具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头的制作方法

本公开内容涉及具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头，并且更具体地，涉及通过控制显微组织而获得的具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头。

背景技术：

1、近来，由于地球温度因全球变暖而上升，北极海冰范围迅速减小，并因此对开辟北极航线的兴趣日益增加。为了在北极航线上航行，建造打破海冰并打开海航线的破冰船是至关重要的。

2、用于破冰船船体的钢材应在低温下具有优异的冲击韧性，并要求具有高强度，以保护船体在破冰期间免受冲击。因此，用于破冰船的钢材和焊接接头需要由精细、高强度、低温转变的相构成，并且为了该目的而添加大量的合金元素。

3、近来，船舶建造者不断要求适用于气电焊接的钢材和焊接接头，以提高建造破冰船时的生产率。然而，在添加大量合金元素的情况下，在焊接接头和热影响区中形成贝氏体单相，从而造成焊接部件的韧性迅速劣化的问题。因此，没有关于可用于气电焊接的高热输入焊接用高强度钢材和焊接接头的发明。

技术实现思路

1、技术问题

2、为了解决上述问题，提出了本公开内容，并且提供了高强度焊接接头以及用于制造其的方法，所述高强度焊接接头具有改善的高热输入韧性，并通过使针状铁素体的分数最大化，使晶界铁素体的分数和上贝氏体的分数最小化来细化晶粒，从而实现低温冲击韧性和高强度二者。

3、技术方案

4、根据本公开内容的一个实施方案的具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头可以包含：按重量百分比(重量％)计，至少0.03％但不大于0.045％的c、至少1.45％但不大于1.55％的mn、至少0.3％但不大于0.4％的si、至少0.02％但不大于0.03％的al、至少1.55％但不大于1.70％的ni、至少0.05％但不大于0.07％的cr、至少0.05％但不大于0.08％的cu、至少0.14％但不大于0.2％的mo、至少0.06％但不大于0.07％的ti、至少0.004％但不大于0.005％的nb、至少0.035％但不大于0.05％的o、至少40ppm但不大于180ppm的n、大于0ppm但不大于80ppm的p、大于0ppm但不大于90ppm的s以及余量的铁(fe)和其他不可避免的杂质，并且具有按面积分数计85％或更多的针状铁素体，14％或更少的晶界铁素体以及0.1％或更少的上贝氏体。

5、此外，根据本公开内容的一个实施方案的具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头的由以下表达式(1)表示的碳当量(ceq)可以为至少0.45％但不大于0.50％：

6、表达式(1)：[c]+[mn]/6+(cr+mo)/5+(ni+cu)/15

7、在表达式(1)中，c、mn、cr、mo、ni和cu分别表示元素的含量(重量％)。

8、此外，根据本公开内容的一个实施方案的具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头可以具有0.5％或更少的马氏体岛-奥氏体(ma)相。

9、此外，根据本公开内容的一个实施方案的具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头的屈服强度可以为500mpa或更大。

10、此外，根据本公开内容的一个实施方案的具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头的拉伸强度可以为610mpa至770mpa。

11、此外，根据本公开内容的一个实施方案的具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头的延伸率可以为21％或更大。

12、此外，根据本公开内容的一个实施方案的具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头的-20℃冲击韧性可以为50j或更大。

13、此外，根据本公开内容的一个实施方案的用于制造具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头的方法包括对钢材进行气电焊接，所述钢材包含：按重量百分比(重量％)计，至少0.03％但不大于0.045％的c、至少1.45％但不大于1.55％的mn、至少0.3％但不大于0.4％的si、至少0.02％但不大于0.03％的al、至少1.55％但不大于1.70％的ni、至少0.05％但不大于0.07％的cr、至少0.05％但不大于0.08％的cu、至少0.14％但不大于0.2％的mo、至少0.06％但不大于0.07％的ti、至少0.004％但不大于0.005％的nb、至少0.035％但不大于0.05％的o、至少40ppm但不大于180ppm的n、大于0ppm但不大于80ppm的p、大于0ppm但不大于90ppm的s以及余量的铁(fe)和其他不可避免的杂质，并且所述钢材的由以下表达式(1)表示的碳当量(ceq)为至少0.45％但不大于0.50％。

14、表达式(1)：[c]+[mn]/6+(cr+mo)/5+(ni+cu)/15

15、在表达式(1)中，c、mn、cr、mo、ni和cu分别表示元素的含量(重量％)。

16、此外，在根据本公开内容的一个实施方案的用于制造具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头的方法中，气电焊接可以以160kj/cm或更大的热输入容量进行。

17、有益效果

18、根据本公开内容的一个实施方案，提供了高强度焊接接头以及用于制造其的方法，所述高强度焊接接头具有改善的高热输入韧性，并通过使针状铁素体的分数最大化，使晶界铁素体的分数和上贝氏体的分数最小化来细化晶粒，从而实现低温冲击韧性和高强度二者。

技术特征：

1.一种具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头，包含：按重量百分比(重量％)计，至少0.03％但不大于0.045％的c、至少1.45％但不大于1.55％的mn、至少0.3％但不大于0.4％的si、至少0.02％但不大于0.03％的al、至少1.55％但不大于1.70％的ni、至少0.05％但不大于0.07％的cr、至少0.05％但不大于0.08％的cu、至少0.14％但不大于0.2％的mo、至少0.06％但不大于0.07％的ti、至少0.004％但不大于0.005％的nb、至少0.035％但不大于0.05％的o、至少40ppm但不大于180ppm的n、大于0ppm但不大于80ppm的p、大于0ppm但不大于90ppm的s以及余量的铁(fe)和其他不可避免的杂质，并且

2.根据权利要求1所述的具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头，其中由以下表达式(1)表示的碳当量(ceq)为至少0.45％但不大于0.50％：

3.根据权利要求1所述的具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头，其中马氏体岛-奥氏体(ma)相为0.5％或更少。

4.根据权利要求1所述的具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头，其中屈服强度为500mpa或更大。

5.根据权利要求1所述的具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头，其中拉伸强度为610mpa至770mpa。

6.根据权利要求1所述的具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头，其中延伸率为21％或更大。

7.根据权利要求1所述的具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头，其中-20℃冲击韧性为50j或更大。

8.一种用于制造具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头的方法，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的用于制造具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头的方法，其中所述气电焊接以160kj/cm或更大的热输入容量进行。

技术总结在本说明书中，公开了通过控制显微组织而具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头。根据本发明的一个实施方案，所述具有改善的高热输入韧性的高强度焊接接头可以包含：按重量百分比(重量％)计，至少0.03％但不大于0.045％的C、至少1.45％但不大于1.55％的Mn、至少0.3％但不大于0.4％的Si、至少0.02％但不大于0.03％的Al、至少1.55％但不大于1.70％的Ni、至少0.05％但不大于0.07％的Cr、至少0.05％但不大于0.08％的Cu、至少0.14％但不大于0.2％的Mo、至少0.06％但不大于0.07％的Ti、至少0.004％但不大于0.005％的Nb、至少0.035％但不大于0.05％的O、至少40ppm但不大于180ppm的N、大于0ppm但不大于80ppm的P、大于0ppm但不大于90ppm的S以及余量的铁(Fe)和其他不可避免的杂质。技术研发人员：韩奎太,黄院泽,郑谱永受保护的技术使用者：浦项股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1