低溫韌性以及落錘特性優良的焊接金屬制造技術

本發明專利技術的焊接金屬適當地控制化學成分組成，由規定的關系式規定的A值滿足3.8％以上且9.0％以下、由規定的關系式規定的X值滿足0.5％以上，并且存在于焊接金屬中的碳化物中的當量圓直徑0.20μm以上的碳化物的面積分率為4.0％以下、當量圓直徑1.0μm以上的碳化物個數為1000個/mm2以下。而且，該焊接金屬當然具有高強度，還能夠發揮良好的低溫韌性以及落錘特性，因而用作原子能設備的壓力容器用材料。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及應用于原子能領域中的Mn-Mo-Ni系焊接結構體的焊接金屬，特別是涉及低溫韌性和落錘特性都優良的焊接金屬。
技術介紹
眾所周知Mn-Mo-Ni鋼材具有優良的強度與韌性，主要用作原子能發電設備的壓力容器等的材料。近年來，從安全性的觀點出發而進一步要求提升韌性等級，例如在儲藏、輸送原子爐使用完畢的燃料時使用的容器需要更良好的低溫韌性。并且，同樣也期望保障破壞安全性的落錘特性也提高在低溫下的特性，伴隨于此，應用于上述用途的Mn-Mo-Ni系焊接金屬也期望強度、低溫韌性以及落錘特性的進一步改善。雖然包含上述那樣的Mn-Mo-Ni系焊接金屬而構建的焊接結構體(Mn-Mo-Ni系焊接結構體)在焊接施工之后實施以除去應力為目的的長時間的退火處理(以下，有時稱作 “SR退火”)，但在該SR退火過程中析出碳化物，由此焊接金屬的特性發生較大的變化，因此需要確立用于改善與SR退火條件對應的強度、低溫韌性以及落錘特性的技術。對于焊接金屬的低溫韌性的改善，眾所周知例如專利文獻I所示那樣的Ni基合金系焊接材料、專利文獻2所示那樣的9% Ni基合金系焊接材料的有效性。然而，這些Ni基合金系焊接材料因含有大量的高價Ni而不利于成本，并且9% Ni基合金系焊接材料在SR退火時生成穩定的奧氏體，因而存在屈服應力大幅度降低的問題。因此，需要將Ni含量抑制為低水平，并且進一步提高強度、低溫韌性以及落錘特性的技術。另外，一般地，雖然含氧量少的TIG焊接期待有高韌性，但由于具有施工效率低的缺點，因此在工業上期望在含氧量多的潛弧焊接等高效率焊接施工中保證高強度、低溫韌性、落錘特性的技術。與此相對地，例如在專利文獻3中，根據以Ti系氧化物為起點的微小針狀鐵素體組織的出現，得到一定的低溫韌性改善效果。然而，由該技術得到的低溫韌性僅限于_60°C的水平，對于進一步的低溫韌性改善，由于Ti系氧化物的分散會同時導致形成為破壞起點的粗大氧化物增加，因此需要進一步探討。另外，雖然在專利文獻4中公開有在潛弧焊接中通過控制焊劑、焊絲成分而得到落錘特性優良的焊接金屬的方法，但該技術未預先設想SR退火，并且落錘特性的落錘非斷裂溫度僅限于_90°C。另外，雖然在專利文獻5中通過控制Ni含量、在專利文獻6中通過活用Ti來實現韌性優良的焊接金屬，但與上述相同地未設想SR退火。作為考慮SR退火后的韌性的技術，雖然也提出有專利文獻7那樣的技術方案，但在SR退火之后得到的韌性水平最優的-75°C的吸收能量約為55J，還存在改善的余地，并且對于落錘特性的效果不明了。并且，在專利文獻8中通過控制焊絲組成以及保護氣體成分來改善高強度MIG焊接金屬的韌性，但保證的溫度僅限于_50°C，并且對于落錘特性的效果也不明了。另外，在專利文獻9中雖然通過對焊接金屬實施淬火、回火熱處理來實現高強度、高韌性，但對焊接金屬實施淬火導致工序的顯著復雜化。在先技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開平11-138293號公報專利文獻2 :日本特開2009-101414號公報專利文獻3 :日本特開2004-315962號公報專利文獻4 :日本特開平11-192555號公報專利文獻5 :日本特開2001-335879號公報 專利文獻6 :日本特開昭60-196286號公報專利文獻7 :日本特開昭63-157795號公報專利文獻8 :日本特開平3-221294號公報專利文獻9 :日本特開昭58-86996號公報
技術實現思路
本專利技術是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種用作原子能設備的壓力容器用材料的焊接金屬，該焊接金屬當然具有高強度，而且能夠發揮良好的低溫韌性以及落錘特性。能夠解決上述問題的本專利技術的焊接金屬，分別含有C 0. 02 O. 10% ( “質量的意思。關于化學成分組成以下相同)、Si :0. 5%以下(不包含0% )、Mn :1. O I. 9%、Ni 2. 7 8. 0%,Cr :0. 7% 以下(不包含 0% )、Mo :0. 05 O. 8%,Ti 0. 010 O. 060%,N :0.010%以下(不包含0%)以及O :0· 015 O. 060%，并且Cr與Mo的合計含量為O. 8%以下(不包含0% )，余量為鐵及不可避免的雜質，并且由下述(I)式規定的A值滿足3. 8%以上且9.0%以下、由下述(2)式規定的X值滿足O. 5以上，并且在存在于焊接金屬中的碳化物中，當量圓直徑O. 20 μ m以上的碳化物的面積分率為4. 0%以下，當量圓直徑I. O μ π!以上的碳化物個數為1000個/mm2以下， A 值=O. 8 X -O. 05 X +0. 5 X +0. 5 X + -O. 5 X +0. 2 X ... (I)其中，、、、、、以及分別表示焊接金屬中的C、Si、Mn、Cu、Ni、Mo以及Cr的含量(質量％ )。X 值=/(-I. IX +0. 05X ) · · · (2)其中，、、以及分別表示焊接金屬中的Ti、O、Al以及Si的含量(質量％ )。在本專利技術中，“當量圓直徑”表示著眼于碳化物的大小而換算為相同面積的圓時的直徑。在本專利技術的焊接金屬中，優選由下述(3)式規定的B值為O. 35%以下，由此能夠進一步減少當量圓直徑O. 20 μ m以上的碳化物的面積分率，從而能夠進一步提高低溫韌性、落錘特性。B 值= X (2 X +3 X ) ... (3)其中，、以及分別表示焊接金屬中的C、Mn以及Cr的含量(質量％)。在本專利技術的焊接金屬中，優選C的含量與Mo的含量滿足下述(4)式的關系，由此能夠進一步減少當量圓直徑I. Ομπι以上的碳化物的個數，從而能夠進一步提高低溫韌性、落錘特性。O. 01+2. 2 X < < O. 2+15 X ... (4)本專利技術的焊接金屬根據需要還含有(a)Cu :0.35%以下(不包含0%)、(b)Al O. 030%以下(不包含0% )、(c)Nb 0. 030%以下(不包含0% )以及/或者V 0. 10%以下(不包含0%)等，這是有用的，通過含有上述元素，能根據其種類進一步改善焊接金屬的特性。通過包含上述那樣的焊接金屬而構成，能夠實現具備低溫韌性以及落錘特性優良的焊接金屬的焊接結構體。專利技術效果 根據本專利技術，在焊接金屬中，滿足上述(I)式以及(2)式的關系，并且適當地控制化學成分組成，由此可以實現能夠確保高強度(拉伸強度)、且能夠發揮良好的低溫韌性以及落錘特性的焊接金屬，此類焊接金屬作為原子能設備的壓力容器用材料、或容器用材料極其有用。附圖說明圖I中，圖I (a)是表示焊接金屬的拉伸試驗片的選取位置的概要圖，圖I (b)是表示焊接金屬的擺錘式沖擊試驗片的選取位置的概要圖，圖1(c)是表示焊接金屬的落錘試驗片的選取位置的概要圖。具體實施例方式本申請的專利技術人從各種角度研究在含氧量高的焊接金屬中實現優良的強度、韌性、以及落錘性能的方法。其結果是，發現下述情況通過增加在焊接時形成的微小的再熱部組織，并且出現氧化物起點的針狀鐵素體組織而使原質部組織(未被再熱的組織)微細化，進而減少粗大碳化物，由此能夠提高強度、低溫韌性、以及落錘性能，從而完成本專利技術。本申請的專利技術人發現，將焊接金屬的化學成分組成控制本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：名古秀德，岡崎喜臣，山下賢，大津穰，高內英亮，
申請(專利權)人：株式會社神戶制鋼所，
類型：
國別省市：