[发明专利]落锤冲击性能和母材韧性优异的高强度厚钢板

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁、高层建筑物、船舶和储罐等的焊接结构物适用的厚钢板，特别是涉及落锤冲击性能和母材的韧性都优异的厚钢板。

背景技术

作为淬火、回火所使用的厚钢板(以下称为“QT钢板”)由于具有高强度、高韧性，并且具有良好的焊接性，因此历来能够作为桥梁、高层建筑物、船舶和储罐等的焊接结构物被广泛使用。这样的QT钢板随着近年来的焊接结构物的大型化设计，有要求更高强度(例如585MPa以上)的倾向。

厚钢板当然要求作为母材(钢板)的基本的韧性良好，而且还需要作为脆性破坏性能的指标的落锤冲击性能也优异。但是，随着高强度化、厚壁化而存在难以满足这些性能的状况。

已知在如上的落锤冲击性能和大角晶界直径(结晶取向差为15°以上的大角晶界所包围的晶粒直径)之间存在密切的相关关系，为了改善落锤冲击性能，已知有效的是实现大角晶界直径的微细化。

作为涉及大角晶界直径的微细化的方法，最一般的是实现淬火时的奥氏体晶粒(γ晶粒)的微细化。该方法是通过添加在高温下也会生成碳氮化物的元素(例如Nb和Ti等)，利用这些碳氮化物进行钉扎，抑制加热、保持时的γ晶粒成长。

在这种方法中，随着γ晶粒的微细化，构成破坏单位的相变后的板条束和板条块尺寸也变得细小，但是并不能实现微细化直至充分改善落锤冲击性能的地步。

作为涉及大角晶界直径的微细化的其他方法，也考虑有通过提高淬火，即提高相变的驱动力，从而使相变后的板条束和板条块的方法。

但是，由于近年的大型结构物的需求扩大，导致所要求的板厚增加，为了在厚材料中获得淬火的微细组织而需要合金元素的大量的添加，而即使落锤冲击性能变得良好，却有母材韧性反而降低的情况。

作为使落锤冲击性能良好的技术，例如还提出有日本特开昭61-276920号这样的技术。在此技术中，是通过对具有既定的化学成分组成的高张力钢板，以10℃/秒以上的冷却速度从Ar₃～(Ar₃-60℃)的温度区域冷却至400～200℃的任意的温度，从而满足上述性能。

该技术设定为板厚比较薄的情况，厚钢板时确保10℃/秒以上的冷却速度有困难，应用该技术，作为用于使厚钢板的落锤冲击性能和母材韧性良好的技术并不适用。由此，实际情况是，期望一种仅仅控制合金元素的含量，就能够确保良好的落锤冲击性能和母材韧性的厚钢板的实现。

发明内容

本发明鉴于上述情况而实施，其目的在于提供一种仅通过控制必要的合金元素的含量就能够确保良好的落锤冲击性能和母材韧性的厚钢板。

能够解决上述课题的本发明的厚钢板，分别含有C：0.1～0.16％(“质量％”的意思。下同)、Si：0.05～0.5％、Mn：0.9～1.6％、Al：0.01～0.06％、Mo：0.13～0.3％、B：0.0005～0.002％，此外还含有Cr：0.3％以下和V：0.07％以下的至少一种，余量是铁和不可避免的杂质，并且由下式(1)规定的F值满足3.20≤F值≤4.50的关系，并且由2个结晶的取向差为15°以上的大角晶界所包围的晶粒的平均当量圆直径为4μm以下的回火贝氏体组织构成。

F值＝9.4×[Mo]+8.1×[V]+4.7×[Cr]      …(1)

其中，[Mo]、[V]和[Cr]分别表示Mo、V和Cr的含量(质量％)。

在本发明中，所谓“平均当量圆直径”意思是，所述取向差为15°以上的大角晶界所包围的晶粒，换算成同一面积的圆时的直径(当量圆直径)的平均值。将2个结晶的取向差为15°以上的大角晶界所包围的区域作为晶粒时的该晶粒的平均当量圆直径，以下简称为“大角晶界直径”。

在本发明的厚钢板中，根据需要还含有(a)Cu：0.35％以下、(b)Ni：0.6％以下、(c)Ca：0.003％以下等也有用，通过含有这些元素，根据其种类将会进一步改善厚钢板的性能。

根据本发明，在由回火贝氏体构成的钢板中，通过既满足上式(1)的关系，又适当地控制钢板的化学成分组成，大角晶界直径的微细化得以实现，因此能够实现可确保良好的落锤冲击性能和母材韧性的厚钢板。

附图说明

图1是表示F值和大角晶界直径的关系的曲线图。

图2是表示大角晶界直径和无延性转变温度(NDT)的关系的曲线图。

具体实施方式