[发明专利]焊接用超高张力钢板

说明书

技术领域

本发明涉及作为海洋结构物等要求高安全性的大型焊接结构物用途的焊接性、焊接热影响部的韧性优异的超高张力钢板。

背景技术

近年来，与全世界旺盛的能源需求相呼应，石油和天然气等海洋资源的开发活跃。与此同时，由于挖掘、生产的效率化和开发环境的严酷化等，指向海洋结构物的大型化，对钢材要求厚化、高强度化。而且，海洋上设置的海洋结构物还要求对于破坏的高安全性，对于钢板要求优异的焊接性、焊接热影响部的韧性。

一般而言，钢板的焊接性、焊接热影响部的韧性存在钢板越是厚、高强度、越不利的倾向。这是因为在确保强度方面，必须大量添加损害焊接热影响部的韧性的合金元素。所谓的焊接性具有宽泛的含义，狭义上表示焊接热影响部的硬化性和焊接冷裂纹敏感性，多由各种碳当量Ceq和焊接裂纹敏感性组成P_CM等成分参数表示。越是高合金成分，这些指标越高，焊接热影响部的硬化性和焊接冷裂纹敏感性越高，一般认为焊接性差。焊接热影响部的韧性与这些焊接性的指标的大小未必完全一致，但是存在高的相关性是周知的。

如上所述，通常，钢板的厚化和/或高强度化与提高焊接性、焊接热影响部的韧性的方向性相反，使这些相反的钢板特性兼顾的成分设计、制造技术成为课题。

作为不损害焊接性、换而言之不需要将化学成分提高至必要量以上地实现钢板的厚化和/或高强度化的手段，有加工热处理、即TMCP(Thermo－Mechanical Control Process，热机械控制工艺)和添加B(硼)的钢的调质处理(淬火－回火处理)，这对于本领域技术人员来说是公知的，即便这里并未进行技术公开。但是，即使通过这些手段也不充分，这也是事实。

TMCP是对达到加热－轧制－冷却的钢材制造工艺整体进行控制的工艺，在厚材料的情况下，在轧制后，也被称为加速冷却或者控制冷却的水冷工艺对于高强度化是有效的。但是，冷却由于是传热的物理现象，厚材料的板厚中心部即使通过水冷也无法得到充分的冷却速度，难以以低成分确保厚且高强度。

另一方面，在高强度调质钢中使用的B(硼)通过在原奥氏体晶界处以固溶状态偏析，即使是ppm等级的极微量，也能显著提高钢的淬火性，这是公知的，对于高强度化是有效的。但是，这也同时显著提高焊接热影响部的硬化性。在要求特别高的安全性(焊接热影响部的高的破坏韧性)的海洋结构物的情况下，建造时的焊接线能量被较低地限制，其硬化性进一步提高。焊接热影响部的硬化性如上所述与焊接冷裂纹敏感性和焊接热影响部的韧性也具有高的相关性，在无条件地运用B(硼)的方面存在问题。此外，在运用B(硼)的高淬火性的情况下，其效果是B(硼)以固溶状态存在后才发挥，因此，控制硼化合物的析出的成分、工艺控制是不可欠缺的，在与TMCP的组合的情况下，存在调质处理中的知识无法直接应用的情况。所以说，通过调质处理、即淬火－回火处理进行制造的工艺在热处理的工期和成本方面，与TMCP相比是不利的。进而，近年来，从环境负荷、能量节省的观点出发，非调质即TMCP化不断成为社会性要求是实情。

其中，作为具有与后述的本申请发明的主要目标同等的板厚、屈服强度的焊接接头部的裂纹尖端张开位移CTOD特性优异的海洋结构物用钢，例如在专利文献1中公开了涉及含有0.8％以上的较多的Cu的Cu析出型钢的发明。但是，Cu单独大量添加时，在加热时或热轧时产生Cu裂纹，存在变得难以制造的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2011－1625号公报

发明内容

发明想要解决的课题

本发明鉴于上述实情，目的在于提供作为海洋结构物等要求高安全性的大型焊接结构物用途的焊接性、焊接热影响部的韧性优异的超高张力钢板。

主要的目标是具有板厚为50～100mm、抗拉强度为600～700MPa、屈服强度为500～690MPa、焊接热影响部的裂纹尖端张开位移的最低CTOD值为0.25mm以上的特性、用途要求焊接接头部的裂纹尖端张开位移CTOD(Crack－Tip Opening Displacement)特性的海洋结构物用钢板。另外，为了确保对于破坏的充分的安全性，优选最低CTOD值高。用途没有特别限定，作为焊接热影响部的韧性评价，与夏氏冲击特性相比，认为CTOD特性是更严格的评价法，以海洋结构物用钢板作为主要的目标。因此，本发明显然能广泛地作为船舶、钢架、桥梁、各种罐等焊接结构物用钢板应用。

用于解决课题的手段