[发明专利]具有优异延性抗扯强度的高韧性焊缝金属

权利要求书

1.用于铁素体钢基体金属的焊缝金属，其包括：

在0.02wt%和0.12wt%之间的碳；

在7.50wt%和14.50wt%之间的镍；

不大于大约1.00wt%的锰；

不大于大约0.30wt%的硅；

不大于大约150ppm的氧；

不大于大约100ppm的硫；

不大于大约75ppm的磷；和

余量的铁，

其中所述焊缝金属包括残余奥氏体，并且进一步包括蜂窝状微观结构，所述蜂窝状微观结构包括晶格壁和晶格内部，其中所述晶格壁比所述晶格内部坚硬，并且所述焊缝金属采用利用脉冲波形电源的气体保护金属极弧焊方法施加。

2.权利要求1所述的焊缝金属，其中所述焊缝金属进一步包括在0.5vol%和10vol%之间的残余奥氏体。

3.权利要求2所述的焊缝金属，其中所述焊缝金属具有大于110ksi的抗拉强度和高于由大于1.0的Δ值代表的曲线的R曲线韧性。

4.权利要求3所述的焊缝金属，其中所述晶格壁的50或更多体积百分比包括板条马氏体，并且所述晶格内部的20或更多体积百分比包括退化的上贝氏体。

5.权利要求4所述的焊缝金属，进一步包括以下中的至少一种：

不大于大约0.30wt%的铜，

不大于大约0.04wt%的钒，

不大于大约0.30wt%的铬，

不大于大约0.40wt%的钼，

不大于大约0.04wt%的铌，

不大于大约0.02wt%的钛，

不大于大约0.02wt%的锆，

不大于大约20ppm的硼。

6.权利要求4所述的焊缝金属，其中所述焊缝金属用包括氦和氩的保护气体施加。

7.权利要求6所述的焊缝金属，其中所述包括氦和氩的保护气体基本上没有氧。

8.权利要求7所述的焊缝金属，其中所述氦占所述保护气体的25或更多体积百分比。

9.用于铁素体钢基体金属的焊缝金属，其包括：

在0.02wt%和0.12wt%之间的碳；

在7.50wt%和14.50wt%之间的镍；

不大于大约1.00wt%的锰；

不大于大约0.30wt%的硅；

不大于大约100ppm的硫；

不大于大约75ppm的磷；和

余量的铁，

其中所述焊缝金属具有大于110ksi的抗拉强度和高于由大于1.0的Δ值代表的曲线的R曲线韧性；所述焊缝金属包括在0.5vol%和10vol%之间的残余奥氏体，并且进一步包括蜂窝状微观结构，所述蜂窝状微观结构包括晶格壁和晶格内部，其中所述晶格壁的50或更多体积百分比包括板条马氏体，并且所述晶格内部的20或更多体积百分比包括退化的上贝氏体，并且所述晶格壁比所述晶格内部坚硬；并且所述焊缝金属采用利用脉冲波形电源和包括氦、氩和CO₂的保护气体的气体保护金属极弧焊方法施加，其中氦占所述保护气体的25或更大体积百分比并且CO₂占所述保护气体的不大于3体积百分比。

10.焊接铁素体钢管道的方法，包括：

确定期望的HSW焊缝金属化学成分，其包括在0.02wt%和0.12wt%之间的碳、在7.50wt%和14.50wt%之间的镍、不大于大约1.00wt%的锰、不大于大约0.30wt%的硅、不大于大约150ppm的氧、不大于大约100ppm的硫、不大于大约75ppm的磷，并且剩余部分基本是铁，

从使用管道基体金属化学成分和期望的焊缝金属化学成分作为输入的计算确定焊接材料焊丝化学成分，

用所述焊接材料焊丝焊接所述管道基体金属，进一步包括以下步骤：

控制焊接熔池氧含量以实现不大于大约150ppm氧的目标焊缝金属氧含量，并且

在焊接期间控制所述焊接熔池特征和弧稳定性以提供满意的可焊性。