钢材制造技术

该钢材的化学组成以质量％计包含C：0.01～0.20％、Si：0.02～0.70％、Mn：0.30～2.50％、Ti：0.003～0.024％、B：0.0010～0.0050％、N：0.0010～0.0090％、O：0.0010～0.0050％、Insol.Zr：0.0005～0.0100％、P：0.050％以下、S：0.0080％以下、Al：0.005％以下、Sol.Zr：0.0010％以下、Ca及REM的含量的合计：0.0005％以下、剩余部分包含Fe及杂质，BasBN＝(N‑(Ti‑(O‑Insol.Zr×(32/91.224))×(95.734/48))×(14/47.867))×(10.811/14)所表示的BasBN为0.0005以上，并且BF＝B‑BasBN所表示的BF为0.0005以上，具有50个/mm

Steel products

The chemical composition of steel quality% contains C:0.01 ~ 0.20%, Si:0.02 ~ 0.70%, Mn:0.30 ~ 2.50%, Ti:0.003 ~ 0.024%, B:0.0010 ~ 0.0050%, N:0.0010 ~ 0.0090%, O:0.0010 ~ 0.0050%, Insol.Zr:0.0005 ~ 0.0100%, P:0.050%, S:0.0080%, Al:0.005% in the following the following total content, Sol.Zr:0.0010%, Ca and REM in the following: 0.0005% the following section contains Fe and residual impurities, BasBN = (N (Ti (O Insol.Zr * (32/91.224)) * (95.734/48)) * (14/47.867)) * (10.811/14) expressed by BasBN for more than 0.0005, and BF = B BasBN expressed by BF for more than 0.0005, with 50 /mm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钢材
本专利技术涉及钢材，特别是涉及焊接热影响区(以下，有时称为“HAZ”。)的韧性优异的钢材。本申请基于2016年04月19日在日本申请的特愿2016-083595号主张优先权，并将其内容援引于此。
技术介绍
作为钢材的用途，可列举出：船舶、高层建筑物、其他建筑物、桥梁、海洋结构物、LNG储存罐、其他大型罐、管线用管等焊接结构物。近年来，由于建筑结构物的高层化、集装箱船的装载重量增大，因此推进了焊接结构物的大型化。伴随于此，对钢材要求板厚的增厚化、高强度化。另外，就上述那样的焊接结构物而言，对于焊接部也需要确保更进一步的安全性、可靠性，焊接热影响区的韧性(以下，有时称为“HAZ韧性”。)的提高成为课题。另外，在焊接结构物的建造费整体中所占的焊接施工费用较大，为了削减该费用，要求进行高效的焊接。具体而言，以大热量输入进行焊接，减少焊接道次数是有效的。然而，在进行大热量输入的焊接的情况下，钢材的HAZ的组织会粗大化，无法避免韧性的劣化。以往，已知奥氏体(γ)的晶体粒径、相变组织、HAZ的硬度、粗大硬质相等会对高张力钢板的HAZ韧性造成大的影响，并提出了用于提高HAZ韧性的各种对策。其中，HAZ组织的微细化对HAZ韧性的提高最为有效，并提出了许多利用夹杂物而将HAZ组织微细化的方法。对于利用了夹杂物的HAZ组织的微细化，有如下方法：通过夹杂物的钉扎效应来抑制晶粒生长的方法；和在因焊接时的热影响而粗大化的奥氏体晶粒内、以夹杂物作为核使铁素体生成(晶内相变)而使组织微细化的方法。关于由晶内相变而引起的组织微细化，迄今为止，提出了利用TiN等氮化物、MnS等硫化物或在高温下也可化学稳定的氧化物等作为铁素体生成位点的技术。例如，在专利文献1中提出了一种方法，其是在实质上不含有Al的钢液中同时添加Ti和Zr，生成微细的Ti与Zr的复合氧化物，通过该微细的Ti与Zr的复合氧化物将焊接热影响区的组织微细化。在专利文献1中记载了微细的Ti与Zr的复合氧化物成为以放射状生成微细的铁素体的晶内相变的核。另外，在专利文献2中提出了一种方法，其是通过包含REM和Zr的夹杂物来提高HAZ韧性。在专利文献3中提出了一种方法，其是在实质上不含有Al的钢中，使以Ti作为主要成分的氧化物与TiN、MnS及BN的复合析出物分散。在专利文献3中公开了：根据该方法，除了抑制由Ti氧化物带来的晶内相变以外，还通过B来抑制来自晶界的铁素体的生成，HAZ韧性提高。另外，专利文献4提出了一种方法，其是通过由TiN带来的钉扎效应和由BN带来的晶内相变将HAZ微细化，进而通过利用由B带来的淬透性的提高来抑制HAZ的软化，从而提高韧性。就专利文献1～4的技术而言，在热量输入小的情况下可得到一定的HAZ韧性提高效果。然而，在为了提高焊接的效率而进行热量输入超过40kJ/mm那样的大热量输入焊接时，难以使钢材的HAZ韧性稳定地提高。作为其原因，据认为是：氧化物等夹杂物在钢液中容易凝聚，在钢中难以均匀地分散；在大热量输入焊接时因在高温下被长时间暴露而使夹杂物变质，难以以作为晶内相变的核容易起作用的方式进行控制等。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平1-159356号公报专利文献2：日本特开2008-291347号公报专利文献3：日本特开平3-162522号公报专利文献4：日本特开2007-177327号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术鉴于这样的实际情况，其课题在于，提供具有优异的HAZ韧性、特别是在热量输入为40kJ/mm以上的大热量输入焊接的HAZ中具有优异的韧性的钢材。用于解决课题的手段本专利技术的专利技术者们着眼于作为用于HAZ中的组织微细化的晶内铁素体生成位点的含Zr氧化物(包含含有Zr和Ti的复合氧化物。以下相同。)及硼氮化物而进行了深入研究。其结果是，主要得到了下述的(A)～(F)的新见解。(A)在等效圆直径为0.5μm以上的含Zr氧化物的个数密度为50个/mm2以上的情况下，晶内铁素体在HAZ中微细且大量地生成，HAZ韧性提高。(B)钢中的Sol.Zr越少则存在HAZ韧性越改善的倾向，限制在0.0010质量％以下是重要的。其中，Sol.Zr为酸可溶性Zr，相当于能够以电解提取残渣分析法等测定的固溶于钢中的Zr。(C)通过添加Zr、Ti及B，从而在钢中硼氮化物以含Zr氧化物作为核而析出。这样的析出了硼氮化物的含Zr氧化物作为晶内铁素体生成位点而更进一步有效地发挥功能。在得到该效果的情况下，需要将成为硼氮化物的B含量(质量％)设定为0.0005％以上。(D)为了抑制Ti氮化物的生成并且生成硼氮化物，需要基于ZrO2、Ti2O3、TiN、BN的分子量来控制成为硼氮化物的B(BasBN)的含量(质量％)。具体而言，当下述式<1>的值为0.0005以上时，得到由硼氮化物带来的HAZ韧性改善效果。BasBN＝(N-(Ti-(O-Insol.Zr×(32/91.224))×(95.734/48))×(14/47.867))×(10.811/14)<1>其中，式中的N、Ti及O为钢中包含的各元素(N、Ti、O)的含量(质量％)，Insol.Zr为酸不溶性Zr的含量(质量％)。(E)通过固溶B在原奥氏体晶界偏析、抑制粗大的晶界铁素体的生成，从而有助于HAZ韧性的改善。因此，除了上述的作为硼氮化物析出的B量以外，还需要确保用于得到固溶B的B量。具体而言，当由下述式<2>所表示的BF为0.0005以上时，可确保规定量的固溶B，得到晶界铁素体抑制效果。BF＝B-BasBN<2>其中，式中的B为钢中包含的B含量(质量％)，BasBN为由式<1>求出的值。(F)如果在钢中过量地含有作为强脱氧元素起作用的Al，则Zr、Ti的氧化物的生成受到阻碍。为了确保钢液中的溶解氧量、在钢中生成含Zr氧化物，Al的含量限制在0.005质量％以下是重要的。另外，像Ca、REM那样脱氧力更强于Al的元素的合计限制在0.0005质量％以下是重要的。本专利技术基于上述的见解而完成，其主旨如下所述。(1)本专利技术的一个方案的钢材的化学组成以质量％计包含C：0.01～0.20％、Si：0.02～0.70％、Mn：0.30～2.50％、Ti：0.003～0.024％、B：0.0010～0.0050％、N：0.0010～0.0090％、O：0.0010～0.0050％、Insol.Zr：0.0005～0.0100％、P：0.050％以下、S：0.0080％以下、Al：0.005％以下、Sol.Zr：0.0010％以下、Ca及REM的含量的合计：0.0005％以下，剩余部分包含Fe及杂质，下述式<1>所表示的BasBN为0.0005以上，并且下述式<2>所表示的BF为0.0005以上；具有50个/mm2以上的等效圆直径为0.5μm以上的含Zr氧化物。BasBN＝(N-(Ti-(O-Insol.Zr×(32/91.224))×(95.734/48))×(14/47.867))×(10.811/14)&l本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢材，其特征在于，化学组成以质量％计包含：C：0.01～0.20％、Si：0.02～0.70％、Mn：0.30～2.50％、Ti：0.003～0.024％、B：0.0010～0.0050％、N：0.0010～0.0090％、O：0.0010～0.0050％、Insol.Zr：0.0005～0.0100％、P：0.050％以下、S：0.0080％以下、Al：0.005％以下、Sol.Zr：0.0010％以下、Ca及REM的含量的合计：0.0005％以下、剩余部分包含Fe及杂质，下述式<1>所表示的BasBN为0.0005以上，并且下述式<2>所表示的BF为0.0005以上；具有50个/mm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.19 JP 2016-0835951.一种钢材，其特征在于，化学组成以质量％计包含：C：0.01～0.20％、Si：0.02～0.70％、Mn：0.30～2.50％、Ti：0.003～0.024％、B：0.0010～0.0050％、N：0.0010～0.0090％、O：0.0010～0.0050％、Insol.Zr：0.0005～0.0100％、P：0.050％以下、S：0.0080％以下、Al：0.005％以下、Sol.Zr：0.0010％以下、Ca及REM的含量的合计：0.0005％以下、剩余部分包含Fe及杂质，下述式&lt;1&gt;所表示的BasBN为0.0005以上，并且下述式&lt;2&gt;所表示的BF为0.0005以上；具有50个/mm2以上的等效圆直径为0.5μm以上...

【专利技术属性】
技术研发人员：新宅祥晃，冈山敦，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP