焊接热影响区的韧性优异的厚钢板制造技术

公开了一种即使在进行高热能焊接时ＨＡＺ韧性也优异的厚钢板，其含有Ｃ：０．０３～０．１２％、Ｓｉ：０．２％以下（含０％）、Ｍｎ：１．０～２．０％、Ｐ：０．０３％以下（不含０％）、Ｓ：０．０１５％以下（不含０％）、Ａｌ：０．１０％以下（不含０％）、Ｔｉ：０．０１５～０．０８％、Ｎ：０．００６０～０．０１２０％和Ｂ：０．００１０～０．００５０％，此外还含有Ｎｂ：０．００５～０．０２０％和／或Ｚｒ：０．０００１～０．０５０％，且满足（１）式的关系，并且以圆当量直径计算为０．０５μｍ以下的含Ｔｉ氮化物每１ｍｍ↑［２］存在５．０×１０↑［６］个以上。［Ｔｉ］×１６［Ｓｉ］×（１２－４０［Ｃ］）＜０．３８（％）…（１），其中，［Ｔｉ］、［Ｓｉ］和［Ｃ］分别表示Ｔｉ、Ｓｉ和Ｃ的含量（质量％）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥梁、高层建筑物和船舶等的焊接结构物所适用的钢板，尤其是涉及高热能焊接后的热影响区(以下仅记述为"HAZ")的韧性优 异的钢板。
技术介绍
近年来，随着上述各种悍接结构物的大型化，板厚为50mm以上的厚 钢板的焊接不可避免。因此，在所有领域中，从焊接施工效率的改善这一 观点出发，就有指向热能为50kJ/mm以上的高热能焊接的状况。然而，若进行高热能焊接，则HAZ被加到高温的奥氏体区域之后徐 冷，因此HAZ (特别是HAZ的熔合部附近)的组织粗大化，存在该部分 的韧性容易劣化这样的问题。确保此HAZ的韧性(以下称为"HAZ韧性") 良好成为长年的课题。用于防止高热能焊接时的HAZ韧性劣化的技术，至今为止也提出了 很多。作为这一技术的代表例，例如特公昭55-26164号所示，提出有一种 钢材，其通过使钢材中分散析出微细的TiN，以抑制在进行高热能焊接时 在HAZ产生的奥氏体粒的粗大化，从而抑制了HAZ韧性的劣化。然而在 这一技术中，若焊接金属达到140(TC以上的高温，则在HAZ之中、特别 是接近焊接金属的部位(熔合部)，由于焊接时受到的热而导致上述TiN 固溶消失，而存在不能充分抑制HAZ韧性的劣化这样的问题。由此，例如特开平10-298708号中还提出，通过活用MgO而使TiN 微细分散，并且将其作为在高热能焊接时固溶的TiN的替代物来活用，从 而改善HAZ韧性。然而，利用氧化物时，达到与TiN相匹敌的那种均一 微细分散很困难，存在特性容易发生偏离的问题。另外，在特开2001-98340号中也提出一种技术，其为了抑制粒径超过0.1pm这样的粗大TiN的生成，通过实现粒径为0.01 0.1pm的微细TiN 的分布的适当化，从而实现HAZ韧性的改善。然而，只是实现微细的TiN 的分布的适当化，仍不能确保充分的HAZ韧性。于是，本专利技术者们率先在特开2005-200716号中提出了一种即使在焊 接时受到高温的热影响时HAZ韧性也不会劣化的钢材。在该技术中，通 过在钢材中大量添加N，且适当控制Ti和B的添加平衡，即使在焊接后 仍会使未固溶而存在的TiN的量增加，从而改善HAZ韧性。另外本专利技术者们还提出一项技术(特开2004-218010号)，其通过使 焊接用钢中存在的TiN系夹杂物之中积极地含有Nb，并且抑制Ti/Nb比， 使粒径为0.01 0.25pm的夹杂物的个数每lmn^为1.0乂104个以上，从而 确保宽泛的热以有范围下的HAZ韧性。然而，在焊接的领域中，实际情况是要求HAZ韧性的进一步改良。 另外，还指摘出压下量降低的钢板(母材)板厚中心部的低温韧性降低这 样的问题。为了改善母材的韧性，已知有效的方法是使终轧温度降低，但 是随着钢板的板厚扩大，当板厚成为80mm以上这样的厚钢板时，存在不 能确保充分的韧性这样的问题。此外，还指摘出压下量降低的钢板(母材)板厚中心部的低温韧性降 低这一问题。为了改善母材的韧性，已知有效的方法是使终轧温度降低， 但是随着钢板的板厚扩大，当板厚成为80mm以上这样的厚钢板时，存在 不能确保充分的韧性这样的问题。
技术实现思路
本专利技术鉴于这样的状况而做，其主要目的在于，提供一种即使在进行 高热能焊接时HAZ韧性仍优异的厚钢板。另外，本专利技术的另一目的在于，提供一种即使在进行高热能焊接时 HAZ韧性仍优异的厚钢板，具体来说就是提升HAZ的熔合区附近的最低 韧性，并且改善韧性的平均值，能够使熔合区附近的韧性平衡良好的厚钢 板。本专利技术此外的另一 目的在于，提供一种即使在进行高热能焊接时HAZ 韧性仍优异，并且母材自身的韧性也优异的厚钢板。所谓能够解决上述课题的本专利技术的厚钢板，其具有如下要点含有C:0.03 0.12% ("质量％"的意思，下同)、Si: 0.2%以下(含0%)、 Mn: 1.0 2.0%、 P: 0.03%以下(不含0%)、 S: 0.015%以下(不含0%)、 Al: 0.10%以下(不含0%)、11:0.015 0.08%、N: 0,0060 0.01200/o和B: 0.0010 0.0050%,此外还含有Nb: 0.005 0.020%和/或Zr: 0扁1 0.050%，且满足下述(1)式的关系，并且以圆当量直径计算为0.05pm以下的含Ti 氮化物每lmn^存在5.0X 106个以上。 X16 X (12—40 ) <0.38 (%)…(1) 其中，、 和分别表示Ti、 Si和C的含量(质量％)。 还有，上述所谓"圆当量直径"，是着眼于含Ti氮化物的大小，求得 假定与其面积相等的圆的直径，在透射型电子显微镜(TEM)观察面上确 认到的氮化物的直径(关于后述的氧化物的大小也同样)。本专利技术作为对 象的含Ti氮化物具有的宗旨是，当然包含TiN，不过也包含由其他的氮化 物形成元素(例如Nb、 Zr、 V等)置换了 Ti的一部分(以原子比计为50% 左右)的氮化物。以下，将具有上述这种构成的厚钢板的专利技术称为基本发 明。在本专利技术的上述厚钢板(基本专利技术)中，也可以有C: 0.1%以下、Al: 0.01 0.10%、 S: 0.01%以下、Ti: 0.04%以下，含有Nb和Zr，或者至少 含有Nb和Zr中的Nb，并且在以所述圆当量直径计算为0.05pm以下的含 Ti氮化物之中，以圆当量直径计算为0.01 0.03pm的含Ti氮化物个数相 对于全部含Ti氮化物占75。/。以上，通过采用这一构成，能够防止焊接后 的组织变得不均一，使HAZ韧性的平衡良好。在本专利技术的上述厚钢板中，除了上述成分以外，根据需要还可以使之 含有从Ca、 Mg和REM所构成的群中选择的1种以上的元素，合计为 0.0005 0.0050%，通过含有这样的元素，对应含有元素的种类，厚钢板的 特性将进一步得到改善。在本专利技术的上述厚钢板(基本专利技术)中，也可以有A1: 0.01%以下， Nb和/或Zr之中至少含有Zr，此外含有REM: 0.001 0.05%禾口/或Ca: 0.0003 0.02%，且作为含有REM和/或Ca、 Ti和Zr的氧化物，以圆当量 直径计算为0.2 5pm的氧化物每lmn^存在500个以上，通过采用这种构成，能够使母材的韧性也良好。还有，氧化物中的"圆当量直径"的意思与上述氮化物的情况相同。 另外，本专利技术中作为对象的氧化物当然包含氧化物单体，但也包含在氧化物中复合析出有硫化物和氮化物(不含Ti的氮化物)等其他化合物的氧化物。在本专利技术的上述厚钢板中，采用上述任何一种构成，根据需要都可以再使之含有如下等元素(a)从Cu、 Ni和Cr所构成的群中选择的1种以上的元素合计为0.1 1.5%; (b) Mo: 0.5%以下(不含0%)和/或V:0.1%以下(不含0%)，通过含有这样的元素，对应其种类，厚钢板的特性将被进一步改善。 具体实施例方式即使在焊接时的高温下仍使熔留的含Ti氮化物(以下由TiN代表) 增加，本专利技术者们虽然己在这方向取得了成功(上述特开2005-200716号)， 但为了以这一技术为基础，进一步改善HAZ韧性而反复研究。在焊接时，微细TiN熔解，并且粗大的TiN将显示出粒成长这样的举 动(奥斯特瓦尔德(Ostwald)成长)。本专利技术者们着眼于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接热影响区的韧性优异的厚钢板，其特征在于，以质量％计含有Ｃ：０．０３～０．１２％、Ｓｉ：０．２％以下且含０％、Ｍｎ：１．０～２．０％、Ｐ：０．０３％以下但不含０％、Ｓ：０．０１５％以下但不含０％、Ａｌ：０．１０％以下但不含０％、Ｔｉ：０．０１５～０．０８％、Ｎ：０．００６０～０．０１２０％和Ｂ：０．００１０～０．００５０％，此外还含有Ｎｂ：０．００５～０．０２０％和／或Ｚｒ：０．０００１～０．０５０％，并且满足下述（１）式的关系，并且以圆当量直径计为０．０５μｍ以下的含Ｔｉ氮化物每１ｍｍ↑［２］内存在５．０×１０↑［６］个以上，［Ｔｉ］×１６［Ｓｉ］×（１２－４０［Ｃ］）＜０．３８（％）…（１）其中，［Ｔｉ］、［Ｓｉ］和［Ｃ］分别表示Ｔｉ、Ｓｉ和Ｃ的质量％的含量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：冈崎喜臣，高冈宏行，名古秀德，出浦哲史，杉村朋子，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]