[发明专利]大线能量焊接热影响区韧性优异的厚壁高强度钢板的制造方法、以及大线能量焊接热影响区韧性优异的厚壁高强度钢板

说明书

技术领域

本发明涉及脆性破坏传播停止特性和大线能量焊接热影响区(Heat Affected Zone：以下也称为HAZ)韧性优异的厚壁高强度钢板的制造方法、以及大线能量焊接热影响区韧性优异的厚壁高强度钢板。

背景技术

作为近年来对焊接结构体的要求，可以列举：结构体的大型化、应对破坏的高安全性、建造中焊接的高效率化、原料钢材的经济性等。受到这样的趋势的影响，对用于焊接结构体的钢板的下述要求日益增高：(1)板厚较厚时的高强度、(2)良好的大线能量焊接HAZ韧性、(3)低制造成本等。

具体而言，对于用于高层建筑的钢板，要求同时满足下述条件：(1)确保板厚50～100mm的厚壁钢板(以下也称为厚壁材料)的屈服强度为400～650MPa、且拉伸强度为490～720MPa；(2)确保焊接线能量为20kJ/mm以上的焊接部的HAZ韧性(夏比(Charpy)冲击吸收能量)vE(-20℃)≥70J；(3)减少高价合金元素(Ni量≤1％等)。

就利用TMCP(Thermo Mechanical Control Process(热机轧制工艺))制造的厚壁钢板而言，一直以来通过添加硼(B)来谋求其高强度化。作为添加B的效果，可以列举：在轧制后的加速冷却过程中，在奥氏体(γ)晶界发生了偏析的固溶B能提高相变时的淬火性，专利文献1中，通过在B中复合添加Nb来谋求高强度化。如专利文献1的实施例所示，在这种情况下，其特征在于轧制结束温度高达930～1000℃，以从再结晶γ开始进行加速冷却作为必要条件，能够发挥出Nb和B的复合效果，得到高的淬火性，由此能够提高强度。专利文献1中还示出：在轧制结束温度低于930℃的非再结晶域进行低温轧制时，虽然韧性满足要求，但强度特性不满足要求，很难实现由Nb-B复合效果达成的高强度化。另外，专利文献1中公开了在大线能量焊接HAZ中利用B的技术，示出了在0.30～0.38％的Ceq下组合利用γ中的固溶B所产生的晶界铁素体抑制效果(淬火性提高效果)、和γ中的BN所产生的粒内铁素体促进效果(淬火性降低效果)的有效性。也就是说，在这样的情况下，B起到与淬火性相关的两个相反的作用。根据上述内容，可以将专利文献1中利用B的技术归纳如下：在直接淬火母材和大线能量焊接HAZ中，利用了γ中的固溶B所产生的淬火性提高效果，同时，在大线能量焊接HAZ中，利用了γ中的析出B(这里为BN)所产生的淬火性降低效果。

本发明人等为了提高大线能量焊接HAZ韧性，在专利文献2、3中公开了下述技术：使在HAZ的冷却过程析出到γ中的VN复合析出为束缚(ピン止め)粒子(氧化物、硫化物)，该VN复合粒子作为铁素体相变核发挥作用，以使HAZ组织微细化。

另外，如非专利文献1所示，添加V具有提高母材强度的效果，这是广为公知的。

如上所述，已知通过添加B或V，可达到提高母材强度的效果和提高大线能量焊接HAZ韧性的效果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3599556号公报

专利文献2：日本特开2005-298900号公报

专利文献3：日本特开2007-262508号公报

非专利文献

非专利文献1：CAMP-ISIJ、6(1993)、684

发明内容

发明要解决的问题

通常，作为提高母材、HAZ的韧性的稀有元素，已知有Ni，从上述(2)的角度出发，可以考虑Ni的有效利用。但Ni是高价元素。而且，添加了Ni的钢易产生表面瑕疵，因此存在产生其修整工序的问题。因此，关于Ni的添加，上述要求(3)和上述要求(2)之间的利害关系是对立的。另外，从上述(1)的角度出发而增加合金添加量时，会导致碳当量(Ceq)提高，在大线能量焊接时HAZ发生硬化、脆化，因此，上述要求(1)和上述要求(2)之间的利害关系是对立的。

因此，强烈要求开发出一种能够同时满足上述利害关系彼此对立的上述三个要求(1)～(3)的钢板。

本发明是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供能够满足下述要求的大线能量焊接热影响区韧性优异的厚壁高强度钢板的制造方法、及大线能量焊接热影响区韧性优异的厚壁高强度钢板：(1)板厚为50～100mm、屈服强度为400～650MPa、且拉伸强度为490～720MPa的厚壁高强度；(2)即便在焊接线能量≥20kJ/mm的条件下，也具有vE(-20℃)≥70J的良好的大线能量焊接HAZ韧性；(3)可通过高价合金元素的减少(Ni≤1％等)等而实现低制造成本。解决问题的方法