厚钢板的制造方法技术

本发明专利技术提供评价适用于大型集装箱船、散货船等的脆性裂纹传播停止性能优异的厚钢板(主要为板厚50mm以上的厚钢板)的与实船相当的长大脆性裂纹传播停止性能的方法以及试验装置。在具有1.5m以上的宽度的大型试件的宽度直角方向，用拉伸试验机负荷拉伸荷重，评价针对裂纹长度为1m以上的长大脆性裂纹的长大脆性裂纹传播停止性能时，向大型试件传递来自拉伸试验机的拉伸荷重的传递部以成为大型试件的宽度的2.8倍以上、更优选4.1倍以上的间隔并以夹持大型试件的宽度中心的方式具有成为大型试件的厚度的2.5倍以上的增厚部，来自拉伸试验机的拉伸被负荷在以增厚部夹持大型试件的宽度直角方向的中心的位置。试验装置具有传递部。

The manufacturing method of thick steel plate

The present invention provides a method for evaluating the performance of a thick steel plate (mainly thick steel plate above 50mm thickness) for large container ships, bulk carriers, and so on. At the right angle in the width of a large specimen with a width above 1.5m, the load is stretched by a tensile test machine, and when the long brittle crack propagation stop performance for a brittle crack with a crack length of more than 1m is evaluated, the transfer part of the tensile test machine is transferred from the tensile test machine to become a large specimen. More than 2.8 times of the width, more preferably 4.1 times more intervals and more than 2.5 times the thickness of the large specimen in the way of holding the width center of the large specimen, the tensile load from the tensile testing machine is placed in the center of the center of the width of the large specimen with the thickening part. The test device has a transfer section.

【技术实现步骤摘要】
厚钢板的制造方法本申请为专利申请201380022478.8(申请日：2013年8月2日，专利技术创造名称：厚钢板的长大脆性裂纹传播停止性能的评价方法、用于该评价方法的试验装置以及厚钢板的制造方法)的分案申请。
本专利技术涉及对优选地用于制造大型集装箱船(Mega-containercarrier)、散货船(bulkcarrier)等的厚钢板(steelplate)(主要为板厚为50mm以上的厚钢板)，评价与实船相当的长大脆性裂纹的裂纹传播停止性能(longbrittlecrackarrestability)的方法以及试验装置。
技术介绍
集装箱船、散货船为了提高承载能力(carryingcapacity)、提高货物装卸效率(cargohandlingefficiency)等，形成增大上部开口部(upperaperture)之类的结构。因此，为了确保船体的刚性(rigidity)和纵向强度(longitudinalstrength)，对于这些船而言，必须特别使船体外板(outerplateofvessel’sbody)厚壁化。近年来，集装箱船大型化，对于6000～20000TEU(Twenty-footEquivalentUnit：二十英尺当量单位)的大型船而言，船体外板的板厚为50mm以上。如果板厚为50mm以上，则由于板厚效应(thicknesseffect)而导致破坏韧性(fracturetoughness)降低，而且焊接热输入(weldingheatinput)也变大，因此存在焊接部(weldedpart)的破坏韧性进一步降低的趋势。应予说明，TEU表示换算成长度为20英尺的集装箱的个数，表示集装箱船的承载能力的指标。对于船舶(ships)、管线(linepipe)所使用的钢板(主要为板厚小于50mm的较薄的钢材)，可以通过TMCP(Thermo-Mechanical-Control-Process：热机械控制工艺)法实现细粒化，提高低温韧性(low-temperaturetoughness)，赋予优异的脆性裂纹传播停止性能(brittlecrackarrestability)。作为不使合金成本(alloycost)上升而提高脆性裂纹传播停止性能的方法，提出了将钢材的表层部(surfacepart)的组织(microstructure)超微细化的技术。例如，专利文献1中公开了着眼于在脆性裂纹传播时，钢材表层部产生的剪切唇(shear-lips)(塑性变形区域(plasticdeformationarea))对脆性裂纹传播停止性能的提高有效的情况，使剪切唇部分的晶粒微细化，使传播的脆性裂纹所具有的传播能量(propagationenergy)吸收的方法。专利文献1中，将钢板热轧后，反复进行1次以上的如下工序，即通过控制冷却(controlledcooling)，将表层部分冷却到Ar3相变点以下，其后停止控制冷却，使表层部分再加热到相变点以上的工序，其间对钢材施加压下。专利文献1中，通过采用这样的方法，使之反复相变或者加工重结晶(recrystallizationduetodeformation)，在表层部分生成超微细的铁素体组织(ferritestructure)或者贝氏体组织(bainitestructure)。专利文献2中，以铁素体-珠光体(pearlite)为主体微观结构(microstructure)的钢材中，两个表面部由含有50％以上的具有当量圆平均粒径(averageofequivalentcirclediameter)为5μm以下、长宽比(aspectratio)为2以上的铁素体晶粒的铁素体组织的层构成。此外，专利文献2中公开了如下内容：如果通过使精轧中的每1次轧制的最大压下率(maximumrollingreduction)为12％以下而抑制局部重结晶现象(recrystallizationphenomenon)，抑制铁素体粒径的偏差(variation)、则可得到脆性裂纹传播停止性能提高这样的优异效果。专利文献3中作为受到塑性变形(plasticdeformation)后的耐脆性裂纹传播性能优异的钢材，公开了通过采用以下(a)～(d)所述的条件制造的以在晶粒内形成有亚晶粒(sub-grain)的微细铁素体为主要组织的钢材。专利文献3中，在不需要钢板表层的冷却和再加热等复杂的温度控制(temperaturecontrol)的情况下，提高受到塑性变形后的脆性裂纹传播停止性能。(a)确保微细的铁素体晶粒的轧制条件，(b)在距表面的深度为钢材板厚的5％以上的部分生成微细铁素体组织的轧制条件，(c)在微细铁素体中使集合组织发达且利用热能(thermalenergy)对通过加工(轧制)导入的位错(dislocation)进行再配置而使亚晶粒形成的轧制条件，(d)抑制形成的微细铁素体晶粒和微细亚晶粒的粗大化的冷却条件。另外，作为与专利文献1～3不同的技术思想(technologicalthought)，专利文献4中公开了通过使集合组织(texture)发达而在钢材的破坏面上在与板厚方向平行的方向产生分离(separation)，缓和脆性裂纹前端的应力，由此提高耐脆性裂纹传播性能的方法。此外，专利文献4中记载了通过控制轧制而使(110)面X射线强度比(X-rayintensityratio)为2以上，且使当量圆直径(equivalentcirclediameter)为20μm以上的粗大粒为10％以下。专利文献5中公开了焊接结构用钢，如果使用该焊接结构用钢，则能够提高焊接接缝部(weldedjoint)的脆性裂纹传播停止性能。具体而言，专利文献5中，作为上述焊接结构用钢，公开了一种钢板，其特征在于，在板厚内部的轧制面的(100)面的X射线面强度比具有1.5以上。而且，专利文献5中记载了如下内容：如果为该钢板，则由于集合组织发达，使裂纹传播方向(crackpropagationdirection)相对于与应力负荷方向(stressloadingdirection)垂直的方向发生改变，从焊接接缝部向母材侧引导脆性裂纹，提高作为接缝的脆性裂纹传播停止性能。另外，专利文献6中公开了一种钢板，其特征在于，在板厚中央部的轧制面的(211)面的X射线强度比为1.3以上，且在板厚1/4部的轧制面的(100)面X射线强度比为1.5以上，在板表层部的轧制面的(100)面X射线强度比为1.5以上。而且，专利文献6中记载了如下内容：如果为该钢板，则由于集合组织发达，使在介由T接缝(T-joint)等而从钢板表面突入的脆性裂纹前端附近产生裂缝(crack)，该裂缝作为裂纹传播阻力而起作用，针对在板厚方向传播的脆性裂纹的脆性裂纹传播停止性能提高。另一方面，考虑到船体结构(hullstructure)中，即便万一从焊接部产生脆性破坏(brittlefracture)时，也需要停止脆性裂纹的传播而防止船体分离。对板厚小于50mm的造船用钢板焊接部的脆性裂纹传播行为，日本造船研究协会(TheShipbuildingResearchAssociationofJapan)第147委员会通过实验进行了研究。第147委员会通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长大脆性裂纹传播停止性能优异的厚钢板的制造方法，其特征在于，将钢材料在900～1350℃的温度加热，接着在钢板表面温度为1000～850℃的温度区域以累积压下率10％以上轧制后，在钢板表面温度为900～600℃的温度区域以累积压下率50％以上、轧制结束时的钢板表面温度为800～550℃进行热轧而制造，所述钢材料的钢组成以质量％计，含有C：0.15％以下、Si：0.6％以下、Mn：0.8～2.4％、S：0.001～0.05％，含有选自Ti：0.005～0.05％或者Nb：0.001～0.1％中的至少1种，进一步含有选自Cu：2.0％以下、V：0.2％以下、Ni：2.0％以下、Cr：0.6％以下、Mo：0.6％以下、W：0.5％以下、B：0.0050％以下、Zr：0.5％以下中的至少1种，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，所述制造方法进一步包括如下评价工序：在具有1.5m以上的宽度的大型试件的宽度直角方向负荷拉伸荷重而评价针对所述大型试件中的裂纹长度为1m以上的长大脆性裂纹的传播停止性能，所述评价工序通过考虑向所述大型试件传递来自拉伸试验机的拉伸荷重且夹持所述大型试件的宽度直角方向的中心而配置的传递部的增厚部间的间隔Aeff、所述增厚部的厚度以及所述大型试件的宽度W与动态应力放大系数的相关关系，能够评价实船相当条件，所述增厚部具有成为所述大型试件的厚度t的2.5倍以上的厚度，所述增厚部间的间隔Aeff以可得到不产生荷重降低的Aeff/W＝8.3的试验条件的95％以上的动态应力放大系数的方式，以所述大型试验片的宽度W的2.8倍以上的范围进行调整，所述评价工序在裂纹传播速度为500～800m/s的范围内进行，来自所述拉伸试验机的拉伸荷重被负荷在以所述增厚部夹持所述大型试件的宽度直角方向的中心的位置。...

【技术特征摘要】
2012.08.06 JP 2012-1739401.一种长大脆性裂纹传播停止性能优异的厚钢板的制造方法，其特征在于，将钢材料在900～1350℃的温度加热，接着在钢板表面温度为1000～850℃的温度区域以累积压下率10％以上轧制后，在钢板表面温度为900～600℃的温度区域以累积压下率50％以上、轧制结束时的钢板表面温度为800～550℃进行热轧而制造，所述钢材料的钢组成以质量％计，含有C：0.15％以下、Si：0.6％以下、Mn：0.8～2.4％、S：0.001～0.05％，含有选自Ti：0.005～0.05％或者Nb：0.001～0.1％中的至少1种，进一步含有选自Cu：2.0％以下、V：0.2％以下、Ni：2.0％以下、Cr：0.6％以下、Mo：0.6％以下、W：0.5％以下、B：0.0050％以下、Zr：0.5％以下中的至少1种，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，所述制造方法进一步包括如下评价工序：在具有1...

【专利技术属性】
技术研发人员：半田恒久，伊木聪，大井健次，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP