[發明專利]疲勞龜裂發展的抑制性能優異的鋼板

無效

• 申請號: 200680046205.7
• 申請日: 2006-12-15
• 公開（公告）號: CN101326298A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 大垣誠一
• 申請（專利權）人: 株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C22C38/58;C21D8/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 汪惠民

技術領域

本發明主要涉及作為船舶和橋梁的結構材使用的鋼板，特別是涉及能夠抑制龜裂發展速度而確保良好的疲勞壽命的貝氏體相為主體的高張力鋼板。

背景技術

在以造船和橋梁領域為首的各種結構材料中，由于施加反復應力的情況不少，因此為了確保結構材料的安全性，作為原材使用的鋼板疲勞特性良好在設計上極為重要。

鋼材的疲勞過程，認為大體區分為在應力集中部的龜裂的發生，和一旦發生的龜裂的進展這2個過程。而且，在通常的機械零件中認為可視的龜裂的發生為使用界限，幾乎沒有允許龜裂的進展的設計。然而，在焊接結構物中，即使疲勞龜裂發生也不會立即導致破壞，該龜裂在達到最終階段前可通過定期檢查等被發現，如果龜裂的進入部分得到修理，或者在使用期間內沒有成長到致使最終破壞的長度，那么即使有龜裂，焊接結構物也能夠經得起充分地使用。

可是，在焊接結構物中，作為應力集中部的焊接縫邊部大量存在，完全防止疲勞龜裂的發生在技術上也幾乎不可能，另外在經濟性上也算不得上策。即，為了使焊接結構物的疲勞壽命良好，從龜裂已經存在的狀態大幅延長龜裂壽命，比防止龜裂的發生本身更有效，因此盡可能延緩鋼材的龜裂的進展速度這樣的設計成為重要的事項。

作為抑制疲勞龜裂發展的速度的技術，至今為止也提出有各種，例如在專利文獻1中提出有一種技術，其是作為硬質相和軟質相的2相組織，利用軟質相/硬質相邊界的龜裂的彎曲、停留、分歧來抑制龜裂發展速度。

然而，在該技術中，需要成為基本上含有軟質的鐵素體組織的組織，這就存在不能制造高強度鋼的問題。

另一方面，在專利文獻2中提出有一種疲勞龜裂發展特性優異的鋼材，其以貝氏體組織或馬氏體組織為主體，施加最大拉伸·壓縮應變±0.012，反復速度0.5Hz，達到最大應變的波數12的漸增·漸減反復負荷15次時，由1次的最大應變時的應力σ₁與15次的最大應變時的應力σ₁₅的比σ₁/σ₁₅表示的反復軟化參數為0.65以上、0.95以下。而且，在該技術中，關于反復軟化，認為是由負荷反復應力時的位錯的再排列引起的，龜裂前端的位錯密度越高，軟化越容易發生，顯示出在疲勞龜裂發展抑制上有效。

在上述技術中，為了提高位錯密度，如實施例所示需要實質上直接淬火和離線進行淬火。然而，離線的熱處理可預料到生產性會降低，另外，即使在線上直接淬火仍必須考慮由位錯導入帶來的強度，因此有不使強度過高地處于低成分這樣的制約。其結果是，在成分設計上的自由度低，可充分意識到其他的特性會劣化。另外如上述的軟化參數即使在規定范圍內部，仍存在斷裂轉變溫度vTrs超過0℃的實施例，有不能充分滿足作為結構物的特性的可能性。

作為對龜裂發展速度造成影響的因素，還考慮有晶界的狀態。作為將晶界狀態應用于材料特性的技術，例如在專利文獻3中，就一種鐵基形狀記憶合金進行公開，其通過規定∑1對應晶界、∑3～29對應晶界等的比例來改善形狀記憶特性和磁應變特性。然而，其關于龜裂發展速度和晶界的狀態并未加以考慮，而實際情況是，特別是在鋼板中關于晶界狀態對特性造成的影響并沒有得到確定的結論。

專利文獻1：專利第3298544號公報權利要求的范圍等

專利文獻2：特開2004-27355號公報權利要求的范圍等

專利文獻3：特開平11-269611號公報權利要求的范圍等

發明內容

本發明著眼于上述這種情況而做，其目的在于提供一種鋼板，其是在以貝氏體相為主體的鋼板中，通過明確晶界的狀態對特性造成的影響，從而使疲勞龜裂發展阻抗性更加優異。

能夠達成上述目的的所謂本發明的鋼板，在以下的點上具有要旨：其由貝氏體相為主體的組織構成，在2個結晶的方位差為15°以上的大角晶界之中，與∑3相對應晶界所占的比例為0.065以上。還有，在本發明中，所謂“貝氏體為主體”是指貝氏體相在鋼總體中所占的比例為90％以上的情況。