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CN117120649A - 双相不锈钢焊接接头 - Google Patents

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CN117120649A
CN117120649A CN202280026095.7A CN202280026095A CN117120649A CN 117120649 A CN117120649 A CN 117120649A CN 202280026095 A CN202280026095 A CN 202280026095A CN 117120649 A CN117120649 A CN 117120649A
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Abstract

本发明提供能够抑制咬边的、疲劳特性优异的双相不锈钢焊接接头。一种双相不锈钢焊接接头,其具备母材和焊接金属,所述焊接金属按质量%计为C:0.001%~0.030%、Si:0.05%~0.70%、Mn:0.05%~0.85%、P:0.030%以下、S:0.0030%以下、Cr:21.00%~28.00%、Ni:5.00%~11.00%、Mo:2.00%~4.50%、Cu:0.01~4.00%、Sol.Al:0.0010~0.0500%、N:0.080%~0.400%、B:0.0001~0.0100%以及余量的Fe和杂质,前述双相不锈钢焊接接头在满足母材和焊接金属中的各元素的含量的同时满足式(1)和式(2)。Si+3Mn≤3.00 (1) 0<BH/BW<0.15 (2)。

Description

双相不锈钢焊接接头
技术领域
本发明涉及双相不锈钢焊接接头。
背景技术
双相不锈钢具有高强度和在氯化物环境下的优异的耐腐蚀性。因此,双相不锈钢正在广范围的技术领域中被使用。双相不锈钢例如作为海水热交换器用钢管的材料以及离岸开发用的脐带缆用钢管的材料而被使用。
双相不锈钢根据所需的用途而在JIS标准(Japanese Industrial Standards)和ASTM Standards中规定了标准。例如,JIS标准中规定了SUS329J3L和SUS329J4L。最近,作为耐点蚀指数(PREW)超过40的超级双相不锈钢,将SUS327L1新追加到了JIS标准中。加之,还在进行属于超级双相不锈钢的ASTM A789 S39274的开发和实用化。ASTM A789 S39274中规定的双相不锈钢提高PREW而实现了高强度化和高耐腐蚀化,并通过添加大量的W而抑制了伴随高PREW化的σ相的析出。
另一方面,在焊接双相不锈钢来使用的情况下,由于焊接后的骤冷,焊接金属中的铁素体量与双相不锈钢的母材的铁素体量相比显著增多。由此,使得焊接金属的强度和耐腐蚀性下降。因此,寻求在焊接的状态下强度和耐腐蚀性也优异的焊接接头。
例如日本特开2015-196894号公报(专利文献1)中提出了一种提高了耐点蚀性的双相不锈钢焊接接头。专利文献1的双相不锈钢焊接接头的母材和焊接金属的化学组成按质量%计为C:0.03%以下、Si:0.5%以下、Mn:2%以下、P:0.04%以下、S:0.003%以下、Cr:21%以上且小于29%、Ni:4.0~10.5%、Mo:0.8~4.0%、N:超过0.1%且为0.4%以下、sol.Al:0.040%以下、W:0~4.0%、Cu:0~4.0%、B:0~0.005%、REM:0~0.2%、余量:Fe和杂质。进而,专利文献1的双相不锈钢焊接接头的由下述的(1)式求出的奥氏体指数a为0.1~0.4,满足Mn/N≥2,且由下述(2)式求出的PF指数为1.0以下,在母材和焊接金属的表面形成的焊接时的氧化皮厚度为500nm以下。
a={Ni+30(C+N)-0.6(Cr+1.5Si+Mo)+5.6}/{Cr+1.5Si+Mo-6} (1)
PF=Mn×(100Pb+50Sb+30Zn+40As) (2)
其中,上述式中的各元素符号表示各个元素的含量(质量%)。专利文献1通过满足式(1)和式(2)来提高双相不锈钢焊接接头的耐点蚀性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-196894号公报
发明内容
发明要解决的问题
另一方面,在将双相不锈钢作为脐带用管而使用的情况下,对双相不锈钢管彼此进行环焊来制造双相不锈钢焊接接头。双相不锈钢焊接接头作为长度数km~数十km的脐带缆的一部分而被使用。
为了焊接施工性的提高以及焊接效率的高效率化,优选双相不锈钢管是薄的。另一方面,在作为脐带缆用钢管而被使用的情况下,双相不锈钢管边承受海浪带来的摇动边长期使用。因此,要求双相不锈钢管具有高的疲劳强度。如果在双相不锈钢焊接接头的焊趾部存在缺陷,则应力变得容易集中于该缺陷。其结果,容易以该缺陷为起点发生疲劳破坏。双相不锈钢管越薄,焊接金属的形状缺陷相对于双相不锈钢管厚度的比例越大。
咬边是容易在焊趾部产生的缺陷之一。图1是产生了咬边3的双相不锈钢焊接接头1的包含了焊接金属20在内的与焊接金属20的延伸方向垂直的截面图。参考图1,2个母材10借助焊接金属20连接,在焊接金属20的端部形成有槽。将该槽称为咬边3。在双相不锈钢焊接接头1具有焊接金属20端部处的咬边3的情况下,在脐带缆振动时,应力容易集中于咬边3。因此,容易发生以咬边3为起点的疲劳破坏。在这种情况下,脐带缆的寿命有可能大幅低于设计标准。因此,期望可抑制咬边3的双相不锈钢焊接接头1。
本发明的目的在于提供能够抑制咬边的、疲劳特性优异的双相不锈钢焊接接头。
用于解决问题的方案
本发明的双相不锈钢焊接接头具备母材和焊接金属,
所述母材按质量%计为
C:0.001%~0.030%、
Si:0.05%~0.80%、
Mn:0.05%~1.20%、
P:0.030%以下、
S:0.0030%以下、
Cr:21.00%~28.00%、
Ni:4.00%~8.00%、
Mo:2.00%~4.50%、
Cu:0.01~4.00%、
Sol.Al:0.0010~0.0500%、
N:0.080%~0.400%、
B:0.0001~0.0100%、
W:0~4.00%、
Nb:0~0.10%、
V:0~0.20%、
Ta:0~0.30%、
Co:0~1.00%、
Sn:0~0.020%、
Mg:0~0.0200%、
Ca:0~0.0100%以及
余量的Fe和杂质,
所述焊接金属按质量%计为
C:0.001%~0.030%、
Si:0.05%~0.70%、
Mn:0.05%~0.85%、
P:0.030%以下、
S:0.0030%以下、
Cr:21.00%~28.00%、
Ni:5.00%~11.00%、
Mo:2.00%~4.50%、
Cu:0.01~4.00%、
Sol.Al:0.0010~0.0500%、
N:0.080%~0.400%、
B:0.0001~0.0100%、
W:0~4.00%、
Nb:0~0.10%、
V:0~0.20%、
Ta:0~0.30%、
Co:0~1.00%、
Sn:0~0.020%、
Mg:0~0.0200%、
Ca:0~0.0100%以及
余量的Fe和杂质,
前述双相不锈钢焊接接头在满足前述母材以及前述焊接金属中的各元素的含量的同时满足式(1)和式(2)。
Si+3Mn≤3.00 (1)
0<BH/BW<0.15 (2)
在此,在式(1)中的各元素符号处按质量%代入前述焊接金属中的对应元素的含量。
在此,式(2)中的BH代入前述焊接金属的Cap高度(mm)、BW代入前述焊接金属的Cap宽度(mm)。
发明的效果
本发明的双相不锈钢焊接接头能够抑制咬边,疲劳特性优异。
附图说明
图1是产生了咬边的双相不锈钢焊接接头的包含焊接金属在内的与焊接金属的延伸方向垂直的截面图。
图2是将本实施方式的双相不锈钢焊接接头沿与焊接金属的延伸方向垂直的方向切断的截面图。
图3是基于不同于图2的另一实施方式的双相不锈钢焊接接头的截面图。
具体实施方式
以下,参考附图对本实施方式进行详细说明。对图中相同或相当的部分标以相同的附图标记,不再重复其说明。
本发明人等首先针对用于获得双相不锈钢焊接接头1所要求的强度和耐腐蚀性的化学组成进行了研究。其结果发现,如果为如下双相不锈钢焊接接头1,则可获得优异的强度以及优异的耐腐蚀性,前述双相不锈钢焊接接头1具备母材10焊接金属20和,所述母材10按质量%计为C:0.001%~0.030%、Si:0.05%~0.80%、Mn:0.05%~1.20%、P:0.030%以下、S:0.0030%以下、Cr:21.00%~28.00%、Ni:4.00%~8.00%、Mo:2.00%~4.50%、Cu:0.01~4.00%、Sol.Al:0.0010~0.0500%、N:0.080%~0.400%、B:0.0001~0.0100%、W:0~4.00%、Nb:0~0.10%、V:0~0.20%、Ta:0~0.30%、Co:0~1.00%、Sn:0~0.020%、Mg:0~0.0200%、Ca:0~0.0100%以及余量的Fe和杂质,所述焊接金属20按质量%计为C:0.001%~0.030%、Si:0.05%~0.70%、Mn:0.05%~0.85%、P:0.030%以下、S:0.0030%以下、Cr:21.00%~28.00%、Ni:5.00%~11.00%、Mo:2.00%~4.50%、Cu:0.01~4.00%、Sol.Al:0.0010~0.0500%、N:0.080%~0.400%、B:0.0001~0.0100%、W:0~4.00%、Nb:0~0.10%、V:0~0.20%、Ta:0~0.30%、Co:0~1.00%、Sn:0~0.020%、Mg:0~0.0200%、Ca:0~0.0100%以及余量的Fe和杂质。
接着,本发明人等对于具有上述的化学组成的双相不锈钢焊接接头1,针对能够抑制如图1所示的咬边3的手段进行了各种研究。其结果,本发明人等获得与现有的认识不同的以下的认识。需要说明的是,在本说明书中,熔融金属是指:使用焊接材料进行焊接时的熔融状态的金属(即熔融池)。熔融金属凝固形成焊接金属20。
双相不锈钢由于Cr含量高,因此焊接时的熔融金属的粘性高。因此,焊接时的熔融金属对母材10的润湿性低。如果焊接时的熔融金属的润湿性低,则容易产生咬边3。于是,本发明人等考虑,如果提高焊接时的熔融金属对母材10的润湿性,则能够抑制咬边3。
本发明人等首先考虑,如果使焊接时的熔融金属的粘性下降,则焊接时的熔融金属对母材10的润湿性提高,能够抑制咬边3。如上所述,Cr提高粘性。因此,也可以考虑减少Cr含量。然而,为了获得双相不锈钢焊接接头1的强度和耐腐蚀性,需要含有规定量的Cr。因此,难以减少Cr含量。
于是,发明人等针对除Cr以外的元素,对于会对焊接时的熔融金属的粘性产生影响的元素进行了研究。其结果,本发明人等发现,在具有上述的化学组成的双相不锈钢中,Si会影响焊接时的熔融金属的粘性。
Si提高焊接时的熔融金属的粘性。于是,本发明人等考虑,通过减少Si的量来使焊接时的熔融金属的粘性下降。由此,增加焊接时的朝外的马兰戈尼对流速度,焊接时的熔融金属变得容易沿焊接金属20的宽度方向铺展。其结果,认为焊接时的熔融金属对母材10的润湿性提高。
然而,即使仅调节Si含量,依然会产生咬边3。于是,本发明人等从与焊接时的熔融金属的粘性不同的另一角度针对抑制咬边3的方法进行了研究。
在此,本发明人等着眼于焊接时的熔融金属的表面张力。结果获得了以下的认识。
Mn会提高焊接时的熔融金属的表面张力的温度系数。通过减少Mn量,使得焊接时的熔融金属的表面张力的温度系数下降。如果减少Mn量,则温度高的焊接金属20的中心部与温度低的焊接金属20的周边部的表面张力之差减小。其结果,焊接时的熔融金属对母材10的润湿性提高。
本发明人等进一步针对焊接金属20中的Si含量以及Mn含量进行了详细研究。并且,本发明人等考虑,如果将焊接金属20中的Si含量以及Mn含量调节至具有适当关系的范围,则焊接时的熔融金属的润湿性会提高,能够抑制双相不锈钢焊接接头1的咬边3。因此,本发明人等针对焊接金属20中的Si含量与Mn含量的关系进行了研究。结果发现,在具有上述的化学组成的双相不锈钢中,需要满足式(1)。
Si+3Mn≤3.00 (1)
在此,在式(1)中的各元素符号处按质量%代入焊接金属20中的对应元素的含量。
通过使焊接金属20的化学组成在上述范围内的同时满足式(1),能够使焊接时的熔融金属的粘性下降,进而,使焊接时的熔融金属的表面张力的温度系数下降。由此,焊接时的熔融金属的润湿性提高。
本发明人等进一步进行了详细研究,认识到在具有上述的化学组成的双相不锈钢焊接接头1中,通过在满足式(1)以提高焊接时的熔融金属的润湿性的基础上进一步调节焊接金属20的形状,能够抑制咬边3。具体而言,通过在使焊接金属20满足式(1)的基础上进一步使焊接金属20的形状满足式(2),能够抑制咬边3。
0<BH/BW<0.15 (2)
在此,式(2)中的BH代入焊接金属20的Cap高度(mm)、BW代入焊接金属20的Cap宽度(mm)。
如果增加焊接时的熔融金属的表面张力,则所形成的焊接金属20变得容易成为凸形状,变得容易产生咬边3。因此,如果在满足化学组成和式(1)以提高焊接时的熔融金属的润湿性的基础上进一步抑制焊接金属20的凸形状以满足式(2),则能够抑制咬边3,疲劳特性提高。
基于以上认识而完成的本实施方式的双相不锈钢焊接接头1的要旨如下所述。
[1]
一种双相不锈钢焊接接头,其具备母材和焊接金属,
所述母材按质量%计为
C:0.001%~0.030%、
Si:0.05%~0.80%、
Mn:0.05%~1.20%、
P:0.030%以下、
S:0.0030%以下、
Cr:21.00%~28.00%、
Ni:4.00%~8.00%、
Mo:2.00%~4.50%、
Cu:0.01~4.00%、
Sol.Al:0.0010~0.0500%、
N:0.080%~0.400%、
B:0.0001~0.0100%、
W:0~4.00%、
Nb:0~0.10%、
V:0~0.20%、
Ta:0~0.30%、
Co:0~1.00%、
Sn:0~0.020%、
Mg:0~0.0200%、
Ca:0~0.0100%以及
余量的Fe和杂质,
所述焊接金属按质量%计为
C:0.001%~0.030%、
Si:0.05%~0.70%、
Mn:0.05%~0.85%、
P:0.030%以下、
S:0.0030%以下、
Cr:21.00%~28.00%、
Ni:5.00%~11.00%、
Mo:2.00%~4.50%、
Cu:0.01~4.00%、
Sol.Al:0.0010~0.0500%、
N:0.080%~0.400%、
B:0.0001~0.0100%、
W:0~4.00%、
Nb:0~0.10%、
V:0~0.20%、
Ta:0~0.30%、
Co:0~1.00%、
Sn:0~0.020%、
Mg:0~0.0200%、
Ca:0~0.0100%以及
余量的Fe和杂质,
前述双相不锈钢焊接接头在满足前述母材以及前述焊接金属中的各元素的含量的同时满足式(1)和式(2)。
Si+3Mn≤3.00 (1)
0<BH/BW<0.15 (2)
在此,在式(1)中的各元素符号处按质量%代入前述焊接金属中的对应元素的含量。
在此,式(2)中的BH代入前述焊接金属的Cap高度(mm)、BW代入前述焊接金属的Cap宽度(mm)。
[2]
根据[1]所述的双相不锈钢焊接接头,其中,
在前述母材的厚度为2.5mm以下的情况下,前述双相不锈钢焊接接头还满足式(3)和式(4)。
Si+4Mn≤3.75 (3)
0<BH/BW≤0.5/(6.0-0.85WT) (4)
在此,在式(3)中的各元素符号处按质量%代入前述焊接金属中的对应元素的含量。
在此,式(4)中的BH代入前述焊接金属的Cap高度(mm)、BW代入前述焊接金属的Cap宽度(mm)、WT代入前述母材的厚度(mm)。
[3]
根据[1]或[2]所述的双相不锈钢焊接接头,其中,
前述母材按质量%计含有选自由
W:0.01~4.00%、
Nb:0.01~0.10%、
V:0.01~0.20%、
Ta:0.01~0.30%、
Co:0.01~1.00%、
Sn:0.001~0.020%、
Mg:0.0001~0.0200%以及
Ca:0.0001~0.0100%组成的组中的1种以上元素。
[4]
根据[1]~[3]中的任一项所述的双相不锈钢焊接接头,其中,
前述焊接金属按质量%计含有选自由
W:0.01~4.00%、
Nb:0.01~0.10%、
V:0.01~0.20%、
Ta:0.01~0.30%、
Co:0.01~1.00%、
Sn:0.001~0.020%、
Mg:0.0001~0.0200%以及
Ca:0.0001~0.0100%组成的组中的1种以上元素。
[关于本实施方式的焊接接头的构成]
图2是将本实施方式的双相不锈钢焊接接头1沿与焊接金属20的延伸方向垂直的方向切断的截面图。参考图2,本实施方式的双相不锈钢焊接接头1具备一对母材10、和焊接金属20。焊接金属20配置在一对母材10之间。焊接金属20配置在一对母材10之间,与一对母材10相连接。
焊接金属20在将一对母材10的端部彼此对接后实施焊接而形成。焊接应用公知的焊接即可。焊接例如为:钨极惰性气体保护焊(Gas Tungsten Arc Welding:GTAW、钨极气体保护电弧焊)、焊条电弧焊(Shielded Metal Arc Welding:SMAW、手工电弧焊)、药芯焊丝电弧焊(Flux Cored Arc Welding:FCAW)、熔化极气体保护电弧焊(Gas Metal Arc Welding:GMAW)、埋弧焊(Submerged Arc Welding:SAW)。
图3是基于不同于图2的另一实施方式的双相不锈钢焊接接头1的截面图。母材10的端部可以如图3所示的那样进行坡口加工,也可以如图2所示的那样不进行坡口加工。在母材10的厚度例如超过2.5mm的情况下,优选对母材10的端部实施坡口加工并通过实施多次焊接的所谓多层堆焊进行焊接。在母材10的厚度例如为2.5mm以下的情况下,可以不对母材10的端部实施坡口加工,而进行实施1次焊接的所谓一层一道焊接。在对母材10的端部实施坡口加工的情况下,坡口加工的形状没有特别限定。母材10的端部的坡口的形状例如选自由V字坡口、U字坡口和X字坡口组成的组。
[关于母材]
对本实施方式的母材10进行说明。
[母材的化学组成]
本实施方式的母材10的化学组成含有如下元素。
C:0.001~0.030%
碳(C)是对于使奥氏体相稳定化而言有效的元素。如果C含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,焊接状态下的焊接金属20中的奥氏体量也会减少,焊接金属20的耐腐蚀性和强度下降。另一方面,如果C含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也容易析出碳化物,母材10的耐腐蚀性下降。因此,C含量为0.001~0.030%。C含量的优选的下限为0.002%,更优选为0.003%,进一步优选为0.005%,进一步优选为0.010%。C含量的优选的上限为0.028%,更优选为0.025%,进一步优选为0.023%,进一步优选为0.020%。
Si:0.05~0.80%
硅(Si)对钢进行脱氧。如果Si含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也无法充分获得该效果。另一方面,Si使铁素体相稳定化。如果Si含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,焊接状态下的焊接金属20中的铁素体量也会增大,焊接金属20的耐腐蚀性和强度下降。Si还提高焊接时的熔融金属的粘性。因此,Si含量为0.05~0.80%。Si含量的优选的下限为0.08%,更优选为0.10%,进一步优选为0.15%,进一步优选为0.20%,进一步优选为0.25%,进一步优选为0.30%,进一步优选为0.40%,进一步优选为0.50%。Si含量的优选的上限为0.75%,更优选为0.70%,进一步优选为0.65%,进一步优选为0.60%。
Mn:0.05~1.20%
锰(Mn)使奥氏体相稳定化。如果Mn含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,焊接状态下的焊接金属20中的奥氏体量也会减少,焊接金属20的耐腐蚀性和强度也会下降。另一方面,Mn提高焊接时的熔融金属的表面张力的温度系数。换言之,Mn提高焊接时的熔融金属的表面张力的温度依赖性。如果Mn含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,焊接时的熔融金属的润湿性也会下降。因此,Mn含量为0.05~1.20%。Mn含量的优选的下限为0.08%,更优选为0.10%,进一步优选为0.20%,进一步优选为0.30%,进一步优选为0.40%,进一步优选为0.50%,进一步优选为0.60%,进一步优选为0.70%。Mn含量的优选的上限为1.10%,更优选为1.00%,进一步优选为0.90%,进一步优选为0.80%,进一步优选为0.70%。
P:0.030%以下
磷(P)是不可避免地含有的杂质。即,P含量的下限大于0%。P显著提高热加工时的裂纹敏感性。因此,P含量为0.030%以下。P含量的优选的上限为0.028%,更优选为0.025%,进一步优选为0.023%,进一步优选为0.020%。P含量优选尽可能地低。不过,极端减少P含量会导致制造成本的增加。因此,在考虑到工业生产率的情况下,P含量的优选的下限为0.001%,更优选为0.002%。
S:0.0030%以下
硫(S)是不可避免地含有的杂质。即,S含量的下限大于0%。S显著提高热加工时的裂纹敏感性。因此,S含量为0.0030%以下。S含量的优选的上限为0.0025%,更优选为0.0020%,进一步优选为0.0015%,进一步优选为0.0010%。S含量优选尽可能地低。不过,极端减少S含量会导致制造成本的增加。因此,在考虑到工业生产率的情况下,S含量的优选的下限为0.0001%,更优选为0.0002%。
Cr:21.00~28.00%
铬(Cr)提高母材10的耐腐蚀性。如果Cr含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,母材10的耐点蚀性也会下降。另一方面,如果Cr含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也容易析出如σ相这样的金属间化合物,母材10的热加工性、韧性、以及耐腐蚀性也会下降。因此,Cr含量为21.00~28.00%。Cr含量的优选的下限为21.50%,更优选为22.00%,进一步优选为22.50%,进一步优选为23.00%,进一步优选为23.50%,进一步优选为24.00%。Cr含量的优选的上限为27.50%,更优选为27.00%,进一步优选为26.50%,进一步优选为26.00%。
Ni:4.00~8.00%
镍(Ni)使奥氏体相稳定化。如果Ni含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,母材10中的奥氏体量也会减少,母材10的耐腐蚀性和强度下降。另一方面,如果Ni含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,母材10中的铁素体量也会减少,母材10的耐腐蚀性和强度下降。在这种在这种情况下,还会在母材10中析出σ相。因此,Ni含量为4.00~8.00%。Ni含量的优选的下限为4.50%,更优选为5.00%,进一步优选为5.50%,进一步优选为6.00%。Ni含量的优选的上限为7.50%,更优选为7.00%。
Mo:2.00~4.50%
钼(Mo)与Cr同样会提高母材10的耐腐蚀性。如果Mo含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,母材10的耐点蚀性和耐缝隙腐蚀性也会下降。另一方面,如果Mo含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也容易析出σ相,母材10的制造性降低,并且母材10的韧性和耐腐蚀性会下降。因此,Mo含量为2.00~4.50%。Mo含量的优选的下限为2.20%,更优选为2.40%,进一步优选为2.50%。Mo含量的优选的上限为4.30%,更优选为4.00%。
Cu:0.01~4.00%
铜(Cu)提高在硫酸、硫化氢环境下的母材10的耐酸性。如果Cu含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,母材10的耐酸性也会下降。然而,如果Cu含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,母材10的热加工性也会下降。因此,Cu含量为0.01~4.00%。Cu含量的优选的下限为0.05%,进一步优选为0.10%,进一步优选为0.15%,进一步优选为0.20%,进一步优选为0.25%,进一步优选为0.30%,进一步优选为0.35%,进一步优选为0.40%,进一步优选为0.45%。Cu含量的优选的上限为3.50%,更优选为3.00%,进一步优选为2.50%,进一步优选为2.00%,进一步优选为1.50%,进一步优选为1.00%。
Sol.Al:0.0010~0.0500%
铝(Al)对钢进行脱氧。如果Al含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也无法获得该效果。然而,如果Al含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也会析出AlN并使母材10的韧性和耐腐蚀性下降。因此,Sol.Al含量为0.0010~0.0500%。Al含量的优选的下限为0.0030%,更优选为0.0050%,进一步优选为0.0080%,进一步优选为0.0100%,进一步优选为0.0120%。Al含量的优选的上限为0.0400%,更优选为0.0300%,进一步优选为0.0200%。需要说明的是,本说明书所说的Al含量是指“酸可溶Al”、即Sol.Al的含量。
N:0.080~0.400%
氮(N)使奥氏体相稳定化,并且提高PREW,提高母材10的耐点蚀性和耐缝隙腐蚀性。如果N含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,母材10的铁素体相与奥氏体相也会失衡,母材10的耐腐蚀性和强度下降。然而,如果N含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,在焊接时也会产生气孔等缺陷。因此,N含量为0.080~0.400%。N含量的优选的下限为0.100%,更优选为0.150%,进一步优选为0.200%。N含量的优选的上限为0.370%,更优选为0.350%,进一步优选为0.320%。
B:0.0001~0.0100%
硼(B)在高温下在晶界偏析,提高母材10的热加工性。进而,B作为脱氧剂也是有效的。如果B含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也无法获得该效果。然而,如果B含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,在焊接部的凝固过程中也会产生凝固偏析,焊接金属20的凝固裂纹敏感性会增大。因此,B含量为0.0001~0.0100%。B含量的优选的下限为0.0005%,更优选为0.0010%,进一步优选为0.0015%。B含量的优选的上限为0.0080%,进一步优选为0.0070%,进一步优选为0.0060%,进一步优选为0.0050%,进一步优选为0.0040%,进一步优选为0.0030%,进一步优选为0.0020%。
本实施方式的母材10的余量由Fe和杂质构成。在此,杂质是指,在工业上制造母材10时会从作为原料的矿石、废料、或者制造环境等混入的物质,在不对本实施方式的双相不锈钢焊接接头1造成不良影响的范围内可以接受。母材10中的杂质例如为O(氧)和REM。
[任意元素]
上述的母材10还可以代替一部分Fe而含有选自由下述第1组~第5组组成的组中的1种以上元素。
[第1组]
上述的母材10的化学组成还可以代替一部分Fe而含有W。W是任意元素,其形成氧化物,提高母材10的耐腐蚀性。
W:0~4.00%
钨(W)是任意元素,可以不含。即,W含量可以为0%。在含有的情况下,W形成稳定的氧化物,提高在低pH的环境下的母材10的耐腐蚀性。只要含有少量的W,即可在一定程度上获得上述效果。然而,如果W含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也会促进金属间化合物的析出使母材10的韧性下降。因此,W含量为0~4.00%。W含量的优选的下限大于0%,更优选为0.01%,进一步优选为0.50%,进一步优选为1.00%。W含量的优选的上限为3.50%,更优选为3.00%,进一步优选为2.50%。
[第2组]
上述的母材10的化学组成还可以代替一部分Fe而含有选自由Nb、V和Ta组成的组中的1种元素以上。这些元素均为任意元素,它们生成碳化物,提高母材10的耐腐蚀性。
Nb:0~0.10%
铌(Nb)是任意元素,可以不含。即,Nb含量可以为0%。在含有的情况下,Nb与C结合生成碳化物。由此,使得晶界处的Cr碳化物的生成得到抑制,母材10的耐腐蚀性提高。只要含有少量的Nb,即可在一定程度上获得上述效果。然而,如果Nb含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也会析出过量的碳化物,因此母材10的耐腐蚀性反而会下降。因此,Nb含量为0~0.10%。Nb含量的优选的下限大于0%,更优选为0.01%,进一步优选为0.02%。Nb含量的优选的上限为0.08%,更优选为0.07%,进一步优选为0.05%,进一步优选为0.03%。
V:0~0.20%
钒(V)是任意元素,可以不含。即,V含量可以为0%。在含有的情况下,V与C结合生成碳化物。由此,使得晶界处的Cr碳化物的生成得到抑制,母材10的耐腐蚀性提高。只要含有少量的V,即可在一定程度上获得上述效果。然而,如果V含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也会析出过量的碳化物,因此母材10的耐腐蚀性反而会下降。因此,V含量为0~0.20%。V含量的优选的下限大于0%,更优选为0.01%,进一步优选为0.02%,进一步优选为0.05%。V含量的优选的上限为0.18%,更优选为0.15%,进一步优选为0.10%,进一步优选为0.08%,进一步优选为0.07%,进一步优选为0.05%。
Ta:0~0.30%
钽(Ta)是任意元素,可以不含。即,Ta含量可以为0%。在含有的情况下,Ta与C结合生成碳化物。由此,使得晶界处的Cr碳化物的生成得到抑制,母材10的耐腐蚀性提高。只要含有少量的Ta,即可在一定程度上获得上述效果。然而,如果Ta含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也会析出过量的碳化物,因此母材10的耐腐蚀性反而会下降。因此,Ta含量为0~0.30%。Ta含量的优选的下限大于0%,更优选为0.01%,进一步优选为0.02%,进一步优选为0.05%,进一步优选为0.10%,进一步优选为0.15%。Ta含量的优选的上限为0.27%,更优选为0.25%,进一步优选为0.20%,进一步优选为0.15%,进一步优选为0.10%,进一步优选为0.08%,进一步优选为0.07%,进一步优选为0.05%。
[第3组]
上述的母材10的化学组成还可以代替一部分Fe而含有Co。Co是任意元素,其提高母材10的耐酸性。
Co:0~1.00%
钴(Co)是任意元素,可以不含。即,Co含量可以为0%。在含有的情况下,Co提高母材10的耐酸性,并且使奥氏体相稳定化。只要含有少量的Co,即可在一定程度上获得上述效果。然而,如果Co含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,成本也会增加。因此,Co含量为0~1.00%。Co含量的优选的下限为0.01%,更优选为0.05%,进一步优选为0.10%,进一步优选为0.15%,进一步优选为0.20%,进一步优选为0.25%,进一步优选为0.30%。Co含量的优选的上限为0.90%,更优选为0.80%,进一步优选为0.70%,进一步优选为0.65%,进一步优选为0.60%。
[第4组]
上述的母材10的化学组成还可以代替一部分Fe而含有Sn。Sn是任意元素,其提高母材10的耐点蚀性。
Sn:0~0.020%
锡(Sn)是任意元素,可以不含。即,Sn含量可以为0%。在含有的情况下,Sn提高母材10的耐点蚀性。只要含有少量的Sn,即可在一定程度上获得上述效果。然而,如果Sn含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,母材10的热加工性也会下降。进而,如果Sn含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,熔透深度也会增大,焊接时的熔融金属的润湿性下降。因此,Sn含量为0~0.020%。Sn含量的优选的下限为0.001%,更优选为0.002%,进一步优选为0.003%。Sn含量的优选的上限为0.018%,更优选为0.015%,进一步优选为0.010%,进一步优选为0.009%,更优选为0.008%,进一步优选为0.007%。
[第5组]
上述的母材10的化学组成还可以代替一部分Fe而含有选自由Mg和Ca组成的组中的1种元素以上。Mg和Ca是任意元素,会提高母材10的热加工性。
Mg:0~0.0200%
镁(Mg)是任意元素,可以不含。即,Mg含量可以为0%。在含有的情况下,Mg提高母材10的热加工性。只要含有少量的Mg,即可在一定程度上获得上述效果。然而,如果Mg含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,Mg也会与氧结合,使清洁性显著下降,母材10的热加工性反而会下降。因此,Mg含量为0~0.0200%。Mg含量的优选的下限为0.0001%,更优选为0.0002%,进一步优选为0.0003%,进一步优选为0.0005%,进一步优选为0.0010%。Mg含量的优选的上限为0.0150%,更优选为0.0130%,进一步优选为0.0100%,进一步优选为0.0090%,进一步优选为0.0080%,进一步优选为0.0070%,进一步优选为0.0060%,进一步优选为0.0050%,进一步优选为0.0040%,进一步优选为0.0030%,进一步优选为0.0020%。
Ca:0~0.0100%
钙(Ca)是任意元素,可以不含。即,Ca含量可以为0%。在含有的情况下,Ca作为脱氧剂是有效的。Ca还将S固定而提高母材10的热加工性。只要含有少量的Ca,即可在一定程度上获得上述效果。然而,如果Ca含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,Ca也会与氧结合,使母材10的清洁性显著下降,母材10的热加工性也会下降。因此,Ca含量为0~0.0100%。Ca含量的优选的下限为0.0001%,更优选为0.0002%,进一步优选为0.0005%,进一步优选为0.0010%,进一步优选为0.0020%。Ca含量的优选的上限为0.0090%,更优选为0.0080%,进一步优选为0.0070%,进一步优选为0.0060%,进一步优选为0.0050%,进一步优选为0.0040%,进一步优选为0.0030%。
[关于母材的微观组织]
本实施方式的母材10的微观组织由铁素体和奥氏体构成。本说明书中,“由铁素体和奥氏体构成”是指,除铁素体和奥氏体以外的相少到可以忽略不计。例如,在本实施方式的母材10的微观组织中,析出物、夹杂物的体积率与铁素体和奥氏体的体积率相比低到可以忽略不计。即,本实施方式的母材10的微观组织中除铁素体和奥氏体以外还可以包含微量的析出物、夹杂物等。
[母材的形状]
母材10的形状没有特别限定。母材10例如可以是选自由板材、钢管、棒钢、线材、锻件以及型钢组成的组中的1种。
[母材的厚度]
母材10的厚度没有特别限定。母材10的厚度例如为1.0~50.0mm。
[关于焊接金属]
对焊接金属20进行说明。
[焊接金属的化学组成]
本实施方式的焊接金属20的化学组成含有如下元素。
C:0.001~0.030%
碳(C)是有效地使奥氏体相稳定化的元素。如果C含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,焊接状态下的焊接金属20中的奥氏体量也会减少,焊接金属20的耐腐蚀性和强度下降。另一方面,如果C含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也变得容易析出碳化物,焊接金属20的耐腐蚀性下降。因此,C含量为0.001~0.030%。C含量的优选的下限为0.002%,更优选为0.003%,进一步优选为0.005%,进一步优选为0.010%,进一步优选为0.015%。C含量的优选的上限为0.025%,更优选为0.020%。
Si:0.05~0.70%
硅(Si)对钢进行脱氧。如果Si含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也无法充分获得该效果。另一方面,Si使铁素体相稳定化。如果Si含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,焊接状态下的焊接金属20中的铁素体量也会增大,焊接金属20的耐腐蚀性和强度下降。Si还提高焊接时的熔融金属的粘性。为了抑制咬边3,与母材10的Si含量相比,在焊接金属20的化学组成中需要进一步限制Si含量。因此,Si含量为0.05~0.70%。Si含量的优选的下限为0.08%,更优选为0.10%,进一步优选为0.20%,进一步优选为0.30%,进一步优选为0.40%,进一步优选为0.50%,进一步优选为0.60%。Si含量的优选的上限为0.65%,更优选为0.60%,进一步优选为0.55%,进一步优选为0.50%。
Mn:0.05~0.85%
锰(Mn)使奥氏体相稳定化。如果Mn含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,焊接状态下的焊接金属中的奥氏体量也会减少,焊接金属20的耐腐蚀性和强度下降。另一方面,Mn提高焊接时的熔融金属的表面张力的温度系数。换言之,Mn提高焊接时的熔融金属的表面张力的温度依赖性。如果Mn含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,焊接时的熔融金属的润湿性也会下降。为了抑制咬边3,与母材10的Mn含量相比,在焊接金属20的化学组成中需要进一步限制Mn含量。因此,Mn含量为0.05~0.85%。Mn含量的优选的下限为0.08%,更优选为0.10%,进一步优选为0.15%,进一步优选为0.20%。Mn含量的优选的上限为0.80%,更优选为0.75%,进一步优选为0.70%。
P:0.030%以下
磷(P)是不可避免地含有的杂质。即,P含量的下限大于0%。P显著提高焊接金属20的焊接裂纹敏感性。因此,P含量为0.030%以下。P含量的优选的上限为0.028%,更优选为0.025%,进一步优选为0.023%,进一步优选为0.020%。P含量优选尽可能地低。不过,极端减少P含量会导致制造成本的增加。因此,在考虑到工业生产率的情况下,P含量的优选的下限为0.001%,更优选为0.002%。
S:0.0030%以下
硫(S)是不可避免地含有的杂质。即,S含量的下限大于0%。S显著提高焊接金属20的焊接裂纹敏感性。因此,S含量为0.0030%以下。S含量的优选的上限为0.0025%,进一步优选为0.0020%,进一步优选为0.0015%,进一步优选为0.0010%。S含量优选尽可能地低。不过,极端减少S含量会导致制造成本的增加。因此,在考虑到工业生产率的情况下,S含量的优选的下限为0.0001%,更优选为0.0002%。
Cr:21.00~28.00%
铬(Cr)提高焊接金属20的耐腐蚀性。如果Cr含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,焊接金属20的耐点蚀性也会下降。另一方面,如果Cr含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也容易析出如σ相这样的金属间化合物,焊接金属20的热加工性、韧性和耐腐蚀性也会下降。因此,Cr含量为21.00~28.00%。Cr含量的优选的下限为21.50%,更优选为22.00%,进一步优选为22.50%,进一步优选为23.00%,进一步优选为23.50%,进一步优选为24.00%。Cr含量的优选的上限为27.50%,更优选为27.00%,进一步优选为26.50%,进一步优选为26.00%。
Ni:5.00~11.00%
镍(Ni)使奥氏体相稳定化。如果Ni含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,焊接金属中的奥氏体量也会减少,焊接金属20的耐腐蚀性和强度下降。另一方面,如果Ni含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,焊接金属20中的铁素体量也会减少,焊接金属20的耐腐蚀性和强度下降。在这种情况下,在焊接金属中还会析出σ相。在焊接金属20中,为了在焊接时的急速冷却过程中促进从铁素体到奥氏体的相变而控制在具有与母材10同等性能的铁素体量,优选Ni含量相对于母材10高。因此,Ni含量为5.00~11.00%。Ni含量的优选的下限为5.50%,更优选为6.00%,进一步优选为6.50%,进一步优选为7.00%,进一步优选为7.50%。Ni含量的优选的上限为10.50%,更优选为10.00%,进一步优选为9.50%,进一步优选为9.00%,进一步优选为8.50%,进一步优选为8.00%。
Mo:2.00~4.50%
钼(Mo)与Cr同样会提高焊接金属20的耐腐蚀性。如果Mo含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,焊接金属20的耐点蚀性和耐缝隙腐蚀性也会下降。另一方面,如果Mo含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也变得容易析出σ相,焊接金属20的制造性降低并且焊接金属20的韧性和耐腐蚀性下降。因此,Mo含量为2.00~4.50%。Mo含量的优选的下限为2.50%,更优选为3.00%。Mo含量的优选的上限为4.30%,更优选为4.00%。
Cu:0.01~4.00%
铜(Cu)提高在硫酸、硫化氢环境下的焊接金属20的耐酸性。如果Cu含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,焊接金属20的耐酸性也会下降。然而,如果Cu含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,N的固溶量也会下降、使焊接中的脱氮加速,变得容易产生气孔等焊接缺陷。因此,Cu含量为0.01~4.00%。Cu含量的优选的下限为0.20%,更优选为0.30%,进一步优选为0.40%,进一步优选为0.50%。Cu含量的优选的上限为3.50%,更优选为3.00%,进一步优选为2.50%,进一步优选为2.00%,进一步优选为1.50%,进一步优选为1.00%。
Sol.Al:0.0010~0.0500%
铝(Al)对钢进行脱氧。Al还减少焊接时的熔融金属中的氧量,抑制焊接金属20的凸形状。如果Al含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也无法获得该效果。然而,如果Al含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也会析出AlN并使焊接金属20的韧性和耐腐蚀性下降。因此,Sol.Al含量为0.0010~0.0500%。Al含量的优选的下限为0.0030%,更优选为0.0050%,进一步优选为0.0100%,进一步优选为0.0150%。Al含量的优选的上限为0.0400%,更优选为0.0350%,进一步优选为0.0300%,进一步优选为0.0250%,进一步优选为0.0200%。需要说明的是,本说明书所说的Al含量是指“酸可溶Al”、即Sol.Al的含量。
N:0.080~0.400%
氮(N)使奥氏体相稳定化,并且提高PREW,提高焊接金属20的耐点蚀性和耐缝隙腐蚀性。如果N含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,焊接金属20的铁素体相与奥氏体相也会失衡,焊接金属20的耐腐蚀性和强度下降。然而,如果N含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也会在焊接时产生气孔等缺陷。因此,N含量为0.080~0.400%。N含量的优选的下限为0.100%,更优选为0.150%,进一步优选为0.200%,进一步优选为0.250%。N含量的优选的上限为0.370%,更优选为0.350%,进一步优选为0.320%。
B:0.0001~0.0100%
硼(B)在高温下在晶界处偏析,提高焊接金属20的热加工性。进而,B作为脱氧剂也是有效的。如果B含量过低,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也无法获得该效果。然而,如果B含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,在焊接部的凝固过程中也会产生凝固偏析,焊接金属20的凝固裂纹敏感性也会增大。因此,B含量为0.0001~0.0100%。B含量的优选的下限为0.0005%,更优选为0.0010%。B含量的优选的上限为0.0080%,更优选为0.0070%,进一步优选为0.0060%,进一步优选为0.0050%,进一步优选为0.0040%,进一步优选为0.0030%,进一步优选为0.0020%。
本实施方式的焊接金属20的余量由Fe和杂质构成。在此,杂质是指,在通过焊接形成焊接金属20时会从焊接材料、母材10等混入的物质,在不对本实施方式的双相不锈钢焊接接头1造成不良影响的范围内可以接受。焊接金属20中的杂质例如为O(氧)和REM。
[任意元素]
上述的焊接金属20还可以代替一部分Fe而含有选自由下述第1组~第5组组成的组中的1种以上元素。
[第1组]
上述的焊接金属20的化学组成还可以代替一部分Fe而含有W。W是任意元素,其形成氧化物,提高焊接金属20的耐腐蚀性。
W:0~4.00%
钨(W)是任意元素,可以不含。即,W含量可以为0%。在含有的情况下,W形成稳定的氧化物,提高在低pH的环境下的焊接金属20的耐腐蚀性。只要含有少量的W,即可在一定程度上获得上述效果。然而,如果W含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也会促进金属间化合物的析出而使焊接金属20的韧性下降。因此,W含量为0~4.00%。W含量的优选的下限大于0%,更优选为0.01%,进一步优选为0.05%,进一步优选为0.50%,进一步优选为1.00%,进一步优选为1.50%,进一步优选为2.00%。W含量的优选的上限为3.50%,更优选为3.00%,进一步优选为2.50%。
[第2组]
上述的焊接金属20的化学组成还可以代替一部分Fe而含有选自由Nb、V和Ta组成的组中的1种以上元素。这些元素均为任意元素,会生成碳化物,提高焊接金属20的耐腐蚀性。
Nb:0~0.10%
铌(Nb)是任意元素,可以不含。即,Nb含量可以为0%。在含有的情况下,Nb与C结合生成碳化物。由此,使得晶界处的Cr碳化物的生成得到抑制,焊接金属20的耐腐蚀性提高。只要含有少量的Nb,即可在一定程度上获得上述效果。然而,如果Nb含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也会析出过量的碳化物,因此焊接金属20的耐腐蚀性反而会下降。因此,Nb含量为0~0.10%。Nb含量的优选的下限大于0%,更优选为0.01%,进一步优选为0.02%。Nb含量的优选的上限为0.08%,更优选为0.07%,进一步优选为0.05%。
V:0~0.20%
钒(V)是任意元素,可以不含。即,V含量可以为0%。在含有的情况下,V与C结合生成碳化物。由此,使得晶界处的Cr碳化物的生成得到抑制,焊接金属20的耐腐蚀性提高。只要含有少量的V,即可在一定程度上获得上述效果。然而,如果V含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也会析出过量的碳化物,因此焊接金属20的耐腐蚀性反而会下降。因此,V含量为0~0.20%。V含量的优选的下限大于0%,更优选为0.01%,进一步优选为0.02%。V含量的优选的上限为0.18%,更优选为0.15%,进一步优选为0.10%,进一步优选为0.08%,更优选为0.07%,进一步优选为0.05%。
Ta:0~0.30%
钽(Ta)是任意元素,可以不含。即,Ta含量可以为0%。在含有的情况下,Ta与C结合生成碳化物。由此,使得晶界处的Cr碳化物的生成得到抑制,焊接金属20的耐腐蚀性提高。只要含有少量的Ta,即可在一定程度上获得上述效果。然而,如果Ta含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,也会析出过量的碳化物,因此焊接金属20的耐腐蚀性反而会下降。因此,Ta含量为0~0.30%。Ta含量的优选的下限大于0%,更优选为0.01%,进一步优选为0.02%。Ta含量的优选的上限为0.27%,更优选为0.25%,进一步优选为0.20%,进一步优选为0.15%,进一步优选为0.10%,进一步优选为0.08%,更优选为0.07%,进一步优选为0.05%。
[第3组]
上述的焊接金属20的化学组成还可以代替一部分Fe而含有Co。Co是任意元素,其提高焊接金属20的耐酸性。
Co:0~1.00%
钴(Co)是任意元素,可以不含。即,Co含量可以为0%。在含有的情况下,Co提高焊接金属20的耐酸性,并且使奥氏体相稳定化。只要含有少量的Co,即可在一定程度上获得上述效果。然而,如果Co含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,成本也会增加。因此,Co含量为0~1.00%。Co含量的优选的下限为0.01%,更优选为0.05%,进一步优选为0.10%,进一步优选为0.20%。Co含量的优选的上限为0.90%,更优选为0.80%,进一步优选为0.70%,进一步优选为0.60%,进一步优选为0.50%。
[第4组]
上述的焊接金属20的化学组成还可以代替一部分Fe而含有Sn。Sn是任意元素,其提高焊接金属20的耐点蚀性。
Sn:0~0.020%
锡(Sn)是任意元素,可以不含。即,Sn含量可以为0%。在含有的情况下,Sn提高焊接金属20的耐点蚀性。只要含有少量的Sn,即可在一定程度上获得上述效果。然而,如果Sn含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,焊接金属20的热加工性也会下降。如果Sn含量过高,则进一步即使其他元素含量在本实施方式的范围内,熔透深度也会增大,焊接时的熔融金属的润湿性下降。因此,Sn含量为0~0.020%。Sn含量的优选的下限为0.001%,更优选为0.002%,进一步优选为0.003%。Sn含量的优选的上限为0.018%,更优选为0.015%,进一步优选为0.010%,进一步优选为0.009%,进一步优选为0.008%,进一步优选为0.007%,进一步优选为0.005%。
[第5组]
上述的焊接金属20的化学组成还可以代替一部分Fe而含有选自由Mg和Ca组成的组中的1种以上元素。Mg和Ca是任意元素,提高焊接金属20的热加工性。
Mg:0~0.0200%
镁(Mg)是任意元素,可以不含。即,Mg含量可以为0%。在含有的情况下,Mg通过脱氧效果提高焊接时的熔融金属的润湿性。只要含有少量的Mg,即可在一定程度上获得上述效果。然而,如果Mg含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,Mg也会与氧结合,使清洁性显著下降,焊接金属20的韧性下降。因此,Mg含量为0~0.0200%。Mg含量的优选的下限为0.0001%,更优选为0.0002%,进一步优选为0.0003%。Mg含量的优选的上限为0.0150%,更优选为0.0130%,进一步优选为0.0100%,进一步优选为0.0080%,进一步优选为0.0060%,进一步优选为0.0040%,进一步优选为0.0020%,进一步优选为0.0010%。
Ca:0~0.0100%
钙(Ca)是任意元素,可以不含。即,Ca含量可以为0%。在含有的情况下,Ca作为脱氧剂是有效的。Ca还将S固定而提高焊接金属20的抗凝固裂纹性。只要含有少量的Ca,即可在一定程度上获得上述效果。然而,如果Ca含量过高,则即使其他元素含量在本实施方式的范围内,Ca也会与氧结合,使焊接金属20的清洁性显著下降,焊接金属20的韧性也会下降。因此,Ca含量为0~0.0100%。Ca含量的优选的下限为0.0001%,更优选为0.0002%,进一步优选为0.0005%,进一步优选为0.0010%,进一步优选为0.0015%。Ca含量的优选的上限为0.0070%,更优选为0.0050%,进一步优选为0.0030%,进一步优选为0.0020%。
[焊接金属的化学组成的测定方法]
焊接金属20的化学组成按如下方法进行测定。在焊接金属20的Cap宽度中央位置处,切削焊接金属20的表面,集取切削粉末。将所集取的切削粉末溶于酸而得到溶液。对于溶液,实施ICP-OES(Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry、电感耦合等离子体发射光谱法),实施化学组成的元素分析。关于C含量和S含量,通过公知的高频燃烧法求出。具体而言,在氧气气流中通过高频加热而使上述溶液燃烧,检测产生的二氧化碳、二氧化硫,求出C含量和S含量。通过以上的分析方法,能够求出焊接金属20的化学组成。
[关于双相不锈钢焊接金属的微观组织]
本实施方式的焊接金属20的微观组织由铁素体和奥氏体构成。在本说明书中,“由铁素体和奥氏体构成”是指,除铁素体和奥氏体以外的相少到可以忽略不计。例如,在本实施方式的焊接金属20的微观组织中,析出物、夹杂物的体积率与铁素体和奥氏体的体积率相比,低到可以忽略不计。即,本实施方式的焊接金属20的微观组织中除铁素体和奥氏体以外还可以包含微量的析出物、夹杂物等。
[关于式(1)和式(2)]
本实施方式的双相不锈钢焊接接头1在母材10和焊接金属20中的各元素的含量满足上述范围的同时满足式(1)和式(2)。
Si+3Mn≤3.00 (1)
0<BH/BW<0.15 (2)
在此,在式(1)中的各元素符号处按质量%代入焊接金属20中的对应元素的含量。
在此,式(2)中的BH代入焊接金属20的Cap高度(mm)、BW代入焊接金属20的Cap宽度(mm)。
[关于式(1)]
定义F1=Si+3Mn。如果F1大于3.00,则焊接时的熔融金属的粘性提高,进而,焊接时的熔融金属的表面张力的温度系数提高。在这种情况下,焊接时的熔融金属的润湿性下降,无法抑制咬边3。因此,F1为3.00以下。F1的上限优选为2.95,更优选为2.90,进一步优选为2.85,进一步优选为2.80,进一步优选为2.75,进一步优选为2.70,进一步优选为2.65,进一步优选为2.60,进一步优选为2.55,进一步优选为2.50,进一步优选为2.45,进一步优选为2.40。F1的下限为0.20。F1的下限优选为0.40,更优选为0.60,进一步优选为0.80,进一步优选为1.00,进一步优选为1.20,进一步优选为1.40,进一步优选为1.60,进一步优选为1.80,进一步优选为2.00,进一步优选为2.20,进一步优选为2.40。
[关于式(2)]
参考图2和图3,焊接金属20的Cap高度(BH)是指,以母材10的表面为基准(0mm)时的焊接金属20的最大高度。此外,焊接金属20的Cap宽度(BW)是指,与焊接金属20的延伸方向垂直的方向上的母材10的表面处的焊接金属20的宽度。在母材10为钢管的情况下,焊接金属20的Cap宽度是指,钢管的外表面上与焊接金属20的延伸方向垂直的方向上的母材10与焊接金属20的边界间的直线距离。焊接金属20的Cap高度和Cap宽度用公知的焊接检验尺等进行测定。需要说明的是,在母材10为钢管的情况下,以公知的检验尺的长度方向与母材10的轴向平行的方式,使检验尺与母材10的外表面接触,从而测定Cap高度。
定义F2=BH/BW。如果F2为0.15以上,则Cap高度相对于Cap宽度过高。在这种情况下,焊接时的熔融金属的表面张力增加,由此使得所形成的焊接金属20变得容易形成凸形状,变得容易产生咬边3。然而,如果F2为负,则焊接金属20的厚度比母材10的厚度薄。在这种情况下,会形成被称为未填满的焊接缺陷。在这种情况下,双相不锈钢焊接接头1的强度下降。因此,F2大于0且小于0.15。F2的上限优选为0.14,更优选为0.13,进一步优选为0.12,进一步优选为0.11,进一步优选为0.10,进一步优选为0.09,进一步优选为0.08。F2的下限优选为0.01,更优选为0.02,进一步优选为0.04,进一步优选为0.05,进一步优选为0.06,进一步优选为0.07,进一步优选为0.08,进一步优选为0.09,进一步优选为0.10。
在本实施方式的双相不锈钢焊接接头1中,在满足式(1)而提高焊接时的熔融金属的润湿性的基础上,进一步调节焊接金属20的形状以满足式(2)。只有母材10和焊接金属20具有上述的化学组成且焊接金属20满足式(1)和式(2),才能够抑制咬边3,提高疲劳特性。
[关于式(3)和式(4)]
本实施方式的双相不锈钢焊接接头1在母材10和焊接金属20中的各元素的含量满足上述范围的同时满足式(1)和式(2),优选在母材10的厚度为2.5mm以下的情况下还满足式(3)和式(4)。
Si+4Mn≤3.75 (3)
0<BH/BW≤0.5/(6.0-0.85WT) (4)
在此,在式(3)中的各元素符号处按质量%代入焊接金属20中的对应元素的含量。
在此,式(4)中的BH代入焊接金属20的Cap高度(mm)、BW代入焊接金属20的Cap宽度(mm)、WT代入母材10的厚度(mm)。
[关于式(3)]
定义F3=Si+4Mn。如果F3为3.75以下,则焊接时的熔融金属的润湿性进一步提高,能够进一步抑制咬边3。因此,F3优选为3.75以下。F3的上限进一步优选为3.70,进一步优选为3.65,进一步优选为3.60,进一步优选为3.55,进一步优选为3.50,进一步优选为3.45,进一步优选为3.40,进一步优选为3.35,进一步优选为3.30,进一步优选为3.25,进一步优选为3.20,进一步优选为3.15,进一步优选为3.10,进一步优选为3.05,进一步优选为3.00。F3的下限优选为0.25。F3的下限进一步优选为0.50,进一步优选为0.70,进一步优选为1.00,进一步优选为1.50,进一步优选为2.00,进一步优选为2.30,进一步优选为2.50,进一步优选为3.00。
[关于式(4)]
如果母材10薄,则母材10相对于咬边3较薄,疲劳寿命容易下降。因此,在F2(BH/BW)大于0且小于0.15的前提下,优选根据母材10的厚度进一步限制F2。具体而言,在母材10的厚度为2.5mm以下的情况下,如果F2为0.5/(6.0-0.85WT)以下,则能够进一步抑制咬边3。F2的进一步优选的上限为0.4/(6.0-0.85WT),进一步优选为0.3/(6.0-0.85WT),进一步优选为0.2/(6.0-0.85WT)。
[双相不锈钢焊接接头的制造方法]
以下,对本实施方式的双相不锈钢焊接接头1的制造方法进行说明。以下所说明的双相不锈钢焊接接头1的制造方法是本实施方式的双相不锈钢焊接接头1的制造方法的一例。因此,具有上述构成的双相不锈钢焊接接头1也可以通过除以下所说明的制造方法以外的其他制造方法来制造。然而,以下所说明的制造方法是本实施方式的双相不锈钢焊接接头1的制造方法的优选的一例。
本实施方式的双相不锈钢焊接接头1的制造方法具备:准备一对母材10的工序(母材准备工序);以及,将一对母材10的端部对接并实施焊接来形成焊接金属20的工序(焊接金属形成工序)。以下,对各工序进行详细说明。
[母材准备工序]
首先,准备一对母材10。母材10可以是由第三者提供的,也可以由双相不锈钢焊接接头1的制造者制造母材10来准备。以下,对制造母材10时的母材10的制造方法的一例进行说明。
母材10的制造方法包含:准备母材10的坯料的工序(准备工序);视需要而对坯料实施热加工来制造中间材料的工序(热加工工序);视需要,对热加工工序后的中间材料实施酸洗处理,然后实施冷加工的工序(冷加工工序);视需要而对坯料准备工序中所准备的坯料、热加工工序后的中间材料或冷加工后的中间材料实施固溶热处理的工序(固溶热处理工序);以及视需要而将坯料或中间材料的表面的氧化皮去除的工序(氧化皮去除工序)。以下,对各工序进行说明。
[准备工序]
准备工序中准备具有上述的化学组成的坯料。坯料可以由第三者提供,也可以制造。坯料可以是铸锭,也可以是板坯、大方坯、小方坯。在制造坯料的情况下,通过如下方法制造坯料。制造具有上述的化学组成的熔融合金。使用所制造的熔融合金,通过铸锭法制造铸锭。也可以使用所制造的熔融合金,通过铸造法制造板坯、大方坯、小方坯、管坯。可以对所制造的铸锭、板坯、大方坯实施热加工来制造小方坯或管坯。例如,可以对铸锭实施热锻来制造圆柱状的小方坯,将该小方坯作为坯料(圆柱坯料)。在这种情况下,即将开始热锻前的坯料的温度没有特别限定,例如为900~1300℃。此外,可以通过公知的离心铸造法制造坯料(钢管)。
[热加工工序]
热加工工序视需要而实施。即,可以不实施热加工工序。在实施的情况下,对坯料实施热加工来制造规定的形状的中间材料。在母材10为板材的情况下,通过热轧制造板状的中间材料。在母材10为合金管的情况下,通过机械加工沿圆柱坯料的中心轴形成贯通孔。对形成有贯通孔的圆柱坯料实施热挤出来制造中间材料(管材)。热加工工序中的坯料的加热温度没有特别限定,例如为900~1300℃。
热加工工序可以代替热挤出对圆柱坯料实施基于曼内斯曼法的穿孔轧制来制造中间材料(管材)。穿孔轧制前的坯料的温度例如为900~1300℃。
[冷加工工序]
冷加工工序视需要而实施。即,可以不实施冷加工工序。在实施的情况下,对中间材料实施酸洗处理后,实施冷加工。在母材10为板材的情况下,实施冷轧。在母材10为钢管的情况下,实施冷拔。冷加工工序中的截面收缩率没有特别限定,例如为10~90%。
[固溶热处理工序]
固溶热处理工序视需要而实施。即,可以不实施固溶热处理工序。在实施的情况下,对准备工序中所准备的坯料、热加工工序后的中间材料或冷加工工序后的中间材料实施固溶热处理。通过固溶热处理使坯料或中间材料的析出物固溶。
固溶热处理按如下方法实施。向炉内气氛为大气气氛的热处理炉内装入坯料或中间材料。这里所说的大气气氛是指,作为构成大气的气体的氮气按体积计含有78%以上、氧气按体积计含有20%以上的气氛。在大气气氛的炉内,将坯料或中间材料加热至1000~1300℃,在1000~1300℃下保持。保持时间为1~60分钟。将热处理后的坯料或中间材料骤冷。骤冷方法例如为公知的水冷、公知的油冷。
[氧化皮去除工序]
氧化皮去除工序视需要而实施。即,可以不实施氧化皮去除工序。在实施的情况下,将准备工序中所准备的坯料、热加工工序后的中间材料、冷加工工序后的中间材料或固溶热处理后的坯料或中间材料的表面的氧化皮去除。去除氧化皮的方法可以是通过高压喷射加工、磨削等将氧化皮去除的方法,也可以是通过酸洗处理将氧化皮去除的方法。
在实施酸洗处理的情况下,酸洗条件没有特别限定。优选作为酸洗溶液使用硝酸与氢氟酸的混合溶液。混合溶液例如是包含按体积%计为5.0~8.0%的硝酸以及按体积%计为5.0~8.0%的氢氟酸的水溶液。将酸洗溶液槽内的酸洗溶液的温度调节为30~50℃,将坯料或中间材料浸渍于酸洗溶液槽。浸渍时间例如为0.5~5.0小时。通过以上的酸洗处理,自坯料表面或中间材料的表面将氧化皮充分去除。
高压喷射加工是指,赋予磨削材料以运动能量以使其碰撞坯料或中间材料的表面、对金属表面进行切削或撞击的加工。在通过高压喷射加工来去除氧化皮的情况下,高压喷射加工例如有:磨削材料使用砂的喷砂,磨削材料使用钢粒的喷丸,磨削材料使用铸铁砂粒、铸钢砂粒、氧化铝砂粒、碳化硅砂粒等的喷粒,磨削材料使用铸铁丸、铸钢丸、切割线等的喷丸等。
通过以上工序制造母材10。
对于所准备的母材10,可以形成坡口。具体而言,可以通过公知的加工方法在母材10的端部形成坡口。坡口形状可以是图3所示的V形状,也可以是除图3以外的其他形状。
[焊接金属形成工序]
焊接金属形成工序中,对所准备的母材10实施焊接,形成焊接金属20,从而制造双相不锈钢焊接接头1。具体而言,准备2个母材10。将所准备的母材10的端部彼此对接。然后,使用焊接材料对所对接的一对端部实施焊接,形成具有上述的化学组成的焊接金属20。
[关于焊接材料]
用于形成上述的焊接金属20的焊接材料按质量%计为C:0.001~0.030%、Si:0.05~0.60%、Mn:0.05~0.60%、P:0.025%以下、S:0.0030%以下、Cr:21.00~28.00%、Ni:6.00~11.00%、Mo:2.00~4.50%、Cu:0~4.00%、sol.Al:0.0010~0.0500%、N:0.0800~0.4000%、B:0.0001~0.0030%、W:0~4.00%、Nb:0~0.100%、V:0~0.10%、Ta:0~0.10%、Co:0~1.00%、Sn:0~0.010%、Mg:0~0.02000%、Ca:0~0.0100%、REM:0~0.100%、O:0.0150%以下、以及余量的Fe和杂质。
上述的焊接材料可以为由第三者提供的焊接材料,也可以使用制造的焊接材料。在制造焊接材料的情况下,使用具有上述的化学组成的焊接材料的熔液实施铸造来制成铸锭。对铸锭进行热加工来制造焊接材料。可以对热加工后的焊接材料进一步实施冷加工。此外,可以对焊接材料实施公知的热处理。热处理例如为与母材10同样的固溶热处理。可以不实施热处理。焊接材料可以是棒状(包括线材),也可以是小的块状。
使用具有上述的化学组成的焊接材料形成焊接金属20。焊接方法例如为钨极惰性气体保护焊(GTAW)、焊条电弧焊(SMAW)、药芯焊丝电弧焊(FCAW)、熔化极气体保护电弧焊(GMAW)以及埋弧焊(SAW)。
此时,调节所对接的一对母材10的端部的间隔以及焊接时的焊接材料的进给量,调节基于母材10的稀释量,使焊接金属20的化学组成的各元素含量在本实施方式的范围内,且使F1≤3.00以及0<F2<0.15。在母材10形成有坡口的情况下,还可以调节坡口的根部表面的厚度。通过调节这些条件,可以使焊接金属20的化学组成的各元素含量在本实施方式的范围内,且调节为F1≤3.00以及0<F2<0.15。
通过以上的制造工序,可以制造本实施方式的焊接接头1。需要说明的是,本实施方式的焊接接头1的制造方法不限定于上述制造方法。在焊接接头1中,只要母材10的化学组成的各元素含量在上述的范围内,焊接金属20的化学组成的各元素含量在上述的范围内,且F1≤3.00以及0<F2<0.15,则本实施方式的焊接接头1并不特别限定于上述制造方法。
实施例
[母材的制造]
制造表1所示的母材用的钢水。表1中的空栏表示对应元素的含量为杂质水平。
[表1]
使用钢液制造外径120mm、30kg的圆柱状的铸锭。对铸锭实施热锻,制成直径180mm的棒钢。进而,实施热轧和冷轧,制造外径15.12mm×壁厚1.21mm的无缝钢管、或者外径30.72mm×壁厚2.66mm的无缝钢管。对于各无缝钢管,在1100℃下实施10分钟的固溶热处理,进行水冷。将各无缝钢管切断成300mm的长度。对于壁厚2.66mm的无缝钢管,模拟坡口形成槽。具体而言,对长度方向中心部实施根部厚度1.5mm、单侧突出长度2mm以及单侧的斜率为20°的槽加工。
[焊接材料的制造]
制造具有表2所示的化学组成的焊接材料用的钢水。表2中的空栏表示对应元素的含量为杂质水平。
[表2]
表Z
使用真空熔炼炉制造30kg的铸锭。对铸锭实施热锻以及热轧,制成直径30mm的棒钢。然后,反复进行冷轧和中间退火,制造直径0.8mm的线卷。
[焊接金属的形成]
将所制造的无缝钢管的两端固定,对无缝钢管的长度方向中心部(对于壁厚2.66mm的无缝钢管而言为槽加工的中心部)实施焊接。具体而言,使用表2的焊接材料,通过自动钨极气体保护电弧焊,边使无缝钢管沿周向旋转边朝下(1G)实施焊接。在此,针对每个试验编号都改变焊接条件,调节基于母材的稀释率以及BH/BW。具体而言,对于壁厚1.21mm的无缝钢管,边以150~230J/mm的范围调节输入热量,边使焊接材料的进给速度在150~900mm/分钟的范围变化。对壁厚2.66mm的无缝钢管应用2道焊接。第1道的焊接使输入热量设为约500J/mm,使焊接材料的进给速度为400~500mm/分钟。第2道的焊接为了使基于母材的稀释率变化,边以470~550J/mm的范围调节输入热量,边使焊接材料的进给速度在1500~2000mm/分钟的范围变化。另外,在任一焊接中,保护气体均使用Ar+2%N2,流量设为10L/分钟。由此形成焊接金属。焊接金属针对各试验编号分别制作5个样品。
对于所形成的焊接金属,在沿母材的周向距离焊接起止端180°的位置处,使用焊接检验尺测定焊接金属的Cap高度(mm)以及Cap宽度(mm)。将结果示于表3。
[表3]
表3
在沿母材的周向距离焊接起止端180°的位置处,在焊接金属的Cap宽度中央位置处,切削焊接金属的表面,集取切削粉末。对于壁厚2.66mm的无缝钢管,自第2道的焊接金属部分集取切削粉末。对所得的切削粉末实施检查分析,研究焊接金属的化学组成。将结果示于表4。表4中的空栏表示对应元素的含量为杂质水平。关于焊接金属的化学组成中的Si和Mn含量,也示于表3。
[表4]
[咬边判定试验]
在沿母材的周向距离焊接起止端180°的位置处,沿与焊接金属的延伸方向垂直的方向将母材钢管切断,采取包含焊接金属的截面观察片。观察各试验编号的5个样品,对在截面观察片中的焊趾部有无咬边以及咬边的深度进行评价。将所有5个样品中咬边的深度小于0.05mm的情况评价为E(Excellent、优)。将即使产生了咬边,咬边的深度为0.05mm以上且小于0.10mm的情况评价为G(Good、良)。将5个样品中只要有1个产生了深度0.10mm以上的咬边的情况评价为B(Bad、差)。将结果示于表3的“咬边”一栏。
[评价结果]
参考表3,关于试验编号3、6~8、10、12和14~30,母材和焊接金属中的各元素的含量恰当,并且满足式(1)(Si+3Mn≤3.00)和式(2)(0<BH/BW<0.15)。因此,试验编号3、6~8、10、12和14~30的咬边的深度小于0.10mm。因此,试验编号3、6~8、10、12和14~30抑制了咬边。
进而,对母材的厚度为2.5mm以下的试验编号3、6~8、15~17、19~20和27~29进行比较,得到以下结果。在式(1)和式(2)的基础上还满足式(3)和式(4)的试验编号3、6~8、16、17、19~20和27~29中,咬边的深度小于0.05mm。因此,试验编号3、6~8、16、17、19~20和27~29与试验编号15相比,进一步成功抑制了咬边。
另一方面,试验编号1和2中,虽然母材和焊接金属中的各元素的含量适当,但不满足式(1)。其结果,产生了深度0.10mm以上的咬边。因此,试验编号1和2未能抑制咬边。
试验编号4和5中,虽然母材和焊接金属中的各元素的含量适当,但不满足式(1)和式(2)。其结果,产生了深度0.10mm以上的咬边。因此,试验编号4和5未能抑制咬边。
试验编号9、11和13中,虽然母材和焊接金属中的各元素的含量适当,但不满足式(2)。其结果,产生了深度0.10mm以上的咬边。因此,试验编号9、11和13未能抑制咬边。
试验编号31中,虽然母材中的各元素的含量适当,但不满足式(1)。其结果,产生了深度0.10mm以上的咬边。因此,试验编号31未能成功抑制咬边。
以上对本发明的实施方式进行了说明。然而,上述的实施方式仅仅是用于实施本发明的例示。因此,本发明不限定于上述实施方式,可以在不脱离其主旨的范围内对上述实施方式进行适当变更来实施。
附图标记说明
1 焊接接头
10 母材
20 焊接金属

Claims (4)

1.一种双相不锈钢焊接接头,其具备母材和焊接金属,所述母材按质量%计为C:0.001%~0.030%、
Si:0.05%~0.80%、
Mn:0.05%~1.20%、
P:0.030%以下、
S:0.0030%以下、
Cr:21.00%~28.00%、
Ni:4.00%~8.00%、
Mo:2.00%~4.50%、
Cu:0.01~4.00%、
Sol.Al:0.0010~0.0500%、
N:0.080%~0.400%、
B:0.0001~0.0100%、
W:0~4.00%、
Nb:0~0.10%、
V:0~0.20%、
Ta:0~0.30%、
Co:0~1.00%、
Sn:0~0.020%、
Mg:0~0.0200%、
Ca:0~0.0100%以及
余量的Fe和杂质,
所述焊接金属按质量%计为C:0.001%~0.030%、
Si:0.05%~0.70%、
Mn:0.05%~0.85%、
P:0.030%以下、
S:0.0030%以下、
Cr:21.00%~28.00%、
Ni:5.00%~11.00%、
Mo:2.00%~4.50%、
Cu:0.01~4.00%、
Sol.Al:0.0010~0.0500%、
N:0.080%~0.400%、
B:0.0001~0.0100%、
W:0~4.00%、
Nb:0~0.10%、
V:0~0.20%、
Ta:0~0.30%、
Co:0~1.00%、
Sn:0~0.020%、
Mg:0~0.0200%、
Ca:0~0.0100%以及
余量的Fe和杂质,
所述双相不锈钢焊接接头在满足所述母材和所述焊接金属中的各元素的含量的同时满足式(1)和式(2):
Si+3Mn≤3.00 (1)
0<BH/BW<0.15 (2)
在此,在式(1)中的各元素符号处按质量%代入所述焊接金属中的对应元素的含量,
在此,式(2)中的BH代入所述焊接金属的Cap高度(mm)、BW代入所述焊接金属的Cap宽度(mm)。
2.根据权利要求1所述的双相不锈钢焊接接头,其中,
在所述母材的厚度为2.5mm以下的情况下,所述双相不锈钢焊接接头还满足式(3)和式(4):
Si+4Mn≤3.75 (3)
0<BH/BW≤0.5/(6.0-0.85WT) (4)
在此,在式(3)中的各元素符号处按质量%代入所述焊接金属中的对应元素的含量,
在此,式(4)中的BH代入所述焊接金属的Cap高度(mm)、BW代入所述焊接金属的Cap宽度(mm)、WT代入所述母材的厚度(mm)。
3.根据权利要求1或2所述的双相不锈钢焊接接头,其中,
所述母材按质量%计含有选自由
W:0.01~4.00%、
Nb:0.01~0.10%、
V:0.01~0.20%、
Ta:0.01~0.30%、
Co:0.01~1.00%、
Sn:0.001~0.020%、
Mg:0.0001~0.0200%以及
Ca:0.0001~0.0100%组成的组中的1种以上元素。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的双相不锈钢焊接接头,其中,
所述焊接金属按质量%计含有选自由
W:0.01~4.00%、
Nb:0.01~0.10%、
V:0.01~0.20%、
Ta:0.01~0.30%、
Co:0.01~1.00%、
Sn:0.001~0.020%、
Mg:0.0001~0.0200%以及
Ca:0.0001~0.0100%组成的组中的1种以上元素。
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