[发明专利]疲劳龟裂进展抑制特性和脆性破坏抑制特性优异的钢板

说明书

技术领域

本发明涉及主要作为船舶和桥梁的结构材使用的钢板，特别是涉及抑制龟裂的进展速度，从而确保良好的疲劳寿命，并且抑制脆性破坏的发生的特性也优异的钢板。 

背景技术

在以造船和桥梁领域为首的各种结构材料中，由于反复施加应力的情况不少，因此为了确保结构材料的安全性，在作为原材使用的钢材中，疲劳特性良好在设计上极为重要。 

钢材的疲劳过程，认为大体区分为在应力集中部的龟裂的发生，和一旦发生的龟裂的进展这样2个过程。而且，在通常的机械零件中，肉眼可见的龟裂的发生被认为是使用界限，设计上对于龟裂的进展没怎么考虑。然而，在焊接结构物中，即使疲劳龟裂发生也不会立即导致破坏，如果能够延迟龟裂进展速度，则能够延长达到破坏的寿命，通过定期检查等可以发现龟裂，在早期不用替换也可以继续使用。 

可是，在焊接结构物中，作为应力集中部的焊接止端部和缺陷部大量存在，完全防止疲劳龟裂的发生是不可能的实际问题，这样的设计在经济性上也算不得上策。即，为了使焊接结构物的疲劳寿命良好，从龟裂已经存在的状态大幅延长龟裂进展寿命，比防止龟裂的发生本身更为有效，为此，尽可能延迟钢材的龟裂的进展速度这样的设计成为重要的事项。 

作为改善抑制疲劳龟裂进展的速度的特性(以下称为“疲劳龟裂进展抑制特性”)的技术，至今为止也提出有各种各样，例如在特开2000-17379号公报中，提出有一种疲劳龟裂进展抑制特性优异的钢板，其中，将钢表面的法线方法定为ND时，在α铁的(100)面具有与ND平行的方位{(100)//ND}的晶粒，与α铁的(111)面具有与ND平行的方位{(111)//ND} 的晶粒之间的境界，沿龟裂的进展方向至少会30μm横切1处以上，以及在平行于钢板表面的测定面，钢板内部的α(111)面强度比与α(100)面强度比的比为1.25～2.0。 

作为在高应力下使用的钢板对于疲劳特性越关注则疲劳等性越高，但是，因为前述技术是以铁素体为主体(例如70面积％以上)，所以仅仅能够对应390～490MPa左右的强度级，特别是在疲劳龟裂成为问题的部分存在不能适用的问题。 

另外在前述技术中，显示的是为了如前述那样控制结晶方位，而在使铁素体析出70面积％以上的γ-α二相域的低温温度区域或α温度域进行强加工。相对于这样的铁素体组织，在以贝氏体为主体的组织(将其称为“单贝氏体组织”)中，已知其与奥氏体具有一定的方位关系而生成，通过与前述技术同样的方法，不能控制结晶方位。 

在特开2004-27355号公报中，提出一种疲劳龟裂进展特性优异的钢材，其中，在贝氏体组织或马氏体组织中，最大抗拉·压缩应力为±0.012，反复速度0.5Hz，施加至最大应变的波数12的渐增·渐减反复负荷15次时，1次的最大应变时的应力σ₁和15次的最大应变时的应力σ₁₅的比σ₁/σ₁₅ 所示的反复软化参数为0.65以上、0.95以下。而且，在该技术中，虽然是通过在与通用钢类似的成分系中由一般性的制法制造，就能够成为疲劳龟裂进展抑制特性优异的钢板，但是，未必与一般材的区别明确，只通过规定前述这样的软化参数，不能说希望的特性就得到了发挥。此外，还存在断裂转变温度vTrs超过0℃的实施例，有不能充分满足作为结构物的特性的可能性。 

另一方面，为了确保作为结构物的安全性，而希望在钢材内抑制因脆性破坏导致的龟裂发生[以下，称为“脆性破坏抑制特性”或CTOD(Crack-Tip Opening Displacement)特性]。这是由于如果脆性龟裂发生，则结构特自身破坏。上述这样的疲劳龟裂发生时，在低温域，即使该龟裂(疲劳龟裂)能够得到抑制，仍会发生脆性破坏。因此在结构物的安全上，也需要充分抑制脆性破坏的发生。但是，疲劳龟裂进展抑制特性和脆性破坏抑制特性的双方均优异的钢材所涉及的技术，至今为止尚未提出。 

发明内容

本发明着眼于上述这样的情况而做，其目的在于，提供一种疲劳龟裂进展抑制特性和脆性破坏抑制特性均优异的钢板，其是通过在以贝氏体为主体的钢板中，将板厚方向的规定位置上的各结晶方位关系进行适当地规定。