[發明專利]母材以及焊接熱影響部的韌性優越的鋼材及其制造方法

有效

• 申請號: 201210300959.8
• 申請日: 2012-08-22
• 公開（公告）號: CN102994872A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 出浦哲史;杉谷崇;太田裕己;岡崎喜臣;名古秀德
• 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;C22C33/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 雒運樸

技術領域

本發明涉及一種被使用于橋梁、高層建筑物、船舶等焊接構造物中的鋼材，并且涉及一種對母材的韌性以及當大線能量焊接時受到熱影響的部位(以下，稱為“焊接熱影響部”或者“HAZ”)的韌性進行改善的技術。

背景技術

伴隨于焊接構造物的大型化，板厚50mm以上的厚鋼板的焊接變得不可避免。因此，從焊接工作效率的改善的觀點來看，指向50kJ/mm以上的大線能量焊接。但是，由于當進行大線能量焊接時，HAZ被加熱至高溫的奧氏體區域，然后緩冷，所以存在HAZ(尤其，HAZ中接合部附近)的組織粗大化并且該部分的韌性容易劣化的問題。很好地確保這樣的HAZ中的韌性(以下，稱為“HAZ韌性”)成為問題。

至今提出有各種各樣的大線能量焊接時的HAZ韌性的劣化防止技術。作為該種技術的代表例，例如，在專利文獻1～4中提出一種鋼材，使細微的TiN在鋼材中分散析出，從而抑制在進行大線能量焊接時的在HAZ產生的奧氏體粒的粗大化，抑制HAZ韌性的劣化。但是，在這些技術中，當焊接金屬達到1400℃以上的高溫時，在HAZ中尤其靠近焊接金屬的部位(接合部)，存在因焊接時受到的熱量的緣故，從而上述TiN固溶消失，而不能充分抑制HAZ韌性的劣化的問題。

此外，在專利文獻5中提出一種技術，其通過令粒徑0.01～0.1μm的細微的TiN的個數密度適當化，從而抑制粒徑超過0.1μm的粗大TiN的生成并且實現HAZ韌性的改善。但是，明確了即使令細微的TiN的個數密度適當化也不能確保充分的HAZ韌性。

另一方面，本申請人提出一種技術(例如，專利文獻6)，令Nb積極地含有在存在于焊接用鋼中的TiN系夾雜物中并且控制Ti/Nb比，在每1mm²中令粒徑0.01～0.25μm的夾雜物的個數為1.0×10⁴個以上，由此，確保廣泛的線能量范圍內的HAZ韌性。但是，即使通過該技術也不能避免因焊接時受到的熱從而使得TiN固溶消失的情況，存在HAZ韌性劣化的情況。

但是，在使用于焊接構造物的鋼材中，除了HAZ韌性之外，作為基本特性也要求鋼材自身的韌性(母材韌性)良好。因此，本申請人在專利文獻7中提出一種改善了母材韌性和HAZ韌性兩者的厚鋼板。在該技術中提供一種厚鋼板，對應于鋼板中所含有的含Ti氮化物的大小來控制個數密度，并且，適當地控制島狀馬氏體的面積率，從而令母材韌性和HAZ韌性優越。但是，在上述的方法中，由于通過顯微鏡觀察來測量每個尺寸的個數密度，所以不一定是高精度的方法，存在特性上產生差異的擔心。

(現有技術文獻)

(專利文獻)

專利文獻1：日本特公昭55-26164號公報

專利文獻2：日本特開2003-166017號公報

專利文獻3：日本特開2003-213366號公報

專利文獻4：日本特開2001-20031號公報

專利文獻5：日本特開2001-98340號公報

專利文獻6：日本特開2004-218010號公報

專利文獻7：日本特開2010-95781號公報

發明內容

本發明著眼于上述那樣的情況，其目的在于提供一種母材韌性以及HAZ韌性兩者優越的鋼材、以及其制造方法。

所謂可以解決上述問題的本發明中的母材以及焊接熱影響部的韌性優越的鋼材是這樣一種鋼材：其鋼中成分含有C：0.03～0.16％(質量％的意思。以下成分也相同。)、Si：0.25％以下(含0％)、Mn：1～2.0％、P：0.03％以下(不含0％)、S：0.015％以下(不含0％)，Al：0.05％以下(不含0％)、Ti：0.010～0.08％、Ca：0.0005～0.010％以及N：0.0020～0.020％，余量由鐵以及不可避免的雜質組成。

并且，具有如下的要點：在鋼材中所含有的全部Ti量Q中，作為超過2.0μm的含Ti夾雜物包含在鋼材中的Ti量為0.010％以下(不含有0％)，并且，當設鋼材中所含有的全部Ti量為Q，設從所述Q中減去作為超過0.1μm的含Ti夾雜物包含在鋼材中的Ti量而得到的值為R時，所述R和Q之比R/Q為0.30～0.70。