專利名稱：：焊接熱影響部和母材的低溫韌性優(yōu)異的低屈強(qiáng)比高張力鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及焊接熱影響部和母材的低溫韌性優(yōu)異的低屈強(qiáng)比高張力鋼板，所涉及的焊接熱影響部和母材的低溫韌性優(yōu)異的低屈強(qiáng)比高張力鋼板，能夠適合被用于曝露在低溫下的用途中的場合，例如作為混載液化氨和液化丙烷氣的多功能容器用。還有，本發(fā)明沒有限定上述高張力鋼板的焊接方法，能夠適用于潛弧焊、氣電焊等，但以下，是以實施被認(rèn)為是焊接影響部的韌性確保特別困難的高熱能輸入的單面潛弧焊的情況為例進(jìn)行說明。
背景技術(shù)：
：近年來，為了以短時間制造海洋結(jié)構(gòu)物和貯藏LPG等液化氣的低溫用儲罐等，會廣泛采用例如熱能達(dá)到50200kJ/cm的高熱能的單面潛弧焊施工。但是，該焊接能夠?qū)崿F(xiàn)施工的高效率化的對立面是，難以穩(wěn)定確保由焊接形成的焊接熱影響部(以下顯示為"HAZ")的韌性，從而多必須應(yīng)用低熱能輸入的多層焊接而進(jìn)行制造。因此，在上述低溫用容器等的制造中就要求有一種鋼板，即使采用可以高效率施工的上述高熱能輸入焊接法，且即使是在一60'C左右的低溫下，其HAZ的韌性(低溫韌性)也優(yōu)異。另一方面，在用于液化氨用儲罐的鋼板中，為了防止應(yīng)力腐蝕裂紋(SCC)而要求其具有440MPa以下的低屈服強(qiáng)度YS，以及為了降低鋼材總重量，則要求其具有510MPa以下的抗拉強(qiáng)度TS。在混載液化氨和液化丙烷氣的儲罐的情況下，作為所使用的鋼板(母材)的特性就要求其低溫韌性也優(yōu)異。液化氨已知會引起鋼材的應(yīng)力腐蝕裂紋(SCC)，作鋼板的特性規(guī)定為將屈服強(qiáng)度YS抑制在440MPa以下(IGCCODE17.13(InternationalCodefortheConstructionandEquipmentofShipsCarryingLiquefiedGasesinBulk)2002年版)。然而，在作為混載上述液化氨和液化丙烷氣的多功能用途時，當(dāng)然需要使兩者所要求的特性都得到滿足，另外隨著船舶等的海洋結(jié)構(gòu)物的大型化，船舶等所搭載的容器的大容量化也在推進(jìn)，由此帶來對鋼板的高張力化的要求，隨著屈服強(qiáng)度YS的上限規(guī)定而同時達(dá)成低屈強(qiáng)比化(屈強(qiáng)比YR-YS/TS)成為重大的課題。至今為止，也提出有用于改善上述HAZ的低溫韌性的各種方法。例如在特公昭55—026164號公報、專利第2950076號公報中，提出一種利用TiN、Al氧化物等的釘扎粒子來抑制奧氏體晶粒的粗大化，從而改善HAZ韌性的方法。另外，在特公平07—068577號公報、特公平05—017300號公報中，公開有一種通過使奧氏體晶內(nèi)大量存在鐵素體相變核，從而實現(xiàn)晶粒微細(xì)化的技術(shù)。具體來說，就是通過將TiN、MnSBN、Ti氧化物等作為鐵素體相變核加以利用，從而達(dá)成晶粒的微細(xì)化，實現(xiàn)HAZ的低溫韌性的改善。但是在上述任何一種方法中，在進(jìn)行高熱能的單面潛弧焊時，由于TiN等的析出物都會發(fā)生相當(dāng)?shù)毓倘?，難以抑制其后的晶粒粗大化特，因此，為了在一6(TC左右的低溫下確保優(yōu)異的HAZ的韌性(以下稱為"HAZ的低溫韌性"或僅稱為"HAZ韌性")，就需要進(jìn)一步的改善。另外，在至今為止提出的HAZ韌性改善技術(shù)中，實際情況是，作為混載液化氨和液化丙垸氣的多功能用儲罐所要求的低屈強(qiáng)比(例如75%以下)，對其并未進(jìn)行研究。可是，為了實現(xiàn)鋼板的低屈強(qiáng)比，一般已知有效的是鋼組織的二相化(Dualphase化)，即支配屈服強(qiáng)度的軟質(zhì)相(通常是鐵素體)和用于確?？估瓘?qiáng)度的硬質(zhì)相(珠光體、貝氏體、馬氏體等)的混合組織化。作為這種技術(shù)，例如在專利第3371744號公報中公開有一種技術(shù)，通過對控制軋制進(jìn)行空冷至鐵素體和奧氏體的二相域溫度，成為鐵素體+貝氏體或鐵素體+貝氏體+馬氏體的混合組織，由此實現(xiàn)低屈強(qiáng)比。在該技術(shù)中存在的問題是，化學(xué)成分上C含量越多，硬質(zhì)相越硬化，低屈強(qiáng)比化越容易，而另一方面則對焊接性和低溫韌性不利，低溫韌性和低屈強(qiáng)比有不相容的特性，有使之并立極其困難的狀況。如現(xiàn)有的建筑用途中所應(yīng)用的鋼板，雖然用韌性水平比較低，對低屈強(qiáng)比有利的高C鋼也沒有什么問題，但是對于這種要求HAZ韌性和母材的低溫韌性的鋼材來說則不能適用。另外，關(guān)于用于使鋼板(母材)的低溫韌性和低屈強(qiáng)比并立的技術(shù)，至今為止提出了幾個。例如在特開2002—3983號公報中提出，積極地使作為硬質(zhì)相的島狀馬氏體(MA:Martensite—Austeniteconstituent)生成，并通過規(guī)定其形態(tài)(長寬比)和尺寸，從而以斷裂轉(zhuǎn)變溫度(vtrs)計將低溫韌性改善至—8(TC左右。然而，使硬質(zhì)的MA生成會成為破壞的起點和傳播的原因，因此在既可維持作為鋼材需要的特性又改善低溫韌性上存在局限。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于這樣的情況而做，其目的在于，提供一種即使以高熱能輸入進(jìn)行焊接時，HAZ的低溫韌性也優(yōu)異，并且母材(鋼板)的低溫韌性也優(yōu)異的低屈強(qiáng)比高張力鋼板。能夠達(dá)成上述目的的本發(fā)明的高張力鋼板，分別含有C:0.050.09%("質(zhì)量％"的意思，涉及化學(xué)成分以下相同)、Si:0.050.25%、Mn:1.21.6%、P:0.01%以下、S:0.003%以下、Al:0.020.04%、B:0細(xì)60.0020%、N:0扁00駕0%、Ti:0.0050.025%，且在t/4(t:板厚)位置的顯微組織中，全部組織中所占的鐵素體分率為6085面積％，島狀馬氏體分率為5%以下，余量由貝氏體組織的混合組織構(gòu)成，所述鐵素體的平均晶粒直徑為14pm以下，并且第二相的維氏硬度Hv為265400。在本發(fā)明的高張力鋼板中，化學(xué)成分組成優(yōu)選滿足下述式(1)?！?0《(B—NT/1.3)《10…(1){式中，B表示B含量(質(zhì)量ppm)。另外，NT表示N(N含量，單位質(zhì)量ppm)與Ti(Ti含量，單位質(zhì)量ppm)的關(guān)系，(N—Ti/3.4)>0時，NT=(N—Ti/3.4)，(N—Ti/3,4)<0時，NT=0}在本發(fā)明的高張力鋼板中，優(yōu)選根據(jù)需要再含有如下等元素(a)Cll:0.050.4o/o、Ni:0.050.4%、Cr:0.050.4%、Mo:0.050.40/0和V:0.0050.02%之中的至少1種;(b)Nb:0,0050.025%;(c)Ca:0.00100.003°/。，根據(jù)含有的成分其特性得到改善。當(dāng)制造上述這種低屈強(qiáng)比高張力鋼板時，進(jìn)行熱軋后，從超過鋼板的(Ar3相變點一40°C)的溫度，以1(TC/秒以上的平均冷卻速度冷卻至(Ar3相變點一4(TC)以下的溫度，在該溫度一下子中斷冷卻并進(jìn)行30150秒的空冷，接著從t/4(t:板厚)位置的溫度為(Ai"3相變點一80°C)(Ar3相變點一190。C)的溫度范圍，以10'C/秒以上的平均冷卻速度冷卻至超過350°C、55(TC以下的溫度范圍即可。根據(jù)本發(fā)明，鋼板(母材)的屈服強(qiáng)度YS為440MPa以下，抗拉強(qiáng)度TS為510MPa以上，且鋼板(母材)的低溫韌性優(yōu)異，此外即使對鋼板實施高熱能輸入的焊接時，HAZ在一60。C也顯示出優(yōu)異的韌性，因此，有助于混載液化氨和液化丙垸氣的多功能儲罐等的焊接結(jié)構(gòu)物的大型化，并且，能夠采用例如高熱能輸入的單面潛弧焊法，能夠以更短時間制造上述焊接結(jié)構(gòu)物。圖1是表示鐵素體粒徑與母材的斷裂轉(zhuǎn)變溫度vTrs的關(guān)系的曲線圖。圖2是表示MA分率與第二相硬度對母材的特性造成的影響的曲線圖。圖3是表示(B—NT/1.3)與HAZ的vE—6Q的關(guān)系的曲線圖。圖4表示實施例的焊接中的坡口形狀的剖面圖。圖5表示FCB焊接時的電極配置的模式圖。具體實施例方式本發(fā)明者為了實現(xiàn)HAZ和母材的低溫韌性優(yōu)異的高張力鋼板，從各種角度進(jìn)行了研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果將C為比較低地設(shè)定為0.09%以下、將Si比較低地設(shè)定為0.25%以下的同時來調(diào)整化學(xué)成分組成，并且在t/4(t:板厚)位置的顯微組織中，成為適當(dāng)規(guī)定了鐵素體分率的混合組織(鐵素體+第二相)，且使鐵素體的平均晶粒直徑為14/im以下，并且使第二相的平均維氏硬度Hv為265400,則能夠完美地達(dá)到上述目的，從而完成本發(fā)明。本發(fā)明的高張力鋼板，在t/4(t:板厚)位置的顯微組織中，鐵素體分率需要調(diào)整為6085面積％。若該鐵素體分率低于60面積％，則屈服強(qiáng)度YS不能達(dá)到440MPa以下，若超過85面積％，則不能確?？估瓘?qiáng)度TS在510MPa以上。該鐵素體分率的優(yōu)選的范圍是65面積％以上、80面積％以下。另外，為了確保母材的韌性(即，為了改善破壞的傳播)，使鐵素體的平均晶粒直徑控制為14pm以下也是重要的要件。圖1是表示鐵素體的平均晶粒直徑(鐵素體粒徑)與母材的韌性(由斷裂轉(zhuǎn)變溫度vTrs評價)的關(guān)系的曲線圖，是將后述的實施例的數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理。由該結(jié)果表明的可知，通過使鐵素體粒徑在14pm以下，能夠確保母材的良好的低溫韌性(以斷裂轉(zhuǎn)變溫度vTrs計為一10(TC以下)。該鐵素體的粒徑的優(yōu)選上限為12,。本發(fā)明的高張力鋼板，顯微組織以鐵素體為主體，作為第二相(硬質(zhì)相)是含有貝氏體或(貝氏體+島狀馬氏體)的混合組織，但是島狀馬氏體的分率和第二相的硬度也需要適當(dāng)?shù)丶右哉{(diào)整。S卩，通過適當(dāng)規(guī)定這些要件，能夠防止造成破壞的起點，不會使母材的低溫韌性降低，并能夠提高母材強(qiáng)度。從這一觀點出發(fā)，島狀馬氏體(以下將島狀馬氏體稱為MA)的分率需要為5面積％以下(含0面積％)。即，若MA的分率比5面積。/。多，則雖然母材的強(qiáng)度提高，但是低溫韌性降低。另外，第二相的硬度也會受到鐵素體分率(作為結(jié)果是第二相的分率)的影響，但是基本上根據(jù)第二相中的貝氏體和MA的比率，其值已被決定。另外，根據(jù)化學(xué)成分組成也會造成硬度存在差異。通過該第二相的硬度以維氏硬度Hv計在265400的范圍內(nèi)，將不會使母材的低溫韌性降低，并能夠確保母材強(qiáng)度。圖2是表示MA分率與第二相硬度對母材的特性造成的影響的曲線圖，其整理了后述的實施例的數(shù)據(jù)。在此圖2中，"〇"表示母材的強(qiáng)度和低溫韌性能夠得到確保(抗拉強(qiáng)度TS:510MPa以上，斷裂轉(zhuǎn)變溫度一10(TC以下)的鋼板(本發(fā)明例)，"△"表示母材的強(qiáng)度和低溫韌性至少一種特性得不到滿足的鋼板(比較例)。由該結(jié)果表明的可知，通過使MA分率在5面積Q/。以下，并且以Hv計將第二相的硬度控制在265400的范圍內(nèi)，則能夠確保良好的特性(母材的低溫韌性、強(qiáng)度)。在本發(fā)明的高張力鋼板中，為了滿足作為此鋼板的基本的特性，需要在降低C和Si的含量的同時，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整化學(xué)成分組成，而含有這些成分的該基本成分(C、Si、Mn、P、S、Al、B、N、Ti)的范圍限定理由如下。(C:0.050.09%)為了抑制作為硬質(zhì)相的MA的生成，以確保一6(TC下的HAZ韌性，需要將C含量抑制在0.09。/。以下。另一方面，由于C也是確保鋼板的強(qiáng)度而必須的元素，因此使之含有0.05%以上。還有，C含量優(yōu)選為0.06%以上、0.08%以下。(Si:0.050.25%)通過Si降低至0.25°/。以下，能夠充分地抑制MA的生成，能夠容易地確保HAZ的低溫韌性。另一方面，因為Si被用于鋼水的脫氧，并且是在提高強(qiáng)度上有效發(fā)揮作用的元素，因此需要使之含有0.05%以上。還有，如上述為了確保地提高HAZ韌性，并且使鋼板(母材)具有強(qiáng)度和韌性等其他的特性，需要使上述以外的成分的含量處于下述范圍內(nèi)。(Mn:1.21.6%)Mn將S作為MnS進(jìn)行捕捉，是在抑制由S造成的HAZ韌性的劣化方面有用的元素。另外，其也是提高淬火性而有助于鋼板的高強(qiáng)度化的元素。優(yōu)選為1.3%以上。為了有效地發(fā)揮這樣的作用，需要使Mn含有1.2%以上。優(yōu)選為1.3%以上。但是，若Mn量過剩則HAZ韌性反而劣化，因此將其抑制在1.6%以下。優(yōu)選為1.55%以下。(P:0.01%以下)P是命名HAZ韌性劣化的元素，因此需要極力降低，在本發(fā)明中抑制在0.01%以下。(S:0.003%以下)S是生成粗大的硫化物而使HAZ韌性劣化的元素。因此需要極力降低，在本發(fā)明中抑制在0.003%以下。(Al:0.020.04%)Al作為脫氧劑使用，并且生成A1N析出物，是使高熱能輸入焊接時HAZ韌性提高的元素，在本發(fā)明中使之含有0.02%以上。但是，若A1含量過剩，則氧化鋁等的氧化物系夾雜物增大，并且MA的生成被促進(jìn)，HAZ韌性劣化，因此將其抑制在0.04%以下。(B:0細(xì)60.0020%)B具有的作用是，通過生成BN而將有害于HAZ韌性的固溶N加以固定，并且促進(jìn)晶內(nèi)鐵素體的生成。另外，固溶B還具有抑制晶界鐵素體的粗大化和側(cè)板條鐵素體(ferritesideplate)的生成，從而使奧氏體晶內(nèi)的晶粒微細(xì)化的效果。為了充分地發(fā)揮該作用效果，需要含有B為0.0006%以上。另一方面，若N過多，則由于過剩的固溶B的作用導(dǎo)致結(jié)晶被成形為一定方向，HAZ靭性反而劣化。因此B含量抑制在0.0020。/。以下。還有，B含量的優(yōu)選下限為0.0008%，優(yōu)選上限為0.0018%。(N:0扁00扁0%)N與Ti和Al等元素形成氮化物，是使HAZ韌性提高的元素，因此需要使之含有0.0030%以上(優(yōu)選為0.0040%以上)。還有，固溶N會成為使HAZr的韌性劣化的原因。由于總氮量的增加，雖然前述的氮化物增加，但固溶N也會過剩，因此在本發(fā)明中，將N含量抑制在0.0080M以下(優(yōu)選為0.0070%以下)。(Ti:0.0050.025%)Ti生成TiN系析出物而促進(jìn)晶內(nèi)鐵素體的生成，并且在抑制奧氏體晶粒的粗大化上也是有效的元素。另外也是有助于高強(qiáng)度化的元素。為了有效地發(fā)揮這一作用，需要使Ti含有0.005。/。以上，優(yōu)選為0.010%以上。但是，若過剩地含有Ti，則反而招致HAZ韌性的降低，因此需要為0.025%以下，優(yōu)選為0.024%以下。本發(fā)明規(guī)定的含有元素如上所述，余量是鐵和不可避免的雜質(zhì)，作為該不可避免的雜質(zhì)，能夠允許根據(jù)原料、物資、制造設(shè)備等的狀況而攙雜的元素的混入。另外，在上述的成分范圍內(nèi)，通過使B、N和Ti的平均最佳化，嚴(yán)密地實現(xiàn)固溶B量的最佳化，能夠使奧氏體晶內(nèi)的晶粒微細(xì)化，作為其結(jié)果是有效地進(jìn)一步提高HAZ的低溫韌性。圖3是以0.06%C—0.20%Si—1.4%Mn—0.03%Al—0.010%Nb為基本成分，分別在后述的規(guī)定范圍內(nèi)使B、N和Ti變化，采用(B—NT/1.3){B表示B含量(質(zhì)量ppm),NT表示N(N含量，單位質(zhì)量ppm)與Ti(Ti含量，單位質(zhì)量ppm)的關(guān)系，(N_Ti/3.4)》0時，NT=(N—Ti/3.4)，(N—Ti/3,4)<0時，NT=0。以下關(guān)于式(1)也相同}為各種的值的鋼板，進(jìn)行熱循環(huán)試驗，按后述的實施例測定HAZ的低溫韌性(vE—6Q),并整理這些結(jié)果。還有，熱循環(huán)試驗，假定焊接輸入熱能60kJ/cm(板厚12mm)，加熱保持在1400°CX5秒后，從80(TC至500。C以150秒冷卻。由該圖3可知，作為HAZ的低溫韌性，在達(dá)成vE-6o:100J以上之后，如下式(1)所示，使(B—NT/1.3)的值處于一20ppm以上、10ppm以下的范圍內(nèi)有效?！?0《(B—NT/1.3)《10…(1)如上式(1)，通過使B、N和Ti的平衡最佳化，被認(rèn)為能夠最大限度地發(fā)揮如下效果因奧氏體晶內(nèi)的晶界中存在的固溶B造成的晶界鐵素體(來自奧氏體晶界的粗大的鐵素體)的生成充分被抑制，且還抑制了來自晶界的側(cè)板條鐵素體的生成這樣的效果，以及作為BN的鐵素體相變核的效果。本發(fā)明的高張力鋼板所規(guī)定的化學(xué)成分組成，和實現(xiàn)B、N和Ti的平衡的最佳化的要件如上所述，但根據(jù)需要還優(yōu)選再含有如下等元素(a)Cu:0.050.4%、Ni:0.050.4%、Cr:0.050.4%、Mo:0.050.4%禾口V:0.0050.02%之中的至少1種；(b)Nb:0.0050.025%;(c)Ca:0.00100.003%，根據(jù)含有的成分其特性得到改善。使這些元素含有時其范圍設(shè)定理由如下。(Cu:0.050.4。/o、Ni:0,050.4o/o、Cr:0.050.4%、Mo:0.050.4%和V:0.0050.02%之中的至少1種)Cu、Ni、Cr、Mo和V均是對確保強(qiáng)度有用的元素。Cu是在通過固溶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化而提高強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度TS)上有效的元素。為了有效地發(fā)揮這一作用，優(yōu)選使之含有0.05%以上。但是，若過剩地含有，則阻礙熱加工性，因此抑制在0.4°/。以下。Ni是使母材的強(qiáng)度和韌性同時提高的元素。為了有效地發(fā)揮這一作用，優(yōu)選使之含有0.05%以上。更優(yōu)選為0.2%以上。但是過剩的添加會造成成本上升，并且在液化氨中有誘發(fā)SCC的可能性，因此抑制在0.4%以下。V對提高淬火性以確保高強(qiáng)度，并且對提高回火軟化阻抗是有用的元素。為了有效地發(fā)揮這樣的作用，優(yōu)選使之含有0.005%以上。但是若過剩地含有，則HAZ韌性劣化，因此抑制在0.02%以下。Cr和Mo是對母材的高強(qiáng)度化有效的元素。為了有效地發(fā)揮這一作用，均優(yōu)選使之含有0.05%以上。然而，因為過剩地添加會使韌性劣化，所以均抑制在0.4%以下。(Nb:0.0050.025%)Nb充分抑制粗大的晶界鐵素體的生成，對達(dá)成奧氏體晶內(nèi)的晶粒微細(xì)化有是用的元素。為了充分地發(fā)揮這樣的效果，含有Nb時的量優(yōu)選為0.005%以上。但是若過剩地含有，則作為硬質(zhì)相的島狀馬氏體(MA)容易生成，另外結(jié)晶被形成為一定方向，招致HAZ韌性的劣化，因此將其抑制在0.025%以下。(Ca:0,00100.003%)Ca將對HAZ韌性造成不良影響的S作為CaS固定，并且把非金屬夾雜物的形狀控制為粒狀，有效地提高韌性的元素。為了充分地發(fā)揮這樣的效果，優(yōu)選使Ca含有0.0010%以上，但是即使過剩地含有，這些效果也是飽和，而HAZ韌性反而劣化。因此Ca含量優(yōu)選為0.003M以下。為了作為上述這樣的組織而制造本發(fā)明的鋼材，例如能夠根據(jù)下述所示的方法，得到HAZ的低溫韌性優(yōu)異的低屈強(qiáng)比高張力鋼板。將滿足前述的成分組成的鋼材加熱至規(guī)定的溫度(例如IOO(TC以上的溫度)，實施熱軋至規(guī)定的板厚，結(jié)束熱軋后[其中，軋制結(jié)束溫度為超過(Ar3相變點一4(TC)的溫度]，從該溫度以，以1(TC/秒以上的平均冷卻速度冷卻至(Al"3相變點—40°C)以下的溫度(第一次冷卻)，在該溫度一下子中斷冷卻并進(jìn)行30150秒的空冷，接著從t/4(t:板厚)位置的溫度為(Ar3相變點一80。C)(Ar3相變點一19(TC)的溫度范圍，以10°C/秒以上的平均冷卻速度冷卻至超過35(rC、55(TC以下的溫度范圍(第二次冷卻)。該方法中的各條件的范圍設(shè)定理由如下。(第一次冷卻)(a)通過第一次冷卻，從過冷的奧氏體中使微細(xì)的鐵素體析出，通過其后的空冷，能夠確保規(guī)定的鐵素體分率。基熱軋結(jié)束后的冷卻開始溫度為(Ar3相變點一40t:)以下，則在冷卻前粗大的鐵素體析出，從而得不到微細(xì)的鐵素體組織。另外，平均冷卻速度低于1(TC/秒時，無法得到充分的過冷度，核生成點降低，難以得到以平均晶粒直徑計為14pm以下的鐵素體。還有，在本發(fā)明中，所謂"Ar3相變點"是由下式(2)求得的值。Ar3相變點-930—230，[C]+25'[Si]—74'[Mn]—56'[Cu]—16'[Ni]—9[Cr]—5[Mo]—1620[Nb]…(2)其中，[C]、[Si]、[Mn]、[Cu]、[Ni]、[Cr]、[Mo]和[Nb]分別表示C、Si、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo和Nb的含量(質(zhì)量％)。(b)上述冷卻需要冷卻至(Ar3相變點一40。C)以下的溫度(但是在第二次冷卻開始溫度以上)。為了通過第一次冷卻而使微細(xì)的鐵素體從奧氏體中析出，就需要通過該冷卻達(dá)到過冷狀態(tài)，但是，為此需要使停止冷卻的溫度為(Ar3相變點一40。C)以下的溫度。據(jù)此，若溫度變高也不會有過冷的效果，在其后的空冷中作為粗大的鐵素體生成，成為與沒有冷卻的情況下相同的組織。(c)需要在第一次冷卻停止溫度一下子中斷冷卻，并進(jìn)行30150秒的空冷，但是，若這時的時間(空冷時間)低于30秒，則鐵素體分率不足，若超過150秒，則鐵素體分率過高，另外鐵素體粒徑也變大，難以確保母材韌性和強(qiáng)度。優(yōu)選為低于100秒。另外，這時的空冷，需要冷卻后在t/4(t:板厚)位置的溫度為(Ar3相變點一8(TC)(Ar3相變點一190°C)的溫度范圍(第二次冷卻開始溫度)進(jìn)行，但是，若該溫度低于(Ar3相變點一l卯。C)或超過(Ar3相變點一80。C)，則鐵素體分率將不足。還有，在本發(fā)明中所謂"空冷"，意思是停止冷卻，通過放冷而使冷卻速度低于1.(TC/秒的狀態(tài)。(第二次冷卻)(a)第二次冷卻是為了控制MA的分率，同時使第二相硬度處于規(guī)定的范圍(以維氏硬度Hv計為265400)。這時的平均冷卻速度低于10"C/秒時，則會變成珠光體組織，粗大的MA會大量地生成，不能確保母材的韌性和強(qiáng)度。另外，若冷卻停止溫度在35(TC以下，則馬氏體MA從第二相生成，硬度變高。相對于此，若冷卻停止溫度超過350°C，則MA分解，其分率減少，并且將微細(xì)地分散。然而，若冷卻停止溫度超過550°C，則第二相成為珠光體組織，不能確保母材的韌性和強(qiáng)度。如上述冷卻至超過35(TC、55(TC以下后，優(yōu)選進(jìn)行空冷(AC)。另外，也能夠以50060(TC進(jìn)行回火，通過附加這一工序，可以進(jìn)行強(qiáng)度的調(diào)整。還有，上述所示的溫度，作為發(fā)揮著鋼板的平均的性能的位置，是以t/4部(t:板厚)的位置的溫度進(jìn)行管理。另外，本發(fā)明的鋼材能夠有利地應(yīng)用于所謂厚鋼板。這時的板厚約為7mm以上，上限沒有特別限定，但通常為40mm以下的程度。以下，列舉實施例更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明當(dāng)然不受下述實施例的限制，在能夠符合前、后述的宗旨的范圍內(nèi)也可以適當(dāng)加以變更實施，這些均包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。實施例將下述表1所示的化學(xué)成分組成的鋼坯加熱至IIO(TC，實施熱軋至規(guī)定的板厚(12mm或30mm)，結(jié)束熱軋后，以規(guī)定的冷卻速度冷卻至規(guī)定的溫度范圍(第一次冷卻)，在此途中停止冷卻，進(jìn)行空冷。其后，從該溫度范圍以1(TC/秒以上的冷卻速度冷卻至55(TC以下(冷卻停止溫度)(第二次冷卻)。這時的制造條件顯示在表2、3中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>對于如上述這樣得到的各鋼板，分別按下述的要領(lǐng)，實施母材組織(鐵素體分率、鐵素體粒徑、MA分率、第二相硬度)、母材特性[(板厚、屈服強(qiáng)度YS、抗拉強(qiáng)度TS、韌性(斷裂轉(zhuǎn)變溫度vTrs)]和HAZ韌性(vE-60)的評價。(鐵素體分率、鐵素體粒徑的測定)鐵素體(多邊鐵素體)的分率，是對于各鋼板的t/4(t:板厚)，使用光學(xué)顯微鏡以200倍的倍率觀察1個視野為300^imX30(^m的區(qū)域，使用圖像分析軟件進(jìn)行測定，求得5個視野的平均值。另外，鐵素體的平均晶粒直徑，是在各鋼板的t/4部(t:板厚)的位置，以400倍觀察10個視野，根據(jù)JISG0551所規(guī)定的比較法進(jìn)行測定。(MA分率)在各鋼板的t/4部(t:板厚)的位置，進(jìn)行Lepera腐蝕后，使用光學(xué)顯微鏡以倍率IOOO率觀察I個視野5(HimX50pm的區(qū)域，使用圖像分析軟件加以測定，求得10個視野的平均值。(第二相硬度)在各鋼板的t/4部(t:板厚)的位置，使用10kgf的顯微維氏硬度計，在任意的IO點測定第二相的硬度，求得其平均值。(母材特性的評價)從各鋼板的總厚度，沿著與軋制方向成直角的方向提取JISZ2201的1B號試驗片，按JISZ2241的要領(lǐng)進(jìn)行拉伸試驗，測定屈服強(qiáng)度YS(有屈服點時測定下屈服點YP，沒有時測定0.2%屈服應(yīng)力(7Q.2)、和抗拉強(qiáng)度(TS)。然后，屈服強(qiáng)度440MPa以下、抗拉強(qiáng)度510MPa以上，屈強(qiáng)比(YS/TS)為75%以下的評價為低屈強(qiáng)比高張力鋼板。另外，從距各鋼板的表面?zhèn)认魅チ薼mm的部位，沿軋制方向提取JISZ2202的V切口試驗片，按JISZ2242的要領(lǐng)進(jìn)行擺錘沖擊試驗，測定斷裂轉(zhuǎn)變溫度vTrs。然后，斷裂轉(zhuǎn)變溫度vTrs為一100。C以下的評價為具有優(yōu)異的母材韌性。(HAZ韌性的評價)使用上述鋼板以FCB法實施單面潛弧焊。FCB法是在銅板之上襯板并襯墊助焊劑，壓抵到坡口背面，邊從表面單側(cè)形成背面焊道邊完成焊接的方法，一般被造船等的拼板焊接應(yīng)用。坡口形狀顯示在圖4中[(a)為板厚12mm的情況，(b)為板厚30mm的情況]。焊接材料使用下述的低溫用鋼焊接材料(神戶制鋼所制)，以圖5和表4的焊接條件制作焊接接頭。(焊接材料)焊絲US-255表面助焊劑PF-50LT襯板助焊劑MF-1R表4<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>然后，從表面?zhèn)惹邢鱨mm，在HAZ部(熔合部)的位置與板表面垂直地切入切口，分別提取這樣的JISZ2202的V切口試驗片3個，按JISZ2242的要領(lǐng)進(jìn)行擺錘沖擊試驗。然后，測定試驗溫度為一6(TC的吸收能(vE-60)。然后，該吸收能(vE-6Q)的平均值為IOOJ以上的評價為HAZ的低溫韌性優(yōu)異。其結(jié)果與實際焊接施工條件(施工法、輸入熱量)一起顯示在下述表5、6中。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表6<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>由這些結(jié)果能夠進(jìn)行如下考察(還有，下述No表示表中的實驗No.)。滿足本發(fā)明規(guī)定的要件的No.l14的鋼板，其HAZ韌性優(yōu)異，并且也是母材特性(低溫韌性、屈服強(qiáng)度YS:440MPa以下，抗拉強(qiáng)度TS:510MPa以上，屈強(qiáng)比YR:75%以下)優(yōu)異的鋼板，以高熱能輸入單面潛弧焊法焊接該鋼板，并用于低溫條件的用途時仍發(fā)揮出優(yōu)異的特性。相對于此，不滿足本發(fā)明的No.1529，分別具有以下的問題。艮P，No.l518雖然HAZ的低溫韌性優(yōu)異，但是母材的鐵素體分率低，無法獲得期望的母材特性(屈服強(qiáng)度YS:440MPa以下，屈強(qiáng)比YR:75%以下，vTrs為一10(TC以下)。No.l9雖然HAZ的低溫韌性優(yōu)異，但是母材的MA分率高，得不到期望的母材特性(抗拉強(qiáng)度TS:510MPa以上，屈強(qiáng)比YR:75%以下，vTrs為一10(TC以下)。No.20雖然HAZ的低溫韌性優(yōu)異，但是母材的MA分率高，第二相硬度高，從而得不到期望的母材特性(屈強(qiáng)比YR:75%以下，vTrs為一100'C以下)。No.2123中，鐵素體粒徑也大，母材韌性劣化。No.24因為C含量超過上限，No.25因為Si含量和Mn含量超過上限，所以MA分率均多，HAZ韌性和母材韌性差。另外，No.26因為Ti含量過剩，No.27因為B含量過剩，另外(B—NT/1.3)均高于式(1)的上限，所以HAZ韌性均差。No.28因為V含量超過優(yōu)選的范圍，另外不含Ti和B，而且(B—NT/1.3)低于式(1)的下限，所以HAZ韌性劣。No.29其Ni含量超過優(yōu)選的范圍，另外不含B，從而強(qiáng)度降低，同時HAZ韌性也差。權(quán)利要求1.一種鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計含有C0.05～0.09％、Si0.05～0.25％、Mn1.2～1.6％、P0.01％以下、S0.003％以下、Al0.02～0.04％、B0.0006～0.0020％、N0.0030～0.0080％、Ti0.005～0.025％，并且，在t/4位置的顯微組織中，由相對于全部組織的分率為60～85面積％的鐵素體、分率為5％以下且含0％的島狀馬氏體、以及余量為貝氏體組織的混合組織構(gòu)成，其中，t為板厚，并且，所述鐵素體的平均晶粒直徑為14μm以下，并且第二相的維氏硬度Hv為265～400。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板，其特征在于，化學(xué)成分組成滿足下式(1)，一20《(B—NT/1.3)《10…(1)式中，B表示以質(zhì)量ppm計的B含量，另外，當(dāng)N與Ti的關(guān)系為(N—Ti/3.4)》0時，NT=(N—Ti/3.4)(N—Ti/3.4)<0時，NT=0其中，N表示以質(zhì)量ppm計的N含量，Ti表示以質(zhì)量ppm計的Ti3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板，其特征在于，以質(zhì)量^計含有從Cu:0.050.4%、Ni:0.050.4%、Cr:0.050.4%、Mo:0.050.4%和V:0.0050.02%中選出的至少一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板，其特征在于，以質(zhì)量^計含有Nb:0.0050.025%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板，其特征在于，以質(zhì)量X計含有Ca:0.00100.003%。6.—種制造權(quán)利要求15中任一項所述的低屈強(qiáng)比高張力鋼板的方法，其特征在于，在進(jìn)行熱軋后，從超過鋼板的(Af3相變點一4(TC)的溫度，以1(TC/秒以上的平均冷卻速度冷卻至(Ar3相變點一40。C)以下的溫度，在該溫度暫時中斷冷卻并進(jìn)行30150秒的空冷，接著，從t/4位置的溫度為(Al"3相變點一80°C)(Af3相變點一190°C)的溫度范圍，以10。C/秒以上的平均冷卻速度冷卻至超過35(rC但在55(TC以下的溫度范圍，其中，t為板厚。全文摘要本發(fā)明的低屈強(qiáng)比高張力鋼板，滿足規(guī)定的化學(xué)成分組成，并且在t/4(t板厚)位置的顯微組織中，全部組織中所占的鐵素體分率為60～85面積％，島狀馬氏體分率為5％以下(含0％)，余量由貝氏體組織的混合組織構(gòu)成，所述鐵素體的平均晶粒直徑為14μm以下，并且第二相的維氏硬度Hv為265～400，根據(jù)如此構(gòu)成，即使以高熱能輸入進(jìn)行焊接時HAZ的低溫韌性也優(yōu)異，并且母材(鋼板)的低溫韌性也優(yōu)異。文檔編號C22C38/14GK101289727SQ200810090388公開日2008年10月22日申請日期2008年4月1日優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日發(fā)明者高橋祐二申請人:株式會社神戶制鋼所