本发明专利技术的焊接用钢材具有下述钢成分：PCTOD为0.065％以下，CeqH为0.225％以下，FB为0.0003％以上，并且Bp为0.09％～0.30％，在板厚方向截面的板厚中心部，当量圆直径为2μm以上的氧化物粒子为20个/mm2以下，并且0.05～0.5μm的Ti氧化物为1.0×103～1.0×105个/mm2。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的焊接用钢材具有下述钢成分：PCTOD为0.065％以下，CeqH为0.225％以下，FB为0.0003％以上，并且Bp为0.09％～0.30％，在板厚方向截面的板厚中心部，当量圆直径为2μm以上的氧化物粒子为20个/mm2以下，并且0.05～0.5μm的Ti氧化物为1.0×103～1.0×105个/mm2。【专利说明】焊接用钢材
本专利技术涉及低热输入焊接(也称为小线能量焊接)至中热输入焊接(也称为中线能量焊接)的焊接热影响部(Heat Affected Zone ；HAZ)的CTOD特性优异的焊接用钢材及其制造方法，特别涉及低热输入焊接至中热输入焊接时韧性最为劣化的FL部(焊接熔合线,Fusion Line)即丽(焊接金属)与HAZ(焊接热影响部)的边界以及IC部(临界温度间热影响部，Intercritical HAZ)即HAZ与BM(母材)的边界的CTOD特性极为良好且显示优异的韧性的焊接热影响部的CTOD特性优异的焊接用钢材。本申请基于2011年11月25日在日本申请的日本特愿2011-257688号主张优先权，在此援引其内容。
技术介绍
近年来，伴随着推进对寒冷地区等的开发，要求可在严酷的使用环境下使用的钢材。例如，要求适于在北极圈等寒冷地区使用的海洋结构物和抗震性建筑物等钢结构物的高强度的钢材。与现有钢相比，上述那样的在寒冷地区使用的钢材对作为破坏韧性的指标的CTOD(裂纹尖端张开位移,Crack Tip Opening Displacement)特性的要求高,而且还需要CTOD特性在母材和焊接热影响部都优异。焊接热影响部(HAZ)的CTOD特性主要通过在FL部以及IC部的两个位置切口的试验来进行评价。然而，迄今为止，几乎都是仅以FL部为改善CTOD特性的对象。这据认为是因为，当试验温度并不是特别严酷的条件(例如-10°C左右)时，只要满足FL部的CTOD特性，IC部的CTOD特性就能得到充分的值。但是，发现:在适于在北极圈等寒冷地区使用的钢材所要求的_80°C的严酷的试验条件下，迄今为止就算不加以考虑也不会有问题的IC部产生了低CTOD值。因此，需要使FL部的CTOD特性和IC部的CTOD特性这两个特性分别提高的技术。例如，专利文献I中公开了以低至中热输入的焊接接头可在-60°C的试验条件下获得良好的CTOD特性的技术。但是，专利文献I中并没有记载IC部的CTOD特性。专利文献2和专利文献3中公开了下述技术:不仅考虑到FL部还考虑到IC部，通过满足PeTOD和CeqH这样的参数，确保在_60°C环境下的CTOD特性。但是，本专利技术的【专利技术者】们对于基于该技术制得的钢材在_80°C下的CTOD特性进行了研究，结果确认出其并不满足所要求的特性。此外，对于实接头在_80°C下的CTOD特性与再现热循环试验的结果的对应关系进行了详细的研究，结果发现:为了满足实接头在_80°C下的CTOD特性，需要使再现热循环试验中临界CTOD值成为0.1mm以上的下限温度Τδε0.1为-125°C以下。此外，还发现:为了使上述T δ。0.1达成T δ。0.1 < _125°C，在没有添加Ni的情况下，需要使专利文献2所规定的以下参数分别满足P。? ( 0.02、CeqH ( 0.225 ;在添加了 Ni的情况下，需要使专利文献3所规定的以下参数分别满足Pctmi ^ 0.02, CeqH ( 0.225。这里，Pctod是对影响FL部的CTOD特性T δ c0.1 (FL)的钢成分进行评价的参数；CeqH是对借助IC部的硬度来影响CTOD特性的钢成分进行评价的参数。Pctod = +/22+/67+/3 式 ICeqH= + /4.16+/14.9+/12.9+/105+/1.82 式 2上述式中的成分元素为钢中的成分元素的含量(质量％ )。然而，此时，Pctod和CeqH的限制值低，因此需要大幅地限制能够添加的合金成分量。因此，以结构材料通常使用的板厚6~IOOmm无法得到高强度钢。本专利技术中高强度是指屈服强度(YS)为355N/mm2以上且抗拉强度(TS)为480N/mm2以上。优选板厚为12mm~80mm,屈服强度为400N/mm2~550N/mm2,抗拉强度为610N/mm2以下。此外，在实际的结构物中使用时，更优选板厚为30mm~60mm,屈服强度为420N/mm2~500N/mm2,抗拉强度为570N/mm2以下。钢材有厚钢板或钢管等，可以为厚钢板。另一方面，例如专利文献4中公开了通过添加B而使低温的CTOD特性提高的技术。虽然示出了通过将B添加量控制在0.0005 %~0.0020 %来提高CTOD特性，但作为其目标的特性是_30°C及_50°C下的CTOD特性。本专利技术的【专利技术者】们对于基于该技术制得的钢材，在本专利技术所主要设想的潜弧焊(SAW:Submerged arc welding)法的焊接条件下,对-80°C环境下的CTOD特性进行了研究，结果其并不满足所要求的特性。另外，例如专利文献5中示出了通过添加0.0003 %~0.003 %的B且将固溶B量控制在0%来提高HAZ韧性。但是，其为设想成大热输入焊接的技术，而且其目标特性为-20°C下的HAZ韧性。本专利技术的【专利技术者】们对于基于该技术制得的钢材，在本专利技术所主要设想的潜弧焊(SAW:Submerged arc welding)法的焊接条件下，对_80°C环境下的CTOD特性进行了研究，结果其并不满足所要求的特性。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2007-002271号公报专利文献2:日本特开2010-248590号公报专利文献3:国际公开公报W02010/134323A1专利文献4:日本特开平9-1303号公报专利文献5:国际公开公报W02009/072559A1
技术实现思路
专利技术所要解决的问题 在HAZ部之中，FL部在焊接时经受最为高温的热历史；IC部则由于多层焊接而经受接近熔融温度的高温的热历史，然后经受紧随Acl温度(升温时的α — Y相变温度)以上的热历史，因此它们中的任一个的CTOD特性都特别容易劣化。据认为对于经受高温的热历史的FL部而言，韧性由于显微组织粗大化而劣化，因此使显微组织微细且均匀是有效的。另外，据认为对于FL部及IC部中的任一个而言，降低成为破坏起点的粗大的非金属夹杂物是重要的，而降低0(钢中氧)对于降低非金属夹杂物是有效的。然而，另一方面，若降低O,则晶粒内相变铁素体(Intragranular Ferrite ；IGF)减少，从而CTOD特性有可能会低下。对于这些问题，如上所述，迄今为止并没有提供_80°C下的FL部的CTOD特性及IC部的CTOD特性(破坏韧性)满足要求值的高强度的焊接用钢材。因此，本专利技术的目的在于，提供-80°C下的FL部的CTOD特性及IC部的CTOD特性(破坏韧性)在低至中热输入的多层焊接等中满足要求值的高强度的焊接用钢材。本专利技术中的低至中热输入是指当例如板厚为50mm时为1.5~5.0kJ/mm左右的热输入。用于解决问题的手段本专利技术的【专利技术者】们对于在使得满足作为高强度钢的母材强度的同时使得满足进行了低至中热输入(当例如板厚为50m本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种焊接用钢材，其特征在于，其具有下述钢成分：以质量％计含有C含量[C]为0.015％～0.045％的C、Si含量[Si]为0.05％～0.20％的Si、Mn含量[Mn]为1.6％～2.5％的Mn、Ni含量[Ni]为0.1％～1.0％的Ni、Ti含量[Ti]为0.005％～0.015％的Ti、B含量[B]为0.0003％～0.0015％的B、N含量[N]为0.002％～0.006％的N和O含量[O]为0.0015％～0.0035％的O，将P含量[P]限制在0.008％以下，将S含量[S]限制在0.005％以下，将Al含量[Al]限制在0.004％以下，将Nb含量[Nb]限制在0.004％以下，将Cu含量[Cu]限制在0.5％以下，将V含量[V]限制在0.02％以下，剩余部分包含铁和不可避免的杂质，由下述式1所示的PCTOD为0.065％以下，由下述式2所示的CeqH为0.225％以下，由下述式3所示的FB为0.0003％以上，并且由下述式4所示的Bp为0.09％～0.30％，在板厚方向截面的板厚中心部，当量圆直径为2μm以上的氧化物粒子为20个/mm2以下，并且当量圆直径为0.05～0.5μm的Ti氧化物为1.0×103～1.0×105个/mm2，其中，PCTOD＝[C]+[Cu]/22+[Ni]/67+[V]/3 式1CeqH＝[C]+[Si]/4.16+[Mn]/14.9+[Cu]/12.9+[Ni]/105+[V]/1.82 式2FB＝[B]‑0.77×([N]‑0.29×([Ti]‑2×([O]‑0.89×[Al]))) 式3Bp＝(884×[C]×(1‑0.3×[C]2)+294)×FB 式4式中，在使O’＝[O]‑0.89×[Al]的情况下，当O’≤0时，设定为O’＝0；在使Ti’＝[Ti]‑2O’的情况下，当Ti’≤0时，设定为Ti’＝0；在使N’＝[N]‑0.29×Ti’的情况下，当N’≤0时，设定为N’＝0；在FB≤0的情况下，设定为FB＝0。...
【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：福永和洋，渡部义之，臼井真介，千千岩力雄，
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
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