焊接变形较小且耐腐蚀性优良的钢板制造技术

本发明专利技术提供一种焊接变形较小且耐腐蚀性优良的钢板。该钢板的特征在于，具有这样的化学组成，即，以质量％计，含有C：0.02％～0.25％、Si：0.01％～0.7％、Mn：0.3％～2％、P：0.05％以下、S：0.008％以下、Cu：小于0.2％、Cr：1％～2.5％、Mo：0.05％以下、Nb：0.005％～0.1％、Al：0.003％～0.1％、N：0.01％以下及Sn：0.03％～0.50％，剩余部分由Fe及杂质构成，且Cu／Sn比为1以下，金相组织由10％～60％的铁素体组织和40％～90％的贝氏体组织及／或马氏体组织构成，而且，该铁素体组织的平均粒径为30μm以下，贝氏体组织及／或马氏体组织的硬度与铁素体组织的硬度之比为1.5以上。也可以还含有Ti、Ni、V、B、Zr、Ca、Mg及REM中的一种或两种以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种在造船、海洋构造物、建筑构造物、桥梁、土木等领域中采用的、焊接变形较小且耐腐蚀性优良的钢板。特别是涉及ー种在角焊缝焊接作业时产生的焊接变形较小且耐腐蚀性优良的钢板。
技术介绍
通常，在制作各种焊接钢构造物时，由焊接金属的凝固收缩及其之后的冷却和相变引起的收缩、膨胀导致发生变形。作为焊接变形的代表，能够列举出T型角焊缝焊接部的角变形。在残留着角变形地制作构造物吋，压曲强度由于构件的变形而大幅度降低、或者破坏特性劣化，因此，有可能不成为设计者期待的构造物。为了防止该事态，通过进行各种研究来谋求防止对策。将目前应用的焊接变形防止对策大致分类，有如下的(i) (iii)这3个。_4] ( i )设计的研究(提高被变形构件的刚性的方法)焊接变形残留的原因是因为焊接金属、母材的焊接终端部附近受到塑性变形。受到了塑性变形的部位欲使其外侧部分弹性变形，但在刚性较高、即截面积较大的情况下，受到了塑性变形的部位的变形量变小。因而，増大截面积地设计变更能够作为ー个防止对策。但是，在使用钢材的成本上升、重量上升及エ期长期化的方面，增大截面积这样的设计变更的损失较多。(ii)焊梓时的研究在焊接时，能够通过进行某种研究来防止焊接变形。存在几种方法，但首先在焊接之前预先向反方向弯曲。在焊接之后虽产生角变形，但有可能通过预先向反方向弯曲而精加工成目标形状。另外，也存在焊接时约束端部而不容许变形的方法。并且，有时也采用通过设置后行焊炬而在焊接之后将适当的位置再加热来反向回直的方法。但是，由于均伴随着作业量的大幅度増加，因此，成为成本上升的主要原因。_8] (iii)焊接后的矫IH加工作为焊接之后进行矫正的方法，存在机械校正和线状加热矫正。但是，这些方法也需要大幅度增加作业量，并且，也要求熟练的高超技能。上述(i) (iii)的对策全部是制作上的研究，但例如在专利文献I中提出了通过焊接材料的研究来谋求降低焊接变形。但是，在焊接材料的成本上升损害经济性、或者效果不充分吋，问题较多，是在现实中无法进行应用的状況。相对于此，也存在想要通过作为母材的钢材的研究来抑制焊接变形的例子，如下所述那样提出了几种方案。在专利文献2中公开了ー种通过复合添加Nb和Mo来促进焊接热历程中的析出而提高屈服应カ的方法。但是，特别是Mo的添加会导致大幅度的成本上升，因此缺乏通用性。 在专利文献3及专利文献4中记载有如下内容通过将作为母材的钢材的贝氏体及/或马氏体的分率控制在20%以上，并规定碳氮化物的分散状态，来提高屈服应力，由此抑制焊接变形。但是，在实用上并不一定能够达到获得充分的焊接变形降低效果。而且，在专利文献5中记载有如下内容通过使作为母材的钢材的贝氏体率为70%以上，并确保固溶Nb量为0. 040%以上，来抑制焊接变形。但是，在贝氏体分率为70%以上时，不仅会产生母材的強度脱离通用范围的情況，由Nb导致的焊接裂纹性的损害也有可能成为问题。另ー方面，焊接钢构造物大多在海滨地区、散布有融雪盐的地区等飘来盐量较多的环境下，并且在造船领域中，在海水飞沫环境下使用。通常，将耐气候性钢材暴露在大气腐蚀环境中时，在其表面形成有具有保护性的锈层，抑制之后的钢材腐蚀。因此，耐气候性钢材作为不涂装而能够裸露地使用的最低维护钢材用于桥梁等构造物。但是，不仅在海滨地区，即使是在内陆部，在像散布有融雪盐、防冻剂的地区那样飘来盐量较多的地区中，也难以在耐气候性钢材的表面形成有具有保护性的锈层，难以发挥抑制腐蚀的效果。因此，在这些地区中，无法使用裸露着的耐气候性钢材，通常涂装使用对普通钢实施涂装地使用的普通钢。但是，在涂装使用该普通钢的情况下，由腐蚀导致涂膜劣化，需要约每10年再涂装，因此，維持管理所需的费用非常大。近年来,在飘来盐量以NaCl计达到0. 05mg / dm2 / day (0. 05mdd)以上的地区、例如海滨地区中，利用日本エ业标准(JIS)标准化的耐气候性钢(JIS G 3114:焊接构造用耐气候性热轧钢材)因产生鳞状锈、层状锈等而被腐蚀量较大，因此，无法在无涂装的情况下使用(參照建设省土木研究所、(公司)钢材俱乐部、(公司)日本桥梁建设协会与耐气候性钢应用于桥梁相关的共同研究报告书(XX) —无涂耐气候性桥梁的设计 施工要领(改订版一1993. 3))。这样，在海滨地区等盐分较多的环境下，通常对普通钢材进行涂装来处理。但是，现状是建设在河口附近的海滨地区、撒有融雪盐的山间部等的道路中的桥梁腐蚀显著，不得不再涂装。为了这些再涂装要花费极大的作业量，因此，強烈要求能够无涂装地使用的钢材。最近，开发了ー种添加1% 3%左右的Ni而成的Ni系高耐气候性钢。但是，可明确在飘来盐量大于0. 3mdd 0. 4mdd的地区中，在仅添加该Ni的情况下，难以应用于能够无涂装地使用的钢材。由于钢材的腐蚀随着飘来盐量增多而变剧烈，因此，从耐腐蚀性和经济性的方面考虑，需要石英飘来盐量的耐气候性钢材。另外，即使是桥梁，根据使用的场所、部位的不同，钢材的腐蚀环境也不同。例如，在横梁外部暴露在降雨、结露水和日照中。另ー方面，在横梁内部虽暴露在结露水中，但不会被雨淋。通常，在飘来盐量较多的环境中，可以说横梁内部的腐蚀比横梁外部剧烈。 另外，在道路上撒有融雪盐、防冻剂的环境中，该盐被行驶中的车卷起，附着在支承道路的桥梁上，因此，成为严酷的腐蚀环境。并且，稍稍远离海岸的屋檐下等也暴露在严酷的盐害环境下，在该地区中，成为飘来盐量为Imdd以上的严酷的腐蚀环境。为了应对该问题，以往开发了ー种防止飘来盐量较多的环境下的腐蚀的钢材。例如，在专利文献6中提出了ー种增加铬(Cr)含有量而成的耐气候性钢材，而且，在专利文献7中提出了ー种增加镍(Ni)含有量而成的耐气候性钢材。但是，上述专利文献6提出的增加铬(Cr)含有量而成的耐气候性钢材虽然在一定程度以下的飘来盐量的区域中能够改善耐气候性，但在超过该程度的严酷的盐分环境下反而使耐气候性劣化。另外，在上述专利文献7提出的增加镍(Ni)含有量而成的耐气候性钢材的情况下，耐气候性虽一定程度地得到改善，但钢材自身的成本升高，作为用于桥梁等用途的材料非常昂贵。为了避免这一点，在減少Ni含有量时，耐气候性没怎么改善，在飘来盐量较多的情况下，产生在钢材表面生成层状的剥离锈、腐蚀显著、经不起长期使用这样的问题。专利文献I :日本特开平7 — 9191号公报专利文献2 :日本特开平7 - 138715号公报专利文献3 日本特开2003 — 268484号公报专利文献4 :日本特开2006 — 2211号公报专利文献5 :日本特开2006 — 2198号公报专利文献6 日本特开平9 - 176790号公报专利文献7 :日本特开平5 — 118011号公报这样，在以往方法中，从经济性及再现性的方面考虑分别存在困难，在实用上改良的余地很大。特别是，在使用厚度15mm以上的厚钢板制造的焊接构造物中，即使各个焊接部位的变形量较小，焊接构造物整体也能够产生较大的变形，因此，需要极カ减小焊接变形量。另外，厚度的上限并没有特别的限定，但优选能够处理达到50mm的厚钢板。并且，在飘来盐量较多的环境下使用的焊接钢构造物中，耐涂装剥离性成为很大的问题。即，如上述所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：上村隆之，鹿岛和幸，幸英昭，川畑友弥，中村浩史，有持和茂，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：