大线能量焊接热影响部的板厚方向韧性优异的面板用钢板及其制造方法技术

技术编号:3889232 阅读:146 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术的大线能量焊接热影响部的板厚方向韧性优异的面板用钢板,含有C、Si、Mn等,并且Ti、N、B满足下式(1)~(3),在钢板的纵截面中含有Ca的当量圆直径5μm以上的夹杂物为5个/mm↑[2]以下,长度50μm以上的MnS系夹杂物为2个/cm↑[2]以下,钢板的中心偏板部的C浓度为钢板整体的平均C浓度的1.2倍以下。(1)1.0≤[Ti]/[N]≤3.0,(2)0.0003≤[N]-[Ti]/3.4≤0.0035,(3)-0.0005≤[B]-{([N]-[Ti]/3.4)×11/14}≤0.0015(其中:[Ti]、[N]、[B]分别表示Ti、N、B的含量(质量%))。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及例如作为高层建筑结构物的建筑钢筋使用的箱形柱(也称为四面箱形柱、焊接组装箱形截面柱等)的面板(skinplate)所适用的钢 板,涉及在进行电渣焊和角部潜弧焊等线能量为400kJ/cm以上的大线能 量焊接时,受到热影响的部位(以下称为"HAZ")的板厚方向韧性优异 的钢板。
技术介绍
高层建筑结构物所适用的柱,其制造是通过使4枚长钢板(面板)成 为箱形柱形状而对长边角部进行焊接,再在焊接有梁的预定处,为了确保 强度而预先在柱内焊接隔板。进行这些焊接时,为了实现施工效率的提高 和施工时间的縮短而期望单层焊道的焊接。因此,作为面板间的焊接的角 部焊接就要进行线能量为400 600kJ/cm左右的大线能量潜弧焊,而面板 和隔板的焊接就要进行线能量为400 1200kJ/cm左右的大线能量电渣焊。 但是,若进行大线能量焊接,则焊接热影响部(HAZ)的金属组织粗大化, 由此导致焊接部的韧性劣化。为了提高耐震性,倒不如期望焊接部的韧性 提高。特别是线能量为400kJ/cm以上的大线能量焊接,与一部分建筑结 构物上进行的气电焊不同,因为线能量高,冷却速度也慢,所以韧性更容 易劣化。用于改善大线能量焊接热影响部的韧性的金属组织学的研究一直以 来都在进行,例如有l)活用TiN的研究;2)活用氧化物的研究;3)活 用硫化物的研究等。1)在活用TiN的研究中,例如在特开平5-186848号中提出活用TiN 和VN的HAZ韧性改善技术。另外特开2002-266050号提出使Ti和N的 量比率 / 比为3.5 5.0和与N量相比增多Ti量的提案。但是, 焊接金属和热影响部(HAZ)的界面(熔合线)附近处于超过140(TC的温度。特别是建筑上的焊接进行的是超大线能量焊接,因此高温下的滞留时间变长。高温下的滞留时间越长,使TiN粒子熔解,HAZ韧性改善效果 越降低。另夕卜,若为了防止这样的TiN粒子的熔解而增多Ti量,加大TiN 粒,则TiN粒子的粗大化反而导致韧性劣化。2) 作为活用氧化物的研究,例如特开2000-80436号、特开2000-80437 号和特开2003-293077号提出,活用添加有Mg的氧化物粒子的技术。但 是,均一分散微细的氧化物的技术很难,为了在工业化上进行稳定地制造 还需要进一步改善。3) 作为活用硫化物的技术,提出有通过添加REM而使硫化物、氧化 物和硫氧化物的粒子分散的技术(例如特开2004-176100号、特开2004- 10951号、特开2003-286540号);为了活用CaS的粒子而将Ca和S 和O的含量控制在ACR这样的定式化的参数的范围内的技术(例中特开2005- 220379号、特开2005-68478号公报)等。但是,活用流化物的技术 因为需要一定程度的S量,所以硫化物粗大化,韧性劣化,MnS系的夹杂 物致使板厚方向的韧性劣化。于是在地震时,建筑结构物变形,在焊接接合部沿柱材的板厚方向拉 伸应力发挥作用。虽然钢板对于作用于板面内(与板面平行的方向)的应 力较强,但是针对作为板面的垂直方向的板厚方向的应力的强度降低。因 此,为了提高建筑结构物的耐震性,希望也考虑到板厚方向的韧性。上述 的现有技术,并不能稳定满足高韧性,另外也没有考虑板厚方向的韧性。 为了评价板厚方向的韧性,必须提取同方向为纵长方向的摆锤冲击试验 片,但从通常的对接焊的钢板不能提取以板厚方向为纵长方向的试验片。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述这一情况而进行,其目的在于,提高作为建筑结构物 的钢筋使用的箱形柱的耐震性。更具体地说,是在作为面板间的焊接的箱 形柱角部的潜弧焊和面板与隔板的电渣焊的热影响部(HAZ),改善面板 的板厚方向(Z方向)的韧性。解决所述课题的本专利技术的钢板,含有C: 0.02 0.10%(质量%的意思。 下同。)、Si: 0.05 0.5o/o、 Mn: 1 .0 2.00/0、 Al: 0.0 1 0.050/0、 Cu: 0.05 1.5%、 Ni: 0.05 1.5%、 Ti: 0.003 0.02%、 B: 0.0005 0.0030%、 Ca: 0.0015 0扁0%、 N: 0.0040 0.008%和0: 0細5 0扁0%,余量是铁 和不可避免的杂质,P规定在0.015。/。以下,S规定在0.0010。/。以下,上述Ti、 B、 N的含量(质量%)满足下式(1) (3),在钢板的纵截面中, 含有Ca的当量圆直径5,以上的夹杂物为5个/mm2以下,长度50|im以 上的MnS系夹杂物为2个/cm2以下,钢板的中心偏板部的C浓度为钢板 整体的平均C浓度的1.2倍以下。(1) 1 .0《/《3.0(2) 0細3《 — /3.4-0.0035(3) —0扁5《— {( —/3.4) X11/14}《0鹿5 (其中、、 、 分别表示Ti、 N、 B的含量(质量%)。)这里所说的当量圆直径意思是和对象物同等面积的圆的直径。 本专利技术的面板用钢板也可以还含有Cr: 0.05 1.5%禾卩/或V: 0.005 0.05%。本专利技术的面板用钢板能够通过如下方式制造将满足所述成分组成,且满足所述式(1) (3)的钢板坯,1)加热至950 1250°C, 2)使终 轧温度为800 900。C而进行轧制后,3)进行30秒以上的空冷,4)其后 以l 100°C/s的冷却速度冷却至300。C以下的温度。所述制造方法,也可以是4)在300。C以下的冷却后,5)再加热至450 600°C,进行空冷。另外,在此4) 300。C以下的冷却和5) 450 600。C的 再加热及空冷之间,也可以实施700 850。C的再加热和继而以l°C/s以上 的冷却速度进行的至200。C以下的冷却。本专利技术的面板用钢板,分别控制各元素的量,也适当控制Ti、 B、 N 的含量的相互关系而使TiN和BN等的氮化物的微细分散,并且抑制对粗 大的含Ca夹杂物和板厚方向韧性有害的伸展的MnS系夹杂物,此外还抑 制C的中心偏析,因此,即使在进行潜弧焊和电渣焊等的超大线能量焊接 时,也能够确保焊接热影响部(HAZ)的板厚方向的韧性。附图说明图1是表示""与HAZ韧性的关系的曲线图。图2是表示" — /3.4"与HAZ韧性的关系的曲线图。 图3是表示"— U — /3.4) X11/14}"与HAZ韧性的 关系的曲线图。图4是模式化地表示焊接方法和摆锤冲击试验片的提取要领的概略剖 面图。具体实施方式通常,对于由造船制造商等进行钢板和钢板的气电焊对接接头和潜弧 焊对接接头,进行钢板的轧制方向(L方向)或轧制直角方向(C方向、 板宽方向)的HAZ韧性评价。但是,在对接焊接头上不能提取以板厚方 向(Z方向)为纵长方向的试验片,不能评价板厚方向(Z方向)的HAZ 韧性。另外,模拟通常进行的大线能量焊接下的热过程的再现热循环试验, 试验片的提取方向也只能在L方向或C方向进行,无法评价Z方向的HAZ 韧性。轧制的钢板在轧制方向(L方向)、轧制直角方向(C方向)和板厚方 向(Z方向)分别显示不同的状态,例如,在轧制作用下而伸展的夹杂物 存在,或受到轧制过程的金属组织存在的情况等,板厚方向(Z方向)的 HAZ韧性比起L方向和C方向的韧性劣化,因此为了本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种钢板,其特征在于,以质量%计含有: C:0.02~0.10%、 Si:0.05~0.5%、 Mn:1.0~2.0%、 Al:0.01~0.05%、 Cu:0.05~1.5%、 Ni:0.05~1.5% 、 Ti:0.003~0.02%、 B:0.0005~0.0030%、 Ca:0.0015~0.0030%、 N:0.0040~0.008%、和 O:0.0005~0.0030%, 余量是铁和不可避免的杂 质, P规定在0.015%以下,S规定在0.0010%以下, 并且,上述Ti、B、N的质量百分比含量满足下式(1)~(3), 在钢板的纵截面中,含有Ca的当量圆直径5μm以上的夹杂物为5个/mm↑[2]以下,长度50μm以 上的MnS系夹杂物为2个/cm↑[2]以下,钢板的中心偏板部的C浓度为钢板整体的平均C浓度的1.2倍以下, (1)1.0≤[Ti]/[N]≤3.0 (2)0.0003≤[N]-[Ti]/3.4≤0.0035 (3)-0.0 005≤[B]-{([N]-[Ti]/3.4)×11/14}≤0.0015 其中、[Ti]、[N]、[B]分别表示Ti、N、B的质量百分比含量。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:盐饱丰明
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]

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