[发明专利]耐回火脆化特性优异的焊接金属

说明书

技术领域

本发明涉及Cr－Mo钢这样的高强度钢材的焊接所使用的焊接金属，涉及改善了耐回火脆化特性的焊接金属，和具备这样的焊接金属的焊接结构体。

背景技术

锅炉和化学反应容器中使用的高强度Cr－Mo钢和其焊接金属部，因为在高温高压环境下使用，所以需要强度和韧性等的特性，并且需要高水平兼备耐热性(高温强度)、耐SR裂纹性[去应力退火(SR退火)时不会发生晶界裂纹]和耐回火脆化特性(高温环境下的使用中脆化少)。特别是近年来，随着装置大型化而来的厚壁化，从施工效率的观点出发，焊接时的线能量正在增大，一般焊接线能量的增大会使焊接金属部的组织粗大化，从而使韧性(耐回火脆化特性)劣化，因此所要求的韧性、耐回火脆化特性要达到更高的水准。

作为着眼于焊接高强度Cr－Mo钢时所形成的焊接金属的韧性、耐回火脆化特性的技术，至今为止也提出有各种各样。

例如，在专利文献1中公开，通过详细地规定钢板组成、焊接材料组成和焊接条件，能够得到兼备诸特性的焊接金属。在该技术中，一部分的实施例中，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)虽然良好，达－50℃，但表示回火脆化处理(步冷：step-cooling)后的韧性的vTr’_5.5(步冷后的吸收能量为5.5kgf·m的温度)最佳也不过－41℃，说不上为充分的水平。

另外在专利文献2中提出，在涂药焊条中，一边考虑焊条芯和药皮的成品率，一边关联限制C、Mn和Ni的含量，从而改善韧性、强度和耐热性。然而，对于耐回火脆化特性未予考虑。

通过考虑实芯焊丝和粘结焊剂的成分，以及焊接条件(线能量)，能够实现韧性、强度、耐回火脆化特性和耐SR裂纹性优异的焊接金属的技术被提出(例如，专利文献3、4)。在这些技术中，一部分的实施例中，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(步冷)后的韧性的vTr’₅₅(步冷后的吸收能量为55J的温度)均低于－50℃，虽然能够取得这样良好的韧性，但表示回火时的脆化的程度的ΔvTr₅₅(＝vTr’₅₅－vTr₅₅)均在8℃以上，很难说能够充分抑制回火脆化。

在专利文献5中提出有一种技术，其通过管理焊接金属成分，特别是杂质元素量，以改善韧性、强度和耐SR裂纹性。但是，对于耐回火脆化特性未予考虑。

在专利文献6中提出，在自动保护金属极电弧焊中，通过控制焊条的焊条芯和药皮成分，从而改善韧性、强度。但是，未考虑耐回火脆化特性。另外，所设想的焊接线能量小，施工上的制约大。

另一方面，还提出在自动保护金属极电弧焊中，通过控制焊条的焊条芯和药皮成分，以改善韧性、强度(例如，专利文献7、8)。在这些技术中，虽然韧性、耐回火脆化特性均处于高水平，但推荐的焊接条件为，在规定由自动保护金属极电弧焊形成的焊接金属的专利文献7中，焊接电流：140～190A左右(焊条芯径)，在规定由埋弧焊形成的焊接金属的专利文献8中，线能量：2.0～3.6kJ/mm左右，说不上可充分应对焊接线能量的增大倾向。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开平2－182378号公报

专利文献2：日本国特开平2－220797号公报

专利文献3：日本国特开平6－328292号公报

专利文献4：日本国特开平8－150478号公报

专利文献5：日本国特开2000－301378号公报

专利文献6：日本国特开2002－263883号公报

专利文献7：日本国特开2008－229718号公报

专利文献8：日本国特开2009－106949号公报

发明内容

本发明鉴于上述事情而形成，其目的在于，提供一种即使在线能量比较大的焊接条件下，仍发挥出优异的耐回火脆化特性，并且韧性、耐SR裂纹性、强度等的特性也优异的焊接金属，和具备这样的焊接金属的焊接结构体。