[发明专利]耐回火脆化特性优异的焊缝金属

说明书

技术领域

本发明涉及Cr－Mo钢那样的高强度钢材的焊接所使用的焊缝金属，涉及改善了耐回火脆化特性的焊缝金属以及具备这样的焊缝金属的焊接构造体。

背景技术

在锅炉、化学反应容器中使用的高强度Cr－Mo钢及其焊缝金属部由于在高温高压环境下被使用，因此需要在具备强度及韧性等特性的同时以高水品兼备耐热性（高温强度）、耐SR裂纹性[去应力退火（SR退火）时不产生晶间裂纹]以及耐回火脆化特性（高温环境下的使用中脆化较少）。特别是近年来，由于随着装置大型化的厚壁化，从施工效率的观点出发焊接时的线能量正在增大，一般来说焊接线能量的增大会使焊缝金属部的组织粗大化、使韧性（耐回火脆化特性）劣化，因此，要求的韧性、耐回火脆化特性成为更高的水准。

作为着眼于对高强度Cr－Mo钢进行焊接的情况下形成的焊缝金属的韧性、耐回火脆化特性的技术，迄今为止也提出有各种方案。

例如，在专利文献1中公开了通过详细地规定钢板组成、焊接材料组成及焊接条件来获得兼备各特性的焊缝金属。在该技术中，在一部分实施例中，虽然表示去应力退火（SR退火：Stress Relief退火）后的韧性的vTr_5.5（SR退火后的吸收能量为5.5kgf·m的温度）为－50℃且是良好的，但表示回火脆化处理（阶梯冷却）后的韧性的vTr’_5.5（阶梯冷却后的吸收能量为5.5kgf·m的温度）最好也仅是－41℃，不能说是很高的水准。

另外，在专利文献2中提出有通过考虑包剂焊条中的焊芯及药皮的成品率且相关联地限制C、Mn及Ni的含有量来改善韧性、强度及耐热性的技术。但是，并没有考虑耐回火脆化特性。

提出有通过考虑实心焊丝、陶质焊剂的成分及焊接条件（线能量）能实现韧性、强度、耐回火脆化特性及耐SR裂纹性优异的焊缝金属的技术（例如专利文献3、4）。在上述技术中，在一部分实施例中，虽然能获得表示SR退火后的韧性的vTr₅₅（SR退火后的吸收能量为55J的温度）、表示回火脆化处理（阶梯冷却）后的韧性的vTr’₅₅（阶梯冷却后的吸收能量为55J的温度）均低于－50℃的良好的韧性，但表示回火时的脆化的程度的ΔvTr₅₅（＝vTr’₅₅－vTr₅₅）均为8℃以上，难以说能充分抑制回火脆化。

在专利文献5中提出有通过对焊缝金属成分、特别是杂质元素量进行管理来改善韧性、强度及耐SR裂纹性的技术。但是，并没有考虑耐回火脆化特性。

在专利文献6中提出有通过在焊条电弧焊中对焊条的焊芯及药皮材成分进行控制来改善韧性、强度的技术。但是，并没有考虑耐回火脆化特性。并且，假定的焊接线能量较小，施工上的制约较大。

另一方面，还提出有通过在焊条电弧焊中对焊条的焊芯及药皮材成分进行控制来改善韧性、强度的技术（例如专利文献7、8）。在上述技术中，虽然韧性、耐回火脆化特性均处于较高的水平，但推荐的焊接条件是在规定了利用焊条电弧焊的焊缝金属的专利文献7中为焊接电流：140～190A左右（焊芯直径φ4.0mm），在规定了利用埋弧焊的焊缝金属的专利文献8中为线能量：2.0～3.6kJ／mm左右，不能说充分应对焊接线能量增大的倾向。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平2－182378号公报

专利文献2:日本特开平2－220797号公报

专利文献3:日本特开平6－328292号公报

专利文献4:日本特开平8－150478号公报

专利文献5:日本特开2000－301378号公报

专利文献6:日本特开2002－263883号公报

专利文献7:日本特开2008－229718号公报

专利文献8:日本特开2009－106949号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供在线能量比较大的焊接条件下也发挥优异的耐回火脆化特性且韧性、耐SR裂纹性、强度等特性也优异的焊缝金属以及具备这样的焊缝金属的焊接结构体。

用于解决课题的手段