[发明专利]低温韧性以及落锤特性优良的焊接金属

说明书

技术领域

本发明涉及应用于原子能领域中的Mn-Mo-Ni系焊接结构体的焊接金属，特别是涉及低温韧性和落锤特性都优良的焊接金属。

背景技术

众所周知Mn-Mo-Ni钢材具有优良的强度与韧性，主要用作原子能发电设备的压力容器等的材料。近年来，从安全性的观点出发而进一步要求提升韧性等级，例如在储藏、输送原子炉使用完毕的燃料时使用的容器需要更良好的低温韧性。并且，同样也期望保障破坏安全性的落锤特性也提高在低温下的特性，伴随于此，应用于上述用途的Mn-Mo-Ni系焊接金属也期望强度、低温韧性以及落锤特性的进一步改善。

虽然包含上述那样的Mn-Mo-Ni系焊接金属而构建的焊接结构体(Mn-Mo-Ni系焊接结构体)在焊接施工之后实施以除去应力为目的的长时间的退火处理(以下，有时称作“SR退火”)，但在该SR退火过程中析出碳化物，由此焊接金属的特性发生较大的变化，因此需要确立用于改善与SR退火条件对应的强度、低温韧性以及落锤特性的技术。

对于焊接金属的低温韧性的改善，众所周知例如专利文献1所示那样的Ni基合金系焊接材料、专利文献2所示那样的9％Ni基合金系焊接材料的有效性。然而，这些Ni基合金系焊接材料因含有大量的高价Ni而不利于成本，并且9％Ni基合金系焊接材料在SR退火时生成稳定的奥氏体，因而存在屈服应力大幅度降低的问题。因此，需要将Ni含量抑制为低水平，并且进一步提高强度、低温韧性以及落锤特性的技术。

另外，一般地，虽然含氧量少的TIG焊接期待有高韧性，但由于具有施工效率低的缺点，因此在工业上期望在含氧量多的潜弧焊接等高效率焊接施工中保证高强度、低温韧性、落锤特性的技术。

与此相对地，例如在专利文献3中，根据以Ti系氧化物为起点的微小针状铁素体组织的出现，得到一定的低温韧性改善效果。然而，由该技术得到的低温韧性仅限于-60℃的水平，对于进一步的低温韧性改善，由于Ti系氧化物的分散会同时导致形成为破坏起点的粗大氧化物增加，因此需要进一步探讨。另外，虽然在专利文献4中公开有在潜弧焊接中通过控制焊剂、焊丝成分而得到落锤特性优良的焊接金属的方法，但该技术未预先设想SR退火，并且落锤特性的落锤非断裂温度仅限于-90℃。另外，虽然在专利文献5中通过控制Ni含量、在专利文献6中通过活用Ti来实现韧性优良的焊接金属，但与上述相同地未设想SR退火。

作为考虑SR退火后的韧性的技术，虽然也提出有专利文献7那样的技术方案，但在SR退火之后得到的韧性水平最优的-75℃的吸收能量约为55J，还存在改善的余地，并且对于落锤特性的效果不明了。并且，在专利文献8中通过控制焊丝组成以及保护气体成分来改善高强度MIG焊接金属的韧性，但保证的温度仅限于-50℃，并且对于落锤特性的效果也不明了。另外，在专利文献9中虽然通过对焊接金属实施淬火、回火热处理来实现高强度、高韧性，但对焊接金属实施淬火导致工序的显著复杂化。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-138293号公报

专利文献2：日本特开2009-101414号公报

专利文献3：日本特开2004-315962号公报

专利文献4：日本特开平11-192555号公报

专利文献5：日本特开2001-335879号公报

专利文献6：日本特开昭60-196286号公报

专利文献7：日本特开昭63-157795号公报

专利文献8：日本特开平3-221294号公报

专利文献9：日本特开昭58-86996号公报

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种用作原子能设备的压力容器用材料的焊接金属，该焊接金属当然具有高强度，而且能够发挥良好的低温韧性以及落锤特性。