[發(fā)明專(zhuān)利]焊接熱影響部的韌性?xún)?yōu)異的厚鋼板

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210441540.4
• 申請(qǐng)日: 2012-11-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103103440A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 名古秀德;畑野等;岡崎喜臣;伊庭野朗;出浦哲史;島本正樹(shù);杉谷崇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社神戶(hù)制鋼所
• 主分類(lèi)號(hào): C22C38/14
• 分類(lèi)號(hào): C22C38/14;C22C38/16;C22C38/38;C22C38/32;C22C38/54;C22C38/58
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王玉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及適用于橋梁或高層建筑物，船舶等的焊接結(jié)構(gòu)物的厚鋼板，更詳細(xì)地說(shuō)，高線(xiàn)能后的熱影響部(以下，也稱(chēng)為HAZ)的韌性?xún)?yōu)異的厚鋼板。

背景技術(shù)

近年，隨著橋梁或高層建筑物、船舶等的焊接結(jié)構(gòu)物的大型化，這種焊接結(jié)構(gòu)物適用50mm以上的板厚的厚鋼板變多，50mm以上的板厚的厚鋼板的焊接變得不可避免。由于以上的情況，要求以提高焊接施工效率為目的的大線(xiàn)能量焊接。

但是，大線(xiàn)能量焊接時(shí)的HAZ，由于加熱在高溫奧氏體(γ)區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間保持后，進(jìn)行徐冷，因此加熱時(shí)的γ晶粒生長(zhǎng)，因此，容易導(dǎo)致以冷卻過(guò)程中的粗大鐵素體(α)晶粒的生成為代表的組織的粗大化，這是大線(xiàn)能量焊接時(shí)的HAZ的韌性下降的原因。為此，開(kāi)發(fā)將大線(xiàn)能量焊接時(shí)的HAZ的韌性(以下，也稱(chēng)為HAZ韌性)穩(wěn)定保持在高水準(zhǔn)的技術(shù)成為必要課題。

作為確保HAZ韌性的手段，提出了涉及通過(guò)氧化物、氮化物、硫化物等的夾雜物粒子產(chǎn)生的γ晶粒生長(zhǎng)釘扎，以?shī)A雜物粒子為起點(diǎn)的晶內(nèi)α生成產(chǎn)生的組織的微細(xì)化的技術(shù)等。作為這種技術(shù)的提案例，有專(zhuān)利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2中記載的技術(shù)，其中公開(kāi)了通過(guò)使鋼材中析出分散微細(xì)的Ti氮化物作為γ晶粒生長(zhǎng)釘扎粒子，抑制大線(xiàn)能量焊接時(shí)的HAZ產(chǎn)生的奧氏體晶粒的粗大化，抑制HAZ韌性的劣化。但是，Ti氮化物在焊接線(xiàn)能增大時(shí)容易消失，存在不能得到穩(wěn)定的HAZ韌性的課題，不能應(yīng)對(duì)近年的焊接線(xiàn)能量的增大。

相對(duì)于此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3～6中，公開(kāi)了將在高溫穩(wěn)定的氧化物系夾雜物作為γ晶粒生長(zhǎng)釘扎粒子進(jìn)行利用的技術(shù)。但是，氧化物系夾雜物與Ti含有氮化物相比數(shù)量少，不能得到充分的釘扎效果，因此，不能充分應(yīng)對(duì)大線(xiàn)能量焊接，需要進(jìn)一步改善。

即，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中，雖然記載有通過(guò)使含有REM和Zr的氧化物存在能夠得到良好的HAZ特性，但是限于設(shè)定的線(xiàn)能量低的水準(zhǔn)，不能說(shuō)在大線(xiàn)能量焊接中也能夠得到良好的HAZ特性。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)4中，記載有與專(zhuān)利文獻(xiàn)3同樣利用含有REM和Zr的氧化物的技術(shù)，雖然作為HAZ韌性評(píng)價(jià)了擺錘吸收能，但是在材料可靠性的觀點(diǎn)上，認(rèn)為不僅是平均值，還需要將最小值保持在高水準(zhǔn)。

另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)5中，記載有通過(guò)將氧化物系夾雜物和含Ti夾雜物的雙方作為γ晶粒生長(zhǎng)釘扎粒子進(jìn)行利用，能夠得到高HAZ韌性的技術(shù)。但是，考慮到近年的線(xiàn)能量增大傾向，含Ti夾雜物的利用有局限，需要盡早確立通過(guò)氧化物系夾雜物進(jìn)行的提高高線(xiàn)能量的HAZ韌性的手段。另外，發(fā)明者們?cè)趯?zhuān)利文獻(xiàn)6中，提出了活用微細(xì)氧化物系夾雜物γ晶粒生長(zhǎng)釘扎效果的技術(shù)，但該技術(shù)是并用微細(xì)Mn硫化物的再析出抑制的技術(shù)，需要確定溶存氧量，并基于溶存硫量確定合金添加量的復(fù)雜的控制。

另外，作為涉及以?shī)A雜物粒子為起點(diǎn)的晶內(nèi)α生成帶來(lái)的組織微細(xì)化的技術(shù)，在專(zhuān)利文獻(xiàn)7中提出了利用含有Ti和REM的復(fù)合氧化物和MnS的技術(shù)，除此之外，發(fā)明者們?cè)趯?zhuān)利文獻(xiàn)8中提出了通過(guò)控制夾雜物形狀來(lái)促進(jìn)晶內(nèi)α生成的技術(shù)。這些技術(shù)是以相對(duì)于晶內(nèi)α的生成，(晶內(nèi)α/夾雜物)界面能低的夾雜物有效為前提而形成的。但是，晶內(nèi)α生成時(shí)，(晶內(nèi)α/γ)界面能的影響很大，簡(jiǎn)單地降低(晶內(nèi)α/夾雜物)界面能，不能得到充分的晶內(nèi)α的生成，因此，不能充分確保高線(xiàn)能量HAZ韌性。

另外，作為專(zhuān)利文獻(xiàn)9，發(fā)明者們提出活用氧硫化物起點(diǎn)的晶內(nèi)α生成的高HAZ韌性技術(shù)。但是，作為代價(jià)需要分散一定數(shù)量的2μm以上的尺寸比較大的大氧硫化物粒子，因此，該技術(shù)也不能充分確保高線(xiàn)能量HAZ韌性。即，在專(zhuān)利文獻(xiàn)7記載的技術(shù)中，設(shè)定的線(xiàn)能量自身小，另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)8和專(zhuān)利文獻(xiàn)9記載的技術(shù)中，雖然擺錘吸收能的平均值高，但是，最小值還有改善的余地，這就是現(xiàn)狀。

另外，作為專(zhuān)利文獻(xiàn)10和專(zhuān)利文獻(xiàn)11，發(fā)明者們提出了通過(guò)分散控制了組織的氧化物來(lái)得到高HAZ韌性的技術(shù)。根據(jù)這些技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)焊接熱影響部的韌性?xún)?yōu)異的厚鋼板，但是在制造上，還存在應(yīng)當(dāng)改善的課題。

在專(zhuān)利文獻(xiàn)10記載的技術(shù)中，為了實(shí)現(xiàn)規(guī)定的氧化物形態(tài)，基于Ca添加前的溶存氧量控制Ca添加量，但同時(shí)從添加Ti到添加Ca為止的時(shí)間需要控制在3～20分鐘，因此，增加操作者的負(fù)擔(dān)。另一方面，在專(zhuān)利文獻(xiàn)11記載的技術(shù)中，從添加Ca到開(kāi)始鑄造為止，需要保持40分鐘～90分鐘，因此，在生產(chǎn)率上還有改善點(diǎn)。

【先行技術(shù)文獻(xiàn)】

【專(zhuān)利文獻(xiàn)】

【專(zhuān)利文獻(xiàn)1】特開(kāi)2001-98340號(hào)公報(bào)

【專(zhuān)利文獻(xiàn)2】特開(kāi)2004-218010號(hào)公報(bào)

【專(zhuān)利文獻(xiàn)3】特開(kāi)2001-20031號(hào)公報(bào)