低温冲击韧性优异的超高强度气体保护电弧焊接金属接头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种低温冲击韧性优异的超高强度气体保护电弧焊接金属接头。
【背景技术】
[0002] 最近，随着超高层建筑的建设及社会间接资本踊跃进入建设领域，对重型装备及 建设机械的需求增多，且应用在这些重型装备或者建设机械的焊接构造物需要具有优异的 强度。
[0003] 另一方面，为了确保这种高强度的焊接构造物的稳定性，需要确保焊接金属接头 的冲击韧性。为此，在专利文献1中将焊接金属接头的微细组织通过90%以上的面积分数 的针状铁素体（Acicular Ferrite)和贝氏体（Bainite)来控制，由此确保焊接金属接头的 冲击韧性。然而，所述专利文献1相比母材，焊接金属接头的强度显著低，因此焊接金属接 头容易产生断裂。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :韩国公开专利公报第10-2007-0068211号
【发明内容】
[0007] (一）要解决的技术问题
[0008] 本发明的一个方面，其目的在于提供一种冲击韧性优异的焊接金属接头，在通过 焊接板厚度为3~8mm，抗张强度为lOOkgf级的超高强度的母材来组成的焊接构造物中，使 相对于母材的焊接金属接头的强度的降低最小化，由此抑制断裂的产生。
[0009] (二）技术方案
[0010] 本发明的一个方面的低温冲击韧性优异的超高强度气体保护电弧焊接金属接头， 其特征在于，以重量％合计，包括：〇. 06~0. 09%的C、0. 15~0. 3%的Si、l. 6~1. 8%的 皿11、0.4~0.7%的0、1.0~1.5%的附、0.3~0.5%的]\1〇、0.02%以下的？、0.01%以下 的S、余量的Fe以及其他的不可避免的杂质，所述金属接头具有将贝氏体作为主相且将马 氏体作为第二相的微细组织。
[0011]另外，上述的技术方案没有全部举出本发明的特征。本发明的多种特征和与此相 关的优点和效果可以通过参照下面的具体的实施方式更加详细地理解。
[0012] (三）有益效果
[0013] 根据本发明，在通过焊接板厚度为3~8mm，抗张强度为lOOkgf级的超高强度的母 材来组成的焊接结构体中，焊接金属接头具有800MPa以上的抗张强度，因此具有可以有效 抑制在焊接结构体中产生断裂的优点。
[0014] 另一方面，根据本发明的一个实施例的焊接金属接头在_5°C的环境下的冲击吸收 能量（vE)为47J以上，其具有低温冲击韧性非常优异的的优点。
【附图说明】
[0015] 图1 (a)是拍摄比较例1的焊接金属接头的微细组织的扫描电子显微镜（SEM)照 片，图1(b)是拍摄发明例1的焊接金属接头的微细组织的扫描电子显微镜（SEM)照片。
[0016] 图2(a)是表示比较例1的维氏硬度的测量结果的图表。图2(b)是表示发明例1 的维氏硬度的测量结果的图表。
【具体实施方式】
[0017] 本发明人得知，对于板厚度为3~8mm、抗张强度为lOOkgf级的超高强度的热乳钢 板进行焊接时，焊接金属接头中的母材的稀释率很高，达到45%以上，因此相比母材，焊接 金属接头的强度会显著降低，从而在焊接金属接头中容易产生断裂。为了解决这些问题进 行了深入的研究并最终完成了本发明，通过研究得知，当适当地控制焊接金属接头中的合 金元素的种类及含量时，即使焊接金属接头中的母材的稀释率为45%以上的情况下也能够 通过焊接金属接头的微细组织形成贝氏体和马氏体的复合组织，并通过所述复合组织能够 有效抑制在焊接结构体中产生断裂。
[0018] 进一步发现，当适当地控制所述复合组织中的贝氏体和马氏体的相比率以及抑制 岛状马氏体的形成时，可以确保优异的低温冲击韧性。
[0019] 以下，对于本发明的焊接金属接头的合金组成和成分范围进行详细说明。
[0020] 碳（C) :0· 08 ~0· 12 重量％
[0021] 碳是用于确保焊接金属接头的强度的重要的元素。为了稳定地确保强度，所述碳 的含量优选为〇. 08重量％以上，更优选为0. 085重量％以上，再更加优选为0. 09重量％以 上。但是，如果含量过多，会在焊接金属接头上容易产生低温龟裂，导致低温冲击韧性大幅 劣化。因而，所述碳含量的上限优选为0. 12重量％，更优选为0. 11重量％，再更加优选为 〇. 105 重量％。
[0022] 硅（Si) :0· 15 ~0· 3 重量％
[0023] 硅起到降低焊接金属接头中的氧气来提高清净度的作用，并且，起到通过固溶强 化来提高焊接金属接头的强度的作用。在本发明中为了表现这些效果，所述硅的含量优选 为0. 15重量％以上，更优选为0. 18重量％以上，再更加优选为0. 20重量％以上。但是，在 其含量过多的情况下，会存在氧化物变得粗大而导致焊接金属接头的韧性劣化的隐患，尤 其，像碳当量（Ceq)比较高的本发明的情况，存在助长焊接热影响区（HAZ)内的岛状马氏体 的产生的忧虑。因而，所述硅含量的上限优选为〇. 3重量％，更优选为0. 28重量％，再更加 优选为〇. 26重量％。
[0024] 锰（Μη) :1· 6 ~1. 9 重量 ％
[0025] 锰起到通过固溶强化来提高焊接金属接头的强度的作用。为了稳定地确保强度， 所述锰的含量优选为1.6重量％以上，更优选为1.62重量％以上，再更加优选为1.65重 量％以上。但是，在其含量过多的情况下，会显著提高钢胚的中心偏析的危害性，并且助长 带入热焊接热影响区的硬化以及岛状马氏体的产生而使其脆化。因而，所述锰含量的上限 优选为1. 9重量％，更优选为1. 85重量％，再更加优选为1. 8重量％。
[0026] 铬（Cr) :0· 6 ~0· 9 重量％
[0027] 铬是用于确保焊接金属接头的强度的有效的元素。在本发明中为了表现这些效 果，所包含的铬的含量优选为0. 6重量％以上，更优选为0. 7重量％以上，再更加优选为 〇. 75重量％以上。但是，在其含量过多的情况下，存在对焊接热影响区产生不良影响的问 题，因此是不可取的。因而，所述铬含量的上限优选为0. 9重量％，更优选为0. 88重量％， 再更加优选为〇. 85重量％。
[0028] 镍（Ni) :1· 0 ~1. 5 重量％
[0029] 镍是用于抑制焊接金属接头的韧性的劣化且确保强度的有效的元素。在本发明中 为了表现这些效果，所包含的镍含量优选为1. 〇重量％以上，更优选为1. 05重量％以上，再 更加优选为1. 1重量％以上。另一方面，镍的含量越高越有利于强度和韧性的提高，然而镍 是昂贵的合金元素，从而在其含量过多的情况下经济上不利，因此在本发明中将镍的含量 优选地控制为1. 5重量％以下，更优选地控制为1. 45重量％以下，再更加优选地控制为1. 4 重量％以下。
[0030] 钼（Mo) :0· 8 ~1. 2 重量％
[0031] 钼是用于确保焊接金属接头的强度的非常有效的元素。为了在本发明中表现这些 效果，所包含的钼的含量优选为〇. 8重量％以上，更优选为0. 85重量％以上，再更加优选 为0. 9重量％以上。然而，在其含量过多的情况下，不仅其效果被饱和，而且焊接硬化性会 剧增，由此过多地促进马氏体的变相，因此存在产生低温龟裂以及低温冲击韧性大幅劣化 的问题。因而，所述钼含量的上限优选为1. 2重量％，更优选为1. 15重量％，再更加优选为 1. 1重量％。
[0032] 磷（P) :0· 02重量％以下
[0033] 磷是不可避免地被包含的杂质，由于其主要被偏析在钢