[发明专利]在焊接热影响区具有优良CTOD性能且屈服强度不低于460MPa的厚钢板

说明书

技术领域

本发明涉及一种在焊接热影响区(HAZ)具有优良CTOD(裂纹尖端张开位移)性能且屈服强度不低于460MPa，优选的是在500-550MPa级的钢板，主要用于海上的结构，也用于要求同水平的强度和HAZ韧性(CTOD)的其它焊接结构中。

背景技术

在北海中使用的海上结构要求在-10℃的焊接区CTOD性能。作为要求这种严格HAZ韧性的钢制品，使用钛-氧化物钢，例如在“第12次国际OMAE会议论文集，1993，Glasgow，UK，ASME，第III-A卷，第207-214页”中所述。因为靠近熔合线的HAZ部分被加热到1,400℃或更高，所以，TiN颗粒的钉扎作用丧失，奥氏体(γ)晶粒明显粗化，因此降低了其韧性。已经开发了上述Ti-氧化物钢作为解决这种问题的一种钢。

这种技术提供了一种钢，其中，使用针状铁素体晶粒细化HAZ结构，这些针状铁素体晶粒是用热稳定的Ti氧化物颗粒作为由于TiN颗粒钉扎效应的丧失而粗化的γ晶粒中的相变晶核产生的，例如，如日本未审专利公开S63-210235和H6-075599所述。有效细化粗γ晶粒的针状铁素体晶粒称为晶粒内相变的铁素体(IGF)晶粒。

然而，这种T-氧化物钢的屈服强度不大于420MPa，并且没有开发出保证在其HAZ内的CTOD性能且屈服强度大于420MPa的钢板。同时，通过减小重量降低海上结构的建造成本有强烈的需求，所以，为了降低海上结构的重量，要求具有更高屈服强度的钢板。即，强烈需求能保证CTOD性能并且屈服强度不低于460MPa(比任何可以得到的钢板强度更高)的钢板。

本发明的内容

本发明的目的是提供一种屈服强度不低于460MPa，优选的是在500-550MPa等级，在-10℃，在HAZ内的CTOD不小于0.2毫米。

本发明是一种在焊接热影响区内具有优良CTOD性能并且屈服强度不低于460MPa的钢板，特征在于：

用质量％表示，化学组成包括：

C：0.04-0.14％，

Si：0.4％或更少，

Mn：1.0-2.0％.

P：0.02％或更少，

S：0.001-0.005％，

Al：0.001-0.01％，

Ti：0.005-0.03％，

Nb：0.005-0.05％，

Mg：0.0003-0.005％，

O：0.001-0.005％，和

N：0.001-0.01％；

另外，在需要时，还包括下列成分的一种或多种，用质量％表示：

Ca：0.0005-0.005％，

REM：0.0005-0.01％，

Zr：0.0005-0.01％，

Cu：0.05-1.5％，

Ni：0.05-3.0％，

Cr：0.05-0.5％，

Mo：0.05-0.5％，

V：0.005-0.05％，和

B：0.0001-0.003；

其中，Ca、REM和Zr的总量不大于0.02％，Cu、Ni、Cr和Mo的总量不大于3.0％；其余由铁和不可避免的杂质组成；且

含有0.01-0.5微米的TiN颗粒，数目为不小于10,000个/平方毫米，所述TiN颗粒内包由Mg和Al组成的氧化物；含有颗粒尺寸为0.5-10微米的颗粒，数目为不小于10个/平方毫米，该颗粒含有以氧化物和硫化物的复合形式存在的不小于0.3质量％的Mn。

附图简述

图1(a)-(d)是表示对于根据本发明的在其焊接热影响区内具有优良CTOD性能并且屈服强度不小于460MPa的钢板，表示HAZ结构控制概念的示意说明。图1(a)表示在传统的Ti氧化物钢中的HAZ结构，图1(d)表示在本发明的钢中的HAZ结构。在图1中，参考数字1代表焊接金属，2代表焊接热影响区(HAZ)，3代表熔合线。在HAZ结构中，4代表γ晶界，GBF代表晶界铁素体晶粒，FSP代表铁素体侧板状晶粒，IGF代表晶粒内相变的铁素体晶粒，Bu代表上贝氏体，MA代表马氏体-奥氏体成分。

实施本发明的最佳方式

下面详细解释本发明。