[发明专利]超高热输入焊接中的焊接热影响部的韧性优异的钢板有效

专利信息
申请号: 200710169301.7 申请日: 2007-11-22
公开(公告)号: CN101210300A 公开(公告)日: 2008-07-02
发明(设计)人: 高冈宏行;冈崎喜臣;武田裕之 申请(专利权)人: 株式会社神户制钢所
主分类号: C22C38/14 分类号: C22C38/14;B22D25/06;B22D27/04
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 代理人: 汪惠民
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 高热 输入 焊接 中的 影响 韧性 优异 钢板
【说明书】:

技术领域

本发明涉及船舶、建筑、海洋结构物等的焊接结构物所适用的钢板,尤其涉及在进行超高热输入焊接时受到热影响的部位(以下称为“HAZ”)的韧性优异的钢板。

背景技术

船舶、建筑、海洋结构物等各领域的结构物,一般是通过焊接将钢材加以接合构筑而成,但是在这种结构物所使用的钢材中,从安全性确保的观点出发,钢材强度当然不用说,而且还要求焊接性的韧性也良好。

近年来,随着焊接结构物的大型化,从结构物的施工效率的提高和施工成本的降低的观点出发,就要求焊接施工效率的提高,这指向了焊接热能的增大。特别是有实施焊接热能为60kJ/mm以上这样的超高热输入焊接的倾向。

当实施上述这种超高热输入焊接时,焊接母材(作为被焊接材的钢板)的受到热影响的HAZ[比起焊接金属和母材的界面(熔合部),母材侧数mm的位置]的韧性成为问题。该HAZ是在焊接时,母材被暴露在熔融点之下的高温下,金属组织中的奥氏体晶粒容易变粗大,而且由于焊接热能的增大导致冷却速度也放缓,因此易形成粗大组织。这一点成为原因,从而有HAZ韧性容易降低这样的问题。

作为对采用高热能焊接法时的HAZ韧性劣化加以抑制的钢板,至今为止也提出了多种,例如专利文献1、2中,提出有一种改善HAZ韧性的技术,其是使TiN微细分散有钢板中,并且使MnS复合析出,抑制奥氏体晶粒的粗大化。另外在专利文献3、4中,提出通过使Ti氧化物微细析出,将其作为铁素体相变的核生成点加以利用,从而改善焊接熔合部附近的韧性的技术。

在专利文献5中,提出有一种改善HAZ韧性的技术,其是在焊接时的冷却过程中,将TiN等之上析出的BN作为铁素体相变的核生成点加以利用,以改善HAZ韧性。

可是我们还知道,若固溶N过多则HAZ韧性劣化,为了HAZ的改善一般要实现低N化(例如,非专利文献1)。另外在专利文献6中,还提出有一种使超高热输入焊接中的HAZ韧性提高的技术,其是从彻底降低固溶N这一观点出发,通过含有Ti和充分量的Al,再将Ca氧化物作为微细氧化物加以活用,从而提高超高热输入焊接中的HAZ韧性。

另一方面,在专利文献7中,还提出有通过活用CaS,从而实现高热能焊接中的HAZ韧性的改善。

【专利文献1】特开平2-250917号公报

【专利文献2】特开平2-254118号公报

【专利文献3】特开昭60-245768号公报

【专利文献4】特开昭61-79745号公报

【专利文献5】特开昭61-253344号公报

【专利文献6】特开2001-107177号公报

【专利文献7】特开2001-356379号公报

【非专利文献1】焊接学会论文集,vol.13,No.4,P758-766,(1985年11月发行)

然而,至今为止所提出的任何一项技术均未能根本性地改善HAZ韧性,其分别存在下述问题。

在使TiN微细分散在钢中的技术中(所述专利文献1、2、5),进行高热能焊接时,因为焊接熔合部附近将被高温长时间加热,所以TiN熔解,不能抑制晶粒的粗大化,实际情况是不能获得良好的HAZ韧性。

另外在使Ti氧化物微细分散的技术中(所述专利文献3、4),因为使氧化物均一地分散在钢中特别困难,所以存在不能够使HAZ韧性良好这样的问题。在降低固溶N的技术中(所述专利文献6、非专利文献1),若含有过剩地Ti,则致使固溶N量增加,反而有脆化组织生成这样的问题。

另外,在活用CaS的技术中(所述专利文献7),CaS比较粗大,不会使HAZ韧性提高。还有,在该技术中,虽然还考虑到并用TiN,但是并不能将其与TiN带来的铁素体生成能的协同效果充分活用,仍有高热能焊接中的HAZ韧性改善效果不充分这样的问题。

发明内容

本发明为了解决这些现有技术中的课题而形成,其目的在于提供一种不仅在进行焊接热能为60kJ/mm以上的超高热输入焊接时,而且即使在进行例如焊接热能为15kJ/mm以上的热能较大的焊接时,均能够发挥优异的HAZ韧性的钢板。

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