定，只要是焊接金属中通常所含的 组织即可。具体来说，也可以作为主体组织含有贝氏体（以相对于全部组织的体积百分率 计为约50%以上），此外还可以含有晶界铁素体、马氏体等。
[0066] 下面，对本发明的焊接金属的化学成分组成进行说明。
[0067] [C :0· 02 ?0· 12% ]
[0068] C是为了确保焊接金属的强度而不可缺少的元素，为了发挥这样的效果，将C含量 的下限设为0.02%以上。优选为0.04%以上，更优选为0.06%以上。但是，如果C含量大 于0. 12 %，则强度过大地升高而使氢脆敏感性变高（即，耐氢脆敏感性劣化），因此将其上 限设为0. 12%。C含量的优选的上限为0. 10%，更优选为0.08%以下。
[0069] [Si :0· 10 ?2· 00% ]
[0070] Si通过以固溶状态存在而延迟碳化物形成，具有使残留奥氏体稳定化的作用。如 果Si含量小于0. 10%，则无法确保规定的残留奥氏体，无法有效地发挥上述的作用，因此 将Si含量的下限设为0. 10%以上。优选为0. 25%以上，更优选为0. 28%以上。
[0071] 另一方面，Si含量的上限可以根据所需的特性的种类而不同。如果从作为本来的 解决问题的耐氢脆敏感性提高的观点考虑，则将Si含量的上限设为2. 00%以下。这是因 为，如果Si含量过多，则会因强度的显著升高而氢脆敏感性变高。优选为1. 5%以下，更优 选为0.5%以下。另一方面，Si量的减少化有助于焊接金属的低温韧性提高，因此在除了 上述的耐氢脆敏感性以外还想提高低温韧性的情况下，优选将Si含量的上限设为0. 5%以 下。这是因为，如果Si含量大于0. 5%，则会形成硬质的岛状马氏体，其成为破坏的起点而 低温韧性显著地降低。更优选为0. 4%以下。
[0072] [Μη :0· 90 ?2. 5% ]
[0073] Μη在确保焊接金属的强度方面是必需的元素，为了发挥这样的效果，将Μη含量的 下限设为0.90%以上。优选为1.2%以上，更优选为1.5%以上。但是，如果Μη含量大于 2. 5%，则会因强度的显著升高而氢脆敏感性变高，因此将其上限设为2. 5%。优选为2. 2% 以下，更优选为2.0%以下。
[0074] [Ni :0· 20 ?3. 5% ]
[0075] Ni在确保焊接金属的强度方面是必需的元素，为了发挥这样的效果，将Ni含量的 下限设为0.20%以上。优选为0.5%以上，更优选为1.0%以上。但是，如果Ni含量大于 3. 5%而过多，则会因强度的过大的升高而氢脆敏感性变高，因此将其上限设为3. 5%。优选 为3.0%以下，更优选为2. 8%以下。
[0076] 此外，Ni还具有焊接金属的低温韧性提高作用。由此，在想要在发挥优异的耐氢 脆敏感性的同时还提高低温韧性时，优选将Ni含量在上述范围（0. 20?3. 5% )当中特别 是控制为1. 0%以上且2. 0%以下。具体来说，由于Ni可以将脆性断面转变温度低温化，因 此低温下的夏比（charpy)冲击吸收能提高，低温韧性提高。为了有效地发挥此种低温韧性 提高作用，优选将Ni含量的下限设为1.0%以上。更优选的下限为1.1%以上。但是，如果 Ni含量大于2. 0%，则马氏体的生成量增加而强度升高，因此夏比冲击吸收能降低，所以优 选将其上限设为2.0%以下。更优选的上限为1.8%以下。
[0077] [Ti :0· 040 ?0· 15% ]
[0078] Ti形成成为粒内相变的起点的氧化物，是通过将基体组织微细化而有助于残留奥 氏体粒子的高密度分散的元素。为了发挥这样的效果，将Ti含量的下限设为0.040%以上。 优选为0.050%以上，更优选为0.055%以上。但是，如果Ti含量大于0. 15%，则会因强度 的过大的升高而使氢脆敏感性变高，因此将其上限设为0. 15%。优选为0. 12%以下，更优 选为0. 08%以下。
[0079] [N :0· 015% 以下（不包含 0% )]
[0080] N是不可避免地混入的元素之一，在工业上很难设为0%。N对于提高焊接金属的 强度来说有效，然而如果过多地含有，则会因强度的过大的升高而使氢脆敏感性变高。由 此，将N含量的上限设为0. 015%以下。优选为0. 010%以下，更优选为0. 006%以下。
[0081] [0 :0· 030 ?0· 10% ]
[0082] 0形成成为粒内相变的起点的氧化物，是通过将组织微细化而有助于残留奥氏体 粒子的高密度分散的元素。为了发挥这样的效果，将〇含量的下限设为0.030%以上。优 选为0. 035%以上，更优选为0. 040%以上。但是，如果0含量大于0. 10%，则会形成Si氧 化物，使得固溶Si减少，从而无法确保残留奥氏体量，由此将其上限设为0. 10%。优选为 0. 080%以下，更优选为0. 060%以下。
[0083] 本发明的焊接金属中所含的基本元素如上所述，余量为铁及不可避免的杂质。作 为不可避免的杂质，可以举出因原料、物资、制造设备等状况而被带入的元素（例如P或S 等）。但是，一般来说杂质因在晶界中偏析而使晶界强度降低，促进冷裂，因此优选例如分别 控制为P :0· 02%以下（不包含0% )、S :0· 025%以下（不包含0% )。
[0084] 也可以作为不可避免的杂质含有（Mo :小于0.01 % )赋予本发明特征的元素的 Mo,或者也可以大于不可避免的杂质水平地主动含有小于0. 05%。确认如果Mo的上限小于 0. 05%，则可以有效地发挥所需的耐氢脆敏感性（参照后述的实施例）。
[0085] 如前所述，Mo是对于提高焊接金属的强度来说有效的元素，然而根据先前申请发 明的公开后的研究可知，如果Mo含量大于0.05%，则使用了大型试验片的SSRT试验中的断 裂伸长率不满足规定范围，无法发挥所需的耐氢脆敏感性。由此，本发明中，将Mo含量的上 限设为小于0. 05%。如果从提高耐氢脆敏感性的观点考虑，则Mo含量越少越好，优选的上 限为0· 03%。
[0086] 而且，就由Mo减少引起的强度的降低而言，重新导入作为强度提高参数的β值， 从而确保所需的高强度。以下，对于β值将在后面叙述。
[0087] β值是以下述（1)式表示的值，是为了确保所需的大于780MPa的高强度而设定的 值，本发明中设为75以上。
[0088] β 值=320X [C]+50X [Si]+15X [Mn]+10X [Ni]+28X [Μο] · · · (1)
[0089] 在上述（1)式中，[C]、[Si]、[Μη]、[Ni]及[Mo]分别指 C、Si、Mn、Ni 及 Mo 的含量 (质量％)。而且，如上所述，既有以不可避免的杂质水平（Mo:小于0.01%)含有Mo的情 况，也有在大于杂质水平而小于0. 05%的范围内主动含有Mo的情况。因此，在以杂质水平 包含Mo时，作为[Mo] = 0算出β值，在小于0.05%的范围内包含Mo时，将其量作为[Mo] 算出β值。
[0090] 如上所述，β值由作为强度提高元素的C、Si、Mn、Ni及Mo构成，而各元素的系数 是考虑到对强度带来的的贡献度，为了确保所需的高硬度而根据多个基础实验导出的值。 β值越大，则表示强度越高，优选为80以上，更优选为82以上。而且，β值的上限可以基 于各元素的含量决定，然而如果考虑由过度的强度升高造成的氢脆敏感性劣化等，优选大 致上为160以下。
[0091] 本发明的焊接金属中的基本成分如上所述，然而也可以还作为其他的元素，含有 (a)选自Cr :2.0%以下（不包含0% )、V:0.60%以下（不包含0% )、Nb :0· 15%以下（不 包含〇% )及Cu :1.0%以下（不包含0% )中的1种以上、（b)Al :0.020%以下（不包含 0% )和/或Zr :0· 10%以下（不包含0% )、（c)B :0.0050%以下（不包含0% )，根据所含 有的元素的种类进一步改善焊接金属的特性。
[0092] [选自Cr :2.0%以下（不包含0% )、V :0.60%以下（不包含0% )、Nb :0· 15%以 下（不包含0% )及Cu :1.0%以下（不包含0% )中的1种以上]
[0093] Cr、V、Nb及Cu作为焊接金属的强度提高元素来说有用，既可以单独地含有，也可 以并用2种以上。用于发挥上述效果的优选的下限为，Cr为0. 05%以上，V为0. 02%以上， Nb为0.01 %以上，Cu为0.05%以上。但是，如果上述元素的含量过多，则会因强度的过大 的升高而氢脆敏感性变高。由此，对于各元素量的上限，优选分别控制为，Cr为2.0%以下 (更优选为1.5 %以下，进一步优选为1.0 %以下），V为0.60 %以下（更优选为0.50 %以 下，进一步优选为0.40%以下），Nb为0. 15%以下（更优选为0. 10%以下，进一步优选为 0.08%以下），Cu为1.0%以下（更优选为0.5%以下，进一步优选为0.2%以下）。
[0094] [A1 :0.020%以下（不包含0% )和/或Zr :0· 10%以下（不包含0% )]
[0095] A1和Zr都是强脱氧元素，具有促进由固溶Si增加造成的残留奥氏体增加的作用。 这些元素既可以单独地含有，也可以并用。用于发挥上述效果的优选的下限为，Al、Zr都是 0.010%以上。但是，如果上述元素的含量过多，则氧化物起点的粒内相变减少，因组织粗 大化而氢脆敏感性变高。由此，对于各元素量的上限，优选分别控制为，A1为0. 020%以下 (更优选为〇· 018%以下），Zr为0· 10%以下（更优选为0· 06%以下）。
[0096] [B :0· 0050 % 以下（不包含 0 % )]
[0097] B是通过抑制来自旧奥氏体晶界的铁素体生成而有助于强度的提高的元素。为了 有效地发挥此种作用，优选将B含量的下限设为0. 0010%以上。但是，如果B含量过多， 则强度明显地升高，氢脆敏感性变高，因此优选将其上限抑制为〇. 0050%以下（更优选为 0. 0030% 以下）。
[0098] 此外，除了耐氢脆敏感性提高这样的本来的课题以外，还优选想要提高低温韧性 (具体来说，就是_40°C下的冲击吸收能vE- 4(l > 85J)的情况下，如上所述，有效的做法是， 控制为Si :0. 10?0.5%及Ni :1. 0?2.0%，并且将以下述⑵式规定的α值设为3. 2以 上。
[0099] α 值=[Mn] + [Ni] + (2X [Mo]) + (16X [Ti])-(12X [0]) · · · (2)
[0100] 其中，[Mn]、[Ni]、[Mo]、[Ti]及[0]分别指此、附、厘〇、11及0的含量（质量％)。 而且，在上述（2)式中也是，在Mo为杂质水平的情况下，以[Mo] = 0算出。
[0101] α值是先前申请发明中设定的值，其详情如上述所示。α值越大，低温韧性也就 越高，优选为34以上，更优选为3. 6以上。而且，其上限可以基于各元素的含量决定，然而 如果考虑由淬透性提高造成的强度的过大的升高所伴随产生的氢脆敏感性的劣化等，优选 大致上为6. 2以下。
[0102] 以上，对本发明的焊接金属的成分、以及与成分相关的β值及α值进行了说明。
[0103] 此外，为了耐氢脆敏感性的进一步的提高，优选在含有20质量％以上的Ti的氧化 物粒子中，存在5000个/mm 2以上的当量圆直径：0. 15?Ι.Ομπι的粒子。如上所述，Ti是 使基体组织微细化而有助于残留奥氏体粒子的高密度分散的元素，然而通过不仅控制焊接 金属中的Ti量，还控制规定尺寸的含有Ti的氧化物粒子的个数密度，就会进一步提高耐氢 脆敏感性。如果氧化物粒子中的Ti量小于20质量％，则无法有效地发挥上述的Ti的作用。
[0104] 这里所说的"当量圆直径"，是着眼于在光学显微镜（倍率1000倍左右）的观察视 野中观察到的含有Ti的氧化物粒子的大小，假定为与其面积相等的圆的直径。具体来说， 利用后述的实施例一栏中记载的方法测定含有Ti的氧化物粒子的当量圆直径。
[0105] 上述含有Ti的氧化物粒子的个数密度越大，则耐氢脆敏感性越提高，然而更优选 为8000个/mm2以上,进一步优选为10000个/mm2以上。而且,其上限并非由与耐氢脆敏感 性的关系特别地限定，如果考虑（m)低温韧性等，则优选大致上为25000个/mm2以下。
[0106] 而且，为了将含有Ti的氧化物粒子的个数密度控制为上述范围，推荐如后述（4) 式中规定所示，将（Mn+Ti)/Si的比（有时以B值代表）设为大于10. 0(详情后述）。
[0107] 下面，对制作本发明的焊接金属的方法进行说明。
[0108] 本发明的焊接金属的前提是，使用药芯焊丝，利用气体保护弧焊形成。此外用于获 得满足上述必要条件的焊接金属的优选的条件[特别是焊丝成分（焊接材料）、焊接条件] 如下所示。
[0109] 首先，焊丝成分（焊接材料）优选相对于将包含钢材的外皮和焊药合在一起的全 部焊丝（100质量·% )，以质量比计，满足下述（a)?（i)的全部必要条件。
[0110] (a)焊接材料中的Si (不论金属、氧化物等存在形态，是指焊接材料中所含的全部 的 Si。）为 0· 35 ?2. 5%
[0111] (b)焊接材料中作为金属存在的Si为0.25%以上（对于上限，优选为2. 2%以下）
[0112] (c)焊接材料中，Si02S 0.25%以下（对于下限，优选为0.10%以上）
[0113] (d)焊接材料中的Ti (不论金属、氧化物等存在形态，是指焊接材料中所含的全部 的 Ti。）为 2. 5 ?4. 5%
[0114] (e)焊接材料中的A1 (不论金属、氧化物等存在形态，是指焊接材料中所含的全部 的A1。）为0· 10%以上（上限优选为0.70%以下）
[0115] (f)焊接材料中的Zr (不论金属、氧化物等存在形态，是指焊接材料中所含的全部 的Zr。）为0· 035%以上（上限优选为0· 10%以下）
[0116] (g)焊接材料中的Mg(不论金属、氧化物等存在形态，是指焊接材料中所含的全部 的Mg。）为0.4%以上（上限优选为0.70%以下）
[0117] (h)根据焊接材料中的Si [上述（a) ]、Ti [上述（d) ]、A1 [上述（e) ]、Zr [上述（f)] 及Mg[上述（g)]的各量，基于下式求出的A值为0.30以上（上限优选为1.80以下）
[0118] A 值=Si-[SV(Ti+2XAl+2XZr+3. 5XMg)]
[0119] (i)对于焊接材料中的Si[上述（a)]、Ti[上述（d)]、以及焊接材料中所含的 Μη (不论Μη的存在形态，是指焊接材料中所含的全部Μη量），以（Mn+Ti)/Si表示的比（B 值）满足下述（3)式的关系。
[0120] (Mn+Ti)/Si( = B值）> 4.0 · · · (3)
[0121] 以下，对上述（a)?（i)的限定理由进行说明。
[0122] 首先，上述（a)?（h)都是为了确保对于将残留奥氏体的量及个数密度确保为规 定量来说有效的固溶Si量而设定的。
[0123] 首先，对针对Si规定的上述必要条件（a)?（c)进行说明。在如上述（b)所示作 为金属存在的Si低于0. 25%的情况、或者如上述（c)所示Si02超出0. 25%的情况、以及如 上述（a)所示焊接材料中的全部Si量低于0. 35 %的情况的任意的情况下[S卩，不满足上述 必要条件（a)?（c)的情况]，就无法确保对于确保残留奥氏体的量来说所必需的固溶Si 量。其结果是，无法得到所需的残留奥氏体的量（体积百分率），耐氢脆敏感性降低。
[0124] 而且，如果从确保固溶Si量的观点考虑，则上述（a)中规定的Si量（全部Si量） 越多越好，然而如果大于上限值（2. 5% )，则焊接金属中的Si量就会大于本发明中规定的 上限值（2. 00% )，因强度的显著升高而氢脆敏感性变高，因此将焊接材料中的Si量的优选 的上限设为2. 5%以下。
[0125] 下面，对上述必要条件（d)?（g)进行说明。这里，对与Si相比作为强脱氧的元 素的Ti [上述必要条件（d)]、Al [上述必要条件（e)]、Zr [上述必要条件（f)]、Mg[上述必 要条件（g)]进行规定，而如果这些元素不满足上述必要条件的范围，则在焊接金属中，作 为氧化物存在的Si (例如除了 Si02以外，还有Si-Mn系复合氧化物等）就会增加而固溶Si 减少，残留奥氏体的个数密度、体积百分率降低，耐氢脆敏感性还是降低。
[0126] 而且，如果从确保固溶Si量的观点考虑，则上述（d)中规定的Ti量（全部Ti量） 越多越好，然而如果大于上限值（4. 5% )，则焊接金属中的Ti量就会大于本发明中规定的 上限值（0. 15% )，因此将焊接材料中的Ti量的优选的上限设为4. 5%以下。
[0127] 如果从相同的观点考虑，则焊接材料中的A1量的优选的上限为0.70%以下。另 夕卜，焊接材料中的Zr量的优选的上限为0. 10%以下，焊接材料中的Mg量的优选的上限为 0. 70%以下。
[0128] 另外，上述必要条件（h)中规定的A值是基于与固溶Si量的增减很大程度上相关 的上述Si、Ti、Al、Zr、Mg的各含量算出的值，而如果A值低于上述范围（0. 30以上），则在 焊接金属中，作为氧化物存在的Si增加而固溶Si减少，耐氢脆敏感性降低。
[0129] 下面，对上述必要条件（i)进行说明。以（Mn+Ti)/Si的比（B值）表示的上述必 要条件（i)是为了确保焊接金属中的残留奥氏体粒子的个数密度而设定的。如上所述，本 发明的焊接金属是以贝氏体作为主体、含有规定量的残留奥氏体的材料，而由于残留奥氏 体生成于贝氏体板条间，因此为了增减残留奥氏体粒子的个数密度，需要将成为基体的贝 氏体组织微细化。根据本发明人等的研究结果弄清楚了，上述B值满足上述（3)式的关系 [(Mn+Ti) /Si的比> 4. 0]的材料形成含有Ti的氧化物（具体来说，是至少含有Ti和Μη的 氧化物），利用以该氧化物作为起点的粒内相变，贝氏体组织微细化。
[0130] 此外根据本发明人等的研究结果还弄清楚了，通过使上述的（Mn+Ti)/Si的比（Β 值）满足下述（4)式的关系，上述含有Ti的氧化物就会在焊接金属中高密度地分散，将贝 氏体组织进一步微细化。具体来说，前述的含有Ti的氧化物（在含有20质量％以上的Ti 的氧化物粒子中，是当量圆直径：〇. 15?Ι.Ομπι的粒子）的个数密度为5000个/mm2以上， 发挥出更加良好的耐氢脆敏感性。
[0131] (Mn+Ti)/Si( = B值）> 10.0 · · · (4)
[0132] 像这样以B值表示的（Mn+Ti)/Si的比的升高会带来贝氏体组织的微细化一Ti-Mn 系氧化物的个数密度的增加一残留奥氏体的个数密度的增加，其结果是，有助于耐氢脆敏 感性的提1?。
[0133] 而且，就焊接材料中的上述以外的成分（例如作为焊接金属的基本成分的C、Μη、 Ni ;作为选择成分的此、0，、他、(：11、8)而言，只要是将焊接金属中的上述成分的范围恰当 地控制为规定范围，就没有特别限定，然而推荐大致上如下所示地控制。
[0134] 焊接材料中的C(优选为0.05?0· 13%)、Mn(优选为1.6?3.4% )、Ni(优选为 0· 35 ?3. 2% )、Mo(优选为 0 ?0· 05% )、Cr (优选为 0 ?1. 7% )、V(优选为 0 ?0· 6% )、 恥（优选为0?0.12%)、(：11(优选为0?0.75%)、8(优选为0?0.005%)
[0135] 另外，形成焊接金属时的气体保护弧焊条件优选如下所示地控制。
[0136] 首先，优选将线能量设为2. 5kJ/mm以下。如果线能量超出2. 5kJ/mm，则焊接时的 冷却速度降低，促进残留奥氏体的分解。其结果是，无法得到规定的残留奥氏体（个数密度 及体积百分率）。线能量越小越好，例如优选为2. OkJ/mm以下。而且，对于线能量的下限， 如果考虑焊接时的施工效率等，则优选大致上为0. 7kJ/mm以上。
[0137] 另外，对于保护气体的组成，与由Ar等惰性气体构成的气体（单一气体）相比，优 选使用例如C0 2与Ar等惰性气体的混合气体。这是因为，利用保护气体的组成使含有Ti 的氧化物的个数密度增加，促进对于提高残留奥氏体的个数密度有用的贝氏体组织的微细 化。作为本发明中所用的代表性的混合气体，例如可以举出后述的实施例中记载的混合气 体（含有20体积％的C0 2，余量为Ar)。
[0138] 另外，在本发明中使用药芯焊丝进行焊接，而焊丝中的焊药的填充率只要是用于 气体保护弧焊的值，就没有特别限定，通常为10?20%左右。
[0139] 实施例
[0140] 以下，利用实施例对本发明进行更详细的说明，然而下述实施例并不限定本发明， 也可以在能够适合前?后述的宗旨的范围内适当地改变后实施，它们都包含于本发明的技 术范围内。
[0141] [实施例1]
[0142] 使用下述表1A及表1B中所示的化学成分组成（质量％ )的药芯焊丝（焊接材料、 焊丝直径：1. 2_、焊药填充率：13. 5% )，利用下述的步骤制成焊接金属而评价了各种性能 (拉伸强度、氢脆敏感性、低温韧性）。表1A及表1B -栏中的所谓是指未添加（不含 有）。另外所谓"其他"，是除了各表中记载的元素以外的余量成分（铁及不可避免杂质）。
[0143] [表 1A]
[0144] IpsI | | I | | | I | [ ' [ |~1 J | im Q Si Μη Μ Τι Η Ο Wf? Gr V Nb Ou ΛΙ 2r Mg S 其镇為集 Si 金翼? SiOg FI?：1 "^jg1 ^?μ ri ? ""IS* -IT "'"Si" ?": -= 84S n,0 0.4i hi ψ%………~1ΙΓ ~~*?4Γ """'Ιμ' ~~zm : -'--Γ - : : ~jjj 15? ~ at? pi "sjs*""sSj'~Tm ""--":----- ---- ""aiy -- -Γ~": Γ~Γ" ill i'T''cii'' Tmn^TZ ii ~ 1?.....................TT--Imj f[- an "~5Ss ^^1^，1，1^ "liT "^S11 "IS' r1"^ m: -- p'g1 ^ tJ o.4i tm W"^ R4t" 2.3 1.7T 3JS 0.0-- 2>40 -_-__-_ C.13 0.040 8,<7 -__88 ^-- lt.6 0-31 tL%7 Pa " g ~tm a.gs s.i3 ~--Γ " hj " Ε-- ^ ^ 3,g6 mmz Τμ - 0.§5~- r~ r 0^" ams -:- 一一祕-^^7 …i-S-[3T oj? FI6 atD -.'5Γ 2.? 1J3 " il§ BMi ?μ e.93 05^ 2_" - at4 0,S4Q 0-47 -__gg 0,3? t2M 5.31 W g^g t^ ' 3gg "zm i.e§"- ~ - r - o.is ~--5~ sat - ass ?.η ai? F12 ' ' ' 'ft.V0' 03t 3Lg SJ1 3.2" S避 2、4C -_- -_ 0.4S (M3 f 0.040 0,47 -__BB 9.42 ICK1 0.41 0.17 . fU g-7 316 ~0Sg~ 2.4? - - Γ~ Γ~~"~ 0.0^? 0_4Τ - _ 10-8 0.4? θ·1? F14 ?.?€ ~-- 2-1 1.f7 S.2S "^46 - l:Q0~ - 二 ~13 j g,&40 ￠,47 - M 033 13.1 0.3? &1? rts Q.m "'H Y.m 4.21 ai?g U 二一…"aii 二_:一…ο,η ?7? 0.4?二__85^ 1 爲 4,1 _jjt_ w Ftg~ I 8~10* 0.S7 ?Τ ZM 3.85 OwF Ζ4? ^ - 0.45 ~_- 0-13 S 0,g5Q Γ W - 8S 0J1 14.2 6,? ~Q.i7 fi 7 Q.m zkH sm 2.從-1:?ο - e.io - &,is ?-om~__m _ is.s Q-25 α.π t.t 3js nm% ￡411 ~?Γ mi - : 1.1T ~~ 04? j ~ m 0j3 ns oji ^0^41 3? I26 "--~ 二 ' ? ?: : - ?0:?3 一?-iif - if HH ~~?Γ an fw qm 0Λ? i$ i.m Z --- :- sm:"'… ii" qm liZ 0^1 0.1? F21 0.1Γ " Ο-4Γ g:0 gJf ""￡'40' '? …S ' J.13 Q^34C 0>4? 9.004 &J3 ?Ζ? 0Λ? 0,17 rig"" 0°?- 1.? "1.?「一~sis Q-0eg "_二_--__-__sia* 0ja? &.4? -__辟 1-- 0-- ?.η F23 W 一 3jS τrn" " " ' - ~ - 0^Qr 0.4? -__SS 0卸 ？5.3 臟 F24 H "~ΖΛ ?.53 %Μ 8.1?^ ~2Μ ~? m n1JS~ -_? : 請 S,雑 - - S? QA5 35-3 &-4? 0.1 J ￥m ' H' Z￡ "HF ΛΜ gJO - 卜 ~ ￠,84 : .^"1- S.H 細P Q4? ... 89 QM \Z,l QM 5.1? Ss" ~~0!?Γ Q,m 1.Z ，观 織 &VB2 2.4a ~ 1Jj0~ M "_ O.I3 S-040 S.4? -__m 0-S2 14,3 &2S ?-17 PiT一lim -iit 1m tm So ：-卞 :一 飞^ -? -? : … -i:f? -%J ~1m "15" j r~ r~ "~^jr ' '羅 ijj -雨 qaj F2S [ Qm ~ ZM S雜 5? 讀 _ _ qj% &,i4 Q.S4S ?Α? - 8? 0.4S m? M1 0-17 :…"：~~ n s.8^ ^ολτ 18? mt 1Q5 QM an -- 2.S ijoj 3.2β m0Z 2.4? I- ~-· -_:jn WS fU7 - m QM I3,s[ 031 0-1?
[0145] [表 IB]
[0146] 觸 j J- (X^.|jfc)/ 料 G 51 Μ? W Ti fi 0 Cr V tfi> Λ Zt 1% β 義值 Si 会属 Si Si〇z N?. J mm> '""""ti-ia' uli:""jis ~~ao^ : ，一 :--?1'........?_ |-一.&?5Γ -?;】'''...........^- mc.ii fc§a i^g Μ6 aggg zm -_: :-: ?￥? H 二―f '.~°v;~T ^'…； F34 B.ro &a 2-S 11? Z48 &SSg 2.<0 -_ 0? : :1:一 羅..一.^^ .:...:.^· :...........................J..................~^............画... ^ "："Qm' ^iiT~~im λ'?μ - :........................:~ .....--.-....smF _一ii￥...........mf': t....一一m................'qm S..."：：，：，?7 --...--.....-·: : ?§ ?^Α? mi ~ ' "["'"M""m ---^- F37~" i.m ~"S5" 一?￡ - ajs§ ~~iigg ~￡m ' iii"- - ~^ijT .....-----…? fm a.? &n qm 3激 mm _ " :…'z~~^ : I eJa~ ^ISb si7 - - ~ [ ~m &s?'........................u ~^gT …"qA1 F39 i>-11 2JS ，和 44g 一? ￡jj' ''? "~--~ 二-r士士 - ............|-..........................-^^- qm o.3s zj 3J2 im am ~ - : "^ti~ ~~isjs" μ : j.............m...........ST~......."rs..........￡?Γ"oS' Ni； eue 0.38 1J tfg 33? 0.0(? 2,m -_ - - - ' 0.-- 0,47 :~ | W TgT 陶 0.18 | OJg ZM U8 3.gS P.微 2.·Μ - 二…- - - 0.13 0'姆 mi fl.12 gft.l 0.11 0.05 fu α?~ "jJs "^￡Γ~~οΓ 乂.1」S" ^&μ? ~?μ^ ~ομ 谱 : iiF :mm mr 丄.......[ m zm tm a*S， g-4 ~Τ5" ,二亡工 ?Γ~* :咖丽 Τ-:''1 tm^T :'.-1 一.·. m ilo" "^jss ~~Tm ~~iig ~~~3M "'Sg ~zm - "-- -- -- ^ ............ss4e ^~j if w -^mi -q^T ~^?F F4? an qm 2,? M3 gjgs 0-0oa ：Γ~"~:.........."--? ~~"ws "~?7I aa ~~a^" ~~~siT PiT ~""ST Z2 ~~1W iiF Sfig 7-" -- ： 0Λ? I 1......画 ^..-- F? 00§ 0Λ% 0 1-W 3Jg§ g.ess ZM - a.16 - - -"~ Q.t3 ~^04f !Zj~jf 533 ijjT "~jiT *^9j7 pm ' 0M 9.41 %% t-SO 3.28 Q.W2 ~2M - 二~-|·^·^ F§t " &?§ a§g 2Λ ^1μ ~~ομζ ~ζμ ~ ?Γ :fe4? r~~--Τ ^iTf mz 0.1? mz im %.m ajs 0.?02 之賴 ag? :"1-哪 Γ'"1削"IT TiF ο ι? ^~f^ 0 ------ Fia a.io 0jg u ijc mm zm Γ~~~M Γ~"~~ΙΓ~~"~~~0m "~~^m ~0Λ7 ^m ~ fS4 an 議 tt tn sm s.002 U-m，m~ :一一 r--:-^ "~ojT "~Tsm ~mf j aJ ~~aisT"m ~~om ' 羅 ^i-T 石T ^T~^T f; I" ~ j- ^qm ~~Sa m g.<i0§ j ^ 1
[0147] [焊接金属的制作]
[0148] 作为母材钢板，准备了将SM490A钢板（板厚20mm)加工为图1中所示的坡口形状 的钢板，使用上述表1A及表1B中所示的焊接材料在下述条件下进行了气体保护弧焊。
[0149] (焊接条件）
[0150] 保护气体：20体积％ C02-80体积％ Ar混合气体
[0151] 电流-电压-焊接速度：270?280A-29V-3. 0?8. Omm/秒
[0152] 线能量条件：
[0153] (I) 1. OkJ/mm (280A-29V-8. Omm/ 秒）
[0154] (II) 1. 74kJ/mm(270A-29V-4. 5mm/ 秒）
[0155] (III) 2. 37kJ/mm(270A-29V-3. 3mm/ 秒）
[0156] (IV) 2. 61kJ/mm(270A-29V-3. Omm/ 秒）
[0157] 预热-层间温度：105?150°C
[0158] 层叠法：3层13焊道
[0159] 从制作出的焊接金属的最终焊道提取直径：5_的圆棒试验片（提取位置显示在 图2中：相当于原质区），赋予模拟了再热循环的热循环。将此时的模拟了再热循环的热循 环（时间与温度的关系）表示于图3中。另外，将制作出的各焊接金属的化学成分组成（质 量％、余量为铁及表中记载的元素以外的不可避免的杂质）表示于表2A及表2B中。各元 素一栏中所谓"<"，是指不可避免的杂质量（小于杂质水平）。这些表中，还一并记载有各 焊接金属的制作中所用的焊接材料（参照表1A及表1B)的种类、以及上述线能量条件的种 类。
[0160] [表 2A]
[0161] 銮錄後ββ燁禳 ?Γ m ^ e Ν? Ti n 0 Qr ￥ m ^ m Ir b 彥懷 a值 1 π η ο-os oji tsS| us "sS 0-- 51Γ" Sr S『5SI' SST* "?§Γ U _￡ 5_找 議 祕 tJB 細 sjm _4? ο搬 <mt <αοι <ο?ο?""η SS'i'''?' 53i? SM _ ST…<Q.mm ~S5~ a.s _s『' 5"~ 〇m 0.33 t.s8 ~TiF ^ aiii"-6--^ mm ' ~?η ?~5iF55「?μ^ mSTmmm~ ^1? m _f ? F4 _ 繼 mi 〇M qm% mtm ~?^ 飞5Γ "~1ST ?5Γ~ ?μΓ^ SST" ^?οΓ~ 55?~ <omm tos - 3,s § ia 朽 _ i n tn ιζ? o.m o.綱8 o侧 _ <_ <ο.6Γ <細 51Γ" ^?Γ ^?^~~ "~~15Γ ~~~?~ 〒_|Ε_ m _ ?Μ 1 篇 &觸&賴g g細 <ο.μ 羅厂17-iJ 71_ft 爾 PJ8 tm 1.73 d.m 〇纖 ojosi <5i 5ST 5iT" 52Γ'' 5ST" <o.m ^S?~ ~m -'5' a「.":: ' w o.3t im "J'iJa ~ο--oi〇48 --Γ~qm <Sjdi~" <ι?αι oii" φμ -iT~~1λ ~_請~y； w im 1-" TSTliii - 0? wiT^Si""~~?η ^5Γ"<5ρΓ~mm ￡5--<5Τ"<iS￡'''''~S _ysi_piq _ _ 1.4B tm w·!^?wSTItsm ~~?μ mm <〇j〇i <Sm <ttjpi"~ii U __111 F11 8Λ3 qm %m 1 名1 〇Μβ SS^? ~5Γ --5Γ5]￡Γ" 25?Γ~ SST" 55Γ" ~S?~ s.a in fig §.68 Q.m i.m tn mm Urn mm^ <Sm~ TaS SSi ~ -- η i Fia mt _ 纖"°1?Γ im m'''''"'SSt ?μζ am 伽 1 <w mii~ <o￥i mn <--^ <wem …IF ~i4F~it4 "in" Q28 ^Ijs tja " ojs^ ^ iimi ~〇jm Sii aw mm mm 'mSf：：： aii~mm"^g^jTnT rr^rrff ^- -. -^g-,-裹-mm"'<mf mm S5T"5SST~g' jj' '''''"7s 5^" πΓ sis sis ""iir e.i 12 min |<o.oi mST~ ''i.S …,JI a，，，'"Sj mmm -jj" t? 1 fi? 議 e.2€ tm 1.涵 mm H 0-- gj〇i 1 御 <o^i」SSP ?' <〇^sa --jT --3:4 mn na s_o§ ojb im sjg 〇.綱 o.odss 0.041 ? SSr 55Γ" 5SF S5T" 5S" ^ST liF ~~ tg i Fis _ 0.31 i-ST aat 0綱 〇厕s qmz <qm 0.35 s.ig <mi ^SF 5ii 冗e「~ST sa _掷 h fm 0.04 η,η tm tm ow o.〇4g <o5i otF o5 <ο.α? S5T~~55r"ST*^^5"^ n'iJ _Jt m_ f2t e.to ?Μ i,4§ 2.45 e^ga IxosTIS 5--? 5j?" < a>01 (? sisgi S- ~~U 削 F22 as?娜 i_?e ，Si5" 5? SiP ST" 5?「' <s,ei Qm ...............W -.…" rs u fw 〇._ Qjti isi i-τα qm$ 0-1--? a綱 S5T" aai <oS"" SSt- 5.ο? " <j5T~ ~7fao" 24 ? F24 tOS 0,44 1.76 IM ?Μ? O.W? 5.043 <0.01 %M <0.01 <6-01 <Qilt <0,01 <S.Q1 <9,?Η?08 1? 4,0 2a i -，Fas w &as us us" 〇細 ~ 5? ?5Γ <o:m <j5T" <&,〇Γ ""aqg __^ ^ ra 細 麵 t健 w mn s.oe§2 〇4W _ &.m cui <sit <0.01 |<s.qi ?- <〇j^~~ 幻 s m mm m2 %m tm 禱4 Itim S:ST mi% ::iii <5?"，，Γ mMt f^oi ^ot -?5" -3~a _n em qzj us 1.72 s纖 a働g ossa m% .....H SSP ?λι Si. mm ；^.οι~~~jj 2? M jm _ 0.46 1.S2 1.SS 0掘3 5.q@4§ o 娜 <D.Q1 <001 <o.oi 獅? 一~5S ^--Ρ 獅，-<4〇im 一 8磉 4.0 _30 g F30 OJg 6-40 f,5S 1.#S QM7 0.6048 S.6S2 <&&% <001 <0.〇t <0.Ι?1 <&〇Τ|Η?Γ~ <C,Qt S.QQ31 88 ~Ja _31 B F31 〇.〇y 0J1 1,§1 1J2 &掘 I mm QM2 <Q.&1 <賴 UST' SS <細 j Q.311 <0·^ [
[0162] [表 2B]
[0163] 线?β _接 H〇 m- m ? si m mi π n q 〇r v m m Ai zr b mm ^ ]? iv- W- ?ΙΓ ^TM "^IW ;W5 -'、'Sy:、:'ST Sir --Γ" ^iT15 <s.swg 餺 ι ζλ 〇〇g "MS7 im ~Tm s,〇4g SoT" SiF' Si " <am ^ mSm w im S g H-ST ?37 ~TiF =o5?j Si^" mm Soi~ 55i' ' msn. ^ST" - 1g? 减 一"'.? m F34 ooe qm g〇i ?-St 0.03S o_s 0-Qst mm o.§j <8.oi <mt <mt mm <o.ot <a_^ n 3.擎 _ -- m 5jFΠ 5?~?￡"iiF o.t§? oiSF 0.05? <m% <ομ^?μΓ~<qm <8i>i <aoi mm <o.do^ ss s.t 3? b Is Β? "TiF "0^' mm ' wa <0^1 <〇m~ <aj〇i φμ~~ <oii ~ <〇-〇g〇8 """βΓ 3.1 -"5 S~~"~ 57"-Β? ^~liT &0&8 ~"sjSj11 ?〇5"" qm iS ^01 si - H n i 戀 o.ss is? 〇-ia mm ~~"oSS 0.雜 <m% <m\ <_ <o.oi mm 儀t <q,?i 微獅8 _12 ~U J_F38 O.pg 0-5? 1J1 U2 0.12? 0iK35O O.0Sg OQg 0.72 <9jP1 <S 01 <0jS1 <8.01 <0.01 <a〇S6S 87 5.交 4?iif ?Γ ~ --? mi <?Γ'ST" 5o?~___^ S j~~ m "om qm ~ i.m ^ m " wi o.iSii~ Qm mm <αο? ^ "ail ^Γ" <o^i <woF ~n 3T 43 i" - f4i ""sir oS " aia-Tm ''' oi?I ooims ~￡5S~ <oloi ST" ST" <Si <〇Si <oi7' <5Γ ? η 〇j3 im -- i.~m 0:? o^a 8-tee ?Γ~ <〇?〇Γ?<￡〇?^ <eoi ]<aii" SST 55Γ" ?mm _3.3 4g j 1? ~55F ija tm -? -? ~jjiF ^ar~iSi~<e^m ~ <mi ~<?Τ~"SiT~<am~<^κκ38 ?5Γ~iJ 4-- im "oiT 0jf zm i.si mn g.sogo oom <〇-〇i <〇.〇< <〇-si <o,oi met <mt <m% <o.g〇ea _m 4J 4? ?...............￥4i - <i〇r ~ ^oiT"" SiT" 5iT" <a.oi <asi <asi <〇?〇〇8 m sm -IS S?" q 的 ?§" ^ ug nM QMn "~-- QjQm "Sf --Γ < <ssit ? mmm u s.i 一^ -? ￡5?7 "ioS" mTmg；g~ -_- ~ 33 rI^" mi mi 1 .m m?i~^ Qj〇mz ~oi^" <0.01 ^zm <mC<ο_&ι <ο.αι ^ej <o.gi mmo% 83 4.2 ~1?5~~ 55 -- ''? "jgg" 3:?''''''' SjT" S:5 -- 557" S5T" 55?Γ~ ~i?~ 3,4 51 i=ii '' aS~ -?S. H _9 〇?〇4Β mm <0.01 <SST~ 0.1? <0,01 <m\ <o,si <s細g _訪 ………―?Ρ~~~ '"''? ~""iS1 inl:?Sn ."'? ~1SS~~ ~"SSF -"55" iST" Sii ""Til ?λΓ .....'.? jy m i~- -- ""iS uF miQ "omm "5S~ S oi mST SST <<?,oi <Q-si ~ Qm Sii <Qjm$ - ' ^ si}iS~ ￥M ，m￡S oil %M " 0S9 o^iT TSm ? ST" <ο?Γ"' ^--? ?^?^ m 43 mi "fss t<5ir1<eirmm \mm "T "0.-- m[ 3.?
[0164] 然后，从赋予上述热循环后的试验片提取拉伸试验用试验片、以及用于测定氢吸 贮量的小型试验片（氢吸贮量测定用小型试验片）。分别将拉伸试验片的形状表示于图4 中，将氢吸贮量测定用小型试验片的形状表示于图5中。使用这些试验片，利用下述的方法 评价各特性，并且如下所示地测定出含有Ti的氧化物的个数密度、残留奥氏体粒子的个数 密度、残留奥氏体粒子的体积百分率。
[0165] 而且，在耐氢脆敏感性的评价时，除了使用上述图5的小型试验片以外，还使用后 述的图6的大型试验片进行了评价（对于后者，将在后面说明）。在使用任意一个试验片的 情况下，都利用SSRT法评价了耐氢脆敏感性。这是因为根据SSRT法，无论试验环境如何都 可以短时间地测定延迟断裂敏感性，可以实现更低的吸贮氢量下的高灵敏度的评价。
[0166] [使用了小型试验片的氢脆敏感性的评价]
[0167] 使用上述图5的氢吸贮量测定用小型试验片，选择了扩散性氢量=1. 5?3. Oppm 的充氢条件。此时的充气条件如下所示。
[0168] 水溶液：（0· 5mol/L 或 2. 5mol/L 的 H2S04) + (lg/L-KSCN)、（30g/L-NaCl) + (lg/ L-KSCN)
[0169] 电流密度：0· ΙΑ/dm2、1. 0A/dm2、5. OA/dm2
[0170] 充气时间：24小时
[0171] 另外，扩散性氢量是使用内置有四极质谱仪的升温脱离分析装置（日电Anelva 制），以12°C /分钟的升温速度升温至300°C以前所放出的氢量。
[0172] 在上述条件下，对上述的小型试验片进行充氢后，依照下述的要领实施了用于防 止氢逃散的镀锌。
[0173] 水溶液：（350g/L-ZnS04 · 7H20) + (20. 6g/L-H2S04 (97 % )) + (60g/L-Na2S04)
[0174] 浴温：60°C
[0175] 电流密度：50A/dm2
[0176] 镀敷时间：3分钟
[0177] 然后，以十字头速度：5.0X10_3mm/分钟（应变速度：6·94Χ10_7秒）实施SSRT试 验，在将非充氢材的断裂伸长率设为^、将充氢材的断裂伸长率设为E h时，将利用下述（5) 式算出的氢脆敏感性指数S(% )小于60%的试验片评价为小型试验片中的耐氢脆敏感性 优异。
[0178] S = (l-Eh/E〇) X100(% ). . . (5)
[0179] [拉伸强度TS的评价]
[0180] 对板厚：20mm的SM490A钢板实施20° V字形坡口加工，使用上述表1A及表1B中 所示的焊接材料在下述条件下进行了气体保护弧焊。
[0181] (焊接条件）
[0182] 保护气体：20体积％ C02_80体积％ Ar混合气体
[0183] 电流-电压-焊接速度：270A-29V-4. 5mm/秒
[0184] 线能量：1. 74kJ/mm[上述（II)的条件]
[0185] 预热-层间温度：105?150°C
[0186] 层叠法：8层17焊道
[0187] 对如此制作的焊接金属，提取依照JIS-Z2202的图4中所示的拉伸试验片而进行 了拉伸试验。本实施例中，将拉伸强度TS > 780MPa的试验片设为合格。
[0188] [低温韧性的测定]
[0189] 从为了拉伸强度测定用途制作的焊接金属的板厚中央部，与焊接线方向垂直地提 取夏比冲击试验片（JIS Z 31114号试验V形缺口试验片），依照JIS Z 2242的要领，测定 出-40°C下的冲击吸收能vE-4(l。将3次的测定的平均值大于85J的试验片评价为低温韧性 优异。
[0190] [含有Ti的氧化物粒子的个数密度的测定]
[0191] 利用下述的方法测定出含有Ti的氧化物（具体来说，是含有20质量％以上的Ti 的氧化物粒子，当量圆直径：〇. 15?1. 0 μ m的氧化物）的个数密度。
[0192] 从为了上述的SSRT试验用途制作的焊接金属（参照所述"焊接金属的制作"一 栏）的最终焊道中，提取直径：5mm的圆棒试验片，对切成圆片的断面进行镜面研磨后， 利用光学显微镜拍摄了 2个视野的1000倍的图像。利用图像分析软件（"Image-Pro Plus"Media Cybernetics公司制），选定当量圆直径：0. 15?1. 0 μ m的氧化物粒子，并且 利用SEMEDS(Energy_dispersive X-ray spectroscopy)分析了所拍摄的氧化物中央部的 组成。在检测出的元素当中，通过将Ti的分析值（质量％ )用Si、S、Ti、Mn、Al、Zr、Mg的 分析值（质量％ )的合计加以标准化，而算出氧化物粒子中所含的Ti浓度（质量％ )，算出 作为含有20质量％以上的Ti的氧化物粒子且当量圆直径为0. 15?1. 0 μ m的含有Ti的 氧化物的个数密度。而且，由于Μη包含于大部分的氧化物中，因此利用上述方法鉴定的含 有Ti的氧化物还含有Μη。
[0193] [残留奥氏体粒子的个数密度的测定]
[0194] 用L印era试剂腐蚀上述的测定了含有Ti的氧化物粒子的个数密度的样品，利用 光学显微镜拍摄了 2个视野的1000倍的图像。利用图像分析软件（与上述相同）分析残 留奥氏体的白色的腐蚀对比度，算出就当量圆直径而言大于〇. 15 μ m的残留奥氏体粒子的 个数密度。
[0195] [残留奥氏体粒子的体积百分率的测定]
[0196] 对上述的测定了含有Ti的氧化物粒子的个数密度的样品，电解研磨其表面，利用 Rigaku公司制的二维微区X射线衍射装置（"RINT-RAPIDII"）实施了 X射线衍射测定。 对铁素体相的（110)、（200)、（211)、（220)的各晶格面的峰、以及残留奥氏体相的（111)、
[200] 、（220)、（311)的各晶格面的峰，基于各峰的积分强度比，分别算出残留奥氏体相的 (111)、（200)、（220)、（311)的体积百分率，求出它们的平均值，将其设为"残留奥氏体的体 积百分率"。
[0197] 此外在本实施例中，还如下所示地评价了图6的大型试验片中的耐氢脆敏感性。
[0198] [使用了大型试验片的氢脆敏感性的评价]
[0199] 作为母材钢板，准备了对SM490A钢板（板厚25mm)实施了图6 (a)中所示的坡口 形状加工的钢板，使用上述表1A及表1B中所示的焊接材料在下述的条件下进行了气体保 护弧焊。
[0200](焊接条件）
[0201] 保护气体：20体积％ C0280体积％ Ar混合气体
[0202] 电流-电压-焊接速度：280A-29V-8. 0mm/秒
[0203] 线能量条件：
[0204] (I) 1. OkJ/mm (280A-29V-8. 0mm/ 秒）
[0205] 预热-层间温度：50°C
[0206] 层叠法：8层16焊道
[0207] 对如此制作的焊接金属，从图6(a)的圆框部分中与焊接方向平行地提取图6(b) 中所示的大型试验片，在下述条件下进行了充氢。
[0208] (充氢条件）
[0209] 水溶液：（30g/L_NaCl) + (lg/L-KSCN)
[0210] 电流密度：0. ΙΑ/dm2
[0211] 充气时间：100小时
[0212] 在上述条件下对拉伸试验片进行充氢后，实施了用于防止氢逃散的镀锌。此时的 镀敷条件与前述的使用了小型试验片时的镀敷条件相同。
[0213] 然后，以十字头速度：3.0X10_2mm/分钟（应变速度：6·94Χ10_ 6/秒）实施了 SSRT 试验，将充氢材料的断裂伸长率大于2. 0%的试验片评价为大型试验片中的耐氢脆敏感性 优异。
[0214] 将这些结果集中表示于表3Α及表3Β中。
[0215] [表 3Α]
[0216] 輝接 ?ΒΛΚ? 含有Ti_ 爾氩騰敏感性 拉伸 ** 实验线能量= mmm) Uitm 强廬議 m 条件 N汰~K5￥ Wmm^l SMmmt, IS vE, i个/_2】率[I] 瘡数sw m [MPa] [J] 『-m ................ -= =i:;^ "^6^ i ?...................................5................................................................mm---μ "一'mm ^lllin.-.'.. m TF mi ~ ?￥ ~~5 F~^ Fa ^-----^^.- --- -~23jF，，wn--...^ ~n- ~4 '「一 f4 --一gjS ---~ W. -- g.2 iii~""""m' ~1 jg .. '--一 2§I7…-..-一 3·一-~.?...§0 -.…2A ~Β?Γ - -'70 ^ ~ . -―^ --~一 ''一"""?Γ ~Yq i a.........................................Fi §m - 12747 ~ . m ； 81 F8 8838 4F Ι3β76 20 il '5Γ ^107^ ~i i.............................Fi~ - ~~~i5F 47 … -一io if-' Wq" --.-----jj" ~ i3s〇7 「…-一"'n......................4.5 mI ioi" ~T? n........................fi 1..................〕 11111111111imi......................§3" mm 15 is …一tii.................102 -ia Γ ^ξ- -... 37g u -n ~? ? Ft 3 ^ 4J ........1 50" -....:-2j ~jjF ~"IF ~l4￥u --" mm ~"ii"…一 tmi 一 -4§…n^^IF ~? T ^" ￥m ~mn w is-- - - - ^·-^ ~ -ii F --?- 27g6 .."~ii 1^·"------- --- ~T?F F17 §753 43 13338 1§" €J 851 m ~li g " FIS~---- ...^_- 一 _?^-- ~?i I '.'·' ism iF-mm --m "~ii" 888 l,M~n ~m I ?α 2070^ 4j ' ^^ ^ ~ 4j ^1l〇s" __nm_F2i ~-4 J ~nin 4A~?Γ_$i_ --.....................................................gjij"......................................49" nm .................................................................40.....................................3〇 ~iiTmW "~~23Η m ^7m 43 wm" 28 ~^Tb" -m n i F24 3?f4 m %7m §0 2.4 ~iii" f 1 ~?i Fim^ 疆5141 ".- 4M- mm，l ' 23^^43 ~i5F m I " ~ 4iiT 4? is?〇2 ^ m 2:1 ~~m m ~i?BI F27 3?§g 4J iim ii" 23 m B9 ~ii i.......................................- iii~?-'，：lm IF"--? "f-u ~~ii hi -W ―?βλ -1M §5 1 fl^T ?ο 30 ? F30__4305 4.8 78S1__§0 2.4 一 3l|il [F31 ' I ?~_3-- ........................................41 […_?8104 ' ''______二…40 [ 3J "^ill iiT
[0217] [表 3B]
[0218] 残繫奥氏傳 紐截胳输醣祕 1銳伸憾s 实验线能s ^ 《原*医> 强虔镶性 Μλ 客餘 材料' "'''' -1~~......…氣化物 ' _ _ I .................... tte 个数体积百分氫臃敏感性断裂制?串TS 通喊 ? 个/--Λ 率 Μ ?φ 1 撥数SW1 w WP?] PI --'ι------'ι--υ--?·Ι8--88 MlflMBBtfWiiJM ^?ιΙ'^?'"?Ι!--?Μ'ι'?ΤΤι? ·?Β4ΜΚΖ1--'^--ι?Μ--Μ?·?3ιτ*η--ιτ3--￡￡· Wny*H*7ffffnTniffiiS4b ,sS&SSSSSSSSSSSSS^S&SSSSSSi ^SBgSKKSSKSSSSSS '^fSBiBSBfilSS-SK! L < 32 W FI 202B 3.9 4474 80 1,4 800 _ 3『一w- -jii m if '.'- Ρ?--一 一IIIMτι -^? --.~..一W 1 j?--5「 ―"ii i pm -""iw…"~ii" 4m.......................- so -γ-~- - _- ^ 。^.............................π~^ ~~jj …蘭a ' E: ....ii: ~iii" "~"'n __ ^-- - - ~mz '-if 一-ι:Γ" ioa ao" 3i g-~~........................................li"" T,i mi ~^T -$ - - -- 一一-- …~u. ..................4TO Ti""n ""g.F m?g7 W ~~mm ~~m tJ" ~7〇T "'41 5 '?mm -.........................，.[.......... ?4g ~ ::碡2 1--1 -2S33 -一 M ............................................Ymt 7·.· ^ ~'^iT I7g _ 5T^ ~~--Γ....................iF 44『"一p43 2TS8 L· 1 --Γ 11 ~ii" 4si'n ' "f44 "" ig04- TF Tiio m ''T oJ ~'iii n" _iso_fm mm 4,7 nw 雜 1,專 §83_ ~? i ￥m nali sw" ~ -j- -^ ~ ^. 4?1Γ~ F47 -"ll]谓ll]谓.1.1...11.7?^ __.11.1...11 ^ --7i F4S " 329? mn "^45~ 1J - 849…-1? ….so 5Γm"丨一 wm.… §4〇3 m~IF .. --4βΓ~?"""咖―ij" ^ -i?i.......................'................1. -iM^'""' .....m i~_~ m-一mm.......................4M.....................nm ........................m..................... ~ii if~ iii --…~'·"一.......................~? IF ' m ^ΤΓ "1111111111111『一胃M.1"""""^1?7 ' jj"-n,mi...........................................................................m - Te....................β?β^ $$ _^―__ ~?gj" ^-- - u m................m '-I.?ρ fm ~' saga ? _ ' '_ii' Ts ^iii ii"
[0219] 从这些结果中可以如下所示地考察。
[0220] 首先，表3A的No. 1?31是满足本发明中规定的必要条件的例子，即使是大于 780MPa的高强度，也可以得到小型试验片及大型试验片中的耐氢脆敏感性优异的焊接金 属。具体来说，由于使用表1A中所示的合适的焊接材料，利用合适的线能量条件[(I)? (III)]进行焊接，因此将焊接金属的化学成分组成及β值（以上参照表2A)、残留奥氏体 粒子的个数密度及体积百分率（以上参照表3Α)全都恰当地控制，其结果是，可以得到兼具 所需的特性的焊接金属。
[0221] 在上述当中，特别是含有Ti的氧化物粒子的个数密度为5000个/mm2以上的例子 (No. 2、3、7?14、16、17、19?31)由于使用了恰当地控制了 B值（参照表1A)的焊接材料， 因此可以看到小型试验片及大型试验片中的耐氢脆敏感性进一步提高的趋势。
[0222] 此外在上述例当中，No. 7?11、13、14、17、20、22、24?31由于将焊接金属中的 Si量、Ni量、以及α值（参照表2A)全都恰当地控制，因此具有良好的低温韧性（vE-4C)> 85J)。
[0223] 与此相对，表3B的No. 32?56是脱离本发明中规定的某个必要条件的例子，无法 获得所需的特性。
[0224] 首先，No. 32是虽然使用了合适的焊接材料F1然而在线能量大的线能量条件（IV) 下焊接的例子。其结果是，焊接金属中的残留奥氏体粒子的个数密度及体积百分率变少，小 型试验片及大型试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降低。另外，由于作为低温韧性的指 标的Si量不合适，因此无法得到所需的低温韧性。
[0225] No. 33是作为焊接材料使用了 Si量（全部Si量）少、作为金属存在的Si量少、A 值脱离范围的焊接材料F32的例子。其结果是，焊接金属中的残留奥氏体粒子的体积百分 率变少，小型试验片及大型试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降低。此外，由于作为高强 度的指标的β值小，因此强度降低。另外，由于作为低温韧性的指标的α值小，因此无法 获得所需的低温韧性。
[0226] Νο.34是作为焊接材料使用了 Si量（全部Si量）多、Β值脱离范围的焊接材料 F33的例子。其结果是，焊接金属的Si量变多，焊接金属中的残留奥氏体粒子的个数密度变 少，小型试验片及大型试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降低。另外，由于作为低温韧性 的指标的Si量不合适，因此无法获得所需的低温韧性。
[0227] No. 35是作为焊接材料使用了 Ti量（全部Ti量）少的焊接材料F34的例子。其结 果是，焊接金属的Ti量少，焊接金属中的残留奥氏体粒子的个数密度及体积百分率变少， 小型试验片及大型试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降低。
[0228] No. 36是作为焊接材料使用了 Ti量（全部Ti量）多的焊接材料F35的例子。其 结果是，焊接金属的Ti量变多，小型试验片及大型试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降 低。另外，由于作为低温韧性的指标的Ni量不合适，因此无法获得所需的低温韧性。
[0229] No. 37是作为焊接材料使用了 A1量（全部A1量）少的焊接材料F36的例子。其 结果是，焊接金属中的残留奥氏体粒子的个数密度及体积百分率变少，小型试验片及大型 试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降低。另外，由于作为低温韧性的指标的α值不合 适，因此无法获得所需的低温韧性。
[0230] No. 38是作为焊接材料使用了 Zr量（全部Zr量）少的焊接材料F37的例子。其 结果是，焊接金属中的残留奥氏体粒子的体积百分率变少，小型试验片及大型试验片的任 意一个的耐氢脆敏感性都降低。
[0231] No. 39是作为焊接材料使用了 Mg量（全部Mg量）少的焊接材料F38的例子。其结 果是，焊接金属的Ni量少，焊接金属中的残留奥氏体粒子的个数密度及体积百分率变少， 小型试验片及大型试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降低。此外，由于焊接金属的Ni量 少，因此强度降低。另外，由于作为低温韧性的指标的Ni量不合适，因此无法获得所需的低 温韧性。
[0232] No. 40是作为焊接材料使用了 Mo量（全部Mo量）多的焊接材料F39的例子。其 结果是，大型试验片的耐氢脆敏感性降低。
[0233] No. 41是作为焊接材料使用了作为金属存在的Si量少的焊接材料F40的例子。其 结果是，焊接金属的C量少，焊接金属中的残留奥氏体粒子的体积百分率变少，小型试验片 及大型试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降低。此外由于作为高强度的指标的β值小， 因此强度降低。
[0234] No. 42是使用了 5102量多的焊接材料F41的例子。其结果是，焊接金属中的残留 奥氏体粒子的体积百分率变少，小型试验片及大型试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降 低。此外由于作为高强度的指标的β值小，因此强度降低。另外，由于作为低温韧性的指 标的α值不合适，因此无法获得所需的低温韧性。
[0235] No. 43是作为焊接材料使用了 Α值不合适的焊接材料F42的例子。其结果是，焊接 金属的Μη量少，焊接金属中的残留奥氏体粒子的体积百分率变少，小型试验片及大型试验 片的任意一个的耐氢脆敏感性都降低。此外由于作为高强度的指标的β值小，因此强度降 低。
[0236] No. 44是作为焊接材料使用了 Α值不合适、作为金属存在的Si量少的焊接材料 F43的例子。其结果是，焊接金属的C量多，Si量少，0量多，焊接金属中的残留奥氏体粒子 的体积百分率变少，小型试验片及大型试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降低。
[0237] No. 45是作为焊接材料使用了 B值不合适的焊接材料F44的例子。其结果是，焊接 金属中的残留奥氏体粒子的个数密度变少，小型试验片及大型试验片的任意一个的耐氢脆 敏感性都降低。
[0238] No. 46是使用了焊接材料F45的例子，然而由于焊接金属的Μη量变多，强度过大， 因此小型试验片及大型试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降低。
[0239] No. 47是使用了焊接材料F46的例子，然而由于焊接金属的Ni量变多，强度过大， 因此小型试验片及大型试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降低。另外，由于作为低温韧 性的指标的Ni量不合适，因此无法获得所需的低温韧性。
[0240] No. 48是使用了焊接材料F47的例子，然而由于焊接金属的N量变多，强度过大，因 此小型试验片及大型试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降低。另外，由于作为低温韧性 的指标的α值不合适，因此无法获得所需的低温韧性。
[0241] No. 49是作为焊接材料使用了 Mo量多的焊接材料F48的例子。其结果是，焊接金 属的Mo量变多，大型试验片的耐氢脆敏感性降低。
[0242] No. 50是使用了焊接材料F49的例子，然而由于焊接金属的Cr量变多，强度过大， 因此小型试验片及大型试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降低。
[0243] No. 51是使用了焊接材料F50的例子，然而由于焊接金属的V量变多，强度过大，因 此小型试验片及大型试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降低。
[0244] No. 52是使用了焊接材料F51的例子，然而由于焊接金属的Nb量变多，强度过大， 因此小型试验片及大型试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降低。
[0245] No. 53是使用了焊接材料F52的例子，然而由于焊接金属的Mo量及Cu量变多，强 度过大，因此小型试验片及大型试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降低。
[0246] No. 54是使用了焊接材料F53的例子，然而焊接金属的A1量变多。另外，在焊接金 属中，如果作为强脱氧元素的A1变多，则焊接金属的氧浓度就会降低，焊接金属的0量也变 少。由此，焊接金属中的残留奥氏体粒子的个数密度变少，小型试验片及大型试验片的任意 一个的耐氢脆敏感性都降低。
[0247] No. 55是使用了 Zr量大于优选的上限的焊接材料F54的例子。其结果是，焊接金 属的Zr量多，焊接金属中的残留奥氏体粒子的个数密度变少，小型试验片及大型试验片的 任意一个的耐氢脆敏感性都降低。另外，由于作为低温韧性的指标的Si量及Ni量不合适， 因此无法获得所需的低温韧性。
[0248] No. 56是使用了 B量大于优选的上限的焊接材料F55的例子。其结果是，焊接金属 的B量变多，小型试验片及大型试验片的任意一个的耐氢脆敏感性都降低。
[0249] 虽然详细地并且参照特定的实施方式地对本发明进行了说明，然而对于本领域技 术人员来说显而易见的是，可以不脱离本发明的精神和范围地施加各种变更或修正。
[0250] 本申请是基于日本2012年2月27日申请的日本专利申请（日本特愿 2012-040603)的申请，将其内容作为参照引入到这里。
[0251] 产业上的可利用性
[0252] 本发明的焊接金属的耐氢脆敏感性、低温韧性优异，适合于海洋结构物等。
【权利要求】
1. 一种耐氢脆敏感性优异的焊接金属，是使用药芯焊丝、利用气体保护弧焊形成的焊 接金属，其特征在于， 分别含有： C :0. 02?0. 12%，其中，％是"质量％"的意思，对于化学成分组成来说，以下相同、 Si :0· 10 ?2. 00%、 Μη :0. 90 ?2. 5%、 Ni :0. 20 ?3. 5%、 Ti :0. 040 ?0. 15%、 N :0. 015%以下，但不包含0%、以及 0 :0. 030 ?0. 10%， 余量包含铁及不可避免的杂质， 存在2500个/mm2以上的残留奥氏体粒子，并且残留奥氏体粒子的体积百分率为4.0% 以上，而且以下述（1)式表示的β值为75以上， 3值=320父[(：]+50\[51]+15\[]\111]+10\[附]+28\[]\1〇]...(1) 其中，[C]、[Si]、[Mn]、[Ni]及[Mo]分别指C、Si、Mn、Ni及Mo的含量，以质量％为单 位。
2. 根据权利要求1所述的焊接金属，其中， 将Mo控制为小于0.05%。
3. 根据权利要求1或2所述的焊接金属，其中， 分别满足Si :0. 10?0.5%及Ni :1. 0?2.0%，并且以下述⑵式规定的α值为3. 2 以上， α 值=[Mn] + [Ni] + (2X[Mo]) + (16X[Ti])-(12X[0]) · · · (2) 其中，[Μη]、[Ni]、[Mo]、[Ti]及[0]分别指此、附^〇、11及0的含量，以质量(％为单 位。
4. 根据权利要求1?3中任一项所述的焊接金属，其中， 在含有20质量％以上的Ti的氧化物粒子中，存在5000个/mm2以上的当量圆直径： 0· 15?L Ομπι的粒子。
5. 根据权利要求1?4中任一项所述的焊接金属，其中， 还含有选自Cr :2. 0%以下且不包含0%、V :0. 60%以下且不包含0%、Nb :0. 15%以下 且不包含〇%、Cu :1.0%以下且不包含0%、A1 :0.020%以下且不包含0%、Zr :0. 10%以下 且不包含0%及B :0.0050%以下且不包含0%中的1种以上。
【文档编号】B23K35/368GK104125874SQ201380010252
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年2月25日 优先权日:2012年2月27日
【发明者】名古秀德, 高知琢哉, 漆原亘, 佐藤统宣, 北川良彦 申请人:株式会社神户制钢所