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公開番号2025164477
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024068482
出願日2024-04-19
発明の名称溶接金属、溶接継手及び溶接構造物
出願人株式会社神戸製鋼所
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類C22C 38/00 20060101AFI20251023BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】AW及びSR後のいずれにおいても、強度及び靱性が優れているとともに、溶接金属の位置にかかわらず優れた靱性を得ることができる溶接金属を提供する。
【解決手段】溶接金属は、質量%で、C:0.050%以上0.085%以下、Mo:0.10%以上0.35%以下、を含有するとともに、Si、Mn、S、Ni、Ti、B、O、Cu、Cr、P及びNの含有量が規定されており、溶接金属中の各成分の含有量を質量%で、[成分]と表す場合に、式(1):A1=[Si]+[Mn]+[Cr]-[Mo]により算出される値A1が1.84以下、式(2):A2=0.558+3.207×[C]+0.304×[Si]+0.294×[Mn]+0.119×[Ni]+1.011×[Mo]+4.093×[Ti]+15.364×[B]により算出される値A2が1.74以上1.90以下である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
Ｃ：０．０５０質量％以上０．０８５質量％以下、
Ｓｉ：０．１０質量％以上０．４０質量％以下、
Ｍｎ：１．２０質量％以上１．６０質量％以下、
Ｓ：０質量％超０．０２０質量％以下、
Ｎｉ：０．６０質量％以上１．００質量％以下、
Ｍｏ：０．１０質量％以上０．３５質量％以下、
Ｔｉ：０．０３０質量％以上０．０８０質量％以下、
Ｂ：０．００１０質量％以上０．００４５質量％以下、及び、
Ｏ：０．０２０質量％以上０．０８０質量％以下、を含有し、
Ｃｕ：０．１４質量％以下、
Ｃｒ：０．２０質量％以下、
Ｐ：０．０２０質量％以下、
Ｎ：０．００８０質量％以下、であり、
残部がＦｅ及び不可避的不純物であるとともに、
溶接金属中のＳｉ含有量を質量％で［Ｓｉ］と表し、
溶接金属中のＭｎ含有量を質量％で［Ｍｎ］と表し、
溶接金属中のＣｒ含有量を質量％で［Ｃｒ］と表し、
溶接金属中のＭｏ含有量を質量％で［Ｍｏ］と表し、
溶接金属中のＣ含有量を質量％で［Ｃ］と表し、
溶接金属中のＮｉ含有量を質量％で［Ｎｉ］と表し、
溶接金属中のＴｉ含有量を質量％で［Ｔｉ］と表し、
溶接金属中のＢ含有量を質量％で［Ｂ］と表す場合に、
下記式（１）により算出される値Ａ１：１．８４以下、
下記式（２）により算出される値Ａ２：１．７４以上１．９０以下、であることを特徴とする溶接金属。
Ａ１＝［Ｓｉ］＋［Ｍｎ］＋［Ｃｒ］－［Ｍｏ］・・・式（１）
Ａ２＝０．５５８＋３．２０７×［Ｃ］＋０．３０４×［Ｓｉ］＋０．２９４×［Ｍｎ］＋０．１１９×［Ｎｉ］＋１．０１１×［Ｍｏ］＋４．０９３×［Ｔｉ］＋１５．３６４×［Ｂ］・・・式（２）
続きを表示（約 220 文字）【請求項２】
さらに、Ａｌ、Ｎｂ及びＶから選択された少なくとも１種を、
Ａｌ：０．０３０質量％以下、
Ｎｂ：０．０２０質量％以下、
Ｖ：０．０２０質量％以下、の範囲で含有することを特徴とする、請求項１に記載の溶接金属。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の溶接金属を含むことを特徴とする、溶接継手。
【請求項４】
請求項３に記載の溶接継手を含むことを特徴とする、溶接構造物。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、強度及び靱性が優れた溶接金属、該溶接金属を含む溶接継手、及び該溶接継手を含む溶接構造物に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
石油、ガス等の掘削及び生産に使用される海洋構造物や、油、ガス等の輸送に使用されるパイプラインは、設備の大型化や寒冷地での稼働が増加しており、これらの溶接構造物の建造に使用される鋼板や溶接材料には、高強度であるとともに低温での靱性に優れた特性が求められる。上記のような溶接構造物を建造する場合に、溶接施工後に応力除去（ＳＲ：ＳｔｒｅｓｓＲｅｌｉｅｆ）のための熱処理が施される場合がある。
【０００３】
しかし、このＳＲによって、溶接部の強度及び靱性が低下し、要求される特性が得られない場合がある。そこで、熱処理後の強度及び靱性を向上させるために、所定量のＮｉを含む溶接金属が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、応力除去焼鈍後の強度および低温靱性を改善した溶接金属が開示されている。上記溶接金属は、粒界炭化物の粗大化と焼鈍軟化を抑制する作用を有するＭｏを添加しつつ、溶接金属の化学成分組成を制御し、溶接時に溶接金属の粒界上に生成する所定の大きさの炭化物の平均円相当直径が規定されている。
【０００５】
また、特許文献２には、溶接のまま（ＡＷ：ＡｓＷｅｌｄｅｄ）及び溶接後熱処理（ＰＷＨＴ：ＰｏｓｔＷｅｌｄＨｅａｔＴｒｅａｔｍｅｎｔ）後の強度及び低温靱性に優れた溶接金属を得るうえで好適なフラックス入りワイヤが開示されている。上記特許文献２には、Ｖ及びＮｂの含有量を少なくすることによりＰＷＨＴ後の低温靱性を更に向上させることができることが記載されている。また、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｂ、Ｔｉ、Ａｌ、ＭｇとＴｉ酸化物の含有量を適量とすることによって、ＡＷ及びＰＷＨＴ後の強度及び低温靱性に優れた溶接金属が安定して得られることも記載されている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、ＳＲ後の優れた引張強さを有し、また溶接金属内の位置にかかわらず、優れた低温靱性を有する溶接金属が開示されている。上記特許文献３には、溶接金属が適切な含有量でＣｕを含有していると、ＳＲ後の靱性を向上させることができることが記載されている。また、溶接金属中のＳｉ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＭｏの含有量を用いた所定の式により得られる値を適切に制御することにより、測定位置によって靱性が低い値となることを抑制することができることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１４－１９５８３２号公報
特開２０１７－１８５５２１号公報
特開２０２２－９７２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記海洋構造物やパイプラインにおいては、硫化水素含有（サワー）環境によって、硫化物応力腐食割れ（ＳＳＣＣ：ＳｕｌｆｉｄｅＳｔｒｅｓｓＣｏｒｒｏｓｉｏｎＣｒａｃｋｉｎｇ）や水素脆性という問題が発生する。上記問題に対応するため、米国防蝕技術協会（ＮＡＣＥ：ＮａｔｉｏｎａｌＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＣｏｒｒｏｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）の規格（ＮＡＣＥＭＲ０１７５）では、溶接金属中のＮｉ含有量が１質量％以下に規制されている。
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に記載の溶接金属においては、Ｎｉ含有量が０．２０～２．００％に規定されている。また、特許文献２に記載のフラックス入りワイヤにおいても、Ｎｉ含有量が０．１～３．０％に規定されており、溶接金属においても同程度のＮｉが含有されていると考えられるため、ＮＡＣＥの要求に十分に対応することができない。
【００１０】
また、上記特許文献１に記載の溶接金属においては、試験採取位置によって機械的特性が低下するおそれがある。また、－４０℃よりも低い温度領域における靱性について考慮されておらず、優れた低温靱性が十分に得られないおそれがある。さらに、上記特許文献２に記載のフラックス入りワイヤによると、－６０℃の低温靱性に優れた溶接金属が得られるが、溶接金属の測定位置によっては、機械的特性が低下するおそれがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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