專利名稱：：厚鋼板的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及厚鋼板，在該領域中所謂厚鋼板，如JIS所定義的，一般指板厚在3.0mm以上。但是本發(fā)明的厚鋼板，即使是對于板厚為50mm以上這樣的鋼板進行線能量為50kJ/mm以上的大線能量焊接，有顯示出良好的HAZ韌性，因此應用到有這種厚度的鋼板上是優(yōu)選的方式，但本發(fā)明的鋼板的厚度并不限定于50mm以上，并不排除在板厚低于此的鋼板上的應用。如此得到的本發(fā)明的厚鋼板，能夠作為例如橋梁、高層建筑物和船舶等的結構物的材料使用，不用說小中線能量焊接，即使是在大線能量焊接中，也能夠防止母材和焊接熱影響部的韌性劣化。實施例以下，通過實施例更詳細地說明本發(fā)明，但下述實施例并沒有限定本發(fā)明的性質，在能夠符合前后述的宗旨的范圍內(nèi)也可以適當變更實施，這些均包含在本發(fā)明的技術范圍內(nèi)。[實施例l]—邊控制下述表3、4所示的條件(Al、Ca的添加順序、至澆鑄的保持時間Tl)，一邊熔煉下述表1、2所示的組成的鋼，一邊控制鑄造時(1500140(TC的溫度范圍)的冷卻時間T2，一邊冷卻該熔鋼，成為板坯(截面形狀150mmX250mm)后，以下述表3、4所示的軋制條件(軋制前加熱溫度Th、軋制前加熱時間T3、粗軋結束溫度Tf)進行軋制，成為板厚80mm的熱軋板，在軋制后以冷卻速度Rc冷卻至冷卻停止溫度Ts。另外，根據(jù)需要，以50(TC實施回火處理。還有，在表1中，REM以含有l(wèi)a為50X左右和含有Ce為25%左右的混合稀土金屬的形態(tài)添加。另外，表1中"-"表示未添加元素。另外在表3、4中，Al、Ca的添加順序在A1—Ca時為"O"，在Ca—Al時為"X"。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>*余量鐵和不可避免的雜質<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>對于如此制造的各試驗板，以下述的要領測定各種大小的含Ti氮化物的個數(shù)密度、島狀馬氏體(MA)的面積比例(分率)、厚鋼板(母材)和HAZ的韌性。這些結果顯示在表5、6中。[以當量圓直徑計低于0.05iim的含Ti氮化物的個數(shù)密度的測定][O117]從距各鋼板的表面深t/4(t.:板厚)的位置切割下試驗片(提取試驗片使其軸心位置通過t/4位置)，由平行于軋制方向和板厚方向的截面制作復制(r印lica)TEM試驗片，用透射型電子顯微鏡(TEM)，以觀察倍率60000倍、觀察視野2X2(iim)、觀察處所5處的條有無回火處理冷卻停止溫度TsCC)00，450o寸450守1430o寸寸ocnmo450440oin450440oin寸oin寸軋制后冷卻速度COm，H寸V￡H00riCOmmmH寸0000m00inGOriCOrnin粗軋結束溫度Tf(t)ou>o>ou>in。<T\o00oCOCOono\ooino守OAOor-oCOo軋制前加熱時間T3(時)in守COnmU>mu>ninCOminCOH(TVrn0000r>rnrn守minCO軋制前加熱溫Th(.C)11S0060T111201140'1140111220102011401150115011001110廠11101080115011701150冷卻時間T2(秒)oinorHino寸inoU)oinmoinoCOinoino00ino001/1o卜inoLflino00in寸inoinoin00tnoo\in保持時間T1(分鐘)oocnininovoooininoininoinLAooinoinAl、Ca的添加順序oo0ooo0。00。驟^。卜00CMCOCMCO寸COCOCOCOt-COCOCO寸寸寸寸寸彬14件進行觀察。然后通過圖像分析，測定該視野中的各含Ti氮化物的面積，由該面積計算各氮化物的當量圓直徑。還有，含Ti氮化物通過EDX(能量色散型X射線檢測儀)進行判別。然后，將當量圓直徑低于0.05i！m的含Ti氮化物的個數(shù)換算成每lmm2求得。但是，關于當量圓直徑為0.01i！m以下的含Ti氮化物，EDX的可靠性并不充分，因此從分析中除外。[以當量圓直徑計0.05l.Oiim的含Ti氮化物的個數(shù)密度的測定]用透射型電子顯微鏡(TEM)，以觀察倍率15000倍、觀察視野8X8(iim)、觀察處所5處的條件，觀察上述復制TEM試驗片。然后通過圖像分析，測定該視野中的各含Ti氮化物的面積，由該面積計算各氮化物的當量圓直徑。還有，含Ti氮化物通過EDX(能量色散型X射線檢測儀)進行判別。然后，將當量圓直徑0.05l.Oym的含Ti氮化物的個數(shù)換算成每lmm2求得。[以當量圓直徑計超過1.0iim的含Ti氮化物的個數(shù)密度的測定]從距各鋼板的表面深t/4(t:板厚)的位置切割下試驗片，使用CarlZeiss公司制的場致發(fā)射型掃描電子顯微鏡"SUPRA35(商品名)"，觀察平行于軋制方向和板厚方向的截面，以觀察倍率1000倍、觀察視野0.06ii1112、觀察處所20處的條件進行觀察。對于當量圓直徑超過1.0iim的夾雜物粒子，由EDX判別含N的含Ti氮化物。然后，將當量圓直徑超過1.0iim的含Ti氮化物的個數(shù)換算成每lmm2求得。[島狀馬氏體(MA)的面積比例的測定]從距各鋼板的表面深t/4(t:板厚)的位置切割下試驗片，以^《，試劑腐蝕與軋制方向和板厚方向平行的截面后，用光學顯微鏡以400倍拍攝3個視野，通過圖像分析計算島狀馬氏體(MA)的面積比例(分率)。[母材的韌性]從距各鋼板的表面深t/4(t:板厚)的位置，在軋制方向提取擺錘沖擊試驗片(JISZ2201的4號試驗片)，依據(jù)JISZ2242在-6(TC下進行擺錘沖擊試驗，測定吸收能(vE—6。)。這時對于3個試驗片測定吸收能(vE—6。)，計算其最低值。[HAZ韌性的評價]從距各鋼板的表面深t/4(t:板厚)的位置，在軋制方向提取擺錘沖擊試驗片(JISZ2201的4號試驗片)，進行模擬大線能量焊接的熱循環(huán)試驗，評價HAZ韌性。這時熱循環(huán)試驗是將上述試驗片加熱到140(TC并保持60秒鐘后，花500秒冷卻800500°C的溫度范圍，由此施加相當于焊接線能量為55kJ的熱循環(huán)。依據(jù)JISZ2242，在-4(TC下進行擺錘沖擊試驗，測定吸收能(vE—4。)。這時對于3個試驗片測定吸收能(vE—4。)，計算其最低值。然后，vE—4。的最低值超過100J的評價為HAZ韌性優(yōu)異。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>由這些結果能夠進行如下考察(還有，下述No.表示表16的鋼No.)。No.125是滿足本發(fā)明規(guī)定的含Ti氮化物的個數(shù)密度的要件和島狀馬氏體(MA)的面積比例的要件兩方面的例子，化學成分組成、含Ti氮化物的分散適當，而且MA的生成也得到抑制，可知,HAZ韌<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>能夠得到母材的韌性良好，發(fā)揮出最低值超過100J這樣的母材韌性優(yōu)異的性能，并且焊接熱影響部的韌性也良好，vE—4。的最低值超過100J這樣的鋼板。相對于此，No.36其鋼板中的C含量為本發(fā)明規(guī)定的范圍的上限值，焊接熱影響部的韌性以vE—4。的最低值計為100J以下。另一方面，No.2635、3743是脫離本發(fā)明規(guī)定的某一要件的例子，焊接熱影響部的韌性差。詳情如下。No.26其Al和Ca的添加順序不當，粗大的含Ti氮化物增大，母材和HAZ的韌性劣化。No.27至澆鑄的保持時間短，粗大的含Ti氮化物增大，母材和HAZ的韌性劣化。另外No.28至澆鑄的保持時間長，另外冷卻停止溫度低，粗大的含Ti氮化物增大，母材和HAZ的韌性劣化。No.29鑄造時的冷卻時間超過600秒，另外軋制后的冷卻速度快，，粗大的含Ti氮化物增大，并且以當量圓直徑計0.051.0m的含Ti氮化物的個數(shù)減少，母材和HAZ的韌性劣化。No.30至澆鑄的保持時間短，粗大的含Ti氮化物增大，母材和HAZ的韌性劣化。No.31其鋼板中的Mn含量超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，另外軋制前加熱溫度高，以當量圓直徑計低于0.05m的含Ti氮化物的個數(shù)不足，得不到良好的母材和HAZ的韌性。No.32其鋼板中的Si含量超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，硬質的MA的生成量增加，由此導致母材和HAZ的韌性劣化。No.33其鋼板中的P的含量超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，另外軋制前加熱時間短，母材和HAZ的韌性劣化。No.34其鋼板中的Al含量不滿足本發(fā)明規(guī)定的范圍，另外軋制前加熱時間變長，粗大的含Ti氮化物的生成得不到抑制，母材和HAZ的韌性劣化。No.35軋制前加熱時間短，HAZ韌性劣化。No.37鋼板中的Al和Si含量超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，母材和HAZ的韌性劣化。No.38鋼板中的Ti含量超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，粗大的含Ti氮化物增加，母材和HAZ的韌性劣化。No.39鋼板中的Ca含量不滿足本發(fā)明規(guī)定的范圍，粗大的含Ti氮化物增加，母材和HAZ的韌性劣化。No.40鋼板中的Ca含量超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，可預想粗大的氧化物的生成，母材和HAZ的韌性劣化。No.41鋼板中的N含量超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，即使含Ti氮化物的形態(tài)良好，母材和HAZ的韌性仍劣化。No.42、43作為優(yōu)選的成分的Ni含量和Cu含量分別超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，即使含Ti氮化物的形態(tài)良好，母材和HAZ的韌性仍劣化。[OH3][實施例2]以表1012所示的條件，熔煉、鑄造表79所示的化學成分組成的鋼，成為板坯(截面形狀150mmX250mm)后，進行熱軋，得到板厚80mm的熱軋板。還有，在表79中，REM以含有l(wèi)a為50%左右和含有Ce為25%左右的混合稀土金屬的形態(tài)添加。另外，在表1012中，所謂Al、Ca的添加順序為"O"，意思是按Al—Ca的順序添加。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>從如上述得到的熱軋板上切割試驗片，按下述的要領與實施例1同樣地測定各種大小的含Ti氮化物的個數(shù)密度，另外以下述方式測定HAZ韌性。HAZ韌性的測定從距各熱軋板的表面深t/4位置，在軋制方向提取擺錘沖擊試驗片(JISZ2242所規(guī)定的標準試驗片)，進行模擬大線能量焊接的熱循環(huán)試驗，評價HAZ韌性。這時熱循環(huán)試驗是將上述試驗片加熱到140(TC并保持60秒鐘后，花500秒冷卻800500°C的溫度范圍，相當于焊接線能量為55kJ的焊接。其后，依據(jù)JISZ2242，在-4(TC的溫度下進行擺錘沖擊試驗，測定vE—4。。試驗在3個試驗片上進行，該vE—4。的平均值超過190J的評價為HAZ韌性極為優(yōu)異。還有，在表12的af中，還顯示3個試驗片的vE—4。的最小值。結果顯示在表1012中。<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>運聲葛*<u條表10、11所示的No.132，成分組成、A值、A/G的值被適當控制，另外制造條件也得到了適當控制，因此TiN滿足本發(fā)明的要件，達成化_4。的平均值超過190J這樣的極其良好的HAZ韌性。另一方面，No.33其C量在本發(fā)明的范圍內(nèi)，因為稍高，所以HAZ韌性以vE_4。的平均值計稍低于190J。由表12的af可見，A值或A/G的值帶給HAZ韌性的影響。表12的a包括A值9910.00000s0000999OSOS14畜SI51-0.0oos卜sOOOOSSSS69.209;oes91-st0.0D0000寸9086g.寸09:09908g寸L9.000009690S6reshi.OSOS991-9卜l"ooooo寸00000090966-s06:oes09el.29.0ooooss09UOSG寸鵬，f、鵬蹈f還so，o0，0,t虔(a)媽碟嵌s蹈,『、)￡i(a)mH趙瞎戚縣(翁)Z1狂寸I00ST叵宏您遮s^從「一5(r)。7aas-添2vhrplul/+)殺^教c^蜮！i如蓉沐細羅m彬23或A/G的值，因為全部滿足本發(fā)明的要件，所以顯示出極其良好的HAZ韌性，但b、c和d其A值小，所以貝氏體組織的微細化不充分，HAZ韌性雖然最小值均為超過140J的值，但平均值為低于190J的值。e因為A值大，所以硬質的馬氏體相生成，HAZ韌性雖然最小值為超過150J的值，但平均值是低于190J的值。f因為A/G的值小，所以晶界貝氏體的核生成頻率降低，粗大貝氏體形成，HAZ韌性雖然最小值均為超過170J的值，但平均值為低于190J的值。[實施例3]在所述實施例2的表10的No.13、5、14，表11的No.31和表12的Ni.c、d中，從熱軋板上提取試驗片(12.5mmX32mmX55mm)，進行與實施例2同樣的熱循環(huán)試驗。在該試驗片中，對于相當于距熱軋板的表面深t/4位置的部分，實施EBSP(電子背散射衍射ElectronBack-ScatteringPattern)測定(視野200iimX200iim)，以線分法測定由結晶方位差15°以上的大角晶界包圍的HAZ貝氏體組織的平均粒徑。結果顯示在表13、圖1中。表13No.A值A/G值HAZ貝氏體組織尺寸(um)11366824212138861218314580801551518364141417089451131152634818c120728924d1045329262權利要求一種厚鋼板，其特征在于，含有C0.03～0.15質量％、Si0.25質量％以下且含0質量％、Mn1.0～2.0質量％、P0.03質量％以下但不含0質量％、S0.015質量％以下但不含0質量％、Al0.005～0.05質量％、Ti0.010～0.080質量％、Nb0.002～0.10質量％、Ca0.0005～0.010質量％和N0.002～0.020質量％，余量是鐵和不可避免的雜質，以當量圓直徑計低于0.05μm的含Ti氮化物每1mm2存在5.0×106個以上，以當量圓直徑計0.05～1.0μm的含Ti氮化物每1mm2存在1.0×105個以上，并且，以當量圓直徑計超過1.0μm的含Ti氮化物每1mm2存在5個以下。2.根據(jù)權利要求l所述的厚鋼板，其特征在于，距表面深為t/4的位置的島狀馬氏體的面積比例為5%以下，其中，t為板厚。3.根據(jù)權利要求1或2所述的厚鋼板，其特征在于，還含有Ni:1.5質量％以下但不含0質量％、01:1.5質量％以下但不含0質量％、0:1.5質量％以下但不含0質量％和Mo:1.5質量％以下但不含0質量％之中的l種以上的元素。4.根據(jù)權利要求1所述的厚鋼板，其特征在于，還含有Ni:1.5質量％以下但不含0質量％、Cu:1.5質量％以下但不含0質量％、Cr:1.5質量％以下但不含0質量％和Mo:1.5質量％以下但不含0質量％之中的l種以上的元素，并且，以下式(1)表示的A值為125《A《200，并且在與由下式(2)表示的G值之間，具有A/G>4350的關系，A=53+104[C]+76[Cu]+109[Cr]+37[Ni]+2422[Nb]+31[Mo]…(1)G=[Nb]+5[B]…(2)式(1)、(2)中，[]表示各元素的質量百分比含量。5.根據(jù)權利要求1、2或4中任一項所述的厚鋼板，其特征在于，除上述組成以外，還含有以下的(a)(c)群中的至少1群(a)V:O.1質量％以下但不含0質量％;(b)B:0.005質量％以下但不含0質量％;(c)Zr:0.02質量％以下但不含0質量％、REM:O.02質量％以下但不含0質量％之中的l種以上。6.根據(jù)權利要求3所述的厚鋼板，其特征在于，除上述組成以外，還含有以下的(a)(c)群的至少1群(a)V:O.1質量％以下但不含0質量％;(b)B:0.005質量％以下但不含0質量％;(c)Zr:0.02質量％以下但不含0質量％、REM:O.02質量％以下但不含0質量％之中的l種以上。全文摘要提供一種即使在進行大線能量焊接時，HAZ韌性也優(yōu)異的鋼板。本發(fā)明的厚鋼板，滿足規(guī)定的化學成分組成，并且以當量圓直徑計低于0.05μm的含Ti氮化物每1mm2存在5.0×106個以上，以當量圓直徑計0.05～1.0μm的含Ti氮化物每1mm2存在1.0×105個以上，和以當量圓直徑計超過1.0μm的含Ti氮化物每1mm2存在5個以下。文檔編號C22C38/50GK101724780SQ200910205309公開日2010年6月9日申請日期2009年10月19日優(yōu)先權日2008年10月20日發(fā)明者下山哲史,岡崎喜臣,出浦哲史,名古秀德,杉谷崇,谷德孝,金子雅人申請人:株式會社神戶制鋼所