[發明專利]焊接熱影響部的低溫韌性優異的高張力鋼材

無效

• 申請號: 201010154715.4
• 申請日: 2008-02-28
• 公開（公告）號: CN101942602A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 太田誠;高橋祐二;大垣誠一;金子雅人;泉學
• 申請（專利權）人: 株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C22C38/16
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 汪惠民

本申請是申請號：200810081533.1，申請日：2008.02.28，發明名稱：“焊接熱影響部的低溫韌性優異的高張力鋼材”的申請的分案申請。

技術領域

本發明特別涉及一種即使被使用于曝露在低溫的用途中時，焊接鋼板時受到熱影響的部位(以下稱為“焊接熱影響部”或“HAZ”)的低溫韌性仍優異的鋼材。本發明的鋼材除了優異的低溫韌性以外，還具有屈強比高張力、良好的疲勞龜裂進展阻抗性、良好的脆性龜裂發生抑制或良好的脆性龜裂停止特性。

還有，本發明不限定上述鋼材的焊接方法，而是能夠適用于潛弧焊、氣電焊等，但是以下，是以實施被認為是焊接熱影響部的韌性確保特別困難的高熱能輸入的單面潛弧焊的情況為例進行說明。另外，關于本發明的鋼材的形態，應用于各種形狀鋼等的情況，但代表性地列舉說明的是適用于鋼板的情況。

背景技術

橋梁和船舶等使用的鋼板所要求的特性近年日益嚴格，特別要求有良好的韌性。這些鋼板一般通過焊接被接合，但特別是HAZ在焊接時受到熱影響，存在韌性容易劣化這樣的問題。此韌性劣化隨著焊接時的輸入熱能變大而顯現得越發顯著，其原因被認為是，若焊接時的輸入熱能變大，則HAZ的冷卻速度變慢，淬火性降低，粗大的島狀馬氏體生成。因此，為了改善HAZ韌性，認為極力抑制焊接時的輸入熱能即可，但是在提高焊接作業效率上，則期望采用例如氣電焊、電渣焊、潛弧焊等的高熱能輸入焊接法。

近年來，為了在短期內制造海洋結構物和貯藏LPG等的液化氣的低溫用儲罐等，例如輸入熱能涉及到50～200kJ/cm的高熱能的單面潛弧灶施工被廣泛采用。但是，該焊接雖然能夠實現施工的高效率化，但其負面是難以穩定確保由焊接形成的焊接熱影響部的韌性，必須應用基于低熱能輸入的多層焊接進行制造的情況很多。因此，上述低溫用儲罐等的制造中，就要求一種鋼板，其即使采用可以進行高效率施工的上述高熱能輸入焊接法，并且即使在-60℃左右的低溫，HAZ的韌性(低溫韌性)也優異。

至今為止，為了改善上述HAZ的低溫韌性也提出有各種方法。例如在特公昭55-026164號公報、特許第2950076號公報中提出有一種方法，其通過利用TiN、Al氧化物等的釘軋粒子來抑制奧氏體晶粒的粗大化，從而改善HAZ韌性。另外，特公平07-068577號公報、特公平05-017300號公報中公開有一種技術，其通過使奧氏體晶粒內大量存在鐵素體相變核，從而實現晶粒的微細化。具體來說，以TiN、MnS、BN、Ti氧化物等為鐵素體相變核而加以利用，由此達成晶粒的微細化，以實現HAZ的低溫韌性的改善。

但是在上述任何一種方法中，在進行高熱能輸入的單面潛弧焊時，TiN等的析出物都會發生相當地固溶，難以抑制其后的晶粒粗大化等，因此為了在-60℃左右的低溫下確保優異的HAZ的韌性(以下稱為“HAZ的低溫韌性”或僅稱為“HAZ韌性”)，就需要進一步的改善。

此外，在至今為止提出的HAZ韌性改善技術中，實際情況是，作為混載液化銨(ammonium)和液化丙烷氣(propane?gas)的多功能用儲罐，沒有對其應具有所要求的低屈強比(例如75％以下)進行研究。

另一方面，為了防止應力腐蝕裂紋(SCC)，對用于液化氨用儲罐的鋼板要求具有440MPa以下的低屈服強度YS，以及為了降低鋼材總重量，還要求其具有530MPa以下的抗拉強度。如果是液化銨中混載有液化丙烷氣的儲罐，作為使用的鋼板的特性則要求低溫韌性也優異。液化氨已知會引起鋼材的應力腐蝕裂紋(SCC)，從而作為鋼板的特性被規定為將屈服強度YS抑制在440MPa以下(IGC?CODE?17.13(International?Code?for?theConstruction?and?Equipment?of?Ships?Carrying?Liquefied?Gases?in?Bulk)2002年版)。

然而，在混載上述液化銨和液化丙烷氣的多功能用途中，當然需要使兩者所要求的特性都得到滿足，另外隨著船舶等的海洋結構物的大型化，船舶所搭載的儲罐的大容量化也推進，這就還要求隨之而來的鋼板的高張力化，但是伴隨屈服強度YS的上限規定而同時達成低屈強比(屈強化YR＝YS/TS)就成為重大的課題。