[發明專利]大線能量焊接熱影響區韌性優異的厚壁高強度鋼板的制造方法、以及大線能量焊接熱影響區韌性優異的厚壁高強度鋼板

有效

• 申請號: 201080025820.6
• 申請日: 2010-06-07
• 公開（公告）號: CN102459656A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 兒島明彥;石川肇;渡部義之;石橋清司;溝本義史
• 申請（專利權）人: 新日本制鐵株式會社
• 主分類號: C21D8/02
• 分類號: C21D8/02;B21B1/38;B21B3/00;C22C38/00;C22C38/14;C22C38/58
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 劉國軍

技術領域

本發明涉及脆性破壞傳播停止特性和大線能量焊接熱影響區(Heat?Affected?Zone：以下也稱為HAZ)韌性優異的厚壁高強度鋼板的制造方法、以及大線能量焊接熱影響區韌性優異的厚壁高強度鋼板。

背景技術

作為近年來對焊接結構體的要求，可以列舉：結構體的大型化、應對破壞的高安全性、建造中焊接的高效率化、原料鋼材的經濟性等。受到這樣的趨勢的影響，對用于焊接結構體的鋼板的下述要求日益增高：(1)板厚較厚時的高強度、(2)良好的大線能量焊接HAZ韌性、(3)低制造成本等。

具體而言，對于用于高層建筑的鋼板，要求同時滿足下述條件：(1)確保板厚50～100mm的厚壁鋼板(以下也稱為厚壁材料)的屈服強度為400～650MPa、且拉伸強度為490～720MPa；(2)確保焊接線能量為20kJ/mm以上的焊接部的HAZ韌性(夏比(Charpy)沖擊吸收能量)vE(-20℃)≥70J；(3)減少高價合金元素(Ni量≤1％等)。

就利用TMCP(Thermo?Mechanical?Control?Process(熱機軋制工藝))制造的厚壁鋼板而言，一直以來通過添加硼(B)來謀求其高強度化。作為添加B的效果，可以列舉：在軋制后的加速冷卻過程中，在奧氏體(γ)晶界發生了偏析的固溶B能提高相變時的淬火性，專利文獻1中，通過在B中復合添加Nb來謀求高強度化。如專利文獻1的實施例所示，在這種情況下，其特征在于軋制結束溫度高達930～1000℃，以從再結晶γ開始進行加速冷卻作為必要條件，能夠發揮出Nb和B的復合效果，得到高的淬火性，由此能夠提高強度。專利文獻1中還示出：在軋制結束溫度低于930℃的非再結晶域進行低溫軋制時，雖然韌性滿足要求，但強度特性不滿足要求，很難實現由Nb-B復合效果達成的高強度化。另外，專利文獻1中公開了在大線能量焊接HAZ中利用B的技術，示出了在0.30～0.38％的Ceq下組合利用γ中的固溶B所產生的晶界鐵素體抑制效果(淬火性提高效果)、和γ中的BN所產生的粒內鐵素體促進效果(淬火性降低效果)的有效性。也就是說，在這樣的情況下，B起到與淬火性相關的兩個相反的作用。根據上述內容，可以將專利文獻1中利用B的技術歸納如下：在直接淬火母材和大線能量焊接HAZ中，利用了γ中的固溶B所產生的淬火性提高效果，同時，在大線能量焊接HAZ中，利用了γ中的析出B(這里為BN)所產生的淬火性降低效果。

本發明人等為了提高大線能量焊接HAZ韌性，在專利文獻2、3中公開了下述技術：使在HAZ的冷卻過程析出到γ中的VN復合析出為束縛(ピン止め)粒子(氧化物、硫化物)，該VN復合粒子作為鐵素體相變核發揮作用，以使HAZ組織微細化。

另外，如非專利文獻1所示，添加V具有提高母材強度的效果，這是廣為公知的。

如上所述，已知通過添加B或V，可達到提高母材強度的效果和提高大線能量焊接HAZ韌性的效果。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第3599556號公報

專利文獻2：日本特開2005-298900號公報

專利文獻3：日本特開2007-262508號公報

非專利文獻

非專利文獻1：CAMP-ISIJ、6(1993)、684

發明內容

發明要解決的問題

通常，作為提高母材、HAZ的韌性的稀有元素，已知有Ni，從上述(2)的角度出發，可以考慮Ni的有效利用。但Ni是高價元素。而且，添加了Ni的鋼易產生表面瑕疵，因此存在產生其修整工序的問題。因此，關于Ni的添加，上述要求(3)和上述要求(2)之間的利害關系是對立的。另外，從上述(1)的角度出發而增加合金添加量時，會導致碳當量(Ceq)提高，在大線能量焊接時HAZ發生硬化、脆化，因此，上述要求(1)和上述要求(2)之間的利害關系是對立的。

因此，強烈要求開發出一種能夠同時滿足上述利害關系彼此對立的上述三個要求(1)～(3)的鋼板。

本發明是鑒于上述問題而完成的，目的在于提供能夠滿足下述要求的大線能量焊接熱影響區韌性優異的厚壁高強度鋼板的制造方法、及大線能量焊接熱影響區韌性優異的厚壁高強度鋼板：(1)板厚為50～100mm、屈服強度為400～650MPa、且拉伸強度為490～720MPa的厚壁高強度；(2)即便在焊接線能量≥20kJ/mm的條件下，也具有vE(-20℃)≥70J的良好的大線能量焊接HAZ韌性；(3)可通過高價合金元素的減少(Ni≤1％等)等而實現低制造成本。解決問題的方法