提供一种ＨＡＺ的韧性极其优异的钢材，其通过适当调整化学成分组成，使钢材组织中分散适当的复合氧化物，并且，通过使不会因焊接时受到的热量而消失的ＴｉＮ分散，从而使ＨＡＺ的韧性极其优异。分别含有Ｃ：０．０２～０．１０％、Ｓｉ：０．５％以下（不含０％）、Ｍｎ：１．０～２．０％、Ｐ：０．０３％以下（不含０％）、Ｓ：０．０２％以下（不含０％）、Ａｌ：０．０５％以下（不含０％）、Ｔｉ：０．００５～０．１０％、ＲＥＭ：０．００１～０．００７％、Ｚｒ：０．００１～０．０５０％、Ｎ：０．００２～０．０１０％、Ｃａ：０．００１～０．０１０％和Ｏ：０．００１０～０．０１５％，并且由规定的关系式所规定的Ａ值处于５００～６０００的范围。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在焊接桥梁、高层建筑物和船舶等所使用的钢材时，将受到热影响的部位(以下称为"焯接热影响部"或"HAZ")的韧性进行了 改善的钢材。
技术介绍
被使用于桥梁、高层建筑物和船舶等的钢材所要求的特性，近年来曰 益严格，要求有特别良好的韧性。这些钢材一般多以焊接接合，但特别存 在的问题是HAZ在焊接时受到热影响而韧性容易劣化。该韧性劣化在焊 接时的线能量越大时体现得越显著，其原因被认为在于，若焊接时的线能 量越大，HAZ的冷却速度越慢，淬火性降低而生成粗大的岛状马氏体。因 此为了改善HAZ韧性，极力抑制焊接时的线能量即可。而另一方面，在 提高焊接作业效率上，期望采用例如气电焊和焊剂一铜衬垫焊接法等的大 线能量焊接法。因此，已经提出有即使在采用大线能量焊接法时也可抑制HAZ韧性 的劣化的钢材。例如在专利文献1中，提出有一种通过低C化、低Si化 和低N化而降低岛状马氏体的面积率，使HAZ的韧性良好的钢材。另外 在该技术中还公开，通过形成Ti和Zr的氮化物来抑制奥氏体晶粒(y晶粒)的粗大化，并且氮化物粒子作为来自Y晶内的铁素体相变核发挥作用， 还发挥着使HAZ组织微细化的效果。此外在该技术中还公开，含有Ca、 REM(稀土类元素)、Mg的微细氧化物和硫脂物分散在钢中，由此y晶粒 的微细化得以实现，并且可以确保强度，能够使HAZ的韧性提高。然而，本专利技术者们研究时发现，若焊接金属达到140(TC以上的高温， 则HAZ之中、特别是接近焊接金属的部位(以下称为"熔合部")由于焊 接时受到的热导致上述TiN固溶消失，从而不能抑制韧性劣化。另一方面，在专利文献2中公开有一种技术，其是通过形成含有Ca3和Mg的氧化物和含有Ca、 Cu、 Mg等的硫化物(或复合硫化物)，从而 实现HAZ的韧性提高。另外，从通过在钢中形成复合氧化物会使HAZ的 韧性良好这一观点出发，还提出有关于通过使含有REM的氧化物和/或 CaO和ZrO的复合氧化物形成，从而改善HAZ的韧性的技术(例如专利 文献3 5)。若研究至今为止所提出的技术，则能够判定的是，使复合氧化物分散 在钢中对改善HAZ的韧性极其有用。特别是认为使复合氧化物分散在钢 中，即使在焊接时受到热影响也不会固溶消失，因此能够使HAZ的韧性 提高。然而，进行大线能量焊接时，期望能够进一步提高HAZ的韧性的 钢材的实现也是事实。专利文献1特开2002-194490号公报专利文献2特开2004-169048号公报专利文献3特开2007-100213号公报专利文献4特开2007-247004号公报
技术实现思路
本专利技术正是在这种状况下而做，其目的在于，提供一种HAZ(焊接热 影响部)的韧性极其优异的钢材，其通过适当调整化学成分组成，使钢材 组织中分散适当的复合氧化物，并且，通过使不会因焊接时受到的热量而 消失的TiN分散，从而使HAZ (焊接热影响部)的韧性极其优异。所谓能够解决上述课题的本专利技术的钢材，具有如下几点要旨分别含 有C: 0.02 0.10% ("质量％"的意思。下同)、Si: 0.5°/。以下(不含0%)、 Mn: 1.0 2.0%、 P: 0.03%以下(不含0%)、 S: 0.02%以下(不含0%)、 Al: 0.05%以下(不含0%)、 Ti: 0.005 0.10%、 REM: 0.001 0.007%、 Zr: 0.001 0.050%、 N: 0.002 0細％、 Ca: 0.001 0.010%禾口 0: 0週0 0.015%，并且由下式(1)规定的A值处于500 6000的范围。 A值二XX108 …(1)其中，和分别表示Ca和N的含量(质量％)。 本专利技术的钢材中，作为其他元素优选还含有如下元素之中的l种以上 Ni: 1.50%以下(不含0%)、 Cu: 1.50%以下(不含0%)、 Cr: 1.5%以下(不含0%)、 Mo: 1.5%以下(不含0%)、 Nb: 0.25%以下(不含0%)、 V: 0.10%以下(不含0%)和B: 0.005%以下(不含0%)，含有如上元素能够 提高母材的强度。还有，所述钢材的余量也可以是铁和不可避免的杂质。 根据本专利技术，通过既保持Ca和N的含量的平衡，又适当调整钢材的 化学成分组成，从而使钢材组织中分散适当的复合氧化物，并且通过使即 使因焊接时受热也不会消失的TiN分散，能够实现HAZ (焊接热影响部) 的韧性极其优异的钢材，这种钢材在焊接时，不限于小 中线能量焊接， 即使是大线能量焊接，也能够防止焊接热影响部(HAZ)的韧性劣化。具体实施例方式本专利技术者们以进一步提高了焊接热影响部的韧性的钢材的实现为目 标而反复研究。其结果发现，如果调整为如下的化学组成，即作为钢材组 织中分散的复合氧化物，为含有REM、 Zr和Ti的复合氧化物的形态，并 且使即使在焊接时受热也不会消失这样的TiN分散，则焊接热影响部的韧 性进一步提高，从而完全本专利技术。含有REM、 Zr和Ti的复合氧化物(以下记为"Ti/REM/Zr复合氧化 物")，比起至今为止提出的复合氧化物，更有效地发挥着对Y晶粒的钉扎 效果，从而抑制Y晶粒的粗大化。而且本专利技术的钢材，在发挥来自这一复 合氧化物的效果的同时，还使钢中分散氮化物粒子(TiN)作为来自Y晶 内的的铁素体相变核有效地发挥作用(即，提高晶内相变能)，由此使HAZ 韧性更加优异。可是，关于TiN，己知在通常的钢材的成分调整之下，如果达到1400 。C级的高温，则在钢材中固溶消失(专利文献l)。如此TiN在钢材中固溶 消失时，仅仅使上述这样的复合氧化物分散，在HAZ韧性的改善效果上 存在局限，不能发挥希望的HAZ韧性。这一倾向在低N时显著。因此，本专利技术者们就即使达到140(TC级的高温，在钢材中也不会固溶 消失的状况进行研究。其结果是，如果含有对应N含量的适当量Ca，则 即使在大线能量焊接的高温下，也能够保持上述复合氧化物和TiN的共存 状态，能够确保高水平的HAZ韧性。g卩，使下式(1)所规定的A值为 500 6000的范围，如此平衡地含有N含量和C含量，则即使在大线能量5焊接的高温下，上述复合氧化物和TiN的共存状态也能够得以保持。 A值^Ca]XX108 …(1)其中，和分别表示Ca和N的含量(质量％)。 上式(1)所规定的A值为500以上时，即使在大线能量焊接的高温 下，TiN也很难消失，提高晶内相变能的效果得到发挥，能够维持HAZ 韧性提高效果。但是，若上述A值超过6000而变得过剩，则TiN、 CaO、 CaS等的粗大夹杂物生成，HAZ韧性反而劣化。上述A值的优选下限为 2000。通过将上式(1)所规定的A值控制在规定的范围内，即使在大线能 量焊接的高温下TiN也很难消失，关于其理由，认为有可能是由于比起 MnS与TiN的整合性更强的CaS生成。本专利技术的钢材，含有前述这样的Ti/REM/Zr复合氧化物，但是这样的 氧化物要通过适当调整Ti、 REM和Zr的含量而形成。而且，这种复合氧 化物即使在焊接时受到热影响而达到140(TC级的高温也不会固溶消失，因 此在焊接时的HAZ能够防止奥氏体晶粒的粗大化，作为其结果是能够用 手HAZ的韧性劣化。在本专利技术的钢材中，上述这样的复合氧化物形成，能够本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种焊接热影响部的韧性优异的钢材，其特征在于，以质量％计含有Ｃ：０．０２～０．１０％、Ｓｉ：０．５％以下但不含０％、Ｍｎ：１．０～２．０％、Ｐ：０．０３％以下但不含０％、Ｓ：０．０２％以下但不含０％、Ａｌ：０．０５％以下但不含０％、Ｔｉ：０．００５～０．１０％、ＲＥＭ：０．００１～０．００７％、Ｚｒ：０．００１～０．０５０％、Ｎ：０．００２～０．０１０％、Ｃａ：０．００１～０．０１０％和Ｏ：０．００１０～０．０１５％，并且，由下式（１）规定的Ａ值处于５００～６０００的范围， Ａ值＝［Ｃａ］×［Ｎ］×１０↑［８］ …（１） 其中，［Ｃａ］和［Ｎ］分别表示Ｃａ和Ｎ的质量百分比含量。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：杉谷崇，出浦哲史，杉村朋子，冈崎喜臣，名古秀德，太田裕己，
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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