[發明專利]焊接熱影響部的韌性優異的鋼材及其制造方法

有效

• 申請號: 201010196863.2
• 申請日: 2010-06-02
• 公開（公告）號: CN101956132A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: 杉谷崇;出浦哲史;岡崎喜臣;名古秀德;太田裕己
• 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;C21C7/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張寶榮

技術領域

本發明涉及橋梁、高層建筑物和船舶等所使用的鋼材，特別是涉及在焊接時受到熱影響的部位(以下稱為“焊接熱影響部”或“HAZ”。)的韌性優異的鋼材及其制造方法。

背景技術

被用于橋梁、高層建筑物、船舶等的鋼材所要求的特性，近年來日益嚴格，要求有格外良好的韌性。這些鋼材一般多通過焊接接合，但在焊接接頭部之中，特別是HAZ在焊接時受到熱影響，有韌性容易劣化這樣的問題。該韌性劣化隨著焊接時的線能量越大而越發顯著呈現，關于其原因，被認為是由于若焊接時的線能量變大，則HAZ的冷卻速度減緩，淬火性降低而生成粗大的島狀馬氏體。因此，為了改善HAZ的韌性，認為極力抑制焊接時的線能量即可。但是，其另一方面是要提高焊接作業效率，則期望采用例如氣電焊、電渣焊、潛弧焊等焊接線能量在50kJ/mm以上的大線能量焊接法。

因此，本申請人在專利文獻1～3中提出有一種抑制在采用大線能量焊接法時的HAZ韌性劣化的鋼材。這些鋼材具有的特性在于，作為構成晶內鐵素體相變的核的氧化物，含有REM的氧化物和/或CaO、ZrO₂。上述氧化物在鋼液中以液態存在，因此微細分散在鋼中。而且上述氧化物熱穩定，例如即使長時間曝露在1400℃級的高溫下也不會固溶而消失，因此大大有助于HAZ韌性的提高。

另一方面，在專利文獻4～6中公開的技術，雖然不是像上述專利文獻1～3那樣并用REM的氧化物和ZrO₂的技術，但如果在調整了溶解氧量的鋼液中添加REM，則能夠提高進行超過約300kJ/cm(約30kJ/mm)的大線能量焊接時的HAZ韌性。

【專利文獻1】特開2007-100213號公報

【專利文獻2】特開2007-247004號公報

【專利文獻3】特開2007-247005號公報

【專利文獻4】特開2003-221643號公報

【專利文獻5】特開2003-286540號公報

【專利文獻6】特開2002-363687號公報

發明內容

本發明著眼于上述的這種情況而完成的發明，其目的在于，提供一種特別是在進行線能量為50kJ/mm以上的大線能量焊接時HAZ韌性也優異的鋼材及其制造方法。

能夠解決上述課題的本發明的所謂焊接熱影響部的韌性優異的鋼材，含有C：0.02～0.15％(質量％的意思。以下成分同。)、Si：0.5％以下(不包括0％)、Mn：2.5％以下(不包括0％)、P：0.03％以下(不包括0％)、S：0.02％以下(不包括0％)、Al：0.05％以下(不包括0％)、Ti：0.005～0.10％、REM：0.0003～0.015％、Ca：0.0003～0.010％、Zr：0.0010～0.050％、N：0.010％以下(不包括0％)、O(氧)：0.0005～0.010％，余量由鐵和不可避免的雜質構成，其中，具有如下幾點要旨：

(a)所述鋼材包含含有Zr、REM和Ca的氧化物，

(b)測定所述鋼材中包含的全部氧化物的組成并換算成單獨氧化物時，以平均組成計，滿足ZrO₂：5～50％、REM的氧化物(若以標記M表示REM時則REM的氧化物為M₂O₃)：5～50％、CaO：50％以下(不包括0％)，并且，

(c)在所述鋼材中包含的全部夾雜物之中，以當量圓直徑計為0.1～2μm的夾雜物在每1mm²的觀察視野面積中有120個以上，以當量圓直徑計超過3μm的氧化物在每1mm²的觀察視野面積中為5.0個以下，以當量圓直徑計超過5μm的氧化物在每1mm²的觀察視野面積中為5.0個以下。

上述鋼材中所含的夾雜物也可以還含有Al₂O₃，測定所述夾雜物的組成并換算成單獨氧化物時，相對于全部夾雜物的個數，優選

(d)關于Al₂O₃，滿足Al₂O₃的比率低于20質量％的夾雜物的個數比例超過90％，或者

(e)關于Al₂O₃和CaO，滿足CaO相對于Al₂O₃的質量比(CaO/Al₂O₃)超過0.35的夾雜物的個數比例超過80％。