專利名稱：在低溫下具有優(yōu)異ctod性能的藥芯焊絲電弧焊接金屬接頭以及具有所述焊接金屬接頭的 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于焊接結(jié)構(gòu)例如船只、建筑、橋梁、海工建筑、鋼管和管道的進行藥 芯焊絲電弧焊接(FCAW)的焊接金屬接頭，以及具有所述焊接金屬接頭的鋼構(gòu)件，更具體 地，涉及在低溫下具有優(yōu)異CTOD性能的藥芯焊絲電弧焊接(FCAW)金屬接頭以及具有所述 FCAW金屬接頭的鋼構(gòu)件。
背景技術(shù)：
最近，由于油價的持續(xù)上漲，在寒冷地區(qū)越來越多地建設(shè)和使用海工建筑。所用的 鋼構(gòu)件要求在低溫下具有高強度和高CTOD性能。海工建筑焊接接頭的CTOD性能是確保海工建筑穩(wěn)定性的極為重要的因素。通常，在海工建筑上進行的藥芯焊絲電弧焊接使用熱量輸入范圍約7-25kJ/cm的 熱量輸入。通常，在焊接過程中形成的焊接金屬在凝固過程中形成粗柱狀結(jié)構(gòu)，并沿粗晶粒 內(nèi)的奧氏體晶界形成粗晶界鐵素體和魏氏組織鐵素體。即，焊接金屬接頭是焊接區(qū)中CTOD 性能下降得最厲害的部分。因此，為確保焊接結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，要控制焊接金屬接頭的精細結(jié)構(gòu)以確保焊接金 屬接頭的CTOD性能。為此，提出了規(guī)定焊接材料組成的技術(shù)。JP特開平11-170085公開了 所述技術(shù)的實例。然而，此技術(shù)未涉及對精細結(jié)構(gòu)和粒徑的控制，并且用該文獻所述的焊接 材料制成的焊接金屬接頭難以獲得足夠的韌性。此外，JP特開2005-171300公開了一種組合物，包括以重量％計，至多0.07% 的 C、至多 0. 3% 的 Si、l. 0-2. 0% 的 Mn、至多 0. 02 % 的 P、至多 0. 1 % 的 S、0. 04-0. 的 sol. Al (可溶性 Al)、0· 0020-0. 01 % 的 N、0. 005-0. 02% 的 Ti 和 0. 0005-0. 005% 的 B，其中
ARM-其被定義為 ARM = 197-1457C-1140sol. Al+11850N-316 (Pcm-C)-在 40-80 的范
圍內(nèi)。然而，由于所指定的ARM不包括對焊接金屬接頭中氧含量的限定，因此難以確保進行 大線能量SAW的焊接金屬接頭的沖擊韌性。此外，JP特開平10-180488通過包括以重量％計，0. 5-3. 0 %的造渣齊[J、 0. 04-0. 2 % 的 C、至多 0. 1 % 的 Si、1. 2-3. 5 % 的 Μη、0· 05-0. 3 % 的 Mg、0. 5-4. 0 % 的 Ni、 0. 05-1. 0%的Mo、0. 002-0. 015%的B以確保合適的沖擊韌性，但未涉及氧和氮的含量。因 此，難以確保金屬焊接的CTOD性能。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的一個方面通過使用Ti氧化物和可溶性B加快晶粒內(nèi)針狀鐵素體的轉(zhuǎn)變 而提供具有高強度性能并同時在低溫下具有優(yōu)異CTOD性能的藥芯焊絲電弧焊接金屬接 頭，以及具有所述金屬焊接接頭的鋼構(gòu)件。
技術(shù)方案下文將對本發(fā)明進行詳細描述。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供在低溫下具有優(yōu)異CTOD性能的藥芯焊絲電 弧焊接金屬接頭，所述FCAW金屬接頭包括，以重量計0. 01-0. 2%的C、0. 1-0. 5 %的Si、 1. 0-3. 0 % 的 Μη、0· 5-3. 0 % 的 Ni、0. 01-0. 1 % 的 Ti、0. 0010-0. 01 % 的 Β、0· 005-0. 05 % 的 Α1、0· 003-0. 006% 的 N、至多 0. 03% 的 P、至多 0. 03% 的 S、0. 03-0. 07% 的 0，所述 FCAW 金 屬接頭滿足0.≤Ti/0≤1. 3、6≤Ti/N≤12、7≤0/B≤12和1. 2≤(Τ +4Β)/0≤1. 9 的關(guān)系，以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)，所述FCAW金屬接頭包括一種具有85 %或更多的 針狀鐵素體且余量為貝氏體、晶界鐵素體和多邊形鐵素體中的至少一種的顯微組織。所述FCAW金屬接頭還可包括一種或多種選自0. 0001-0. 的Nb、0. 005-0. 的 V、0. 01-2. 0% 的 Cu、0. 05-1. 0% 的 Cr、0. 05-1. 0% 的 Μο、0· 05-0. 5% 的 W和 0. 005-0. 5% 的 Zr的元素或/和一種或多種選自0. 0005-0. 005%的Ca和0. 005-0. 05%的REM的元素。粒徑在0.01-0. 1 μ m (微米)的范圍內(nèi)的TiO氧化物可以1. 0 X 107/_3或更高分 布在所述FCAW金屬接頭中。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供具有所述FCAW金屬接頭的鋼構(gòu)件。有益效果可提供一種通過使用TiO氧化物和可溶性B加快焊接金屬接頭內(nèi)針狀鐵素體的轉(zhuǎn) 變而具有高強度性能，同時在低溫下具有優(yōu)異CTOD性能的藥芯焊絲電弧焊接金屬接頭，以 及具有所述金屬焊接接頭的鋼構(gòu)件。
具體實施例方式現(xiàn)在將對本發(fā)明進行詳細描述。發(fā)明人已對影響針狀鐵素體——已知其對確保焊接金屬接頭中優(yōu)異CTOD性能有 效——的氧化物的種類和大小進行了研究，以開發(fā)在以7-30kJ/cm的焊接熱輸入進行藥芯 焊絲電弧焊接(FCAW)時具有諸如高強度和優(yōu)異CTOD性能的焊接金屬接頭。根據(jù)此研究結(jié) 果，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，焊接金屬接頭中的晶界鐵素體的量和針狀鐵素體的量可通過TiO和可溶 性B改變，并且所述焊接金屬接頭的CTOD值也相應(yīng)變化。 基于此研究，在本發(fā)明中，[1]將TiO氧化物用于FCAW金屬。[2]FCAW金屬接頭中轉(zhuǎn)化85%或更多的針狀鐵素體，所述金屬接頭中的氧化物的 粒徑為0. 01-0. 1 μ m (微米)，數(shù)量為1. OX 107mm3或更多，從而改善韌性，以及[3]通過確保TiO和可溶性B加快所述針狀鐵素體的轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)在對[1]、[2]和[3]進行詳細描述。[1] TiO氧化物的管理發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，如果恰當?shù)乇３趾附咏饘俳宇^中Ti/Ο和0/B之間的比例，那么合 適數(shù)量的TiO氧化物會恰當?shù)胤植家宰柚购附咏饘俟袒^程中奧氏體晶粒的粗化并加快 TiO氧化物中針狀鐵素體的轉(zhuǎn)變。他們還發(fā)現(xiàn)，當TiO氧化物恰當?shù)胤植荚趭W氏體晶粒中時，隨著奧氏體中的溫度 下降，奧氏體中的TiO氧化物起到針狀鐵素體轉(zhuǎn)變的異質(zhì)成核位點的作用，從而在晶界鐵素體在晶界上形成之前在晶粒內(nèi)形成鐵素體。因此，所述焊接金屬接頭的CTOD性能可顯著改善。為此，TiO氧化物精細和均勻地分布是很重要的。此外，當根據(jù)Ti/Ο和0/B的比 例研究TiO氧化物的大小、數(shù)量和分布時，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當Ti/Ο在0. 2-0. 5的范圍內(nèi)，且0/B 的比例在5-10的范圍內(nèi)時，獲得1. OX 107mm3或更多的粒徑為0. 01-0. 1 μ m (微米)的TiO 氧化物。[2]焊接金屬接頭的顯微組織根據(jù)Ti/Ο和0/B的比例對TiO氧化物的大小、數(shù)量和分布進行的根據(jù)本發(fā)明研 究，證實當Ti/Ο在0. 2-0. 5的范圍內(nèi)，且0/B的比例在5-10的范圍內(nèi)時，形成1.0X107mm3 或更多的粒徑為0. 01-0. 1 μ m (微米)的TiO氧化物。當TiO氧化物恰當?shù)胤植荚诤附咏饘僦袝r，在冷卻焊接金屬接頭的過程中晶粒內(nèi) 針狀鐵素體的轉(zhuǎn)變會先于晶界而被加快，從而所述針狀鐵素體可達焊接金屬接頭的85%或更多。[3]焊接金屬接頭中可溶性硼的作用根據(jù)本發(fā)明的研究，除均勻分布在焊接金屬接頭中的氧化物以外，固溶性的硼在 整個晶界上擴散以降低晶界的能量。因此，可溶性硼的擴散阻止晶界鐵素體的轉(zhuǎn)變從而加 快晶粒內(nèi)針狀鐵素體的轉(zhuǎn)變。即，可溶性硼抑制晶界鐵素體在晶界上的轉(zhuǎn)變并加快晶粒內(nèi) 針狀鐵素體的轉(zhuǎn)變，這有利于焊接金屬接頭的CTOD性能的改善。下文對焊接金屬接頭的組成進行詳細描述。[組成]碳(C)含量在0.01-0. 2%的范圍內(nèi)。碳(C)是一種確保焊接金屬強度和焊接淬透性的重要元素。然而，當碳(C)的含 量超過0.2%時，可焊性顯著下降，焊接金屬接頭中可能發(fā)生低溫開裂，并且高熱量輸入下 的沖擊韌性顯著降低。硅(Si)含量在0. 1-0. 5%的范圍內(nèi)。當硅含量小于0. 時，脫氧作用不足，并且焊接金屬的流動性下降。當硅含量超 過0. 5%時，焊接金屬中M-A組元的轉(zhuǎn)變加快，降低沖擊韌性并影響焊接裂紋敏感性。錳(Mn)的含量在1. 0-3. 0%的范圍內(nèi)。Mn增強脫氧作用和強度，在TiO氧化物周圍沉淀為MnS從而使Ti復(fù)合氧化物加快 針狀鐵素體的形成，以改善焊接金屬接頭的韌性。Mn在基質(zhì)中形成置換型固溶體，從而使所述基質(zhì)固溶強化以確保強度和韌性。為 此，Mn含量優(yōu)選地為1.0%或更多。然而，當Mn含量超過3.0%時，不利地形成低溫轉(zhuǎn)變組織。鈦(Ti)的含量在0. 01-0. 1 %的范圍內(nèi)。Ti與氧(0)結(jié)合形成精細Ti氧化物和精細TiN沉淀。因此，Ti是一種重要元素。 為形成精細TiO氧化物和TiN復(fù)合沉淀，Ti含量優(yōu)選地為0. 01%或更多。然而，當Ti含量 超過0. 1 %時，不利地形成粗TiO氧化物和粗TiN沉淀。鎳(Ni)含量在0.5-3.0%的范圍內(nèi)。Ni是一種通過固溶強化作用而改善基質(zhì)的強度和韌性的元素。為獲得這些效果，Ni含量優(yōu)選地為0. 5%或更高。然而，當Ni含量超過3. 0%時，淬透性顯著增加，并且可能 會發(fā)生高溫開裂。硼(B)的含量在0.0010-0. 01%的范圍內(nèi)。B是一種增加淬透性的元素。B含量需要為0. 0010%或更高從而使B沿晶界偏析 以抑制晶界鐵素體的轉(zhuǎn)變。然而，當B的含量超過0. 01%時，可能會不利地發(fā)生焊接淬透性 的增加以加快馬氏體的轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致低溫開裂并降低韌性。因此，B含量在0.0010-0. 01%的 范圍內(nèi)。氮(N)的含量在0.003-0. 006%的范圍內(nèi)。N是一種形成TiN沉淀并增加精細TiN沉淀的量的重要元素。N對TiN沉淀的大 小、間距和密度，TiN沉淀與氧化物形成復(fù)合沉淀的發(fā)生率，以及所述沉淀的高溫穩(wěn)定性具 有重要作用。因此，N含量優(yōu)選為0.003%或更高。然而，當N含量超過0. 006%時，難以實現(xiàn)任何進一步作用，并且韌性可因焊接金 屬中可溶性氮的量增加而下降。磷(P)的含量為0. 030%或更低。P是一種在焊接過程中促進高溫開裂的雜質(zhì)元素。因此，P含量越低越有利。為增 加韌性和降低開裂，P含量優(yōu)選地為0. 03%或更低。鋁(Al)的含量在0.005-0. 05%的范圍內(nèi)。Al用作脫氧劑并且是降低焊接金屬中氧含量的必要元素。此外，Al含量為 0. 005%或更高以使Al與可溶性N結(jié)合以形成精細AlN沉淀。然而，當Al含量超過0. 05% 時，可形成粗Al2O3從而阻止對增加韌性而言必需的TiO氧化物的形成。因此，Al含量優(yōu)選 地為0. 05%或更低。硫⑶的含量被限定為0. 030%或更低。S是一種對形成MnS必需的元素。S的含量為0. 03%或更低以獲得MnS復(fù)合沉淀。 當S的含量超過0. 03%時，可能會形成低熔點化合物例如FeS從而導(dǎo)致高溫開裂。氧(0)的含量在0.03-0. 07%的范圍內(nèi)。0是一種當焊接金屬接頭凝固時與Ti反應(yīng)形成Ti氧化物的元素。所述Ti氧化物 加快焊接金屬接頭中針狀鐵素體的轉(zhuǎn)變。當O含量低于0. 03%時，Ti氧化物可能不能恰當 地分布在焊接金屬接頭中。當0含量超過0. 07%時，會形成粗Ti氧化物和諸如FeO的其它 氧化物，影響焊接金屬接頭。Ti/Ο的比例在0.7-1. 3的范圍內(nèi)。當Ti/Ο的比例低于0. 7時，控制奧氏體晶粒生長和針狀鐵素體轉(zhuǎn)變所需的焊接金 屬中的TiO氧化物不足。此外，TiO氧化物中所含的Ti的比例下降，TiO氧化物不能作為針 狀鐵素體的成核位點，因此對改善熱影響區(qū)的韌性有效的針狀鐵素體的相分數(shù)減少。當Ti/ 0的比例超過1. 3時，就不能再阻止焊接金屬中奧氏體晶粒的生長。相反，所述氧化物中合 金組分的比例下降，因此所述氧化物不能作為針狀鐵素體的成核位點。Ti/N的比例在6-12的范圍內(nèi)。在本發(fā)明中，當Ti/N的比例小于6時，TiO氧化物中形成的TiN沉淀的量降低并 因此對針狀鐵素體的有效轉(zhuǎn)變具有不利影響。當Ti/N的比例超過12時，不能實現(xiàn)進一步 的作用，并且可溶性氮的量增加，從而不利地降低沖擊韌性。
0/B的比例在7-12的范圍內(nèi)。在本發(fā)明中，當0/B的比例小于7時，可溶性B——其在焊接后的冷卻過程中沿奧 氏體晶界擴散以阻止晶界鐵素體的轉(zhuǎn)變——的量是不足的。當0/B的比例超過12時，不能 實現(xiàn)進一步作用，并且可溶性氮的量增多，不利地降低熱影響區(qū)的韌性。(Τ +4Β) /0的比例在1. 2-1. 9的范圍內(nèi)。在此實施方案中，當(Ti+4B)/0的比例小于1. 2時，可溶性N的量增加從而對增加 焊接金屬接頭的韌性無效。當(Ti+4B)/0的比例超過1.9時，TiN和BN沉淀的數(shù)量不足。在本發(fā)明中，為了改善機械性能，可向具有上述組成的鋼中再加入選自Nb、V、Cu、 Mo、Cr、W和rLr的一種或多種元素。銅(Cu)的含量在0. 1-2. 0%的范圍內(nèi)。Cu是一種固溶于基質(zhì)中以通過固溶強化作用確保強度和韌性的元素。為此，Cu的 含量需為0. 或更多。然而，當Cu含量超過2. 0%時，焊接金屬接頭的淬透性增加從而降 低韌性并導(dǎo)致焊接金屬中的高溫開裂。此外，當Cu和Ni 一起加入時，它們的總含量低于3.5%0當Cu和Ni的含量超過 3. 5%時，淬透性增加，以至于對韌性和可焊性具有不利作用。Nb的含量在0. 0001-0. 的范圍內(nèi)。Nb是一種增強淬透性的重要元素。由于Nb盡管在低冷卻速率下亦降低Ar3溫度 并擴大貝氏體生成的范圍，因此需使用Nb以獲得貝氏體組織。Nb含量需為0.0001%或更多以增加強度。然而，當Nb含量超過0. 時，焊接過 程中焊接金屬接頭中M-A組元的形成加快，以致于對焊接金屬接頭的韌性具有不利影響。V的含量在0. 005-0. 的范圍內(nèi)。V是一種形成VN沉淀以加快鐵素體轉(zhuǎn)變的元素。V含量需為0.005%或更高。然 而，當V含量超過0. 1 %時，可在焊接金屬接頭中形成硬質(zhì)相例如碳化物，以至于對焊接金 屬接頭的韌性具有不利影響。鉻(Cr)的含量在0.05-1.0%的范圍內(nèi)。Cr增加淬透性和強度。當Cr含量小于0.05%時，不可能獲得所需的強度。當Cr 含量超過1. 0%時，會導(dǎo)致焊接金屬接頭的韌性下降。鉬(Mo)的含量在0.05-1.0%的范圍內(nèi)。Mo也是一種增加淬透性和強度的元素。Mo的含量需為0. 05%或更高以獲得所需 的強度。為硬化焊接金屬接頭并阻止不利的低溫焊接開裂，Mo含量與Cr 一樣為1.0%或更 低。W的含量在0. 05-0. 5%的范圍內(nèi)。W是一種增加高溫強度并對沉淀硬化有效的元素。然而，當W含量低于0.05%時， 強度只是稍有增加。當W含量超過0.5%時，對焊接金屬接頭的韌性具有不利影響。Zr含量在0. 005-0. 5%的范圍內(nèi)。由于&對增加強度有效，因此τχ含量優(yōu)選為0. 005%或更高。當τχ含量超過 0. 5%時，對焊接金屬接頭的韌性具有不利影響。在本發(fā)明中，還可加入Ca和REM的一種或兩種以抑制原始奧氏體晶粒的生長。Ca和REM是用于在焊接過程中穩(wěn)定電弧以及在焊接金屬接頭中形成氧化物的有用元素。此外，在冷卻過程中，Ca和REM抑制奧氏體晶粒的生長并促進晶粒內(nèi)的鐵素體轉(zhuǎn) 變，從而增加焊接金屬接頭的韌性。為此，優(yōu)選地鈣(Ca)含量為0.0005%或更高，REM含量 為0. 005%或更高。然而，當Ca含量超過0. 005%，并且REM超過0. 05%時，會形成大尺寸 氧化物，從而降低韌性。就REM而言，Ce、La、Y和Hf中的一種或多種可用于實現(xiàn)上述作用。[焊接金屬接頭的顯微組織]在本發(fā)明中，在FCAW后形成的焊接金屬接頭的顯微組織可包含針狀鐵素體并且 所述針狀鐵素體具有85%或更高的相分數(shù)。針狀鐵素體組織可同時獲得高強度和低溫 CTOD。所述顯微組織包括貝氏體、晶界鐵素體和多邊形鐵素體中的一種或多種。當所述顯微組織包括鐵素體和貝氏體組織的混合物時，可獲得更高的CTOD值，但 焊接金屬接頭的強度變低。當所述顯微組織包括馬氏體和貝氏體組織的混合物時，焊接金 屬接頭的強度變高，但焊接金屬接頭的機械性能例如CTOD性能下降并且低溫易開裂性增 加。[氧化物]存在于焊接金屬接頭中的氧化物對所焊接的焊接金屬接頭的顯微組織的轉(zhuǎn)變具 有重要作用。即，顯微組織的轉(zhuǎn)變受到分布在焊接金屬接頭中的氧化物的種類、大小和數(shù)量 的顯著影響。具體地，對于FCAW金屬接頭，晶粒在凝固過程中變粗，并且沿晶界形成諸如粗晶 界鐵素體、魏氏組織鐵素體和貝氏體的組織，從而降低焊接金屬接頭的性能。為阻止這種情況，TiO氧化物以0. 5 μ m(微米)或更小的規(guī)則間距均勻分布在焊 接金屬接頭中是很重要的。此外，TiO氧化物的顆粒直徑在0.01-0. Iym(微米)的范圍內(nèi)并且TiO氧化物 的臨界值為每Imm3中1. OX IO7個或更多。當所述顆粒直徑小于0. 01 μ m(微米)時，F(xiàn)CAW 焊接金屬接頭中的TiO氧化物不能促進針狀鐵素體的轉(zhuǎn)變。此外，當所述顆粒直徑超過 0. Ιμπι(微米)時，奧氏體晶粒的鎖定作用(晶粒生長的抑制)下降，并且TiO氧化物作為 粗非金屬夾雜物，其對焊接金屬接頭的CTOD性能具有不利影響。此外，本發(fā)明提供具有上述焊接金屬接頭的鋼構(gòu)件。在本發(fā)明中，除FCAW以外，還可使用另一種焊接方法制造焊接金屬接頭。當焊接 金屬接頭的冷卻速率高時，氧化物精細地擴散，由此獲得顯微組織。因此，需要高冷卻速率 的大線能量焊接方法。此外，出于相同的原因，剛冷卻方法和Cu-襯底方法也可用于增加焊接金屬接頭 的冷卻速度。然而，即使將上述已知技術(shù)用于本發(fā)明，這些也只是對本發(fā)明的修改，因此實質(zhì)上 落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
實施例下文通過本發(fā)明的實施方案對本發(fā)明進行詳細描述。以7-30kJ/cm或更高的焊接熱量輸入通過FCAW制造組成如表1和2所示的焊接
金屬接頭。
從焊接金屬接頭的中間部分切下試件并進行拉伸試驗和CTOD試驗，結(jié)果示于表 3。使用根據(jù)KS B 0801的4號試件作為拉伸試驗的試件，所述拉伸試驗以lOmm/min 的滑塊速度進行。根據(jù)BS7448-1規(guī)格制造CTOD試件，疲勞裂紋位于SAW焊接金屬接頭的中間。使用圖像分析儀和電子顯微鏡根據(jù)點計數(shù)法測量對焊接金屬接頭的CTOD性能具 有重要影響的氧化物的大小、數(shù)量和間距。結(jié)果示于表3?；贗OOmm2的大小評估待測試表面。通過將由FCAW方法獲得的FCAW金屬接頭加工成CTOD試件在-10°C的溫度使用 CTOD試驗設(shè)備評估FCAW金屬接頭的CTOD。表 1
表 2 表3 如表3所示，根據(jù)本發(fā)明制造的焊接金屬接頭的TiO氧化物的數(shù)量為3X 108/mm3 或更多，而對比鋼的TiO氧化物的數(shù)量為4. 3 X IOVrnm3或更少。當與對比鋼比較時，發(fā)明鋼 具有更均勻和精細的復(fù)合沉淀，其數(shù)量顯著增加。同時，發(fā)明鋼的顯微組織包括相分數(shù)為85%或更多的針狀鐵素體。因此，根據(jù)所述FCAW方法，發(fā)明鋼在晶粒內(nèi)包括多邊形鐵素體和針狀鐵素體。此 處，所述針狀鐵素體的相分數(shù)為85%或更多，并且當與對比鋼比較時，發(fā)明鋼具有優(yōu)異的焊 接金屬接頭CTOD性能。
1權(quán)利要求
一種在低溫下具有優(yōu)異CTOD性能的藥芯焊絲電弧焊接金屬接頭，所述FCAW金屬接頭包括，以重量計
2.權(quán)利要求1的FCAW金屬接頭，還包括選自下列的至少一種0.0001-0. 的Nb、 0. 005-0. 1 % 的 V、0. 01-2. 0 % 的 Cu、0. 05-1. 0 % 的 Cr、0. 05-1. 0 % 的 Μο、0· 05-0. 5 % 的 W、 0. 005-0. 5%的 Zr、0. 0005-0. 005%的 Ca 和 0. 005-0. 05%的 REM。
3.權(quán)利要求1或2的FCAW金屬接頭，其中粒徑為0.01-0. 1 μ m(微米)的TiO氧化物 以LOXlO7Aim3或更多分布在所述焊接金屬接頭中。
4.具有權(quán)利要求1的在低溫下具有優(yōu)異CTOD性能的藥芯焊絲電弧焊接金屬接頭的鋼 構(gòu)件。
5.權(quán)利要求4的鋼構(gòu)件，其中所述焊接金屬接頭還包括選自下列的至少一種 0. 0001-0. 1 % 的 Nb、0. 005-0. 1 % 的 V、0. 01-2. 0 % 的 Cu、0. 05-1. 0 % 的 Cr、0. 05-1. 0 % 的 Mo、0. 05-0. 5%的 W、0. 005-0. 5%的 Zr、0. 0005-0. 005%的 Ca 和 0. 005-0. 05%的 REM。
6.權(quán)利要求4或5的鋼構(gòu)件，其中粒徑為0.01-0.Ιμπι(微米)的TiO氧化物以 LOXlOVmm3或更多分布在所述焊接金屬中。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于焊接結(jié)構(gòu)例如船只、建筑、橋梁、海工建筑、鋼管和管道的進行藥芯焊絲電弧焊接(FCAW)的焊接金屬接頭，以及具有所述焊接金屬接頭的鋼構(gòu)件，更具體地，涉及在低溫下具有優(yōu)異CTOD性能的藥芯焊絲電弧焊接(FCAW)金屬接頭以及具有所述FCAW金屬接頭的鋼構(gòu)件。一種在低溫下具有優(yōu)異CTOD性能的藥芯焊絲電弧焊接金屬接頭，可包括以重量計0.01-0.2％的C、0.1-0.5％的Si、1.0-3.0％的Mn、0.5-3.0％的Ni、0.01-0.1％的Ti、0.0010-0.01％的B、0.005-0.05％的Al、0.003-0.006％的N、至多0.03％的P、至多0.03％的S、0.03-0.07％的O，所述FCAW金屬接頭滿足0.7≤Ti/O≤1.3、6≤Ti/N≤12、7≤O/B≤12和1.2≤(Ti+4B)/O≤1.9的關(guān)系，以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)，所述FCAW金屬接頭包括一種具有85％或更多的針狀鐵素體且余量為貝氏體、晶界鐵素體和多邊形鐵素體中的至少一種的顯微組織。還涉及一種包括所述金屬焊接接頭的鋼構(gòu)件。本發(fā)明提供一種在低溫下具有高強度性能和CTOD性能的藥芯焊絲電弧焊接金屬接頭以及具有所述金屬焊接接頭的鋼構(gòu)件。
文檔編號B23K35/30GK101909810SQ200880123265
公開日2010年12月8日 申請日期2008年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者鄭弘喆 申請人:Posco公司