本发明专利技术涉及要求结构安全性的适合使用于管路、桥梁、建筑物等焊接结构物的钢材及其制造方法，尤其是涉及焊接热影响部及母材部的耐延性破裂发生特性的改善。具体而言，一种钢材，具有如下组成，即以质量％计，含有：Ｃ：０．０２～０．２％、Ｓｉ：０．０１～０．５％、Ｍｎ：０．５～２．５％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ａｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０１％以下，剩余部分由Ｆｅ及不可避免的杂质构成，板厚的１／４位置的微观组织由铁素体和硬质相构成，所述硬质相的面积百分率为５０～９０％，且所述铁素体的平均纵横比为１．５以上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及要求结构安全性的适合使用于管路(pipeline)、桥梁、建筑物 (architectural structure)等焊接结构物(welded structure)的钢材及其制造方法,尤其是涉及焊接热影响部(welded heat affected zone)及母材部的耐延性破裂发生特性 (resistance of ductile crack initiation)优良的钢材及其制造方法。具体而言，以焊接热影响部及母材部的耐延性破裂发生特性优良且拉伸强度TS为490MPa以上的强度、夏比冲击试验(Charpy impact test)(以JIS Z 2242的规定为基准)的延性/脆性断面转变温度(ductile-brittle fracture transition temperature) vTrs 为 0°G 以下白勺具有高韧性的结构用钢材为对象。
技术介绍
已知有管路、桥梁、建筑物等焊接结构物暴露在地震等的大的外负载(external load)下时，在辉耻部(weld toe)等应力集中部位(stress concentration zone)发生延性破裂(ductile crack)，发生的延性破裂成为触发点(trigger)，从而产生脆性破坏 (brittle fracture)而导致结构物的破损(break)、破坏(fracture)的情况。为了避免此种焊接结构物的破损、破坏，构成所述焊接结构物的钢材的耐延性破裂发生特性优良的情况很重要。在专利文献1中记载有一种耐延性破裂发生特性优良的高张力钢材，其特征在于,钢材表面部的微观组织(microstructure)的铁素体百分率(ferrite area fraction) 为10 40%，贝氏体(bainite)的百分率为50%以上，平均粒径(average grain size) 为5μπι以下。在专利文献2中记载有一种制动特性(arrestrability)及耐延性破裂破坏特性 (resistance of ductile fracture)优良的钢板，其是微观组织实质上由铁素体组织、珠光体组织(pearlite structure)及贝氏体组织构成的钢板，分成钢板的两表面部及板厚方向的中心部这三层时，分别具有特定的微观组织。当钢板的两表面部为板厚的各5%以上时，由具有50%以上的铁素体组织且该部分的贝氏体百分率为5 25%以下的层构成，该铁素体组织具有圆相当粒径为7μπι以下、 纵横比(aspect ratio)为2 4的铁素体粒，当钢板的板厚方向的中心部为板厚的50%以上时，由具有圆相当平均粒径为4 10 μ m、纵横比为2以下的铁素体粒且该部分的贝氏体百分率为10%以下的层构成。S卩，专利文献2的技术涉及一种钢板，其从钢板的板表面朝向板厚方向具有三个层，该层具有由纵横比不同的铁素体粒构成的铁素体/珠光体组织，进而使作为硬质相的贝氏体组织适当地分散到作为软质相的该铁素体/珠光体组织中。其中，在钢板的两表面部分别积极地形成纵横比大的加工铁素体粒，并且通过使贝氏体组织适当地分散而提高制动特性，另一方面，通过将钢板的中央部控制成均勻的等轴铁素体粒组织，并抑制贝氏体组织，而提高对常温时的延性破坏来说重要的伸展特性，通过将该钢板的两表面部及中央部控制成上述三层结构，而满足“制动特性”和“延性破坏特性”这两个相反的特性。另外，专利文献3的技术也与专利文献2的技术同样地，是在铁素体-珠光体钢的钢板表层部形成加工铁素体粒，并将钢板内部的微观组织形成为均勻的等轴铁素体粒的技术。S卩，在专利文献3中记载有严格地控制轧制条件而将钢板表层部形成为特定的微观组织的制动特性及延性破坏特性优良的厚钢板的制造方法。具体而言，轧制中途的厚度为t时，相对于板厚方向的距两表面为0. 05t以上且 0. 15t以下的表层区域(surface layer zone)，在Ar3相变点以上且900°C以下的未再结晶温度域(non recrystallization temperature zone)中，施力口成为 ε > 0. 5 的相当塑性(equivalent plastic strain) ε 0然后，在所述表层区域的残留累积的相当塑性变形量(residual and cumulative equivalent plastic strain) εΓ满足ε r彡0. 5的时间内，将比距两表面为板厚t/4的位置更靠芯部侧的内部区域的温度维持成Ar3相变点以上，并利用2 15°C /s的冷却速度将所述表层区域冷却至450 650°C的温度范围，接着再次开始轧制。在再次开始的轧制中，对所述内部区域施加0. 35 < ε r < 0. 55的残留累积相当塑性变形ε r，在Ar3相变点以上结束轧制，并且通过加工发热(processing heat)及内部显热(internal sensible heat)使所述表层区域回热(recuperate)到Ar3相变点以下， 然后以使平均冷却速度成为1 10°C /s的方式进行冷却。另外，专利文献1 3的技术都是在奥氏体的未再结晶域(细粒化温度域)进行轧制或在终轧温度Ar3以上进行轧制，从而在奥氏体中形成微细的亚晶粒，对相变后的组织进行微细化的技术。专利文献1 日本特开2008-202119号公报专利文献2 日本特开2000-3^177号公报专利文献3 日本特开2003-221619号公报
技术实现思路
然而，专利文献1 3的技术在通过焊接等使表层部组织向焊接热影响部变化时， 担心会失去耐延性破裂发生的效果。另外，专利文献1的实施例所记载的从加热炉抽出的板坯表面的处理中使用的氧化皮清理机(scale breaker)，或专利文献2的实施例所记载的细粒化温度域下的轧制工序和设定的温度域下的轧制工序这两阶段的轧制，进而如专利文献3那样的用于分成表层的组织和钢板内部的组织的多方面的轧制或温度控制的制造工序都烦杂。因此，本专利技术是鉴于上述现有技术的问题而做出的，其目的在于通过简易的方法提供一种焊接热影响部及母材部中的耐延性破裂发生特性优良的钢材及其制造方法。本专利技术者们为了实现上述目的，对于焊接热影响部的耐延性破裂发生特性优良的母材组织进行了锐意研究，发现了在钢板的板厚方向的呈现平均的组织的板厚的1/4位置上，将母材组织形成为对铁素体的平均纵横比和硬质相(hard phase)的面积百分率进行了规定的铁素体和硬质相时，焊接热影响部的耐延性破裂发生特性优良，而且，此种钢材的母4材部的耐延性破裂发生特性也优良，进而发现了具备该微观组织的钢板的制造条件。本专利技术基于上述见解，经过进一步的研究而完成，即，(1) 一种焊接热影响部及母材部的耐延性破裂发生特性优良的钢材，其特征在于， 具有如下组成，即以质量％计，含有:C :0. 02 0. 2%,Si 0. 01 0. 5%,Mn :0. 5 2. 5%、 P 0. 05%以下、S 0. 05%以下、Al 0. 1 %以下、N :0. 01 %以下，剩余部分由！^e及不可避免的杂质构成，板厚的1/4位置的微观组织由铁素体和硬质相构成，所述硬质相的面积百分率为50 90%，且所本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种焊接热影响部及母材部的耐延性破裂发生特性优良的钢材，其特征在于，具有如下组成，即以质量％计，含有：Ｃ：０．０２～０．２％、Ｓｉ：０．０１～０．５％、Ｍｎ：０．５～２．５％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ａｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０１％以下，剩余部分由Ｆｅ及不可避免的杂质构成，板厚的１／４位置的微观组织由铁素体和硬质相构成，所述硬质相的面积百分率为５０～９０％，且所述铁素体的平均纵横比为１．５以上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：贞末照辉，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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