[发明专利]焊接热影响部的韧性优良的钢材

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢材，其在桥梁或高层建造物、船舶等中使用的钢材，尤其涉及大线能输入焊接时的焊接热影响部(以下，有时称作“HAZ”)的韧性优良的钢材。

背景技术

近年来，用于桥梁或高层建造物、船舶等的钢材所要求的特性越来越严格，尤其要求良好的韧性。通常，这些钢材大多通过焊接使之接合，但存在焊接接头部中尤其是HAZ在焊接时受到热影响，韧性容易恶化的问题。焊接时的进热量越大，该韧性恶化的表现越明显，认为其原因在于焊接时的进热量大的话，则HAZ的冷却速度变慢，淬火性下降，从而生成粗大的马氏体。因此，为了改善HAZ的韧性，考虑只要极力抑制焊接时的进热量即可。但是，另一方面从提高焊接作业效率来看，例如希望采用二氧化碳气体焊、电渣焊、潜弧焊等焊接输入热量50kJ/mm以上的大线能输入焊接法。

于是，本申请人在专利文献1～3中提案有采用大线能输入焊接法时的抑制HAZ韧性恶化的钢材。这些钢材的特征点为，作为氧化物含有REM的氧化物和/或CaO和ZrO₂。所述氧化物在溶钢中液状存在，因此在钢中进行微细分散，而且在焊接时即使受到热影响，也不会发生固溶消失，故有利于HAZ的韧性提高。

另一方面，在专利文献4及5中公开有一种防止铸造时的喷嘴闭塞的溶钢的溶制方法。在这些专利文献中，指出当钢中存在对母材及焊接热影响部的组织控制有效的Ti氧化物时，铸入时容易发生喷嘴闭塞，生产性恶化，通过将氧化物系夹杂物(具体地说，为Ti氧化物、Ca氧化物、REM氧化物、Al₂O₃)的组成调整为最合适范围，防止喷嘴的闭塞。

但是，在所述的专利文献4及5中只不过是对焊接输入热量约10kJ/mm左右的小输入热量焊接的焊接热影响部的韧性进行了评价，经过本发明者们的研究可知，当进行焊接输入热量约50kJ/mm以上的大线能热量时，焊接热影响部的韧性恶化。

另外，并不是使焊接热影响部的韧性提高的技术，但在专利文献6中指出，为了制造在建筑构造物或桥梁、海洋构造物、造船等领域使用的含有REM的钢材，当溶制REM添加钢时，铸造时钢包或浸渍喷嘴闭塞，不能进行铸造。在该文献中公开有，喷嘴闭塞因REM硫化物引起，为了避免喷嘴闭塞，例如只要将REM硫化物形成REM氧化硫化物等即可。

但是，在这些专利文献4～6中，对防止喷嘴的熔损没有进行充分考虑。

专利文献1：(日本)特开2007-100213号公报

专利文献2(日本)：特开2007-247004号公报

专利文献3：(日本)特开2007-247005号公报

专利文献4(日本)：特开2001-20031号公报

专利文献5：(日本)特开2001-20033号公报

专利文献6：(日本)：特开2005-60739号公报

发明内容

本发明是鉴于所述问题而开发的，其目的在于提供一种钢材，其大线能输入焊接后的HAZ韧性优良，且在铸入时不会引起喷嘴闭塞及喷嘴熔损。

能够解决所述课题的本发明的焊接热影响部的韧性优良的钢材含有：C：0.02～0.15％(“质量％”的意思，以下同)、Si：0.5％以下(不含0％)、Mn：2.5％以下(不含0％)、P：0.03％以下(不含0％)、S：0.02％以下(不含0％)、Al：0.050％以下(不含0％)、N：0.01％以下(不含0％)、Ti：0.005～0.10％、Zr：0.0003～0.050％、REM：0.0003～0.015％、Ca：0.0003～0.010％，余量由铁及不可避免的杂质组成，且所述钢材含有复合氧化物，该复合氧化物含有REM、Zr、Ti、Al以及Ca，在测定所述钢材中含有的全部夹杂物的组成并换算成单独氧化物时，满足下述(A)及(B)。

(A)以相对于全部夹杂物的比率(质量％)计满足：REM的氧化物(用M符号表示REM时，为M₂O₃)：5～50％、ZrO₂：5.0～50％、TiO₂：20.0％以下(不含0％)、Al₂O₃：20.0％以下(不含0％)、以及CaO：50.0％以下(含0％)。

(B)相对于REM的氧化物(M₂O₃)、Al₂O₃及CaO的合计量的比率(质量％)满足下述(1)式及(2)式。其中，下述(1)式、(2)式中，[]表示各氧化物的比率(质量％)。