專利名稱：焊接熱影響部的韌性優(yōu)異的鋼材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橋梁、高層建筑物和船舶等所使用的鋼材，特別是涉及在焊接時(shí)受到 熱影響的部位(以下稱為“焊接熱影響部”或“HAZ”。)的韌性優(yōu)異的鋼材及其制造方法。
背景技術(shù)：
被用于橋梁、高層建筑物、船舶等的鋼材所要求的特性，近年來日益嚴(yán)格，要求有 格外良好的韌性。這些鋼材一般多通過焊接接合，但在焊接接頭部之中，特別是HAZ在焊接 時(shí)受到熱影響，有韌性容易劣化這樣的問題。該韌性劣化隨著焊接時(shí)的線能量越大而越發(fā) 顯著呈現(xiàn)，關(guān)于其原因，被認(rèn)為是由于若焊接時(shí)的線能量變大，則HAZ的冷卻速度減緩，淬 火性降低而生成粗大的島狀馬氏體。因此，為了改善HAZ的韌性，認(rèn)為極力抑制焊接時(shí)的線 能量即可。但是，其另一方面是要提高焊接作業(yè)效率，則期望采用例如氣電焊、電渣焊、潛弧 焊等焊接線能量在50kJ/mm以上的大線能量焊接法。因此，本申請(qǐng)人在專利文獻(xiàn)1 3中提出有一種抑制在采用大線能量焊接法時(shí)的 HAZ韌性劣化的鋼材。這些鋼材具有的特性在于，作為構(gòu)成晶內(nèi)鐵素體相變的核的氧化物， 含有REM的氧化物和/或CaO、&02。上述氧化物在鋼液中以液態(tài)存在，因此微細(xì)分散在鋼 中。而且上述氧化物熱穩(wěn)定，例如即使長時(shí)間曝露在1400°C級(jí)的高溫下也不會(huì)固溶而消失， 因此大大有助于HAZ韌性的提高。另一方面，在專利文獻(xiàn)4 6中公開的技術(shù)，雖然不是像上述專利文獻(xiàn)1 3那樣 并用REM的氧化物和&02的技術(shù)，但如果在調(diào)整了溶解氧量的鋼液中添加REM，則能夠提高 進(jìn)行超過約300kJ/cm(約30kJ/mm)的大線能量焊接時(shí)的HAZ韌性。專利文獻(xiàn)1特開2007-100213號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2007-247004號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開2007-247005號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開2003-221643號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5特開2003-286540號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6特開2002-363687號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明著眼于上述的這種情況而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種特別是在進(jìn) 行線能量為50kJ/mm以上的大線能量焊接時(shí)HAZ韌性也優(yōu)異的鋼材及其制造方法。 能夠解決上述課題的本發(fā)明的所謂焊接熱影響部的韌性優(yōu)異的鋼材，含有C: 0.02 0. 15% (質(zhì)量％的意思。以下成分同。)、Si :0.5%以下(不包括0%)、Μη :2.5%以 下(不包括0% )、P 0. 03%以下(不包括0% )、S 0. 02%以下(不包括0% )、A1 0. 05% 以下(不包括 0% )、Ti 0. 005 0· 10%,REM 0. 0003 0. 015%、Ca :0· 0003 0· 010%、 Zr 0. 0010 0. 050%,N 0. 010% 以下(不包括 0% )、0(氧)0· 0005 0. 010%，余量由 鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，其中，具有如下幾點(diǎn)要旨
(a)所述鋼材包含含有Zr、REM和Ca的氧化物，(b)測(cè)定所述鋼材中包含的全部氧化物的組成并換算成單獨(dú)氧化物時(shí)，以平均組 成計(jì)，滿足:5 50%、REM的氧化物(若以標(biāo)記M表示REM時(shí)則REM的氧化物為M2O3) 5 50%、CaO :50%以下(不包括0% )，并且，(c)在所述鋼材中包含的全部夾雜物之中，以當(dāng)量圓直徑計(jì)為0. 1 2μπι的夾雜 物在每Imm2的觀察視野面積中有120個(gè)以上，以當(dāng)量圓直徑計(jì)超過3 μ m的氧化物在每Imm2 的觀察視野面積中為5. 0個(gè)以下，以當(dāng)量圓直徑計(jì)超過5 μ m的氧化物在每Imm2的觀察視 野面積中為5.0個(gè)以下。上述鋼材中所含的夾雜物也可以還含有Al2O3，測(cè)定所述夾雜物的組成并換算成單 獨(dú)氧化物時(shí)，相對(duì)于全部夾雜物的個(gè)數(shù)，優(yōu)選(d)關(guān)于Al2O3,滿足Al2O3的比率低于20質(zhì)量％的夾雜物的個(gè)數(shù)比例超過90%， 或者(e)關(guān)于Al2O3和CaO，滿足CaO相對(duì)于Al2O3的質(zhì)量比(Ca0/Al203)超過0. 35的夾 雜物的個(gè)數(shù)比例超過80%。另外，上述鋼材所含的夾雜物，也可以還含有Al2O3，測(cè)定所述夾雜物的組成并換算 成單獨(dú)氧化物時(shí)，相對(duì)于全部夾雜物的個(gè)數(shù)，優(yōu)選(d)關(guān)于Al2O3,滿足Al2O3的比率低于20質(zhì)量％的夾雜物的個(gè)數(shù)比例超過90%， 并且 (e)關(guān)于Al2O3和CaO，滿足CaO相對(duì)于Al2O3的質(zhì)量比(Ca0/Al203)超過0. 35的夾 雜物的個(gè)數(shù)比例超過80%。上述鋼材，作為其他元素也可以還含有如下等元素(I)Cu 以下(不包括0%)和/或Ni :3.5%以下(不包括0%)；(2) Cr 以下(不包括0% )和/或Mo 以下(不包括0% )；(3)Nb 0. 25%以下(不包括0% )和/或V :0· 以下(不包括0% )；(4)Β :0.005% 以下(不包括 0% )。本發(fā)明的上述鋼材能夠通過如下方式制造在已將鋼液的溶解氧量Qm調(diào)整到 0. 001 0. 01質(zhì)量％的范圍的鋼液中添加REM時(shí)，添加所述鋼液的溶解氧量Qw和REM的 添加量Qkem滿足下式⑴的量的REM。21og QEEM+31og Q0f ≤-12. 00 ... (1)根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成晶內(nèi)鐵素體相變的核的氧化物(含有Zr、REM和Ca的氧化物) 以預(yù)定量生成，并且存在于鋼材中的夾雜物和氧化物的大小和個(gè)數(shù)(即粒度分布)也得到 適當(dāng)?shù)乜刂?，因此能夠提供大線能量焊接時(shí)的HAZ韌性優(yōu)異的鋼材。特別是在本發(fā)明的鋼 材中，不僅存在預(yù)定量以上的對(duì)HAZ韌性提高有用的當(dāng)量圓直徑為0. 1 2μπι的微細(xì)的夾 雜物，而且已明確對(duì)HAZ提高會(huì)產(chǎn)生不良影響的當(dāng)量圓直徑超過3 μ m的粗大的氧化物和當(dāng) 量圓直徑超過5 μ m的超粗大的氧化物這兩方的個(gè)數(shù)都被有意義地進(jìn)行了抑制，因此，即便 是以比上述專利文獻(xiàn)1的實(shí)施例所公開的HAZ韌性評(píng)價(jià)方法更大的線能量進(jìn)行焊接，也能 夠提高HAZ韌性。此外，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)閮?yōu)選規(guī)定的夾雜物的個(gè)數(shù)比例得到適當(dāng)控制，所以能夠進(jìn) 一步提高HAZ韌性。


圖1是表示本發(fā)明中規(guī)定的(1)式的左邊的值(Z值)與當(dāng)量圓直徑超過3μπι的 氧化物在每Imm2觀察視野面積中的個(gè)數(shù)的關(guān)系的圖形。圖2是表示當(dāng)量圓直徑超過3 μ m的氧化物在每1 mm2觀察視野面積中的個(gè)數(shù) 與-40°C下的吸收能(vE_4Q)的關(guān)系的圖形。圖3是表示實(shí)施例中使用的鋼材(表1的No. 1)所含的各個(gè)夾雜物的成分組成的 圖形。
圖4是表示當(dāng)量圓直徑超過3 μ m的氧化物在每1 mm2觀察視野面積中的個(gè)數(shù) 與-40°C下的吸收能(vE_4ci)的關(guān)系的圖形，是摘錄顯示上述圖2所示的數(shù)據(jù)的一部分的圖形。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的技術(shù)涉及用于獲得即使以更大線能量進(jìn)行焊接而HAZ韌性也不會(huì)劣化 的鋼材，其改良了上述專利文獻(xiàn)1所公開的利用構(gòu)成晶內(nèi)鐵素體相變的核的氧化物的技 術(shù)。S卩，本發(fā)明者們公開上述專利文獻(xiàn)1后，為了提供更高水平的大線能量焊接時(shí)的 HAZ韌性優(yōu)異的鋼材而進(jìn)行了反復(fù)研究，其結(jié)果是先提出了申請(qǐng)2008-39335號(hào)所述的發(fā)明 (以下稱為先申請(qǐng)發(fā)明。)。在先申請(qǐng)發(fā)明中公開了下述內(nèi)容，即鋼材中的全部氧化物(不 限定于構(gòu)成晶內(nèi)鐵素體相變的核的氧化物，而是以全部的氧化物為對(duì)象。)的大小和個(gè)數(shù) 與HAZ韌性的提高密切相關(guān)，特別是如果將當(dāng)量圓直徑超過5. 0 μ m的粗大的氧化物降低到 5個(gè)以下，則即使進(jìn)行線能量約50kJ/mm左右的大線能量焊接，也能夠得到HAZ韌性優(yōu)異的 鋼材。如此根據(jù)先申請(qǐng)發(fā)明，因?yàn)榇执蟮难趸锏膫€(gè)數(shù)得到顯著抑制，所以，即使以比專利 文獻(xiàn)1的實(shí)施例所公開的HAZ韌性評(píng)價(jià)方法更大的線能量進(jìn)行焊接，也能夠提高HAZ韌性。 艮口，在上述專利文獻(xiàn)1中，施加以1400°C的加熱溫度保持5秒后、再以300秒從800°C冷卻 至500°C的溫度的熱循環(huán)(熱輸入條件1400°C X 5秒，冷卻時(shí)間Tc = 300秒)，測(cè)定-40°C 下的吸收能(vE_4(l)，但在先申請(qǐng)發(fā)明中，以與上述相同的方式測(cè)定施加將1400°C的保持時(shí) 間延長為30秒的熱循環(huán)(熱輸入條件1400°C X 30秒，冷卻時(shí)間Tc = 300秒)時(shí)的吸收 能，這種情況下確認(rèn)到仍能夠得到良好的HAZ韌性。本發(fā)明者們?cè)谔岢錾鲜鱿壬暾?qǐng)發(fā)明后，為了再提供更高水平的大線能量焊接時(shí)的 HAZ韌性優(yōu)異的鋼材而進(jìn)行研究。其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)為了提供在施加與先申請(qǐng)發(fā)明相比更大線能 量的條件即“以1450°C的加熱溫度保持5秒后，以400秒從800°C冷卻至500°C的溫度的熱 循環(huán)”(熱輸入條件1450°C X5秒，冷卻時(shí)間Tc = 400秒)時(shí)HAZ韌性仍然優(yōu)異的鋼材， 如先申請(qǐng)發(fā)明那樣僅將當(dāng)量圓直徑超過5. 0 μ m的粗大的氧化物降低至5個(gè)以下還不充分， 降低包括先申請(qǐng)發(fā)明在內(nèi)的現(xiàn)有全部發(fā)明都未著眼的超過3. Oym的氧化物的個(gè)數(shù)是極其 重要的，從而完成了本發(fā)明。如此本發(fā)明的特征部分在于，(A)使對(duì)于HAZ韌性提高有用的當(dāng)量圓直徑0. 1 2 μ m的微細(xì)的夾雜物的個(gè)數(shù)增 大(120個(gè)/mm2以上)，并且，
(B)使帶給HAZ韌性提高以不利影響的當(dāng)量圓直徑超過5 μ m的氧化物的個(gè)數(shù)降低 (5.0個(gè)/mm2以下)，此外，(C)在本發(fā)明中，使開始就明了會(huì)帶給HAZ韌性提高以不利影響的當(dāng)量圓直徑超 過3 μ m的氧化物的個(gè)數(shù)也降低(5. 0個(gè)/mm2以下)，由此即使以與先申請(qǐng)發(fā)明相比更大的 線能量進(jìn)行焊接，也能夠改善HAZ韌性。即，就與先申請(qǐng)發(fā)明的關(guān)系而言，除了上述(A)和 上述(B)以外，在規(guī)定上述(C)這一點(diǎn)上存在本發(fā)明的特征部分。還有，如果嚴(yán)密地說，上述(A)的規(guī)定與先申請(qǐng)發(fā)明不同，不同點(diǎn)如下在先申請(qǐng) 發(fā)明 中以氧化物為對(duì)象來控制該氧化物中的微細(xì)的個(gè)數(shù)，相對(duì)于此，在本發(fā)明中不僅以氧 化物為對(duì)象，而且還以存在于鋼材中的全部夾雜物為對(duì)象來控制該夾雜物中的微細(xì)的個(gè) 數(shù)。根據(jù)本發(fā)明者們的研究結(jié)果可知，為了實(shí)現(xiàn)良好的HAZ韌性，特別是當(dāng)量圓直徑(以下 有簡(jiǎn)記為“粒徑”的情況。)大的氧化物(在本發(fā)明中為超過3 μ m的氧化物和超過5 μ m的 氧化物這兩方)的貢獻(xiàn)度非常大。此外，如果按照使該大的氧化物不要生成的方式進(jìn)行控 制，則對(duì)于作為目前之一的應(yīng)控制對(duì)象的粒徑0. 1 2 μ m的夾雜物，不限定其為氧化物，即 使擴(kuò)展到全部夾雜物也能夠確保期望的特性。另外，為了具備上述(C)的特性，如先申請(qǐng)發(fā)明和前述的專利文獻(xiàn)4 6所示，還 判明了只是控制REM添加前的鋼液中的溶解氧量還不充分，根據(jù)該鋼液中的溶解氧量Q0f適 當(dāng)控制REM的添加量Qkem極其重要。詳細(xì)地說，根據(jù)REM添加前的鋼液的溶解氧量Q0f，添加 滿足下式(1)的量的REM(Qkem)。由此，能夠抑制實(shí)現(xiàn)期望的HAZ韌性中所不可欠缺的粒徑 大的REM系氧化物的生成。下式(1)的技術(shù)意義等的詳情如后所述。21og QEEM+31og Q0f 彡-12. 00 ... (1)在本說明書中，為了將構(gòu)成晶內(nèi)鐵素體相變的核的氧化物，即含有Zr、REM和Ca 的氧化物與鋼材中所含的全部的氧化物加以區(qū)別，出于說明的方便，有將前者特別稱為 "Zr · REM · Ca系氧化物”，將后者特別稱為“全部氧化物”的情況。還有，在氧化物中，除了 單獨(dú)氧化物以外，也包含氧化物以外的夾雜物(例如硫化物、氮化物、碳化物或它們的復(fù)合 化合物)復(fù)合而成的復(fù)合氧化物的意思。另外，有將構(gòu)成上述的ττ · REM · Ca系氧化物的必須成分(Zr、REM和Ca)特別稱 為“晶內(nèi)鐵體相變核生成元素”的情況。另外，在本發(fā)明的鋼材中，除上述的氧化物以外，雖然也含有硫化物、氮化物、碳化 物或它們的復(fù)合化合物，但是在本說明書中，鋼材中所含的氧化物、硫化物、碳化物、碳化物 或它們的復(fù)合化合物等統(tǒng)稱為“全部夾雜物”。另外，在本說明書中，將鋼材所含的全部氧化物中圓當(dāng)量直徑為0. 1 2μπι的氧 化物稱為“微細(xì)的氧化物”，將圓當(dāng)量直徑超過3 μ m的氧化物稱為“粗大的氧化物”，將圓 當(dāng)量直徑超過5μπι的氧化物稱為“超粗大的氧化物”，會(huì)有將它們區(qū)分開的情況。還有，在 先申請(qǐng)發(fā)明中，雖將圓當(dāng)量直徑超過5μπ 的氧化物定義為“粗大的氧化物”，但在本說明書 中，將圓當(dāng)量直徑超過3 μ m的氧化物定義為“粗大的氧化物”。另外，在本說明書中，所謂“大線能量焊接的HAZ韌性優(yōu)異的鋼材”，意思是對(duì)于 鋼材施加以1450°C保持5秒后再以400秒從800°C冷卻至500°C的溫度的熱循環(huán)(熱過程) 時(shí)，-40°C下的吸收能(vE_4Q)滿足100J以上。該vE_4Q越大越好，優(yōu)選vE_4Q為130J以上。 有將上述的熱循環(huán)特別稱為“大線能量熱過程”的情況?；谠摕嵫h(huán)的線能量，比先申請(qǐng)發(fā)明和專利文獻(xiàn)1所述的熱循環(huán)帶來的線能量高，這意味著本發(fā)明的“大線能量焊接”與先申請(qǐng)發(fā)明和專利文獻(xiàn)1所述的“大線能量焊接”的線能量水平有所不同。在本發(fā)明中，之所以將熱循環(huán)的溫度設(shè)定在1450°C，是考慮到在先申請(qǐng)發(fā)明中所 述的熱循環(huán)溫度(1400°C)下，HAZ中特別是鄰近焊接金屬的部位(被稱為熔合部。)的熱 溫度超過1400°C，大概處于1450°C左右。以下，對(duì)于構(gòu)成本發(fā)明的上述(a) (C)的要件進(jìn)行詳細(xì)的說明。[ (a)關(guān)于 rLr · REM · Ca 系氧化物]首先，對(duì)于成為晶內(nèi)鐵素體相變的起點(diǎn)的Ir · REM · Ca系氧化物進(jìn)行說明。上 述ττ · REM · Ca系氧化物是指必須含有rLx的氧化物、REM的氧化物和Ca的氧化物。構(gòu)成 Zr · REM · Ca系氧化物的元素(晶內(nèi)鐵素體相變核生成元素)是&和REM和Ca，但除此之 夕卜，例如也可以含有例如Ti、Mn、Si、Al等氧化物形成元素，其他的鋼中成分。對(duì)上述ττ · REM · Ca系氧化物的存在形態(tài)沒有特別限定，可以作為單獨(dú)含有晶內(nèi) 鐵素體相變核生成元素的單獨(dú)氧化物存在，也可以作為含有兩種以上的晶內(nèi)鐵素體相變核 生成元素的復(fù)合氧化物存在。作為單獨(dú)氧化物的例子，Zr可以例示為&02，Ca可以例示為 CaO，REM在以標(biāo)記“M”表示REM時(shí)，可以例示為M2O3、M3O5、MO2等。另外，這些氧化物可以互 相凝集而存在，也可以以在上述氧化物中復(fù)合析出硫化物、氮化物等其他化合物的形態(tài)存 在。上述的ττ · REM · Ca系氧化物優(yōu)選還含有Ti的氧化物。若進(jìn)一步存在Ti的氧化 物，則晶內(nèi)鐵素體相變得到促進(jìn)，使HAZ韌性得到進(jìn)一步提高。Ti的氧化物可以作為單獨(dú)氧 化物(例如Ti203、Ti3O5, TiO2)存在，也可以以與上述ττ · REM · Ca系氧化物構(gòu)成復(fù)合氧化 物的形態(tài)存在。[ (b)關(guān)于氧化物的平均組成]本發(fā)明的鋼材，在測(cè)定鋼材中所含的全部氧化物的組成并作為單獨(dú)氧化物(總計(jì) 為100% )進(jìn)行質(zhì)量換算時(shí)，平均組成滿足如下ZrO2* 5 50%;REM的氧化物(以標(biāo)記M表示REM時(shí)則為M2O3)為5 50% ；CaO :50%以下(不包括0% )，由此可使之作為晶內(nèi)鐵素體相變的核而有效發(fā)揮作 用。若低于各氧化物的下限值，焊接時(shí)成為晶內(nèi)鐵素體的生成核的氧化物量不足，無法發(fā)揮 HAZ韌性的提高作用。另一方面，若超過各氧化物的上限值，則氧化物粗大化，作為晶內(nèi)鐵素 體的生成核有效發(fā)揮作用的微細(xì)的氧化物的個(gè)數(shù)變少，無法有效發(fā)揮HAZ韌性提高作用。上述&02為5%以上，優(yōu)選為8%以上，更優(yōu)選為10%以上。另一方面，其上限為 50%，優(yōu)選的上限為45%，更優(yōu)選的上限為40%。上述REM的氧化物為5%以上，優(yōu)選為10%以上，更優(yōu)選為13%以上。另一方面， 其上限為50%，優(yōu)選的上限為45%，更優(yōu)選的上限為40%。還有，REM的氧化物意思是，若 以標(biāo)記M表示REM，則其在鋼材中以Μ203、Μ305、Μ02等形態(tài)存在，但是將REM的氧化物全部換 算為M2O3時(shí)的量。上述CaO作為晶內(nèi)鐵素體相變的核有效發(fā)揮作用，但若過剩地含有，則反而使晶 內(nèi)鐵素體相變能力劣化。另外，若過剩地含有CaO，則會(huì)引起鑄造時(shí)使用的澆口的熔損，因此 上限為50%。優(yōu)選為45%以下，更優(yōu)選為40%以下，特別優(yōu)選為30%以下。為了有效發(fā)揮上述作用，優(yōu)選CaO含有3%以上。更優(yōu)選為5%以上，更優(yōu)選為10%以上。還有，對(duì)全部氧化物的組成的余量的成分沒有特別限定，可以舉出本發(fā)明的鋼材 中所含的氧化物形成元素的氧化物(例如Si02、Α1203、Μη0等)。鋼材中所含的全部氧化物的組成，例如以電子探針X射線微分析儀(Electron Probe X-ray Micro Analyzer,ΕΡΜΑ)觀察，定量分析在觀察視野內(nèi)確認(rèn)到的氧化物并進(jìn)行 測(cè)定。測(cè)定條件的詳情在后述的實(shí)施例一欄中說明。[ (c)關(guān)于全部夾雜物的粒度分布] 接著，對(duì)于賦予本發(fā)明以特征的全部夾雜物的個(gè)數(shù)和大小進(jìn)行說明。本發(fā)明的鋼材滿足如下全部條件(i)以當(dāng)量圓直徑計(jì)為0. 1 2 μ m的微細(xì)夾雜物在每Imm2觀察視野面積中有120 個(gè)以上，(ii)以當(dāng)量圓直徑計(jì)超過3 μ m的粗大氧化物在每Imm2的觀察視野面積中為5. 0 個(gè)以下，(iii)以當(dāng)量圓直徑計(jì)超過5 μ m的粗大氧化物在每Imm2觀察視野面積中為5. 0 個(gè)以下。特別是在本發(fā)明中，最大的特征在于，對(duì)于當(dāng)量圓直徑(粒徑)大的氧化物，規(guī)定 了上述( )和(iii)這兩方。在此，所謂滿足上述(ii)和上述(iii)的要件這兩方，不外乎意味著粒徑超過 3 μ m并在5 μ m以下的氧化物的個(gè)數(shù)少，為5. 0個(gè)以下。即，為了在受到本發(fā)明的大線能量 熱過程的情況下仍確保vE_4(i ^ 100J這樣非常高的HAZ韌性，先申請(qǐng)發(fā)明完全沒有著眼的 “粒徑超過3 μ m并在5 μ m以下”的氧化物的降低極其重要，不能控制該范圍的氧化物的個(gè) 數(shù)時(shí)，該氧化物成為脆性破壞的起點(diǎn)而使HAZ韌性劣化，這根據(jù)本發(fā)明者們的研究結(jié)果而 首次明確。以下，一邊參照實(shí)施例一邊詳細(xì)說明上述(ii)和上述(iii)的技術(shù)意義。首先，參照表4。No. 1 16是全部滿足本發(fā)明規(guī)定的要件的例子。若著眼于上述 (ii)和上述(iii)進(jìn)行研究，則表4的No. 1 16中，全部超過5μπι的氧化物實(shí)質(zhì)上為0 個(gè)(最大為0. 95個(gè))，并且超過3μπι的氧化物也抑制在0. 85 4. 93個(gè)，滿足上述(ii)和 上述(iii)這兩方。結(jié)果是能夠確保良好的HAZ韌性。另一方面，表4的No. 17 20是滿足上述(iii)的要件、但不滿足上述(ii)的要 件的例子。詳細(xì)地說，超過5μπι的氧化物約為0. 03 1. 2個(gè)，被抑制在5. 0個(gè)以下，但超 過3 μ m的氧化物超過5. 0個(gè)，增加至大約5. 2 8. 4個(gè)，其結(jié)果是HAZ韌性降低。在此可知，上述No. 17 20在滿足上述(iii)的要件這一點(diǎn)上，包含在先申請(qǐng)發(fā) 明的范圍內(nèi)，但即使包含在先申請(qǐng)發(fā)明的范圍內(nèi)，卻仍不滿足上述(ii)的要件，不能達(dá)成 本發(fā)明規(guī)定的期望的HAZ韌性。因此在本發(fā)明中，除了上述(iii)以外，作為用于確保期望的HAZ韌性的要件，憑 借的是進(jìn)一步規(guī)定上述(ii)。另外，由上述(ii)和上述(iii)可知，為了達(dá)成期望的HAZ韌性，特別是與超過 3 μ m并在5 μ m以下的氧化物的個(gè)數(shù)密切相關(guān)。即，根據(jù)制造條件，超過3 μ m并在5 μ m以 下的極小范圍內(nèi)的氧化物，其存在超過5.0個(gè)，即使使上述(i)的微細(xì)區(qū)域的個(gè)數(shù)大量增加并使上述(iii)的超粗大區(qū)域的個(gè)數(shù)降低，而僅因?yàn)樵诔^3μπι并在5μπι以下的粗大區(qū) 域中有超過5. O個(gè)氧化物存在，就不能獲得期望的HAZ韌性。這對(duì)本發(fā)明者們來說都是超 出預(yù)想的發(fā)現(xiàn)。為什么通過滿 足上述(ii)和上述(iii)這兩方便能夠確保期望的HAZ韌性的原 因，詳細(xì)的機(jī)理尚不清楚，但認(rèn)為若超過1400°C并處于1450°C，則TiN的消失加速進(jìn)行，韌 性降低。但是通過降低超過3 μ m并在5 μ m以下的氧化物，能夠減輕這樣的韌性降低。如上述，在本發(fā)明中需要同時(shí)滿足上述(ii)和上述(iii)的要件。即，粒徑超過 3 μ m的粗大的氧化物的個(gè)數(shù)為5. 0個(gè)以下，且粒徑超過5 μ m的超粗大的氧化物的個(gè)數(shù)在 5. 0個(gè)以下。它們的個(gè)數(shù)越少越好，無論是哪一個(gè)的情況，均優(yōu)選為3個(gè)以下，更優(yōu)選為1個(gè) 以下，最優(yōu)選實(shí)質(zhì)為0個(gè)。詳細(xì)地說，優(yōu)選兩者都含有并適當(dāng)控制其平衡，在本發(fā)明的范圍 內(nèi)(均在5. 0個(gè)以下)，優(yōu)選粒徑超過5 μ m的超粗大的氧化物的個(gè)數(shù)比粒徑超過3 μ m的 粗大的氧化物的個(gè)數(shù)少。具體來說，超粗大的氧化物的個(gè)數(shù)越接近下限(0個(gè))越好，優(yōu)選 大致為1個(gè)以下，最優(yōu)選無限接近于0個(gè)，相對(duì)于此，粗大的氧化物的個(gè)數(shù)也可以接近上限 (5. 0個(gè))，優(yōu)選采用的是大致4個(gè)以下。還有，關(guān)于當(dāng)量圓直徑超過3 μ m的氧化物的個(gè)數(shù)和超過5 μ m的氧化物的個(gè)數(shù)，利 用例如電子探針X射線微分析儀(Electron Probe X-rayMicro Analyzer, ΕΡΜΑ)觀察鋼 材的截面，定量分析在觀察視野內(nèi)確認(rèn)到的夾雜物的成分組成，以氧含量為5%以上的夾雜 物作為氧化物，例如以透射型電子顯微鏡(TEM)觀察測(cè)定該氧化物的當(dāng)量圓直徑并求得即可。以上，對(duì)于最富本發(fā)明特征的上述(ii)和(iii)進(jìn)行了詳述。在本發(fā)明的鋼材中，如上述(i)規(guī)定，需要使當(dāng)量圓直徑為0. 1 2μπι的微細(xì)的 夾雜物在每Imm2觀察視野面積中有120個(gè)以上。微細(xì)的夾雜物的個(gè)數(shù)在每Imm2觀察視野 面積中有120個(gè)以上，優(yōu)選每Imm2中有200個(gè)以上，更優(yōu)選每Imm2中有500個(gè)以上，進(jìn)一步 優(yōu)選每Imm2中有1000個(gè)以上。還有，關(guān)于當(dāng)量圓直徑0. 1 2μπι的微細(xì)的夾雜物的個(gè)數(shù)，利用例如透射型電子 顯微鏡(TEM)觀察鋼材的截面，對(duì)其進(jìn)行測(cè)定求得即可。在本發(fā)明的鋼材中，當(dāng)量圓直徑低于0. 1 μ m的夾雜物，幾乎對(duì)于因夾雜物分散帶 來的HAZ韌性提高作用沒有幫助，因此不包含在上述夾雜物的個(gè)數(shù)中。上述所謂“當(dāng)量圓直徑”，是假定與夾雜物(含有氧化物)的面積相等的圓的直徑， 在透射型電子顯微鏡(TEM)觀察面上可確認(rèn)。以上，對(duì)本發(fā)明的特征部分之中上述(a) (C)的要件進(jìn)行了說明。本發(fā)明的鋼材中所含的夾雜物，優(yōu)選滿足下述(d)和/或下述(e)的要件。即，在 測(cè)定所述夾雜物的組成并換算成單獨(dú)氧化物時(shí)，相對(duì)于全部夾雜物的個(gè)數(shù)，優(yōu)選(d)關(guān)于Al2O3,滿足Al2O3的比率低于20質(zhì)量％的夾雜物(以下有稱為夾雜物I 的情況。)的個(gè)數(shù)比例超過90%，和/或， (e)關(guān)于Al2O3和CaO，滿足CaO相對(duì)于Al2O3的質(zhì)量比(Ca0/Al203)超過0. 35的夾 雜物(以下有稱為夾雜物II的情況。)的個(gè)數(shù)比例超過80%，由此可使HAZ韌性進(jìn)一步提 高。關(guān)于上述(d)和(e)的要件，是根據(jù)后述的實(shí)施例的結(jié)果來確定用于實(shí)現(xiàn)更高的HAZ 韌性的夾雜物組成和個(gè)數(shù)比例的要件。
S卩，如后述的實(shí)施例表明，判明當(dāng)量圓直徑超過3μπι的粗大的氧化物即使在每Imm2觀察視野面積中存在大致相同的個(gè)數(shù)，鋼材的韌性值仍會(huì)發(fā)生偏差。例如，如下述表5 和圖4所示，No. 1和3是當(dāng)量圓直徑超過3 μ m的粗大的氧化物在每Imm2觀察視野面積中 存在約1. 8個(gè)的鋼材。但是，這些鋼材在_40°C下的吸收能(vE_4ci)會(huì)發(fā)生14J的差異。因 此，本發(fā)明者們進(jìn)一步反復(fù)研究的結(jié)果表明，各個(gè)夾雜物的成分組成都會(huì)帶給韌性值以影 響。根據(jù)上述(a) (C)的夾雜物和氧化物的大小和粒度分布的控制，即使以大線能 量進(jìn)行焊接，_40°C下的吸收能(vE_4ci)也能夠達(dá)成100J以上，進(jìn)而通過進(jìn)行上述(d)、(e) 的夾雜物個(gè)數(shù)比例控制，vE_40能夠達(dá)成約130J以上(參照后述的實(shí)施例)。詳細(xì)地說，在上述(d)中，著眼于夾雜物中所含的Al2O3,將Al2O3的比率少的夾雜 物I的個(gè)數(shù)比例(相對(duì)于全部夾雜物的比例)控制在90%以上。Al2O3與CaO等相比，是 難以作為晶內(nèi)鐵素體相變的核發(fā)揮作用的氧化物。而且根據(jù)本發(fā)明者們的研究結(jié)果判明， 上述夾雜物I相對(duì)于全部夾雜物的個(gè)數(shù)比例和作為更優(yōu)選的HAZ韌性條件的HAZ韌性的關(guān) 系，具有良好的相關(guān)關(guān)系，從而規(guī)定了上述(d)。上述夾雜物I的個(gè)數(shù)相對(duì)于全部夾雜物的 個(gè)數(shù)的比例越多越好，更優(yōu)選為93%以上，進(jìn)一步優(yōu)選為95%以上。另一方面，在上述(e)中，著眼于夾雜物中所含的Al2O3和CaO這兩方，將滿足CaO 相對(duì)于Al2O3的質(zhì)量比(CaCVAl2O3)超過0. 35的夾雜物II相對(duì)于全部夾雜物的個(gè)數(shù)比例控 制得超過80%。上述(d)中作為基準(zhǔn)的夾雜物I只基于Al2O3的比率而加以規(guī)定，相對(duì)于 此，上述(e)中作為基準(zhǔn)的夾雜物II，依據(jù)與作為下述氧化物的CaO的關(guān)系來規(guī)定Al2O3的 比率，在這一點(diǎn)上有所不同，所述氧化物使成為晶內(nèi)鐵素體相變的核的氧化物生成。若考 慮到帶給HAZ韌性的影響，則Al2O3會(huì)帶來負(fù)面的影響，相對(duì)于此，CaO會(huì)帶來正面的影響。 而且，根據(jù)本發(fā)明者們的研究結(jié)果判明，“滿足CaO相對(duì)于Al2O3的質(zhì)量比(CaCVAl2O3)超過 0. 35的夾雜物II ”相對(duì)于全部夾雜物的個(gè)數(shù)比例、和作為更優(yōu)選的HAZ韌性條件的HAZ韌 性的關(guān)系，具有良好的相關(guān)關(guān)系，從而規(guī)定了上述(e)。夾雜物II的個(gè)數(shù)相對(duì)于全部夾雜物的個(gè)數(shù)的比例越多越好，更優(yōu)選為83%以上， 進(jìn)一步優(yōu)選為85%以上。關(guān)于上述(d)和上述(e)的要件，在本發(fā)明中可以只滿足任意一方，也可以滿足雙 方，這均是本發(fā)明的優(yōu)選方式。即，對(duì)于夾雜物來說，可以只滿足上述(d)規(guī)定的夾雜物I 的要件，也可以只滿足上述(e)規(guī)定的夾雜物II的要件，也可以滿足夾雜物I和夾雜物II 這兩方的要件，但無論哪種情況下，只要滿足上述(d)和上述(e)的至少一方，就能夠達(dá)成 HAZ韌性的優(yōu)選的水平。例如后述的表5的No. 3、8和11是滿足上述(d)和上述(e)這兩 方的例子，表5的No. 1和14是只滿足上述(d)的例子，表5的No. 13是只滿足上述(e)的 例子。鋼材中所含的夾雜物的組成，例如以EPMA觀察鋼材的截面，定量分析并求得在觀 察視野內(nèi)確認(rèn)到的夾雜物的成分組成即可，在測(cè)定了鋼材中所含的全部夾雜物的組成后， 求得全部夾雜物的個(gè)數(shù)中所占的Al2O3低于20質(zhì)量％的夾雜物I的個(gè)數(shù)比例、和滿足CaO/ Al2O3比超過0.35的夾雜物II的個(gè)數(shù)比例即可。還有，在本發(fā)明的鋼材中，對(duì)于當(dāng)量圓直徑 為0. 1 μ m以上的夾雜物定量分析其組成。當(dāng)量圓直徑低于0. 1 μ m的夾雜物，因?yàn)檫^小而 不能進(jìn)行定量分析。
接下來，對(duì)本發(fā)明的鋼材(母材)的成分組成進(jìn)行說明。本發(fā)明的鋼材，作為基本 成分含有C 0. 02 0. 15%,Si 0. 以下(不包括0% )、Mn 2. 以下(不包括0% )、 Ρ:0·03%以下(不包括0% )、S :0.02%以下(不包括0%)、Α1 :0·05%以下(不包括 0% )、Ti 0. 005 0. 10%,REM :0· 0003 0· 015%,Ca :0· 0003 0· 010%,Zr :0· 0010 0. 050%、N :0. 010%以下(不包括0% )。規(guī)定這樣的范圍的理由如下。C是用于確保鋼材(母材)的強(qiáng)度不可缺少的元素，需要使之含有0.02%以上。C 量優(yōu)選為0 . 04%以上，更優(yōu)選為0. 05%以上。但是若C量超過0. 15%，則焊接時(shí)在HAZ大 量生成島狀馬氏體(MA)，不僅招致HAZ的韌性劣化，而且也給焊接性帶來不利影響。因此， C量為0. 15%以下，優(yōu)選在0. 以下，更優(yōu)選在0. 08%以下。Si具有脫氧作用，并且是通過固溶強(qiáng)化而有助于鋼材(母材)的強(qiáng)度提高的元素。 為了有效發(fā)揮這樣的作用，Si優(yōu)選含有0. 01%以上。Si更優(yōu)選含有0. 02%以上，進(jìn)一步優(yōu) 選為0. 05%以上，特別優(yōu)選為0. 1 %以上。但是，若Si量超過0. 5%，則鋼材的焊接性、韌性 劣化。因此Si量為0. 5%以下，優(yōu)選為0. 45%以下，更優(yōu)選為0. 4%以下。還有，為了提高HAZ韌性，特別推薦Si為0. 3%以下，優(yōu)選為0. 05%以下，更優(yōu)選 為0. 01%以下。但是，雖然越抑制Si量，HAZ韌性越會(huì)提高，但鋼材的強(qiáng)度會(huì)降低。Mn是有助于鋼材(母材)的強(qiáng)度提高的元素。為了有效發(fā)揮這樣的效果，優(yōu)選使 之含有0. 4%以上。Mn量更優(yōu)選為0. 5%以上，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 7%以上，特別優(yōu)選為0. 8% 以上。但是若Mn量超過2.5%，則使鋼材(母材)的焊接性劣化。因此Mn量需要抑制在 2. 5%以下。Mn量優(yōu)選為2. 3%以下，更優(yōu)選為2%以下。P是容易偏析的元素，特別是在鋼材中的結(jié)晶晶界偏析而使HAZ韌性劣化。因此P 量需要抑制在0.03%以下。P量優(yōu)選為0.02%以下，更優(yōu)選為0.015%以下。還有，P通常 會(huì)不可避免地含有0.001%左右。S與Mn結(jié)合而生成硫化物(MnS)，是使母材的韌性、板厚方向的延展性劣化的有害 的元素。另外，若S與La、Ce等REM結(jié)合而生成REM的硫化物(例如LaS、CeS)，則REM的 氧化物的生成受到阻礙，因此HAZ韌性劣化。因此S量需要抑制在0.02%以下。S量優(yōu)選 為0. 015%以下，更優(yōu)選為0. 01%以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 006%以下。還有，S通常會(huì)不可避 免地含有0. 0005%左右。Al是作為脫氧劑發(fā)揮作用的元素。但是若過剩地添加，則還原氧化物而形成粗大 的Al氧化物，使HAZ韌性劣化。因此Al量需要抑制在0.05%以下。Al量優(yōu)選為0.04%以 下，更優(yōu)選為0. 03 %以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 025 %以下，特別優(yōu)選為0. 01 %以下。還有，Al 通常會(huì)不可避免地含有0. 0005%左右。Ti在鋼材中生成TiN等氮化物、含有Ti的氧化物，是有助于HAZ韌性提高的元素。 為了發(fā)揮這樣的效果，需要使Ti含有0. 005%以上。Ti量優(yōu)選為0. 007%以上，更優(yōu)選為 0.01%以上。但是若過剩地添加，則由于Ti的固溶強(qiáng)化會(huì)導(dǎo)致母材自身硬化，帶來HAZ韌 性的降低，因此Ti應(yīng)該抑制在0. 10%以下。Ti量優(yōu)選為0.07%以下，更優(yōu)選為0.06%以 下。REM(稀土元素)和Ca是生成各自氧化物所需要的元素。通過含有它們的氧化物， 氧化物容易微細(xì)分散，該微細(xì)分散的氧化物成為晶內(nèi)鐵素體的生成核，因此有助于HAZ韌 性的提高。
REM應(yīng)該含有0.0003%以上，優(yōu)選為0.001%以上，更優(yōu)選為0.002%以上。但是，若過剩地添加REM，則生成固溶REM，因其偏析會(huì)使母材的韌性劣化。因此，REM量應(yīng)該抑制 在0. 015%以下。REM量優(yōu)選為0. 01%以下，更優(yōu)選為0. 007%以下。還有，在本發(fā)明中，所謂REM是含有鑭系元素(從La至Lu的15種元素)和Sc (鈧) 與Y(釔)的意思。這些元素之中，優(yōu)選含有從由La、Ce和Y構(gòu)成的組中選出的至少一種元 素，更優(yōu)選含有La和/或Ce。Ca應(yīng)該使之含有0.0003%以上，優(yōu)選為0. 0005 %以上，更優(yōu)選為0.0008%以上， 進(jìn)一步優(yōu)選為0. 001 %以上。但是若過剩地添加Ca，則過剩地生成CaO，生成高CaO濃度的 夾雜物，從而脫離最佳夾雜物組成范圍，因此夾雜物作為晶內(nèi)相變核而發(fā)揮作用的效果減 弱，反而使HAZ韌性劣化。因此Ca量抑制在0.010%以下。Ca優(yōu)選為0. 009%以下，更優(yōu)選 為0. 008%以下。&生成含有&的復(fù)合氧化物，是有助于HAZ韌性的提高的元素。為了有效發(fā)揮 這樣的作用，需要使之含有0. 0010%以上。ττ量優(yōu)選為0. 002%以上，更優(yōu)選為0. 0023% 以上。但是，若過剩地添加Zr，則大量生成&02，因此夾雜物作為晶內(nèi)相變核而發(fā)揮作用 的效果減弱。另外，若過剩地添加&，則形成導(dǎo)致析出強(qiáng)化的微細(xì)的氮化物(ZrN)、碳化物 (ZrC)，招致母材自身的韌性降低。因此，&量抑制在0.050%以下。&量優(yōu)選為0.04%以 下，更優(yōu)選為0. 03%以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 01 %以下。N是析出氮化物(例如&N、TiN等)的元素，該氮化物借助釘扎效應(yīng)防止焊接時(shí) 在HAZ生成的奧氏體晶粒的粗大化，促進(jìn)鐵素體相變，有助于HAZ韌性的提高。為了有效 發(fā)揮這樣的效果，優(yōu)選使N量為0. 003%以上。N量更優(yōu)選為0. 004%以上，進(jìn)一步優(yōu)選為 0. 005%以上。N越多越會(huì)形成氮化物而促進(jìn)奧氏體晶粒的微細(xì)化，因此對(duì)于HAZ的韌性提 高有效發(fā)揮作用。但是若N量超過0. 010 %，則固溶N量增大，母材自身的韌性劣化，HAZ韌 性也降低。因此N量需要抑制在0.010%以下。N量優(yōu)選在0.009%以下，更優(yōu)選在0.008% 以下。本發(fā)明的鋼材，含有上述元素作為必須成分，0(氧)量為0.0005 0.010%。在 此，0(氧)量0. 0005 0. 010%表示總氧量，意味著形成氧化物的0(氧)和在鋼材中固溶 的游離0(氧)的總量。鋼材的余量部分是鐵和不可避免的雜質(zhì)(例如Mg、As、Se等)即可。本發(fā)明的鋼材，作為其他元素還含有如下等元素也是有效的(I)Cu 以下(不包括0%)和/或Ni :3.5%以下(不包括0%)；(2) Cr 以下(不包括0% )和/或Mo 以下(不包括0% )；(3)Nb 0. 25%以下(不包括0% )和/或V :0· 以下(不包括0% )；(4)B :0.005%以下(不包括0% )。規(guī)定這樣的范圍的理由如下。[ (I)Cu 和 / 或 Ni]Cu和M均是有助于提高鋼材的強(qiáng)度的元素，能夠分別單獨(dú)添加或復(fù)合添加。但是 若Cu量超過2%,則母材的強(qiáng)度提高得過于顯著，反而使母材的韌性劣化，因此HAZ韌性也 降低。因此Cu量優(yōu)選為2%以下。Cu量更優(yōu)選為1.8%以下，進(jìn)一步優(yōu)選為1.5%以下。還 有，為了有效發(fā)揮由Cu添加所致的作用，優(yōu)選使之含有0. 05%以上。Cu量更優(yōu)選為0. 1% 以上，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 2%以上。
若Ni量超過3. 5%，則與上述Cu —樣，母材的強(qiáng)度提高得過于顯著而使母材的韌 性劣化，因此HAZ韌性也降低。因此，Ni量優(yōu)選為3. 5%以下。Ni量更優(yōu)選為3%以下，進(jìn) 一步優(yōu)選為2. 5%以下。還有，為了有效發(fā)揮由Ni添加所致的作用，優(yōu)選使之含有0. 05% 以上。Ni量更優(yōu)選為0. 以上，進(jìn)一步優(yōu)選為0.2%以上。[ (2) Cr 和 / 或 Mo]
Cr和Mo均是有助于提高鋼材的強(qiáng)度的元素，能夠分別單獨(dú)添加或復(fù)合添加。但是 若Cr超過3%，則母材的強(qiáng)度提高得過于顯著而使母材的韌性劣化，因此使HAZ韌性降低。 因此，Cr量優(yōu)選為3%以下。Cr量更優(yōu)選為2%以下，進(jìn)一步優(yōu)選為以下。還有，為了 有效發(fā)揮由Cr添加所致的作用，優(yōu)選使之含有0. 05%以上。Cr量更優(yōu)選為0. 以上，進(jìn) 一步優(yōu)選為0. 15%以上。Mo也與Cr 一樣，若超過1%，則母材的強(qiáng)度提高得過于顯著而使母材的韌性劣化， 因此HAZ韌性降低。因此Mo量優(yōu)選為以下。Mo量更優(yōu)選為0.9%以下，進(jìn)一步優(yōu)選為 0.8%以下。還有，為了有效發(fā)揮由Mo添加所致的作用，優(yōu)選使之含有0.05%以上。Mo量 更優(yōu)選為0. 以上，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 15%以上。[ (3) Nb 和 / 或 V]Nb和V均作為碳氮化物析出，借助該碳氮化物的釘扎效應(yīng)，防止焊接時(shí)奧氏體晶 粒粗大化，是具有使HAZ韌性提高的作用的元素。Nb和V能夠分別單獨(dú)添加或復(fù)合添加。 但是，若Nb量超過0. 25%，則析出的碳氮化物粗大化，反而使HAZ韌性劣化。因此Nb量優(yōu) 選為0.25%以下。Nb量更優(yōu)選為0.2%以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 15%以下。還有，為了有效 發(fā)揮由Nb添加所致的作用，優(yōu)選使之含有0. 002%以上。Nb量更優(yōu)選為0. 01%以上，進(jìn)一 步優(yōu)選為0. 02%以上。V也與Nb—樣，若超過0. 1%，則析出的碳氮化物粗大化，反而使HAZ韌性劣化。因 此V量優(yōu)選為0. 以下。V量更優(yōu)選0.09%以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0.08%以下。還有，為了 有效發(fā)揮由V添加所致的作用，優(yōu)選使之含有0. 002%以上。V量更優(yōu)選為0. 005%以上，進(jìn) 一步優(yōu)選為0.01%以上。[⑷B(硼)]B是抑制晶界鐵素體的生成而使韌性提高的元素。但是，若B量超過0.005%，則其 在奧氏體晶界作為BN析出，招致韌性的降低。因此，B量優(yōu)選為0.005%以下。B量更優(yōu)選 為0.004%以下。還有，為了有效發(fā)揮由B添加所致的作用，優(yōu)選使之含有0.0010%以上。 B量更優(yōu)選為0. 0015%以上。接下來，對(duì)于在制造本發(fā)明的鋼材時(shí)能夠適合采用的制法進(jìn)行說明。本發(fā)明的鋼 材能夠通過如下方式制造在已將鋼液的溶解氧量Qm調(diào)整到0. 001 0. 01質(zhì)量％的范圍 的鋼液中添加REM時(shí)，添加REM使所述鋼液的溶解氧量Qm (質(zhì)量％ )和REM的添加量Qkem (質(zhì) 量％)滿足下式(1)，由此來制造。21og QEEM+31og Q0f 彡-12. 00 ... (1)在此，上式(1)是為了確保本發(fā)明規(guī)定的期望的HAZ韌性而設(shè)定的，只要基于上式 (1)，根據(jù)鋼液的溶解氧量Q0f而適當(dāng)?shù)靥砑覴EM的添加量Qkem，則能夠確保期望的HAZ韌性 (參照后述的實(shí)施例)。還有，上式(1)的左邊的系數(shù)是基于下式(2)所示的在鋼液中的REM氧化物的生成反應(yīng)式的值。2REM+30 = REM2O3 ... (2) 鋼液的溶解氧量Q0f和REM的添加量Qkem滿足上式⑴，意味著參與生成REM氧化 物的REM的添加量Qkem設(shè)定得少。其結(jié)果是生成的REM氧化物的個(gè)數(shù)也變少，因此，結(jié)果認(rèn) 為會(huì)使粗大、超粗大的氧化物的個(gè)數(shù)降低至本發(fā)明的范圍內(nèi)，能夠確保期望的HAZ韌性。若上述Z值超過-12. 00，則鋼液的溶解氧量Q0f和REM的添加量Qkem的平衡變差， REM的添加量Qkem變多，生成粗大的REM氧化物。其結(jié)果是HAZ韌性降低。因此上述Z值 為-12. 00以下。Z值優(yōu)選為-13以下，更優(yōu)選為-13. 1以下，進(jìn)一步優(yōu)選為-13. 3以下。對(duì) Z值的下限沒有特別限定，但若考慮鋼中的REM量等，則大體為-15左右。還有，在上述先申請(qǐng)發(fā)明中，對(duì)于上式(1)完全沒有注意。因此，存在不滿足(1) 式的關(guān)系、按照使(1)式的左邊的值(Z值)超過-12. 00的方式增多REM的添加量Qkem的 情況。另外，在前述的專利文獻(xiàn)4 6中，雖然記述有在調(diào)整了溶解氧量Qm的鋼液中添加 REM,但是關(guān)于根據(jù)溶解氧量Q0f來決定REM的添加量Qkem而添加這一點(diǎn)則完全沒有考慮。另 夕卜，在前述的專利文獻(xiàn)4 6中，并沒有關(guān)于并用REM與Zr及Ca的記載，因此，也根本不會(huì) 獲得如本發(fā)明規(guī)定的那樣具有HAZ韌性提高作用的含有Zr、REM和Ca的氧化物。接著，對(duì)于構(gòu)成上式(1)的REM的添加量Qkem和溶解氧量Qw進(jìn)行說明。首先，上述REM的添加量Qkem如上所述，根據(jù)溶解氧量Q0f適宜添加即可。還有，設(shè) 定REM的添加量Qkem比本發(fā)明鋼材中所含的REM量多。這是由于，在鑄造前添加的REM量 因鑄造過程等而揮發(fā)，分散在料坯(slug)中等等，使鋼材中所含的REM量變少。另外，鋼液的溶解氧量Q0f為0. 001 0. 01質(zhì)量％的范圍。所謂溶解氧，意思是沒 有形成氧化物而是存在于鋼液中的游離狀態(tài)的氧。即，為了制造本發(fā)明的鋼材，首先，作為 前提條件，是將鋼液的溶解氧量Qm調(diào)整到0. 001 0. 01質(zhì)量％的范圍。鋼液的溶解氧量 Qm低于0. 001質(zhì)量％時(shí)，鋼液中的溶解氧量Qm不足，因此不能確保成為晶內(nèi)鐵素體相變的 核的ττ · REM · Ca系氧化物為規(guī)定量，不能改善HAZ韌性。另外，若溶解氧量Qm不足，則不 能夠形成氧化物的ττ會(huì)形成碳化物，或REM、Ca形成硫化物，因此成為使母材自身的韌性劣 化的原因。因此上述溶解氧量Qm為0.001質(zhì)量％以上。上述溶解氧量Qm優(yōu)選為0.0015 質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為0. 0020質(zhì)量％以上。另一方面，若上述溶解氧量Qm超過0.01質(zhì)量％，則鋼液中的氧量過多，因此鋼液 中的氧與上述元素的反應(yīng)變得劇烈，不僅在熔煉作業(yè)上不為優(yōu)選，而且會(huì)生成粗大的氧化 物，反而使HAZ韌性劣化。因此上述溶解氧量Qm應(yīng)該抑制在0.01質(zhì)量％以下。上述溶解 氧量Qm優(yōu)選為0. 008質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為0. 007質(zhì)量％以下?？墒?，由轉(zhuǎn)爐、電爐進(jìn)行了一次精煉的鋼液中的溶解氧量Q0f通常超過0. 01質(zhì) 量％。因此在本發(fā)明的制造方法中，需要以某種方法將鋼液中的溶解氧量Q0f調(diào)整到上述范 圍。作為調(diào)整鋼液中的溶解氧量Qm的方法，可以舉出例如使用RH式脫氣精煉裝置進(jìn) 行真空脫氧的方法，添加Si、Mn、Ti、Al等脫氧性元素的方法等，適宜組合這些方法而調(diào)整 溶解氧量Qm即可。另外，也可以使用澆包加熱式精煉裝置、簡(jiǎn)易式鋼水處理設(shè)備等來取代 RH式脫氣精煉裝置，以調(diào)整溶解氧量Qm。這種情況下，因?yàn)椴荒芡ㄟ^真空脫氧進(jìn)行溶解氧 量9 的調(diào)整，所以在溶解氧量Qm的調(diào)整中采用添加Si等脫氧性元素的方法即可。采用添加Si等脫氧性元素的方法時(shí)，也可以在從轉(zhuǎn)爐向澆包出鋼時(shí)添加脫氧性元素。如上所述將鋼液中的溶解氧量Q0f調(diào)整到上述范圍后，添加REM后進(jìn)行鑄造，但在本發(fā)明中，重要的是上述溶解氧量的添加量Qkem的關(guān)系要滿足上式(1)的規(guī)定， 對(duì)REM以外的成分元素的添加順序沒有特別限定。REM與其他成分元素相比，與氧的結(jié)合非 常強(qiáng)，很大程度上參與到了對(duì)HAZ韌性產(chǎn)生不利影響的粗大、超粗大的氧化物的生成中，因 此對(duì)于REM的添加量Qkem需要特別的留意。在添加REM以外的成分元素時(shí)，如上述(d)所示，為了降低每個(gè)夾雜物中所含的 Al2O3量，相對(duì)于全部夾雜物的個(gè)數(shù)，使Al2O3的比率低于20質(zhì)量％的夾雜物I的個(gè)數(shù)比例 超過90%，在制造鋼材時(shí)，推薦將鋼材的Al量抑制在0. 03%以下。還有，為了如此抑制鋼 材的Al量，適宜考慮通過再氧化帶來的Al的消除等而添加Al即可。還有，鋼材中的更優(yōu) 選的Al量為0. 025%以下。另外，如上述(e)所示，為了使?jié)M足CaCVAl2O3比超過0. 35的夾雜物II的個(gè)數(shù)相對(duì) 于全部夾雜物的個(gè)數(shù)的比例超過80%，在制造鋼材時(shí)，推薦提高添加到鋼液中的Ca量與Al 量的比(Ca添加量/Al添加量)，使之超過0. 30。Ca添加量/Al添加量更優(yōu)選為0.4以上， 進(jìn)一步優(yōu)選為0.5以上。還有，以借助Ti氧化物的微細(xì)化而進(jìn)一步提高HAZ韌性為目的，留意Ti的添加順 序是本發(fā)明的優(yōu)選方式。即，優(yōu)選在添加REM前添加Ti。Ti氧化物與Ir · REM · Ca系氧化 物相比，其與鋼液的界面能小，因此在向鋼液中添加&、REM和Ca之前添加Ti，能夠使Ti氧 化物微細(xì)化，結(jié)果是能夠使有助于HAZ韌性的微細(xì)的氧化物得以生成。而且在添加了 Ti之 后再添加Zr、REM和Ca，由此能夠得到期望的成為晶內(nèi)鐵素體相變的核的& · REM · Ca系 氧化物。在調(diào)整好溶解氧量Q0f的鋼液中添加Ti之后再添加REM時(shí)，如后所述，如果也是根 據(jù)鋼液的溶解氧量Qm按照使REM的添加量Qkem滿足上式(1)的方式來添加REM，則能夠適 當(dāng)?shù)乜刂蒲趸锏拇笮『兔芏取＿@是由于，若在REM之前添加Ti，則鋼液的溶解氧與Ti結(jié) 合而形成氧化物，因此減少，但Ti與REM相比，較難與氧結(jié)合，且Ti氧化物與鋼液的界面能 小，因此難以形成當(dāng)量圓直徑超過3 μ m的粗大氧化物。對(duì)向鋼液添加的REM、Ca、Zr、Ti的形態(tài)沒有特別限定，例如，作為REM，添加純La 和純Ce、純Y等，或者純Ca、純Zr、純Ti，此外還有Fe-Si-La合金、Fe-Si-Ce合金、Fe-Si-Ca 合金、Fe-Si-La-Ce合金、Fe-Ca合金、Fe-Zr合金、Fe-Ti合金、Ni-Ca合金等即可。另外， 也可以向鋼液添加混合稀土金屬。所謂混合稀土金屬就是稀土元素的混合物，具體來說就 是含有Ce 40 50%左右，含有La 20 40%左右。但是，因?yàn)樵诨旌舷⊥两饘僦凶鳛殡s 質(zhì)而大量含有Ca，所以在混合稀土金屬含有Ca的情況下，則需要滿足本發(fā)明規(guī)定的范圍。如此進(jìn)行成分調(diào)整而得到的鋼液，遵循常規(guī)方法進(jìn)行連續(xù)鑄造而成為坯料后，遵 循常規(guī)方法進(jìn)行熱軋即可。本發(fā)明的鋼材，即使是施加如下熱過程時(shí)，即以1450°C保持5秒后再使800°C至 500°C的冷卻時(shí)間為400秒而進(jìn)行冷卻，以_40°C下的吸收能(vE_4Q)計(jì)也能夠確保100J以 上。因此，本發(fā)明的鋼材能夠作為例如橋梁、高層建筑物和船舶等的結(jié)構(gòu)物的材料使用，不 用說小 中線能量焊接，即使是在線能量為50kJ/mm以上的大線能量焊接中，也能夠防止 焊接熱影響部的韌性劣化。本發(fā)明的鋼材以板厚約3. Omm以上的厚鋼板等為對(duì)象。
實(shí)施例以下列舉實(shí)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(shí)施例限制，在能 夠符合前后述的宗旨的范圍內(nèi)當(dāng)然也可以適當(dāng)加以變更實(shí)施，這些均包含在本發(fā)明的技術(shù) 范圍內(nèi)。實(shí)驗(yàn)例1中，對(duì)上述(a) (C)規(guī)定的要件與HAZ韌性的關(guān)系進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)例2 中，對(duì)于實(shí)驗(yàn)例所使用的一部分鋼種，就上述(d)和上述(e)的要件與HAZ韌性的關(guān)系進(jìn)行 研究。[實(shí)驗(yàn)例1] 使用真空熔化爐(容量150kg)，以下述表1所示的條件，熔煉下述表2、表3所示 的成分組成(質(zhì)量％)的試驗(yàn)用鋼(余量為鐵和不可避免的雜質(zhì))，鑄造成150kg的鑄錠并 冷卻。其后進(jìn)行加熱、軋制，制造厚鋼板。還有，在下述表2、表3所示的試驗(yàn)用鋼之中，確認(rèn) 滿足本發(fā)明規(guī)定的要件的試驗(yàn)用鋼的總0量為0. 0005 0. 010%的范圍。以真空熔化爐熔煉上述試驗(yàn)用鋼時(shí)，對(duì)于Ti、Zr、REM和Ca以外的元素進(jìn)行成分 調(diào)整，并且使用從C、Si、Mn和Al之中選出的至少一種元素進(jìn)行脫氧，調(diào)整鋼液的溶解氧量 Qm。調(diào)整后的溶解氧量Q0f顯示在下述表1中。在調(diào)整好溶解氧量Qw的鋼液中添加Ti后，再添加Zr、REM和Ca。設(shè)REM的添加 量為Qkem,該值顯示在下述表1中。另外，將上述溶解氧量Q0f和REM的添加量Qkem的值代入 下式(1)，而計(jì)算出的Z值一并顯示在下述表1中。Z = 21og QEEM+31og Q0f ... (1)，還有，Ti以Fe-Ti合金的形態(tài)添加，Zr以合金的形態(tài)添加，REM以含有La 約25 %和含有Ce約50 %的混合稀土金屬的形態(tài)添加，Ca以Ni-Ca合金的形態(tài)添加。但是， 表2的No. 12不是混合稀土金屬的形態(tài)，而只添加了 Ce。在添加了上述元素后，鑄造成鑄錠并冷卻。對(duì)得到的鑄錠進(jìn)行熱軋，制造厚30 80mm的厚鋼板。從得到的厚鋼板的t/4(其中t為鋼板的厚度)位置的橫截面切割下樣品， 測(cè)定該樣品中包含的全部氧化物的成分組成，作為單獨(dú)氧化物進(jìn)行質(zhì)量換算而計(jì)算出氧化 物的平均組成。全部氧化物的成分組成以如下步驟測(cè)定。使用日本電子Datum公司制的電子探針 X射線微分析儀(Electron Probe X-ray Micro Analyzer，EPMA，“JXA-85OOF(裝置名)，，)， 觀察切下的樣品表面，對(duì)當(dāng)量圓直徑為0. Iym以上的夾雜物，定量分析其成分組成。觀察 條件為加速電壓20kv，試樣電流0. 01 μ A，觀察視野面積1 5cm2，分析個(gè)數(shù)100個(gè)以上， 通過特性X射線的波長色散譜定量分析夾雜物的中央部的成分組成。分析對(duì)象元素為Al、 Mn、Si、Ti、&、Ca、La、Ce、0(氧)和S，使用已知物質(zhì)預(yù)先將各元素的X射線強(qiáng)度和元素濃 度的關(guān)系作為檢量線而求得，根據(jù)由作為分析對(duì)象的上述夾雜物得到的X射線強(qiáng)度與上述 檢量線，定量該夾雜物中所含的元素量。得到的定量結(jié)果之中以氧含量為5%以上的夾雜物作為氧化物。這時(shí)，由一個(gè)夾 雜物觀測(cè)多個(gè)元素時(shí)，從表示這些元素的存在的X射線強(qiáng)度的比換算成各元素的單獨(dú)氧化 物，計(jì)算氧化物的組成。在本發(fā)明中，將如此作為單獨(dú)氧化物而進(jìn)行了質(zhì)量換算的結(jié)果加以 平均，以其為氧化物的平均組成。氧化物之中，REM的氧化物、ZrO2和CaO的平均組成顯示 在下述表4中。還有，REM的氧化物若以M表示金屬元素，則其在鋼材中以Μ203、Μ305、Μ02的形態(tài)存在，但將全部氧化物換算成M2O3而計(jì)算組成。另外，下述表4所示的所謂“其他”，是 REM的氧化物、ZrO2和CaO以外的氧化物(例如A1203、MnO、SiO2等)。接下，對(duì)于定量的夾雜物測(cè)定當(dāng)量圓直徑，測(cè)定當(dāng)量圓直徑(粒徑)為0.1 2. O μ m的夾雜物的個(gè)數(shù)。下述表4中顯示將測(cè)定結(jié)果換算成每Imm2觀察視野面積中的個(gè) 數(shù)。另外，測(cè)定得到的定量結(jié)果之中氧含量為5%以上的氧化物的當(dāng)量直徑，測(cè)定當(dāng)量 圓直徑(粒徑)超過3 μ m的氧化物的個(gè)數(shù)、和當(dāng)量圓直徑(粒徑)超過5 μ m的氧化物的 個(gè)數(shù)。下述表4中顯示將氧化物的個(gè)數(shù)換算成每Imm2觀察視野面積中的值。圖1中顯示上述Z值與當(dāng)量圓直徑超過3 μ m的氧化物在每Imm2觀察視野面積中 的個(gè)數(shù)的關(guān)系。在圖1中，下述表4所示的No. 1 16的結(jié)果(圖1的〇)和No. 17 22 的結(jié)果(圖1的·)中，為了表示Z值的臨界的意義，繪制的是Z值處于-12. 5 -11. 5的 范圍。由圖1可知，如果根據(jù)鋼液的溶解氧量Qm而添加REM使之滿足上式(1)，則當(dāng)量 圓直徑超過3 μ m的氧化物的生成得到抑制。接下來，為了評(píng)價(jià)焊接時(shí)受到熱影響的HAZ的韌性，模擬大線能量焊接進(jìn)行以下 所示的焊接再現(xiàn)試驗(yàn)。焊接再現(xiàn)試驗(yàn)施加如下的熱循環(huán)從厚鋼板的t/4位置(其中t為板 厚)切下的樣品被加熱至1450°C，以此溫度保持5秒后進(jìn)行冷卻。冷卻速度調(diào)整為從800°C 到500°C的冷卻時(shí)間為400秒。關(guān)于冷卻后的樣品的沖擊特性，其評(píng)價(jià)方式是，從施加了上述熱循環(huán)后的樣品上， 沿軋制方向提取3個(gè)V切口擺錘沖擊試驗(yàn)片，遵循JIS Z2242進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，從而進(jìn)行評(píng)價(jià)。 在沖擊試驗(yàn)中，測(cè)定-40°C下的吸收能(vE_4(l)，計(jì)算三次的平均值。在本發(fā)明中，vE_4(l的平 均值為100J以上的記為合格(HAZ韌性良好)。測(cè)定結(jié)果顯示在下述表4中。由下述表1 表4能夠進(jìn)行如下考察。No. 1 16是滿足本發(fā)明規(guī)定的條件的例 子，測(cè)定鋼材中所含的全部氧化物的組成并換算成單獨(dú)氧化物時(shí)，在調(diào)整成以規(guī)定量含有 ZrO2, REM的氧化物和CaO之后，使當(dāng)量圓直徑為0. 1 2 μ m的夾雜物大量生成，而使當(dāng)量 圓直徑超過3 μ m的氧化物和當(dāng)量圓直徑超過5 μ m的氧化物不會(huì)生成，因此能夠得到HAZ 韌性良好的鋼材。另一方面，No. 17 32是脫離本發(fā)明規(guī)定的某要件的例子。關(guān)于No. 17 22，因?yàn)?鋼液的溶解氧量Q0f和REM的添加量Qkem的平衡不滿足上式⑴，所以當(dāng)量圓直徑超過3 μ m 的氧化物(特別是當(dāng)量圓直徑超過3μπι并在5μπι以下的氧化物)大量生成。因此HAZ韌 性劣化。關(guān)于No. 21和No. 23，測(cè)定鋼材中所含的全部氧化物的組成并換算成單獨(dú)氧化物 時(shí)的REM的氧化物量低于本發(fā)明規(guī)定的范圍，因此焊接時(shí)成為晶內(nèi)鐵素體的生成核的氧化 物量不足，HAZ韌性劣化。關(guān)于No. 22和No. 24，因?yàn)殇摬闹兴腞EM量多，測(cè)定鋼材中所 含的全部氧化物的組成并換算成單獨(dú)氧化物時(shí)的REM的氧化物量高于本發(fā)明規(guī)定的范圍， 因此氧化物粗大化，作為晶內(nèi)鐵素體的生成核發(fā)揮作用的微細(xì)的氧化物的個(gè)數(shù)變少，HAZ韌 性提高作用無法得到發(fā)揮。關(guān)于No. 25，被認(rèn)為是因?yàn)殇摬闹兴摩应恿窟^少，所以在全部氧化物的組成中 所占的&02量變少，成為晶內(nèi)鐵素體相變的核的ττ · REM · Ca系氧化物量變少。因此HAZ韌性劣化。關(guān)于No. 26，因?yàn)殇摬闹兴?amp;量過多，所以在全部氧化物的組成中所占的 ZrO2量變多。因此夾雜物作為晶內(nèi)相變核而發(fā)揮作用的效果減弱，得不到微細(xì)組織，HAZ韌 性劣化。關(guān)于No. 27，因?yàn)殇摬闹兴腃a量過多，在全部氧化物的組成中所占的CaO量變 多。因此夾雜物作為晶內(nèi)相變核發(fā)揮作用的效果減弱，得不到微細(xì)組織，HAZ韌性劣化。關(guān) 于No. 28，因?yàn)殇摬闹兴腃a量過少，CaO量無法生成。因此成為晶內(nèi)鐵素體相變的核的 Zr · REM · Ca系氧化物量未生成，HAZ韌性劣化。關(guān)于No. 29，因?yàn)殇摬闹兴腡i量過多，由于Ti的固溶導(dǎo)致母材被固溶強(qiáng)化，結(jié) 果使HAZ韌性劣化。關(guān)于No. 30，因?yàn)殇摬闹兴腡i量過少，所以不能確保成為晶內(nèi)鐵素 體相變的核的當(dāng)量圓直徑為0. 1 2 μ m的夾雜物的生成量。因此HAZ韌性劣化。關(guān)于No. 31，因?yàn)殇摬闹兴腁l量過多，所以大量生成當(dāng)量圓直徑超過3 μ m的 粗大的氧化物，HAZ韌性劣化。No. 32是鋼材中所含的N量過多的例子，鋼材中所含的固溶 N量過剩，認(rèn)為使HAZ韌性劣化。其次，圖2中顯示當(dāng)量圓直徑超過3 μ m的氧化物在每Imm2觀察視野面積中的個(gè) 數(shù)與-40°C下的吸收能(vE_40)的關(guān)系。在圖2中，下述表4所示的No. 1 16的結(jié)果由〇 表示，No. 17 22、31(比較例中超過5.0個(gè)的例子)的結(jié)果由·表示。由圖2可知，如果當(dāng)量圓直徑超過3 μ m的氧化物在每Imm2觀察視野面積中的個(gè) 數(shù)在5. 0個(gè)以下，則即使以1450°C加熱保持5秒時(shí)，仍顯示出良好的HAZ韌性。表1
權(quán)利要求
一種焊接熱影響部的韌性優(yōu)異的鋼材，其特征在于，含有C0.02～0.15％Si0.5％以下且不包括0％、Mn2.5％以下且不包括0％、P0.03％以下且不包括0％、S0.02％以下且不包括0％、Al0.05％以下且不包括0％、Ti0.005～0.10％、REM0.0003～0.015％、Ca0.0003～0.010％、Zr0.0010～0.050％、N0.010％以下且不包括0％、O0.0005～0.010％，余量由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，所述％是指質(zhì)量％，(a)所述鋼材包含含有Zr、REM和Ca的氧化物，(b)測(cè)定所述鋼材中包含的全部氧化物的組成并換算成單獨(dú)氧化物時(shí)，以平均組成計(jì)，滿足ZrO25～50％、REM的氧化物5～50％、CaO50％以下且不包括0％，若以M為標(biāo)記表示REM時(shí)則REM的氧化物為M2O3，并且，(c)在所述鋼材中包含的全部夾雜物之中，以當(dāng)量圓直徑計(jì)為0.1～2μm的夾雜物在每1mm2的觀察視野面積中有120個(gè)以上，以當(dāng)量圓直徑計(jì)超過3μm的氧化物在每1mm2的觀察視野面積中為5.0個(gè)以下，以當(dāng)量圓直徑計(jì)超過5μm的氧化物在每1mm2的觀察視野面積中為5.0個(gè)以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼材，其中， 所述鋼材中所含的夾雜物還含有Al2O3，測(cè)定所述夾雜物的組成并換算成單獨(dú)氧化物時(shí)，相對(duì)于全部夾雜物的個(gè)數(shù)，(d)關(guān)于Al2O3,滿足Al2O3的比率低于20質(zhì)量％的夾雜物的個(gè)數(shù)比例超過90%，或者(e)關(guān)于Al2O3和CaO，滿足CaO相對(duì)于Al2O3的質(zhì)量比即Ca0/Al203超過0.35的夾雜物 的個(gè)數(shù)比例超過80%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼材，其中， 所述鋼材中所含的夾雜物還含有Al2O3，測(cè)定所述夾雜物的組成并換算成單獨(dú)氧化物時(shí)，相對(duì)于全部夾雜物的個(gè)數(shù)，(d)關(guān)于Al2O3,滿足Al2O3的比率低于20質(zhì)量％的夾雜物的個(gè)數(shù)比例超過90%，并且，(e)關(guān)于Al2O3和CaO，滿足CaO相對(duì)于Al2O3的質(zhì)量比即Ca0/Al203超過0.35的夾雜物 的個(gè)數(shù)比例超過80%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的鋼材，其中，作為其他元素，所述鋼材還含有如 下任意一種Cu 以下且不包括0%、Ni 3. 5%以下且不包括0%、 Cr 以下且不包括0%、 Mo 以下且不包括0%、 Nb 0. 25%以下且不包括0%、 V 0. 以下且不包括0%、 B 0. 005%以下且不包括0%。
5.一種焊接熱影響部的韌性優(yōu)異的鋼材的制造方法，是制造權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng) 所述的鋼材的方法，其特征在于，在已將鋼液的溶解氧量Qm調(diào)整到0. 001 0.01質(zhì)量％的 范圍的鋼液中添加REM時(shí)，添加所述鋼液的溶解氧量Qm和REM的添加量Qkem滿足下式⑴ 的量的REM，21ogQEEM+31ogQ0f 彡一 12. 00. ..(I)0
6.一種焊接熱影響部的韌性優(yōu)異的鋼材的制造方法，是制造權(quán)利要求4的鋼材的方 法，其特征在于，在已將鋼液的溶解氧量Qm調(diào)整到0. 001 0.01質(zhì)量％的范圍的鋼液中添 加REM時(shí)，添加所述鋼液的溶解氧量Q0f和REM的添加量Qkem滿足下式(1)的量的REM，21ogQEEM+31ogQ0f 彡一 12. 00. ..(I)0
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使在進(jìn)行線能量為50kJ/mm以上的大線能量焊接時(shí)HAZ韌性也優(yōu)異的鋼材及其制造方法。一種含有C、Si、Mn、P、S、Al、Ti、REM、Ca、Zr、N、O且余量由鐵和不可避免雜質(zhì)構(gòu)成的鋼材，(a)所述鋼材包含含有Zr、REM和Ca的氧化物，(b)測(cè)定所述鋼材中包含的全部氧化物的組成并換算成單獨(dú)氧化物時(shí)，滿足ZrO25～50％、REM的氧化物(若以M為標(biāo)記表示REM則為M2O3)5～50％、CaO50％以下(不包括0％)，并且，(c)在所述鋼材中包含的全部夾雜物之中，當(dāng)量圓直徑為0.1～2μm的夾雜物在每1mm2觀察視野面積中有120個(gè)以上，當(dāng)量圓直徑超過3μm的氧化物在每1mm2的觀察視野面積中為5.0個(gè)以下，當(dāng)量圓直徑超過5μm的氧化物在每1mm2觀察視野面積中為5.0個(gè)以下。
文檔編號(hào)C21C7/00GK101956132SQ20101019686
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者岡崎喜臣, 出浦哲史, 名古秀德, 太田裕己, 杉谷崇 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所