[发明专利]厚钢板及其制造方法

说明书

一种厚钢板，其含有C：0.02～0.10质量％、Mn：1.0～2.0质量％、Nb：高于0质量％并在0.05质量％以下、Ti：高于0质量％并在0.05质量％以下、Al：0.01～0.06质量％、Si：0.1～0.6质量％、和Cu：0.1～0.6质量％，Si和Cu的合计为0.3质量％以上，余量是铁和不可避免的杂质，其中，加工铁素体分率以面积率计为50％以上，晶粒的有效晶粒直径为30μm以下，马氏体－奥氏体混合相以面积率计为5％以下，由X射线衍射测量的位错密度ρ的值为1.0×10¹⁴m^－2以上且2.5×10¹⁵m^－2以下。

技术领域

本发明涉及厚钢板及其制造方法。

背景技术

船舶、建筑物、桥梁和建筑机械等的大型结构物中，结构物的大型化推进，另一方面，从破损发生时的损害的量级出发，对于其结构构件要求更高的可靠性。大型结构物的破损原因，历来所知其大部分是疲劳断裂，虽然各种各样的抗疲劳断裂技术被开发，但截止目前，因疲劳断裂而至破损的事例并不少。

一般来说，在大型结构物易发生疲劳损伤的部位，通过采取以下措施能够防止疲劳断裂，即，将该部位变更为难以发生应力集中的形状，或在该部位使用高强度钢板等。但是，钢板的强度过高时，存在加工性降低而制造成本增加这样的问题。因此，需要一种不仅使钢板高强度化，而且使疲劳特性自身也提高的技术。通常钢板的疲劳强度，特别是疲劳极限，已知与抗拉强度成正比，因此用疲劳极限除以抗拉强度的疲劳极限比高的钢板，可以说是疲劳特性优异的钢板。

至今为止，为了提高疲劳特性而进行了大量的研究，例如在非专利文献1中，揭示出对疲劳强度造成各种影响的因素的效果，虽然借助固溶强化、析出强化、晶粒微细化和第二相强化使疲劳特性提高，但是在位错强化中，因为伴有可动位错的增加，所以认为难以取得疲劳特性的提高。疲劳断裂的过程，能够分为(1)施加重复载荷直至龟裂发生的过程；(2)发生的龟裂进展而直至达到破断的过程。先前指出的疲劳特性的提高因素之中，认为在上述(1)的过程中抑制位错的积累是有效的，固溶强化、析出强化和晶粒微细化等是有效的。另一方面，在上述(2)的过程中，因为妨碍龟裂的进展是有效的，所以认为晶粒微细化和第二相强化是有效的。

另外，在非专利文献2中，利用位错等使铁素体－珠光体热轧钢板强化，并研究有疲劳强度与强化机制的关系。

专利文献1中公开的是，通过提高淬火性的合金添加，和利用加速冷却使金属组织成为微细的铁素体贝氏体的混合组织，从而降低龟裂进展速度。由此，认为能够得到龟裂发生后的疲劳寿命长寿命化，并相比以往而言疲劳特性更优异的钢板。另外，在专利文献2中提出，使碳化物在铁素体组织中析出，从而提高疲劳强度。

【现有技术文献】

【非专利文献】

【非专利文献1】阿部等，“铁与钢”第70年(1984)第10号1459－1466页

【非专利文献2】栗田等，“铁与钢”第80卷(1994)第1号66－71页

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2011－195944号公报

【专利文献2】日本特开2009－084643号公报

【专利文献3】日本特开2016－855号公报

但是，在专利文献1中，对于龟裂发生前的疲劳寿命没有丝毫考虑。另外，专利文献2因为以薄钢板为对象，所以对于满足韧性等大型结构物所需要的其他的特性未予以任何考虑，关于龟裂发生后的疲劳特性也没有记述。