[发明专利]厚钢板

说明书

技术领域

本发明涉及主要被用作船舶和桥梁的结构材料的原材的厚钢板，特别是涉及将已经发生的脆性龟裂的传播加以停止这一特性(抑制(arrest)特性)得到了改善的厚钢板。

背景技术

在船舶、建筑物、油罐、海洋结构物、管线管等结构物所使用的厚钢板中，为了抑制结构物的脆性破坏，要求其具有抑制特性(以下称为“脆性龟裂传播停止特性”)，该特性是抑制由于脆性龟裂的传播而造成的破坏的能力。近年来，随着结构物的大型化，使用屈服应力为390MPa以上，板厚为50mm以上的高强度厚钢板的情况大量存在。但是，上述这样的脆性龟裂传播停止特性，对其的确保一般会随着钢板的高强度、厚壁化而变得困难。

另一方面，在集装箱船中，为了效率化而在推进大型化，随之而来的是使用厚壁、高强度的钢板。若考虑到船体的破坏安全性，则首要的是不使脆性破坏发生，但假如脆性破坏已经发生时，为了避免船体的全面损毁，使船体具有脆性龟裂传播停止特性以使龟裂的传播停止尤为重要。从这一背景出发，就要求在上甲板部使从舱口围板部发生的脆性龟裂停止。为了使脆性龟裂停止，关于上甲板部所要求的脆性龟裂传播停止特性，至今为止也有所研究，认为即使负荷应力和脆性龟裂进展长度变大，而厚板钢板的应力扩大系数K值饱和，如果-10℃下的Kca值(作为脆性龟裂传播停止特性的指标的数值)为3500N/mm^3/2(MPa·mm^1/2)左右，则也能够使脆性龟裂停止。因此，特别是在集装箱船中期望有一种技术，其可以对高强度厚钢板赋予上述脆性龟裂传播停止特性。

此外，上述Kca值还期望能够得到更高的值(例如4500N/mm^3/2以上，5000N/mm^3/2以上)。

另外，近年来在集装箱船等之中，以重复应力载荷造成的疲劳为原因，发生的龟裂的进展速度成为问题，因此除了上述脆性破坏停止特性以外，还要求其具有能够使一旦发生的疲劳龟裂的进展速度尽可能延缓这样的特性(以下称为“疲劳龟裂进展抑制特性”)。关于疲劳龟裂进展抑制特性，具体来说是要求在特定的应力(ΔK=10MPa· m)]]>环境下，表示应力负荷每一次循环的进展性的指数的da/dn(疲劳龟裂进展速度)为5.0×10^-6mm/cycle以下。

作为使脆性龟裂传播停止特性提高的方法，已知有(a)添加合金元素的方法；(b)使晶粒直径微细化的方法等。其中作为添加合金元素的方法，例如提出有专利文献1这样的技术。在该技术中，作为合金元素含有Ni，通过抑制冷却过程中的冷却速度而使贝氏体的粒径微细化，从而使脆性龟裂传播停止特性提高。但是在这一技术中，也会由于添加合金元素而招致成本增大。

另一方面，作为通过使晶粒直径微细化而使脆性龟裂传播停止特性提高的方法，已知有例如专利文献2、3这样的技术。在这些技术中，以铁素体为母相，并使该铁素体的粒径微细化，由此确保良好的脆性龟裂传播停止特性。但是，在这些技术中，因为以软质的铁素体为母相，所以在高强度厚钢板上的应用困难。

另外，作为改善脆性龟裂进展抑制特性的技术，至今为止也提出有多种，例如在专利文献4中提出有一种疲劳龟裂进展抑制特性优异的钢板，其通过如下方式实现：设钢板表面的法线方向为ND时，具有α铁的(100)面与ND平行的方位{(100)//ND}的晶粒，和具有α铁的(111)面与ND平行的方位{(111)//ND}的晶粒之间的境界沿着龟裂的进展方向至少在30μm横穿1处以上，以及在与钢板表面平行的测定面，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。

越是在高应力下使用的钢板，对于疲劳特性的关注越高，但是前述技术因为以铁素体为主体(例如70面积％以上)，所以只能对应390～490MPa左右的强度级，特别是在疲劳龟裂构成问题的部分存在不能适用的问题。