KR20230158567A

KR20230158567A - 서브머지드 아크 용접 이음매

Info

Publication number: KR20230158567A
Application number: KR1020237035499A
Authority: KR
Inventors: 아츠시 다카다; 아츠시 이시가미; 가즈후미 와타나베
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2021-04-27
Filing date: 2022-03-31
Publication date: 2023-11-20
Also published as: EP4296397A1; JP7156585B1; JPWO2022230615A1; US20240198446A1; CN117177833A

Abstract

입열 300 kJ/cm 이상에서 서브머지드 아크 용접한 용접 금속을 갖는 용접 이음매를 제공한다. 용접 금속이 특정한 성분 조성, 특정한 항복 강도, 인장 강도, 시험 온도 : 0 ℃ 에 있어서의 V 노치 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지이고, 또한, 하기 식 (1) 로 나타내는 Ceq 가 0.65 ∼ 1.00 의 범위이고, 하기 식 (2) 로 나타내는 α 가 6.0 이하의 범위인 서브머지드 아크 용접 이음매이다. Ceq ＝ [C]＋0.17[Mn]＋0.04[Si]＋0.025[Ni]＋0.2[Cr]＋0.25[Mo] … (1) α ＝ 30[C]＋0.7[Mn]＋[Ni]－([Si]＋0.5[Cr]＋1.5[Mo]) … (2) 여기서, 식 (1), 식 (2) 에 있어서의 [원소] : 상기 용접 금속에 있어서의 당해 원소의 함유량 (질량％).

Description

서브머지드 아크 용접 이음매

본 발명은, 서브머지드 아크 용접 이음매에 관한 것으로, 특히, 건축 구조물에 이용되는 780 MPa 급의 고장력강을, 용접 입열량이 300 kJ/cm 이상에서 사용되는 서브머지드 아크 용접하여 얻어지는 용접 금속을 갖는, 서브머지드 아크 용접 이음매에 관한 것이다.

최근, 건축 구조물의 대형화나 대스팬화에 의해, 철골에 사용되는 강판은 고강도화의 경향이 있다. 종래, 박스 기둥의 스킨 플레이트로는, 590 MPa 급 강까지의 강도 클래스가 주였지만, 최근에는 780 MPa 급 강이 사용되도록 되어 왔다. 박스 기둥의 스킨 플레이트의 접합에는, 일반적으로 서브머지드 아크 용접이 적용되고, 용접 금속의 강도도 모재 강도와 동등한 강도 특성이 요구되고 있다.

용접 금속 강도가 780 MPa 이상을 확보할 수 있는 서브머지드 아크 용접용 용접 재료로서, 예를 들면, 특허문헌 1 에는, 서브머지드 아크 용접용 솔리드 와이어가 개시되어 있다. 거기에는, 와이어 전체 질량당의 C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo, P, S 를 규정함과 함께 ([Mn]＋[Ni])/([Cr]＋[Mo]) 을 1.4 ∼ 4.0 으로 조정함으로써, 용접 금속의 저온 인성 및 내수소 취화 감수성을 대폭으로 향상시킬 수 있다고 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 2 에는, 780 MPa 급 고장력강의 서브머지드 아크 용접 방법이 개시되어 있다. 거기에는, 소성형 플럭스 중의 합금 원소량과 플럭스의 입도를 적정화함으로써, 슬래그 말려듦이 없는 양호한 비드 형상이 얻어짐과 함께, 조합하는 솔리드 와이어의 화학 성분도 한정함으로써, 인장 강도 780 MPa 이상의 고강도이며 양호한 저온 인성의 용접 금속이 얻어지는 것이 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 3 에는, 양면 일층용 서브머지드 아크 용접용 와이어가 개시되어 있다. 거기에는, 모재 희석이 큰 양면 일층의 서브머지드 아크 용접에 있어서, 와이어 조성을 한정함으로써, 용접 금속의 강도와 인성을 확보하고, 또한 와이어의 인장 강도를 1200 N/mm²이하로 한정함으로써, 와이어 송급성을 확보할 수 있는 것이 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 4 에는, 내면과 외면으로부터 양측 1 층씩 서브머지드 아크 용접을 실시하여 제조하는 용접 강관의 모재 및 용접 금속의 인장 강도가 모두 800 MPa 이상이며, 내저온 균열성이 우수한 용접 금속을 갖는 고강도 용접 강관이 개시되어 있다. 거기에는, Mo, Ni, Mn, C 의 함유량에 의해 산출되는 CS 값을 규정함으로써, 내저온 균열성이 우수한 용접 금속이 되는 것이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2015-110241호 일본 공개특허공보 2015-120175호 일본 공개특허공보 2004-337863호 일본 공개특허공보 2008-240096호

그러나, 특허문헌 1 ∼ 특허문헌 4 에서 적용되고 있는 용접 입열량은, 모두 50 kJ/cm 이하이다. 스킨 플레이트에 590 MPa 급 이하의 강재가 사용된 박스 기둥의 제작에서는, 시공 능률의 관점에서, 용접 입열량 (이하, 간단히 「입열」이라고도 한다) 이 300 kJ/cm 를 초과하는 서브머지드 아크 용접이 적용되고 있는 것이 일반적이다. 그러나, 특허문헌 1 ∼ 특허문헌 4 에서 개시되어 있는 용접 재료를 이용하여, 300 kJ/cm 이상의 입열로 적용했을 경우에는, 용접 금속의 강도가 부족하거나, 인성이 부족하거나, 또는 고온 균열이 발생하는 문제가 있었다. 한편, 여기에서 말하는 필요로 되는 용접 금속의 강도란, JIS Z 3111 의 규정에 준거하여 작성한 용접 금속의 상온의 항복 강도 (0.2 ％ 내력) 가 630 MPa 이상이고, 또한 그 인장 강도가 780 MPa 이상인 것을 말한다. 또한, 필요로 되는 용접 금속의 인성이란, JIS Z 3128 의 규정에 준거하여 제작한 용접 이음매의 용접 금속에 대한 시험 온도 : 0 ℃ 에 있어서의 V 노치 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지 vE0 이 47 J 이상인 것을 말한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하여, 입열 300 kJ/cm 이상에서 서브머지드 아크 용접한 용접 금속을 갖는 서브머지드 아크 용접 이음매를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 문제를 해결하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과, 강도 및 인성 확보를 위해서는, 인성을 저하시키지 않고 강도를 향상시킬 수 있는 Ni 를 2.5 질량％ 이상 함유함과 함께, 후술하는 식 (1) 로 나타내는 Ceq 를 0.65 ∼ 1.00 으로 조정하는 것이 유효한 것을 알아내었다. 또한, 고온 균열을 방지하기 위해서는, 후술하는 식 (2) 로 나타내는 α 를 6.0 이하로 조정하면 되는 것을 알아내었다.

본 발명은 이러한 지견에 기초하고, 추가로 검토를 더하여 완성된 것이다.

본 발명의 요지는, 다음과 같다.

[1] 용접용 와이어와 플럭스를 조합하여, 용접 입열량이 300 kJ/cm 이상이 되는 서브머지드 아크 용접하여 얻어진 용접 금속을 갖는 서브머지드 아크 용접 이음매로서,

상기 용접 금속의 화학 조성이 질량％ 로,

C : 0.05 ∼ 0.15 ％,

Si : 0.2 ∼ 0.9 ％,

Mn : 0.5 ∼ 1.3 ％,

P : 0.015 ％ 이하,

S : 0.015 ％ 이하,

Cr : 0.10 ∼ 0.45 ％,

Mo : 0.5 ∼ 2.0 ％,

Ni : 2.5 ∼ 6.0 ％,

O : 0.040 ％ 이하,

N : 0.012 ％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한, 하기 식 (1) 로 나타내는 Ceq 가 0.65 ∼ 1.00 의 범위이고, 하기 식 (2) 로 나타내는 α 가 6.0 이하의 범위이고, 용접 금속의 인장 시험에 있어서의 항복 강도가 630 MPa 이상이며, 또한, 인장 강도가 780 MPa 이상 및 상기 용접 금속의 시험 온도 : 0 ℃ 에 있어서의 V 노치 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지 vE0 이 47 J 이상인 서브머지드 아크 용접 이음매.

Ceq ＝ [C]＋0.17[Mn]＋0.04[Si]＋0.025[Ni]＋0.2[Cr]＋0.25[Mo] … (1)

α ＝ 30[C]＋0.7[Mn]＋[Ni]－([Si]＋0.5[Cr]＋1.5[Mo]) … (2)

여기에서, 식 (1), 식 (2) 에 있어서의 [원소] : 상기 용접 금속에 있어서의 당해 원소의 함유량 (질량％).

[2] 상기 용접 금속의 화학 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로,

Cu : 0.8 ％ 이하,

Al : 0.20 ％ 이하 및

Ti : 0.20 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 [1] 에 기재된 서브머지드 아크 용접 이음매.

[3] 상기 용접 금속의 화학 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로,

Nb : 0.10 ％ 이하,

V : 0.10 ％ 이하,

Ca : 0.010 ％ 이하,

B : 0.010 ％ 이하 및

REM : 0.020 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 [1] 또는 [2] 에 기재된 서브머지드 아크 용접 이음매.

본 발명에 의하면, 입열 300 kJ/cm 이상의 대입열의 서브머지드 아크 용접을 적용한 경우에, 용접 이음매의 용접 금속에 있어서 630 MPa 이상의 항복 강도 (0.2 ％ 내력) 와 780 MPa 이상의 인장 강도, 및 0 ℃ 에 있어서의 V 노치 샤르피 충격 흡수 에너지가 47 J 이상인 인성을 확보할 수 있음과 함께, 고온 균열을 방지할 수 있어, 산업상 특단의 효과를 나타낸다.

본 발명은, 입열 300 kJ/cm 이상의 대입열의 서브머지드 아크 용접하여 얻어진, 용접 금속을 갖는 서브머지드 아크 용접 이음매이다. 본 발명의 용접 이음매는, 용접 금속의 화학 조성이 질량％ 로, C : 0.05 ∼ 0.15 ％, Si : 0.2 ∼ 0.9 ％, Mn : 0.5 ∼ 1.3 ％, P : 0.015 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Cr : 0.10 ∼ 0.45 ％, Mo : 0.5 ∼ 2.0 ％, Ni : 2.5 ∼ 6.0 ％, O : 0.040 ％ 이하, N : 0.012 ％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한, 하기 식 (1) 로 나타내는 Ceq 가 0.65 ∼ 1.00 의 범위이고, 하기 식 (2) 로 나타내는 α 가 6.0 이하의 범위이고, 용접 금속의 인장 시험에 있어서의 항복 강도 (0.2 ％ 내력) 가 630 MPa 이상이며, 또한, 인장 강도가 780 MPa 이상 및 상기 용접 금속의 시험 온도 : 0 ℃ 에 있어서의 V 노치 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지 vE0 이 47 J 이상인 서브머지드 아크 용접 이음매이다.

Ceq ＝ [C]＋0.17[Mn]＋0.04[Si]＋0.025[Ni]＋0.2[Cr]＋0.25[Mo] … (1)

α ＝ 30[C]＋0.7[Mn]＋[Ni]－([Si]＋0.5[Cr]＋1.5[Mo]) … (2)

여기에서, 식 (1), 식 (2) 에 있어서의 [원소] : 상기 용접 금속에 있어서의 당해 원소의 함유량

[서브머지드 아크 용접]

서브머지드 아크 용접 (「SAW」라고도 한다) 은, 모재 (본 발명에 있어서는, 예를 들어, 고강도 강재) 상에 미리 살포한 분립상의 플럭스 중에 전극 와이어를 연속적으로 공급하고, 이 전극 와이어의 선단과 모재의 사이에서 아크를 발생시켜 용접을 연속적으로 실시하는 용접법이다. 이 서브머지드 아크 용접은, 대전류를 적용하여 와이어의 용착 속도를 높임으로써, 능률적으로 용접할 수 있다는 이점을 가지고 있다.

[용접 금속의 화학 조성]

다음으로, 용접 금속의 화학 조성의 한정 이유에 대하여 설명한다. 또한, 이하, 「화학 조성」에 있어서의 「％」는, 「질량％」인 것을 의미한다.

[C : 0.05 ∼ 0.15 ％]

C (탄소) 는, 용접 금속의 강도를 향상시키는 원소이며, 그 영향도도 크다. 용접 금속 중의 C 함유량이 0.05 ％ 미만이면 강도가 부족하다. 그 때문에, C 함유량은 0.05 ％ 이상으로 한다. C 함유량은, 바람직하게는 0.06 ％ 이상이다. 한편, 0.15 ％ 를 초과하면 강도가 지나치게 높아져, 인성이 열화된다. 그 때문에, C 함유량은 0.15 ％ 이하로 한다. C 함유량은, 바람직하게는 0.14 ％ 이하이다. C 함유량은, 보다 바람직하게는 0.12 ％ 이하이다.

[Si : 0.2 ∼ 0.9 ％]

Si 는, 용접 금속 중에서 탈산 원소로서 작용하고, 고용 O (산소) 량을 감소시킴으로써, 용접 금속의 인성 향상에 기여한다. 또한, 변태 온도를 저하시킴으로써 강도를 높이는 효과도 있다. 그 때문에, Si 함유량은 0.2 ％ 이상으로 한다. Si 함유량은, 바람직하게는 0.3 ％ 이상이다. Si 함유량은, 보다 바람직하게는 0.4 ％ 이상이다. 한편, 0.9 ％ 를 초과하면, ??칭성이 과잉이 되어, 인성이 저하된다. 그 때문에, Si 함유량은 0.9 ％ 이하로 한다. 바람직하게는, S 함유량은 0.8 ％ 이하이다. Si 함유량은, 보다 바람직하게는 0.7 ％ 이하이다. Si 함유량은, 더욱 바람직하게는 0.6 ％ 이하이다.

[Mn : 0.5 ∼ 1.3 ％]

Mn 은, ??칭성을 높이는 원소이며, 강도 확보하기 위해서는 0.5 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 그 때문에, Mn 함유량은 0.5 ％ 이상으로 한다. Mn 함유량은, 바람직하게는 0.6 ％ 이상이다. Mn 함유량은, 보다 바람직하게는 0.7 ％ 이상이다. 한편, 응고 편석되기 쉬운 원소이기 때문에, 1.3 ％ 를 초과하면, 응고 편석에 의해 고온 균열을 유발한다. 그 때문에, Mn 함유량은 1.3 ％ 이하로 한다. Mn 함유량은, 바람직하게는 1.2 ％ 이하이다. Mn 함유량은, 보다 바람직하게는 1.1 ％ 이하이다. Mn 함유량은, 더욱 바람직하게는 1.0 ％ 이하이다.

[P : 0.015 ％ 이하]

P 는, 결정립계에 편석되어, 고온 균열을 유발하는 원소로, 본 발명에서는, 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.015 ％ 이하이면 허용할 수 있다. 그 때문에, P 함유량은 0.015 ％ 이하로 한다. P 함유량은 바람직하게는 0.012 ％ 이하이다. 또한, 과도한 저감은, 정련 비용의 앙등을 초래한다. 그 때문에, P 함유량은 0.003 ％ 이상으로 조정하는 것이 바람직하다. P 함유량은 보다 바람직하게는, 0.004 ％ 이상이다.

[S : 0.015 ％ 이하]

S 는, 결정립계에 편석되어, 고온 균열을 유발하는 원소로, 본 발명에서는, 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.015 ％ 이하이면 허용할 수 있다. 그 때문에, S 함유량은 0.015 ％ 이하로 한다. S 함유량은, 바람직하게는 0.010 ％ 이하이다. S 함유량은, 보다 바람직하게는 0.008 ％ 이하이다. S 함유량은, 더욱 바람직하게는 0.007 ％ 이하이다. 또한, 과도한 저감은, 정련 비용의 앙등을 초래한다. 그 때문에, S 함유량은, 0.002 ％ 이상으로 조정하는 것이 바람직하다. S 함유량은, 보다 바람직하게는 0.003 ％ 이상이다. S 함유량은, 더욱 바람직하게는 0.004 ％ 이상이다.

[Cr : 0.10 ∼ 0.45 ％]

Cr 은, 강도 향상에 유효한 원소이며, 0.10 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 그 때문에, Cr 함유량은 0.10 ％ 이상으로 한다. Cr 함유량은, 바람직하게는 0.15 ％ 이상이다. Cr 함유량은, 보다 바람직하게는 0.18 ％ 이상이다. Cr 함유량은, 더욱 바람직하게는 0.22 ％ 이상이다. Cr 함유량은, 가장 바람직하게는 0.30 ％ 이상이다. 한편, 0.45 ％ 를 초과하는 함유에서는, 탄화물이 석출되고, 파괴의 발생 기점이 되어, 용접 금속의 인성이 열화된다. 그 때문에, 0.45 ％ 이하로 한다. Cr 함유량은, 바람직하게는 0.40 ％ 이하이다. Cr 함유량은, 보다 바람직하게는, 0.38 ％ 이하이다. Cr 함유량은, 더욱 바람직하게는 0.36 ％ 이하이다.

[Mo : 0.5 ∼ 2.0 ％]

Mo 는, 강도 향상에 유효한 원소이며, 또한 δ 페라이트의 형성을 촉진하는 원소이다. 그 때문에, 0.5 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 그 때문에, Mo 함유량은 0.5 ％ 이상으로 한다. Mo 함유량은, 바람직하게는 0.8 ％ 이상이다. Mo 함유량은, 보다 바람직하게는 0.9 ％ 이상이다. Mo 함유량은, 더욱 바람직하게는 1.0 ％ 이상이다. 한편, 2.0 ％ 를 초과하는 함유는, 탄화물이 석출되고, 파괴의 발생 기점이 되기 때문에 인성이 저하된다. 그 때문에, Mo 함유량은 2.0 ％ 이하로 한다. Mo 함유량은, 바람직하게는 1.8 ％ 이하이다. Mo 함유량은, 보다 바람직하게는 1.6 ％ 이하이다. Mo 함유량은, 더욱 바람직하게는 1.4 ％ 이하이다.

[Ni : 2.5 ∼ 6.0 ％]

Ni 는, 인성을 저하시키지 않고 고강도화시키는 유효한 원소이기 때문에, 본 발명에서는, 2.5 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 2.5 ％ 미만에서는, 인성이 부족하다. 그 때문에, Ni 함유량은 2.5 ％ 이상으로 한다. Ni 함유량은, 바람직하게는 2.8 ％ 이상이다. Ni 함유량은, 보다 바람직하게는 3.0 ％ 초과이다. Ni 함유량은, 더욱 바람직하게는 3.2 ％ 이상이다. 한편, Ni 는, 응고 편석되기 쉬운 원소이기 때문에, 6.0 ％ 를 초과하는 함유에서는 응고 편석이 커져, 고온 균열을 유발한다. 그 때문에, Ni 함유량은 6.0 ％ 이하로 한다. Ni 함유량은, 바람직하게는 5.8 ％ 이하이다. Ni 함유량은, 보다 바람직하게는 5.5 ％ 이하이다. Ni 함유량은, 더욱 바람직하게는, 5.0 ％ 이하이다.

[O : 0.040 ％ 이하]

O (산소) 는, 용접 금속에 불가피적으로 혼입되는 원소이고, 용접 금속 중에 산화물을 형성한다. 이 산화물이 파괴의 발생 기점이 되기 때문에, O 는 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.040 ％ 이하이면 허용할 수 있다. 그 때문에, O 함유량은 0.040 ％ 이하로 한다. O 함유량은, 바람직하게는 0.030 ％ 이하이다. O 함유량은 보다 바람직하게는, 0.025 ％ 이하이다. 한편, 하한에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 과잉의 탈산 원소 첨가에 의한 인성 저하를 방지할 목적에서 0.010 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

[N : 0.012 ％ 이하]

N 은, 용접 금속에 불가피적으로 혼입되는 원소이지만, 인성을 저하시키는 원소이고, 그러한 효과는 0.012 ％ 를 초과하면 현저하기 때문에, N 함유량은 0.012 ％ 이하로 한다. N 함유량은 바람직하게는 0.011 ％ 이하이다. N 함유량은, 보다 바람직하게는 0.010 ％ 이하이다. N 함유량은, 더욱 바람직하게는 0.008 ％ 이하이다. 한편, 고용 강화에 의해, 강도를 향상시키는 효과를 갖지만, 이와 같은 효과는, 0.002 ％ 이상 함유하면 현저하기 때문에, N 함유량은 바람직하게는, 0.002 ％ 이상이다. N 함유량은 보다 바람직하게는, 0.003 ％ 이상이다.

[임의적 선택 조성]

상기한 성분이, 본 발명의 용접 금속에 있어서의 기본 조성이지만, 본 발명에서는, 상기한 기본 조성에 더하여, 선택 조성으로서 필요에 따라서, Cu : 0.8 ％ 이하, Al : 0.20 ％ 이하 및 Ti : 0.20 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상, 더하여 추가로, 선택 조성으로서 필요에 따라서, Nb : 0.10 ％ 이하, V : 0.10 ％ 이하, Ca : 0.010 ％ 이하, B : 0.010 ％ 이하 및 REM : 0.020 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유할 수 있다.

[Cu : 0.8 ％ 이하]

Cu 는, 용접 금속 중에 미세 석출되고, 석출 강화에 의해 강도를 향상시키는 원소이지만, 0.8 ％ 를 초과하여 함유하면, 1100 ℃ 근방의 온도역에서 적열 취성을 나타내게 되어, 비드 표면 균열을 유발한다. 그 때문에, Cu 를 함유하는 경우에는, Cu 함유량은 0.8 ％ 이하로 한다. Cu 함유량은 바람직하게는 0.7 ％ 이하이다. Cu 의 함유량은 보다 바람직하게는 0.6 ％ 이하이다. 한편, 상기의 석출 강화에 의해 강도를 향상시키는 효과는, 0.1 ％ 이상에서 현저해지기 때문에, Cu 를 함유하는 경우에는 Cu 함유량은 0.1 ％ 이상이 바람직하다. Cu 함유량은 보다 바람직하게는, 0.2 ％ 이상이다.

[Al : 0.20 ％ 이하]

Al 은, 용접 금속 중에서 탈산 원소로서 작용하고, 고용 O 량을 감소시킴으로써, 용접 금속의 인성 향상에 기여하는 원소이지만, 0.20 ％ 를 초과하여 함유하면, Al 함유 산화물이 조대화되어, 파괴의 발생 기점이 되기 때문에, 인성이 열화된다. 그 때문에, Al 을 함유하는 경우에는, Al 함유량은 0.20 ％ 이하로 한다. Al 함유량은, 바람직하게는 0.18 ％ 이하이다. 한편, 상기의 용접 금속의 인성 향상에 기여하는 효과를 얻기 위해서는, Al 을 함유하는 경우에는, Al 은 0.01 ％ 이상 함유하는 것이 바람직하다. Al 함유량은 보다 바람직하게는, 0.02 ％ 이상이다. Al 함유량은 더욱 바람직하게는 0.03 ％ 이상이다.

[Ti : 0.20 ％ 이하]

Ti 는, 용접 금속 중에서 탈산 원소로서 작용하고, 고용 O 량을 감소시킴으로써, 용접 금속의 인성 향상에 기여하고, 또한 TiN 을 형성하여, 고용 N 량을 감소시키는 원소이지만, 0.20 ％ 를 초과하여 함유하면, 고용 Ti 의 증가에 의해 연성이 저하되고, 인성이 저하된다. 그 때문에, Ti 를 함유하는 경우에는, Ti 함유량은 0.20 ％ 이하로 한다. Ti 함유량은 바람직하게는 0.19 ％ 이하이다. Ti 함유량은 보다 바람직하게는 0.17 ％ 이하이다. 한편, 상기의 용접 금속의 인성 향상에 기여하고, 고용 N 량을 감소시키는 효과를 얻기 위해서는, Ti 를 함유하는 경우에는, Ti 는 0.01 ％ 이상 함유하는 것이 바람직하다. Ti 함유량은 보다 바람직하게는 0.10 ％ 이상이다.

[Nb : 0.10 ％ 이하]

Nb 는, ??칭성을 높여, 용접 금속의 강도 향상에 기여하는 원소이지만, 0.10 ％ 를 초과하여 함유하면, 탄화물을 형성하여, 파괴의 발생 기점이 되기 때문에, 인성이 저하된다. 그 때문에, Nb 를 함유하는 경우에는, Nb 함유량을 0.10 ％ 이하로 한다. Nb 함유량은 바람직하게는 0.08 ％ 이하이다. Nb 함유량은 보다 바람직하게는 0.05 ％ 이하이다. 한편, 상기의 ??칭성을 높여, 용접 금속의 강도 향상에 기여하는 효과를 얻기 위해서는, Nb 를 함유하는 경우에는 Nb 를 0.01 ％ 이상 함유하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.02 ％ 이상이다.

[V : 0.10 ％ 이하]

V 는, 탄화물 형성 원소이며, 입자 내에 미세한 탄화물을 석출시켜, 용접 금속의 강도 향상에 기여하는 원소이지만, 0.10 ％ 를 초과하여 함유하면, 과잉의 탄화물이 파괴의 발생 기점이 되기 때문에, 인성이 저하된다. 그 때문에, V 를 함유하는 경우에는, V 함유량은 0.10 ％ 이하로 한다. V 함유량은 바람직하게는 0.08 ％ 이하이다. V 함유량은 보다 바람직하게는 0.05 ％ 이하이다. 한편, 상기의 용접 금속의 강도 향상에 기여하는 효과를 얻기 위해서는, V 를 함유하는 경우에는, V 는 0.01 ％ 이상 함유하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.02 ％ 이상이다.

[Ca : 0.010 ％ 이하]

Ca 는, 용융 금속 중에서 S 와 결합하여, 고융점의 황화물 CaS 를 형성함으로써, 고온 균열을 억제하는 원소이지만, 0.010 ％ 를 초과하여 함유하면 구오스테나이트 결정립계에 편석되어, 입계를 취화시키기 때문에, 인성이 저하된다. 그 때문에, Ca 를 함유하는 경우에는, Ca 함유량은 0.010 ％ 이하로 한다. Ca 함유량은, 바람직하게는 0.008 ％ 이하이다. 한편, 상기의 고온 균열을 억제하는 효과는, 0.001 ％ 이상 함유함으로써 현저해진다. 그 때문에, Ca 를 함유하는 경우에는, Ca 함유량은 0.001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Ca 함유량은, 보다 바람직하게는 0.005 ％ 이상이다.

[B : 0.010 ％ 이하]

B 는, ??칭성을 높여, 용접 금속의 강도 향상에 기여하는 원소이지만, 0.010 ％ 를 초과하여 함유하면, ??칭성이 과잉이 되어, 마텐자이트 조직을 형성하기 때문에, 인성이 저하된다. 그 때문에, B 를 함유하는 경우에는, B 함유량은 0.010 ％ 이하로 한다. B 함유량은 바람직하게는 0.008 ％ 이하이다. 한편, 상기의 용접 금속의 강도 향상에 기여하는 효과를 얻기 위해서는, B 를 함유하는 경우에는, B 는 0.001 ％ 이상 함유하는 것이 바람직하다. 따라서, B 함유량은 보다 바람직하게는, 0.002 ％ 이상이다.

[REM : 0.020 ％ 이하]

REM 은, Sc, Y, La, Ce 등의 희토류 원소이며, 용융 금속 중에서 S 와 결합하여, 고융점의 황화물을 형성함으로써, 고온 균열을 억제하는 원소이다. 그러나, 0.020 ％ 를 초과하여 함유하면, 구오스테나이트 결정립계에 편석되어, 입계를 취화시키기 때문에, 인성이 저하된다. 그 때문에, REM 을 함유하는 경우에는, REM 함유량은 0.020 ％ 이하로 한다. REM 함유량은, 바람직하게는 0.018 ％ 이하이다. 한편, 상기의 고온 균열을 억제하는 효과를 얻기 위해서는, REM 은 0.002 ％ 이상 함유함으로써 현저해진다. 따라서, REM 을 함유하는 경우에는, REM 함유량은 0.002 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. REM 함유량은 보다 바람직하게는 0.003 ％ 이상이다. REM 함유량은 더욱 바람직하게는 0.005 ％ 이상이다.

[잔부 조성]

상기한 화학 조성 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다. 또한, 불가피적 불순물로는, H, Mg, Zn, Re, Co, Sb, Bi 를 예시할 수 있으며, 합계로 0.0100 ％ 이하이면 허용할 수 있다. 또, 전술한 기본 조성 및 선택 조성을 만족하는 한, 이들 이외의 원소를 함유시켜도 되고, 그러한 실시양태도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

[Ceq : 0.65 ∼ 1.00]

본 발명은, 하기의 식 (1) 로 나타내는 Ceq 가 0.65 ∼ 1.00 의 범위에 있는 것이 중요하다.

Ceq ＝ [C]＋0.17[Mn]＋0.04[Si]＋0.025[Ni]＋0.2[Cr]＋0.25[Mo] … (1)

또한, 본 발명은, 하기의 식 (2) 로 나타내는 α 가 6.0 이하의 범위에 있는 것이 중요하다.

α ＝ 30[C]＋0.7[Mn]＋[Ni]－([Si]＋0.5[Cr]＋1.5[Mo]) … (2)

여기에서, [원소] : 상기 용접 금속에 있어서의 당해 원소의 함유량 (질량％).

본 발명자들은, 전술한 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과, 강도 및 인성 확보를 위해서, 상기의 식 (1) 로 나타내는 Ceq 를 0.65 ∼ 1.00 으로 조정하는 것, 또한, 상기의 식 (2) 로 나타내는 α 를 6.0 이하로 조정하는 것이 유효한 것을 알아내었다. 이하에 그 상세에 대하여 설명한다.

Ceq 는, 탄소 당량이라고 불리는 것으로, 강판에 포함되는 화학 조성을 탄소(C) 환산한 수치이다. 780 MPa 급 강용으로서 적정한 인장 특성 (0.2 ％ 내력과 인장 강도) 과 인성을 확보하기 위해서는, Ceq 가 0.65 ∼ 1.00 의 범위로 할 필요가 있다. Ceq 가 0.65 미만에서는, 목표로 하는 인장 특성이 얻어지지 않는다. 그 때문에, Ceq 는 0.65 이상으로 한다. Ceq 는, 바람직하게는 0.70 이상이다. Ceq 는 보다 바람직하게는 0.74 이상이다. 한편, Ceq 가 1.00 을 초과하면, 인장 강도가 지나치게 높아져, 인성이 저하된다. 그 때문에, Ceq 는 1.00 이하로 한다. Ceq 는 바람직하게는, 0.95 이하이다. Ceq 는 보다 바람직하게는, 0.90 이하이다.

[α : 6.0 이하]

본 발명자들은, 고온 균열의 발생 원인을 조사한 결과, 오스테나이트 단상에서 응고된 경우에, 응고 균열이 발생하였다. 오스테나이트 단상의 응고에서는, 마이크로 조직 관찰에 있어서, 덴드라이트의 형성을 확인할 수 있고, 특히, Mn, P, S 와 같은 분배 계수가 작은 원소, 즉, 액상에 남기 쉬운 원소가, 덴드라이트 사이로의 응고 편석이 커진다. 이러한 응고 편석에 의해 저온까지 액상이 잔존하고, 용접 금속의 응고시에 수축했을 때에, 이 액상이 개구되는 것을 알 수 있었다. 이것으로부터, 이 응고 편석을 억제하기 위해서는, Mn, P, S 와 같은 분배 계수가 작은 원소를 제한함과 함께, 응고 초정 (初晶) 에 δ 페라이트상을 형성시키는 것이 유효하다고 생각하였다. 즉, 응고 초정에 δ 페라이트를 형성시킴으로써, 오스테나이트의 덴드라이트 사이에는 고상의 δ 페라이트가 형성되므로, 응고 편석이 완화되기 때문이다. 또한, δ 페라이트의 형성에 의해, 응고 형태가 복잡화되고, 구오스테나이트 결정 입경도 작아지는 것도 지견하였다. 이 구오스테나이트 결정 입경의 세립화에 의해, 입계 면적을 증대시키는 것도, P 나 S 의 편석 완화가 되는 것이 추측된다. 따라서, 응고 초정을 δ 페라이트로 하기 위해서는, 오스테나이트 안정화 원소인 C, Mn, Ni 와 페라이트 안정화 원소인 Si, Cr, Mo 의 밸런스가 중요해진다. 그들 원소의 함유량을 제어하기 위해, 식 (2) 로 나타내는 α 를 제안하고, 그 값이 6.0 이하로 조정하면 되는 것을 알아낸 것이다.

α 가 6.0 을 초과하면, 고온 균열이 발생하여, 용접 결함이 없는 건전한 이음매가 얻어지지 않는다. 그 때문에, α 는 6.0 이하로 한다. α 는 바람직하게는 5.5 이하이다. 한편, α 는 6.0 이하이면, 낮으면 낮을수록 δ 페라이트가 형성되는 경향이 있으므로, 특별히 하한은 없지만, 후술하는 실시예에 있어서는, 2.0 이상의 범위에서 고온 균열이 발생하지 않는 것을 확인하였다. 따라서, α 는 바람직하게는 2.0 이상이다.

[결정 입경 (평균 구오스테나이트 결정 입경)]

불가피 불순물로서 함유되는 P 나 S 는, 용접 금속의 응고 과정에 있어서 오스테나이트 결정립계에 편석되어, 용접 금속의 융점을 저하시키기 때문에, 고온 균열을 유발시킨다. P 나 S 의 편석을 경감시켜, 고온 균열을 방지하기 위해서는, 오스테나이트 결정립을 세립화하여, 입계 면적을 증대시키는 것이 유효하다. 전술한 바와 같이, 상기 α 가 6.0 이하이면, δ 페라이트의 형성에 의해 응고 형태가 복잡화되기 때문에, 오스테나이트 단상에서 응고하는 경우에 대하여, 구오스테나이트 결정 입경이 작아지는 것을 지견하였으며, 따라서, α 가 6.0 이하이면, P 나 S 의 편석도 경감되어, 고온 균열을 방지하는 효과가 있다고 추측된다. 본 발명에서는, 결정 입경은 특별히 한정된 것은 아니지만, 상기의 효과를 얻기 위해서는, 평균 구오스테나이트 결정 입경은 2.0 mm 이하인 것이 바람직하다. 평균 구오스테나이트 결정 입경은 보다 바람직하게는 1.5 mm 이하이다. 평균 구오스테나이트 결정 입경은 더 바람직하게는 1.0 mm 이하이다. 여기에서 말하는 평균 구오스테나이트 결정 입경이란, 용접 금속 중앙부 5 × 5 mm 를 측정 범위로 하고, 측정 범위에 완전히 들어가는 결정립의 수 [nA] 와 측지 영역의 경계선에 의해 분단되는 결정립의 수 [nB] 를 세어, 평균 구오스테나이트 결정 입경 [G] 을 하기 식 (3) 에 의해 산출한 값이다.

[G] ＝ {5×5/([nA]＋0.5[nB])}1/2 … (3)

[용접 금속의 기계적 특성]

여기서, 본 발명에 관련된 용접 이음매의 바람직한 기계적 특성에 대하여 설명한다.

상기한 화학 조성을 갖는 용접 금속로서, JIS Z 3111 의 규정에 준거하여 작성한 용접 금속의 상온의 항복 강도 (0.2 ％ 내력) 가 630 MPa 이상이고, 또한, 그 인장 강도가 780 MPa 이상이며, 또, JIS Z 3128 의 규정에 준거하여 제작한 용접 이음매의 용접 금속에 대한 시험 온도 : 0 ℃ 에 있어서의 V 노치 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지 vE0 이 47 J 이상인 것이 바람직하다.

[모재]

본 발명의 대상이 되는 모재는, 건축 구조물에 사용되는 780 MPa 급의 고장력 강판 또는 강재이다. 이하는 강판을 예로 설명한다. 구체적인 강판 조성 (질량％) 으로는, C : 0.06 ∼ 0.12 ％, Si : 0.4 ％ 이하, Mn : 1.2 ∼ 2.1 ％, P : 0.010 ％ 이하, S : 0.010 ％ 이하, Cr : 1.6 ％ 이하, Mo : 0.5 ％ 이하, Ni : 0.6 ∼ 1.4 ％, O : 0.005 ％ 이하, N : 0.005 ％ 이하를 함유하고, 적절한 임의적 선택 조성으로서, Cu : 0.8 ％ 이하, Al : 0.20 ％ 이하, Ti : 0.20 ％ 이하, Nb : 0.10 ％ 이하, V : 0.10 ％ 이하, Ca : 0.010 ％ 이하, B : 0.010 ％ 이하 및 REM : 0.020 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유해도 되고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강판 등을 들 수 있다.

또한, 780 MPa 급 강판 이외의, 예를 들어 590 MPa 급이나 980 MPa 급의 강판 등에도 적용할 수 있다.

한편, 모재 (강판) 의 판두께는, 입열이 300 kJ/cm 이상인 것을 고려하여, 30 ∼ 100 mm 인 것이 바람직하다.

[용접 이음매의 제조 방법]

다음에, 본 발명에 관련된 용접 이음매의 제조 방법에 대하여 예를 이용하여 설명한다.

우선, 피용접재로서, 원하는 판두께를 가진 780 MPa 급 강판을 준비한다. 그리고, 준비한 강판끼리가 소정의 개선 (開先) 형상을 형성하도록, 개선 가공을 실시한다. 형성하는 개선 형상에 대해서는, 박스 기둥의 모서리 용접에서 일반적으로 이용되는 V 개선, 또는 レ 개선이 바람직하다.

이어서, 개선 가공된 강판끼리를 맞대고, 용접 와이어와 플럭스를 이용하여 입열을 300 kJ/cm 이상으로 한 서브머지드 아크 용접을 실시하고, 일층의 용접 금속을 형성하여 용접 접합하여, 서브머지드 아크 용접 이음매로 한다.

용접 조건으로는, 선행극의 전류값이 1200 ∼ 2100 A, 전압값이 30 ∼ 40 V 이며, 후행극의 전류값이 1000 ∼ 1800 A, 전압값이 36 ∼ 45 V 에서 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 용접 속도는 12 ∼ 35 cm/min 이고, 입열량은 300 ∼ 600 kJ/cm 에서 실시하는 것이 바람직하다.

사용하는 용접 와이어와 플럭스는, 모재 희석을 고려하여, 용접 금속 조성이 전술한 성분이 되도록 성분 조정한다. 한편, 용접 금속 조성이 전술한 성분 범위가 되면 되고, 특히, 그 와이어 또는 용접용 플럭스의 종류를 한정하는 것은 아니다. 용접 와이어는, 솔리드 와이어, 메탈 코어드 와이어 중 어느 것이어도 문제 없고, 또한 플럭스에 대해서도 용융 플럭스, 본드 플럭스 중 어느 것이어도 문제 없다. 한편, 와이어로는, 와이어의 내부에 와이어용 플럭스를 내포한 플럭스 코어드 와이어를 이용하는 경우에는, 사용하는 강제 외피, 금속 분말 및 와이어용 플럭스 분말의 성분 조성의 합계값이, 목표로 하는 용접 재료의 성분 조성이 되도록 제조한다.

[용접용 와이어의 제조 방법]

용접용 와이어로서, 솔리드 와이어 및 메탈 코어드 와이어의 제조 방법에 대하여 설명한다.

솔리드 와이어는, 목표로 하는 조성을 갖는 용강을, 전기로, 진공 용해로 등의 상용의 용제로에서 용제하여, 소정 형상의 주형 등으로 주조하는 주조 공정과, 이어서, 얻어진 강괴를 소정 온도로 가열하는 가열 공정과, 가열된 강괴에 열간 압연을 실시하여, 소정 형상의 강 소재 (봉강) 로 하는 열연 공정을 순차 실시하고, 이어서, 얻어진 강 소재 (봉강) 를 복수 회의 냉간 압연 (냉간 신선 (伸線) 가공) 과, 필요에 따라서, 어닐링 온도 : 900 ∼ 1200 ℃ 로 하는 어닐링 공정을 실시하여, 원하는 치수의 와이어로 하는 냉연 공정을 실시하는 것이 바람직하다.

와이어의 화학 조성으로는, C : 0.03 ∼ 0.15 ％, Si : 0.2 ∼ 1.2 ％, Mn : 0.5 ∼ 1.4 ％, P : 0.025 ％ 이하, S : 0.010 ％ 이하, Cr : 0.10 ∼ 0.55 ％, Mo : 0.5 ∼ 3.0 ％, Ni : 2.0 ∼ 9.0 ％, O : 0.080 ％ 이하, N : 0.020 ％ 이하를 함유하고, 적절한 임의적 선택 조성으로서, Cu : 0.8 ％ 이하, Al : 0.40 ％ 이하, Ti : 0.50 ％ 이하, Nb : 0.20 ％ 이하, V : 0.20 ％ 이하, Ca : 0.030 ％ 이하, B : 0.030 ％ 이하 및 REM : 0.050 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유해도 되고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 와이어 등을 들 수 있다.

또한, 메탈 코어드 와이어는, 예를 들면, 0.01 ％ C-0.01 ％ Si-0.30 ％ Mn-0.010 ％ P-0.010 ％ S-잔부 Fe 로 이루어지는 조성을 갖는 박강판 (판두께 0.5 ㎜) 을 강제 외피 소재로 하고, 폭 방향으로 냉간 굽힘 가공을 실시하여, U 자 형상으로 한다. 그리고, 얻어진 강제 외피에, 목표로 하는 와이어 조성이 되도록, 성분 조정한 합금 분말을 충전하고, 냉간에서 신선 가공하여, 선직경 φ3.2 mm 의 와이어로 한다.

상기의 합금 분말의 성분 조성은, 강제 외피 소재의 성분 조성에 대하여, 용접용 와이어로서의 합계 조성으로 하기 위해 보충하는 금속 성분을 갖는 합금 분말로 한다.

[용접용 플럭스]

용접용 플럭스로는, 특별히 한정할 필요는 없지만, 통상 공지된 용융 플럭스 또는 본드 플럭스 모두 사용할 수 있다. 본드 플럭스의 화학 성분의 예로는, SiO₂ : 15 ％, CaO : 15 ％, MgO : 30 ％, Al₂O₃ : 25 ％, CaF₂ : 10 ％, CaCO₃ : 5 ％ 등을 함유하는 분말 재료를 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명에 있어서는, 용접용 플럭스는 이것에 한정되는 것은 아니다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 들어, 본 발명의 효과에 대하여 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은 실시예에 기재된 내용에 한정된 것은 아니다.

강판은, 표 1 에 나타내는 조성의 판두께 50 mm 의 780 MPa 급 강을 이용하여, 개선 각도 35°의 V 개선, 루트면 1 mm, 루트 간격 0 mm 로 하였다.

본 실시예에 있어서는, 메탈 코어드 와이어를 제작하였다. 강제 외피에는, 0.01 ％ C-0.01 ％ Si-0.30 ％ Mn-0.010 ％ P-0.010 ％ S 를 함유하고, 잔부 Fe 로 이루어지는 강판을 사용하여, 이 강제 외피에 합금 분말을 충전하고, 선직경 φ3.2 mm 로 표 2 에 나타내는 조성의 메탈 코어드 와이어를 용접용 와이어로서 제작하였다.

플럭스는, 표 3 에 나타내는 조성의 본드 플럭스를 이용하였다.

서브머지드 아크 용접은, 표 4 의 용접 조건으로 실시하여, 서브머지드 아크 용접 이음매를 제작하였다.

용접 후, 용착 금속 중앙부로부터 분석용 시험편을 채취하여, 습식 분석에 의한 원소 분석을 실시하였다.

또한, 용접 금속의 단면 매크로를 채취하여 경면 연마한 후, 광학 현미경으로 관찰하여 용접 균열의 유무를 판정하였다. 용접 금속부에서 균열 발생이 확인되는 경우에는 용접 균열 「유」라고 평가하였다. 균열 발생이 확인되지 않는 경우에는, 용접 균열 「무」라고 평가하였다.

또한, 경면 연마한 단면 매크로를 피크르산 포화 수용액에 의해 구오스테나이트 결정립계를 현출시킨 후, 광학 현미경으로 관찰하여, 오스테나이트 결정 입경을 평가하였다. 오스테나이트 결정 입경의 산출은, 용접 금속 중앙부 5 × 5 mm 를 측정 범위로 하고, 측정 범위에 완전히 들어가는 결정립의 수 [nA] 와 측지 영역의 경계선에 의해 분단되는 결정립의 수 [nB] 를 세어, 평균 구오스테나이트 결정 입경 [G] 을 하기 식 (3) 에 의해 산출하였다.

[G] ＝ {5×5/([nA]＋0.5[nB])}1/2 … (3)

또한, 얻어진 이음매의 강판 이면 20 mm 의 용접 금속 중앙부로부터, JIS Z 3111 의 규정에 준거하여, A1 호 인장 시험편 (평행부 직경 12.5 mmφ) 을 채취하여, 인장 시험을 실시하였다.

또한, JIS Z 3128 의 규정에 준거하여 이음매의 강판 이면 10 mm 의 용접 금속 중앙부로부터 샤르피 충격 시험편 (V 노치) 을 채취하여, 충격 시험을 실시하였다. 시험 온도는 0 ℃ 에서 실시하였다.

인장 시험은, 실온에서, 각 3 개 실시하고, 얻어진 값 (0.2 ％ 내력, 인장 강도) 의 평균값을 당해 용접 금속의 인장 특성으로 하였다. 샤르피 충격 시험도, 동일하게 각 3 개 실시하여, 시험 온도 : 0 ℃ 에 있어서의 흡수 에너지 vE0 을 구하고, 그 평균값을 당해 용접 이음매의 용접 금속의 극저온 충격 인성으로 하였다.

본 발명의 목표값은, 전술한 바와 같이, 용접 금속의 상온의 항복 강도 (0.2 ％ 내력) 가 630 MPa 이상, 그 인장 강도가 780 MPa 이상이며, 또한, 용접 금속에 대한 시험 온도 : 0 ℃ 에 있어서의 V 노치 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지 vE0 이 47 J 이상으로 하고 있다. 얻어진 결과를, 표 5 에 나타낸다.

본 발명예는, 모두 균열의 발생이 확인되지 않고, 또한 상온에 있어서의 항복 강도 (0.2 ％ 내력) 가 630 MPa 이상, 인장 강도가 780 MPa 이상이며, 시험 온도 : 0 ℃ 에 있어서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지 vE0 이 47 J 이상, 고강도와 인성이 우수한 용접 이음매이다.

한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예에서는, 균열이 발생하고 있거나, 또는 용접 금속의 강도 또는 충격 인성이 부족하거나 하여 목적으로 하는 용접 이음매가 얻어지지 않았다.

Claims

용접용 와이어와 플럭스를 조합하여, 용접 입열량이 300 kJ/cm 이상이 되는 서브머지드 아크 용접하여 얻어진 용접 금속을 갖는 서브머지드 아크 용접 이음매로서,
상기 용접 금속의 화학 조성이 질량％ 로,
C : 0.05 ∼ 0.15 ％,
Si : 0.2 ∼ 0.9 ％,
Mn : 0.5 ∼ 1.3 ％,
P : 0.015 ％ 이하,
S : 0.015 ％ 이하,
Cr : 0.10 ∼ 0.45 ％,
Mo : 0.5 ∼ 2.0 ％,
Ni : 2.5 ∼ 6.0 ％,
O : 0.040 ％ 이하,
N : 0.012 ％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한, 하기 식 (1) 로 나타내는 Ceq 가 0.65 ∼ 1.00 의 범위이고, 하기 식 (2) 로 나타내는 α 가 6.0 이하의 범위이고, 용접 금속의 인장 시험에 있어서의 항복 강도가 630 MPa 이상이며, 또한, 인장 강도가 780 MPa 이상 및 상기 용접 금속의 시험 온도 : 0 ℃ 에 있어서의 V 노치 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지 vE0 이 47 J 이상인 서브머지드 아크 용접 이음매.
Ceq ＝ [C]＋0.17[Mn]＋0.04[Si]＋0.025[Ni]＋0.2[Cr]＋0.25[Mo] … (1)
α ＝ 30[C]＋0.7[Mn]＋[Ni]－([Si]＋0.5[Cr]＋1.5[Mo]) … (2)
여기에서, 식 (1), 식 (2) 에 있어서의 [원소] : 상기 용접 금속에 있어서의 당해 원소의 함유량 (질량％).
제 1 항에 있어서,
상기 용접 금속의 화학 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로,
Cu : 0.8 ％ 이하,
Al : 0.20 ％ 이하 및
Ti : 0.20 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 서브머지드 아크 용접 이음매.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 용접 금속의 화학 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로,
Nb : 0.10 ％ 이하,
V : 0.10 ％ 이하,
Ca : 0.010 ％ 이하,
B : 0.010 ％ 이하 및
REM : 0.020 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 서브머지드 아크 용접 이음매.